CN112236444A - 新型glp-1类似物 - Google Patents
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Abstract
本公开内容涉及新型胰高血糖素样肽‑1(GLP‑1)(7‑37)类似物,其具有在C末端处具有Leu或Ile的氨基酸序列。新类似物是有效的GLP‑1激动剂,具有降低的副作用和改善的作用持续时间。本公开内容还涉及新类似物的酰化衍生物,其具有进一步改善的效力和作用持续时间,并且适合于口服施用。本公开内容的类似物可以用于治疗糖尿病和肥胖。
Description
相关申请
本申请要求三个印度临时申请的权益,所述印度临时申请具有申请号IN201821013109(于2018年4月5日提交);IN 201821040468(于2018年10月26日提交)和IN201821040474(于2018年10月26日提交),所述印度临时申请在此以引用的方式并入。
公开内容的领域
本公开内容涉及新型胰高血糖素样肽-1(GLP-1)(7-38)类似物,其具有在C末端处具有Leu或Ile的氨基酸序列。新类似物是有效的GLP-1激动剂,具有降低的副作用和改善的作用持续时间。本公开内容还涉及新类似物的酰化衍生物,其具有进一步改善的效力和作用持续时间,并且适合于口服施用。本文公开的类似物由延长的部分酰化,其增加了化合物的活性持续时间。本文公开的类似物可以用于治疗糖尿病和肥胖。
公开内容的背景
胰高血糖素样肽-1(GLP-1)是一种激素,其主要在肠道的肠内分泌L细胞中产生,并且当含有脂肪、蛋白质水解物和/或葡萄糖的食物进入十二指肠时,分泌到血流内。GLP-1源自前胰高血糖素原基因的细胞特异性翻译后加工。最初,从这个过程中鉴定了肽GLP-1(1-37),但它是两种N末端截短的产物,GLP-1(7-37)(SEQ ID NO:1)和GLP-1(7-36)酰胺,其被发现识别胰腺受体,并且确定为体内的活性种类。已发现GLP-1刺激胰岛素分泌,从而引起细胞的葡萄糖摄取以及减少的血清葡萄糖水平。GLP-1激动剂可作为有利药物用于治疗2型糖尿病(T2DM),因为它们没有低血糖,并且具有重量减轻的积极益处。内源性物质GLP-1(7-37)和GLP-1(7-36)酰胺被肽酶切割,并且因此具有非常短的半衰期。努力通过开发具有改善的半衰期的GLP-1类似物来改善性能。2005年批准的首个药物是以剂量水平10mcg每天两次给药的艾塞那肽(Exenatide),并且发现显示了HbA1c(葡萄糖控制的标志物)的显著改善。此外,Novo Nordisk开发了具有1.8mg s.c./天的每天一次给药的利拉鲁肽(Liraglutide)(美国专利号6,268,343)(SEQ ID NO:2),并且于2010年批准。进一步的研究和开发生产了每周一次的产品,如由GSK开发的阿必鲁肽(Albiglutide)以及由Eli Lilly开发的度拉糖肽(Dulaglutide)。最近,GLP-1类似物索马鲁肽(Semaglutide)(国际公布号WO 2006/097537 A2)由USFDA批准。索马鲁肽(SEQ ID NO:3)以商品名上市。它作为每周一次的皮下注射进行施用。
文献中报道了制备具有改善的效力和作用持续时间的GLP-1类似物的许多尝试。美国专利号7,291,594 B2(US‘594专利)公开了GLP-1(7-35)衍生物,所述衍生物具有对其C末端添加的几个精氨酸和/或赖氨酸残基,以提供经由粘膜的高生物利用度。US‘594专利还公开了这些衍生物可以通过用其Ser取代其GLP-1氨基酸序列中的氨基酸8而赋予对二肽基肽酶IV(DPP-IV)的抗性,或者通过分别用Gln和Asn取代氨基酸26和34而赋予对胰蛋白酶的抗性。
美国专利号7,893,017 B2(US‘017专利)公开了酰化的GLP-1类似物,其中通过修饰相对于序列GLP-1(7-37)的7位和8位中的至少一个氨基酸残基,使GLP-1类似物针对DPP-IV稳定,并且其中所述酰化是直接连接至所述GLP-1类似物的C末端氨基酸残基的二酸。
美国专利号8,951,959 Β2(US‘959专利)公开了DPP-IV抗性GLP-1(7-37)类似物,所述类似物在相对于序列GLP-1的8位中具有含有三氟甲基的非产蛋白质氨基酸残基,并且由包含两个酸性基团的部分对26位中的赖氨酸残基酰化。
美国专利号7,084,243 B2(US‘243专利)公开了作为DPP-IV抗性肽,相对于序列GLP-1(7-37)在8位处具有Val或Gly的GLP-1(7-37)类似物。
国际公布号WO 2017/149070 A1(WO‘070)公开了在对应于GLP-1(7-37)的8位的位置处具有Trp的GLP-1类似物,并且这些Trp8化合物显示针对被DPP-IV降解是非常稳定的。
国际公布号WO 2004/103390A2(WO‘390)公开了在P’1位(对应于在GLP-1(7-37)的情况下的9位)处的修饰可以产生GLP-1类似物,其相对于天然底物具有对酶介导的(例如DPP-IV)切割极大降低的敏感性,然而,仍保留天然底物的生物活性。WO‘390还公开了具有在9位处具有四取代的Cβ碳的氨基酸(例如叔亮氨酸)的GLP-1(7-37)类似物,提供了对被DPP-IV降解具有抗性的GLP类似物。
国际公布号WO 2015/086686 A2(WO’686公布)公开了将α-甲基官能化的氨基酸直接掺入GLP-1类似物的主链内,已确定产生蛋白酶抗性(包括DPP-IV抗性)肽。
多种其它的DPP-IV抗性GLP-1激动剂公开于专利公布中,例如国际公布号WO2007/030519 A2、WO 2004/078777 A2、WO 2007/039140 A1、WO 2014/209886 A1、WO 2012/016419 A1、WO 2017/211922 A2、WO 2016/198544 A1和WO 2013/051938 A2。
多种专利申请公开了具有增加的稳定性和更长的作用持续时间的C末端延伸的GLP-1类似物。例如,美国专利号7,482,321B2、9,498,534B2和7,897,566B2。
多种专利申请公开了酰化的GLP-1类似物,其中GLP-1类似物任选经由接头连接至亲脂性取代基,以提供更长的作用持续时间。
美国专利号8,603,972 B2(US‘972)公开了GLP-1类似物的单酰化衍生物,其中在GLP-1类似物的37位或38位处的Lys残基是酰化的。
美国专利号8,648,041 B2、9,758,560 B2、9,006,178 B2、9,266,940 B2、9,708,383 B2和美国专利申请公布号US 2015/0152157 A1、US 2015/0133374 A1公开了GLP-1类似物的二酰化衍生物。
美国专利申请公布号US 2016/0200791 A1公开了GLP-1类似物的三酰化衍生物。
国际公布号WO 2016/083499 A1、WO 2016/097108 A1和WO 2014/202727 A1公开了酰化的GLP-1类似物,其中GLP-1类似物的Lys残基经由分支接头连接至两个延长部分。
国际公布号WO 2009/030771 A1和WO 2018/083335 A1公开了多种酰化剂(侧链),其可以连接至GLP-1类似物的Lys残基,以提供更长的作用持续时间。
国际公布号WO 2013/186240 A2公开了艾塞那肽-4肽类似物,其在艾塞那肽-4氨基酸序列的2位处具有Gly、Ser或官能化的Ser例如Ser(OCH3)、D-Ser或官能化的D-Ser例如D-Ser(OCH3)、Aib、Ala或D-Ala。
多种其它的GLP-1类似物公开于专利申请中,例如国际公布号WO 2005/027978A2、WO 1998/008871 A1、WO 1999/043705 A1、WO 1999/043706 A1、WO 1999/043707 A1、WO1999/043708 A1、WO 2000/034331 A2、WO 2009/030771 A1、WO 2011/080103 A1、WO 2012/140117 A1、WO 2012/062803 A1、WO 2012/062804 A1、WO 2013/037690 A1、WO 2014/202727 A1、WO 2015/000942 A1、WO 2015/022400 A1、WO 2016/083499 A1、WO 2016/097108 A1和WO 2017/149070 A1。
仍然需要开发在稳定性和作用持续时间方面具有最佳所需特性的GLP-1类似物。
公开内容的概述
本公开内容的一个方面提供了包含以下氨基酸序列的多肽:
H-X2-X3-X4-G-T-F-T-S-D-V-S-S-Y-L-X16-G-Q-A-A-X21-E-F-X24-A-W-L-V-R-G-R-G-X33-X34
其中X2是Ser、Ser(OMe)、D-Ser、D-Ser(OMe)、Ala或Aib;
X3不存在或是Gln;
X4是Glu;
X16是Glu;
X24是Ile;
X33是Leu、D-Leu、D-Ile或Ile;
X34不存在,并且
X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z
其中Q和T不存在;
U不存在或是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-},其中}是与基团W的连接点;
