DE102006060375A1 - New aprotinin variants, in which the amino acid lysine is interchanged against another amino acid, after the natural sequence, useful for e.g. reducing blood loss during polytrauma, shock, inflammation and cancer - Google Patents

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    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/81Protease inhibitors
    • C07K14/8107Endopeptidase (E.C. 3.4.21-99) inhibitors
    • C07K14/811Serine protease (E.C. 3.4.21) inhibitors
    • C07K14/8114Kunitz type inhibitors
    • C07K14/8117Bovine/basic pancreatic trypsin inhibitor (BPTI, aprotinin)

Abstract

Aprotinin variants at 15th position, after the natural sequence, the amino acid lysine is interchanged against an another amino acid and additionally one or more of the naturally occurring amino group is modified with a non-protein-polymer, is new. An independent claim is included for the preparation of aprotinin variants. ACTIVITY : Vasotropic; Antiinflammatory; Cytostatic; Antibacterial; Immunosuppressive; Anticoagulant; Antiasthmatic; Antiarthritic; Antirheumatic; Analgesic; Cerebroprotective. MECHANISM OF ACTION : Bovine pancreatic trypsin inhibitor; Serine protease inhibitor; Elastase inhibitor.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Aprotinin- Varianten mit verbesserten enzyminhibitorischen, immunologischen und pharmakokinetischen Eigenschaften und deren Herstellung und Verwendung.The The present invention relates to aprotinin variants having improved enzyme inhibitory, immunological and pharmacokinetic properties and their manufacture and use.

Aprotinin, das auch als boviner pankreatischer Trypsin- Inhibitor (BPTI) bezeichnet wird, gehört zur Familie der Serinproteasen-Inhibitoren vom Kunitz-Typ. Das Spektrum der inhibierbaren Serinproteasen umfasst z.B. Trypsin, Chymotrypsin, Plasmin und Plasma-Kallikrein (W. Gebhard, H. Tschesche und H. Fritz, Proteinase Inhibitors, Barrett and Salvesen (eds.), Elsevier Science Publ. BV 375–387, 1986).aprotinin, also called bovine pancreatic trypsin inhibitor (BPTI) is heard to the family of Kunitz-type serine protease inhibitors. The spectrum The inhibitable serine proteases include e.g. Trypsin, chymotrypsin, Plasmin and plasma kallikrein (W. Gebhard, H. Tschesche and H. Fritz, Proteinase Inhibitors, Barrett and Salvesen (eds.), Elsevier Science Publ. BV 375-387, 1986).

Aprotinin besteht aus 58 Aminosäuren. Die dreidimensoniale Struktur des Proteins wurde mit Hilfe von Röntgenstrukturanalyse und NMR-Spektroskopie aufgeklärt (Wlodawer et al., J. Mol. Biol. 198 (3), 469–480, 1987; Wagner et al., J. Mol. Biol. 196 (1), 227–231, 1987; Berndt et al., Biochemistry 32 (17), 4564–4570, 1993).aprotinin consists of 58 amino acids. The three-dimensional structure of the protein was determined by X-ray analysis and NMR spectroscopy elucidated (Wlodawer et al., J. Mol. Biol. 198 (3), 469-480, 1987; Wagner et al. Biol. 196 (1), 227-231, , 1987; Berndt et al., Biochemistry 32 (17), 4564-4570, 1993).

Unter dem Handelsnamen Trasylol® wird natürliches Aprotinin ursprünglich für die Behandlung von Pankreatitis eingesetzt. Trasylol® wird heute in der Herzchirugie verwendet, nachdem klinische Studien gezeigt haben, dass eine Behandlung mit Aprotinin den Transfusionsbedarf bei derartigen Operationen signifikant verringert und zur Reduktion von Nachblutungen führt (D. Royston, J. Cardiothorac. Vasc. Anesth. 6; 76–100, 1992).Under the trade name Trasylol ® natural aprotinin is originally used for the treatment of pancreatitis. Trasylol ® is used today in cardiac surgery after clinical studies have shown that treatment with aprotinin significantly reduces the need for transfusion in such operations and reduces rebleeding (Royston, D., Cardiothorac, Vasc., Anesth., 6; 100, 1992).

