JP2017534593A - オキシントモジュリン類似体 - Google Patents

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Abstract

本発明に係るオキシントモジュリン類似体は、GLP−1R/GCGRをダブルターゲットとしてアゴニスト活性を示し、安定性及び生体活性が高く、目立った副作用がない。また、本発明に係るオキシントモジュリン類似体は、過度摂食、肥満症及び糖尿病を対象とする治療薬の製造に応用可能である。【選択図】なし

Description

本発明は生化学の技術分野に属し、具体的にはオキシントモジュリン類似体のペプチドに関する。また、本発明は上記新規オキシントモジュリン類似体の治療用途に関する。
糖尿病(Diabetes mellitus,DM)はインスリンの相対的不足又は絶対的不足を特徴とする代謝性疾患であり、インスリンの相対的又は絶対的不足に起因して高血糖症状を発症する結果、三大栄養素の代謝障害を引き起こし、最終的には患者の正常な生理機能を阻害して合併症を併発する場合がある。現在、各国で糖尿病患者が日増しに増え、20歳〜79歳の成人のうち糖尿病患者数が2013年の時点で3.82億に達し、2030年には4.39億に達する予測になっている。その中でも中国は世界一の糖尿病大国であり、糖尿病患者数が約1.1億であり、その規模が迅速に拡大しつつある。肥満症は糖尿病に繋がる一要因であり、約90%の2型糖尿病の罹患者が肥満体質に帰属される。また、世界規模で2億4千6百万人という糖尿病患者が存在し、2025年には糖尿病患者が3億8千万人に達するとも言われ、そのうちの多くは更に高・異常LDLとトリグリセリド、低HDL等といった心臓血管リスクを伴っている。糖尿病の根治が現時点で不可能であることから、患者は生涯に亘って薬物を使用せざるを得ない窮境に直面し、その一方で、従来の糖尿病治療薬はそれぞれ各自の問題を抱え、新しい糖尿病治療薬への期待が高まっている。
ペプチド類薬物は、低分子医薬品、並びにタンパク質医薬品に比べて以下の優勢がある。つまり、1)その多くが内因性ペプチド又は天然ペプチドであるため、その構造と作用機構が明確であり、2)一般の低分子薬物に比べてより高い活性を示すと共に、投与量及び副作用が低く、加えて代謝産物が副作用のないアミノ酸であり、3)外因性タンパク質に比べて免疫原性が抑えられ、且つ化学合成できることから製品純度が高く、品質制御も可能であり、4)経口投与で消化管によって消化されることが少なく、タンパク質分子が消化酵素によって分解されて経口投与が困難であるという欠点を解消することができる。
グルカゴン様ペプチド−1(Glucagon−like peptide−1,GLP−1)はインクレチン(Incretin)の1種であり、主に小腸粘膜L細胞から分泌されるペプチドである。グルカゴン様ペプチド−1は、GLP−1−(7−37)とGLP−1−(7−36)−アミドの2種類の活性タイプに分けられ、そのうち、GLP−1は特異的受容体であるグルカゴン様ペプチド−1受容体(GLP−1R)に結合して抗糖尿病効果を示し、主な生理機能として膵臓β細胞の機能改善、インスリンの分泌促進と同時に、食後血糖値を下げて血糖恒常性を維持し、インスリンの生合成を促進し、グルカゴン分泌及び胃腸蠕動を抑制し、特に胃内容の排出を抑えて満腹感を増加させ、並びに食欲を抑えて体重調整を行うことが挙げられる。GLP−1は、従来の糖尿病治療薬に比べて血糖恒常性を維持し、体重調整に効果的であるというメリットがある(Cardiovascular effects of glucagonlike peptide−1 agonists,Am J Cardiol.2011;108:33B−41B.Cardiovascular effects of the DPP−4 inhibitors,Diab Vasc Dis Res.2012;9:109−16.Incretin mimetics as a novel therapeutic option for hepatic steatosis,Liver Int.2006;26:1015−7.)。GLP−1は半減期が極めて短く、分泌後に速やかにジペプチジルペプチダーゼ−IV(Dipeptidyl−peptidase−IV,DPP−IV)又は中性エンドペプチダーゼ(Neutral endopeptidase,NEP)24.11によって分解されるため、GLP−1の臨床応用に支障をきたし、酵素抵抗性を示すGLP−1受容体作動薬が期待されている。
ところで、臨床検証でGLP−1受容体作動薬が主に以下の幾つかの面で欠点があることが実証されている。
GLP−1受容体作動薬は半減期が短いため注射頻度が高くなり、患者に不便を感じさせることがあり、更に、薬物動態学及び安全性が未だに完全に掌握できていないため、導入された外因性化学物質がどのような経路を介して分解・排出し、人体にどのような影響をもたらすかが何れも不明であり、なおさら検証する必要がある。最新の前臨床研究から、グルカゴン様ペプチド−1受容体及びグルカゴン受容体(GLP−1R/GCGR)両者を均等に認識してダブルターゲットとする作動薬は、GLP−1R特異的な作動薬に比べて肥満マウスの治療においてより効果的であり、且つより優れた安全性に加えて血糖制御においても改善効果があることが証明されている(A new glucagon and GLP−1 co−agonist eliminates obesity in rodents,Nat Chem Biol.2009;5:749−57.)。これに関連してオキシントモジュリン(Oxyntomodulin,OXM)についても研究が盛んに行われている。オキシントモジュリンは腸管上皮L細胞から分泌される低分子ペプチド類ホルモンであり、37個のアミノ酸からなる内因性グルカゴン前駆体である。オキシントモジュリンはGLP−1R/GCGR両者を均等に認識してダブルターゲットとする作動薬であり、GLP−1受容体に比してグルカゴン受容体に対する親和性が2倍低く、且つ天然グルカゴンとGLP−1に比して両者の受容体に対して低い親和性を示している。天然オキシントモジュリンは生理活性がさほど高いものではないが、臨床研究から4週間連続して天然オキシントモジュリンを皮下注射した場合、患者体重が著しく低下し、摂食量も抑えられることが確認できている(Subcutaneous oxyntomodulin reduces body weight in overweight and obese subjects:a double−blind,randomized,controlled trial,Diabetes.2005,54:2390−5.)。一方、オキシントモジュリンは半減期が短く、細胞表面に局在するジペプチジルペプチダーゼIV(DPP−IV)によって速やかに分解されるため、生体内での安定性において懸念が残される。
GLP−1R/GCGRコアゴニストが高脂肪食摂取ラット(DIO rat)の体重と脂肪量を著しく低下させ、その効果が現在知られているGLP−1R特異的な作動薬を上回り、更に血糖制御においても効果的であることが確認できているが、これらの効果は摂食制御と大量のエネルギー消費とも関連がある。また、プロテアーゼ抵抗性を示す長時間作用型のGLP−1R/GCGRダブルターゲット作動薬は、同じ親和性を示す長時間作用型のGLP−1R作動薬に比して体重を著しく低下させ、同時にトリグリセリド低下効果と抗高血糖効果も兼ね備えている。それ以外、長時間作用型のGLP−1R/GCGRダブルターゲット作動薬は、例えば、血漿インスリン、レプチン及びアディポネクチン等といった代謝マーカーを改善することができる(Unimolecular dual incretins maximize metabolic benefits in rodents,monkeys,and humans,Sci Transl Med.2013;5:209.)。
以上のことから、GLP−1R/GCGRをダブルターゲットとした作動薬は抗糖尿病のペプチド薬品として注目されつつある。近年、化学変性手段を利用して、幾つかの潜在的な、1日1回注射及び1週間1回注射で済むオキシントモジュリン類似体が開発されている。こういった過程で最も頻繁に使われる変性剤としてメトキシポリエチレングリコール(methoxy polyethylene glycol,mPEG)が挙げられ、オキシントモジュリン分子の排除体積を増やして薬物分子の腎臓除去率を低減することで、mPEG変性薬物の血漿半減期を延ばし、週1回の注射で済むという目標を確実に実現している。このような方法ではペプチド薬物の半減期を著しく改善することができるが、多くのタンパク質は生理活性がある程度で下がってしまい、その欠点も目立っている。更に、mPEGは体内で分解できない分子であるため、mPEG修飾のペプチド・タンパク質類医薬品が腎臓の液胞化を引き起こすおそれがある(Short communication:renal tubular vacuolation in animals treated with polyethylene−glycol−conjugated proteins,Toxicol Sci.1998;42:152−7,Safety assessment on polyethylene glycols(PEGs) and their derivatives as used in cosmetic products.Toxicology,2005;214:1−38.)。一方、mPEGで修飾された薬物分子はその多くが腫瘍治療に用いられ、臨床現場でPEG毒性が無視されている側面もある。そこで、ペプチド配列を最適化し、ペプチド薬物の生化学特性と生体作用を究明することは研究者の共通認識でもあり、ペプチド薬物の各特性と安定性を更に高めることが課題になっている。