Y是-C(O)-(CH2)2-CH(COOH)NH--,其中--是与基团Z的连接点;
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH或-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是14至20的整数。
本公开内容的多肽是具有较少副作用的有效的GLP-1激动剂。此外,本公开内容的多肽是稳定的,并且具有长的作用持续时间并且适合于口服施用。
附图描述
图1A示出了部分A-Osu(中间体3)的制备。图1B示出了部分A-OSu(中间体3)的制备。
图2示出了部分C-OSu的制备。
图3示出了部分D-OSu的制备。
图4示出了部分E-OSu的制备。
图5示出了部分F-OSu的制备。
图6A和6B示出了化合物1在大鼠中的口服葡萄糖耐量测试(OGTT)的结果;单次注射;1mg/kg葡萄糖AUC 0-120分钟(图6A=22小时后,图6B=46小时后)。
图7示出了在用化合物1长期治疗后,db/db 2型糖尿病小鼠中的血糖水平降低。
图8示出了用化合物1治疗后,db/db小鼠中的食物摄入降低。
图9示出了化合物1在db/db小鼠中降低体重的功效。
图10示出了用化合物1治疗后,db/db小鼠中的Hb1Ac降低。
缩写
Aib:2-氨基异丁酸
ADO:8-氨基-3,6-二氧代-辛酸
OGTT:口服葡萄糖耐量测试
DIPEA:N,N’-二异丙基乙基胺
HOBt:1-羟基苯并三唑
DIPC:N,N’-二异丙基碳二亚胺
HOSu:N-羟基琥珀酰亚胺
IBCF:氯甲酸异丁酯
NMM:N-甲基吗啉
THF:四氢呋喃
DCM:二氯甲烷
DMAP:4-二甲基氨基吡啶
DCC:二环己基碳二亚胺
DMAc:二甲基乙酰胺
公开内容的描述
本公开内容提供了稳定的长效GLP-1类似物,其不需要频繁的皮下给药并且也适合于口服施用。令人惊讶地发现,当与亲本肽相比较时,在序列的C末端处添加额外的Leu产生了具有显著改善的效力和作用持续时间的肽。当与亲本肽相比较时,具有额外Ile的肽也显示了改善的效力和作用持续时间的相似作用。另外,本文的公开内容证实了可以经由酰化反应附加到其为GLP-1(7-37)的类似物的肽的部分,以产生具有显著改善的效力和更长的作用持续时间的化合物。公开的化合物的延长部分具有更稳定的键,其对被生物酶的切割较不敏感。因此,本文公开的化合物是更稳定的,并且需要较不频繁的施用,增加了患者依从性。因此,在一些实施方案中,本公开内容提供了包含以下氨基酸序列的多肽:
H-X2-X3-X4-G-T-F-T-S-D-V-S-S-Y-L-X16-G-Q-A-A-X21-E-F-X24-A-W-L-V-R-G-R-G-X33-X34(SEQ ID NO:4)
其中X2是Ser、Ser(OMe)、D-Ser、D-Ser(OMe)、Ala或Aib;
X3不存在或是Gln;
X4是Glu;
X16是Glu;
X24是Ile;
X33是Leu、D-Leu、D-Ile或Ile;
X34不存在,并且
X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)是酰化的。
在一些实施方案中,X21可以被以下中报道的延长部分酰化:美国专利号6,268,343、8,951,959 Β2、8,603,972 B2、8,648,041 B2、9,758,560 B2、9,006,178 B2、9,266,940 B2、9,708,383 B2,以及美国专利申请公布号US 2015/0152157 A1和US 2015/0133374A1;国际公布号WO 2009/030771 A1、WO 2006/097537 A2和WO 2018/083335 Α1。
在一些实施方案中,X21 Lys在其侧链氨基(ε氨基)处被包含脂肪酸基团的部分酰化。脂肪酸基团可以经由接头连接至X21 Lys。因此,在一些实施方案中,本公开内容提供了包含以下氨基酸序列的多肽:
H-X2-X3-X4-G-T-F-T-S-D-V-S-S-Y-L-X16-G-Q-A-A-X21-E-F-X24-A-W-L-V-R-G-R-G-X33-X34
其中X2是Ser、Ser(OMe)、D-Ser、D-Ser(OMe)、Ala或Aib;
X3不存在或是Gln;
X4是Glu;
X16是Glu;
X24是Ile;
X33是Leu、D-Leu、D-Ile或Ile;
X34不存在,并且
X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z
其中Q和T不存在;
U不存在或是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-},其中}是与基团W的连接点;
Y是-C(O)-(CH2)2-CH(COOH)NH--,其中--是与基团Z的连接点;
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH或-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是14至20的整数。
在一些实施方案中,在X2处的氨基酸选自Ser、Ser(OMe)、D-Ser、D-Ser(OMe)、Ala或Aib。
在一些实施方案中,X2是Aib。
在一些实施方案中,X3不存在。
在一些实施方案中,X33是Leu。
在一些实施方案中,X33是Ile。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中U和W均不存在,并且Z是-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是整数14。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中W是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-]。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中W是-C(O)-C(CH3)2-NH-]。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中W是-C(O)-NH-(CH2)4-NH-]。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中W是-C(O)-NH-(CH2)3-NH-]。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中Z是-C(O)-(CH2)n-COOH,其中n是整数16。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中Z是-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是整数14。
在一些实施方案中,X2是Ala或Aib;
X3不存在;
X33是Leu;
U不存在;
W不存在;
Y是-C(O)-(CH2)2-CH(COOH)NH--,其中--是与基团Z的连接点;
Z是-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是整数14。
在一些实施方案中,本公开内容提供了包含以下氨基酸序列的多肽:
H-X2-X3-X4-G-T-F-T-S-D-V-S-S-Y-L-X16-G-Q-A-A-X21-E-F-X24-A-W-L-V-R-G-R-G-X33-X34
其中X2是Aib;
X3不存在;
X4是Glu;
X16是Glu;
X24是Ile;
X33是Leu;
X34不存在,并且
X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z
其中Q和T不存在;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-},其中}是与基团W的连接点;
W是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-],其中]是基团Y的连接点;
Y是-C(O)-(CH2)2-CH(COOH)NH--,其中--是与基团Z的连接点;
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH,其中n是整数16。
在一些实施方案中,本公开内容提供了包含以下氨基酸序列的多肽:
H-X2-X3-X4-G-T-F-T-S-D-V-S-S-Y-L-X16-G-Q-A-A-X21-E-F-X24-A-W-L-V-R-G-R-G-X33-X34
其中X2是Aib;
X3不存在;
X4是Glu;
X16是Glu;
X24是Ile;
X33是Leu;
X34不存在,并且
X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z
其中Q和T不存在;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-},其中}是与基团W的连接点;
W是-C(O)-C(CH3)2-NH-],其中]是与基团Y的连接点;
Y是-C(O)-(CH2)2-CH(COOH)NH--,其中--是与基团Z的连接点;
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH,其中n是整数16。
