JP2008515437A - 血管活性腸管ポリペプチド医薬品 - Google Patents
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Abstract
【課題】血管活性腸管ポリペプチド医薬品の提供。
【解決手段】血管活性腸管ポリペプチドに関する医薬組成物及び糖尿病、インシュリン耐性、代謝性アシドーシス及び肥満を含む代謝性疾患の治療のための方法を提供する。血管活性腸管ポリペプチド組成物の使用方法も開示する。
【選択図】なし
【解決手段】血管活性腸管ポリペプチドに関する医薬組成物及び糖尿病、インシュリン耐性、代謝性アシドーシス及び肥満を含む代謝性疾患の治療のための方法を提供する。血管活性腸管ポリペプチド組成物の使用方法も開示する。
【選択図】なし
Description
本発明は、ポリペプチド類似体及びそれらの合成及び使用に関する。より特には、本発明は、血管活性腸管ポリペプチドに関連した合成ポリペプチド類似体及びその医薬組成物に関する。
食物が消化器官に存在する場合、腸内の細胞は、ホルモンシグナル(インクレチン)を分泌し、そしてそれはグルコースの存在に対して膵臓を敏感にし、グルコース依存インシュリン分泌反応の増強をもたらす。グルコース依存インシュリン放出をもたらすこのような相乗的な応答(Kieffer TJ and Habener,JR(1999)Endocr.Rev.20,876−913)は、インクレチンシグナル、グルカゴン様ぺプチド1(GLP1)及びグルコース依存インシュリン分泌促進ペプチド(GIP)に見られる。これらのインクレチンシグナルは、典型的には、体内に短期間の作用を示し、GLP1では約1ないし2分の半減期(T 1/2)を示す(Knudsen,LB2004,J.Med.Chem.47,4128−34)。GLP1及びGIPは、アミノペプチダーゼ、ジペプチジルペプチダーゼIV(DPPIV)によって開裂されるため、天然発生ホルモンは、一般に医薬製剤には使用されない。アメリカドクトカゲの唾液から発見されたペプチド(エキセンディン4、エキセナチド;カリフォルニア州、サンディエゴ、アミリン ファーマシューティカルズ(Amylin Pharmaceuticals))は、GLP受容体と結合し、強いアゴニスト活性を示し、それによって所望のグルコース依存インシュリン分泌反応を与えることが分かっている(Nielsen LL,Young,AA,Parkes,DG(2004)Regul.Peptide,117,77−88)。エキセナチド及びGLP1の類似体は、II型糖尿病の治療を必要とする患者に投与されてきた。
下垂体アデニル酸シクラーゼ活性化ポリペプチド(PACAP)は、PAC1、VPAC1及びVPAC2受容体を刺激する神経調節性ペプチドであり、膵臓の神経終末から放出される。この一般分類の受容体は、膵臓を含む体内の様々な組織に存在する。膵臓におけるVPAC2受容体の刺激は、GLP1又はエキセナチドと同様に、血糖値に応じてグルコース依存インシュリン放出を増強することが分かっている(Tsutsumi,M.,et al.(2002)Diabetes51,1453−60)。このような刺激(PACAP又はVPACアゴニスト類似体からの)は、増強されたインシュリン分泌と類似のプロフィールが第二分類の受容体の活性化から得られるため、グルコース依存インシュリン放出の刺激において、インクレチンシグナルと相乗的であり得るか、又はインクレチン様のシグナルに代わるものであり得る。このような効果は、II型糖尿病(T2DM)、代謝性アシドーシス、インシュリン耐性及び肥満を含む代謝性疾患の治療において有益であり得る。しかしながら、天然発生配列のPACAP及びその類似体はまた、典型的には、体内において短命である。
Kieffer TJ and Habener,JR(1991)Endocr.Rev.20,876−913 Knudsen,LB2004,J.Med.Chem.47,4128−34 Nielsen LL,Young,AA,Parkes,DG(2004)Regul.Peptide,117,77−88 Tsutsumi,M.,et al.(2002)Diabetes51,1453−60
Kieffer TJ and Habener,JR(1991)Endocr.Rev.20,876−913 Knudsen,LB2004,J.Med.Chem.47,4128−34 Nielsen LL,Young,AA,Parkes,DG(2004)Regul.Peptide,117,77−88 Tsutsumi,M.,et al.(2002)Diabetes51,1453−60
合成エキセンディン4は、相対的に短作用のペプチドであり、グルコース依存インシュリン分泌を調節し得る長作用ペプチドが医薬的に必要とされている。
本発明は、C−末端が、両親媒性α−へリックスを形成するアミノ酸残基からなり、前記残基が親水性アミノ酸(Haa)及び親油性アミノ酸(Laa)から選択され、下記式
(式中、nは1ないし5を表わす。)で表わされる配列を有するところのPACAPの合成ポリペプチド類似体及び血管活性腸管ポリペプチド(VIP)及びそれらの塩を提供する。一つの態様において、nは1又は2を表わす。
本発明のPACAP及びVIPのポリペプチド類似体において導入される変性は、PACAP及びVIP受容体ファミリー、好ましくはVPAC2受容体を活性化する治療作用時間の増加を促進する。いかなる特定の理論にもとらわれずに、作用時間の増加は、体内の細胞膜のリン脂質と相互作用するC−末端領域の両親媒性へリックスの能力によるものであり得、そしてそれにより‘‘持続’’効果を奏すると考えられる。そのため、本発明のポリペプチド類似体は、細胞膜に結合され、その後、ゆっくりと血漿に再放出され、遠位にその効果をもたらす。一方、PACAP、VIP又はGLP1等のペプチドが血漿中にない場合、それは、プロテアーゼによって急速に作用するか、又は糸球体濾過によって除去される。
それ故、本発明の一つの観点は、C−末端が、両親媒性α−へリックスを形成するアミノ酸残基からなり、天然アミノ酸又は非天然アミノ酸から選択された前記アミノ酸残基の配列が前記α−へリックスを安定化する能力を有するところのPACAP、VIP類似体、及び、生理学的に活性な切断型の類似体及び同様の相同体、又はそれらの塩を提供する。
C−末端が、両親媒性α−へリックスを形成するアミノ酸残基からなり、前記残基が親水性アミノ酸(Haa)及び親油性アミノ酸(Laa)から選択され、下記式
(式中、nは1ないし5を表わす。)で表わされる配列を有するところのPACAP、VIPのポリペプチド類似体、及び、生理学的に活性な切断型の類似体及び同様の相同体、又はそれらの塩の、グルコース依存インシュリン放出のための有効量を配送するための医薬組成物も提供する。
本発明は、更に、高血糖を特徴とする哺乳動物の疾患を治療するための方法であって、該方法は、C−末端が、両親媒性α−へリックスを形成するアミノ酸残基からなり、前記残基が親水性アミノ酸(Haa)及び親油性アミノ酸(Laa)から選択され、下記式
(式中、nは1ないし5を表わす。)で表わされる配列を有するところのPACAP、VIPのポリペプチド類似体、及び、生理学的に活性な切断型の類似体及び同様の相同体、又はそれらの塩の、グルコース依存インシュリン放出のための有効量を、必要に応じて哺
乳動物に投与することからなる方法を提供する。
乳動物に投与することからなる方法を提供する。
本発明はまた、C−末端が、両親媒性α−へリックスを形成するアミノ酸残基からなり、前記残基が親水性アミノ酸(Haa)及び親油性アミノ酸(Laa)から選択され、下記式
(式中、nは1ないし5を表わす。)で表わされる配列を有するところのPACAP、VIPのポリペプチド類似体、及び、生理学的に活性な切断型の類似体及び同様の相同体、又はそれらの塩の固相合成法も含む。
本発明において、ポリペプチド類似体の製造方法は、保護されたアミノ酸を適当な樹脂キャリヤー上に、順次、カップリングし、側鎖及びNα−保護基を除去し、樹脂からポリペプチドを開裂させることからなる。
本発明はまた、C−末端が、両親媒性α−へリックスを形成するアミノ酸残基からなり、前記残基が親水性アミノ酸(Haa)及び親油性アミノ酸(Laa)から選択され、下記式
(式中、nは1ないし5を表わす。)で表わされる配列を有するところのPACAP、VIPのポリペプチド類似体、及び、生理学的に活性な切断型の類似体及び同様の相同体、又はそれらの塩の組み換え合成のためのDNA配列、ベクター及びプラスミドも提供する。
更に、本発明は、有効量の本発明のポリペプチド又はその塩及び医薬的に許容可能なキャリヤーからなる医薬組成物並びに、高血糖値によって現れる、糖尿病、インシュリン耐性、高血糖症、代謝性アシドーシス及び肥満を含む様々な代謝性疾患の予防及び治療方法を提供する。本発明の他の観点において、治療有効量の、インシュリン、インシュリン類似体、インクレチン、インクレチン類似体、グルカゴン様ペプチド、グルカゴン様ペプチド類似体、エキセンディン、エキセンディン類似体、スルホニルウレア、ビグアニド、α−グルコシダーゼ阻害剤、チアゾリジンジオン、ペルオキシソーム増殖剤応答性受容体(PPAR)アゴニスト、PPARアンタゴニスト及びPPAR部分アゴニストを含む代謝性疾患のための化合物が、本発明のポリペプチドと組み合わせて投与され得る。
図面の簡単な説明
図1A、1B及び1Cは、本発明に従った典型的なポリペプチド類似体の表である。アミノ酸は、一文字略語を使用した標準命名法で表わした。文字‘‘X’’は、炭素原子数10ないし3000のポリエチレングリコール鎖を言及する。用語‘‘acyl’’は、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を言及する。文字‘‘Z’’は、ε位において長鎖アシル基を有するリジンを言及する。用語‘‘hex’’は、ヘキサノイル基を言及する。用語‘‘pen’’は、ペンタノイル基を言及する。用語‘‘lau’’は、ラウロイル基を言及する。用語‘‘myr’’は、ミリストイル基を言及する。用語‘‘ste’’は、ステアロイル基を言及する。用語‘‘pr’’は、プロピオニル基を言及する。
図1A、1B及び1Cは、本発明に従った典型的なポリペプチド類似体の表である。アミノ酸は、一文字略語を使用した標準命名法で表わした。文字‘‘X’’は、炭素原子数10ないし3000のポリエチレングリコール鎖を言及する。用語‘‘acyl’’は、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を言及する。文字‘‘Z’’は、ε位において長鎖アシル基を有するリジンを言及する。用語‘‘hex’’は、ヘキサノイル基を言及する。用語‘‘pen’’は、ペンタノイル基を言及する。用語‘‘lau’’は、ラウロイル基を言及する。用語‘‘myr’’は、ミリストイル基を言及する。用語‘‘ste’’は、ステアロイル基を言及する。用語‘‘pr’’は、プロピオニル基を言及する。
図2は、他のポリペプチド及びポリペプチド類似体の表である。
発明の詳細な説明
略語及び定義
様々な一般的なヌクレオチド塩基及びアミノ酸の一文字及び三文字略語は、Pure Appl.Chem.31,639−645(1972)及び40,277−290(1974)に推奨されており、37CFR.sctn.1.822(55 FR 18245,May 1,1990)に従っている。略語は、特にD−又はDLと記載がない限りは、L−アミノ酸を表わす。天然及び非天然の、特定のアミノ酸、例えばグリシンは、アキラルである。全てのペプチド配列において、N−末端アミノ酸は左側に、C−末端アミノ酸は右側に存在する。
略語及び定義