本発明者は、オキシントモジュリン分子構造について鋭意研究を重ねた結果、オキシントモジュリン類似体がより長い半減期とインスリン分泌促進活性を示すと同時に、副作用がなく、糖尿病等の治療に有望であることを見出した。そこで、本発明の1つの目的は、オキシントモジュリン類似体を提供することである。
本発明に係るオキシントモジュリン類似体は、次世代の抗糖尿病薬として期待され、血糖降下及び体重低下効果を兼ね備えている。そこで、本発明のもう1つの目的は、上記オキシントモジュリン類似体の治療用途を提供することである。
本発明は、以下に示すオキシントモジュリン、グルカゴン様ペプチド−1、エキセナチド(Exenatide,Ex−4)及びグルカゴンの親配列を改良することにより成し遂げたものである。
オキシントモジュリンの親配列(配列番号25):His−Ser−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Ser−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Lys−Arg−Asn−Lys−Asn−Asn−Ile−Ala−OH、
グルカゴン様ペプチド−1の親配列(配列番号26):His−Ala−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−Lys−Gly−Arg−Gly−OH、
エキセナチドの親配列(配列番号27):His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−Lys−Gln−Met−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−Arg−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
グルカゴンの親配列(配列番号28):His−Ser−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Ser−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−OH。
本発明の一側面においてオキシントモジュリン類似体を提供し、該オキシントモジュリン類似体は、下記アミノ酸配列で表される親配列有する。
His−Xaa2−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Xaa10−Ser−Lys−Xaa13−Leu−Asp−Xaa16−Xaa17−Xaa18−Ala−Xaa20−Xaa21−Phe−Xaa23−Xaa24−Trp−Leu−Xaa27−Xaa28−Xaa29−Xaa30−Xaa31−Xaa32−Xaa33−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37−Xaa38−Xaa39−Xaa40−COR、そのうち、
=−OH又は−NH
Xaa2=Aib、Ser又はD−Ser、
Xaa10=Lys又はTyr、
Xaa13=Lys又はTyr、
Xaa16=Ser、Aib、Lys又はGlu、
Xaa17=Lys又はArg、
Xaa18=Arg又はAla、
Xaa20=His、Gln又はLys、
Xaa21=Asp又はGlu、
Xaa23=IIe、Leu又はVal、
Xaa24=Glu又はGln、
Xaa27=Met、Leu又は非存在、
Xaa28=Ser、Asn、Asp、Arg又は非存在、
Xaa29=Ala、Gly、Thr又は非存在、
Xaa30=Gly又は非存在、
Xaa31=Gly又は非存在、
Xaa32=Pro又は非存在、
Xaa33=Ser又は非存在、
Xaa34=Ser又は非存在、
Xaa35=Gly又は非存在、
Xaa36=Ala又は非存在、
Xaa37=Pro又は非存在、
Xaa38=Pro又は非存在、
Xaa39=Pro又は非存在、
Xaa40=Ser又は非存在である。
前記アミノ酸配列において、Xaa10、Xaa16、Xaa17及びXaa20のうち少なくとも1個のアミノ酸残基がLysであり、前記少なくとも1個のLys又は前記配列における第12位Lysの側鎖は親油基に結合し、結合方式としては前記親油基のカルボキシル基が1つの架橋単位のアミノ基とアミド結合を形成し、架橋単位のアミノ酸残基におけるカルボキシル基と前記親配列におけるLysのN−末端残基とが1つのアミド結合を形成して前記親配列に連結され、
前記架橋単位はGlu、Asp及び/又は(PEG)であり、そのうち、mが2〜10の整数であり、前記親油基はCH(CHCO−、HOOC(CHCO−からなる群より選ばれる1種のアシル基であり、そのうち、nが10〜24の整数である。
前記架橋単位は、下記化5に示す構造を有するGlu−(PEG)、Asp−(PEG)又は(PEG)であることが好ましい。
本発明に係る化合物は、下記アミノ酸配列で表される親配列を有することが好ましい。
His−Xaa2−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Xaa10−Ser−Lys−Xaa13−Leu−Asp−Xaa16−Xaa17−Xaa18−Ala−Xaa20−Xaa21−Phe−Xaa23−Xaa24−Trp−Leu−Xaa27−Xaa28−Xaa29−Xaa30−Xaa31−Xaa32−Xaa33−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37−Xaa38−Xaa39−Xaa40−COR、そのうち、
=−NH
Xaa2=Aib又はD−Ser、
Xaa10=Lys又はTyr、
Xaa13=Lys又はTyr、
Xaa16=Ser、Aib、Glu又はLys、
Xaa17=Lys又はArg、
Xaa18=Arg又はAla、
Xaa20=His、Gln又はLys、
Xaa21=Asp又はGlu、
Xaa23=IIe、Val、
Xaa24=Glu又はGln、
Xaa27=Met又はLeu、
Xaa28=Asn、Arg、Asp又は非存在、
Xaa29=Gly、Thr又は非存在、
Xaa30=Gly又は非存在、
Xaa31=Gly又は非存在、
Xaa32=Pro又は非存在、
Xaa33=Ser又は非存在、
Xaa34=Ser又は非存在、
Xaa35=Gly又は非存在、
Xaa36=Ala又は非存在、
Xaa37=Pro又は非存在、
Xaa38=Pro又は非存在、
Xaa39=Pro又は非存在、
Xaa40=Ser又は非存在である。
より好ましくは、前記化合物は配列番号1〜24に示すアミノ酸配列を有する化合物1〜24である。
特に説明がない限り、本明細書において3文字コードで天然アミノ酸を表し、並びに当分野で通用の3文字コードで他のアミノ酸を表し、例えば、Aibはアミノイソ酪酸を表し、Ornはオルニチンを表する。
本発明に係る化合物は、理論上分子内架橋によって安定な螺旋構造を形成し、GLP−1R又はGCGR受容体に対して高い親和性及び/又は特異性を示す。本発明に係る化合物は、その配列構成において1個又は数個の分子内架橋を含む。このような架橋は2つのアミノ酸残基の側鎖の間で形成され、前記2つのアミノ酸残基は、通常、直線状配列において3つのアミノ酸によって隔てられる。前記分子内架橋は、例えば、残基ペア12と16、16と20、17と21、或いは残基ペア20と24の側鎖の間で形成され、これらの2つの側鎖はイオン性相互作用又は共有結合を介して互いに連結される。したがって、これらの残基ペアは反対電荷を帯びる側鎖を含んでもよく、イオン性相互作用によって塩橋を形成することができる。例えば、片方の残基がGlu又はAspである場合、他方の残基がLys又はArgであり、LysとGlu、LysとAspがそれぞれペアを形成し、ペア同士が結合してラクタム環を形成することができる。
本発明に係る化合物は、理論上において親油基が血液中のアルブミンに結合することにより、酵素によって分解されることなく、化合物の半減期を高めることができる。
