一、基本信息

• 英文名称：Biotin-Insulin

• 中文名称：生物素-胰岛素偶联物

• 结构组成：由生物素（Biotin）与胰岛素（Insulin）通过化学方法连接而成。生物素是一种小分子维生素，具有与亲和素/链霉亲和素高亲和力结合的特性；胰岛素是由胰腺β细胞分泌的一种蛋白质激素，在调节血糖代谢中起着关键作用。

二、合成方法

（一）化学偶联法

• 原理：利用生物素分子上的活性基团（如羧基）与胰岛素分子上的氨基（通常为赖氨酸残基的ε - 氨基）发生缩合反应，形成酰胺键，从而将生物素与胰岛素连接起来。

• 步骤

1. 生物素活化：首先对生物素进行化学修饰，使其羧基活化，常用的活化试剂有N - 羟基琥珀酰亚胺（NHS）和碳二亚胺（EDC）等。在适当的溶剂（如二甲基亚砜、磷酸盐缓冲液等）中，生物素与NHS和EDC反应，生成活性酯中间体。

2. 偶联反应：将活化后的生物素溶液与胰岛素溶液混合，在适宜的温度（通常为4℃ - 25℃）和pH值（一般为7.0 - 8.0）条件下反应数小时至数十小时。反应过程中，生物素的活性酯与胰岛素的氨基发生缩合反应，形成Biotin - Insulin偶联物。

3. 纯化：反应结束后，通过透析、凝胶过滤层析、离子交换层析等方法去除未反应的生物素、活化试剂和其他杂质，得到纯化的Biotin - Insulin偶联物。

（二）生物正交化学偶联法

• 原理：在胰岛素和生物素分子上分别引入特定的生物正交反应基团，如叠氮基团和炔基基团，然后通过无铜催化的叠氮 - 炔环加成反应（SPAAC）将两者连接起来。这种方法具有反应条件温和、选择性高的优点，能够减少对胰岛素生物活性的影响。

• 步骤

1. 分子修饰：利用化学合成方法，在胰岛素和生物素分子上分别引入叠氮基团和炔基基团。例如，可以通过氨基酸残基的化学修饰或基因工程技术在胰岛素分子上引入叠氮基团，对生物素进行化学修饰引入炔基基团。

2. 偶联反应：将修饰后的胰岛素和生物素溶液混合，在室温、水溶液等温和条件下反应，叠氮基团和炔基基团发生环加成反应，形成稳定的1,2,3 - 三唑环结构，从而得到Biotin - Insulin偶联物。

3. 纯化与鉴定：采用与化学偶联法类似的纯化方法去除杂质，并通过质谱、核磁共振等方法对偶联物进行结构鉴定，确保偶联反应的成功和产物的纯度。

三、生物活性及功能

（一）保留胰岛素的降血糖活性

• 原理：在合成Biotin - Insulin偶联物的过程中，需要尽量减少对胰岛素分子结构的破坏，以保证其能够正常与胰岛素受体结合，发挥降血糖作用。生物素与胰岛素的连接通常不会干扰胰岛素与受体的结合位点，因此偶联物保留了胰岛素的基本生物活性。

• 实验证据：动物实验表明，给糖尿病模型动物注射Biotin - Insulin偶联物后，动物的血糖水平能够显著下降，且下降幅度与注射等剂量胰岛素相似，说明偶联物具有良好的降血糖效果。

（二）利用生物素 - 亲和素系统实现靶向递送

• 原理：生物素与亲和素/链霉亲和素之间具有极高的亲和力（解离常数可达10⁻¹⁵ mol/L）。可以将亲和素/链霉亲和素修饰在特定的载体（如纳米颗粒、脂质体等）上，然后将Biotin - Insulin偶联物与载体结合，通过载体将胰岛素靶向递送到特定的组织或细胞。例如，可以将亲和素修饰在能够靶向胰岛β细胞的纳米颗粒上，Biotin - Insulin偶联物通过生物素 - 亲和素相互作用结合到纳米颗粒上，从而实现对胰岛β细胞的靶向给药，提高胰岛素的治疗效果。

