ポリサルコシン - PEGに代わる新素材

概要

PEG化技術はドラッグデリバリーやナノ医薬などの分野においては画期的な技術でした。PEGによる修飾技術は、すでに数千億円の市場に成長しています。しかしながら、それぞれの技術の特許権が非常に複雑化してしまっていること、抗PEG抗体による生体への影響および長期間使用した場合の健康上への懸念から、代替技術の模索が始まっています。その中で合成のしやすさ、汎用性などの点で有力視されているのがペプトイド、とりわけポリサルコシン（PSR）です。

片末端または両末端（同じ官能基、異なる官能基）に修飾したPSRのいずれも提供可能です。重合度n は10から1000まで対応いたします。

ポリサルコシンの特徴

▶ 生分解性があり[1]、免疫原性をもちません [2、3]。

▶ タンパク質に対する非特異的吸着を起こしません [4、5]。

▶ 水および有機溶媒のいずれにも高い溶解性を示します [6]。

▶ 分子量分散の小さな精緻なポリマーを合成可能です [7]。

▶ 200-220nmに吸収を持つため、HPLCおよび紫外可視吸収スペクトルでの検出が可能です。分析用途でもお使いいただけるグレードでご提供いたします。

▶ 長期間保存可能で、ロット間差の低いポリマーをご提供いたします。

PSRはグリシンの合成および分解における中間体および副生成物であるサルコシン（N-メチルグリシン）をモノマーとするポリマーで、近年再び注目を集めています。これまでに様々な形でドラッグデリバリーを担う物質として研究されており、デンドリマー [8、9]、ポリマーミセル [10、11]、ポリプレックス [12]、タンパク質との複合体 [13、14]、ミクロ粒子 [15-18]、ナノ粒子 [19-25]、ポリマーソーム [26] およびナノチューブ [27、28] などに用いられています。

PSRの末端を用いた医薬との結合は、繋ぐという意味でPEG化と相違ありません。しかし、PSRは元々異なる両末端を持つため、PEGと比較して異なる条件で異なる活性を持つビルディングブロックとしての活躍も見込めます。

機能性PSRの需要が広まるにつれ、このポリマーを安定した品質で購入できない、という問題が浮き彫りになってきました。この問題をIris社独自の技術が解決します。PSRを用いることで従来のPEG修飾化合物との差別化が可能です。詳しくはお問い合わせください。

ポリサルコシンを利用したナノキャリアの例

製品一覧

ヘテロ二官能性

H-PSar-OH

H-Psar-Alkyne

H-PSar-Azide

Ac-PSar-OH

Ac-PSar-Alkyne

Ac-PSar-Mal

Ac-PSar-SH

Lipoamide-PSar-OH

Biotin-PSar-NHS

Boc-PSar-OH

Fmoc-PSar-OH

I-PSar-Alkyne

(MeO)₃Si-PSar-Alkyne

PLys(50)-b-PSar-NH- *n*Bu

ジスルフィド結合含有

(H-PSar-S)₂

(Ac-PSar-S)₂

ホモ二官能性

HN-PSar-NH

参考文献

▷ [1] On the biodegradability of polyethylene glycol, polypeptoids and poly(2-oxazoline)s; J. Ulbricht, R. Jordan and R. Luxenhofer; Biomaterials 2014; 35: 4848-4861. doi:10.1016/j. biomaterials.2014.02.029

▷ [2] Antigenicity of Polypeptides (Poly Alpha Amino Acids); P. H. Maurer, D. Subrahmanyam, E. Katchalski and E. R. Blout; J Immunol 1959; 83: 193-197.

▷ [3] Immunological studies with synthetic polypeptides; M. Sela; Adv Immunol 1966; 5: 29-129.