本発明のもう1つの側面において、本発明のオキシントモジュリン類似体を含む薬物組成物を提供し、該薬物組成物は前記オキシントモジュリン類似体を活性成分とし、薬学的に許容可能な担体及び/又は添加剤を更に含んでなる。
また、本発明の他の側面において、本発明のオキシントモジュリン類似体の医薬品製造における用途を提供し、本発明のオキシントモジュリン類似体が細胞と動物実験において血糖降下効果を示し、糖尿病治療薬として有望である。また、本発明のオキシントモジュリン類似体は体重低下効果も兼ね備え、肥満症の治療薬としても有望である。
本発明で言うGLP−1R/GCGRダブルターゲット作動薬はホモログペプチドであり、本発明においてホモログペプチドとは、ペプチドが本来ならばGLP−1、オキシントモジュリン、グルカゴン又はエキセナチドのアミノ酸配列を有するが、そのうちの1個又は数個のアミノ酸残基が異なるアミノ酸残基によって保存的に置換されたものを指し、得られるペプチドは本発明に支障なく適用することができる。
本発明に係るペプチドは、体重を調整して体重低下を促すことができ、例えば、摂食量の減少及び/又はエネルギー消費を促し、体重変化に著しい影響を示す。体重低下とは別に、本発明に係る化合物は、更に血液中のコレステロール量を調整することができ、例えば、血液中のLDL量を低下させ、HDL/LDL比を高めることができる。したがって、本発明に係るペプチドは過度肥満又はそれを特徴とする任意疾患の治療に直接又は間接に利用でき、例えば、肥満症、病的肥満症、肥満関連の炎症、肥満関連の胆嚢疾患、肥満症に起因する睡眠時無呼吸症候群等の治療及び/又は予防に利用することができる。本発明に係る化合物は、更に代謝症候群、高血圧、アテローム性脂質異常血症、アテローム性動脈硬化、動脈硬化、冠動脈疾患及び脳卒中等の予防に利用することができる。本発明に係るペプチドは、これらの疾患に対して体重調整又は体重調整に関連した作用機構に基づき、或いは体重調整とは別の作用機構に基づきその役割を果たすものである。
当業者からすれば、本発明に係る薬物組成物の投与形態に特に制限がないのがよく理解でき、例えば、治療目的に応じて経口投与、経皮投与、静脈内投与、筋肉内投与、局所投与、鼻腔内投与等の投与形態を適宜選択することができる。また、投与形態にもよるが、本発明に係るペプチド薬物組成物を適切な製剤形態に調製し、そこに治療及び/又は予防効果を示す有効量で少なくとも1種の本発明のペプチドと、少なくとも1種の薬学的に許容可能な担体とを含むことができる。
具体的な製剤例としては、錠剤、カプセル、糖衣錠剤、粒剤、経口液剤又はシロップ剤が挙げられ、経皮投与では油脂性軟膏や貼付剤にすることができ、更に、エアゾール剤、鼻腔用スプレー、注射用無菌液剤にすることができる。
なお、非経口ルートで投与する場合には、まず本発明のペプチドを含む薬物組成物を溶液又は凍結乾燥粉末に調製した後、使用に先立って適切な溶媒又は薬用担体を加えて緩衝液、等浸透液又は水溶液に調製することができる。
本発明の薬物組成物に含まれるペプチド量は、当業者が疾患の種類、病状の深刻さ、患者体重、製剤形態、投与ルート等の客観的要素を考慮した上で適宜調整することができる。
本発明のペプチドは、天然オキシントモジュリンに比して同じ用量でより優れた生体活性を示し、同時に薬物動態学の実験においてもより長い半減期と安定性を示し、加えて高収率で合成することができ、安定性が高く、安価でもあり、大量製造が可能である。
GLP−1Rに対するエキセナチド、化合物4、5、6及び7の刺激作用を示す図である。 GCGRに対するグルカゴン、化合物4、5、6及び7の刺激作用を示す図である。 オスC57B1/6Jマウスのブドウ糖摂取後のインスリン分泌に対するエキセナチド、化合物4、5、6及び7の影響を示す図であり、PBSコントロールに比べるときにp<0.05である。 オスC57B1/6Jマウスのブドウ糖摂取後のインスリン分泌に対するエキセナチド、化合物19、20、21、22、23及び24の影響を示す図であり、PBSコントロールに比べるときにp<0.05である。 肥満マウスの体重に対するペプチド化合物4、5、6及び7の影響を示す図であり、生理食塩水コントロールに比べるときにp<0.05である。
以下、本発明の目的、方法及び効果をより深く理解できるように、図面を参照しながら本発明を詳述するが、本発明はこれらに制限されない。特に説明がない限り、実施例で行われた実験は通用の条件又はメーカー推奨の条件で行った。また、特に説明がない限り試薬と測定装置は、市販ルートで購入可能である。
また、実施例で取り上げたオキシントモジュリン類似体は、下記配列を有するものである。
化合物1(配列番号1):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Ser−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Ala−Ala−His−Asp−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Arg−Ala−NH
化合物2(配列番号2):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Glu−Lys−Ala−Ala−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Glu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Leu−Arg−Ala−NH
化合物3(配列番号3):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Ser−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Ala−Ala−His−Asp−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物4(配列番号4):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Glu−Lys−Ala−Ala−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Glu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Leu−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物5(配列番号5):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Lys(PEG−PEG−CO(CH14CH)−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物6(配列番号6):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Lys(PEG−PEG−CO(CH16COH)−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物7(配列番号7):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH14CH)−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物8(配列番号8):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物9(配列番号9):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Lys(PEG−PEG−CO(CH16COH)−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物10(配列番号10):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH14CH)−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物11(配列番号11):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物12(配列番号12):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Lys(PEG−PEG−CO(CH16COH)−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物13(配列番号13):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH14CH)−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物14(配列番