JP2022513776A - インスリン受容体結合親和性が低下したインスリンアナログ - Google Patents

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Abstract

親インスリンと比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンアナログが、本明細書において提供され、インスリンアナログは、疎水性アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または疎水性アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む。

Description

親インスリンと比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンアナログが、本明細書において提供され、インスリンアナログは、疎水性アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または疎水性アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む。
世界中で4億超の人々が1型または2型の真性糖尿病を患っている。1型糖尿病は、インスリン代替で処置される。1型糖尿病とは対照的に、2型糖尿病では、基本的にインスリンの欠乏はないが、多くの症例では、特に進行期では、2型糖尿病患者はインスリンで処置される。
健常なヒトでは、膵臓によるインスリンの放出は、血液グルコースの濃度に厳密に結びついている。例えば食後に生じる血液グルコースレベルの上昇は、インスリン分泌の対応する増大によって迅速に補償される。絶食状態では、血漿インスリンレベルは、インスリン感受性臓器および組織のグルコースによる連続供給を保証し、かつ夜間の肝グルコース生産を低く維持するのに十分である基礎値まで低くなる。多くの場合、外因性による、大部分はインスリンの皮下投与による、内因性インスリン分泌の補充を用いても、上記の血液グルコースに関する生理学的調節の特質が得られることはない。上下への血液グルコースの逸脱が起こる場合があり、このようなことは最も重度の形態では生命を脅かすおそれがある。このことから、糖尿病の改善された療法とは、血液グルコースを生理学的範囲内にできる限り近づけて維持することを第一に目指すことである、ということが導かれることになる。
ヒトインスリンは、51個のアミノ酸のポリペプチドであり、これらアミノ酸は2つのアミノ酸鎖:21個のアミノ酸を有するA鎖および30個のアミノ酸を有するB鎖に分かれている。これらの鎖は、2つのジスルフィド架橋によって互いに連結されている。第3のジスルフィド架橋が、A鎖の6位と11位のシステイン間に存在する。真性糖尿病の処置のために現在使用されている一部の製品は、インスリンアナログ、すなわち、その配列が、A鎖におけるおよび/またはB鎖における1つまたはそれ以上のアミノ酸置換によってヒトインスリンの配列とは異なる、インスリンバリアントである。
他の多くのペプチドホルモンと同様に、ヒトインスリンはin vivoで短半減期を有する。したがって、これは頻繁に投与され、患者にとっては不快感に関連する。したがって、in vivoで向上した半減期、したがって、延長された作用持続時間を有する、インスリンアナログが所望されている。
現在、インスリンの半減期を引き延ばすための様々なアプローチがある。
アプローチの一つは、低pHでは製剤が可溶性であること、しかし生理学的pHでは天然のインスリンと比べて溶解度が低下していることに関する開発に基づいている。インスリンアナログの等電点は、B鎖のC末端に2個のアルギニンを付加することによって上昇する。A21でのグリシン置換と組み合わせて2個のアルギニンを付加すると(インスリングラルギン)、長期の作用の持続時間を有するインスリンが提供される。インスリンアナログは、皮下部位での注射の際に亜鉛の存在下で沈殿し、ゆっくりと溶解し、その結果、インスリングラルギンの持続的な存在がもたらされる。
別のアプローチでは、長鎖脂肪酸基がインスリンのLysB29のイプシロンアミノ基にコンジュゲートしている。この基の存在により、非共有結合の可逆結合によってインスリンが血清アルブミンに付着することが可能になる。結果として、このインスリンアナログは、ヒトインスリンと比較して著明に延長された時間作用プロファイルを有する(例えば、非特許文献1;または特許文献1を参照されたい)
特許文献2では、ヒトインスリンと比較して、インスリン受容体媒介クリアランス速度が低下したインスリンアナログが開示されている。
特許文献3では、ヒトインスリンと比較して、インスリン受容体媒介クリアランス速度が低下したインスリンアナログが開示されている。
特許文献4では、プロテアーゼ安定化インスリンアナログが開示されている。
薬の作用の持続時間を増大するためには、半減期が重要な役割を演じる。半減期(t1/2)は、クリアランスで割った分布容積に比例する。ヒトインスリンの場合、クリアランスは、インスリン受容体への結合、内部移行およびその後の分解によって主に決定される。
したがって、インスリン受容体結合活性の低下、および、したがって受容体媒介クリアランス速度の低下を有するがin vivoで血液グルコースレベルを十分に低減させることを可能にするシグナル伝達活性、を有するインスリンアナログが求められている。