▷ [4] An Experimental–Theoretical Analysis of Protein Adsorption on Peptidomimetic Polymer Brushes; K. H. A. Lau, C. Ren, S. H. Park, I. Szleifer and P. B. Messersmith; Langmuir 2012; 28: 2288-2298. doi:10.1021/la203905g

▷ [5] Surface-ftrafted Polysarcosine as a Peptoid Antifouling Polymer Brush; K. H. A. Lau, C. Ren, T. S. Sileika, S. H. Park, I. Szleifer and P. B. Messersmith; Langmuir 2012; 28: 16099-16107. doi:10.1021/la302131n

▷ [6] Polypeptoids from N-Substituted ftlycine N-Carboxyanhydrides: Hydrophilic, Hydrophobic, and Amphiphilic Polymers with Poisson Distribution; C. Fetsch, A. ftrossmann, L. Holz, J. F. Nawroth and R. Luxenhofer; Macromolecules 2011; 44: 6746-6758. doi:10.1021/ma201015y

▷ [7] Polypeptoids: A perfect match for molecular definition and macromolecular engineering?; R. Luxenhofer, C. Fetsch and A. ftrossmann; J. Polym. Sci.: Part A: Polym. Chem. 2013; 51: 2731-2752. doi:10.1002/pola.26687

▷ [8] Synthesis of a novel star-shaped dendrimer by radial-growth polymerization of sarcosine N-carboxyanhydride initiated with poly(trimethyleneimine) dendrimer; K. Aoi, T. Hatanaka, K. Tsutsumiuchi, M. Okada and T. Imae; Macromol Rapid Commun 1999; 20: 378-382. doi:10.1002/(sici)1521-3927(19990701)20:7378::aid-marc3783.0.co;2-s

▷ [9] Molecular assembly composed of a dendrimer template and block polypeptides through stereocomplex formation; H. Matsui, M. Ueda, A. Makino and S. Kimura; Chem Commun 2012; 48: 6181-6183. doi:10.1039/c2cc30926b

▷ [10] Factors Influencing in Vivo Disposition of Polymeric Micelles on Multiple Administrations; E. Hara, M. Ueda, A. Makino, I. Hara, E. Ozeki and S. Kimura; ACS Med Chem Lett. 2014; 5: 873-877. doi:10.1021/ml500112u

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▷ [12] Introducing PeptoPlexes: Polylysine-block-Polysarcosine Based Polyplexes for Transfection of HEK 293T Cells; P. Heller, A. Birke, D. Huesmann, B. Weber, K. Fischer, A. Reske-Kunz, M. Bros and M. Barz; Macromol Biosci 2014; 14: 1380-1395. doi:10.1002/mabi.201400167

▷ [13] Suppression of Murine IgE Responses with Amino Acid Polymer/ Allergen Conjugates; D. C. Henderson, A. W. Wheeler and D. M. Moran; Int Arch Allergy Appl Immunol 1987; 82: 208-211. doi:10.¹¹⁵⁹⁄_000234188

▷ [14] Suppression of Murine IgE Responses with Amino Acid Polymer/ Allergen Conjugates; N. Whittall, D. M. Moran, A. W. Wheeler and ft. P. Cottam; Int Arch Allergy Appl Immunol 1985; 76: 354-360. doi:10.¹¹⁵⁹⁄_000233721

▷ [15] pH-responsive release from polypeptide microcapsules; T. Kidchob, S. Kimura and Y. Imanishi; J Appl Polym Sci 1997; 63: 453-458. doi:10.1002/ (sici)1097-4628(19970124)63:4453::aid-app63.0.co;2-q

▷ [16] Thermoresponsive release from poly(ftlu(OMe))-block-poly(Sar) microcapsules with surface-grafting of poly(N-isopropylacrylamide); T. Kidchob, S. Kimura and Y. Imanishi; J Control Release 1998; 50: 205-214. doi:10.1016/S0168-3659(97)00135-1

▷ [17] Amphiphilic poly(Ala)-b-poly(Sar) microspheres loaded with hydrophobic drug; T. Kidchob, S. Kimura and Y. Imanishi; J Control Release 1998; 51: 241-248. doi:10.1016/S0168-3659(97)00176-4