在一些实施方案中,本公开内容提供了包含以下氨基酸序列的多肽:
H-X2-X3-X4-G-T-F-T-S-D-V-S-S-Y-L-X16-G-Q-A-A-X21-E-F-X24-A-W-L-V-R-G-R-G-X33-X34
其中X2是Aib;
X3不存在;
X4是Glu;
X16是Glu;
X24是Ile;
X33是Leu;
X34不存在,并且
X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z
其中Q和T不存在;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-},其中}是与基团W的连接点;
W是-C(O)-NH-(CH2)3-4-NH-],其中]是与基团Y的连接点;
Y是-C(O)-(CH2)2-CH(COOH)NH--,其中--是与基团Z的连接点;
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH,其中n是整数16。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中W是-C(O)-NH-(CH2)4-NH-]。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中W是-C(O)-NH-(CH2)3-NH-]。
在一些实施方案中,本公开内容提供了包含以下氨基酸序列的多肽:
H-X2-X3-X4-G-T-F-T-S-D-V-S-S-Y-L-X16-G-Q-A-A-X21-E-F-X24-A-W-L-V-R-G-R-G-X33-X34
其中X2是Aib;
X3不存在;
X4是Glu;
X16是Glu;
X24是Ile;
X33是Leu;
X34不存在,并且
X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z
其中Q和T不存在;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-},其中}是与基团W的连接点;
W是-C(O)-NH-(CH2)4-NH-],其中]是基团Y的连接点;
Y是-C(O)-(CH2)2-CH(COOH)NH--,其中--是与基团Z的连接点;
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH或-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是14至20的整数。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中Z是-C(O)-(CH2)n-COOH,其中n是整数16。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中Z是-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是整数14。
在一些实施方案中,本公开内容提供了包含以下氨基酸序列的多肽:
H-X2-X3-X4-G-T-F-T-S-D-V-S-S-Y-L-X16-G-Q-A-A-X21-E-F-X24-A-W-L-V-R-G-R-G-X33-X34
其中X2是Aib;
X3不存在;
X4是Glu;
X16是Glu;
X24是Ile;
X33是Leu;
X34不存在,并且
X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z
其中Q和T不存在;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-},其中}是与基团W的连接点;
Y是-C(O)-(CH2)2-CH(COOH)NH--,其中--是与基团Z的连接点;并且
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH,其中n是整数16。
在一些实施方案中,本公开内容提供了包含以下氨基酸序列的多肽:
H-X2-X3-X4-G-T-F-T-S-D-V-S-S-Y-L-X16-G-Q-A-A-X21-E-F-X24-A-W-L-V-R-G-R-G-X33-X34
其中X2是Ser、Ser(OMe)、D-Ser、D-Ser(OMe);
X3不存在;
X4是Glu;
X16是Glu;
X24是Ile;
X33是Leu;
X34不存在,并且
X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z
其中Q和T不存在;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-},其中}是与基团W的连接点;
W是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-、-C(O)-NH-(CH2)3-4-NH-]、-C(O)-C(CH3)2-NH-],其中]是与基团Y的连接点;
Y是-C(O)-(CH2)2-CH(COOH)NH--,其中--是与基团Z的连接点;并且
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH或-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是14至20的整数。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中W是-C(O)-NH-(CH2)3-4-NH-]。
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中W是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-;
在一些实施方案中,X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z,
其中W是-C(O)-C(CH3)2-NH-]。
在一些实施方案中,X21是脂质修饰的Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化
{-Q-T-U-W-Y-Z
其由表1中提供的部分表示。
表1:关于基团{-Q-T-U-W-Y-Z的代表部分
在另一个实施方案中,本公开内容提供了根据前述实施方案中任何一个的多肽,其选自表2中提供的肽:
表2:本公开内容的代表性多肽化合物
*除非另有说明,否则结构中的所有氨基酸在α位都具有L构型。D当在序列中用作氨基酸的前缀时表示氨基酸的D构型。例如(DSer)表示序列中的丝氨酸氨基酸具有D-构型。
除非另有说明,否则本公开内容旨在涵盖序列中氨基酸的L和D异构体两者。
如本文在公开内容中所述的,Ser(OMe)是其羟基甲基化的氨基酸丝氨酸,并且具有下述结构
本公开内容中提到的多肽序列通过如由IUPAC批准的氨基酸的单字母代码表示。
如本文用于定义本公开内容的实施方案的酰化部分的Q、T、U、W、Y和Z不同于用于表示多肽序列的氨基酸的单字母代码。
当在SD大鼠中进行口服葡萄糖耐量测试(OGTT)时,本公开内容的多肽令人惊讶地显示了血糖显著降低。当用口服葡萄糖攻击时,SD大鼠中的血糖降低百分比显著低于在X33位处缺少另外的Leu或Ile的相应多肽。
本发明还参考下述实施例详细地说明。期望实施例在所有方面都视为说明性的,而不旨在限制本发明的范围。
实施例:
通用制备方法:
本公开内容的多肽化合物可以通过本文下文所述的方法进行制备。该方法涉及两个步骤,涉及亲本线性肽的制备以及脂肪酸链随后连接至亲本肽。
本文所述的肽可以使用固相技术通过化学合成进行制备,例如在以下中描述的那些:G.Barany和R.B.Merrifield,“The Peptides:Analysis,Synthesis,Biology”;第2卷—“Special Methods in Peptide Synthesis,Part A”,第3-284页,E.Gross和J.Meienhofer编辑,Academic Press,New York,1980;以及J.M.Stewart和J.D.Young,“Solid-PhasePeptide Synthesis”,第2版,Pierce Chemical Co.,Rockford,Ill.,1984。期望的策略基于用于临时保护α-氨基的Fmoc(9-芴基甲基-氧基羰基)基团,与用于临时保护氨基酸侧链的保护基,例如叔丁基(-tBu)、叔丁氧基羰基(-Boc)、三苯甲基(-Trt)组合(参见例如,E.Atherton和R.C.Sheppard,“The Fluorenylmethoxycarbonyl Amino ProtectingGroup”,于“The Peptides:Analysis,Synthesis,Biology”;第9卷-“Special Methods inPeptide Synthesis,Part C”,第1-38页,S.Undenfriend和J.Meienhofer编辑,AcademicPress,San Diego,1987)。
可以在不溶性聚合物支持物(也称为“树脂”)上,从肽的C末端开始以逐步方式合成肽。经由酰胺或酯连接的形成,通过将肽的C末端氨基酸附接到树脂而开始合成。这允许所得到的肽分别作为C末端酰胺或羧酸的最终释放。
