CN104650217A - 伊文氏蓝或其衍生物修饰的Exendin-4及其制备方法和应用 - Google Patents
伊文氏蓝或其衍生物修饰的Exendin-4及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及伊文氏蓝(Evans Blue)或其伊文氏蓝衍生物定位修饰的Exendin-4的制备方法及其应用。经伊文氏蓝或其伊文氏蓝衍生物在Exendin-4的C末端特异性修饰后的产物与未经修饰的Exendin-4具有相似的生物活性,同时拥有比未修饰的Exendin-4更长的体内半衰期。鉴于Exendin-4在疾病中的重要作用,本发明同时公开了伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物修饰的Exendin-4作为制备治疗II型糖尿病以及心肌梗死药物方面的应用,其具有制备简便,疗效明显,药效长久、稳定、便于储存等优点,在制备促进抗糖尿病、抗心肌梗死高效治疗的新药研发中具有重要意义。
Description
技术领域
本发明公开了伊文氏蓝(Evans Blue)衍生物定位修饰Exendin-4的方法及经定位修饰后的Exendin-4在II型糖尿病和心肌梗死治疗中的应用,属于生物医药、药物制剂领域。
背景技术
胰高血糖素肽-1(以下称为GLP-1)的功能主要是诱导体内各种生物学效应,包括刺激胰岛素的分泌,抑制胰高血糖素的分泌,促进饱腹感,抑制胃肠的蠕动,增加葡萄糖的摄取并减轻体重。有报道称GLP-1能有效预防II型糖尿病的发展引起的胰腺细胞病变,在非胰岛素依赖型糖尿病(NIDDM)中,GLP-1能够促进新生细胞的生长,恢复胰岛素的分泌。GLP-1具有促进胰岛素的分泌却不降低血糖方面的显著地特性。此外,GLP-1的注射不会引起任何毒副作用。因此GLP-1在治疗II型糖尿病方面是非常有用的。另一方面,有大量实验报道,GLP-1受体在心肌细胞、内皮细胞中均有表达,因此GLP-1对心肌缺血,心肌缺血/再灌注损伤以及慢性心脏衰竭,继发心肌梗死都具有潜在的治疗作用。在心肌缺血性损伤中,GLP-1能够通过GLP-1受体而激活cAMP和磷脂酸肌醇-3激酶,这两种分子在保护心肌缺血性损伤中发挥重要作用。另外,GLP-1能够活化抗氧化酶而减轻心肌缺血所引起的纤维化,并促进左心室的功能恢复。鉴于GLP-1在心肌中的重要作用,开发出以GLP-1为先导化合物的心肌疾病治疗药物成为当代新药研发的热点方向之一。
然而,GLP-1的广泛应用却存在一个瓶颈问题,即GLP-1体内半衰期短。详细的说,GLP-1是一种内源性二肽基肽酶-IV(DPP-IV)的底物,DPP-IV通过移除GLP-1N-末端组氨酸-丙氨酸的二肽部分(氨基酸7和8)使GLP-1失活,使得GLP-1生物周期短。目前有许多方法可以减少GLP-1的降解或者延长GLP-1在血浆中的寿命,同时保持其生物活性,这些方法包括使用DPP-IV抑制剂,使用GLP-1受体和GLP-1衍生物反应的配体,如Exendin。Exendin是John Eng(美国专利号:5.424.286)从南美产毒蜥的唾液分泌物中分离和鉴定出的天然产物,它属于多肽类分子,能够降低血液葡萄糖含量。Exendin-4与GLP-1(7-36)-NH2具有高度同源性,其序列如下:
His-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-The-Ser-Asp-Leu-Ser-Lysl2-Gln-Met-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-Arg-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro-Ser-Ser-Gly-Ala-Pro-Pro-Pro-Ser-Cys-NH2。
