DE2417619C2 - Intramolekular vernetztes Hämoglobin, Verfahren zu dessen Herstellung und seine Verwendung - Google Patents
Intramolekular vernetztes Hämoglobin, Verfahren zu dessen Herstellung und seine VerwendungInfo
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- C07K14/805—Haemoglobins; Myoglobins
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- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
- A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
Description
R-O-C=NH2 +
I
(CH2)_
in der R ein Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen ist und m den Wert 6 bis 12 hat, bei einer Temperatur zwischen 0°
und +100C und einem pH-Wert zwischen 7,5 und 8,5 zusammenfuhrt und ein vernetztes Hämoglobin mit
einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 68 000 bis 85 000 isoliert.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Reaktion für eine Zeit bis zu etwa
2 Stunden bei einer Temperatur zwischen 0° und 50C durchführt und hierbei kontinuierlich Triethylamin zur
5. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man das Vernetzungsmittel in Form
eines Hydrochlorids verwendet.
6. Verfahren nach Ansprüchen 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vernetzungsmittel Dimethylkorksäureimidat, Dimethylazelainsäureimidat, Dimethylsebacinsäureimidat, Dimethyldecandicarbonsäu-
reimidat, bzw. Dimethyldodecandicarbonsäureimidat verwendet.
7. Verwendung des intramolekular vernetzten Hämoglobins nach den Ansprüchen 1 bis 2 in einem Plasmaproteinersatzmittel.
Die Erfindung betrifft ein Plasmaeiweißmaterial, das auch als Plasmaexpander bekannt ist. Die Erfindung ist
auf ein vernetztes polymeres Hämoglobinmaterial gerichtet, das als Plasmaeiweißersatz oder Plasmaexpander
dient und mit dem chemischen System des menschlichen Körpers verträglich ist und schließlich zu Aminosäuren abgebaut wird, die leicht verwertet oder vom Körper abgeführt werden können. Die Erfindung umfaßt insbe-
sondere intramolekular vernetztes Hämoglobin mit niedrigem Molekulargewicht, speziell ein intramolekular
vernetztes Hämoglobinmaterial mit einem Molekulargewicht zwischen 68 000 und 85 000. Die Erfindung
umfaßt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen intramolekular vernetzten Hämoglobins sowie
seine Verwendung in einem Plasmaproteinersatzmittel.
Blutverlusten oder nach einem Schock. Leider kann vollständiges Blut z. Zt. nur etwa 21 Tage gelagert werden.
Es wurde festgestellt, daß vollständiges Blut bezüglich der darin enthaltenen roten Blutzellen zerfallt, so daß es
notwendig wird, die roten Zellen zu verwerfen. In nicht zu ferner Vergangenheit wurde vorgeschlagen, das Blut
in eine Anzahl seiner Komponenten zu zerlegen, die fur die zukünftige Verwendung konserviert werden können.
Eine dieser Komponenten ist das Blutplasma. Leider gibt es noch im vollständigen Blut Substanzen wie Hämo
globin von eiweißartiger Natur, die bisher verworfen wurden. Kürzlich wurde vorgeschlagen, vom Plasma das
Serumalbumin zu trennen, das ein Eiweißstoff ist, der sich als wertvoll als Plasmaeiweißersatz oder Plasmaexpander erwies. Bisher wurde das Hämoglobin in den roten Zellen verworfen, da es keinen bekannten Verwendungszweck dafür gab. Hämoglobin ist ein Protein, dessen Hauptaufgabe der Transport von Sauerstoff aus der
Lunge durch den Blutstrom zu den Geweben des Körpers ist. Ebenso wie andere Eiweißstoffe im Plasma kann
das Hämoglobin auch eine weitere Aufgabe haben, die äußerst wichtig ist und darin besteht, zur Aufrechterhaltung des richtigen Blutdrucks im Körper beizutragen. Ein osmoiischer Druck wird gegen die Membranen der
Blutgefäße erzeugt, wodurch es dem Wasser und anderen niedrigmolekularen Materialien des Bluts möglich ist,
durch die Membranwände der kleinen Blutgefäße (Kapillaren) hindurchzutreten, wodurch der gewünschte
Blutdruck aufrechterhalten wird.