要求合成中使用的C末端氨基酸和所有其它氨基酸具有受到差异保护的α-氨基和侧链官能团(如果存在的话),使得在合成过程中可以选择性去除α-氨基保护基。氨基酸的偶联通过其羧基活化为活性酯,以及其与附接至树脂的N末端氨基酸的未封闭α-氨基的反应来进行。重复α-氨基脱保护和偶联的顺序,直到组装整个肽序列。然后通常在限制副反应的适当清除剂的存在下,使肽从树脂中释放,具有侧链官能团的伴随脱保护。最后通过反相HPLC纯化所得到的肽。
然后可以通过使活化的脂肪酸链与亲本肽偶联,使亲本肽与脂肪酸链偶联。可以通过有机化学中众所周知的方法来制备脂肪酸链。例如,可以使用能够制备线性脂肪酸链的固相合成方法来制备脂肪酸链。
合成的线性肽通过如下文概述的制备型HPLC方法进行纯化:
制备型HPLC:WATERS 2555Quaternary梯度模块(最大总流量:300mL/分钟,最大压力:3000psi)或
Shimadzu LC-8A(最大总流量:150mL:最大压力:20Mpa)
柱:C18,10μ
流量:75mL/分钟
流动相:对于第一次纯化
流动相A:pH 7.5磷酸盐缓冲液
流动相B:乙腈
梯度:在300分钟内10%至40%的流动相-B。
对于第二次纯化:
流动相A:在水中的1%乙酸
流动相B:在乙腈中的1%乙酸:正丙醇(50:50)
梯度:在300分钟内15%至45%的流动相-B
通过如下文概述的制备型HPLC方法来纯化本公开内容的最终化合物:
制备型HPLC:WATERS 2555Quaternary梯度模块(最大总流量:300mL/分钟,最大压力:3000psi)或
Shimadzu LC-8A(最大总流量:150mL:最大压力:20Mpa)
柱:C18,10μ
流量:75mL/分钟
流动相:
对于第一次纯化 | 对于第二次纯化 | |
流动相A | pH 7.5磷酸盐缓冲液 | 在水中的1%乙酸 |
流动相B | 乙腈 | 在乙腈中的1%乙酸:正丙醇(50:50) |
梯度 | 在300分钟内10%至40%的流动相-B | 在300分钟内15%至45%的流动相-B |
通过如下文概述的RP-HPLC方法来分析本公开内容的化合物的纯度:
HPLC方法B1:
柱:YMC Pack-Ph(4.6mm×150mm 3μ)
洗脱液:流动相A:在水中的0.1%三氟乙酸
流动相B:在乙腈中的0.1%三氟乙酸
流速:1.5mL/分钟
检测:在210nm处的UV检测
柱温:50℃
运行时间:50分钟。
梯度:
时间 | 流动相A% | 流动相B% |
0.01 | 90 | 10 |
35.0 | 20 | 80 |
40.0 | 20 | 80 |
41.0 | 90 | 10 |
50.0 | 90 | 10 |
HPLC方法B2:
柱:YMC-Pack Pro C18(4mm×250mm,3μ)
洗脱液:流动相A:缓冲液:乙腈(900:100)
流动相B:缓冲液:乙腈(300:700)
缓冲液:在水中的正磷酸二氢钾,用正磷酸将pH调节至3.0±0.1
流速:1.0mL/分钟
检测:在210nm处的UV检测
柱温:50℃
样品托盘温度:8℃
运行时间:38分钟。
时间 | 流动相A% | 流动相B% |
0 | 100 | 0 |
5 | 100 | 0 |
30 | 0 | 100 |
32 | 0 | 100 |
32.1 | 100 | 0 |
38 | 100 | 0 |
HPLC方法B3:
柱:Waters X-Select CSH-C18(150mm×4.6mm;2.5μ)
洗脱液:流动相A:缓冲液:乙腈(900:100)
流动相B:缓冲液:乙腈(300:700)
缓冲液:在水中的正磷酸二氢钾,用正磷酸将pH调节至1.5±0.1
流速:0.9mL/分钟
检测:在210nm处的UV检测
柱温:40℃
样品托盘温度:5℃
运行时间:100分钟。
通过如下文概述的LCMS来分析本公开内容的化合物:
使用WatersWaters Micromass Quattro Micro API或Thermoscientific LCQ FleetTM,在LCMS上记录质谱。通过将合适量的分析物溶解在稀释剂中来制备测试溶液,其最终浓度为1μg/mL至50μg/mL,取决于分析物的电离。将测试溶液以约10μL至50μL/分钟的速率输注到LCMS内1分钟,并且以电喷雾电离(ESI)正或负模式以及在适当的质量范围内记录质谱。
实施例1:活化的脂肪酸侧链的制备:
1.制备18-[[(1S)-1-羧基-4-[2-[2-[2-[2-[2-[2-(2,5-二氧代吡咯烷-1-基)氧基-2-氧代-乙氧基]乙氧基]乙基氨基]-2-氧代-乙氧基]乙氧基]乙基氨基]-4-氧代-丁基]氨基]-18-氧代-十八酸(部分A-OSu,中间体3)
如图1A中示意性表示的,使用2-氯三苯甲基氯树脂,通过固相合成来制备活化的脂肪酸侧链部分A-OSu。在N,N’-二异丙基乙基胺(DIPEA)的存在下,将2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸(中间体1)连接至2-氯三苯甲基氯树脂,其产生2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。可以通过2-[2-(2-氨基乙氧基)-乙氧基]乙酸与FmocN-羟基琥珀酰亚胺酯的偶联来制备中间体1。可选择的是,中间体1是可商购获得的并且可以作为本身获得。通过使用哌啶选择性去封闭2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂的氨基,来去除Fmoc保护基,然后使用1-羟基苯并三唑(HOBt)和N,N’-二异丙基碳二亚胺(DIPC),将游离氨基偶联至2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸,其产生2-[2-[2-[[2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酰基]氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。然后通过使用哌啶选择性去封闭2-[2-[2-[[2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酰基]氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂的氨基,来去除Fmoc基团,然后使用HOBt和DIPC,将游离氨基偶联至Fmoc-Glu-OtBu,以获得2-[2-[2-[[2-[2-[2-[[(4S)-4-Fmoc-氨基-5-叔丁氧基-5-氧代-戊酰基]氨基]乙氧基]乙氧基]乙酰基]氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。使用哌啶将所得的2-[2-[2-[[2-[2-[2-[[(4S)-4-Fmoc-氨基-5-叔丁氧基-5-氧代-戊酰基]氨基]乙氧基]乙氧基]乙酰基]氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂选择性地去封闭,然后与十八烷二酸单叔丁酯偶联,以得到中间体2,即[2-[2-[2-[[2-[2-[2-[[(4S)-5-叔丁氧基-4-[(18-叔丁氧基-18-氧代-十八酰基)氨基]-5-氧代-戊酰基]氨基]乙氧基]乙氧基]乙酰基]氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸]-2-Cl-Trt-树脂。然后使用三氟乙醇:DCM(1:1),从2-Cl-Trt-树脂中切割中间体2。然后在氯甲酸异丁酯(IBCF)和N-甲基吗啉(NMM)的存在下,使所得的化合物与N-羟基琥珀酰亚胺(HOSu)反应,随后用三氟乙酸脱保护,以产生标题化合物(部分A-OSu,中间体3)。整个方法也可以如图1B中示意性表示的描绘。
2.制备N-棕榈酰基-L-γ-谷氨酰基琥珀酰亚胺酯(部分B-OSu)
在IBCF和NMM的存在下,使L-谷氨酸α-叔丁酯(H-Glu-OtBu)与棕榈酸反应,以产生CH3-(CH2)14-C(O)-Glu-OtBu,然后在IBCF和NMM的存在下,使其与HOSu反应,以产生CH3-(CH2)14-C(O)-Glu(OSu)-OtBu,然后将其用三氟乙酸脱保护,以产生部分B-OSu。
3.制备18-[[(1S)-1-羧基-4-[4-[2-[2-[2-(2,5-二氧代吡咯烷-1-基)氧基-2-氧代-乙氧基]乙氧基]乙基氨基甲酰基氨基]丁基氨基]-4-氧代-丁基]氨基]-18-氧代-十八酸(部分C-OSu)