在体内试验中,发现Exendin-4的半衰期大大高于GLP-1,为2到4小时,每天腹部注射2到3次,Exendin-4在血液中即可达到足够的含量。此外,由于Exendin-4能够调节胃肠蠕动,减少摄取食物并且抑制血液中胰高血糖素(美国专利号:6.858.576,6.956.026,6.872.700)。Exendin-4于2005年4月获美国FDA批准,用于改善使用二曱双胍和磺酰脲类药物作用不理想的II型糖尿病患者的血糖控制。临床结果显示,Exendin-4用于糖尿病治疗效果明显,且副反应较小,但是每天两次的皮下给药给病人带来很多不便。由于Exendin-4在II-糖尿病治疗机理方面具有明显优势,开发其长效类似物是很多国外制药公司研发热点之一。目前已经有多种尝试将PEG修饰Exendin-4多肽,从而开发出长效稳定的糖尿病治疗药物。目前常用的Exendin-4多肽的PEG修饰多为利用Exendin-4序列中的赖氨酸实现修饰。例如美国专利NO.6924264中阐述,使用分子量从5000到12000道尔顿的PEG的分子通过与赖氨酸的ε-氨基通过共价键结合而形成的Exendin-4类似物与未经修饰的Exendin-4相比,具有更长的半衰期,同时保留了原有的生物活性。在另一专利(CN102397558A)中报道,通过在Exendin-4序列中利用半胱氨酸替换某个氨基酸后可实现对Exendin-4的定点PEG修饰,增加体内半衰期并维持其生物活性。但是,由于序列中的赖氨酸在Exendin-4与其受体结合时,需要发挥一定作用,通过此类方法定点或随机的修饰Exendin-4分子在与其受体结合时,由于PEG的存在导致Exendin-4与受体结合力减弱,进而明显的降低Exendin-4的生物活性。另外,采用随机标记法,所得到的产物复合物在分离纯化上则受到很大挑战,增加了生产制备成本。以上两点严重限制了Exendin-4在临床上的进一步应用。
伊文氏蓝又称为伊文思兰,英文名称为Evans blue(EB),分子量为960.8,化学分子式为C34H24N6Na4O14S4,它为带有金属光泽的蓝色结晶,极易溶于水,水溶液稳定,微溶于乙醇,几乎不溶于苯、氯仿、乙醚。EB是一种重氮盐类荧光染料,在550nm激发光照射下成红色荧光。EB在体内和体外能够以10:1摩尔比与血浆蛋白不可逆地结合,形成EB-白蛋白复合物。白蛋白(又称清蛋白,albumin,Alb)是由肝实质细胞合成,在血浆中的半衰期约为15-19天,是血浆中含量最多的蛋白质,占血浆总蛋白的40%-60%。白蛋白含585个氨基酸残基的单链多肽,分子量为66458,分子中含17个二硫键,不含有糖的组分。在体液pH7.4的环境中,白蛋白为负离子,每分子可以带有200个以上负电荷。它是血浆中很主要的载体,许多水溶性差的物质可以通过与白蛋白的结合而被运输。利用EB和白蛋白之间特异的结合,主要在以下几个方面研究,如血管-脊髓屏障通透性研究;白蛋白定位;组织染色等方面。
伊文氏蓝的示意结构式:
基于以上考虑,发明人提出了一种新型修饰Exendin4的方法,初步研究结果表明这类新修饰的Exendin4保留了Exendin-4的天然生物活性的同时延长了Exendin-4在体内的存留时间。此Exendin-4-EB-Albumin具有良好的药代动力学和药理效应,和天然Exendin-4相比,这种复合物在治疗糖尿病中减少了注射剂量和注射次数,且制备方法简单、成本低,有望在临床上得以推广应用。
发明内容
发明目的
本发明提出了一种用伊文氏蓝修饰Exendin4的方法,其目的是为了在保留Exendin-4的天然生物活性的同时延长Exendin-4在体内的存留时间,使其具有良好的药代动力学和药理效应。
技术方案
伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物修饰的Exendin-4,其特征在于:Exendin-4氨基酸序列为:
His-Xaa-Glu-Gly-Thr-Phe-The-Ser-Asp-Xaa-Ser-Xaa-Xaa-Xaa-Glu-Xaa-Xaa-Ala-Xaa-Xaa-Xaa-Phe-IIe-Xaa-Trp-Leu-Xaa-Xaa-Gly-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Cys;其中:
第2位的Xaa是Gly,Thr,Ala,Ser,Leu,Ile或Lys;
第10位的Xaa是Leu,Ala,Ser,Leu,He,Glu或Lys;
第12位的Xaa是Lys,Leu,Thr,Ser,Leu,Ile或Cys;