号14):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物15(配列番号15):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys(PEG−PEG−CO(CH14CH)−Lys−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物16(配列番号16):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys(PEG−PEG−CO(CH16COH)−Lys−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物17(配列番号17):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH14CH)−Lys−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物18(配列番号18):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Lys−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物19(配列番号19):His−Aib−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH14CH)−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Glu−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Leu−Asp−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物20(配列番号20):His−Aib−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Glu−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Leu−Asp−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物21(配列番号21):His−Aib−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH14CH)−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Leu−Asp−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物22(配列番号22):His−Aib−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Leu−Asp−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物23(配列番号23):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Glu−Lys−Ala−Ala−Lys(PEG−PEG−CO(CH14CH)−Glu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Leu−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
化合物24(配列番号24):His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Glu−Lys−Ala−Ala−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH14CH)−Glu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Leu−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH
上記配列において、Lys残基に対して以下に示す修飾を加えることができる。
また、上記親油基に連結されるLys残基を、下記官能基に変えることができる。
また、本明細書で使われる略語は、具体的には以下のものを指す。すなわち、
Boc t−ブトキシカルボニル基、Fmoc フルオレニルメトキシカルボニル基、t−Bu t−ブチル基、ivDDe 1−(4,4−ジメチル−2,6−ジオキソシクロヘキシリデン)−3−メチルブチルの脱保護と親油基、resin 樹脂、TFA トリフルオロ酢酸、EDT 1,2−エタンジチオール、フェノール フェノール、FBS ウシ胎児血清、BSA ウシ血清アルブミン、HPLC 高速液体クロマトグラフィー、GLP−1R グルカゴン様ペプチド−1受容体、GCGR グルカゴン受容体、GLP−1 グルカゴン様ペプチド−1、mPEG モノメトキシポリエチレングリコール、OXM オキシントモジュリン、His ヒスチジン、Ser セリン、D−Ser D−型セリン、Gln グルタミン、Gly グリシン、Glu グルタミン酸、Ala アラニン、Thr トレオニン、Lys リシン、Arg アルギニン、Tyr チロシン、Asp アスパラギン酸、Trp トリプトファン、Phe フェニルアラニン、IIe イソロイシン、Leu ロイシン、Cys システイン、Pro プロリン、Val バリン、Met メチオニン、Asn アスパラギン、HomoLys ホモリシン、Orn オルニチン、Dap ジアミノピメリン酸、Dab 2,4−ジアミノ酪酸。
実施例1:オクタデカン二酸モノ−t−ブチルエステルの合成
オクタデカン二酸(31.4g、100mmol)をトルエン250mLに懸濁した後に混合物を加熱還流し、N,N−ジメチルホルムアミドジ−t−ブチルアセタール(50.9g、250mmol)を1滴ずつ4時間かけて滴下し、混合物を還流しながら一晩反応させた。溶媒を真空条件下で除去した後、50℃で粗物質をDCM/酢酸エチルエステル(500mL、1:1)に懸濁して15分間攪拌した。固形物を濾過し、200mLのDCMに回収して研磨を行い、濾過、真空蒸留して粗モノt−ブチルヘキサデカン20gを得た。そして、ヘプタン200mLで再結晶することによりクタデカン二酸モノ−t−ブチルエステル12.9gを得、収率は33%であった。再結晶以外でも、該モノエステルをAcOEt/ヘプタンを溶出溶媒とするシリカカラムで精製することができる。H−NMR(400MHz,CDCl)δ:2.35(t,2H),2.20(t,2H),1.65−1.55(m,4H),1.44(s,9H),1.34−1.20(m,22H)。
実施例2:ペプチド化合物の合成
ペプチド化合物1及びペプチド化合物5を以下の手順で合成した。
材料として、アミノ酸はNovaBiochem社より購入した。特に説明がない限り、他の試薬は何れも分析用クラスで、Sigma社より購入した。ペプチド合成装置として、Protein Technologies社のPRELUDE X6チャンネルペプチド合成装置を用い、Phenomenex社のLuna C18カラム(カラム規格:46mmx250mm)でペプチドを精製し、高速液体クロマトグラフィーはWaters社製であり、マススペクトル解析はAgilent社の質量分析計を用いて行った。
1.ペプチド化合物1の合成
ペプチド化合物1の配列構造は、His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Ser−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Ala−Ala−His−Asp−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Arg−Ala−NHであった。
1a.主鎖の合成
Fmoc/t−Bu法を利用し、CS336Xペプチド合成装置(米国CS Bio社製)を用いて0.25molのスケールで下記ペプチド合成した。
Boc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Tyr(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Ser(OtBu)−Lys(ivDde)−Ala−Ala−His(Boc)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Glu(OtBu)−Trp(Boc)−Leu−Leu−Arg(pbf)−Ala−リンクアミド樹脂
ステップ1:リンクアミド樹脂0.75gをジクロロメタン中で膨張させ、N,N−ジメチルホルムアミドで樹脂を3回洗浄した。