WO2009/115469 WO2016/006963 WO2018/056764 WO2008/034881
Mayerら、Inc.Biopolymers(Pept Sci)88:687~713頁、2007
高いシグナル伝達をなおも維持しつつ、結合親和性が極めて低い(したがって、クリアランス速度がより低い)、長時間作用型インスリンアナログが、本明細書において提供される。
驚くべきことに、本発明の根底にある研究の文脈において、疎水性アミノ酸(例えばロイシン、イソロイシン、バリン、アラニンおよびトリプトファン)でのヒトインスリンのB16位および/またはB25位の置換によってインスリン受容体結合活性の減少がもたらさせること(親インスリンのインスリン受容体結合活性と比較して、実施例を参照されたい)が示された。インスリン受容体結合活性に及ぼす最も強力な効果が、分岐鎖アミノ酸(ロイシン、イソロイシンおよびバリン)による置換に対して観察された。興味深いことに、これらの位置で(例えばB25位で)かかる置換を有するインスリンアナログは、インスリン受容体アイソフォームB(IR-B)結合親和性に基づく予想よりも、シグナル伝達において、6倍までの高まりを示した(実施例を参照されたい)。さらに、試験された一部のインスリンアナログは、α-キモトリプシン、カテプシンDおよびインスリン分解酵素に対してタンパク質分解安定性の向上を示した(実施例を参照されたい)。
したがって、親インスリンと比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンアナログが、本明細書において提供され、インスリンアナログは、疎水性アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または疎水性アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む。一部の実施形態では、親インスリンと比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンアナログが提供され、インスリンアナログは、分枝鎖アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または分枝鎖アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む。
本明細書で使用される「インスリンアナログ」という表現は、天然に存在するインスリン中に存在する少なくとも1個のアミノ酸残基を欠失させるおよび/または置換することにより、および/または少なくとも1個のアミノ酸残基を付加することにより、天然に存在するインスリン(本明細書では「親インスリン」、例えばヒトインスリンとも呼ばれる)の構造から形式上誘導可能な分子構造を有するペプチドを指す。付加および/または交換されたアミノ酸残基は、コード可能アミノ酸残基であっても他の天然に存在する残基であっても純粋に合成的なアミノ酸残基であっても、いずれでもよい。本明細書で言及されるアナログは、in vivoで、例えばヒト対象において、血液グルコースレベルを低減させることができる。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、2つのペプチド鎖、A鎖およびB鎖を含む。典型的には、2つの鎖は、システイン残基間のジスルフィド架橋によって連結されている。例えば、一部の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、3つのジスルフィド架橋を含む:A6位とA11位のシステイン間の1ジスルフィド架橋、A鎖のA7位のシステインとB鎖のB7位のシステインの間の1ジスルフィド架橋、およびA鎖のA20位のシステインとB鎖のB19位のシステインの間の1ジスルフィド架橋。したがって、本明細書で提供されるインスリンアナログは、A6、A7、A11、A20、B7およびB19の各位にシステイン残基を含む。
本明細書で提供される一部の実施形態では、インスリンアナログは単鎖インスリンである。単鎖インスリンとは、インスリンB鎖が、非切断連結ペプチドを介してインスリンA鎖と隣接して連結している単一のポリペプチド鎖である。
インスリンの変異、すなわち親インスリンの変異は、鎖、すなわちアナログのA鎖またはB鎖のいずれか、A-鎖またはB-鎖における変異アミノ酸残基の位置(例えば、A14、B16およびB25)、および親インスリンの天然アミノ酸を置換するアミノ酸の3文字コード、を参照しつつ、本明細書では示される。「desB30」という用語は、親インスリンからのB30アミノ酸を欠失するアナログを指す(すなわち、B30位のアミノ酸が存在しない)。例えば、Glu(A14)lle(B16)desB30ヒトインスリンは、ヒトインスリンのA鎖の14位(A14)のアミノ酸残基がグルタミン酸で置換され、B鎖の16位(B16)のアミノ酸残基がイソロイシンで置換され、B鎖の30位のアミノ酸を欠失する(すなわち存在しない)、ヒトインスリンのアナログである。