Wenn jedoch ein Patient Blut verliert, gehen auch die Plasmaeiweißstofie, die den Blutdruckausgleich
aufrechterhalten, verloren. Wenn eine wesentliche Menge des Plasmaeiweißes aus den Blutgefäßen verlorengeht, erreicht der Blutdruckabfall einen kritischen Wert, und Wasser tritt aus dem Blut in die Gewebe über
(Ödem).
Wenn Hämoglobin als Plasmaexpander verwendet werden sollte, hat es leider den Nachteil, daß im Körpersystem
die schwachen Bindungen, die die Polypeptidgruppen des Tetraineren verbinden, getrennt werden, so daß
das Hämoglobin in Polypeptide von niedrigem Molekulargewicht (17 000) abgebaut und ausgeschieden werden
kann.
Es ist erwünscht; über ein Material zu verfügen, das, wenn es in die Blutgefäße eingeführt wird, schnell und s
leicht den Blutdruck auf gewünschte vorbestimmte Werte erhöht und jeder Neigung zu Ödemen entgegenwirkt.
Ferner ist es überaus erwünscht, ein Plasmaeiweiß-Ersatzmittel auf Basis eines natürlichen Materials verfügbar
zu haben, das der Körper leicht aufnehmen und verarbeiten kann. Äußerst erwünscht wäre ferner eine Nutzbarmachung
des in den roten Zellen von vollständigem Blut vorhandenen Hämoglobins und hierdurch die Erhaltung
dieses wertvollen Eiweißstoffs.
Es besteht außerdem ein Bedürfnis für ein Hämoglobinmaterial, das ungefähr das gleiche Molekulargewicht
wie natürliches Hämoglobin hat, jedoch im Blutstrom nicht in einzelne Polypeptideinheiten zerlegt wird.
Die vorstehend genannten, lange vorhandenen Bedürfnisse werden gemäß der Erfindung durch ein Plasmaeiweiß-Ersatzmittel
in Form einer intramolekular vernetzten Hämoglobinsubstanz befriedigt, in der wenigstens
eine Polypeptideinheit mit einer anderen einzelnen Polypeptideinheit des gleichen Hämoglobinmoleküls durch is
ein Vernetzungsmittel der Formel
NH2 + NH2 +
I! I!
RO-C—(CH2)m —C —OR
in der m einen Wert von 6 bis 12hatundReinAlkylrestmit 1 bis 8 C-Atomen ist, vernetzt ist, wobei das Vernetzungsmittel
an Polypeptideinheiten an ^-Aminogruppen von Lysylresten gebunden ist und das Hämoglobinderivat
ein durch Gel-Elektrophorese bestimmtes Molekulargewicht zwischen 68 000 und 85 000 hat.
Es wurde gefunden, daß bei Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung unter Anwendung bestimmter
Parameter und eines bestimmtes Typs eines Vernetzungsmittels die Bildung des intramolekular vernetzten
Hämoglobins begünstigt wird. In diesem intramolekular vernetzten Hämoglobin ist eine einzelne Polypeptideinheit
des Hämoglobintetrameren mit einer anderen Polypeptideinheit des gleichen Hämoglobintetrameren
verbunden. Die Erfindung umfaßt somit eine intramolekular vernetzte Hämoglobin verbindung der Struktur
NH2 + NH2 +
0-A-C-(CH2) —C —Α —Ο (Π)
in der O eine Polypeptideinheit von Hämoglobin, insbesondere eine einzelne Polypeptideinheit, A der Rest
einer e-Aminogruppe eines Lysylsrestes und m eine Zahl von 6 bis 12 ist. Hinsichtlich dieses intramolekular vernetzten
Hämoglobinmaterials umfaßt die Erfindung also Verbindungen, in denen wenigstens eine Polypeptideinheit
eines Hämoglobihtetrameren mit einer anderen Polypeptideinheit des gleichen Hämoglobintetrameren
durch in Vernetzungsmittel der Formel
NH2 + NH2 +
I! I!