Es konnte gezeigt werden, dass der Austausch der die Hemmspezifität festlegenden Aminosäure in Position 15 zu wertvollen Aprotinin Varianten mit verbesserten Inbihitoreigenschaften führt (DE-PS 3 339 693). Je nach der eingeführten Aminosäure können auf diese Weise potente Inihibitoren erzeugt werden, die z. B. die Elastase aus Pankreas oder aus Leukozyten hemmen.It it could be shown that the exchange of the specifying inhibitory specificity amino acid in position 15 to valuable aprotinin variants with improved Inbihitoreigenschaften leads (DE-PS 3 339 693). ever after the imported amino acid can be generated in this way potent Inihibitoren, z. B. the Inhibit elastase from pancreas or leukocytes.

Ferner ließ sich zeigen, dass die Hemmeigenschaften von Aprotinin und der durch Austausch in der Position 15 erzeugten Varianten auch durch weitere Aminosäurereste in der Kontaktregion zwischen der zu hemmenden Zielprotease und dem Inhibitormolekül bestimmt wird. Dazu gehören vor allem die zusätzlichen Aminosäurereste in den Positionen 14, 16, 17, 18, 19, 34, 38 und 39. Aprotininvarianten mit verbesserten Eigenschaften durch Austausch einer oder mehrerer dieser Aminosäurereste im Bereich der Kontaktregion wurden u.a. in folgenden Patentanmeldungen beispielhaft beschrieben: WO 89/01968, WO 89/10374, EP 0 307 592 , EP 683 229 .Furthermore, it has been shown that the inhibitory properties of aprotinin and the variants produced by replacement in position 15 are also determined by further amino acid residues in the contact region between the target protease to be inhibited and the inhibitor molecule. These include, in particular, the additional amino acid residues in positions 14, 16, 17, 18, 19, 34, 38 and 39. Aprotinin variants with improved properties by exchange of one or more of these amino acid residues in the region of the contact region have been described by way of example in the following patent applications: WO 89/01968, WO 89/10374, EP 0 307 592 . EP 683,229 ,

Die angeführten Aprotininvarianten können auf gentechnologischem Wege hergestellt werden. Sowohl die Herstellung in E.coli (Auerswald et al., Biol. Chem. Hoppe Seyler, 369, 27–35, 1988) als auch die Herstellung in der Hefe ( EP 0419878 ) sind beschrieben, wobei im beispielhaften Hefeverfahren der N-terminus aus technischen Gründen modifiziert wurde. Ein Hefeexpressionssystem, mit dem Aprotininvarianten mit korrektem N-terminus exprimiert werden, ist in EP 0 683 229 beschrieben.The abovementioned aprotinin variants can be prepared by genetic engineering. Both the production in E. coli (Auerswald et al., Biol. Chem. Hoppe Seyler, 369, 27-35, 1988) and the production in the yeast ( EP 0419878 ) are described, wherein in the exemplary Hefeverfahren the N-terminus has been modified for technical reasons. A yeast expression system expressing aprotinin variants with correct N-terminus is described in U.S. Patent Nos. 4,969,369 and 4,249,247 EP 0 683 229 described.

Die Pegylierung von Aprotinin bzw. Aprotininvarianten ist ebenfalls in der Literatur beschrieben. Diese Pegylierung führt jedoch zu einer Veränderung der inhibitorischen Eigenschaft des Moleküls. So beschreibt Stassen et al. (Thrombosis and Haemostasis, 74(2), 646–54, 1995) die Pegylierung einer Aprotininvariante, bei der im Durchschnitt ein PEG-Molekül pro Aprotininmolekül gekoppelt ist. Diese Modifikation führt u.a. zu einer Erhöhung des Ki-Wertes für Trypsin um den Faktor 4. Ein weiters Beispiel für die Pegylierung von Aprotinin ist beschrieben von Shin (Pharm. Pharmacol. Commun. 4:57–260, 1998). Diese Modifikation führt sogar zu einer 29fachen Erhöhung des IC50-Wertes für die Trypsininhibition.The Pegylation of aprotinin or aprotinin variants is also described in the literature. However, this pegylation leads to a change the inhibitory property of the molecule. This is how Stassen et al. (Thrombosis and Haemostasis, 74 (2), 646-54, 1995) pegylation an aprotinin variant in which, on average, one PEG molecule is coupled per aprotinin molecule is. This modification leads et al to an increase of the ki value for Trypsin by a factor of 4. Another example of the pegylation of aprotinin is described by Shin (Pharm Pharmacol Commun 4: 57-260, 1998). This modification leads even to a 29-fold increase of the IC50 value for the trypsin inhibition.