如图2中示意性表示的,使用2-氯三苯甲基氯树脂,使用固相合成来制备活化的脂肪酸侧链部分C-OSu。在DIPEA的存在下,将2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸连接至2-氯三苯甲基氯树脂,以产生2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。通过使用哌啶选择性去封闭氨基,来去除Fmoc保护基,然后使用在THF和DIPEA中的对硝基苯基氯甲酸酯活化游离氨基,随后与在THF:DMAc和DIPEA中的Fmoc-氨基丁基胺盐酸盐反应,其产生2-[2-[2-(4-Fmoc-氨基丁基氨基甲酰基氨基)乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。通过使用哌啶的选择性去封闭来去除Fmoc基团,然后使用HOBt和DIPC,将游离氨基偶联至Fmoc-Glu-OtBu,其产生2-[2-[2-[4-[[(4S)-4-Fmoc-氨基-5-叔丁氧基-5-氧代-戊酰基]氨基]丁基氨基甲酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。使用哌啶将所得的2-[2-[2-[4-[[(4S)-4-Fmoc-氨基-5-叔丁氧基-5-氧代-戊酰基]氨基]-丁基氨基甲酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂选择性地去封闭,然后与十八烷二酸单叔丁酯偶联,以得到中间体2-[2-[2-[4-[[(4S)-5-叔丁氧基-4-[(18-叔丁氧基-18-氧代-十八酰基)氨基]-5-氧代-戊酰基]氨基]丁基氨基甲酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。然后使用三氟乙醇:DCM(1:1),从2-Cl-Trt-树脂中切割中间体,以获得2-[2-[2-[4-[[(4S)-5-叔丁氧基-4-[(18-叔丁氧基-18-氧代-十八酰基)氨基]-5-氧代-戊酰基]氨基]丁基氨基甲酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸(LCMS=m/z:814.56(M+H+))。然后在二环己基碳二亚胺(DCC)的存在下,使所得的化合物与HOSu反应,以产生琥珀酰亚胺保护的中间体,用三氟乙酸将其脱保护,以产生标题化合物(部分C-OSu)。
4.制备18-[[(1S)-1-羧基-4-[[2-[2-[2-[2-(2,5-二氧代吡咯烷-1-基)氧基-2-氧代-乙氧基]乙氧基]乙基氨基]-1,1-二甲基-2-氧代-乙基]氨基]-4-氧代-丁基]氨基]-18-氧代-十八酸(部分D-OSu)
如图3中示意性表示的,使用2-氯三苯甲基氯树脂,使用固相合成来制备脂肪酸侧链。在DIPEA的存在下,将2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸连接至2-氯三苯甲基氯树脂,以产生2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。通过使用哌啶选择性去封闭氨基,来去除Fmoc保护基,随后使用DIPC和HOBt,与在THF:DMAc中的Fmoc-Aib-OH偶联,其产生2-[2-[2-[(2-Fmoc-氨基-2-甲基-丙酰基)氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。通过使用哌啶的选择性去封闭来去除Fmoc基团,然后使用HOBt和DIPC,将游离氨基与Fmoc-Glu-OtBu偶联,以产生2-[2-[2-[[2-[[(4S)-4-Fmoc-氨基-5-叔丁氧基-5-氧代-戊酰基]氨基]-2-甲基-丙酰基]氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。使用哌啶将所得的化合物的Fmoc基团选择性地去封闭,然后将游离氨基与十八烷二酸单叔丁酯偶联,以得到2-[2-[2-[[2-[[(4S)-5-叔丁氧基-4-[(18-叔丁氧基-18-氧代-十八酰基)氨基]-5-氧代-戊酰基]氨基]-2-甲基-丙酰基]-氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。然后使用三氟乙醇:DCM(1:1),从2-Cl-Trt-树脂中切割中间体,以获得2-[2-[2-[[2-[[(4S)-5-叔丁氧基-4-[(18-叔丁氧基-18-氧代-十八酰基)氨基]-5-氧代-戊酰基]氨基]-2-甲基-丙酰基]氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸(LCMS=m/z:786.39(M+H+))。然后在DCC的存在下,使所得的化合物与HOSu反应,以产生琥珀酰亚胺保护的中间体,用三氟乙酸将其脱保护,以产生标题化合物(部分D-OSu)。
5.制备18-[[(1S)-1-羧基-4-[3-[2-[2-[2-(2,5-二氧代吡咯烷-1-基)氧基-2-氧代-乙氧基]乙氧基]乙基氨基甲酰基氨基]丙基氨基]-4-氧代-丁基]氨基]-18-氧代-十八酸(部分E-OSu)
如图4中示意性表示的,使用2-氯三苯甲基氯树脂,使用固相合成来制备脂肪酸侧链。在DIPEA的存在下,将2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸连接至2-氯三苯甲基氯树脂,以产生2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。通过使用哌啶选择性去封闭氨基,来去除Fmoc保护基,然后使用在THF和DIPEA中的对硝基苯基氯甲酸酯活化游离氨基,随后在DIPEA的存在下,使用HOBt与在THF:DMAc中的1,3-二氨基丙烷反应,以形成NH2-(CH2)3-NH-C(O)-{(2-(2-氨基-乙氧基)-乙氧基}-乙酸-2-Cl-Trt-树脂。然后使用HOBt和DIPC,将游离氨基偶联至Fmoc-Glu-OtBu,其产生2-[2-[2-[3-[[(4S)-4-Fmoc-氨基-5-叔丁氧基-5-氧代-戊酰基]氨基]丙基氨基甲酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。使用哌啶将所得的2-[2-[2-[3-[[(4S)-4-Fmoc-氨基-5-叔丁氧基-5-氧代-戊酰基]氨基]丙基氨基甲酰基氨基]乙氧基]-乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂选择性地去封闭,然后与十八烷二酸单叔丁酯偶联,以得到2-[2-[2-[3-[[(4S)-5-叔丁氧基-4-[(18-叔丁氧基-18-氧代-十八酰基)氨基]-5-氧代-戊酰基]氨基]-丙基氨基甲酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。然后使用三氟乙醇:DCM(1:1),从2-Cl-Trt-树脂中切割中间体,以获得2-[2-[2-[3-[[(4S)-5-叔丁氧基-4-[(18-叔丁氧基-18-氧代-十八酰基)氨基]-5-氧代-戊酰基]氨基]-丙基氨基甲酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸(LCMS=m/z:801.41(M+H+))。然后在二环己基碳二亚胺(DCC)的存在下,使所得的化合物与HOSu反应,以产生琥珀酰亚胺保护的中间体,用三氟乙酸将其脱保护,以产生标题化合物(部分E-OSu)。
6.制备18-[[(1S)-1-羧基-4-[4-[2-[2-[2-(2,5-二氧代吡咯烷-1-基)氧基-2-氧代-乙氧基]乙氧基]乙基氨基甲酰基氨基]-1-哌啶基]-4-氧代-丁基]氨基]-18-氧代-十八酸(部分F-OSu)
如图5中示意性表示的,使用2-氯三苯甲基氯树脂,使用固相合成来制备脂肪酸侧链。在DIPEA的存在下,将2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸连接至2-氯三苯甲基氯树脂,以产生2-[2-(2-Fmoc-氨基乙氧基)乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。通过使用哌啶选择性去封闭氨基,来去除Fmoc保护基,然后使用在THF和DIPEA中的对硝基苯基氯甲酸酯活化游离氨基,随后在DIPEA的存在下,使用HOBt与在THF:DMAc中的4-氨基-Boc-哌啶反应,其产生(2-[2-[2-(4-Boc-哌啶基氨基甲酰基氨基)乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。使用三氟乙酸切割所得的化合物,产生2-[2-[2-(4-哌啶基氨基甲酰基氨基)乙氧基]乙氧基]乙酸,其在三乙胺(TEA)的存在下,与Fmoc-OSu进一步反应,产生2-[2-[2-(4-Fmoc-哌啶基氨基甲酰基氨基)乙氧基]乙氧基]乙酸。然后在DIPEA的存在下,将所获得的化合物进一步连接至2-氯三苯甲基氯树脂,以产生2-[2-[2-(4-Fmoc-哌啶基氨基甲酰基氨基)乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。通过使用哌啶的选择性去封闭来去除Fmoc基团,然后使用HOBt和DIPC,将游离氨基与Fmoc-Glu-OtBu偶联,其产生2-[2-[2-[[1-[(4S)-4-氨基-5-叔丁氧基-5-氧代-戊酰基]-4-哌啶基]氨基甲酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。使用哌啶将所得的化合物选择性地去封闭,然后与十八烷二酸单叔丁酯偶联,以得到2-[2-[2-[[1-[(4S)-5-叔丁氧基-4-[(18-叔丁氧基-18-氧代-十八酰基)氨基]-5-氧代-戊酰基]-4-哌啶基]氨基甲酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸-2-Cl-Trt-树脂。然后使用三氟乙醇:DCM(1:1),从2-Cl-Trt-树脂中切割中间体,以获得2-[2-[2-[[1-[(4S)-5-叔丁氧基-4-[(18-叔丁氧基-18-氧代-十八酰基)氨基]-5-氧代-戊酰基]-4-哌啶基]氨基甲酰基氨基]乙氧基]乙氧基]乙酸(LCMS=m/z:827.40(M+H+))。然后在DCC的存在下,使所得的化合物与HOSu反应,以产生琥珀酰亚胺保护的中间体,使用三氟乙酸将其脱保护,以产生标题化合物部分F-OSu。