本明細書で提供されるインスリンアナログは、親インスリンと比べて少なくとも1つの変異(アミノ酸の置換、欠失、または付加)を含む。本明細書で使用される用語「少なくとも1つ」とは、「少なくとも2つ」、「少なくとも3つ」、「少なくとも4つ」、「少なくとも5つ」等などの、1つ、または2つ以上を意味する。一部の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、B鎖に少なくとも1つの変異およびA鎖に少なくとも1つの変異を含む。さらなる実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、B鎖に少なくとも2つの変異およびA鎖に少なくとも1つの変異を含む。例えば、インスリンアナログは、B16位に置換、B30位に欠失およびA14位に置換を含むことができる。あるいは、インスリンアナログは、B25位に置換、B30位に欠失およびA14位に置換を含むことができる。さらに、インスリンアナログは、B16位に置換、B25位に置換、B30位に欠失およびA14位に置換を含むことができる。
本明細書で提供されるインスリンアナログは、上の変異に加えて変異を含むことができる。一部の実施形態では、変異の数は、ある特定の数を超えない。一部の実施形態では、インスリンアナログは、親インスリンと比べて、12未満の変異(すなわち、欠失、置換、付加)を含む。別の実施形態では、アナログは、親インスリンと比べて10未満の変異を含む。別の実施形態では、アナログは、親インスリンと比べて、8未満の変異を含む。別の実施形態では、アナログは、親インスリンと比べて、7未満の変異を含む。別の実施形態では、アナログは、親インスリンと比べて、6未満の変異を含む。別の実施形態では、アナログは、親インスリンと比べて5未満の変異を含む。別の実施形態では、アナログは、親インスリンと比べて、4未満の変異を含む。別の実施形態では、アナログは、親インスリンと比べて3未満の変異を含む。
本明細書で使用される「親インスリン」という表現は、天然に存在するインスリン、すなわち、非変異の、野生型インスリンを指す。一部の実施形態では、親インスリンは、哺乳動物のインスリンなどの動物のインスリンである。例えば、親インスリンは、ヒトインスリンであっても、ブタインスリンであっても、またはウシインスリンであってもよい。
一部の実施形態では、親インスリンはヒトインスリンである。ヒトインスリンの配列は当技術分野で良く知られており、実施例のセクションの表1に示されている。ヒトインスリンは、配列番号1に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLYQLENYCN)を有するA鎖および配列番号2に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、親インスリンはウシインスリンである。ウシインスリンの配列は当技術分野で良く知られている。ウシインスリンは、配列番号81に示すアミノ酸配列(GIVEQCCASVCSLYQLENYCN)を有するA鎖および配列番号82に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVC-GERGFFYTPKA)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、親インスリンはブタインスリンである。ブタインスリンの配列は当技術分野で良く知られている。ブタインスリンは、配列番号83に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLYQLENYCN)を有するA鎖および配列番号84に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVC GERGFFYTPKA)を有するB鎖を含む。
ヒト、ウシおよびブタのインスリンは、3つのジスルフィド架橋を含む:A6位とA11位のシステイン間の1ジスルフィド架橋、A鎖のA7位のシステインとB鎖のB7位のシステインの間の1ジスルフィド架橋、およびA鎖のA20位のシステインとB鎖のB19位のシステインの間の1ジスルフィド架橋。
本明細書で提供されるインスリンアナログは、対応する親インスリンの、例えばヒトインスリンのインスリン受容体結合親和性と比較して、減少しているインスリン受容体結合親和性を有する。
インスリン受容体は、ウシ、ブタまたはヒトのインスリン受容体などの任意の哺乳動物のインスリン受容体である。一部の実施形態では、インスリン受容体は、ヒトインスリン受容体、例えば、ヒトインスリン受容体アイソフォームAまたはヒトインスリン受容体アイソフォームB(実施例のセクションで使用されたもの)である。
有利には、本明細書で提供されるヒトインスリンアナログは、ヒトインスリン受容体へのヒトインスリンの結合親和性と比較して、ヒトインスリン受容体に対して著明に低下した結合親和性を有する(実施例を参照されたい)。したがって、インスリンアナログは、極めて低いクリアランス速度、すなわち、極めて低いインスリン受容体媒介クリアランス速度を有する。
一部の実施形態では、インスリンアナログは、その親インスリンと比較して、対応するインスリン受容体への結合親和性20%未満を有する、すなわち呈する。別の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、その親インスリンと比較して、対応するインスリン受容体への結合親和性10%未満を有する。別の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、その親インスリンと比較して対応するインスリン受容体への結合親和性5%未満、例えば、その親インスリンと比較して結合親和性3%未満、を有する。例えば、本明細書で提供されるインスリンアナログは、その親インスリンと比較して、対応するインスリン受容体への結合親和性0.1%から10%の間、例えば、結合親和性0.3%から5%の間を有することができる。また、本明細書で提供されるインスリンアナログは、その親インスリンと比較して、対応するインスリン受容体への結合親和性0.5%から3%の間、例えば、結合親和性0.5%から2%の間を有することができる。