第13位的Xaa是Gln,Thr,Ala,Val,Leu,Ile或Lys;
第14位的Xaa是Met,Tyr,Thr,Ala,Ser,Ile或Lys;
第16位的Xaa是Glu,Lys,Ala,Ser,Leu,Trp或Thr;
第17位的Xaa是Glu,Asp,Ala,Ser,Leu,lie或Lys;
第19位的Xaa是Val,Cys,Ala,Ser,Leu,Ile或Lys;
第20位的Xaa是Arg,Thr,Tyr,Ser,Leu,Ile或Lys;
第21位的Xaa是Leu,Thr,Ala,Asp,Glu,His或Lys;
第24位的Xaa是Glu,Leu,Thr,Ala,Ser,Lys或Ile;
第27位的Xaa是Lys,Ala,Ser,Leu,Thr,Ile或Lys;
第28位的Xaa是Asp,Thr,Ala,Ser,Leu,Ile或Lys;
第30位的Xaa是Gly,Thr,Ala,Ser,Leu,Ile或Arg;
第31位的Xaa是Pro,Val,Ser,Ala,Leu,Ile或Lys;
第32位的Xaa是Ser,Thr,Glu,Ser,Asp,Lys或Ile;
第33位的Xaa是Thr,Ser,Ala,Met,Leu,Ile或Lys;
第34位的Xaa是Gly,Thr,Met,Ser,He,Leu或Lys;
第35位的Xaa是Ala,Thr,Ala,Glu,Leu,Ile或Phe;
第36位的Xaa是Pro,Ala,Thr,Ser,Leu,Ile或Cys;
第37位的Xaa是Pro,Thr,Ser,Ala,His,Lys或lie;
第38位的Xaa是Pro,Thr,Val,Ser,Leu,Lys或Ile;
第39位的Xaa是Ser,Tyr,Ala,Leu,Ser,Ile或Lys。
未经伊文氏蓝或其衍生物修饰的Exendin-4简称为CysEX4,CysEX4通过化学合成获得或通过基因工程重组表达的方式获得。
CysEX4是基于天然或重组的Exendin-4。
伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物偶联到CysEX4的C末端半胱氨酸巯基上。
一种制备权利要求1所述CysEX4的方法,其特征在于:步骤如下:
(1)含有还原剂的醋酸钠溶液中CysEX4与伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物偶联反应;
(2)在避光条件下,4℃,反应2小时,储存步骤(1)的反应混合物;
(3)从反应混合物中移除未反应物质;
(4)从未反应物质的游离混合物中分离和提纯伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物单独修饰的CysEX4。
伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物修饰的CysEx4作为制备预防和治疗II型糖尿病药物的应用,通过促进胰岛素的过量分泌来实现。
伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物修饰的CysEx4作为制备预防和治疗心肌梗死药物的应用。
伊文氏蓝或其衍生物为伊文氏蓝琥珀酰亚胺基丙酸酯、伊文氏蓝N-羟基琥珀酰亚胺、伊文氏蓝醛、伊文氏蓝马来酰亚胺、伊文氏蓝吡啶基二硫酚或伊文氏蓝碘代乙酰基。
在伊文氏蓝与CysEx4偶联反应中,采用的还原剂为NaCNBH3。
步骤(1)中伊文氏蓝与CysEX4的摩尔比为1:1。
伊文氏蓝修饰CysEX4的复合物作为活性剂制备成口服或注射剂。
优点和效果:
对Exendin-4多肽及其衍生物的定点伊文氏蓝修饰。经化学改造后的Exendin-4序列为:
His-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-The-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-Met-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-Arg-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro-Ser-Ser-Gly-Ala-Pro-Pro-Pro-Ser-Cys-NH2;以及在此序列基础上所衍生的作为GLP-1受体结合的多肽衍生物均可以通过本发明中所述方法定点修饰伊文氏蓝分子。经过伊文氏蓝分子修饰的Exendin-4以及Exendin-4衍生物在保持原有Exendin-4生物活性的基础上,具备了更长的体内半衰期。