Aprotinin ist ein Proteasehemmer aus Rinderlungen, der bei Applikation am Menschen in einigen Fällen zu Antikörperbildung gegen dieses Protein geführt hat. In solchen Fällen kann es bei erneuter Anwendung von Aprotinin zu einem anaphylaktischen Schock kommen (Diefenbach et al., Anestesia and Analgesia, 80(4), 830–831, 1995).aprotinin is a protease inhibitor from bovine lungs, which is used in the application on People in some cases to antibody formation led against this protein Has. In such cases it may cause anaphylactic re-application of aprotinin Schock (Diefenbach et al., Anestesia and Analgesia, 80 (4), 830-831, 1995).

Wünschenswert sind daher Aprotininvarianten, die neben einer gleichen bzw. höheren Wirksamkeit gegen bestimmte Zielenzyme zusätzlich eine geringere Immunogenität aufweisen. Wünschenswert wäre außerdem, dass diese Varianten nicht mit Antikörpern reagieren, die aufgrund einer früheren Behandlung mit Aprotinin im Körper vorhanden sind. Das Vorhandensein einer derartigen Variante würde bei lebensrettenden Operationen den erneuten Einsatz dieses Wirkstoffes möglich machen, ohne dass die Gefahr eines anaphylaktischen Schocks besteht.Desirable are therefore aprotininvarianten, in addition to an equal or higher efficacy against certain target enzymes in addition a lower immunogenicity exhibit. Desirable would also be that these variants do not react with antibodies due to an earlier one Treatment with aprotinin in the body available. The presence of such a variant would be at life-saving surgeries reuse this drug possible without the risk of anaphylactic shock.

Diese Eigenschaften können bei Proteinen dadurch erreicht werden, dass diese mit Nicht-Protein-Polymeren wie z.B. Hydroxyethylstärke („Hesylierung") oder Polyethylenglycol (PEG) verknüpft werden (Abuchowski et al., J. Biol. Chem., 252, 3578–3581, 1977). Wie jedoch oben erwähnt, führen diese Verknüpfungen häufig dazu, dass das Protein an Aktivität verliert. Dabei steigt die Wahrscheinlichkeit der Aktivitätsverminderung mit steigendem Modifizierungsgrad und mit steigender Molmasse des eingesetzten Nicht-Protein-Polymers, da diese Polymere die Interaktion des Proteins mit seinem Zielprotein (z.B. Enzym oder Rezeptor) verhindern.These Properties can in proteins can be achieved by combining them with non-protein polymers, e.g. hydroxyethyl starch ("Hesylation") or polyethylene glycol Linked (PEG) (Abuchowski et al., J. Biol. Chem., 252, 3578-3581, 1977). However, as mentioned above, to lead these links often that the protein is active loses. This increases the likelihood of reducing activity with increasing degree of modification and with increasing molecular weight of used non-protein polymer, since these polymers interact of the protein with its target protein (e.g., enzyme or receptor).

Überraschenderweise fanden wir nun, dass Aprotininvarianten, bei denen zur Verbesserung der Hemmeigenschaften das Lysin in Position 15 modifiziert wurde, ohne Aktivitätsverlust zu einem hohen Grad an den natürlicherweise im Aprotinin vorkommenden Aminogruppen, insbesondere an den Aminogruppen der natürlicherweise im Aprotinin vorkommenden Lysine modifiziert werden können. Selbst Modifikationen mit Nicht-Protein-Polymeren, die im Vergleich zu Aprotinin eine sehr hohe Molmasse aufweisen, wie Polyethylenglycol mit einer Molmasse von ca. 20KD, führen zu keinem Aktivitätsverlust in der Trypsinhemmung. Außerdem reagieren die auf diese Art pegylierten Aprotinine nicht mit Antikörpern, die mit dem natürlich vorkommende Aprotinin reagieren.Surprisingly we now found that aprotinin variants, in which to improve of the inhibitory properties the lysine was modified in position 15, without loss of activity to a high degree of the natural in aprotinin occurring amino groups, especially at the amino groups naturally can be modified in aprotinin occurring lysines. Even Modifications with non-protein polymers compared to Aprotinin have a very high molecular weight, such as polyethylene glycol with a molecular weight of about 20KD, lead to no loss of activity in the trypsin inhibition. Furthermore The aprotinins that are pegylated in this way do not react with antibodies that with the course occurring aprotinin react.