实施例2:合成化合物1:
N-ε26-[2-(2-[2-(2-[2-(2-[4-(17-羧基十七酰基氨基)-4(S)羧基丁酰基氨基]乙氧基)乙氧基]乙酰基氨基)乙氧基]乙氧基)乙酰基][(Aib8,Arg34,Leu38 GLP-1(7-38)肽
部分A.合成亲本线性肽Aib8,Arg34,Leu38 GLP-1(7-38)
亲本肽通过固相方法合成。用于合成的起始树脂是Wang树脂。Fmoc保护的亮氨酸用于与Wang树脂偶联。在4-二甲基氨基吡啶(DMAP)的存在下,通过使用二异丙基碳二亚胺、N-羟基苯并三唑(DIC-HOBt)作为偶联试剂来进行偶联,其产生Fmoc-Leu-Wang树脂。使用哌啶选择性去封闭Fmoc-Leu-Wang树脂的氨基,随后使用HOBt和DIPC与Fmoc-Gly-OH偶联,产生Fmoc-Gly-Leu-Wang树脂。这完成了一个循环。乙酸酐和二异丙基乙基胺/吡啶用于在每个氨基酸偶联处封端未偶联的氨基。
对于剩余的30个氨基酸残基,重复上述2个步骤,即连接至树脂的氨基酸的Fmoc-保护的选择性去封闭,以及序列中的下一个氨基酸残基与Fmoc保护的氨基偶联。使用哌啶完成选择性去封闭,即Fmoc基团的脱保护,并且使用HOBt/DIPC完成与下一个Fmoc保护的氨基酸的偶联。Fmoc保护的氨基酸的侧链受正交保护,例如丝氨酸、酪氨酸或苏氨酸的羟基由叔丁基(-tBu)保护,赖氨酸和精氨酸的氨基和胍基分别由叔丁氧基羰基(-Boc)和2,2,4,6,7-五甲基二氢苯并呋喃-5-磺酰基(-Pbf)保护,组氨酸的咪唑由三苯甲基(-Trt)保护,天冬氨酸或谷氨酸的羧酸基团由-tBu基团保护。进行上文提到的两个步骤,即选择性去封闭以及随后与下一个Fmoc保护的氨基酸偶联,以获得Fmoc-His(Trt)-Aib-Glu(OtBu)-Gly-Thr(tBu)-Phe-Thr(tBu)-Ser(tBu)-Asp(OtBu)-Val-Ser(tBu)-Ser(tBu)-Tyr(tBu)-Leu-Glu(OtBu)-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys(Boc)-Glu(OtBu)-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Arg(Pbf)-Gly-Arg(Pbf)-Gly-Leu-树脂。
Fmoc-His(Trt)-Aib-Glu(OtBu)-Gly-Thr(tBu)-Phe-Thr(tBu)-Ser(tBu)-Asp(OtBu)-Val-Ser(tBu)-Ser(tBu)-Tyr(tBu)-Leu-Glu(OtBu)-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys(Boc)-Glu(OtBu)-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Arg(Pbf)-Gly-Arg(Pbf)-Gly-Leu-树脂使用哌啶去封闭,随后使用三氟乙酸与乙烷-1,2-二硫醇的切割和脱保护,得到粗制H-His-Aib-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly-Leu-OH(Aib8,Arg34,Leu38 GLP-1(7-38)肽),其通过HPLC进行纯化。
部分B:
在乙腈中在pH约10下,在部分A中获得的纯化的(线性肽)H-His-Aib-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly-Leu-OH上接枝活化的脂肪酸链部分A-OSu,得到粗制的标题肽,其通过制备型HPLC进行纯化。表3中提供了化合物的表征。
实施例3:制备化合物2、3、5、9、10和12
按照关于实施例1部分A给出的类似方法,通过固相方法制备化合物2、3、5、9、10和12的线性肽。通过按照实施例1部分B的方法,在相应的线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分A-OSu,提供了化合物2、3、5、9、10和12。
实施例4:制备化合物4和11:
按照关于实施例2部分A给出的类似方法,通过固相方法制备化合物4和11的线性肽,除了此处首先将Fmoc保护的D-亮氨酸与Wang树脂偶联,然后按顺序偶联其它氨基酸之外。通过按照实施例2部分B的方法,在相应的线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分A-OSu,提供了化合物4和11。
实施例5:制备化合物8
按照关于实施例2部分A给出的类似方法,通过固相方法制备线性肽,除了此处首先将Fmoc保护的异亮氨酸与Wang树脂偶联,然后按顺序偶联其它氨基酸之外。通过按照实施例2部分B的方法,在线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分A-OSu,提供了化合物8。
实施例6:制备化合物6
按照关于实施例2部分A给出的类似方法,通过固相方法制备线性肽。通过按照实施例2部分B的类似方法,在线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分B-OSu,提供了化合物6。
实施例7:制备化合物7
通过按照实施例2部分B的类似方法,在实施例2部分A的线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分B-OSu,提供了化合物7。
实施例8:制备化合物13
通过按照实施例1部分B的类似方法,在实施例1部分A的线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分C-OSu,提供了化合物13。
实施例9:制备化合物14
按照关于实施例2部分A给出的类似方法,通过固相方法制备线性肽。通过按照实施例2部分B的类似方法,在线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分C-OSu,提供了化合物14。
实施例10:制备化合物15
按照关于实施例2部分A给出的类似方法,通过固相方法制备线性肽,起始于首先将Fmoc保护的异亮氨酸与Wang树脂偶联,然后按顺序偶联其它氨基酸。通过按照实施例2部分B的类似方法,在线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分C-OSu,提供了化合物15。
实施例11:制备化合物16
通过按照实施例2部分B的类似方法,在实施例2部分A的线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分D-OSu,提供了化合物16。
实施例12:制备化合物17
通过按照实施例2部分B的类似方法,在实施例2部分A的线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分E-OSu,提供了化合物17。
实施例13:制备化合物18
通过按照实施例2部分B的类似方法,在实施例2部分A的线性肽上接枝活化的脂肪酸链部分F-OSu,提供了化合物18。
下文在下表3中提供了本公开内容的合成化合物的表征数据。
表3:本公开内容的代表性化合物的表征数据
化合物# | LCMS数据 | HPLC纯度 |
1 | m/z=1057.52(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4226.05 | 98.32%(方法B2),RT=24.85分钟。 |
2 | m/z=1061.74(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4242.93 | 99.02%(方法B1),RT=18.53分钟。 |
3 | m/z=1087.65(M-4H)<sup>-4</sup>,计算的质量=4354.63 | 98.12%(方法B1),RT=18.48分钟。 |
4 | m/z=1055.68(M-4H)<sup>-4</sup>,计算的质量=4226.75 | 98.97%(方法B1),RT=18.32分钟。 |
5 | m/z=1057.88(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4227.49 | 96.75%(方法B1),RT=17.09分钟。 |
6 | m/z=967.26(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量:3865.01 | 98.68%(方法B3),RT=44.04分钟。 |
7 | m/z=968.53(M-4H)<sup>-4</sup>,计算的质量=3878.15 | 97.39%(方法B3),RT=27.79分钟。 |