様々な一般的なヌクレオチド塩基及びアミノ酸の一文字及び三文字略語は、Pure Appl.Chem.31,639−645(1972)及び40,277−290(1974)に推奨されており、37CFR.sctn.1.822(55 FR 18245,May 1,1990)に従っている。略語は、特にD−又はDLと記載がない限りは、L−アミノ酸を表わす。天然及び非天然の、特定のアミノ酸、例えばグリシンは、アキラルである。全てのペプチド配列において、N−末端アミノ酸は左側に、C−末端アミノ酸は右側に存在する。
‘‘親水性アミノ酸(Haa)’’はペプチド結合を形成するために必要とされるものの他に、少なくとも1つの親水性官能基を有するアミノ酸、例えば、アルギニン、アスパラギン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グルタミン、ヒスチジン、リジン、セリン、トレオニン及びそれらの類似体を言及する。
‘‘親油性アミノ酸(Laa)’’は、非電荷の、脂肪族又は芳香族アミノ酸、例えばイソロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、トリプトファン、チロシン、バリン及びそれらの類似体を言及する。
本発明において、アラニンは、‘‘両親媒性’’として分類される、即ち親水性としても親油性としても作用することができる。
‘‘PACAP又はVIPの相同体’’は、天然のPACAP又はVIPのアミノ酸配列と実質的に相似のアミノ酸配列からなる、例えば少なくとも50、60、70、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98又は99%のアミノ酸配列が同一のポリペプチドを言及する。該相同体は、天然のPACAP又はVIPのアミノ酸配列と比べて、アミノ酸の置換体、欠失体及び/又は挿入体を含み得る。例示的な相同体は、天然のPACAP又はVIPのアミノ酸配列と同一であるか又は実質的に相似の、少なくとも5、10、20、25、30又は35個の連続アミノ酸範囲を含む。
‘‘PACAP又はVIPの類似体’’は、(i)PACAP、VIP、及び/又は、PACAP又はVIPの相同体;及び(ii)天然発生のPACAP及び/又はVIPにおいて、少なくとも1種の存在しない官能基を含むポリペプチドを言及する。例えば、類似体は、所望により、アミノ酸の側鎖内に又はポリペプチドのアミノ末端又はカルボキシル末端において、官能基を含み得る。例示的な官能基は、アルキル基、アリール基、アシル基、ケト基、アジド基、ヒドロキシル基、ヒドラジン基、シアノ基、ハロ基、ヒドラジド基、アルケニル基、アルキニル基、エーテル基、チオール基、セレノ基、スルホニル基、ボレート基、ボロネート基、ホスホ基、ホスホノ基、ホスフィン基、複素環基、エノン基、イミン基、アルデヒド基、エステル基、チオ酸基、ヒドロキシルアミン基、アミノ基等又はこれらのあらゆる組み合わせを含む。導入され得る他の例示的な官能基は、光活性化架橋剤、スピン標識されたアミノ酸、蛍光アミノ酸、金属結合しているアミノ酸、金属含有アミノ酸、放射性アミノ酸、新規官能基を有するアミノ酸、他の分子と共有的に又は非共有的に相互作用するアミノ酸、光ケージ(photocaged)及び/又は光異性化アミノ酸、ビオチン又はビオチン類似体を含むアミノ酸、グリコシル化アミノ酸、例えば糖置換セリン、他の糖修飾アミノ酸、ケト基含有アミノ酸、ポリエチレングリコール又はポリエーテルを含むアミノ酸、重原子置換アミノ酸、化学的に開裂性の及び/又は光開裂性のアミノ酸、天然アミノ酸と比べて長い側鎖、例えばポリエーテル又は長鎖炭化水素、例えば約5個以上の又は約10個以上の炭素原子を有するものを有するアミノ酸、炭素が結合した糖含有アミノ酸、レドックス活性アミノ酸、アミノチオ酸含有アミノ酸、及び1つ以上の毒性部位を含むアミノ酸を含むが、これらに限定されない。
本発明の類似体は、天然アミノ酸に基づく非天然アミノ酸、例えば、パラ−置換チロシン、オルト−置換チロシン及びメタ−置換チロシンを含むチロシン類似体(ここで、置換チロシンは、アセチル基、ベンゾイル基、アミノ基、ヒドラジン、ヒドロキシアミン、チオール基、カルボキシ基、イソプロピル基、メチル基、炭素原子数6ないし20の直鎖の又は枝分かれした炭化水素、飽和又は不飽和炭化水素、O−メチル基、ポリエーテル基、ニトロ基等を含む。)を含み得る。グルタミン類似体は、α−ヒドロキシ誘導体、β−置換誘導体、環状誘導体、及びアミド置換グルタミン誘導体を含むが、これらに限定されない。フェニルアラニン類似体の例は、メタ−置換フェニルアラニン(ここで、置換基は、ヒドロキシ基、メトキシ基、メチル基、アリル基、アセチル基等を含む。)を含むが、これらに限定されない。特定の例は、O−メチル−L−チロシン、L−3−(2−ナフチル)アラニン、3−メチル−フェニルアラニン、O−4−アリル−L−チロシン、4−プロピル−L−チロシン、トリ−O−アセチル−GlcNAc.β−セリン、L−ドーパ、蛍光フェニルアラニン、イソプロピル−L−フェニルアラニン、p−アジド−L−フェニルアラニン、p−アシル−L−フェニルアラニン、p−ベンゾイル−L−フェニルアラニン、L−ホスホセリン、ホスホノセリン、ホスホノチロシン、p−ヨード−フェニルアラニン、p−ブロモフェニルアラニン、p−アミノ−L−フェニルアラニン及びイソプロピル−L−フェニルアラニン等を含むが、これらに限定されない。
一般に、類似体は、所望により、ポリペプチドの生物学的特性を変性するために、例えば、毒性、生体内分布、溶解性、安定性、例えば熱、加水分解、酸化、酵素分解に対する耐性等、精製及び加工の容易さ、構造特性、分光学的特性、化学及び/又は光化学特性、触媒活性、酸化還元電位、半減期、他の分子との例えば共有的な又は非共有的な反応性等を調節するために、設計又は選択される。
‘‘PACAP又はVIPの生理学的に活性な切断型の相同体又は類似体’’は、PACAP又はVIPにおいて見られるアミノ酸を十分に補完しない配列を有するが、同様の生理学的応答を誘発するポリペプチドを言及する。本発明の典型的な切断型の相同体及び/又は類似体は、PACAP又はVIPの天然配列において見られる、少なくとも5、10、15、20、25、30又は35個の連続アミノ酸を含む。切断型のPACAP又はVIPは、同様の生理学的応答を誘発するために、PACAP又はVIPと十分に相同する必要がない。この群の典型として、PACAP又はVIPが好ましいが、これらに限定されない。
‘‘PEG’’は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はポリオキシアルキレンを言及する。一つの態様において、PEGは、炭素原子数10ないし3000の鎖を含む。他の態様において、PEGは、40kD以上の分子量を有する。PEGは、技術的によく知られており、例えば米国特許第4,640,835号明細書、米国特許第4,496,689号明細書、米国特許第4,301,144号明細書、米国特許第4,670,417号明細書、米国特許第4,791,192号明細書及び米国特許第4,179,337号明細書に記載されている。
‘‘両親媒性α−へリックス’’は、アミノ酸がへリックスの長軸に沿って正しく配置された相反する極性面及び非極性面を有するα−へリックス構造をとると推測されるところの特定のポリペプチドによって示される二次構造を言及する。興味深いポリペプチドにおけるα−へリックス構造の実現性は、‘‘Schiffer−Edmundson Wheel’’(参照としてここに組み込まれるM.Schiffer and A.B.Edmundson,Biophys.J.7,121(1967))の、へリックスを囲む円筒の対面上の親水性及び親油性残基の適当なピッチ及び分離の有無の説明によって、ある程度調べられ得る。さもなくば、円偏光二色性又はX線回析データ等の実証的証拠が、得られたポリペプチドにおけるα−へリックス領域の存在を示すために利用可能であ
り得る。理想的なαへリックスは、100°の弧によって分離された隣接側鎖の1回転当りに3.6個のアミノ酸残基を有する。
り得る。理想的なαへリックスは、100°の弧によって分離された隣接側鎖の1回転当りに3.6個のアミノ酸残基を有する。
ポリペプチド
一つの態様において、本発明のポリペプチドは、PACAP又はVIPの天然アミノ酸配列の少なくとも5、10、15、20、25、30又は35個の連続アミノ酸を有する、PACAP及び/又はVIPの不完全部分を含む。他の態様において、本発明のポリペプチドは、PACAP又はVIPの天然アミノ酸配列と同一のアミノ酸配列を少なくとも50、60、70、80、85、90、95又は99%共有する。更なる他の態様において、本発明のポリペプチドは、PACAP又はVIPの天然アミノ酸配列と少なくとも50、60、70、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%同一のアミノ酸配列を有する、PACAP又はVIPの、少なくとも5、10、15、20、25、30又は35個の連続アミノ酸の範囲を含む。
一つの態様において、本発明のポリペプチドは、PACAP又はVIPの天然アミノ酸配列の少なくとも5、10、15、20、25、30又は35個の連続アミノ酸を有する、PACAP及び/又はVIPの不完全部分を含む。他の態様において、本発明のポリペプチドは、PACAP又はVIPの天然アミノ酸配列と同一のアミノ酸配列を少なくとも50、60、70、80、85、90、95又は99%共有する。更なる他の態様において、本発明のポリペプチドは、PACAP又はVIPの天然アミノ酸配列と少なくとも50、60、70、80、85、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99又は100%同一のアミノ酸配列を有する、PACAP又はVIPの、少なくとも5、10、15、20、25、30又は35個の連続アミノ酸の範囲を含む。
本発明のポリペプチドは、所望により、VPAC2選択性を調節する変性、機能、及び/又はアミノ酸置換を含む。例示的な変性、機能、及び/又は置換は、Gourlet他(Peptides 18,403−8;Xia M,et al.(1997)及びJ.Pharmacol.Exp.Ther.281:629−33(1997);両文献の内容は、参照としてここに組み込まれる。)により報告されるC−末端のカチオン性エクステンション(extension)及び/又は変異(mutation)を含むが、これらに限定されない。
アミノ又はカルボキシル末端における変性は、所望により、本発明のポリペプチドに導入され得る。例えば、VIPの類似体等の本発明のポリペプチドは、N末端を長鎖脂肪酸によってアシル化され、低効率の部分アゴニスト及びアンタゴニスト活性を示すポリペプチドとなり得る(Gourlet et al.,Eur.J.Pharmacol.354:105−111(1998)、該文献の内容は参照としてここに組み込まれる。)。VIP類似体等の本発明のポリペプチドの他の例示的な変性は、VPAC2に対して増加した選択性を示すポリペプチドを得るためのヘキサノン酸を用いたアシル化を含む(Langer et al.,Peptides 25:275−8(2004)、該文献の内容は参照としてここに組み込まれる。)。このようなアシル化の長さ及び位置は、効果を変化させ得、(アンタゴニスト)又はアゴニスト類似体の効果の損失をもたらし得た。この予測不能性に反して、本発明のポリペプチドは、要求される効果及び活性が得られるように設計及び試験されている。