RO-C-(CH2) —C —OR
vernetzt ist, wobei dieses Vernetzungsmittel mit den Polypeptideinheiten an c-Aminogruppen von Lysylresten
verbunden ist. Das intramolekular vernetzte Hämoglobinmaterial gemäß der Erfindung hat ein entschieden niedrigeres
Molekulargewicht als das intermolekular vernetzte Hämoglobinmaterial. Das Molekulargew icht eines
intramolekular vernetzten Hämoglobinmaterials liegt allgemein zwischen 68 000 und 85 000.
Die Hämoglobindimer- oder -tetramereinheiten sind somit durch das Vernetzungsmittel nicht mit Hämoglobindimer-
oder -tetramereinheiten einer anderen Hämoglobinstruktur verbunden, sondern die Polypeptidein- so
heiten der gleichen Hämoglobinstruktur sind miteinander verbunden. Dies bedeutet, daß das Material im
wesentlichen das Molekulargewicht von natürlich vorkommendem Hämoglobin hat. Es hat im wesentlichen alle
physikalischen Eigenschaften von natürlichem Hämoglobin mit der bemerkenswerten Ausnahme, daß die einzelnen
Polypeptideinheiten covalent durch ein Vernetzungsmittel verbunden sind. Bei Einspritzung in den
Blutstrom eines Warmblüters oder bei Einführung in anderer Weise hält das Vernetzungsmittel die Polypeptideinheiten
unversehrt, so daß das Hämoglobin als Bluteiweiß-Ersatzmittel oder Expander dienen kann und dennoch
keine der vielleicht etwas unnatürlichen Reaktionen verursacht, die bei Verwendung von Materialien mit
extrem hohen Molekulargewichten eintreten können.
Das vernetzte Hämoglobinmaterial kann leicht zusammen mit den geeigneten anorganischen Salzen in den
Blutstrom injiziert werden, wodurch es den gewünschten Blutdruck innerhalb der Blutgefäße aufrechterhält. Mt
Durch Vernetzung des Hämoglobins mit Hilfe des Vernetzungsmittels der vorstehend genannten Formel wurde
ein Vorteil erzielt. Das Hämoglobin wurde nicht ohne weiteres durch Bindung an eine als Haptoglobin
bekannte, im Plasma natürlich vorkommende Substanz nachteilig beeinflußt.
Es wurde festgestellt, daß vernetztes Hämoglobin im Gegensatz zu natürlichem Hämoglobin durch die Anwesenheit
von Haptoglobin nicht nachteilig dadurch verändert wird, daß es mit Haptoglobin einen Komplex bildet,
der durch die retikuloendothelialen Zellen der Leber und Milz schnell entfernt wird. Darüber hinaus ist das intramolekular
vernetzte Hämoglobin völlig verträglich mit den vorher geschaffenen chemischen Bedingungen
innerhalb des Körpers, so daß es durch diese Chemikalien nicht leicht angegriffen wird und, wenn es schließlich
abgebaut wird, Aminosäuren bildet, die der Körper leicht verwerten oder ohne Komplikationen ausscheiden
kann. Ferner wird vernetztes Hämoglobin nicht leicht aus dem Körper durch die Nieren entfernt, wie es bei
\'
natürlichem Hämoglobin der Fall ist Der Grund hierfür liegt darin, daß das natürliche Hämoglobin zu Molekülen mit einem mittleren Molekulargewicht von 34 000 und teilweise von 17 000 dissoziiert Dies sind verhältniss mäßig kleine Proteinmoleküle, die von den Nieren leicht ausgeschieden werden, während das vernetzte Hämo-, globin im Gegensatz hierzu nicht ausgeschieden wird.