インスリン受容体へのインスリンアナログの結合親和性を決定する方法は、当技術分野で良く知られている。例えば、インスリン受容体結合親和性は、インスリン受容体への、[125I]-標識ヒトインスリンなどの[125I]標識親インスリンと(非標識)インスリンアナログとの間の競合的結合の評価に基づいたシンチレーション近接アッセイによって決定することができる。インスリン受容体は、組換えインスリン受容体を過剰発現する細胞の、例えばCHO(チャイニーズハムスター卵巣)細胞の膜に存在する。一実施形態では、インスリン受容体結合親和性は、実施例のセクションに記載のように決定される。
天然に存在するインスリンまたはインスリンアナログがインスリン受容体へ結合すると、インスリンシグナル伝達経路を活性化する。インスリン受容体はチロシンキナーゼ活性を有する。インスリンが受容体へ結合すると、チロシン残基上で、受容体の自己リン酸化を刺激するコンフォメーション変化が誘発される。インスリン受容体の自己リン酸化によって、受容体のチロシンキナーゼ活性が、シグナルの伝達に関与する細胞内基質に向けて刺激される。したがって、インスリンアナログによるインスリン受容体の自己リン酸化は、前記アナログによって引き起こされるシグナル伝達の尺度と考えられる。
実施例のセクションの表1にあるインスリンアナログを、自己リン酸化アッセイに供した。興味深いことに、B16位およびB25位に脂肪族置換を有するインスリンアナログは、これらのインスリン受容体結合親和性に対して、予想よりも高いインスリン受容体自己リン酸化を引き起こした。したがって、本明細書で提供されるインスリンアナログは、低い結合活性を有し、その結果、受容体媒介クリアランス速度がより低いが、それでもなお比較的高いシグナル伝達を引き起こすことができる。したがって、本明細書で提供されるインスリンアナログは、長時間作用型インスリンとして使用される可能性がある。一部の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、親インスリン(例えばヒトインスリン)と比べて、インスリン受容体自己リン酸化を1~10%、例えば2~8%誘導することができる。さらに、一部の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、親インスリン(例えばヒトインスリン)と比べて、インスリン受容体自己リン酸化を3~7%、例えば5~7%誘導することができる。親インスリンと比べたインスリン受容体の自己リン酸化は、実施例のセクションに記載のように決定することができる。
本明細書で提供されるインスリンアナログを、プロテアーゼ安定性アッセイに供した。表3に示すように、本明細書で提供されるインスリンアナログは、ヒトインスリンと比較して、試験したプロテアーゼの少なくとも一部に向けてより高い安定性を有した。タンパク質分解安定性の向上は、α-キモトリプシン、カテプシンDおよびインスリン分解酵素(IDE)に対して観察された。したがって、本明細書で提供されるインスリンアナログは、典型的には、タンパク質分解安定型インスリンアナログである。したがって、これらは、親インスリンと比べて、プロテアーゼによる分解がより遅い。一部の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、親インスリンと比較して、α-キモトリプシン、カテプシンDおよびインスリン分解酵素(IDE)による分解に対して安定化されている。
上記のように、インスリンアナログは、親インスリンと比較して、少なくとも1つの変異を含む。
一部の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、疎水性アミノ酸で置換されたB16位の変異を含む。したがって、B16位のアミノ酸(ヒト、ウシおよびブタのインスリンのチロシン)は、疎水性アミノ酸で置き換えられている。
別の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、疎水性アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む。したがって、B25位のアミノ酸(ヒト、ウシおよびブタのインスリンのフェニルアラニン)は、疎水性アミノ酸で置き換えられている。
別の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、疎水性アミノ酸で置換されたB16位の変異および疎水性アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む。
疎水性アミノ酸は、任意の疎水性アミノ酸である。例えば、疎水性アミノ酸は、分岐鎖アミノ酸などの脂肪族アミノ酸である。