変性は、活性及び/又は有効時間を増加させるために、所望により、本発明のポリペプチド内の少なくとも1つのアミノ酸の側鎖内に導入され得る。例えば、本発明のポリペプチドは、所望により、側鎖内の官能基(即ち、R基)をアシル化されたアミノ酸を少なくとも1つ含み得る。典型的な変性は、ポリペプチド内の様々な位置の反応性側鎖(例えば、Lys)の脂肪酸アシル化を含む。同様の変性は、LysB29におけるインシュリンのアシル化がインシュリンデテミルをもたらすところの、カートジャールス他(Kurtzhals et al.,Biochem J.312,725−31(1995)及びKurtzhals,P.,Int.J.Obesity 28:Suppl 2,S23−8(2004))において報告されている。同様に、リンカー分子を介した長鎖脂肪酸を用いたアシル化は、強力で長時間作用するGLP1の類似体をもたらすが(Knudsen LB,et al.(2000).J.Med.Chem.43,1664−69)、該アシル化は、アシル鎖の長さ及び位置に依存して活性又は強力なアゴニストの損失をもたらし得る。長鎖脂肪酸の導入による予測不能な効果に反して、本発明のポリペプチドは、所望の活性を得るために、最適な数、長さ及び位置のアシル鎖を組み込むように設計した。
作用時間を延ばすために、所望により、本発明のポリペプチドに(例えば、ポリペプチド鎖内に、又は、N−末端又はC−末端のどちらかに)導入され得る他の種類の変性は、PEG化又は長鎖ポリエチレングリコールポリマー(PEG)の組み込みである。PEG又はPEGの長鎖ポリマーの導入は、本発明のポリペプチドの有効分子量を増加させ、尿中への急速な濾過を防止する。PEG又はPEGの長鎖ポリマーを組み込むための方法は、技術的によく知られており、例えばGreenwald et al.,Adv.Drug Del.Rev.55:217−250(2003)に記載されており、該文献の内容は、参照としてここに組み込まれる。
つい最近報告された、非天然アミノ酸の組み込みを介したPEG又はPEGポリマーを組み込むための代替的アプローチは、本発明のポリペプチドを用いて行われ得る。該アプローチは、発達したtRNA/tRNA合成酵素対を利用し、アンバーサプレッサーコドンによって発現プラスミド中にコードされる(Deiters,A,et al.(2004).Bio−org.Med.Chem.Lett.14,5743−5)。例えば、p−アジドフェニルアラニンが本発明のポリペプチド中に組み込まれ、その後、‘‘ユイスゲン[3+2]環化付加(Huisgen[3+2]cycloaddition)’’として既知の有機反応を容易にするために、還元剤及び銅イオンの存在下においてアセチレン部位を有するPEGポリマーと反応させられ得る。
両親媒性へリックス
本発明のポリペプチドは、式
(式中、上記で定義したように、Haaは、親水性アミノ酸からなる群から選択され、Laaは、親油性アミノ酸からなる群から選択され、nは1ないし5を表わす。)に対応する両親媒性α−へリックスを含む。いかなる特定の理論にもとらわれずに、C−末端領域の両親媒性へリックスが、体内の細胞膜のリン脂質と相互作用し、それにより‘‘持続’’効果を奏することによって、本発明のポリペプチドの作用時間を増加させると考えられる。本発明のポリペプチドは、単に最適化されたαへリックスではなく、両親媒性αへリックスであるペプチド領域を含む。あらゆる特定の理論にとらわれることなく、両親媒性αへリックスは、細胞膜との相互作用の増加を容易にし、かつ膜相互作用のためのC−末端脂肪アシル鎖変性の適切な配置を補助すると考えられる。
本発明のポリペプチドは、式
エイセンバーグらによる研究は、両親媒性へリックスの概念を数値化するために、疎水性スケールとヘリカルウィールを組み合わせた(Nature 299:371−374(1982)及びProc.Nat.Acad.Sci.USA81:140−144(1984);両方の開示は参照としてここに組み込まれる。)。平均疎水性モーメントは、へリックスを構成するアミノ酸成分の疎水性のベクトルの和として定義される。以下のアミノ酸の疎水性は、エイセンバーグらによって、‘‘共通(consensus)’’スケールとして報告されたものである。
Ile 0.73;Phe 0.61;Val 0.54;Leu 0.53;Trp
0.37;Met 0.26;Ala 0.25;Gly 0.16;Cys 0.04;Tyr 0.02;Pro −0.07;Thr −0.18;Ser −0.26;His −0.40;Glu −0.62;Asn −0.64;Gln −0.69;Asp −0.72;Lys −1.10;Arg −1.76。
Ile 0.73;Phe 0.61;Val 0.54;Leu 0.53;Trp
0.37;Met 0.26;Ala 0.25;Gly 0.16;Cys 0.04;Tyr 0.02;Pro −0.07;Thr −0.18;Ser −0.26;His −0.40;Glu −0.62;Asn −0.64;Gln −0.69;Asp −0.72;Lys −1.10;Arg −1.76。
1回転(又は側鎖間の100°の弧(=360°/3.6))当りに3.6個の残基を有する理想のα−へリックスの疎水性モーメント(μH)は、以下の式
(ここで、HNは、N番目のアミノ酸の疎水値を表わし、周期性δ=100°を用いた配列におけるN番目のアミノ酸までの和を取る。)から計算され得る。疎水性モーメントは、NでμHを割り<μH>を得ることによって、1残基当りの平均疎水性モーメントとして表わされ得る。100°±20°における約0.20以上の<μH>値は、両親媒性へリックスの形成を示唆する。
コルネットらによる研究は、両親媒性の予測判断材料として、‘‘両親媒性指数’’を導入することによって、両親媒性α−へリックスの研究を更に広げた(J.Mol.Biol.,195:659−685(1987);この開示は参照としてここに組み込まれる。)。それらは、既知のα−へリックスの約半数が両親媒性であること、及び優位回転数(dominant frequency)は100°よりむしろ97.5°であり、1回転当りの残基の数は3.6より3.7に近いことを結論として出している。エイセンバーグらによる基礎的アプローチは、特に、両親媒性α−へリックスを形成するために、非経験的計算法(abinitio)で配列を設計する場合、得られた配列を両親媒性として分類するのに十分である。
代替両親媒性α−へリックスアミノ酸配列は、天然発生ポリペプチドが有するセグメント配列と相同性が欠け得るが、生理環境において、同様の二次構造、即ち、相反する極性及び非極性面を有するα−へリックスを導く。代替配列との天然発生アミノ酸配列の置換は、生理活性、安定性又は変更したもとのポリペプチドの他の性質に有益に影響し得る。このような配列の設計及び選択を記載する例示的なレポートは、例えばJ.L.Krstenansky,et al.,FEBS Letter242:2,409−413(1998)及びJ.P.Segrest,et al.Proteins:Structure,Function,and Genetics8:103−117(1990)において提供される。
本発明のポリペプチドは、式
(式中、上記で定義したように、Haaは、親水性アミノ酸からなる群から選択され、Laaは、親油性アミノ酸からなる群から選択される。)に対応する両親媒性α−へリックスを含む。n=2の態様において、理想のα−へリックスを仮定すると、1、4、5、8及び9番目の残基は、互いに約140°の弧の範囲内のへリックスの一面(A)に沿って分布され、一方、2、3、6、7及び10番目の残基は、へリックスの他面(B)上の対角の140°の弧を占有する。該態様において、一面上の全ての残基は同じ極性を有するものであり、一方、他面上の全ての残基は相反する極性を有するものである、言い換えれば、面Aが全て親水性であるならば、面Bは、逆に全て親油性である。当業者ならば、本発明のへリックスが
と記載される一方、
逆配列である
もまた、残基の分布基準を満たし得、本発明のへリックスと同等の記載であることが分かり得る。
逆配列である
Alaは両親媒性α−へリックスのどちらか一方の面上に容易に存在し得るため、アラニンは他の親水性又は親油性アミノ酸と置換され得るが、Ala−10は両親媒性α−へリックスを形成しない。一般に、プロリン、システイン及びチロシンは使用されない;しかしながら、配列におけるそれらの存在及び他のランダムエラー、例えば、親油面上の親水性残基は、セグメント中に残存するアミノ酸が、実質的に親水面−親油面部分と対応する限りは許容され得る。配列が十分に両親媒性である場合に、本発明の配列であることを決定するための便利な方法は、上記で定義したように平均疎水性モーメントを計算することである。100°±20°において1残基当りのピーク平均モーメントが約0.20を超える場合、該配列は両親媒性へリックスを形成し得、本発明の配列である。
PACAP及びVIPにおけるこの概念の適用において、一方の又は両方の領域(N−末端又はC−末端)、好ましくはC−末端がα−へリックス二次構造を示し得、生物学的活性の損失又は免疫反応の導入なく、同様の構造傾向を有する非相同配列と置き換えられ得ることが仮定される。
医薬製剤
本発明のポリペプチドは、有益な治療効果を与えるために、いかなる量においても投与され得る。好ましい態様において、本発明の化合物は、高血糖値、高血糖症、II型糖尿病を含む糖尿病、インシュリン耐性、代謝性アシドーシス及び肥満の治療に有用である。一つの態様において、本発明の化合物は、インシュリン及び/又はグルコース量の調節に有益な活性を与える。一つの態様において、本発明のポリペプチドは、インシュリン及び/又はグルコース分泌を調節する他の形態の治療剤よりも、より高い又は低い濃度で患者に投与される。更なる他の態様において、本発明のポリペプチドは、相乗治療効果を得るために、他の化合物と共に投与される。例えば、本発明のポリペプチドは、エキセンディン又はエキセンディン類似体と共に投与され得る。
本発明のポリペプチドは、有益な治療効果を与えるために、いかなる量においても投与され得る。好ましい態様において、本発明の化合物は、高血糖値、高血糖症、II型糖尿病を含む糖尿病、インシュリン耐性、代謝性アシドーシス及び肥満の治療に有用である。一つの態様において、本発明の化合物は、インシュリン及び/又はグルコース量の調節に有益な活性を与える。一つの態様において、本発明のポリペプチドは、インシュリン及び/又はグルコース分泌を調節する他の形態の治療剤よりも、より高い又は低い濃度で患者に投与される。更なる他の態様において、本発明のポリペプチドは、相乗治療効果を得るために、他の化合物と共に投与される。例えば、本発明のポリペプチドは、エキセンディン又はエキセンディン類似体と共に投与され得る。
実施例1:合成類似体
図1に示す例示的な合成ポリペプチド類似体のいくつかは、VPAC2selUldBから誘導される(図1参照。)。図1に示す他の例示的な合成ポリペプチド類似体は、VIPの切断型の相同体である(図1参照。)。
図1に示す例示的な合成ポリペプチド類似体のいくつかは、VPAC2selUldBから誘導される(図1参照。)。図1に示す他の例示的な合成ポリペプチド類似体は、VIPの切断型の相同体である(図1参照。)。
一つの観点において、本発明のポリペプチド類似体は、VIPの生理学的に活性な切断型の類似体、例えばTP1ないしTP6として図1に示されるものである。類似体TP1ないしTP6は、炭素原子数12ないし24、好ましくは炭素原子数16ないし24の長鎖アシル残基を有する。図1に示される類似体TP7ないしTP12は、N−末端上に、炭素原子数2ないし16、好ましくは炭素原子数6のアシル残基を有する。図2に示される類似体SQNM10ないし12(配列識別番号40ないし42に対応)は、C又はN−末端のどちらにもアシル化を含まない。
本発明の他の典型的なポリペプチド類似体は、一般式(I)