Erfindungsgemäße AprotininvariantenAprotinin variants according to the invention

Die in der vorliegenden Patentanmeldung beschriebenen Aprotininvarianten zeichnen sich durch folgende Merkmale aus:

  • • 1. Austausch des Lysins in Position 15 gegen eine andere Aminosäure, bevorzugt gegen eine Aminosäure, die zu einer Verbesserung der Aktivitätseigenschaften führt.
  • • 2. Modifikation der Aminogruppen der Aminosäuren in Position 26, 41 und 46 mit Nicht-Protein-Polymeren, wie z.B. Polyethylenglycol zur Verbesserung der immunologischen und pharmakokinetischen Eigenschaften.
The aprotinin variants described in the present patent application are characterized by the following features:
  • 1. Exchange of the lysine in position 15 for another amino acid, preferably against an amino acid, which leads to an improvement in the activity properties.
  • 2. Modification of the amino groups of the amino acids in position 26, 41 and 46 with non-protein polymers, such as polyethylene glycol for the improvement of immunological and pharmacokinetic properties.

Zusätzlich können diese Aprotininvarianten, durch weitere Aminosäureaustausche modifiziert sein, die die Aktivitätseigenschaften des Moleküls ändern. Bevorzugt sind hier die Positionen 14, 16, 17, 18, 19, 34, 38 und 39.In addition, these can Aprotininvarianten be modified by further amino acid substitutions, the the activity characteristics change the molecule. Prefers Here are the positions 14, 16, 17, 18, 19, 34, 38 and 39.

Außerdem können diese Aprotininvarianten am N- oder C-terminus modifiziert sein.Besides, these can Aprotininvarianten be modified at the N- or C-terminus.

In 1 ist beispielhaft eine Aprotinvariante abgebildet. Bei dieser Variante befindet sich, bezogen auf die natürliche Sequenz in der Position 15 ein Arginin und das Prolin in der Position 2 ist deletiert. Damit verschieben sich alle Aminosäuren um eine Position. Zusätzlich ist diese Variante an den Lysinen und am N-terminus pegyliert.In 1 is exemplified a Aprotinvariante. In this variant, based on the natural sequence in position 15, there is an arginine and the proline in position 2 is deleted. This will shift all amino acids by one position. In addition, this variant is pegylated on the lysines and on the N-terminus.

Die erfindungsgemäßen Aprotinin-Varianten beschränken sich jedoch nicht auf das in der 1 genannte Beispiel.However, the aprotinin variants of the invention are not limited to that in the 1 example mentioned.

Die Erfindung betrifft auch Arzneimittel enthaltend diese Aprotininvarianten.The The invention also relates to medicaments containing these aprotinin variants.

Der beschriebene neuartige Proteinaseninhibitor eignet sich für die Behandlung von Krankheitszuständen, bei denen es – auch infolge komplexer chirurgischer Verfahren wie z.B. in der Herzchirurgie oder beim alloarthroplastischen Gelenkersatz in der Transplantationsmedizin – zur Aktivierung der plasmatischen Enzymsysteme durch ausgedehnten oder intensiven Fremdoberflächenkontakt des Blutes kommt.Of the described novel proteinase inhibitor is suitable for the treatment of disease states, where there are - too due to complex surgical procedures, e.g. in cardiac surgery or in alloarthroplasty joint replacement in transplantation medicine - for activation the plasmatic enzyme systems by extensive or intensive Foreign surface contact of the blood is coming.