本明細書で提供されるインスリンアナログの一部の実施形態では、B16位および/またはB25位の置換に使用される疎水性アミノ酸は、イソロイシン、バリン、ロイシン、アラニン、トリプトファン、メチオニン、プロリン、グリシン、フェニルアラニンまたはチロシン(または前述のアミノ酸の誘導体)である。
ヒト、ウシおよびブタのインスリンなどのいくつかの親インスリンは、B16位にチロシンを、B25位にフェニルアラニンを含む。したがって、親インスリンのB16位のアミノ酸は、イソロイシン、バリン、ロイシン、アラニン、トリプトファン、メチオニン、プロリン、グリシン、またはフェニルアラニン(または前述のアミノ酸の誘導体)で置換することができる。さらに、親インスリンのB25位のアミノ酸は、イソロイシン、バリン、ロイシン、アラニン、トリプトファン、メチオニン、プロリン、グリシン、またはチロシン(または前述のアミノ酸の誘導体)で置換することができる。
前述のアミノ酸の誘導体は当技術分野で知られている。
ロイシンの誘導体には、それらに限定されないが、ホモロイシンおよびtert-ロイシンが含まれる。したがって、B16位および/またはB25位のアミノ酸は、ホモロイシンまたはtert-ロイシンで置換することができる。
バリンの誘導体は、例えば、3-エチルノルバリンである。したがって、B16位および/またはB25位のアミノ酸は、3-エチルノルバリンで置換することができる。
グリシンの誘導体には、それらに限定されないが、シクロヘキシルグリシン、シクロプロピルグリシンおよびトリフルオロエチルグリシンが含まれる。
アラニンの誘導体には、それらに限定されないが、ベータ-t-ブチルアラニン、シクロブチル-アラニン、シクロプロピル-アラニンおよびホモ-シクロヘキシルアラニンが含まれる。
一部の実施形態では、B16位および/またはB25位の置換に使用される疎水性アミノ酸は、イソロイシン、バリン、ロイシン、アラニン、またはトリプトファンである。
一部の実施形態では、脂肪族アミノ酸はアラニンではない。したがって、B16位および/またはB25位の置換に使用される疎水性アミノ酸は、イソロイシン、バリン、ロイシン、またはトリプトファンである。
一部の実施形態では、B16位および/またはB25位の置換に使用される疎水性アミノ酸は、イソロイシン、バリン、またはロイシンである。
一部の実施形態では、本明細書で言及されるアミノ酸は、L-アミノ酸(例えば、L-イソロイシン、L-バリン、またはL-ロイシン)である。したがって、例えばB16位、B25位および/またはA14位の置換に使用されるアミノ酸(またはそれらの誘導体)は、典型的にはL-アミノ酸である。
一部の実施形態では、疎水性アミノ酸は脂肪族アミノ酸である。したがって、本明細書で提供されるインスリンアナログは、脂肪族アミノ酸で置換されたB16位の変異、ならびに脂肪族アミノ酸で置換されたB25位の変異(ならびに場合により、それらに限定されないが、Des(B30)およびGlu(A14)を含むさらなる変異)を含む。
脂肪族アミノ酸は、脂肪族側鎖官能基を含む非極性で疎水性のアミノ酸である。炭化水素鎖上の炭素原子数が増加すると疎水性が高くなる。脂肪族の疎水性の尺度は、Kyte and Doolittleスケールによる疎水性指標であり、このスケールは、例えば、Kyte J.ら Journal of Molecular Biology.1982 157(1):105~32頁によって開示されるように決定することができる。一部の実施形態では、脂肪族アミノ酸とは、疎水性指標(Kyte and Doolittleスケールに準拠)が2.0超、例えば3.0超または3.5超を有する脂肪族アミノ酸である。
脂肪族アミノ酸には、それらに限定されないが、イソロイシン、バリン、ロイシン、アラニンおよびグリシンが含まれる。例えば、脂肪族アミノ酸は、イソロイシン、バリン、ロイシンおよびグリシンから選択されるアミノ酸、例えば、イソロイシン、バリンおよびロイシンから選択されるアミノ酸である。
イソロイシン、バリンおよびロイシンは分岐鎖アミノ酸(略してBCAA)である。したがって、脂肪族アミノ酸は分岐鎖アミノ酸である。一部の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、分岐鎖アミノ酸で置換されたB16位の変異ならびに分岐鎖アミノ酸で置換されたB25位の変異(ならびに場合により、それらに限定されないが、Des(B30)およびGlu(A14)を含むさらなる変異)を含む。
イソロイシン、バリンおよびロイシンなどのアミノ酸であるBCAAは、非直鎖である脂肪族側鎖を有するアミノ酸である、すなわち、分岐鎖アミノ酸は、分岐(3個以上の炭素原子に結合した中央炭素原子)を伴う脂肪族側鎖を有するアミノ酸である。
分枝鎖アミノ酸は、翻訳中に生合成的にタンパクに組み込まれるアミノ酸、すなわちタンパク質原生のBCAAであっても、自然にコードされていないかいかなる生物体の遺伝コードにも見いだされないアミノ酸、すなわち非タンパク質原生のBCAAであっても、よい。例えば、タンパク質原生のBCAAとは、ロイシン、イソロイシンおよびバリンである。したがって、疎水性/脂肪族アミノ酸である分岐鎖アミノ酸は、ロイシン、イソロイシンまたはバリン(またはロイシン、イソロイシンまたはバリンの誘導体、例えば、上記のロイシンまたはバリンの誘導体)である。
一部の実施形態では、分岐鎖アミノ酸はイソロイシンである。一部の実施形態では、分岐鎖アミノ酸はバリンである。一部の実施形態では、分岐鎖アミノ酸はロイシンである。