ステップ2:リンクアミド樹脂を担体とし、ベンゾトリアゾール−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール及びN,N−ジイソプロピルエチルアミンを1:1:1の割合で配合した混合液をカップリング剤として用い、N,N−ジメチルホルムアミドを溶媒として設定プログラムに従って縮合反応を行うことにより、順にFmoc−Arg(pbf)−OH、Fmoc−Leu−OH(2x)、Fmoc−Trp(Boc)−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Val−OH、Fmoc−Phe−OH、Fmoc−Asp(OtBu)−OH、Fmoc−His(Boc)−OH、Fmoc−Ala−OH(2x)、Fmoc−Lys(ivDde)−OH、Fmoc−Ser(t−Bu)−OH、Fmoc−Asp(OtBu)−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Tyr(t−Bu)−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Ser(t−Bu)−OH、Fmoc−Tyr(t−Bu)−OH、Fmoc−Asp(OtBu)−OH、Fmoc−Ser(t−Bu)−OH、Fmoc−Thr(t−Bu)−OH、Fmoc−Phe−OH、Fmoc−Thr(t−Bu)−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Gln(OtBu)−OH、Fmoc−D−Ser(t−Bu)−OH及びBoc−His(Boc)−OHを連結してBoc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Tyr(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Ser(OtBu)−Lys(ivDde)−Ala−Ala−His(Boc)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Glu(OtBu)−Trp(Boc)−Leu−Leu−Arg(pbf)−Ala−リンクアミド樹脂を得た。縮合反応1サイクルごとに、Fmoc−アミノ酸導入量と樹脂使用量の比は1:1〜6:1の範囲であり、ベンゾトリアゾール−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート量とFmoc−アミノ酸導入量との比は3:1であった。
1b.1−(4,4−ジメチル−2,6−ジオキソシクロヘキシリデン)−3−メチルブチル基(ivDde)の除去と親油基の導入
N−メチルピロリドンとジクロロメタンとが体積比で1:1の溶液において、上記1a.で合成した保護基が付いているペプチド基樹脂を2回洗浄した後、新たに調製したヒドラジン水和物を2.0%含むN−メチルピロリドン溶液を加え、該反応物を室温下で12分間振蕩し、濾過を行った。ヒドラジン処理を2回繰り返してBoc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Tyr(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Ser(OtBu)−Lys−Ala−Ala−His(Boc)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Glu(OtBu)−Trp(Boc)−Leu−Leu−Arg(pbf)−Ala−リンクアミド樹脂を得た。続いて、ジクロロメタンとN−メチルピロリドンを用いて樹脂を十分洗浄し、N−メチルピロリドンにFmoc−NH−PEG−OH、ベンゾトリアゾール−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート、1−ヒドロキシベンゾトリアゾール及びジイソプロピルエチルアミンを混合してなるカップリング溶液を加え、3時間振蕩してから濾過、洗浄した。ヒドラジン処理を2回繰り返し、Boc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Tyr(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Ser(OtBu)−Lys(Fmoc−PEG−OH)−Ala−Ala−His(Boc)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Glu(OtBu)−Trp(Boc)−Leu−Leu−Arg(pbf)−Ala−リンクアミド樹脂を得た後、ピペリジン/N,N−ジメチルホルムアミド溶液を用いてFmoc基を除去した。そして、Fmoc−PEG−OHを用いる縮合反応を更に1回繰り返し、Boc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Tyr(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Ser(OtBu)−Lys(Fmoc−PEG−PEG−OH)−Ala−Ala−His(Boc)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Glu(OtBu)−Trp(Boc)−Leu−Leu−Arg(pbf)−Ala−リンクアミド樹脂を得た。ピペリジン/N,N−ジメチルホルムアミド溶液を用いてFmoc基を除去し、通常の条件下で順にFmoc−Glu−OtBu、t−ブチルによって保護されているオクタデカン脂肪酸を縮合させ、Boc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Tyr(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Ser(OtBu)−Lys(Fmoc−PEG−PEG−Glu−CO(CH16COtBu)−Ala−Ala−His(Boc)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Glu(OtBu)−Trp(Boc)−Leu−Leu−Arg(pbf)−Ala−リンクアミド樹脂を得た。
1c.ペプチドの脱保護
Boc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Tyr(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Ser(OtBu)−Lys(Fmoc−PEG−PEG−Glu−CO(CH16COtBu)−Ala−Ala−His(Boc)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Glu(OtBu)−Trp(Boc)−Leu−Leu−Arg(pbf)−Ala−リンクアミド樹脂を丸底フラスコに入れ、氷浴の条件下でTFA/EDT/フェノール/HOが体積比で88/2/5/5の分解液を加え、分解液の温度を25℃に保持しつつ120分間反応させた。濾過をした後、濾過ケーキを少量のトリフルオロ酢酸で3回洗浄し、濾液を集めて回収した。そして、濾液を攪拌しながらゆっくりと冷たいエテールに注ぎ、1時間以上静置した。沈降が十分行われると、上澄液を捨て、遠心して沈降物を回収し、冷たいエテールで6回洗浄して粗物質としてHis−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Tyr−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Ser−Lys(PEG−PEG−Glu−CO(CH16COH)−Ala−Ala−His−Asp−Phe−Val−Glu−Trp−Leu−Leu−Arg−Ala−NH化合物を得た。
1d.ペプチドの精製
上記1cで得られた粗物質を、アセトニトリルとHOとが体積比で1:1の溶液に酢酸を5.0%含む溶液に溶かし、5.0m逆相C18が充填されているカラム(カラム規格:50mmx250mm)で2回精製を行った。具体的には、試料を注入した後、30〜60%アセトニトリル‐0.1%トリフルオロ酢酸/HOの勾配、流速40mL/分間で45分間かけてカラムを洗い流し、ペプチドを含む画分を回収し、アセトニトリルを除去してから凍結乾燥させた。精製後のHPLC純度は95%を超え、精製済みの産物を液体クロマトグラフィー質量分析法(LC−MS)で分析したところ、プロトン化分子イオンピークのm/z値が4116.0であり、理論値が4116.6であった。
2.ペプチド化合物5の合成
ペプチド化合物5の配列構造は、His−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Lys(PEG−PEG−CO(CH14CH)−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NHであった。