8 | m/z=1057.72(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4226.85 | 95.70%(方法B1),RT=16.62分钟。 |
9 | m/z=1061.67(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4242.65 | 95.15%(方法B1),RT=16.48分钟。 |
10 | m/z=1058.18(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4228.69 | 93.66%(方法B1),RT=16.13分钟。 |
11 | m/z=1056.95(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量:4223.77 | 95.70%(方法B2),RT=24.46分钟 |
12 | m/z=1405.12(MH<sub>3</sub><sup>3+</sup>),计算的质量:4212.34 | 97.51%(方法B1),RT=19.06分钟。 |
13 | m/z=1049.59(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4194.33 | 96.01%(方法B2),RT=25.16分钟。 |
14 | m/z=1050.13(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4196.49 | 92.06%(方法B2),RT=24.55分钟。 |
15 | m/z=1049.61(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4194.41 | 94.41%(方法B2),RT=24.82分钟。 |
16 | m/z=1042.34(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4165.32 | 94.56%(方法B2),RT=25.26分钟。 |
17 | m/z=1046.18(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4180.72 | 94.33%(方法B2),RT=25.17分钟。 |
18 | m/z=1052.77(MH<sub>4</sub><sup>4+</sup>),计算的质量=4207.08 | 93.12%(方法B2),RT=24.92分钟。 |
实施例14:大鼠中的口服葡萄糖耐量测试(OGTT);单次注射;1mg/kg
将动物分成三组-正常对照组、测试组和第三个索马鲁肽组,每组中具有4只动物。在OGTT开始之前,将动物禁食12小时。对于测试组动物,化合物1以1mg/kg的剂量进行皮下注射。对于索马鲁肽组,皮下注射1mg/kg的剂量。在皮下注射测试药物或索马鲁肽22小时、166小时和334小时后,用血糖仪测量血糖(时间0测量)。然后,向所有动物口服给予2g/kg的葡萄糖溶液。在葡萄糖攻击后20、40、60、90和120分钟时测量血糖。记录体重和食物摄入。使用双因素ANOVA,随后为使用PRISM(Graph Pad版本5.03)的邦弗朗尼事后检验,来分析血糖数据。使用t检验分析血糖AUC0-120分钟的数据。
当在大鼠中的口服葡萄糖耐量测试(OGTT)中研究时,与对照组相比,本公开内容的多肽已显示了显著的葡萄糖降低作用。例如,图6提供了在施用化合物1的测试组和索马鲁肽治疗组中,在22小时和46小时后,从时间0到120分钟的血糖水平的变化。在单次给药后22小时,在ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验中,相对于正常对照,化合物1显示了血糖水平统计学显著降低,具有p<0.001。化合物1的葡萄糖降低作用优于用索马鲁肽观察到的葡萄糖降低作用(参见图6A)。即使在皮下施用46小时后,也观察到化合物1的葡萄糖降低作用的优越性(图6B)。此外,当在第2天以及第4天进行观察时,与对照相比,化合物1和索马鲁肽两者均显示了食物摄入的统计学显著降低(参见表4和5)。在第4天化合物1显示的食物摄入降低大于索马鲁肽(参见表5)。在体重降低方面,仅测试化合物在第4天时显示了体重的显著降低。
表4:在第2天时治疗对食物摄入和体重的作用
相对于正常对照*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001;单因素ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验
表5:在第4天时治疗对食物摄入和体重的作用
相对于正常对照*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001;单因素ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验
相对于索马鲁肽#p<0.05,##p<0.01,###p<0.001;单因素ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验
令人惊讶地发现,在给定的研究中,具有为Leu和Ile的X33的化合物显示了血糖的显著降低,而具有除Leu和Ile外的氨基酸的化合物在降低血糖中具有显著更小的作用。与对照组相比,本公开内容的多肽已显示了血糖的显著降低。还测试了在X33位处具有除Leu或Ile外的氨基酸的化合物。例如,用Lys和Ser替换在化合物1(SEQ ID NO:05)中的第32位处的Leu,以分别获得化合物Std-1和Std-2。Std-1和Std-2仅显示了血糖AUC0-120分钟约35%和15%的降低(表6)。
表6:在24小时后,在OGTT测试中,在1mg/Kg剂量下,血糖AUC0-120分钟的降低百分比。
类似地,在第32位处具有另外的Leu而与利拉鲁肽不同的化合物6,以及通过将第2个氨基酸Ala替换为Aib并且具有Leu作为另外的第32个氨基酸而与利拉鲁肽不同的化合物7,在24小时显示了显著高于利拉鲁肽的血糖降低作用(表6)。
一旦确定化合物1在葡萄糖降低、食物摄入和体重降低方面显著更好,就进行试验以确定本发明化合物的作用持续时间。研究了在166小时(7天)和334小时(14天)之后,本发明的代表性化合物(化合物1、13和16)的作用,并且与索马鲁肽的作用进行比较。按照下文提供的方法来测试化合物:
将动物分成三组-正常对照组、测试组和第三个索马鲁肽组,每组中具有四只动物。在OGTT开始之前,将动物禁食12小时。对于测试组动物,化合物1、化合物13和化合物16以1mg/kg的剂量进行皮下注射。对于索马鲁肽组,皮下注射1mg/kg的剂量。在皮下注射测试化合物或索马鲁肽22小时、166小时和334小时后,用血糖仪测量血糖(时间0测量)。然后,向所有动物口服给予2g/kg的葡萄糖溶液。在葡萄糖攻击后20、40、60、90和120分钟时测量血糖。记录体重和食物摄入。使用双因素ANOVA,随后为使用PRISM(Graph Pad版本5.03)的邦弗朗尼事后检验,来分析血糖数据。使用t检验分析血糖AUC0-120分钟的数据。
表7提供了在施用1天、7天和14天后,与对照组相比,本发明的代表性化合物(化合物1、13和16)的血糖AUC的降低。
表7:在OGTT测试中,在1mg/Kg剂量下,血糖AUC0-120分钟的降低百分比。
化合物1和13在一个试验(试验1)中进行研究并且与索马鲁肽进行比较,化合物16在分开的试验(试验2)中进行研究并且与索马鲁肽进行比较。在注射168小时后,当与时间零血糖水平相比较时,本发明的化合物1、13和16显示了血糖AUC约60%的降低。另一方面,相对于时间零血糖水平,索马鲁肽仅显示了血糖水平约25%的降低。
在消耗食物的量和体重变化方面也有类似的观察。如下表8中可见,当与施用索马鲁肽的动物相比较时,施用代表性化合物(化合物1、13和16)的动物消耗显著更少的食物。化合物16显示了体重的显著降低,证实用于治疗肥胖的潜在效用。
表8:在OGTT测试中,在1mg/Kg剂量下,对食物消耗和体重的作用
实施例15:在长期治疗后db/db 2型糖尿病小鼠中的HbA1c降低
这项研究在糖尿病小鼠模型中完成。将动物分成三个治疗组-糖尿病对照组、测试组和索马鲁肽治疗组。本公开内容的化合物1每天一次以0.3mg/kg剂量皮下注射3天(qd×3),随后为每隔一天的0.1mg/kg剂量共7个剂量(q2d×7),随后为每四天一次的0.1mg/kg剂量共2个剂量周期(q4d×2)。索马鲁肽治疗组施用相同的剂量方案。每天进行血糖水平和体重的测量。在第0天、第7天、第14天和第27天时,通过柱色谱测量%HbA1c。在第27天计算累积食物摄入。通过双因素ANOVA,随后为使用PRISM(Graph Pad版本5.03)的邦弗朗尼事后检验,分析了%HbA1C数据。
与糖尿病对照组相比,施用化合物1的测试组动物显示了血糖水平的统计学显著降低(参见图7),并且作用在研究的后期优于索马鲁肽治疗组。如图8中提供的结果可见,施用化合物1的测试组动物显示了食物摄入的显著降低。图8提供了对照和用测试化合物治疗的db/db小鼠从第0天到第27天的累积食物摄入。与糖尿病对照组相比,测试化合物和索马鲁肽两者均显示了食物摄入的统计学显著降低。此外,与索马鲁肽相比,测试化合物显示了显著更低的食物摄入。在同一项研究中,当与糖尿病对照组相比较时,化合物1还已显示了体重的显著降低。图9提供了从第0天到第27天,对照组和测试组体重的变化%结果。与如在索马鲁肽治疗组中观察到的-8%相比,测试化合物1显示了-16%的显著降低(参见图09)。