本发明公布了伊文氏蓝修饰的Exendin-4衍生物用于制备治疗GLP-1/GLP-1受体通路相关疾病药物的应用。这些伊文氏蓝修饰的Exendin-4或Exendin-4衍生物的应用包括:利用伊文氏蓝修饰的Exendin-4或Exendin-4衍生物对GLP-1/GLP-1受体通路相关疾病的影像学诊断以及疗效监测;利用伊文氏蓝修饰的Exendin-4或Exendin-4衍生物制备成药物对GLP-1/GLP-1受体通路相关疾病的治疗。
经伊文氏蓝(Evans Blue)或其伊文氏蓝衍生物在Exendin-4的C末端特异性修饰后的产物与未经修饰的Exendin-4具有相似的生物活性,同时拥有比未修饰的Exendin-4更长的体内半衰期,其具有制备简便,疗效明显,药效长久、稳定、便于储存等优点。本发明在促进抗糖尿病、抗心肌梗死的高效治疗以及新药研发中具有重要意义。
附图说明
图1为马来酸酐伊文氏蓝的制备路线图;
图2为马来酸酐伊文氏蓝的纯度图;
图3为马来酸酐伊文氏蓝的分子量验证图;
图4为伊文氏蓝修饰的Exendin-4纯度图;
图5为伊文氏蓝修饰的Exendin-4分子量验证;
图6为伊文氏蓝修饰的Exendin4的受体结合实验结果;
图7为伊文氏蓝修饰的Exendin4在体内的半衰期。
具体实施方式
本发明涉及用伊文氏蓝或其衍生物修饰的Exendin-4及其制备方法和其作为制备抗糖尿病、抗心肌梗死药物中的应用。
被伊文氏蓝或其衍生物修饰后的Exendin-4名称为:EB-Ex4。未经伊文氏蓝或其衍生物修饰的Exendin-4简称为CysEX4,CysEX4指的是天然的Exendin-4加上一个Cys,只有CysEX4才能被EB修饰。
伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物修饰的Exendin-4,其特征在于:Exendin-4氨基酸序列为:
His-Xaa-Glu-Gly-Thr-Phe-The-Ser-Asp-Xaa-Ser-Xaa-Xaa-Xaa-Glu-Xaa-Xaa-Ala-Xaa-Xaa-Xaa-Phe-IIe-Xaa-Trp-Leu-Xaa-Xaa-Gly-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Cys;其中:
第2位的Xaa是Gly,Thr,Ala,Ser,Leu,Ile或Lys;
第10位的Xaa是Leu,Ala,Ser,Leu,He,Glu或Lys;
第12位的Xaa是Lys,Leu,Thr,Ser,Leu,Ile或Cys;
第13位的Xaa是Gln,Thr,Ala,Val,Leu,Ile或Lys;
第14位的Xaa是Met,Tyr,Thr,Ala,Ser,Ile或Lys;
第16位的Xaa是Glu,Lys,Ala,Ser,Leu,Trp或Thr;
第17位的Xaa是Glu,Asp,Ala,Ser,Leu,lie或Lys;
第19位的Xaa是Val,Cys,Ala,Ser,Leu,Ile或Lys;
第20位的Xaa是Arg,Thr,Tyr,Ser,Leu,Ile或Lys;
第21位的Xaa是Leu,Thr,Ala,Asp,Glu,His或Lys;
第24位的Xaa是Glu,Leu,Thr,Ala,Ser,Lys或Ile;
第27位的Xaa是Lys,Ala,Ser,Leu,Thr,Ile或Lys;
第28位的Xaa是Asp,Thr,Ala,Ser,Leu,Ile或Lys;
第30位的Xaa是Gly,Thr,Ala,Ser,Leu,Ile或Arg;
第31位的Xaa是Pro,Val,Ser,Ala,Leu,Ile或Lys;
第32位的Xaa是Ser,Thr,Glu,Ser,Asp,Lys或Ile;
第33位的Xaa是Thr,Ser,Ala,Met,Leu,Ile或Lys;