2a.主鎖の合成
Fmoc/t−Bu法を利用し、CS336Xペプチド合成装置(米国CS Bio社製)を用いて0.25molのスケールで下記ペプチド合成した。
Boc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Lys(ivDde)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Aib−Arg(Pbf)−Arg(Pbf)−Ala−Gln(Trt)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Gln(Trt)−Trp(Boc)−Leu−Met−Asn(Trt)−Thr(t−Bu)−Gly−Gly−Pro−Ser(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser(t−Bu)−リンクアミド樹脂
ステップ1:リンクアミドMBHA−LL樹脂(Novabiochem社製、0.34mmol/g)0.75gをジクロロメタン中で1時間膨張させ、N,N−ジメチルホルムアミドで樹脂を3回洗浄した。
ステップ2:リンクアミド樹脂を担体とし、6−クロロベンゾトリアゾール−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ァートと、有機アルカリであるN,N−ジイソプロピルエチルアミンとを1:1の割合で配合した混合液をカップリング剤として用い、N,N−ジメチルホルムアミドを溶媒とし、設定プログラムに従って縮合反応を実行することにより、順にFmoc−Ser(t−Bu)−OH、Fmoc−Pro−OH(3x)、Fmoc−Ala−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Ser(t−Bu)−OH(2x)、Fmoc−Pro−OH、Fmoc−Gly−OH(2x)、Fmoc−Thr(t−Bu)−OH、Fmoc−Asn(Trt)−OH、Fmoc−Met−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Trp(Boc)−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Val−OH、Fmoc−Phe−OH、Fmoc−Asp(OtBu)−OH、Fmoc−Gln(Trt)−OH、Fmoc−Ala−OH、Fmoc−Arg(Pbf)−OH(2x)、Fmoc−Aib−OH、Fmoc−Asp(OtBu)−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Tyr(t−Bu)−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Ser(t−Bu)−OH、Fmoc−Lys(ivDde)−OH、Fmoc−Asp(OtBu)−OH、Fmoc−Ser(t−Bu)−OH、Fmoc−Thr(t−Bu)−OH、Fmoc−Phe−OH、Thr(t−Bu)−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Gln(Trt)−OH、Fmoc−D−Ser(t−Bu)−OH及びBoc−His(Boc)−OHを連結させてBoc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Lys(ivDde)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Aib−Arg(Pbf)−Arg(Pbf)−Ala−Gln(Trt)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Gln(Trt)−Trp(Boc)−Leu−Met−Asn(Trt)−Thr(t−Bu)−Gly−Gly−Pro−Ser(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser(t−Bu)−リンクアミド樹脂を得た。そして、順にN,N−ジメチルホルムアミド、ジクロロメタン、メタノール、ジクロロメタン、N,N−ジメチルホルムアミドで樹脂をそれぞれ3回洗浄した。
ここで敢えて説明するが、上記ステップ2の縮合反応において、第1サイクルのアミノ酸であるFmoc−Ser(t−Bu)−OH導入量と樹脂使用量との比が1:1〜6:1の範囲であり、次のサイクルではFmoc−アミノ酸、6−クロロベンゾトリアゾール−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ァート、有機アルカリであるN,N−ジイソプロピルエチルアミンの使用量は何れも過量で2〜8倍の範囲となり、反応時間は1〜5時間の範囲であった。
2b.1−(4,4−ジメチル−2,6−ジオキソシクロヘキシリデン)−3−メチルブチル(ivDde)の除去と親油基の導入
N,N−ジメチルホルムアミドとジクロロメタンとが体積比で1:1の溶液において樹脂を2回洗浄した後、新たに調製したヒドラジン水合物が3.0%のN,N−ジメチルホルムアミド溶液を加え、該反応物溶液を室温下で10〜30分間振蕩し、濾過した。ヒドラジン処理を5回繰り返してBoc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Lys−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Aib−Arg(Pbf)−Arg(Pbf)−Ala−Gln(Trt)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Gln(Trt)−Trp(Boc)−Leu−Met−Asn(Trt)−Thr(t−Bu)−Gly−Gly−Pro−Ser(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser(t−Bu)−リンクアミド樹脂を得た。次に、順にN,N−ジメチルホルムアミド、ジクロロメタン、メタノール、ジクロロメタン、N,N−ジメチルホルムアミドを用いて樹脂をそれぞれ3回洗浄した。
そして、FmocNH−PEG−OH(Quanta BioDesign社製)、2−(7−アゾベンゾトリアゾール)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート及びジイソプロピルエチルアミンをN,N−ジメチルホルムアミドに混合してなるカップリング溶液(何れも5倍過量である。)を加え、2時間振蕩してから濾過した。続いて、順にN,N−ジメチルホルムアミド、ジクロロメタン、メタノール、ジクロロメタン、N,N−ジメチルホルムアミドを用いて樹脂をそれぞれ3回洗浄してBoc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Lys(Fmoc−PEG)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Aib−Arg(Pbf)−Arg(Pbf)−Ala−Gln(Trt)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Gln(Trt)−Trp(Boc)−Leu−Met−Asn(Trt)−Thr(t−Bu)−Gly−Gly−Pro−Ser(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser(t−Bu)−リンクアミド樹脂を得た。その後、順にN,N−ジメチルホルムアミド、ジクロロメタン、メタノール、ジクロロメタン、N,N−ジメチルホルムアミドを用いて樹脂をそれぞれ3回洗浄した。
ピペリジン含有量が20%のN,N−ジメチルホルムアミド溶液を用いて30分間かけて除去操作を2回繰り返すことによりFmoc基を除去し、Fmoc−PEG−OH、2−(7−アゾベンゾトリアゾール)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート及びジイソプロピルエチルアミンをN,N−ジメチルホルムアミドに混合してなるカップリング溶液(何れも5倍過量である。)を加えて縮合反応を行うことにより、Boc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Lys(Fmoc−PEG−PEG)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Aib−Arg(Pbf)−Arg(Pbf)−Ala−Gln(Trt)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Gln(Trt)−Trp(Boc)−Leu−Met−Asn(Trt)−Thr(t−Bu)−Gly−Gly−Pro−Ser(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser(t−Bu)−リンクアミド樹脂を得た。そして、順にN,N−ジメチルホルムアミド、ジクロロメタン、メタノール、ジクロロメタン、N,N−ジメチルホルムアミドを用いて樹脂をそれぞれ3回洗浄した。