[式中、
nは1ないし3を表わし、
Haaは、親水性アミノ酸を表わし、
Laaは、新油性アミノ酸を表わし、
acylは、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を表わし、
long acylは、炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わし、
Xは、OH又はNHR1(式中、R1はH又は低級アルキル基、ハロアルキル基又はPEGを表わす。)を表わし、
aa1は、Gly又はAlaを表わし、
aa2は、Val、Ile又はLeuを表わし、
aa3は、Asp又はArgを表わし、
aa4は、Ser又はAsnを表わし、
aa5は、Ser又はThrを表わし、
aa6は、Leu又はTyrを表わし、
aa7は、Met、Leu又はValを表わし、
aa8は、Ala又はValを表わし、
aa9は、Asn、Gln又はAlaを表わし、
aa10は、Trp、Ala又はSerを表わし、
aa11は、Ile又はValを表わし、
aa12は、Leu又はLysを表わし、
aa13は、Lys、Arg、Asn又はGlyを表わし、
aa14は、Ala又はGlyを表わし、
aa15は、Lys又はArgを表わし、
aa16は、Lys又はArgを表わす。]に対応するアミノ酸配列を有する。
好ましい態様において、acylは、炭素原子数2ないし8のアシル鎖を表わし、long acylは炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わす。
nは1ないし3を表わし、
Haaは、親水性アミノ酸を表わし、
Laaは、新油性アミノ酸を表わし、
acylは、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を表わし、
long acylは、炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わし、
Xは、OH又はNHR1(式中、R1はH又は低級アルキル基、ハロアルキル基又はPEGを表わす。)を表わし、
aa1は、Gly又はAlaを表わし、
aa2は、Val、Ile又はLeuを表わし、
aa3は、Asp又はArgを表わし、
aa4は、Ser又はAsnを表わし、
aa5は、Ser又はThrを表わし、
aa6は、Leu又はTyrを表わし、
aa7は、Met、Leu又はValを表わし、
aa8は、Ala又はValを表わし、
aa9は、Asn、Gln又はAlaを表わし、
aa10は、Trp、Ala又はSerを表わし、
aa11は、Ile又はValを表わし、
aa12は、Leu又はLysを表わし、
aa13は、Lys、Arg、Asn又はGlyを表わし、
aa14は、Ala又はGlyを表わし、
aa15は、Lys又はArgを表わし、
aa16は、Lys又はArgを表わす。]に対応するアミノ酸配列を有する。
好ましい態様において、acylは、炭素原子数2ないし8のアシル鎖を表わし、long acylは炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わす。
本発明の他の典型的なポリペプチド類似体は、一般式(II)
[式中、
nは1ないし3を表わし、
Haaは、親水性アミノ酸を表わし、
Laaは、親油性アミノ酸を表わし、
acylは、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を表わし、
long acylは、炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わし、
Xは、OH又はNHR1(式中、R1はH又は低級アルキル基、ハロアルキル基又はPEGを表わす。)を表わし、
aa1は、Gly又はAlaを表わし、
aa2は、Val、Ile又はLeuを表わし、
aa3は、Asp又はArgを表わし、
aa4は、Ser又はAsnを表わし、
aa5は、Ser又はThrを表わし、
aa6は、Leu又はTyrを表わし、
aa7は、Met、Leu又はValを表わし、
aa8は、Ala又はValを表わし、
aa9は、Asn、Gln又はAlaを表わし、
aa10は、Trp、Ala又はSerを表わし、
aa11は、Ile又はValを表わし、
aa12は、Leu又はLysを表わし、
aa13は、Lys、Arg、Asn又はGlyを表わし、
aa14は、Ala又はGlyを表わし、
aa15は、Lys又はArgを表わし、
aa16は、Lys又はArgを表わし、
aa17は、存在しないか又はGlnを表わす。]に対応するアミノ酸配列を有する。
好ましい態様において、acylは、炭素原子数2ないし8のアシル鎖を表わし、long acylは炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わす。
nは1ないし3を表わし、
Haaは、親水性アミノ酸を表わし、
Laaは、親油性アミノ酸を表わし、
acylは、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を表わし、
long acylは、炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わし、
Xは、OH又はNHR1(式中、R1はH又は低級アルキル基、ハロアルキル基又はPEGを表わす。)を表わし、
aa1は、Gly又はAlaを表わし、
aa2は、Val、Ile又はLeuを表わし、
aa3は、Asp又はArgを表わし、
aa4は、Ser又はAsnを表わし、
aa5は、Ser又はThrを表わし、
aa6は、Leu又はTyrを表わし、
aa7は、Met、Leu又はValを表わし、
aa8は、Ala又はValを表わし、
aa9は、Asn、Gln又はAlaを表わし、
aa10は、Trp、Ala又はSerを表わし、
aa11は、Ile又はValを表わし、
aa12は、Leu又はLysを表わし、
aa13は、Lys、Arg、Asn又はGlyを表わし、
aa14は、Ala又はGlyを表わし、
aa15は、Lys又はArgを表わし、
aa16は、Lys又はArgを表わし、
aa17は、存在しないか又はGlnを表わす。]に対応するアミノ酸配列を有する。
好ましい態様において、acylは、炭素原子数2ないし8のアシル鎖を表わし、long acylは炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わす。
本発明の他の典型的なポリペプチド類似体は、一般式(III)
[式中、
nは1ないし3を表わし、
Haaは、親水性アミノ酸を表わし、
Laaは、新油性アミノ酸を表わし、
acylは、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を表わし、
long acylは、炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わし、
aa1は、Gly又はAlaを表わし、
aa2は、Val、Ile又はLeuを表わし、
aa3は、Asp又はArgを表わし、
aa4は、Ser又はAsnを表わし、
aa5は、Ser又はThrを表わし、
aa6は、Leu又はTyrを表わし、
aa7は、Met、Leu又はValを表わし、
aa8は、Ala又はValを表わし、
aa9は、Asn、Gln又はAlaを表わし、
aa10は、Trp、Ala又はSerを表わし、
aa11は、Ile又はValを表わし、
aa12は、Leu又はLysを表わし、
aa13は、Lys、Arg、Asn又はGlyを表わし、
aa14は、Ala又はGlyを表わし、
aa15は、Lys又はArgを表わし、
aa16は、Lys又はArgを表わす。]に対応するアミノ酸配列を有する。
好ましい態様において、acylは、炭素原子数2ないし8のアシル鎖を表わし、long acylは炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わす。
nは1ないし3を表わし、
Haaは、親水性アミノ酸を表わし、
Laaは、新油性アミノ酸を表わし、
acylは、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を表わし、
long acylは、炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わし、
aa1は、Gly又はAlaを表わし、
aa2は、Val、Ile又はLeuを表わし、
aa3は、Asp又はArgを表わし、
aa4は、Ser又はAsnを表わし、
aa5は、Ser又はThrを表わし、
aa6は、Leu又はTyrを表わし、
aa7は、Met、Leu又はValを表わし、
aa8は、Ala又はValを表わし、
aa9は、Asn、Gln又はAlaを表わし、
aa10は、Trp、Ala又はSerを表わし、
aa11は、Ile又はValを表わし、
aa12は、Leu又はLysを表わし、
aa13は、Lys、Arg、Asn又はGlyを表わし、
aa14は、Ala又はGlyを表わし、
aa15は、Lys又はArgを表わし、
aa16は、Lys又はArgを表わす。]に対応するアミノ酸配列を有する。
好ましい態様において、acylは、炭素原子数2ないし8のアシル鎖を表わし、long acylは炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わす。
当業者であれば、100°±20°における1残基当りの平均疎水性モーメントが約0.20以上のアミノ酸配列がC−末端領域の位置に挿入されるならば、ここに記載されるものの所望の特性を加工し得る多くの順列のポリペプチド類似体が合成され得ることが分かり得る。
実施例2:ポリペプチドの一般的な合成方法
本発明のポリペプチドは、J.M.Stewart and J.D.Young, Solid Phase Peptide Synthesis 2nd ed.,Pierce Chemicals Co.,Rockford,Ill.(1984)及び
J.Meienhofer,Hormonal Proteins and Peptide,Vol.2,Academic Press,New York,(1973) for solid phase synthesis及びE.Schroder and K.Lubke,The Peptides,Vol.1,Academic Press,New York,(1965) for solutuion synthesis及びHouben−Weyl,Synthesis of Peptide and Petidomimetics.4th ed.VolE22;M.Goodman,A.Felix,L.Moroder,C.Toniolo,Eds.,Thieme:New York,2004 for general synthesis techniquesに示されるような方法によって合成され得る。前記文献の開示は、参照としてここに組み込まれる。
本発明のポリペプチドは、J.M.Stewart and J.D.Young, Solid Phase Peptide Synthesis 2nd ed.,Pierce Chemicals Co.,Rockford,Ill.(1984)及び