Das intramolekular vernetzte Hämoglobin wird nach dem folgenden allgemeinen Verfahren hergestellt:
, Eine Lösung, die 0,5 bis 1,5 Gew.-% Hämoglobin enthält, wird mit einem Vernetzungsmittel der Formel
R—0-C = NH2 +
R-O-C=NH2 +
in der R ein Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen ist und m den Wert 6 bis 12 hat, bei einem pH-Wert zwischen 7,5 und
8,5, zusammengeführt. Die Zugabe der Reaktionsteilnehmer erfolgt über einen Zeitraum von 1 bis 1,5 Stunden,
50 daß das langkettige Vernetzungsmittel eine starke Neigung zur Bildung intramolekularer Vernetzungsbrükken hat. Das Produkt wird auf pH 7,5 eingestellt und anschließend filtriert Die Fällung oder ein etwaiger Feststoff wird verworfen. Die überstehende Flüssigkeit wird durch Ultrafiltration auf eine Hämoglobinkonzentra
tion zwischen 5% und 7%, insbesondere von 6% konzentriert und umfassend gegen eine 0,9%ige Natriumchloridlösung (isotonische Kochsalzlösung) dialysiert. Das in dieser Weise dialysierte Material wird durch ein Millipore-Filter mit einer Porenweite yon 0,2 μ geleitet.
Es ist zu bemerken, daß das Hämoglobin aus roten Blutzellen durch Lyse der roten Blutzellen in bekannter
, 25 Weise und Entfernung aller Membranmaterialien durch Zentrifugieren mit hoher Geschwindigkeit hergestellt
wird. Das Hämoglobin wird dann mit dem Vernetzungsmittel während einer Zeit bis zu 2 Stunden bei einer
Temperatur zwischen 0° und +100C vorzugsweise bei einem pH-Wert zwischen 7,5 und 8,5 umgesetzt.
Es wurde gefunden, daß, wenn das Vernetzungsmittel verhältnismäßig langkettig ist, wie es beispielsweise der
Fall ist, wenn m einen Wert von 6 bis 12, insbesondere von 6 bis 8 hat, und der Hämoglobinreaktant in einer
Menge von 1% vorhanden ist, ein intramolekular vemetztes Hämoglobinmaterial erhalten wird, dessen Polypeptideinheiten durch das Vernetzungsmittel verbunden sind. Die Verbindung des Vernetzungsmittels mit den
Polypeptideinheiten befindet sich an den ο Aminogruppen von Lysylresten an jeder Polypeptideinheit. Es wird
angenommen, daß durch Verwendung eines langkettigen bifunktionellen Vernetzungsmittels die Kettenlänge
sich von einer einzelnen Untereinheit des Hämoglobins zu einer anderen Untereinheit erstreckt. Das Ergebnis
ist, daß ein Produkt mit einem mittleren Molekulargewicht von etwas mehr als 68 000 erhalten wird, worin die
Untereinheiten durch das Vernetzungsmittel verbunden sind. Durch Wahl eines langkettigen Vernetzungsmittels werden die Gelegenheiten zur Verbindung der funktionellen Gruppe der Vernetzungsmittel mit t-Aminogruppen von Polypeptideinheiten dergleichen Hämoglobinstruktur deutlich gesteigert Es wird angenommen,
daß die Erscheinung nicht in einem größeren Ausmaß stattfindet, wenn m den Wert 1 bis 5 hat, weil die Länge
des Vernetzungsmittels nicht genügt, um die -OR-Gruppen mit dem Wasserstoffatom an der t-Aminogruppe in
Berührung zu bringen und die Bindung Zustandekommen zu lassen. Die Bindungen zwischen den Atomen des
Vernetzungsmittels sind dann nicht genügend elastisch, um dem Vernetzungsmittel die Möglichkeit zu geben,
! den Abstand zwischen den Polypeptideinheiten der gleichen Hämoglobinstruktur zu überbrücken.