ピペリジン含有量が20%のN,N−ジメチルホルムアミド溶液を用いて30分間かけて除去操作を2回繰り返すことによりFmoc基を除去し、パルミチン酸、2−(7−アゾベンゾトリアゾール)−N,N,N’,N’−テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスファート、ジイソプロピルエチルアミンをN,N−ジメチルホルムアミドに混合してなるカップリング溶液(何れも5倍過量である。)を用いて縮合反応を行うことにより、Boc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Lys(PEG−PEG−C16)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Aib−Arg(Pbf)−Arg(Pbf)−Ala−Gln(Trt)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Gln(Trt)−Trp(Boc)−Leu−Met−Asn(Trt)−Thr(t−Bu)−Gly−Gly−Pro−Ser(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser(t−Bu)−リンクアミド樹脂を得た。その後、順にN,N−ジメチルホルムアミド、ジクロロメタン、メタノール、ジクロロメタンを用いて樹脂をそれぞれ3回洗浄し、真空蒸留して洗浄液を除去した。
2c.ペプチドの脱保護
Boc−His(Boc)−D−Ser(t−Bu)−Gln(OtBu)−Gly−Thr(t−Bu)−Phe−Thr(t−Bu)−Ser(tBu)−Asp(OtBu)−Lys(PEG−PEG−C16)−Ser(t−Bu)−Lys(Boc)−Tyr(t−Bu)−Leu−Asp(OtBu)−Aib−Arg(Pbf)−Arg(Pbf)−Ala−Gln(Trt)−Asp(OtBu)−Phe−Val−Gln(Trt)−Trp(Boc)−Leu−Met−Asn(Trt)−Thr(t−Bu)−Gly−Gly−Pro−Ser(t−Bu)−Ser(t−Bu)−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser(t−Bu)−リンクアミド樹脂に、TFA、フェノール、チオアニソール、EDT及び水が体積比で82.5:5:5:2.5:5の分解液を加えた後、加熱して分解液の温度を25℃にし、2.5時間反応させた。反応終了後に濾過し、濾過ケーキを少量の分解液で3回洗浄し、濾液を集めて回収した。濾液を攪拌しながらゆっくりと冷たいエテールに注ぎ、2時間以上静置して完全に沈降させ、遠心して沈降物を回収し、冷たいエテールで3回洗浄して粗物質としてHis−(D−Ser)−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Lys(PEG−PEG−CO(CH14CH)−Ser−Lys−Tyr−Leu−Asp−Aib−Arg−Arg−Ala−Gln−Asp−Phe−Val−Gln−Trp−Leu−Met−Asn−Thr−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−NH化合物を得た。
2d.ペプチドの精製
上記2cで得られる粗物質をアセトニトリルとHOとが体積比で1:2の混合液に溶かし、5.0m逆相C18が充填されているカラム(カラム規格:46mmx250mm)で精製した。具多的には、30%アセトニトリル(トリフルオロ酢酸を0.05%含む。)/水(トリフルオロ酢酸を0.05%含む。)を開始溶出液とし、速度1.33%/分間でアセトニトリルの割合を増やして勾配を構成し、流速15mL/分間、30分間の条件下でカラムを洗い流して、ペプチドを含む画分を回収して凍結乾燥させた。精製後のHPLC純度は95%を超え(純度が95%未満の場合、更にHPLC精製を1回繰り返してもよい。)、精製済みの産物を液体クロマトグラフィー質量分析法(LC−MS)で分析した。本発明において、以上の手順に従って下記表1〜表4に示すペプチド化合物を合成した。
実施例3:GCGRとGLP−1R体外活性の測定
Cisbo社製のcAMP測定キットを用いてグルカゴン様ペプチド−1受容体とグルカゴン受容体に対する刺激作用を測定し、グルカゴン様ペプチド−1、エキセナチド及びグルカゴンそれぞれの標準品を陽性コントロールとして用量反応曲線を作成した。
CRE−ルシフェラーゼ系を利用可能で且つヒトGCGR又はGLP−1Rを安定的に発現するHEK−293細胞を、1ウェルごとにDMEM/10%FBS培基98μL、細胞数5000個となるようにして384ウェルプレートに接種した。測定サンプルを希釈して濃度勾配を構成し、接種後の2日目に各ウェルに測定サンプルを2μL加え、細胞と混ぜ合わせて12時間反応させた。細胞と混ぜ合わせて用量反応曲線を作成し且つ該曲線からEC50値を算出するに先立って、測定サンプルを序列的に希釈して0.005nM〜100.0nMの濃度範囲で希釈液10個を調製し、並びに、エキセナチド標準品(杭州ペプチド生化学有限会社製、純度>98%、商品名 醋酸エキセナチド、Cas番号141732−76−5)を序列的に希釈して0.005nM〜100.0nMの濃度範囲で標準品溶液10個、グルカゴン標準品(Sigma−Aldrich社製、規格1294036−2X2.94MG、Cas番号16941−32−5)を序列的に希釈して0.01nM〜100nMの濃度範囲で標準品溶液10個をそれぞれ調製した。反応が終わった後、ルシフェラーゼ試薬10μLを各プレートに添加し、更に2分間かけて軽く混ぜあせた。プレートをPerkin Elmer社製のプレートリーダーに入れて計測を行い、Prism5ソフトを用いて化合物の濃度曲線を作成し、それに基づいてEC50値を算出した。
オキシントモジュリン(上海盈公実業有限会社製、カタログ番号Es−1240)に比べ、本発明に係る化合物はGLP−1Rに対してより優れた特異性を示し、グルカゴン受容体とGLP−1受容体に対してもより高い親和性を示した。
GLP−1Rに対するエキセナチド、化合物4、5、6及び7の刺激作用の測定結果を図1に示し、GCGRに対するグルカゴン、化合物4、5、6及び7の刺激作用の測定結果を図2に示す。
実施例4:化合物4、5、6、7、19、20、21、22、23、24、及びEx−4の薬物動態学的分析
オスCD1マウス(南京大学モデル動物研究センターより購入)に対して、それぞれ上記実施例で得られた化合物4、5、6、7、19、20、21、22、23及び24と、市販ルートで購入したエキセナチド標準品(Ex−4)を250μg/kgの投与量で静脈内注射方式(IV)又は皮下注射方式(SC)にて投与し、比較試験を行った。投与後、0〜24時間に亘って異なる時点で採血し、血漿サンプルを調製してLC−MS/MS解析を行った。IV方式で得られたデータについてはモデル依存性の方法に基づき、SC方式で得られたデータについてはモデル非依存性の方法に基づいて薬物動態パラメーターを算出した。IV方式で投与した化合物4、5、6、7、19、20、21、22、23及び24は半減期が約4〜6時間であり、濃度ピークに到達する時間(Tmax)が約12時間であるのに対し、エキセナチドの半減期は約0.5時間であった。また、SC方式で投与した化合物4、5、6、7、19、20、21、22、23及び24は濃度ピークに到達する時間(Tmax)が約12時間以上であり、その一方、Ex−4の半減期が約2時間であった。IV方式又はSC方式にて化合物4、5、6、7、19、20、21、22、23及び24を投与した場合、何れも不良反応がなかった。
実施例5:経口ブドウ糖負荷に対する化合物4、5、6、7、19、20、21、22、23、24、及びEx−4の作用
12〜16週齢のオスC57B1/6Jマウス(南京大学モデル動物研究センターより購入)の尻尾から末梢血を採取し、末梢血の血糖値に基づきマウスをランダムに数グループに分け、各グループは8匹ずつであった。禁食して6時間が経った後、動物に測定サンプルを投与し、更に約4時間経ってから最初の血液サンプルを採取し、空腹時の血中ブドウ糖値を測定した。そして、グルコースを経口投与してから動物を飼育箱に戻し(t=0)、更にt=15分、t=30分、t=60分、t=90分及びt=120分の時点で血液を採取して血糖値を測定した。そして、グルコースの経口投与を繰り返し、8時間かけて血糖値の経時的変化を観測した。ここで。250μg/kgの基準でペプチド4、5、6、7、19、20、21、22、23及び24を投与した場合、経口ブドウ糖負荷が著しく低下することが分かった。GraphPad Prismソフトで血糖変化曲線を作成し、曲線下面積(AUC)を求めることで図3及び図4に示すようなAUC図が得られた。