• 应用前景：这种靶向递送系统可以减少胰岛素在非靶组织中的分布，降低低血糖等副作用的发生风险，同时提高胰岛素在靶组织中的浓度，增强降血糖效果。

（三）延长胰岛素的作用时间

• 原理：通过生物素与胰岛素的偶联，可能会改变胰岛素在体内的代谢和清除途径。例如，偶联物可能与血浆蛋白或其他生物大分子的结合特性发生改变，从而减缓其在体内的清除速度，延长胰岛素的作用时间。此外，利用生物素 - 亲和素系统构建的缓释体系也可以实现胰岛素的缓慢释放，进一步延长其作用时间。

• 研究进展：一些研究表明，与天然胰岛素相比，Biotin - Insulin偶联物在体内的半衰期有所延长，能够更持久地发挥降血糖作用，减少给药次数，提高患者的治疗依从性。

四、应用领域

（一）糖尿病治疗

• 传统胰岛素治疗的局限性：目前，糖尿病患者通常需要多次注射胰岛素来控制血糖水平，这不仅给患者带来了痛苦和不便，还容易导致低血糖等副作用的发生。

• Biotin - Insulin偶联物的优势：Biotin - Insulin偶联物可以通过靶向递送和延长作用时间等特性，提高胰岛素的治疗效果，减少给药次数和副作用。例如，开发基于Biotin - Insulin偶联物的长效胰岛素制剂，患者可能只需要每周或每月注射一次，就能有效控制血糖水平。

（二）生物医学研究

• 胰岛素信号通路研究：Biotin - Insulin偶联物可以作为研究工具，用于研究胰岛素在细胞内的信号转导通路。通过将生物素标记的胰岛素与细胞孵育，然后利用亲和素 - 生物素系统进行分离和富集，可以研究胰岛素与受体结合后下游信号分子的变化，深入了解胰岛素的作用机制。

• 药物筛选：在筛选能够调节胰岛素活性或改善胰岛素抵*的药物时，Biotin - Insulin偶联物可以作为一种灵敏的检测工具。通过观察药物对Biotin - Insulin偶联物与受体结合或生物活性的影响，筛选出具有潜在治疗价值的药物。

五、研究现状与挑战

（一）研究现状

• 目前，关于Biotin - Insulin偶联物的研究已经取得了一定的进展。一些实验室已经成功合成了Biotin - Insulin偶联物，并对其生物活性、靶向递送和作用时间等方面进行了初步研究。部分研究成果表明，该偶联物在糖尿病治疗和生物医学研究领域具有潜在的应用价值。

• 已有一些研究开始探索基于Biotin - Insulin偶联物的长效胰岛素制剂和靶向递送系统的开发，为糖尿病的治疗提供了新的思路和方法。

（二）挑战

• 合成产率和纯度：生物素与胰岛素的偶联反应可能会受到多种因素的影响，如反应条件、试剂纯度等，导致偶联产物的产率和纯度较低。需要进一步优化合成方法，提高偶联效率和产物的纯度。

• 生物活性保持：尽管在合成过程中尽量减少对胰岛素生物活性的影响，但偶联反应仍可能对胰岛素的构象和功能产生一定的改变。需要深入研究偶联物与胰岛素受体的相互作用机制，确保偶联物能够完全保留胰岛素的生物活性。

• 体内代谢和安全性：Biotin - Insulin偶联物在体内的代谢过程和安全性还需要进一步研究。例如，需要了解偶联物在体内的分布、代谢途径和排泄情况，以及其长期使用的安全性，为临床应用提供依据。

• 临床转化：从实验室研究到临床应用还需要克服许多障碍，如大规模生产的可行性、质量控制标准的建立以及临床试验的设计和实施等。需要加强产学研合作，推动Biotin - Insulin偶联物的临床转化。

包装： 瓶装

规格： 50mg / 100mg / 250mg / 500mg

物理状态： 可选固体、粉末或溶液形式

储存： 请在低温（冷藏）条件下保存，以维持活性和稳定性

产地信息： 陕西·西安

品牌与厂家简介：

供应商：西安齐岳生物科技有限公司

关于我们:

西安齐岳生物科技，我们专注于各类生物科技专用维生素的研发与生产，凭借先进的工艺和专业的团队，打造出良好产品。我们的主打产品丰富多样，生物素化药物及前体，为药物研发与应用提供有力支持；氨基酸类生物素化产品‌，满足特定领域的需求；生物素化多肽，在生物研究中大放异彩。我们以匠心雕琢每一克原料，让维生素化身生命科学的全能桥梁。从科研探索到产业应用，我们持续解锁生物分子的无限可能，用智慧与精工推动生命科学跃迁。

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