> 45 ben wird, eine wichtige Rolle in der Lenkung des Prozesses und hinsichtlich der Bestimmung des erhaltenen
netzte Hämoglobin weitgehend intramolekular vernetzt. Das synthetisierte vernetzte Hämoglobin hat bei Verwendung einer solchen verdünnten Hämoglobinlösung ein Molekulargewicht zwischen 68 000 und 85 000, d.h.
im wesentlichen die gesamte Vernetzung findet innerhalb der Polypeptid-Untereinheiten der gleichen Hämoglobinstruktur statt.
tarsäureimidat, Dimethyl- oder Diäthyladipinsäureimidat, Dimethylpimelinsäureimidat, Dimethylkorksäure
imidat, Diniethylazelainsäureimidat, Dimethylsebacinsäureimidat, Dimethyldecandicarbonsäureimidat und
Von den vorstehend genannten Vernetzungsmitteln wird das Dimethylsebacinsäureimidat, in dem m den
Wert 8 hat, besonders bevorzugt. Der Grund hierfür liegt darin, daß die Sebacinsäureimidateinheit die am meisten gewünschte Länge hat und der Länge zwischen Lysylgruppen benachbarter Polypeptideinheiten am nächsten kommt.
Durch die iniiamuiekuiare Vemeizungsreaktion wird eine positiv geladene c-NHj -Gruppe entfernt und durch
eine Imidatgruppe NH+ ersetzt, wodurch die Oberflächenladungseigenschaften des Hämoglobinmoleküls nicht
verändert werden. Dies ist ein entschiedener Vorteil, da man bestrebt ist, viele der Eigenschaften des Hämoglobinmaterials möglichst genau bei denen des natürlichen Materials zu halten und hierdurch nicht irgendwelche
Oberflächenladungseigenschaften seines Proteins zu verändern.
Das Verfahren wird unter Aufrechterhaltung eines pH-Wertes zwischen 7,5 und 8,5 zweckmäßig durchgeführt,
indem geringe Mengen Triäthylamin kontinuierlich in das Reaktionsgemisch eingeführt werden. Triäthylamin
erwies sich als außergewöhnlich wertvolle Base, die zur Aufrechterhaltung des pH-Wertes innerhalb des vorste-
hend genannten Bereichs verwendet wird. Nach beendeter Reaktion braucht kein weiteres Triäthylamin mehr
zugesetzt zu werden. Die Vollendung der Reaktion läßt sich leicht unter Verwendung eines pH-Messers feststellen.
Normalerweise würde die Reaktion kontinuierlich zum Verbrauch von basischen Materialien neigen,
wodurch der pH-Wert gesenkt wird. Die Erniedrigung des pH-Wertes wird durch das Triäthylamin ausgeglichen.
Wenn alle Reaktionsteilnehmer umgesetzt sind, findet keine pH-Senkung statt, ein Zeichen, daß die Reaktion
vollendet und der Zusatz von Triäthylamin nicht mehr notwendig ist.
Wenn das vernetzte Hämoglobin in Mischung mit anorganischen Salzen vorliegt, ist somit ein vernetztes
Hämoglobinprotein-Ersatzmittel gebildet worden, das die folgenden Komponenten enthält: 5 bis 6% Polyhämoglobin
in einer 310milliosmolaren Lösung von Natriumphosphat in Wasser mit einem pH-Wert der Lösung
von 7,5. (»Milliosmolar« bezeichnet die Zahl der Millimole, die zur Einstellung eines bestimmten osmotischen
Drucks erforderlich ist. 3 lOmilliosmolar ist die Konzentration anorganischer Salze, die dieser Salzkonzentration
im normalen Blutplasma entsprechen würde.) Es können jedoch 4 bis 8 Gew.-% Polyhämoglobin in einer wäßrigen
Salzlösung von pH 7,5, die isotonisch zu Blut ist, verwendet werden.
Wie die vorstehenden Ausführungen zeigen, ist das Hämoglobinmolekül ein kompliziertes Molekül, das in
Wirklichkeit aus vier Polypeptideänheiten besteht, von denen jede lose an die anderen Einheiten gebunden ist. is
Im Molekül des Hämoglobintetrameren, das ein Molekulargewicht von etwa 68 000 hat, sind zwei a-Polypeptideinheiten
und zwei ^8-Polypeptideinheiten vorhanden.