J.Meienhofer,Hormonal Proteins and Peptide,Vol.2,Academic Press,New York,(1973) for solid phase synthesis及びE.Schroder and K.Lubke,The Peptides,Vol.1,Academic Press,New York,(1965) for solutuion synthesis及びHouben−Weyl,Synthesis of Peptide and Petidomimetics.4th ed.VolE22;M.Goodman,A.Felix,L.Moroder,C.Toniolo,Eds.,Thieme:New York,2004 for general synthesis techniquesに示されるような方法によって合成され得る。前記文献の開示は、参照としてここに組み込まれる。
一般に、これらの方法は、保護されたアミノ酸を順次付加し、ペプチド鎖を成長させることによってなされる。一般に、1番目のアミノ酸のアミノ基又はカルボキシル基のどちらか及びあらゆる反応性の側鎖基が保護される。その後、保護されたアミノ酸は、不活性な固体基材上に結合させられるか、又は溶液において利用され、適切に保護された、配列における次のアミノ酸がアミノ結合の形成をし易い条件下で付加される。全ての所望のアミノ酸を適切な順序において結合させた後、保護基及びあらゆる固体基材を除去することにより、粗ポリペプチドを得ることができる。該ポリペプチドを脱塩し、好ましくはクロマトグラフィーによって精製し、最終生成物を得る。
約40個未満のアミノ酸を有する、生理学的に活性な切断型のポリペプチド類似体の好ましい製造方法は、固相ペプチド合成を含む。該方法において、α−アミノ(Nα)官能基及びあらゆる反応性側鎖が酸又は塩基に敏感な基によって保護される。保護基は、ペプチド結合の形成条件に対して安定であり、かつ現存のペプチド鎖に影響を及ぼすことなく容易に除去できるものであるべきである。適当なα−アミノ保護基は、t−ブトキシカルボニル(Boc)基、ベンジルオキシカルボニル(Cbz)基、o−クロロベンジルオキシカルボニル基、ビフェニルイソプロピルオキシカルボニル基、t−アミルオキシカルボニル(Amoc)基、イソボルニルオキシカルボニル基、α,α−ジメチル−3,5−ジメトキシベンジルオキシカルボニル基、o−ニトロフェニルスルフェニル基、2−シアノ−t−ブトキシカルボニル基、9−フルオレニル−メトキシカルボニル(Fmoc)基等、好ましくはt−ブトキシカルボニル(Boc)基を含むが、これらに限定されない。適当な側鎖保護基は、アセチル基、ベンジル(Bzl)基、ベンジルオキシメチル(Bom)基、o−ブロモベンジルオキシカルボニル基、t−ブチル基、t−ブチルジメチルシリル基、2−クロロベンジル(Cl−z)基、2,6−ジクロロベンジル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、イソプロピル基、ピバリル基、テトラヒドロピラニ−2−イル基、トシル(Tos)基、トリメチルシリル基及びトリチル基を含むが、これらに限定されない。
固相合成において、C−末端アミノ酸は、まず適当な樹脂基材に結合される。適当な樹脂基材は、試剤及び段階的縮合の反応条件及び脱保護反応に不活性であり、かつ使用される溶剤に不溶性の材料である。市販で入手可能な樹脂の例は、反応基で変性されたスチレン/ジビニルベンゼン樹脂、例えば、塩化メチル化コ−ポリ−(スチレン−ジビニルベンゼン)、ヒドロキシメチル化コ−ポリ−(スチレン−ジビニルベンゼン)等を含む。ベンジル化、ヒドロキシメチル化フェニルアセトアミドメチル(PAM)樹脂が好ましい。化合物のC−末端がアミド基である場合、好ましい樹脂は、p−メチルベンズヒドリルアミノ−コ−ポリ(スチレン−ジビニル−ベンゼン)樹脂である。
PAM樹脂への結合は、Nα保護アミノ酸、好ましくはBoc−アミノ酸、例えばそのアンモニウム塩、セシウム塩、トリエチルアンモニウム塩、1,5−ジアザビシクロ−[
5.4.0]ウンデセ−5−エン塩、テトラメチルアンモニウム塩、又はエタノール、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)中同様の塩、好ましくはDMF中該セシウム塩と該樹脂を、高温で、例えば約40°ないし60°、好ましくは約50°において、約12ないし72時間、好ましくは約48時間反応させることによってなされ得る。
5.4.0]ウンデセ−5−エン塩、テトラメチルアンモニウム塩、又はエタノール、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)中同様の塩、好ましくはDMF中該セシウム塩と該樹脂を、高温で、例えば約40°ないし60°、好ましくは約50°において、約12ないし72時間、好ましくは約48時間反応させることによってなされ得る。
Nα−Boc−アミノ酸は、例えば、ジクロロメタン又はジメチルホルムアルデヒド、好ましくはジクロロメタン等の溶媒中での約10°ないし50°、好ましくは25°の温度における約2ないし約24時間、好ましくは約2時間のN,N’−ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)/1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)媒介カップリングによって、ベンズヒドリルアミン樹脂と結合させられ得る。
保護されたアミノ酸の連続カップリングは、技術的によく知られた方法によって、典型的には自動ペプチド合成機で行われ得る。トリエチルアミン又は同様の塩基を用いた中和後、各保護アミノ酸は、好ましくは、約1.5ないし2.5倍のモル過剰において導入され、カップリングは、周囲温度において、ジクロロメタン、DMF又はそれらの混合物等の不活性で非水の極性溶媒、好ましくはジクロロメタン中で行われる。典型的なカップリング剤は、単独で、又は1−ヒドロキシベンゾトリアゾール(HOBt)、O−アシルウレア、ベンゾトリアゾリ−1−イル−オキシトリス(ピロリジノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート(PyBop)、N−ヒドロキシスクシンイミド、他のN−ヒドロキシイミド又はオキシムの存在下において、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)、N,N’−ジイソプロピル−カルボジイミド(DIC)又は他のカルボジイミドである。もしくは、保護アミノ酸活性エステル(例えば、p−ニトロフェニル、ペンタフルオロフェニル等)又は対称無水物が使用され得る。
固相合成の終わりにおいて、十分に保護されたペプチドが樹脂から取り外される。樹脂基材への結合がベンジルエステル型のものである場合、開裂は、約−10°ないし50°、好ましくは約25°において、約12ないし24時間、好ましくは約18時間、アルキルアミドC−末端を有するペプチドを、アルキルアミン又はフルオロアルキルアミンを用いてアミノ分解することによって、又は未置換のアミドC−末端を有するペプチドを、例えば、アンモニア/メタノール又はアンモニア/エタノールを用いてアミノ分解することによってもたらされ得る。ヒドロキシC−末端を有するペプチドは、HF又は他の強酸を用いた脱保護処理によって又は鹸化によって開裂され得る。さもなくば、ペプチドは、例えばメタノールを用いてエステル交換し、その後、アミノ分解又は鹸化することによって樹脂から取り外され得る。保護されたペプチドは、シリカゲルクロマトグラフィーによって精製され得る。
側鎖保護基は、アミノ分解生成物を、例えば、アニソール又は他のカルボニウムイオン掃去剤の存在下で液状のフッ化水素無水物を用いて処理することによって、フッ化水素/ピリジン複合体を用いて処理することによって、トリス(トリフルオロアセチル)ボロン及びトリフルオロ酢酸を用いて処理することによって、水素、パラジウム炭素又はポリビニルピロリドンを用いて還元することによって、又は液状のアンモニア中ナトリムを用いて、好ましくは約−10°ないし10°、好ましくは約0°の温度において、約15分ないし2時間、好ましくは約1.5時間、液状のフッ化水素及びアニソールを用いて還元することによって、ペプチドから除去され得る。
ベンズヒドリルアミン樹脂上のペプチドにおいて、樹脂開裂及び脱保護工程は、上記したように、液状のフッ化水素及びアニソールを利用した単一工程として組み合わせられ得る。
溶液を脱塩し(例えば、陰イオン交換樹脂であるバイオラッドAG−3(登録商標:Bio−Rad AG−3)を用いて)、ペプチドを、以下の工程のいくつか又は全てを使用した一連のクロマトグラフィー工程によって精製し得る:酢酸形態の弱塩基性樹脂上でのイオン交換;非誘導性コ−ポリ(スチレン−ジビニルベンゼン)、例えばアンバーライトXAD(登録商標:Amber lite)上での疎水性吸着クロマトグラフィー;シリカゲル吸着クロマトグラフィー;カルボメチルセルロース上でのイオン交換クロマトグラフィー;例えば、セファデックスG−25(登録商標:Sephadex)上での分配クロマトグラフィー;向流分配;又は高性能液体クロマトグラフィー(HPLC)、特にオクチル−又はオクタデシルシリルシリカ(ODS)結合相カラムパッキング上での逆相HPLC。
そのため、本発明の他の観点は、ポリペプチド及びその医薬的に許容可能な塩の製造方法であって、該方法は、適当な樹脂基材上に保護されたアミノ酸を順次縮合し、保護基及び樹脂基材を除去し、生成物を精製し、PACAP及びVIPの生理学的に活性な切断型の相同体及び類似体、好ましくは、上記で定義したように、アミノ酸がC−末端において両親媒性α−へリックスペプチド配列を形成するところのPACAP及びVIP相同体及び類似体を得ることからなる方法に関する。
一般に、ペプチドは、Fmocケミストリー社製のFmoc−Rink−Amide−PEG樹脂上で合成した。アミノ酸側鎖の官能基のために使用した保護基は、以下の通りである:Glu、Tyr、Thr、Asp及びSerのためにt−ブチル基;Lys及びTrpのためにBoc基;ArgのためにPbf基;Asn及びHisのためにTrt基。N−αFmoc保護アミノ酸をEMDバイオサイエンス社(カリフォルニア州、サンディエゴ)から購入した。カップリング及び開裂のための試剤をアルドリッチ社(ミズーリ州、セントルイス)から購入した。溶媒はフィッシャー サイエンティフィック社(ニュージャージー州、フェアラウン)から購入した。
一般に、合成手順は、Fmoc保護基の除去及び保護されたアミノ酸のカップリングの繰り返しによって、樹脂上にぺプチド鎖を構築すること含む。合成において、Dde−Lys(Fmoc)−OHを、まず、Rink Amide樹脂上にカップリングした。その後、Fmoc保護基を、DMF中に20%のピペリジンによって除去した。ステアリン酸を、HBTU、HOBt及びNMMを使用してLysの側鎖上にカップリングした。Dde基をDMF中に2%のヒドラジンによって除去し、次のFmoc保護アミノ酸をカップリングした。HBTU及びHOBtはカップリング剤として使用し、NMMは塩基として使用した。最後のFmocアミノ保護基の除去後、DIC(4当量)及びHOBt(4等量)を用いて、吉草酸(4当量)をアミノ末端にカップリングした。側鎖の保護基の開裂及び除去のために、ペプチド樹脂を反応混液1で処理した。粗ペプチドを、冷エーテルにより沈殿させ、濾過によって収集した。
粗ペプチドの精製は、ウォータース社(マサチューセッツ州、ミルフォード)製の20mm×250mmカラムを使用したRP−HPLCによって行った。ペプチドを、TFA
緩衝液を使用して精製した。60分間で直線勾配が35ないし55%のアセトニトリルを使用した。統合画分(pooled fraction)を凍結乾燥した。ペプチド同定は、質量分析及びアミノ酸分析によって検証した。ペプチド純度は、分析用HPLCカラム(C18 カラム、4.6×250mm、スペルコ社製(ミズーリ州、セントルイス))クロマトグラフィーによって決定した。