Der Inhibitor reduzierte den Blutverlust bei Operationen, die mit einem erhöhten Blutungsrisiko (z.B. Herzoperationen, Knochen- und Gelenkchirurgie) verbunden sind. Sie eignen sich zur Therapie bei Schock, Polytrauma und Schädel- und Hirntrauma, Sepsis, disseminiert intravasale Koagu lopathie (DIC), Multi-Organversagen, entzündlichen Erkrankungen mit Beteiligung des Kallikreinsystems wie rheumatische Gelenkerkrankungen und Asthma. Er verhindert das invasive Tumorwachstum und die Metastasierung durch Hemmung von Plasmin. Er eignet sich auch zur Schmerz- und Ödemtherapie durch Hemmung der Bradykininsynthese sowie zur Behandlung des Schlaganfalles.Of the Inhibitor reduced blood loss in operations with a increased Bleeding risk (e.g., heart surgery, bone and joint surgery) are connected. They are suitable for therapy in shock, polytrauma and skull and brain trauma, sepsis, disseminated intravascular coagulopathy (DIC), Multi-organ failure, inflammatory Diseases involving the kallikrein system such as rheumatic Joint disease and asthma. It prevents invasive tumor growth and metastasis by inhibition of plasmin. He is suitable also for pain and edema therapy by inhibition of bradykinin synthesis and for the treatment of stroke.

Er ist auch brauchbar bei der Dialysetherapie und künstlichen Organen, um Entzündungen und Koagulation zu verhindern und um das Risiko von Blutungen zu vermindern.He is also useful in dialysis therapy and artificial organs to reduce inflammation and to prevent coagulation and to increase the risk of bleeding Reduce.

A.) Herstellung der erfindungsgemäßen Aprotinin-VariantenA.) Preparation of the aprotinin variants according to the invention

1. Herstellung der nicht-pegylierten Aprotinin-Varianten1. Preparation of non-pegylated Aprotinin variants

Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Aprotinin-Variante ist es günstig, gentechnische Verfahren einzusetzen. Hierzu wird mit gängigen molekularbiologischen Methoden in einen geeigneten mikrobiellen Expressionsorganismus die gentechnische Information für die Synthese der jeweils betrachteten Aprotininvariante eingeführt. Der rekombinante Mikroorganismus wird fermentiert; durch Wahl geeigneter Bedingungen wird die heterologe Erbinformation zur Expression gebracht. Die exprimierte Aprotininvariante wird im Anschluss aus der Kulturbrühe gewonnen.For the production the inventive aprotinin variant is it cheap to use genetic engineering methods. For this purpose, with common molecular biological Methods into a suitable microbial expression organism the genetic information for introduced the synthesis of the respectively considered aprotinin variant. Of the recombinant microorganism is fermented; by choosing appropriate Conditions, the heterologous genetic information is brought to expression. The expressed aprotinin variant is subsequently obtained from the culture broth.

Geeignete Wirtorganismen für die Produktion der erfindungsgemäßen Aprotininvarianten können Bakterien, Hefen oder Pilze sein. Die Expression kann intrazellulär oder unter Verwendung geeigneter Sekretionssysteme extrazellulär erfolgen. Die Aprotininvariante kann korrekt prozessiert oder fusioniert an Peptide oder Proteine exprimiert werden.suitable Host organisms for the production of the aprotinin variants according to the invention can Be bacteria, yeasts or fungi. Expression may be intracellular or below Use of suitable secretion systems extracellularly done. The aprotinin variant can be correctly processed or fused Peptides or proteins are expressed.

Ein geeignetes Systeme zur Expression von Aprotininvarianten wird in der Patentanmeldung US 5,231,010 beschrieben. Diese Anmeldung beschreibt ebenfalls die Fermentation der Mikroorganismen und die Aufreinigung des Produktes.A suitable system for expressing aprotinin variants is disclosed in the patent application US 5,231,010 described. This application also describes the fermentation of the microorganisms and the purification of the product.

In der Patentanmeldung US 5,707,831 ist ebenfalls Herstellung, Expression, Fermentation und Reinigung von Aprotininvarianten beschrieben.In the patent application US 5,707,831 is also described production, expression, fermentation and purification of aprotinin variants.

2. Herstellung der pegylierten der Aprotinin-Varianten2. Production the pegylated of the aprotinin variants

Diese Aprotinvarianten werden anschließend mit Polyethylenglycol (PEG) umgesetzt.These Aprotinvarianten are then with polyethylene glycol Implemented (PEG).