In den nachstehenden Formeln ist die i>Aminogruppe jeder Untereinheit, die reagiert, dargestellt. Wenn eine
intramolekulare Vernetzung, d. h. eine Vernetzung zwischen zwei oder mehr einzelnen Untereinheiten innerhalb
des gleichen Hämoglobinmoleküls stattfindet, verläuft die Reaktion in der nachstehend dargestellten
Weise:
HN- M-- (?0 — N H
HN- fa)~ -(ft)—NH
NH
NH
+ RO —C—(CH2)m —C —OR
25
30
H C—(CH2)m—C H
I/ \l
N N
N N
H C—(CH2)m—C H
-N NH2 +
(CH2L
/I!
«I NH2 +
35
40
45
50
H2 +N
NH2 +
Die Reaktion kann auch zwischen ar undjSj- und./?,- und a2-Gnippen stattfinden, wenn das Vernetzungsmittel
langkettig genug ist.
Hierdurch wird das Vernetzungsmittel wirksam ausgenutzt. Zusätzlich hat das so gebildete intramolekular
vernetzte Hämoglobin eine nützliche Bindung, so daß das vernetzte Hämoglobin nicht dem Angriff durch das
im Blut vorhandene Haptoglobin oder einer Dissoziation in niedrigmolekulare Einheiten unterliegt.
Die Plasmaersatzmittel gemäß der Erfindung sind besonders vorteilhaft in Krisensituationen, bei denen der
Blutdruck im Körper schnell wieder auf die gewünschte Höhe gebracht werden soll. Das Material arbeitet
wenigstens teilweise in dergleichen Weise wie das Serumalbumin. Die intramolekular vernetzten Hämoglobine
gemäß der Erfindung nutzen jedoch zusätzlich das Hämoglobin der roten Blutzellen, das andernfalls verworfen
würde, nutzbringend aus. Sie sind mit dem menschlichen Blutkreislaufsystem vollständig verträglich, so daß sie
äußerst vorteilhaft und erwünscht sind, da sie nicht die bei rein synthetischem Blutplasmaersatzmitteln oder
Plasmaexpandern auftretenden Probleme hinsichtlich ihrer natürlichen Elimination aus dem Körper aufwerfen.
Ferner bilden die neuen Plasmaexpander keine Antikörper. Diese Antikörperbildung ist ein charakteristischer
Nachteil anderer bisher hergestellter Plasmaersatzmittel.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert.
Bei den in den nachstehenden Beispielen beschriebenen Versuchen wurde Diäthylmalonsäureimidathydrochlorid
als Vernetzungsmittel verwendet. Es wurde jedoch gefunden, daß auch andere Vernetzungsmittel der
vorstehend genannten Formel verwendet werden können. Hierzu gehören Dimethyladipinsäureimidat und
Dimethylkorksäureimidat.
5
5
Intramolekular vernetztes Hämoglobin
Beispiel 1
Beispiel 1
0,44 g Diäthylmalonsäureimidathydrochlorid wurde in fünf gleichen Teilen unter Rühren zu 100 ml einer
l%igen Lösung von menschlichen Hämoglobin bei 50C gegeben, wobei der pH-Wert durch Zusatz von Triethylamin
bei 8,5 gehalten wurde. Nach 1 bis 2 Stunden benötigte die Lösung kein Triäthylamin mehr für die Aufrechterhaltung
des pH-Wertes. Die Lösung wurde mit verdünnter Salzsäurelösung auf pH 7,5 gebracht und zur
Entfernung von etwaigem unlöslichem überschüssigem Reagens zentrifugiert. Die modifizierte Hämoglobinlösung
wurde durch Ultrafiltration eingeengt, bis die Hämoglobinkonzentration 5 bis 6% erreichte, und weitgehend
gegen mehrmals ausgetauschte 0,9%ige NaCl-Lösung dialysiert.
Die Reaktion wurde auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise unter Verwendung von 0,52 g Dimethyladipinsäureimidathydrochlorid
pro 100 ml l%ige Hämoglobinlösung durchgeführt.
Beispiel 3
25
25
Der in Beispiel 1 beschriebene Versuch wurde unter Verwendung von 0,57 g Dimethylkorksäureimidathydrochlorid
pro 100 ml l%ige Hämoglobinlösung wiederholt.