第34位的Xaa是Gly,Thr,Met,Ser,He,Leu或Lys;
第35位的Xaa是Ala,Thr,Ala,Glu,Leu,Ile或Phe;
第36位的Xaa是Pro,Ala,Thr,Ser,Leu,Ile或Cys;
第37位的Xaa是Pro,Thr,Ser,Ala,His,Lys或lie;
第38位的Xaa是Pro,Thr,Val,Ser,Leu,Lys或Ile;
第39位的Xaa是Ser,Tyr,Ala,Leu,Ser,Ile或Lys;
未经伊文氏蓝或其衍生物修饰的Exendin-4简称为CysEX4,CysEX4通过化学合成获得或通过基因工程重组表达的方式获得。
CysEX4是基于天然或重组的Exendin-4。
伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物偶联到CysEX4的C末端半胱氨酸巯基上。通过在C末端引入半胱氨酸,能够增加其天然生物活性存留的半衰期。
一种制备上述CysEX4的方法,该方法步骤如下:
(1)含有还原剂的醋酸钠溶液中CysEX4与伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物偶联反应;
(2)在避光条件下,4℃,伊文氏蓝和CysEX4反应2小时,储存步骤(1)的反应混合物;
(3)从反应混合物中移除未反应物质;
(4)从未反应物质的游离混合物中分离和提纯伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物单独修饰的CysEX4。
步骤(1)中醋酸钠溶液的浓度为50mM,还原剂的加入比例为20mM。
伊文氏蓝或其衍生物带有可与巯基反应的基团即可,可以是带有马来氨酸基团的伊文氏蓝(0.95mg/mL in 50mM的醋酸钠,pH 5.5)中加入分别0.5mLCysEX4(1mg/mL在50mM醋酸钠,pH值5.5),然后加入20mM NaC-NBH3作为还原剂。
伊文氏蓝或其衍生物为可以是:伊文氏蓝琥珀酰亚胺基丙酸酯、伊文氏蓝N-羟基琥珀酰亚胺、伊文氏蓝醛、伊文氏蓝马来酰亚胺、伊文氏蓝吡啶基二硫酚或伊文氏蓝碘代乙酰基之一。
步骤(1)中伊文氏蓝与CysEX4的摩尔比为1:1。
伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物修饰的CysEx4作为制备预防和治疗II型糖尿病药物的应用,通过促进胰岛素的过量分泌来实现。例如糖尿病和肥胖,并导致降低血浆葡萄糖含量,抑制胃肠蠕动,促进饱腹感,或抑制食物的摄取,如过敏性结肠综合征。
伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物修饰的CysEx4作为制备预防和治疗心肌梗死药物的应用。能够通过GLP-1受体而激活cAMP和磷脂酸肌醇-3激酶,从而治疗心肌缺血性损伤。另外,GLP-1能够活化抗氧化酶而减轻心肌缺血所引起的纤维化,并促进左心室的功能恢复。
伊文氏蓝或其衍生物为伊文氏蓝琥珀酰亚胺基丙酸酯、伊文氏蓝N-羟基琥珀酰亚胺、伊文氏蓝醛、伊文氏蓝马来酰亚胺、伊文氏蓝吡啶基二硫酚或伊文氏蓝碘代乙酰基。
在伊文氏蓝与CysEx4偶联反应中,采用的还原剂为NaCNBH3。
上述未反应的物质可以通过典型的透析方法来去除,例如在适当的缓冲液中透析,可以用PBS(磷酸盐缓冲液)。
对于缓冲液没有特别的限制。通常是本领域中经常使用的一种,所选择的缓冲液要与伊文氏蓝的反应条件相匹配。取决于伊文氏蓝的官能团(马来酸酐,醛基,要求pH6.5-7.5;吡啶基二硫酚或碘代乙酰基要求pH碱性,7.0-8.5)。
反应体系可以使用体积排阻色谱或反向高效液相色谱进行分离和提纯。
伊文氏蓝或其衍生物修饰CysEX4的复合物可以作为活性剂制备成口服或注射剂。
作为活性剂可以制备成各种口服或注射剂量类型。填充剂,增稠剂,粘合剂,湿润剂,崩解剂,表面活性剂等,是通常使用的制剂。口服的试剂包括片剂,丸剂,粉剂,颗粒剂和胶囊剂。这些固体形式通常配制至少需要一种辅料成分,如,如淀粉,碳酸钙,蔗糖,乳糖或明胶。除了辅料成分之外,还有润滑剂,例如使用硬脂酸镁或滑石。液体形式的口服剂,包括悬浮液,体内使用的液体,乳剂,和糖浆剂。这些剂型可包括湿润剂,甜味剂,风味剂和/或防腐剂,亦或简单的稀释剂,如液体或液体石蜡。注射的制剂包括无菌水溶液,非水溶剂,悬浮剂,乳剂,冻干剂,和栓剂。非水溶剂或悬浮液,包括丙二醇,聚乙二醇,植物油,例如橄榄油,以及可注射的酯,如油酸乙酯。