Beispielhaft ist die Umsetzung von DesPro2-Arg15-Aprotinin mit mPEG-SPA-2000 mPEG-SPA-5000 bzw. mPEG-SPA-20000 (Firma Nectar) genannt:
Lösung A: 750 mg Na2HPO4 werden in 80 ml H2O gelöst. Der pH-Wert wird mit Phosphorsäure auf pH 9,0 eingestellt. Anschließend wird auf 100 ml mit H2O aufgefüllt.
Lösung B: 106 mg DesPro2-Arg15-Aprotinin werden in 13,5 ml H2O gelöst.
Lösung C: 3 ml Lösung B und 9 ml Lösung A werden zusammen gegeben (Proteinkonzentration 8 mg/ml)
Lösung D: 18 mg Lysin werden in 10 ml H2O gelöst.
By way of example, the reaction of DesPro2-Arg15-aprotinin with mPEG-SPA-2000 mPEG-SPA-5000 or mPEG-SPA-20000 (Nectar) is mentioned:
Solution A: 750 mg Na 2 HPO 4 are dissolved in 80 ml H 2 O. The pH is adjusted to pH 9.0 with phosphoric acid. It is then made up to 100 ml with H 2 O.
Solution B: Dissolve 106 mg DesPro2-Arg15-aprotinin in 13.5 ml H 2 O.
Solution C: 3 ml of solution B and 9 ml of solution A are added together (protein concentration 8 mg / ml)
Solution D: 18 mg lysine are dissolved in 10 ml H 2 O.

Durchführung der Reaktion:Execution of the reaction:

Ansatz 1: 48 mg mPEG-SPA-2000 (Firma Nectar) werden in 2 ml Lösung C gelöst.approach 1: 48 mg mPEG-SPA-2000 (from Nectar) are dissolved in 2 ml of solution C.

Ansatz 2: 124 mg mPEG-SPA-5000 (Firma Nectar) werden in 2 ml Lösung C gelöst.approach 2: 124 mg mPEG-SPA-5000 (Nectar) are dissolved in 2 ml of solution C.

Ansatz 3: 258 mg mPEG-SPA-20000 (Firma Nectar) werden in 2 ml Lösung C gelöst.approach 3: 258 mg mPEG-SPA-20000 (company Nectar) are dissolved in 2 ml of solution C.

Die Ansätze werden bei Raumtemperatur inkubiert. Zur Verfolgung der Reaktion werden in bestimmten Zeitabständen Proben gezogen und die Reaktion in diesen Proben abgestoppt. Diese Proben werden dann mittels SDS-PAGE analysiert.The approaches are incubated at room temperature. To follow the reaction be at certain intervals Samples were drawn and the reaction stopped in these samples. These Samples are then analyzed by SDS-PAGE.

Nach Reaktionsende (120 Minuten) werden die verbliebenen Volumina im Verhältnis 1:1 mit Lösung D zum Abstoppen der Reaktion verdünnt. Diese Proben werden im Trypsinhemmtest und auf ihre Reaktion mit anti-Aprotininantikörpern untersucht.To End of reaction (120 minutes) will be the remaining volumes in the relationship 1: 1 with solution D diluted to stop the reaction. These samples are tested in the trypsin inhibition assay and their reaction with anti-aprotinin antibodies.

B.) Analytik der pegylierten AprotininvarianteB.) analytics of the pegylated aprotinin

1. SDS-Gelelektrophorese1. SDS gel electrophoresis

Die SDS-Gelelektrophorese wurde nach den Bedingungen von Laemmli (U.K. Laemmli, Nature 227, 680–685, 1970) auf einem Polyacrylamidgel durchgeführt. Die Analyse von Ansatz 1 erfolgte auf einem 15 %igen Gel, die Analyse der Ansätze 2 und 3 auf einem Gradientengel 5–17,5 %). Die Vorbereitung und Durchführung der Elektrophorese, sowie die anschließende Färbung mit Coomassie sind in dem Buch Elektrophoresepraktikum (R. Westermeier, VCH 1990, ISBN 3-527-28172-X) beschrieben. Es werden jeweils 25μg pro Geltasche aufgetragen. Nach Färbung werden die Gele densitometrisch ausgewertet. Ein Beispiel für diese Auswertung befindet sich in 2.SDS gel electrophoresis was performed on the conditions of Laemmli (UK Laemmli, Nature 227, 680-685, 1970) on a polyacrylamide gel. The analysis of batch 1 was carried out on a 15% gel, the analysis of batches 2 and 3 on a gradient gel 5-17.5%). The preparation and implementation of electrophoresis, as well as the subsequent staining with Coomassie are described in the book Elektrophoresepraktikum (R. Westermeier, VCH 1990, ISBN 3-527-28172-X). There are 25μg each Gelatin applied. After staining, the gels are evaluated densitometrically. An example of this evaluation is in 2 ,

