페길화에 의한 재조합 산화환원 조절단백-1의 환원력 유지 최적화

Optimization of Activity Retention for Recombinant APE1/Ref-1 through PEGylation

재조합 단백질의 페길화는 단백질 안정성, 용해도, 생물학적 활성을 유지함으로써 생체 활용도를 증가시키기위해 사용된다. 본 연구는 산화환원 조절단백-1이 환원력을 유지하며 생체 내에서 항원성을 나타내지 않도록 하는 최적화 조건선정을 목적으로 하였다. 산화환원 조절단백-1의 페길화 반응은 메톡시 폴리에틸렌 글라이콜(PEG)- 숙신이미딜-글루타레이트의 반응 정도에 따라 점진적인 페길화 양상을 나타내었으며, 30 몰 비율의 PEG를 사용함으로써 최적의 페길화가 이루어졌음을 확인하였다. 이 과정에는 재조합 산환환원 조절단백-1의 29개 라이신 잔기를 변형시키는 과정이 포함되었으며, 활성 분석 결과 페길화된 산화환원 단백-1 (PEG-APE1)은 냉장 상태에서 4주 이상 효소 활성을 유지하여 보존상태 이전과 상응하는 활성을 제시하였다. 또한, 산환환원 조절단백-1의 환원력 활용을 목적으로 생체 모델 등에 적용 시 PEG-APE1의 항원성을 평가하기 위하여 페길화 전후에 있어 변형없는 항원성을 효소 면역반응 값으로 입증하였다. 재조합 단백질의 페길화는 바이오 의약품 개발에서 중요한 전략 으로 자리 잡고 있으며 생체 적용 시 매우 중요하게 활용될 것으로 사료 된다.

PEGylation of recombinant proteins enhances their bioavailability by improving stability, solubility, and biological activity. This study aimed to optimize conditions for PEGylating apurinic/apyrimidinic endonuclease 1/redox effector factor-1 (APE1/Ref-1) to preserve its reducing activity and ensure it remains non-immunogenic in vivo. The PEGylation reaction of recombinant APE1/Ref-1 showed a progressive pattern dependent on the molar ratio with methoxy polyethylene glycol (PEG)-succinimidyl-glutarate. Optimal PEGylation was achieved with a 30 molar ratio of PEG, modifying 29 lysine residues of recombinant APE1/Ref-1. Activity analysis demonstrated that PEGylated APE1/Ref-1 retained reducing activity for over 4 weeks under refrigerated conditions, comparable to its pre-preservation state. To evaluate the immunogenicity of PEGylated APE1/Ref-1 for in vivo applications, an enzyme linked immunosorbent assay confirmed that PEGylation did not alter its antigenicity. PEGylation is a critical strategy for developing biopharmaceuticals and is expected to be highly beneficial for in vivo applications.