在糖尿病中,指示血糖水平的较差控制的更高量的HbA1c,已与心血管疾病、肾病、神经病和视网膜病变有关。在27天的研究中,化合物1显示了在长期治疗后,db/db 2型糖尿病小鼠的HbA1c水平的统计学显著降低。下表9和图10提供了在糖尿病对照组和用化合物1长期治疗后的组中,在0和27天时的HbA1c水平。即使当与索马鲁肽相比较时,该作用也是统计学显著的。
表9:治疗对db/db小鼠中的%HbA1c水平的作用
相对于糖尿病对照*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001;双因素ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验
相对于索马鲁肽#p<0.05,##p<0.01,###p<0.001;单因素ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验
在分开的研究中,就其对HbA1c和胰岛素水平以及累积食物消耗、体重变化和血糖AUC的作用,研究了测试化合物1、13和16并且与索马鲁肽进行了比较。该研究以与上文相似的方式对糖尿病小鼠模型进行。将动物分成三个治疗组-糖尿病对照组、测试组和索马鲁肽治疗组。本公开内容的代表性化合物化合物1、化合物13和化合物16,以3.04或6.078nM剂量进行皮下注射(每隔一天直到第28天(q2d×15)。索马鲁肽治疗组中施用相同的剂量方案。每天进行血糖水平和体重的测量。在第0天、第14天和第29天时,测量%HbA1c、胰岛素。在第14天和第29天时,计算累积食物摄入和体重变化。通过双因素ANOVA,随后为使用PRISM(Graph Pad版本5.03)的邦弗朗尼事后检验,分析了%HbA1c、胰岛素数据。而通过单因素ANOVA,随后为使用PRISM(Graph Pad版本5.03)的邦弗朗尼事后检验,分析了血糖AUC、体重变化和累积食物摄入数据。从第29天到第45天,使动物保持在恢复期,在此期间不给予药物治疗。在此期间测量血糖和体重。在第45天时,测量体重变化、%HbA1c、胰岛素。
结果在下表10、11和12中提供。
表10:HbA1C(%):化合物1(6.078nM),化合物13(3.04&6.078nM),化合物16(3.04&6.078nM);(q2d×15)(n=7)
相对于糖尿病对照*=p<0.05,**=p<0.01,***=p<0.001,相对于索马鲁肽#p<0.05,##p<0.01,###p<0.001;单因素ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验
表11:胰岛素(ng/mL):化合物1(6.078nM),化合物13(3.04&6.078nM),化合物16(3.04&6.078nM);(q2d×15)(n=7)
相对于糖尿病对照*=p<0.05,**=p<0.01,***=p<0.001,相对于索马鲁肽#p<0.05,##p<0.01,###p<0.001;单因素ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验
表12:累积食物消耗、血糖AUC(mg/dL×天)和体重变化:化合物1(6.078nM)、化合物13(3.04&6.078nM)、化合物16(3.04&6.078nM);(q2d×15)
相对于糖尿病对照*=p<0.05,**=p<0.01,***=p<0.001,相对于索马鲁肽#p<0.05,##p<0.01,###p<0.001;单因素ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验
当与对照相比较时,以约3nM和6nM剂量的本公开内容的代表性化合物(化合物1、13和16),显示了HbA1c、血糖、食物消耗和体重的显著降低(表12)。该降低与由以约12nM剂量的索马鲁肽显示的降低可比较。此外,甚至在29天后也可见该作用(表13和14),其证实了本发明化合物用于开发长效药物的潜力,所述长效药物不需要频繁施用,并且因此增加了患者依从性。
表13:恢复研究-血糖AUC(mg/dL×天)
相对于糖尿病对照*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,并且相对于索马鲁肽#p<0.05,##p<0.01,###p<0.001;单因素ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验
表14:恢复研究-%HbA1C和胰岛素(ng/mL)
相对于糖尿病对照*p<0.05,**p<0.01,***p<0.001,并且相对于索马鲁肽#p<0.05,##p<0.01,###p<0.001;单因素ANOVA,随后为邦弗朗尼事后检验
这些结果证实,本发明化合物可以发现用于治疗糖尿病和肥胖的潜在用途。
Claims (10)
1.多肽,其包含以下氨基酸序列:
H-X2-X3-X4-G-T-F-T-S-D-V-S-S-Y-L-X16-G-Q-A-A-X21-E-F-X24-A-W-L-V-R-G-R-G-X33-X34
其中X2是Ser、Ser(OMe)、D-Ser、D-Ser(OMe)、Ala或Aib;
X3不存在或是Gln;
X4是Glu;
X16是Glu;
X24是Ile;
X33是Leu、-D-Leu、D-Ile或Ile;
X34不存在,并且
X21是Lys,其中Lys的侧链氨基(ε氨基)被如下部分酰化:
{-Q-T-U-W-Y-Z
其中Q和T不存在;
U不存在或是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-},其中}是与基团W的连接点;
Y是-C(O)-(CH2)2-CH(COOH)NH--,并且--是与基团Z的连接点;
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH或-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是14至20的整数。
2.根据权利要求1所述的多肽,其中X2是Aib;
X3不存在;
X33是Leu;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-};
W是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-],并且
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH,其中n是整数16。
3.根据权利要求1所述的多肽,其中X2是Aib;
X3不存在;
X33是Leu;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-};
W是-C(O)-C(CH3)2-NH-],并且
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH,其中n是整数16。
4.根据权利要求1所述的多肽,其中X2是Aib;
X3不存在;
X33是Leu;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-};
W是-C(O)-NH-(CH2)4-NH-],并且
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH,其中n是整数16。
6.根据权利要求1所述的多肽,其中X2是Aib;
X3不存在;
X33是Leu;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-};
W是-C(O)-NH-(CH2)3-NH-],并且
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH,其中n是整数16。
7.根据权利要求1所述的多肽,其中X2是Ser、Ser(OMe)、D-Ser、D-Ser(OMe);
X3不存在;
X33是Leu;
U是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-};
W是-C(O)-CH2-O-(CH2)2-O-(CH2)2-NH-]、-C(O)-NH-(CH2)3-4-NH-]、-C(O)-C(CH3)2-NH-],并且
Z是-C(O)-(CH2)n-COOH或-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是14至20的整数。
9.根据权利要求1所述的多肽,其中X2是Ala;
X3不存在;
X33是Leu;
W不存在;
Z是-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是整数14。
10.根据权利要求1所述的多肽,其中X2是Aib;
X3不存在;
X33是Leu;
W不存在;
Z是-C(O)-(CH2)n-CH3,其中n是整数14。
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