緩衝液を使用して精製した。60分間で直線勾配が35ないし55%のアセトニトリルを使用した。統合画分(pooled fraction)を凍結乾燥した。ペプチド同定は、質量分析及びアミノ酸分析によって検証した。ペプチド純度は、分析用HPLCカラム(C18 カラム、4.6×250mm、スペルコ社製(ミズーリ州、セントルイス))クロマトグラフィーによって決定した。
上記手順を、以下の段階的手順にまとめ得る:
工程1.樹脂の膨潤:Fmoc−Rink−Amide−PEG樹脂をDCM(10mL/g樹脂)中で30分間、膨潤させた。
工程2.脱保護:
a.20%ピペリジン/DMF溶液(10mL/g樹脂)を該樹脂に添加した;
b.溶液を30分間撹拌した(全ての樹脂が反応容器中で流動性となるタイミングで開始した);
c.溶液を排出した。
工程3.洗浄:樹脂をDMF(10mL/g樹脂)を用いて、5回洗浄した。ニンヒドリン試験を行ったところ、陽性であった。
工程4.カップリング:
a.Fmoc−AA−OH(樹脂装填量から計算して3当量)及びHOBt(樹脂装填量に対して3当量)を計量し、プラスチックボトルに入れた。
b.固体をDMF(5mL/g樹脂)で溶解した
c.HBTU(樹脂装填量に対して3当量)を混合物へ添加し、NMM(樹脂装填量に対して6当量)を添加した。
d.混合物を樹脂に添加した。
e.樹脂の小さなサンプルにおけるニンヒドリン試験の結果が陰性となるまで、混合物を静かに10ないし60分間泡立てた(又は撹拌した)。
工程5.洗浄:樹脂をDMFで3回洗浄した。
工程6.ペプチドが構築されるまで、工程2から5を繰り返した。
工程7.N−末端Fmoc脱保護:工程2を繰り返した。
工程8.洗浄及び乾燥:
a.最終カップリング後、樹脂をDMFで3回、MeOHで1回、DCMで3回及びMeOHで3回洗浄した。
b.樹脂を真空下(例えば、水流吸引器)で2時間、及び高真空下(オイルポンプ)で最低でも12時間乾燥させた。
工程9.開裂:
a.乾燥樹脂をプラスチックボトル中に置き、開裂反応混液を添加した。混合物を室温において2.5時間振盪した。
b.樹脂を、減圧下で濾過することによって取り外した。樹脂をTFAで2回洗浄した。濾液を組み合わせ、8ないし10倍量の冷エーテルを添加し、沈殿物を得た。
c.粗ペプチドを濾過によって単離し、その後、冷エーテルで2回洗浄した。
工程1.樹脂の膨潤:Fmoc−Rink−Amide−PEG樹脂をDCM(10mL/g樹脂)中で30分間、膨潤させた。
工程2.脱保護:
a.20%ピペリジン/DMF溶液(10mL/g樹脂)を該樹脂に添加した;
b.溶液を30分間撹拌した(全ての樹脂が反応容器中で流動性となるタイミングで開始した);
c.溶液を排出した。
工程3.洗浄:樹脂をDMF(10mL/g樹脂)を用いて、5回洗浄した。ニンヒドリン試験を行ったところ、陽性であった。
工程4.カップリング:
a.Fmoc−AA−OH(樹脂装填量から計算して3当量)及びHOBt(樹脂装填量に対して3当量)を計量し、プラスチックボトルに入れた。
b.固体をDMF(5mL/g樹脂)で溶解した
c.HBTU(樹脂装填量に対して3当量)を混合物へ添加し、NMM(樹脂装填量に対して6当量)を添加した。
d.混合物を樹脂に添加した。
e.樹脂の小さなサンプルにおけるニンヒドリン試験の結果が陰性となるまで、混合物を静かに10ないし60分間泡立てた(又は撹拌した)。
工程5.洗浄:樹脂をDMFで3回洗浄した。
工程6.ペプチドが構築されるまで、工程2から5を繰り返した。
工程7.N−末端Fmoc脱保護:工程2を繰り返した。
工程8.洗浄及び乾燥:
a.最終カップリング後、樹脂をDMFで3回、MeOHで1回、DCMで3回及びMeOHで3回洗浄した。
b.樹脂を真空下(例えば、水流吸引器)で2時間、及び高真空下(オイルポンプ)で最低でも12時間乾燥させた。
工程9.開裂:
a.乾燥樹脂をプラスチックボトル中に置き、開裂反応混液を添加した。混合物を室温において2.5時間振盪した。
b.樹脂を、減圧下で濾過することによって取り外した。樹脂をTFAで2回洗浄した。濾液を組み合わせ、8ないし10倍量の冷エーテルを添加し、沈殿物を得た。
c.粗ペプチドを濾過によって単離し、その後、冷エーテルで2回洗浄した。
以下の化学薬品及び溶媒を上記合成手順において使用した:NMM(N−メチルモルホリン);HBTU(2−(1H−ベンゾトリアゾリ−1−イル)−1,1,3,3−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート);HOBt(1−ヒドロキシベンゾトリアゾール);DMF(ジメチルホルムアミド);DCM(ジクロロメタン);メタノール;ジエチルエーテル;ピペリジン;Tis(トリイソプロピルシラン);チオアニソール;フェノール;EDT(1,2−エタンジチオール);トリフルオロ酢酸反応混液1:TFA/チオアニソール/フェノール/H2O/EDT(87.5/5/2.5/2.5/2.5 v/v);TFA緩衝液A(水中に0.1%のTFA);及びTFA緩衝液B(アセトニトリル中に0.1%のTFA)。
実施例4:ポリペプチドの組み換え合成
二者択一的に、本発明のポリペプチドは、所望のポリペプチドをエンコードする遺伝子のクローニング及び発現によって製造され得る。該方法では、所望のDNA配列を含むプラスミドを製造し、該プラスミドを適当な宿主微生物、典型的には大腸菌等の細菌、又はサッカロミセス セレビシア等の酵母中に挿入し、該宿主微生物を誘導し、該プラスミド及び本発明のポリペプチド類似体をエンコードするcDNAの多数のコピーを製造する。
二者択一的に、本発明のポリペプチドは、所望のポリペプチドをエンコードする遺伝子のクローニング及び発現によって製造され得る。該方法では、所望のDNA配列を含むプラスミドを製造し、該プラスミドを適当な宿主微生物、典型的には大腸菌等の細菌、又はサッカロミセス セレビシア等の酵母中に挿入し、該宿主微生物を誘導し、該プラスミド及び本発明のポリペプチド類似体をエンコードするcDNAの多数のコピーを製造する。
まず、選択されたPACAP又はVIP類似体をコードする合成遺伝子を、その後の改変を容易にするために、慣用の制限酵素開裂部位を用いて設計する。ここに参照として組み込まれる、マリスらによる米国特許第4,683,195号明細書及び米国特許第4,683,202号明細書に教示されるポリメラーゼ鎖反応(PCR)が、配列を増幅させるために使用され得る。
増幅した合成遺伝子は、単離され、4個の遺伝子のコピーが相前後して挿入され得るところの、Trp LE プラスミド等の適当なプラスミドに連結され得る。Trp LE
プラスミドの製造は、参照としてここに組み込まれる米国特許第4,738,921号明細書及び欧州特許第0212532号明細書に記載されている。Trp LE プラスミドは、一般に、Trp E プラスミドの8ないし10倍以上のタンパク質を製造する。その後、多数のコピー遺伝子は、大腸菌又はサッカロミセス セレビシア等の適当な宿主中で発現され得る。
プラスミドの製造は、参照としてここに組み込まれる米国特許第4,738,921号明細書及び欧州特許第0212532号明細書に記載されている。Trp LE プラスミドは、一般に、Trp E プラスミドの8ないし10倍以上のタンパク質を製造する。その後、多数のコピー遺伝子は、大腸菌又はサッカロミセス セレビシア等の適当な宿主中で発現され得る。
Trp LE 18Prot(Ile3、Pro5)は、本発明において、発現ベクターとして使用され得る。Trp LE 18Prot(Ile3、Pro5)は、以下のエレメントを含む:アンピシリン耐性遺伝子及びプラスミドの複製起点を含むpBR322フラグメント(EcoRI−BamHI);trpプロモーター及びtrp E遺伝子を含むEcoRI−SacIIフラグメント;HIVプロテアーゼ(Ile3、Pro5)遺伝子フラグメント(SacII−Hind III);bGFR遺伝子フラグメント(Hind III−Bam HI);及び大腸菌rpoc遺伝子由来の転写ターミネーター。HIVプロテアーゼ及びbGRF遺伝子フラグメントは重要ではなく、所望により他のコード配列と置き換えられ得る。
その後、発現した多量体の融合タンパク質を、細胞内で安定な封入体中に蓄積し、遠心
分離によって他の細胞タンパク質から分離し得た。単離した融合タンパク質をモノマー状のPACAP又はVIP類似体に転換し、陽イオン交換及び/又は逆相HPLCによって精製し得た。
分離によって他の細胞タンパク質から分離し得た。単離した融合タンパク質をモノマー状のPACAP又はVIP類似体に転換し、陽イオン交換及び/又は逆相HPLCによって精製し得た。
クローニング、増幅、発現及び精製の代替法は、当業者に明らかであり得る。典型的な方法は、参照としてここに組み込まれるManiatis,et al.,Molecular Cloning,a Laboratory Manual,3rd Ed.,Cold Spring Harbor Laboratory(2001)に開示されている。
実施例5:島細胞静置培養物を用いた生体外バイオアッセイ
以下の例示的な生体外バイオアッセイを行い、典型的なポリペプチド類似体のインシュリン分泌調節能力を評価した。
以下の例示的な生体外バイオアッセイを行い、典型的なポリペプチド類似体のインシュリン分泌調節能力を評価した。
島細胞単離
ラットの島細胞を、ぺントバルビタールナトリウムの腹腔内投与(35mg/230g
ラット)によって麻酔した約250gの雄のフィッシャーラットから採取した(Sweet IR,et al.(2004)Biochem.Biophys.Res.Commun.314,976−983)。一般に、島細胞は、部分的に解剖された膵臓の膵管中にコラーゲナーゼ(0.23mg/mLのリベラーゼ(インディアナ州、インディアナポリス、ロッシュ モレキュラー バイオケミカルズ社製) 10mL)を注入し、それを外科的に除去することによって製造される。全ての手順は、アメリカ合衆国、ワシントン大学の所内動物実験委員会によって認可されている。
ラットの島細胞を、ぺントバルビタールナトリウムの腹腔内投与(35mg/230g
ラット)によって麻酔した約250gの雄のフィッシャーラットから採取した(Sweet IR,et al.(2004)Biochem.Biophys.Res.Commun.314,976−983)。一般に、島細胞は、部分的に解剖された膵臓の膵管中にコラーゲナーゼ(0.23mg/mLのリベラーゼ(インディアナ州、インディアナポリス、ロッシュ モレキュラー バイオケミカルズ社製) 10mL)を注入し、それを外科的に除去することによって製造される。全ての手順は、アメリカ合衆国、ワシントン大学の所内動物実験委員会によって認可されている。
膵臓を、0.23mg/mLのリベラーゼ 5mLを含む15mL円錐管中に置き、37℃において30分間培養した。その後、消化物(digestate)を、400マイクロメーターのステンレス鋼スクリーンに通して濾過し、ハンクス緩衝塩溶液ですすぎ、オプティプレプ(Optiprep)(ノルウェー国、オスロ、ニコメド社製)の勾配溶液中で精製した。10%(v/v)の熱不活性のウシ胎仔血清(FBS)、抗生物−抗真菌物質(100U/mL ペニシリン、100lg/mL ストレプトマイシン及び0.25lg/mL アムホテリシン B)、2mMのグルタミン(全て、ニューヨーク州、グランドアイランドのジブコ−BRL社製)及び1mMのβ−メルカプトエタノールを補給したPRMI メディア 1640(PRMI Media 1640)中で分析を行う前に、島細胞を18ないし24時間培養した。
バイオアッセイ