Die in Beispiel 1 beschriebene Reaktion wurde unter Verwendung von 0,63 g Dimethylsebacinsäureimidathydrochlorid
pro 100 ml l%ige Hämoglobinlösung wiederholt.
Um den Grad der intramolekularen Vernetzung zu bestimmen, wurden die ungefähren Molekulargewichte
der gemäß den vorstehenden Beispielen hergestellten modifizierten Hämoglobine durch Filtration durch eine
Chromatographiesäule bestimmt, die mit dem Produkt »Sepharose 6B« (Pharmacia Co.) gefüllt und mit einer
Anzahl von Proteinen von bekanntem Molekulargewicht einschließlich nichtmodifiziertem menschlichem
Hämoglobin, das ein Molekulargewicht von 68 000 hat, standardisiert war. Wenn sie mit einer l%igen Hämoglobinlösung zusammengebracht und in mehreren Portionen zugesetzt wurden, ergaben diesen Reagentien ein
Produkt, das zu 85 bis 90% ein ungefähres Molekulargewicht von 68 000 hatte, obwohl etwa 30 der insgesamt 44
40 Lysinreste mit dem Reagens reagiert hatten.
Da es das Ziel dieser Versuche war, ein intramolekular vernetztes Hämoglobintetrameres herzustellen, das
nicht zu Untereinheiten von niedrigerem Molekulargewicht dissoziiert, wurde das Ausmaß einer möglichen
Dissoziation gemessen, indem jedes modifizierte Hämoglobin der dissoziierenden Wirkung von Natriumdodecylsulfat
während der Elektrophorese an Polyacrylamidgel unterworfen wurde. Nach der Färbung jeder Proteinbande
und Entfärbung wurde die relative Verteilung der dissoziierbaren Einheiten mit einem Abtastdensitometer
und durch Vergleich mit Proteinen von bekanntem Molekulargewicht der Untereinheiten gemessen. Die
Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle genannt. Sie veranschaulichen die Wirksamkeit der Diimidate mit längerer
Kette bei der intramolekularen Vernetzungsreaktion.
Verteilung von diisoziierbaren Untereinheiten von vernetzten Hämoglobinen durch Natriumdodecylsulfat
Dissoziierbare Untereinheit Vergleichs- DEM-Hb*) DMA-Hb*) DMS-Hb·) DMSb-Hb*)
Hämoglobin
Monomeres 100,0
Dimeres 0
Trimeres 0
60 Tetrameres 0
>Tetrameres 0
*) DEM = Diäthylmalonsäureimidat
65 DMA = Dimethyladipinsäureimidat
DMS = Dimethylkorksäureimidat
DMSb = Dimethylsebacinsäureimidat
Hb = Hämoglobin.
37,4 | 31,9 | 6,8 | 2,6 |
31,2 | 35,5 | 19,1 | 10,2 |
0,5 | 11,5 | 25,3 | 18,8 |
0,0 | 6,6 | 21,4 | 33,6 |
30,0 | 14,2 | 27,2 | 34,6 |
Claims (2)
1. Intramolekular vernetztes Hämoglobin, in dem wenigstens eine Polypeptideinheit mit einer anderen
einzelnen Polypeptideinheit des gleichen Hämoglobinmolekül durch ein Vernetzungsmittel der Formel
RO-C-(CHJ1n-C-OR
in der m für 6 bis 12 steht und R ein Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen ist, vernetzt ist, wobei das Vernetzungsmittel an die Polypeptideinheiten an ^Aminogruppen von Lysylresten gebunden ist und das Hämoglobinderivat ein durch Gel-Elektrophorese bestimmtes Molekulargewicht zwischen 68 000 und 85 000 hat.
2. Intramolekular vernetztes Hämoglobin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß m den Wert 8
hat.
is 3. Verfahren zur Herstellung von intramolekular vernetztem Hämoglobin nach Ansprüchen 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, daß man Hämoglobin als 0,5- bis 1,5 gew.-%ige Lösung mit einem Vernetzungsmittel der allgemeinen Formel
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