2. Aktivität (Trypsin- Hemmtest, titrimetrisch)2. Activity (trypsin Inhibition test, titrimetric)

Die Aktivität wird bestimmt nach einem modifizierten F.I.P.-Trypsin-Hemmtest. Aprotinin hemmt die Trypsin-katalysierte Hydrolyse von Na-benzoyl-L-argininethylester (BAEE). Die bei der Reaktion freiwerdene Carboxylgruppen werden durch die Alkali-Titration ermittelt. Die Trypsin-Restaktivität ist ein Maß für die inhibitorische Aktivität des Wirkstoffs.The activity is determined by a modified F.I.P. trypsin inhibition assay. Aprotinin inhibits the trypsin-catalyzed hydrolysis of Na-benzoyl-L-arginine ethyl ester (BAEE). The released in the reaction carboxyl groups determined by the alkali titration. The residual trypsin activity is one Measure of the inhibitory activity of the active ingredient.

Das Protein wird auf eine Konzentration von 1 mg/ml eingestellt und eine Verdünnungsreihe hergestellt. Zu 1 ml Probenlösung werden 2 ml Puffer (15 mM Boratpuffer, pH 8,0 mit 200 mM CaCl2) und 0,8 ml Trypsinlösung (2 mg/ml) gegeben und 5 Minuten bei 25°C inkubiert. Anschließend wird 0,2 ml BAEE-Lösung (6,8 mg/ml) hinzugegeben und der KOH-Verbrauch über 5 Minuten gemessen.The protein is adjusted to a concentration of 1 mg / ml and a dilution series prepared. To 1 ml of sample solution, 2 ml of buffer (15 mM borate buffer, pH 8.0 with 200 mM CaCl 2 ) and 0.8 ml of trypsin solution (2 mg / ml) are added and incubated at 25 ° C for 5 minutes. Subsequently, 0.2 ml of BAEE solution (6.8 mg / ml) is added and the KOH consumption is measured over 5 minutes.

Ergebnis:

Figure 00070001
Result:
Figure 00070001

C.) Reaktion mit anti-AprotininantikörpernC.) Reaction with anti-aprotinin antibodies

Zum Einsatz kommt ein Kaninchenserum. Das Kaninchen wurde mit Aprotinin behandelt, so dass Antikörper gegen Aprotinin im Serum nachweisbar sind.To the Use comes a rabbit serum. The rabbit was treated with aprotinin treated so that antibody are detectable against aprotinin in the serum.

In eine Mikrotiterplatte werden 100 μl DesPro2-Arg15-Aprotinin sowie Material aus den Ansätzen 1, 2 und 3 in einer Konzentrationsreihe von 1 mg/ml, 100 μg/ml, 10 μg/ml und 1 μg/ml pipettiert und über Nacht bei 4°C angelagert. Die Anlagerung erfolgt in PBS, pH 7,4. Die Platte wird mit PBS gewaschen und 1h mit 1 %BSA/PBS blockiert. Die Platte wird erneut gewaschen. Anschließend werden 100 μl Kaninchenserum (1:100 in 1 %BSA/PBS verdünnt) hinzugegeben und 1,5 h bei 37°C inkubiert. Nach Waschen der Platte werden 100μl biotinylierte anti-KaninchenIgG-Antikörper (1:1000 in 1 %BSA/PBS) zugegeben und 1.5 h bei 37°C inkubiert. Nach erneutem Waschen werden 100 μl HRP-Streptavidin (1:75000 in 1 %BSA/PBS) hinzugegeben und 1.5 h bei 37°C inkubiert. Die Platte wird gewaschen und 200 μl Substratlösung (TMB) hinzugegeben und 15 min bei Raumtemperatur inkubiert. Die Platte wird bei 450 nm ausgewertet.In a microtiter plate is 100 μl DesPro2-Arg15-aprotinin as well as material from approaches 1, 2 and 3 in a concentration series of 1 mg / ml, 100 ug / ml, 10 ug / ml and 1 μg / ml pipetted and over Night at 4 ° C attached. The addition takes place in PBS, pH 7.4. The plate will washed with PBS and blocked for 1 h with 1% BSA / PBS. The plate will washed again. Subsequently 100 μl Rabbit serum (diluted 1: 100 in 1% BSA / PBS) was added and 1.5 h at 37 ° C incubated. After washing the plate, 100 μl of biotinylated anti-rabbit IgG antibody (1: 1000 in 1% BSA / PBS) and incubated at 37 ° C for 1.5 h. After another wash 100 μl HRP-streptavidin (1: 75,000 in 1% BSA / PBS) was added and 1.5 h at 37 ° C incubated. The plate is washed and 200 μl substrate solution (TMB) added and Incubated for 15 min at room temperature. The plate is at 450 nm evaluated.