島細胞を顕微鏡下で採取し、洗浄のために、3mM クレブス リンガー バッファー(Krebs Ringer Buffer)(KRB)溶液10mL中に置いた。島細胞を3mM グルコース KRB中で60分間培養し、その後、1ウェル当りに10個の島細胞の群を96−ウェルプレート中200μLの媒体中に置いた。島細胞を、調節又は処理条件下で120分間培養し、上澄みを収集した。典型的な試験条件は、3mM グルコース(静止対照(resting control))、16mM グルコース(試験対照)、16mM グルコース+10nm GLP1、16mM グルコース+10nM
エキセンディン−4、16mM グルコース+50nM 試験ペプチドである。緩衝液条件は、0.1% BSA、20mM HEPESを有するKRBであり、分析は繰り返し4回行った。上澄みのインシュリン含有量を、市販のインシュリン酵素−結合イムノソルベント(ELISA)アッセイを製造者の指示に従い使用して評価した。
島細胞を顕微鏡下で採取し、洗浄のために、3mM クレブス リンガー バッファー(Krebs Ringer Buffer)(KRB)溶液10mL中に置いた。島細胞を3mM グルコース KRB中で60分間培養し、その後、1ウェル当りに10個の島細胞の群を96−ウェルプレート中200μLの媒体中に置いた。島細胞を、調節又は処理条件下で120分間培養し、上澄みを収集した。典型的な試験条件は、3mM グルコース(静止対照(resting control))、16mM グルコース(試験対照)、16mM グルコース+10nm GLP1、16mM グルコース+10nM
エキセンディン−4、16mM グルコース+50nM 試験ペプチドである。緩衝液条件は、0.1% BSA、20mM HEPESを有するKRBであり、分析は繰り返し4回行った。上澄みのインシュリン含有量を、市販のインシュリン酵素−結合イムノソルベント(ELISA)アッセイを製造者の指示に従い使用して評価した。
バイオアッセイの結果
表2は、類似体TP−106の上記アッセイにおいて得られたインシュリン分泌を説明
し、200nMの濃度において、該アッセイにおける最大活性が示された。比較のために、エキセンディン−4をこのアッセイにおいて試験したところ、10nMにおいて最大活性を示した。TP−106は、疎水性の高い類似体であり、sc注入部位で持続するように設計されたため、TP−106の有効濃度は、ほんのわずかの濃度(200nM)よりも非常に低いことが予期される。
表2.TP−106を用いた島細胞静置培養物のバイオアッセイの結果
表2は、類似体TP−106の上記アッセイにおいて得られたインシュリン分泌を説明
し、200nMの濃度において、該アッセイにおける最大活性が示された。比較のために、エキセンディン−4をこのアッセイにおいて試験したところ、10nMにおいて最大活性を示した。TP−106は、疎水性の高い類似体であり、sc注入部位で持続するように設計されたため、TP−106の有効濃度は、ほんのわずかの濃度(200nM)よりも非常に低いことが予期される。
表2.TP−106を用いた島細胞静置培養物のバイオアッセイの結果
上記した島細胞静置培養物アッセイを、更なる例示的なポリペプチド類似体を用いて行った。TP−107は、100nMの濃度において、該アッセイにおける最大活性を示した。比較のために、エキセンディン−4をこのアッセイにおいて試験したところ、10nMにおいて最大活性を示した。本発明のポリペプチドは、血清アルブミンと結合するように設計されたため、該生体外アッセイにおいて示されるよりも、インシュリン活性を付与する遊離ペプチドの濃度は非常に低く、該類似体は該生体外バイオアッセイで示されるよりも強力であることが予期される。
表3.TP−107及びTP−108を用いた島細胞静置培養物のバイオアッセイの結果
表3.TP−107及びTP−108を用いた島細胞静置培養物のバイオアッセイの結果
実施例6:生体内バイオアッセイ
以下の例示的な生体内アッセイを行い、典型的なポリペプチド類似体のインシュリン分泌調節能力を評価した。
以下の例示的な生体内アッセイを行い、典型的なポリペプチド類似体のインシュリン分泌調節能力を評価した。
試験された研究群
投薬を受けたことがない8週齢の雌のdb/dbマウスを、1週間、実験手順に順応させるため定期的に扱い、環境に順応させた。研究群は、1群当り6匹のマウスを含み、以下の一つを腹腔内投与によって投与した:
(1)賦形剤対照;
(2)陽性対照(エキセンディン−4又は他の標準処理);
(3)高用量のポリペプチド類似体;又は
(4)低用量のポリペプチド類似体。
血液サンプルのために、尾部の先端を切り、少量の血液を採取した。血糖値は、市販の携帯用血糖測定器で決定した。1日目の朝に、動物に、ポリペプチド類似体及び対照を注入した。注入直前及び注入から2、4、8、14及び24時間後に、血液サンプルを採取し、分析した。動物は、アッセイの間中、不断給餌とした(Tsutsumi et al.,Diabetes 51:1453−60(2002))。
投薬を受けたことがない8週齢の雌のdb/dbマウスを、1週間、実験手順に順応させるため定期的に扱い、環境に順応させた。研究群は、1群当り6匹のマウスを含み、以下の一つを腹腔内投与によって投与した:
(1)賦形剤対照;
(2)陽性対照(エキセンディン−4又は他の標準処理);
(3)高用量のポリペプチド類似体;又は
(4)低用量のポリペプチド類似体。
血液サンプルのために、尾部の先端を切り、少量の血液を採取した。血糖値は、市販の携帯用血糖測定器で決定した。1日目の朝に、動物に、ポリペプチド類似体及び対照を注入した。注入直前及び注入から2、4、8、14及び24時間後に、血液サンプルを採取し、分析した。動物は、アッセイの間中、不断給餌とした(Tsutsumi et al.,Diabetes 51:1453−60(2002))。
表4は、上記生体内アッセイから得られた典型的なサンプリングデータを列挙する。以下に示すように、高用量のTP−106は、注入から2時間後において、統計的に有意な活性(例えば、血漿グルコースの減少)を示し、投与から4時間後においても活性を維持した。
表4.TP−103及びTP−106を用いた生体内アッセイの結果
*s.d.=標準偏差
表4.TP−103及びTP−106を用いた生体内アッセイの結果
実施例7:本発明の使用
本発明のポリペプチドは、様々な代謝性疾患の予防及び治療に有用である。特に、本発明の化合物は、高血糖値、高血糖症、II型糖尿病を含む糖尿病、インシュリン耐性、代謝性アシドーシス及び肥満の予防及び治療処置に適応される。
本発明のポリペプチドは、様々な代謝性疾患の予防及び治療に有用である。特に、本発明の化合物は、高血糖値、高血糖症、II型糖尿病を含む糖尿病、インシュリン耐性、代謝性アシドーシス及び肥満の予防及び治療処置に適応される。
一般に、本発明のポリペプチド又はその塩は、1日当り約0.01ないし1μg/kg(体重)、好ましくは1日当り約0.07ないし約0.2μg/kg(体重)の量で投与される。50kgの女性患者において、活性有効成分の1日量は、約0.5ないし約50μg、好ましくは約3.5ないし約10μgである。馬、犬及び畜牛等の他の哺乳動物においては、より高い用量が必要とされ得る。該用量は、慣用の医薬組成物の形態で、単回投与によって、複合投与によって、又は最も効果的な結果を達成するまで必要に応じて放出制御することを通して、好ましくは1日1回以上の注入によって配送され得る。
他の態様において、本発明のポリペプチドは、代謝性疾患の治療に有用な他の化合物と組み合わせて投与され得る。例えば、本発明のポリペプチドは、本発明のポリペプチドと組み合わせて投与され得るインシュリン、インシュリン類似体、インクレチン、インクレチン類似体、グルカゴン様ペプチド、グルカゴン様ペプチド類似体、エキセンディン、エキセンディン類似体、スルホニルウレア、ビグアニド、α−グルコシダーゼ阻害剤、チアゾリジンジオン、ペルオキシソーム増殖剤応答性受容体(α、β又はγサブタイプのPPAR受容体に作用する試剤及び/又は複数のサブタイプのPPAR受容体に作用する試剤
を含むところのPPAR)アゴニスト、PPARアンタゴニスト及びPPAR部分アゴニストを含むが、これらに限定されない代謝性疾患の治療に使用される1種以上の化合物と共に投与され得る。
を含むところのPPAR)アゴニスト、PPARアンタゴニスト及びPPAR部分アゴニストを含むが、これらに限定されない代謝性疾患の治療に使用される1種以上の化合物と共に投与され得る。
正確な用量及び組成物の選択、及び最も適当な配送レジメン(delivery regimen)は、とりわけ、選択されたポリペプチドの薬理学的特性、処方される疾患の性質及び重さ及び受容者の体調及び知力(mental acuity)に左右され得る。
典型的な配送レジメンは、経口投与、非経口投与(皮下投与、筋内投与及び静脈内投与を含む)、直腸投与、口腔投与(舌下投与を含む)、経皮投与及び経鼻投与を含む。
医薬的に許容可能な塩は、毒性の副作用なく、もとのポリペプチドの所望の生物学的活性を保持する。このような塩の典型的な例は、(a)無機酸、例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、リン酸、硝酸等と形成される酸付加塩;例えば、酢酸、蓚酸、酒石酸、琥珀酸、マレイン酸、フマル酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸、アスコルビン酸、安息香酸、タンニン酸、パモン酸、アルギン酸、ポリグルタミン酸、ナフタレンスルホン酸、ナフタレンジスルホン酸、ポリガラツロン酸等の有機酸と形成される塩;(b)亜鉛、カルシウム、ビスマス、バリウム、マグネシウム、アルミニウム、銅、コバルト、ニッケル、カドミウム等の多価金属カチオンと形成される塩基付加塩;又は、N,N’−ジベンジルエチレンジアミン又はエチレンジアミンから形成される有機カチオンとの塩;又は(c)(a)と(b)の組み合わせ、例えばタンニン酸亜鉛等である。
本発明の更なる観点は、医薬的に許容可能な非毒性のキャリヤーとの混合物において、有効成分として、本発明のポリペプチド又はその医薬的に許容可能な塩を含む医薬組成物に関する。上記で言及したように、該組成物は、非経口(皮下、筋内及び静脈内を含む)投与のために、特に溶液又は懸濁液の形態で;経口投与又は口腔投与のために、特にタブレット又はカプセルの形態で;経鼻投与のために、特に粉末、点鼻薬又はエアロゾルの形態で;及び、直腸投与又は経皮投与のために、製造され得る。
該組成物は、投与形態単位において都合良く投与され得、かつ、例えば、参照としてここに組み込まれるRemington’s Pharmaceutical Sciences,17th ed.,Mack Publishing Company,Easton,Pa.,(1985)に記載されるような、医薬技術においてよく知られるいずれかの方法によって製造され得る。非経口投与製剤は、賦形剤として、殺菌水又は生理食塩水、プロピレングリコール等のアルキレングリコール、ポリエチレングリコール等のポリアルキレングリコール、植物性油、水素化ナフタレン等を含み得る。経口投与のために、該製剤は、胆汁塩又はアシルカルニチンの添加によって強化され得る。経鼻投与製剤は、固体であり得、賦形剤、例えばラクトース又はデキストランを含み得るか、又は、点鼻薬又は定量スプレー形態における使用のために、水性又は油性溶液であり得る。口腔投与のために、典型的な賦形剤は、糖、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、プレゼラチン化澱粉等を含む。