复合物剂量取决于各种因素,包括体重,年龄,性别,身体状况,饮食,给药时间,给药途径,代谢率和疾病的严重程度。一般来说,一到两个星期时间内通过不同的给药途径观察药物被完全吸收的有效剂量,在每日有效剂量范围内,本发明的复合物可能一次给药,或每日多次给药。
下面结合实施例更详细地说明本发明,但是并不是要将本发明限定为实施例。
实施例1
制备马来酰亚胺伊文氏蓝衍生物
a.Boc-联苯甲胺
在40ml二氯甲烷中溶解4.3g联苯甲胺(二甲基二氨基联苯),将其置于100ml的圆底烧瓶中,往溶液中加入4.4g(4.6mL)二碳酸二叔丁酯。在室温下搅拌过夜。用薄层色谱法监测反应进程,在正己烷:乙酸乙酯=7:3的展开剂中爬板,出现三个点(联苯甲胺、Boc-联苯甲胺、二-二碳酸二叔丁酯)。过柱分离,得到3.2g目的产物。
b.Boc-EB
在10ml氯仿中溶解0.46g Boc-联苯甲胺,在冰浴下将15ml水(其中有4.5mmol HCl)加入溶液中。在冰浴下将0.31g NaNO2溶于5ml水中,并将此溶液逐滴加入到上述溶液,并在冰浴下搅拌20min。此时,溶液变成正黄色表明重氮盐的形成。在冰浴下将0.59g 1-氨基-8-萘酚-2,4-二磺酸单钠盐及0.49g碳酸氢钠溶于20ml水中,再将上述重氮盐逐滴加入到此溶液中。用液相色谱-质谱联用仪检测反应物。样品直接冻干无需进一步纯化。
c.MEB
用10ml三氟乙酸混合液(其中有80%三氟乙酸,10%酒石酸乙二胺(EDT),10%茴香硫醚)将Boc保护基团去掉。去保护后,混合液用100ml水稀释,放入筒式过滤器中,用100ml水洗涤,用80%的乙醇洗脱,旋蒸出去溶剂,用HPLC进一步纯化产物。
d.马来酰亚胺-EB
在4ml甲醇中溶解30mg MEB,加入50ul DIPEA,160mg顺丁烯二酸酐,在室温下搅拌两个小时。用HPLC检测反应。中间产物的形成用液相色谱-质谱联用仪检测。旋蒸掉甲醇后,加入1ml乙酸酐,在105℃下加热30min。当用LC-MS监测到目的产物后,用16ml的水稀释混合液,在C18的半制备柱中纯化,从5%的A(乙腈中含0.1%的TFA),95%的B(水中含0.1%的TFA)开始洗脱2min,然后以5ml/min增加A到65%。在峰值处接收产物,冻干得6mg。
制备伊文氏蓝修饰的Exendin-4
带有马来氨酸基团的伊文氏蓝(0.76μmol,in 50mM的醋酸钠,pH 5.5)中加入分别0.5mL Exendin-4(1mg/mL在50mM醋酸钠,pH值5.5),然后加入20mMNaC-NBH3作为还原剂。伊文氏蓝与Exendin-4的摩尔比为1:1。伊文氏蓝和艾塞那肽-4在避光条件下,4℃,反应2小时。用0.1%的含水三氟乙酸(TFA)终止反应,得到伊文氏蓝修饰的Exendin-4。纯化后的伊文氏蓝修饰的Exendin-4如图1所示,其保留时间为18.5分钟。
采用的Exendin-4序列为:
His-Xaa-Glu-Gly-Thr-Phe-The-Ser-Asp-Xaa-Ser-Xaa-Xaa-Xaa-Glu-Xaa-Xaa-Ala-Xaa-Xaa-Xaa-Phe-IIe-Xaa-Trp-Leu-Xaa-Xaa-Gly-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Cys;每个Xaa位置的选择如上所述均有7种选择,每种选择都可以实现。
例如,其中一种选择的Exendin-4序列如下:
His-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-The-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-Met-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-Arg-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro-Ser-Ser-Gly-Ala-Pro-Pro-Pro-Ser-Cys-NH2。(该序列是作为Exendin-4的一个代表在实施例中展示,本发明的保护范围不受此展示序列的限制)。