エキセナチドを250μg/kgの投与量で投与した場合、PBSブランクに比べ、最初のOGTT曲線期間(1〜120分)でAUCが著しく低下し(P<0.05)、後の3段階のOGTT曲線期間(120〜480分)でAUCがブランクコントロールに接近する結果となった(P>0.05)。PBSブランクに比べ、ペプチド4、ペプチド5、ペプチド6、ペプチド7、ペプチド19、ペプチド20、ペプチド21、ペプチド22、ペプチド23及びペプチド24は、4段階のOGTT曲線期間(0〜480分)でAUCが何れも著しく低下する結果となり(P<0.05)、ペプチド4、ペプチド5、ペプチド6、ペプチド7、ペプチド19、ペプチド20、ペプチド21、ペプチド22、ペプチド23及びペプチド24が長時間に亘って血糖降下効果を示すことが確認できた。
実施例6:肥満マウス体重に対する化合物4、5、6、7の影響と体重低下効果
25週齢のDIOマウス(南京大学モデル動物研究センターより購入)40匹をランダムに5つのグループに分け(化合物4、5、6、7及び生理食塩水グループ)、各グループは8匹ずつであり、体重指数に顕著な差がないようにした。マウスに1日1回、皮下注射方式でそれぞれ化合物4、化合物5、化合物6、化合物7及び生理食塩水后を投与し、投与量は何れも250μg/kgであり、投与後に体重を測定した。図5に示すように、化合物4、5、6、7を投与したグループは、11日目から30日目にかけて生理食塩水グループに比べてマウス体重が約20%低下し、有意差を示した(P<0.05)。
以上は本発明を例示したに過ぎず、本発明の範囲を制限するものではない。したがって、本発明の趣旨から逸脱しない限り、本発明に対して種々の変形と変更を施すことが可能であり、これらの変形及び変更も本発明の範囲に含まれる。
本発明に係るオキシントモジュリン類似体は、GLP−1R/GCGRをダブルターゲットとしてアゴニスト活性を示し、半減期が長く且つ安定性、生体活性が高く、目立った副作用がない。また、本発明に係るペプチド化合物は高収率で製造することができ、安定性が高く且つ安価でもあり、過度摂食、肥満症、過体重、コレステロール異常及び糖尿病を対象とする治療薬の製造に応用可能である。

Claims (11)

  1. 下記アミノ酸配列で表される親配列からなるオキシントモジュリン類似体であって、
    His−Xaa2−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Xaa10−Ser−Lys−Xaa13−Leu−Asp−Xaa16−Xaa17−Xaa18−Ala−Xaa20−Xaa21−Phe−Xaa23−Xaa24−Trp−Leu−Xaa27−Xaa28−Xaa29−Xaa30−Xaa31−Xaa32−Xaa33−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37−Xaa38−Xaa39−Xaa40−COR、そのうち、
    =−OH又は−NH
    Xaa2=Aib、Ser又はD−Ser、
    Xaa10=Lys又はTyr、
    Xaa13=Lys又はTyr、
    Xaa16=Ser、Aib、Lys又はGlu、
    Xaa17=Lys又はArg、
    Xaa18=Arg又はAla、
    Xaa20=His、Gln又はLys、
    Xaa21=Asp又はGlu、
    Xaa23=IIe、Leu又はVal、
    Xaa24=Glu又はGln、
    Xaa27=Met、Leu又は非存在、
    Xaa28=Ser、Asp、Asn、Arg又は非存在、
    Xaa29=Ala、Gly、Thr又は非存在、
    Xaa30=Gly又は非存在、
    Xaa31=Gly又は非存在、
    Xaa32=Pro又は非存在、
    Xaa33=Ser又は非存在、
    Xaa34=Ser又は非存在、
    Xaa35=Gly又は非存在、
    Xaa36=Ala又は非存在、
    Xaa37=Pro又は非存在、
    Xaa38=Pro又は非存在、
    Xaa39=Pro又は非存在、
    Xaa40=Ser又は非存在であり、
    前記アミノ酸配列において、Xaa10、Xaa16、Xaa17及びXaa20のうち少なくとも1個のアミノ酸残基がLysであり、前記少なくとも1個のLys又は前記配列における第12位Lysの側鎖は親油基と結合し、結合方式としては前記親油基のカルボキシル基が1個の架橋単位のアミノ基とアミド結合を形成し、架橋単位のアミノ酸残基におけるカルボキシル基と前記親配列におけるLysのN−末端残基とが1つのアミド結合を形成して前記親配列に連結され、
    前記架橋単位はGlu、Asp及び/又は(PEG)であり、そのうち、mが2〜10の整数であり、前記親油基はCH(CHCO−、HOOC(CHCO−からなる群より選ばれる1種のアシル基であり、そのうち、nが10〜24の整数であることを特徴とする、オキシントモジュリン類似体。
  2. 前記架橋単位は、Glu−(PEG)、Asp−(PEG)及び(PEG)からなる群より選ばれる任意の1種である、請求項1記載のオキシントモジュリン類似体。
  3. 前記架橋単位は、前記アミノ酸配列の残基ペア12と16、16と20、17と21、或いは残基ペア20と24の側鎖の間で形成した分子架橋である、請求項1記載のオキシントモジュリン類似体。
  4. 前記親油基に結合するLys残基は、HomoLys、Orn、Dap又はDabによって置換されている、請求項1記載のオキシントモジュリン類似体。
  5. 前記親配列は、下記アミノ酸配列であり、
    His−Xaa2−Gln−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Xaa10−Ser−Lys−Xaa13−Leu−Asp−Xaa16−Xaa17−Xaa18−Ala−Xaa20−Xaa21−Phe−Xaa23−Xaa24−Trp−Leu−Xaa27−Xaa28−Xaa29−Xaa30−Xaa31−Xaa32−Xaa33−Xaa34−Xaa35−Xaa36−Xaa37−Xaa38−Xaa39−Xaa40−COR、そのうち、
    =−NH
    Xaa2=Aib又はD−Ser、
    Xaa10=Lys又はTyr、
    Xaa13=Lys又はTyr、
    Xaa16=Ser、Aib、Glu又はLys、
    Xaa17=Lys又はArg、
    Xaa18=Arg又はAla、
    Xaa20=His、Gln又はLys、
    Xaa21=Asp又はGlu、
    Xaa23=IIe、Val、
    Xaa24=Glu又はGln、
    Xaa27=Met又はLeu、
    Xaa28=Asn、Asp、Arg又は非存在、
    Xaa29=Gly、Thr又は非存在、
    Xaa30=Gly又は非存在、
    Xaa31=Gly又は非存在、
    Xaa32=Pro又は非存在、
    Xaa33=Ser又は非存在、
    Xaa34=Ser又は非存在、
    Xaa35=Gly又は非存在、
    Xaa36=Ala又は非存在、
    Xaa37=Pro又は非存在、
    Xaa38=Pro又は非存在、
    Xaa39=Pro又は非存在、
    Xaa40=Ser又は非存在である、請求項1記載のオキシントモジュリン類似体。
  6. 前記親配列は、配列番号1、配列番号2、配列番号3、配列番号4、配列番号5、配列番号6、配列番号7、配列番号8、配列番号9、配列番号10、配列番号11、配列番号12、配列番号13、配列番号14、配列番号15、配列番号16、配列番号17及び配列番号18、配列番号19、配列番号20、配列番号21、配列番号22、配列番号23及び配列番号24からなる群より選ばれる任意の1種のアミノ酸配列である、請求項5に記載のオキシントモジュリン類似体。
  7. 前記アミノ酸配列において第10位、第12位、第16位、第17位又は第20位のアミノ酸残基がLysである場合、前記Lysの側鎖と結合する親油基は、下記化1〜化4の構造の官能基から選ばれる任意の1種である、請求項1又は5に記載のオキシントモジュリン類似体。
  8. 請求項1又は5に記載のオキシントモジュリン類似体を含んでなる薬物組成物。
  9. 請求項1に記載のオキシントモジュリン類似体の糖尿病治療薬の製造における用途。
  10. 請求項1に記載のオキシントモジュリン類似体の血糖降下薬の製造における用途。
  11. 請求項1に記載のオキシントモジュリン類似体の体重低下薬の製造における用途。
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