経鼻投与のために製剤化される場合、鼻粘膜を経た吸収は、約0.2ないし15質量%、好ましくは約0.5ないし4質量%、最も好ましくは約2質量%の範囲の量の界面活性剤酸、例えばグリココール酸、コール酸、タウロコール酸、エトコール酸(ethocholic acid)、デオキシコール酸、ケノデオキシコール酸、デヒドロコール酸、グリコデオキシコール酸、シクロデキストリン等によって強化され得る。刺激が低く、より高い効率を示す更なる吸着強化剤類は、テトラデシルマルトシド等のアルキルマルトシド類である(Arnold,JJ,et al.(2004).J Pharm.Sci
.93,2205−13及びその中の参照文献、これらの全ては参照としてここに組み込まれる。)。
.93,2205−13及びその中の参照文献、これらの全ては参照としてここに組み込まれる。)。
患者への長期間、例えば、1週間ないし1年間に渡る本発明の化合物の配送は、所望の放出期間のために十分な有効成分を含む放出制御製剤の単回投与によってなされ得る。モノリシック又は持続型のマイクロカプセル、持続性インプラント(depot implant)、浸透圧ポンプ、小胞、ミセル、リポソーム、経皮パッチ、イオントフォレーゼデバイス(iontophoretic device)及び、さもなくば注入投与形態等の様々な放出制御製剤がこの目的のために利用され得る。有効成分の配送が望まれるところの部位における局在性は、いくつかの放出制御デバイスの更なる特徴であり、そしてそれは特定疾患の治療において有効であると立証され得る。
放出制御製剤の一つの形態は、参照としてここに組み込まれる米国特許第4,675,189号明細書、ケント、ルイス、サンダー及びタイスの先駆的な研究に記載されるような、徐々に分解する非毒性で非抗原性のポリマー、例えばコポリ(乳/グリコール)酸中に分散又はカプセル化されたポリペプチド又はその塩を含む。化合物、又は好ましくはそれらの比較的に不溶性の塩はまた、コレステロール又は他の脂質マトリックスペレット又はシラストマー(silastomer)マトリックスインプラント中にも配合され得る。更なる徐放性の持続性インプラント又は注射製剤は当業者に明らかであり得る。例えば、参照としてここに組み込まれるSustained and Controlled Release Drug Delivery Systems,J.R.Robinson ed.,Marcel Dekker,Inc.,New York,1978及びR.W.Baker,Controlled Release of Biologically Active agents,John Wiley&Sons,New York,1978参照。
本願明細書で言及した全ての刊行物及び特許出願は、各々の独立した刊行物又は特許出願が、具体的かつ個々に参照として組み込まれることを示すのと同程度に参照としてここに組み込まれる。
上記した実施例及び論議は、典型的な本発明の化合物の合成及び試験を説明することを目的とし、それは、更なる変更が可能であると理解され得、添付した特許請求の範囲を制限するように構成されるべきではない。
参照
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Claims (19)
- (a)式(I)
nは1ないし3を表わし、
Haaは、親水性アミノ酸を表わし、
Laaは、新油性アミノ酸を表わし、
acylは、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を表わし、
long acylは、炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わし、
Xは、OH又はNHR1(式中、R1はH又は低級アルキル基、ハロアルキル基又はPEGを表わす。)を表わし、
aa1は、Gly又はAlaを表わし、
aa2は、Val、Ile又はLeuを表わし、
aa3は、Asp又はArgを表わし、
aa4は、Ser又はAsnを表わし、
aa5は、Ser又はThrを表わし、
aa6は、Leu又はTyrを表わし、
aa7は、Met、Leu又はValを表わし、
aa8は、Ala又はValを表わし、
aa9は、Asn、Gln又はAlaを表わし、
aa10は、Trp、Ala又はSerを表わし、
aa11は、Ile又はValを表わし、
aa12は、Leu又はLysを表わし、
aa13は、Lys、Arg、Asn又はGlyを表わし、
aa14は、Ala又はGlyを表わし、
aa15は、Lys又はArgを表わし、
aa16は、Lys又はArgを表わす。]に対応するポリペプチド、
(b)式(II)
nは1ないし3を表わし、
Haaは、親水性アミノ酸を表わし、
Laaは、親油性アミノ酸を表わし、
acylは、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を表わし、
long acylは、炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わし、
Xは、OH又はNHR1(式中、R1はH又は低級アルキル基、ハロアルキル基又はPEGを表わす。)を表わし、
aa1は、Gly又はAlaを表わし、
aa2は、Val、Ile又はLeuを表わし、
aa3は、Asp又はArgを表わし、
aa4は、Ser又はAsnを表わし、
aa5は、Ser又はThrを表わし、
aa6は、Leu又はTyrを表わし、
aa7は、Met、Leu又はValを表わし、
aa8は、Ala又はValを表わし、
aa9は、Asn、Gln又はAlaを表わし、
aa10は、Trp、Ala又はSerを表わし、
aa11は、Ile又はValを表わし、
aa12は、Leu又はLysを表わし、
aa13は、Lys、Arg、Asn又はGlyを表わし、
aa14は、Ala又はGlyを表わし、
aa15は、Lys又はArgを表わし、
aa16は、Lys又はArgを表わし、
aa17は、存在しないか又はGlnを表わす。]に対応するポリペプチド、
(c)式(III)
nは1ないし3を表わし、
Haaは、親水性アミノ酸を表わし、
Laaは、新油性アミノ酸を表わし、
acylは、炭素原子数2ないし16のアシル鎖を表わし、
long acylは、炭素原子数12ないし24のアシル鎖を表わし、
aa1は、Gly又はAlaを表わし、
aa2は、Val、Ile又はLeuを表わし、
aa3は、Asp又はArgを表わし、
aa4は、Ser又はAsnを表わし、
aa5は、Ser又はThrを表わし、
aa6は、Leu又はTyrを表わし、
aa7は、Met、Leu又はValを表わし、
aa8は、Ala又はValを表わし、
aa9は、Asn、Gln又はAlaを表わし、
aa10は、Trp、Ala又はSerを表わし、
aa11は、Ile又はValを表わし、
aa12は、Leu又はLysを表わし、
aa13は、Lys、Arg、Asn又はGlyを表わし、
aa14は、Ala又はGlyを表わし、
aa15は、Lys又はArgを表わし、
aa16は、Lys又はArgを表わす。]に対応するポリペプチド、及び
(d)配列識別番号1ないし38から選択されるポリペプチド、
からなる群から選択される血管活性腸管ポリペプチド。 - acylが炭素原子数4ないし8のアシル鎖を表わし、long acylが炭素原子数6ないし14のアシル鎖を表わし、PEGが炭素原子数2ないし20の鎖のポリエチレングリコール鎖を表わす請求項1に記載のポリペプチド。
- 請求項1に記載のポリペプチドの製造方法であって、該方法は、保護されたアミノ酸をペプチド鎖に順次付加し、保護基を除去し、脱塩し、ポリペプチドを精製することにより
ポリペプチドを合成することからなる方法。 - 請求項1に記載のポリペプチドの製造方法であって、前記ポリペプチドをエンコードする遺伝子を発現させ、発現したポリペプチドを精製することを含む方法。
- 請求項1に記載のポリペプチドをエンコードする発現ベクター。
- 請求項5に記載の発現ベクターで形質転換された宿主細胞。
- 有効量の請求項1に記載のポリペプチド又はその許容可能な塩、及び少なくとも1種の医薬的に許容可能なキャリヤー又は賦形剤からなる医薬組成物。
- 更に、インシュリン、インシュリン類似体、インクレチン、インクレチン類似体、グルカゴン様ペプチド、グルカゴン様ペプチド類似体、エキセンディン、エキセンディン類似体、スルホニルウレア、ビグアニド、α−グルコシダーゼ阻害剤、チアゾリジンジオン、ペルオキシソーム増殖剤応答性受容体(PPAR)アゴニスト、PPARアンタゴニスト及びPPAR部分アゴニストからなる群から選択される少なくとも1種の化合物の有効量を含む請求項7に記載の医薬組成物。
- 高血糖値の治療方法であって、該方法は、治療有効量の請求項1に記載のポリペプチドを投与することからなる方法。
- 更に、インシュリン、インシュリン類似体、インクレチン、インクレチン類似体、グルカゴン様ペプチド、グルカゴン様ペプチド類似体、エキセンディン、エキセンディン類似体、スルホニルウレア、ビグアニド、α−グルコシダーゼ阻害剤、チアゾリジンジオン、PPARアゴニスト、PPARアンタゴニスト及びPPAR部分アゴニストからなる群から選択される少なくとも1種の化合物の治療有効量を投与することを含む請求項9に記載の方法。
- 糖尿病の治療方法であって、該方法は、治療有効量の請求項1に記載のポリペプチドを投与することからなる方法。
- 前記糖尿病がII型糖尿病である請求項11に記載の方法。
- 更に、インシュリン、インシュリン類似体、インクレチン、インクレチン類似体、グルカゴン様ペプチド、グルカゴン様ペプチド類似体、エキセンディン、エキセンディン類似体、スルホニルウレア、ビグアニド、α−グルコシダーゼ阻害剤、チアゾリジンジオン、PPARアゴニスト、PPARアンタゴニスト及びPPAR部分アゴニストからなる群から選択される少なくとも1種の化合物の治療有効量を投与することを含む請求項11に記載の方法。
- インシュリン耐性の治療方法であって、該方法は、治療有効量の請求項1に記載のポリペプチドを投与することからなる方法。
- 更に、インシュリン、インシュリン類似体、インクレチン、インクレチン類似体、グルカゴン様ペプチド、グルカゴン様ペプチド類似体、エキセンディン、エキセンディン類似体、スルホニルウレア、ビグアニド、α−グルコシダーゼ阻害剤、チアゾリジンジオン、PPARアゴニスト、PPARアンタゴニスト及びPPAR部分アゴニストからなる群から選択される少なくとも1種の化合物の治療有効量を投与することを含む請求項14に記載の方法。
- 代謝性アシドーシスの予防方法であって、該方法は、治療有効量の請求項1に記載のポリペプチドを投与することからなる方法。
- 更に、インシュリン、インシュリン類似体、インクレチン、インクレチン類似体、グルカゴン様ペプチド、グルカゴン様ペプチド類似体、エキセンディン、エキセンディン類似体、スルホニルウレア、α−グルコシダーゼ阻害剤、チアゾリジンジオン、PPARアゴニスト、PPARアンタゴニスト及びPPAR部分アゴニストからなる群から選択される少なくとも1種の化合物の治療有効量を投与することを含む請求項16に記載の方法。
- 肥満の治療方法であって、該方法は、治療有効量の請求項1に記載のポリペプチドを投与することからなる方法。
- 更に、インシュリン、インシュリン類似体、インクレチン、インクレチン類似体、グルカゴン様ペプチド、グルカゴン様ペプチド類似体、エキセンディン、エキセンディン類似体、スルホニルウレア、ビグアニド、α−グルコシダーゼ阻害剤、チアゾリジンジオン、PPARアゴニスト、PPARアンタゴニスト及びPPAR部分アゴニストからなる群から選択される少なくとも1種の化合物の治療有効量を投与することを含む請求項18に記載の方法。
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