▷ [18] Controlled release from amphiphilic polymer aggregates; S. Kimura, T. Kidchob and Y. Imanishi; Polym Advan Technol 2001; 12: 85-95. doi:10.¹⁰⁰²⁄₁₀₉₉-1581(²⁰⁰¹⁰¹⁄₀₂)12:¹⁄₂85::aid-pat9473.0.co;2-8

▷ [19] Polypeptoid-block-polypeptide Copolymers: Synthesis, Characterization, and Application of Amphiphilic Block Copolypept(o) ides in Drug Formulations and Miniemulsion Techniques; A. Birke, D. Huesmann, A. Kelsch, M. Weilbächer, J. Xie, M. Bros, T. Bopp, C. Becker, K. Landfester and M. Barz; Biomacromolecules 2014; 15: 548- 557. doi:10.1021/bm401542z

▷ [20] Radiosynthesis and initial evaluation of 18F labeled nanocarrier composed of poly(L-lactic acid)-block-poly(sarcosine) amphiphilic polydepsipeptide; F. Yamamoto, R. Yamahara, A. Makino, K. Kurihara, H. Tsukada, E. Hara, I. Hara, S. Kizaka-Kondoh, Y. Ohkubo,E. Ozeki and S. Kimura; Nucl Med Biol 40: 387-394. doi:10.1016/j. nucmedbio.2012.12.003

▷ [21] Pharmacokinetic change of nanoparticulate formulation “Lactosome” on multiple administrations; E. Hara, A. Makino, K. Kurihara, F. Yamamoto, E. Ozeki and S. Kimura; Int Immunopharmaco 2012; 14: 261-266. doi:10.1016/j.intimp.2012.07.011

▷ [22] Control of in vivo blood clearance time of polymeric micelle by stereochemistry of amphiphilic polydepsipeptides; A. Makino, E. Hara, I. Hara, R. Yamahara, K. Kurihara, E. Ozeki, F. Yamamoto and S. Kimura; J Control Release 2012; 161: 821-825. doi:10.1016/j. jconrel.2012.05.006

▷ [23] Transformation of peptide nanotubes into a vesiclevia fusion driven by stereo-complex formation; M. Ueda, A. Makino, T. Imai, J. Sugiyama and S. Kimura; Chem Commun 2011; 47: 3204-3206. doi:10.1039/c0cc04209a

▷ [24] Near-infrared fluorescence tumor imaging using nanocarrier composed of poly(l-lactic acid)-block-poly(sarcosine) amphiphilic polydepsipeptide; A. Makino, S. Kizaka-Kondoh, R. Yamahara, I. Hara, T. Kanzaki, E. Ozeki, M. Hiraoka and S. Kimura; Biomaterials 2009; 30: 5156-5160. doi:10.1016/j.biomaterials.2009.05.046

▷ [25] Near-Infrared Fluorescent Labeled Peptosome for Application to Cancer Imaging; H. Tanisaka, S. Kizaka-Kondoh, A. Makino, S. Tanaka, M. Hiraoka and S. Kimura; Bioconjug Chem 2008; 19: 109- 117. doi:10.1021/bc7001665

▷ [26] Temperature-Triggered Fusion of Vesicles Composed of Right-Handed and Left-Handed Amphiphilic Helical Peptides; M. Ueda, A. Makino, T. Imai, J. Sugiyama and S. Kimura; Langmuir 2011; 27: 4300-4304. doi:10.1021/la105140v

▷ [27] Rational design of peptide nanotubes for varying diameters and lengths; M. Ueda, A. Makino, T. Imai, J. Sugiyama and S. Kimura; J Pept Sci 2011; 17: 94-99. doi:10.1002/psc.1304

▷ [28] Self-Assemblies of Triskelion A2B-Type Amphiphilic Polypeptide Showing pH-Responsive Morphology Transformation; A. Uesaka, M. Ueda, A. Makino, T. Imai, J. Sugiyama and S. Kimura; Langmuir 2012; 28: 6006-6012. doi:10.1021/la3004867