伊文氏蓝修饰对Exendin-4的生理活性影响分析
为了检测Exendin-4,伊文氏蓝修饰的Exendin-4与GLP-1受体反应,将密度为2.5×105的胰岛素分泌细胞INS-1接种到12孔板上,每孔105个细胞,然后培养2天,使其稳定地附着在培养板底部。细胞贴壁后,用标记有125I-Exendin-4(从氨基酸残基9和氨基酸残基39中延伸的Exendin-4衍生物)的缓冲液替换细胞培养液,加入一定量的缓冲液形成30μM的最终浓度。此后,加入一定量的天然Exendin-4和伊文氏蓝修饰的Exendin-4,形成0.001-1000nM的最终浓度,在室温下培养2小时使其能够与受体竞争性结合。冷PBS清洗细胞3次,去除未结合的125I-Exendin-4。最终用缓冲液裂解细胞,使用γ计数器测定细胞结合Exendin-4的水平。
从图2和图3可以看出,随着样本浓度测增高,125I-Exendin-4的竞争性结合能力越低。此外,不同异构体结合受体的强度与修饰的位置有关。天然Exendin-4的IC50为44.82nM,而经分伊文氏蓝修饰的Exendin-4为112.0nM,伊文氏蓝修饰Exendin-4未对其生理活性有较明显影响。
动物实验中伊文氏蓝修饰的Exendin-4的体内半衰期
为了在动物模型中比较伊文氏蓝修饰的Exendin-4修饰的Exendin-4在体内的半衰期。在雄性SD大鼠中,分别将生理盐水(对照组),天然Exendin-4以及伊文氏蓝修饰的Exendin-4修饰的Exendin-4以25nmol/kg的剂量分别经皮下注射到大鼠体内,而后在特定时间点取血,血液中Exendin-4及其衍生物的含量由ELISA试剂盒监测定量。如图4-图7所示,未经修饰的Exendin-4在体内半衰期为6.8小时,而伊文氏蓝修饰的Exendin-4在体内半衰期最长,为41.2天。
实施例2
带有醛基的伊文氏蓝(0.76μmol in 50mM的醋酸钠,pH 5.5)中加入分别0.5mL Exendin-4(1mg/mL在50mM醋酸钠,pH值5.5),然后加入20mMNaC-NBH3作为还原剂。伊文氏蓝与Exendin-4的摩尔比为1:1。伊文氏蓝和艾塞那肽-4在避光条件下,4℃,反应2小时。用0.1%的含水三氟乙酸(TFA)终止反应,得到伊文氏蓝修饰的Exendin-4。
实施例3
带有吡啶基二硫酚基团的伊文氏蓝(0.76μmol in在PBS中,pH值7.5)中加入分别0.5mL Exendin-4(1mg/mL在PBS中,pH值7.5),然后加入20mMNaC-NBH3作为还原剂。伊文氏蓝与Exendin-4的摩尔比为1:1。伊文氏蓝和艾塞那肽-4在避光条件下,4℃,反应2小时。用0.1%的含水三氟乙酸(TFA)终止反应,得到伊文氏蓝修饰的Exendin-4。
实施例4
带有碘代乙酰基团的伊文氏蓝(0.76μmol in在PBS中,pH值8)中加入分别0.5mL Exendin-4(1mg/mL在在PBS中,pH值8),然后加入20mM NaC-NBH3作为还原剂。伊文氏蓝与Exendin-4的摩尔比为1:1。伊文氏蓝和艾塞那肽-4在避光条件下,4℃,反应2小时。用0.1%的含水三氟乙酸(TFA)终止反应,得到伊文氏蓝修饰的Exendin-4。
Claims (10)
1.伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物修饰的Exendin-4,其特征在于:Exendin-4氨基酸序列为:
His-Xaa-Glu-Gly-Thr-Phe-The-Ser-Asp-Xaa-Ser-Xaa-Xaa-Xaa-Glu-Xaa-Xaa-Ala-Xaa-Xaa-Xaa-Phe-IIe-Xaa-Trp-Leu-Xaa-Xaa-Gly-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Xaa-Cys;其中:
第2位的Xaa是Gly,Thr,Ala,Ser,Leu,Ile或Lys;