Ergebnis:Result:

Während DesPro2-Arg15 Aprotinin eine konzentrationsabhängige Reaktion mit dem Kaninchenserum zeigt, reagieren die pegylierten Derivate nicht mit dem Serum.During DesPro2-Arg15 Aprotinin a concentration-dependent Reaction with the rabbit serum shows the pegylated react Derivatives not with the serum.

Es folgt ein Sequenzprotokoll nach WIPO St. 25.It follows a sequence listing according to WIPO St. 25. Dieses kann von der amtlichen Veröffentlichungsplattform des DPMA heruntergeladen werden.This can from the official publication platform downloaded from the DPMA.

Claims (7)

Aprotininvarianten dadurch gekennzeichnet, dass in Position 15 nach der natürlichen Sequenz die Aminosäure Lysin gegen eine andere Aminosäure ausgetauscht ist und die zusätzlich an mehreren der natürlich vorkommenden Aminogruppen mit einem Nicht-Protein-Polymer modifiziert sind.Aprotininvarianten characterized in that in position 15 after the natural sequence, the amino acid lysine is replaced by another amino acid and are additionally modified at several of the naturally occurring amino groups with a non-protein polymer. Aprotininvarianten nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Varianten an den Positionen 14, 16, 17, 18, 19, 34, 38 und 39 ein oder mehrere zusätzliche Aminosäureaustausche tragen.Aprotininvarianten according to claim 1, characterized that the variants at the positions 14, 16, 17, 18, 19, 34, 38 and 39 one or more additional ones amino acid changes wear. Aprotininvarianten nach einem der Ansprüche 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Aprotininvarianten zusätzlich am N- bzw. C-terminus modifiziert sind.Aprotininvarianten according to any one of claims 1 and 2 characterized in that the aprotinin variants in addition to N- or C-terminus are modified. Aprotininvarianten nach den Ansprüchen 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Nicht-Protein-Polymer um Polyethylenglycol handelt.Aprotininvarianten according to claims 1 to 3, characterized that the non-protein polymer is polyethylene glycol is. Verfahren zur Herstellung der Aprotinnvarianten nach den Ansprüchen 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass man die Aprotininvarianten mit einem Nicht-Protein-Polymerreagenz modifiziert.Process for the preparation of Aprotinnvarianten after the claims 1 to 4, characterized in that the aprotinin variants modified with a non-protein polymer reagent. Verfahren zur Herstellung der Aprotinnvarianten nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass man die Aprotininvarianten mit einem Pegylierungsreagenz modifiziert.Process for the preparation of Aprotinnvarianten after Claim 4, characterized in that the aprotinin variants modified with a pegylating reagent. Verwendung der Aprotininvarianten nach den Ansprüchen 1 bis 4 zur Herstellung von Arzneimitteln, zur Anwendung in der Chirurgie, zur Senkung des Blutverlustes, bei Polytrauma, Schock, Entzündung und Krebs.Use of the aprotinin variants according to claims 1 to 4 for the manufacture of medicaments, for use in surgery, to reduce blood loss, in polytrauma, shock, inflammation and Cancer.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2008110301A1 (en) * 2007-03-13 2008-09-18 Bayer Schering Pharma Aktiengesellschaft Aprotinin variants with improved properties
CN101412995B (en) * 2007-10-17 2011-04-06 江苏正大天晴药业股份有限公司 Polyethyleneglycol modified aprotinin and preparation thereof

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