第10位的Xaa是Leu,Ala,Ser,Leu,He,Glu或Lys;
第12位的Xaa是Lys,Leu,Thr,Ser,Leu,Ile或Cys;
第13位的Xaa是Gln,Thr,Ala,Val,Leu,Ile或Lys;
第14位的Xaa是Met,Tyr,Thr,Ala,Ser,Ile或Lys;
第16位的Xaa是Glu,Lys,Ala,Ser,Leu,Trp或Thr;
第17位的Xaa是Glu,Asp,Ala,Ser,Leu,lie或Lys;
第19位的Xaa是Val,Cys,Ala,Ser,Leu,Ile或Lys;
第20位的Xaa是Arg,Thr,Tyr,Ser,Leu,Ile或Lys;
第21位的Xaa是Leu,Thr,Ala,Asp,Glu,His或Lys;
第24位的Xaa是Glu,Leu,Thr,Ala,Ser,Lys或Ile;
第27位的Xaa是Lys,Ala,Ser,Leu,Thr,Ile或Lys;
第28位的Xaa是Asp,Thr,Ala,Ser,Leu,Ile或Lys;
第30位的Xaa是Gly,Thr,Ala,Ser,Leu,Ile或Arg;
第31位的Xaa是Pro,Val,Ser,Ala,Leu,Ile或Lys;
第32位的Xaa是Ser,Thr,Glu,Ser,Asp,Lys或Ile;
第33位的Xaa是Thr,Ser,Ala,Met,Leu,Ile或Lys;
第34位的Xaa是Gly,Thr,Met,Ser,He,Leu或Lys;
第35位的Xaa是Ala,Thr,Ala,Glu,Leu,Ile或Phe;
第36位的Xaa是Pro,Ala,Thr,Ser,Leu,Ile或Cys;
第37位的Xaa是Pro,Thr,Ser,Ala,His,Lys或lie;
第38位的Xaa是Pro,Thr,Val,Ser,Leu,Lys或Ile;
第39位的Xaa是Ser,Tyr,Ala,Leu,Ser,Ile或Lys;
未经伊文氏蓝或其衍生物修饰的Exendin-4简称为CysEX4,CysEX4通过化学合成获得或通过基因工程重组表达的方式获得。
2.根据权利要求1所述的CysEX4,其特征在于:CysEX4是基于天然或重组的Exendin-4。
3.根据权利要求1所述的CysEX4,其特征在于:伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物偶联到CysEX4的C末端半胱氨酸巯基上。
4.一种制备权利要求1所述CysEX4的方法,其特征在于:步骤如下:
(1)含有还原剂的醋酸钠溶液中CysEX4与伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物偶联反应;
(2)在避光条件下,4℃,反应2小时,储存步骤(1)的反应混合物;
(3)从反应混合物中移除未反应物质;
(4)从未反应物质的游离混合物中分离和提纯伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物单独修饰的CysEX4。
5.伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物修饰的CysEx4作为制备预防和治疗II型糖尿病药物的应用,通过促进胰岛素的过量分泌来实现。
6.伊文氏蓝(Evans Blue)或其衍生物修饰的CysEx4作为制备预防和治疗心肌梗死药物的应用。
7.根据权利要求1或4所述的CysEx4,其特征在于:伊文氏蓝或其衍生物为伊文氏蓝琥珀酰亚胺基丙酸酯、伊文氏蓝N-羟基琥珀酰亚胺、伊文氏蓝醛、伊文氏蓝马来酰亚胺、伊文氏蓝吡啶基二硫酚或伊文氏蓝碘代乙酰基。
8.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:在伊文氏蓝与CysEx4偶联反应中,采用的还原剂为NaCNBH3。
9.根据权利要求4所述的方法,其特征在于:步骤(1)中伊文氏蓝与CysEX4的摩尔比为1:1。
10.根据权利要求5或6中所述的用途,其特征在于:伊文氏蓝修饰CysEX4的复合物作为活性剂制备成口服或注射剂。
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