上記のB16位の変異および/またはB25位の変異に加えて、本明細書で提供されるインスリンアナログは、親インスリンと比べてさらなる変異を含むことができる。
例えば、インスリンアナログは、A14位の変異をさらに含むことができる。かかる変異は、プロテアーゼ安定性を高めることが知られている(例えば、WO2008/034881を参照されたい)。一部の実施形態では、A14位のアミノ酸は、グルタミン酸(Glu)で置換されている。一部の実施形態では、A14位のアミノ酸は、アスパラギン酸(Asp)で置換されている。一部の実施形態では、A14位のアミノ酸は、ヒスチジン(His)で置換されている。
さらに、本明細書で提供されるインスリンアナログは、B30位の変異を含むことができる。一部の実施形態では、B30位の変異は、親インスリンのB30位のトレオニンの欠失である(Des(B30)-変異とも呼ばれる)。
さらに、本発明のインスリンアナログは、グルタミン酸(Glu)で置換されたB3位の変異、および/またはグリシン(Gly)で置換されたA21位の変異をさらに含むことができる。
一実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号22に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFLYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号24に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号44に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号48に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号50に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号58に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号60に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号64に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号66に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号70に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFIYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号78に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのB鎖は、配列番号80に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK)を含む、またはそれからなる。
上にまとめたB鎖は、Des(B30)変異を含む。したがって、親インスリンのB30位に存在するアミノ酸(ヒトインスリンのトレオニン、およびブタおよびウシのインスリンのアラニン)を欠失する、すなわち存在しない。しかし、本発明のアナログのB鎖はこの変異を含まない、すなわち、30位にトレオニンを含むことも、想定される。したがって、本発明のインスリンアナログのB鎖は、以下からなる群から選択されるアミノ酸配列を含むまたはそれからなることができる:
・FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFLYTPKT (配列番号85)
・FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号86)
・FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPKT (配列番号87)
・FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号88)
・FVEQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号89)
・FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPKT (配列番号90)
・FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPKT (配列番号91)
・FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPKT (配列番号92)
・FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPKT (配列番号93)
・FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFIYTPKT (配列番号94)
・FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号95)
・FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号96)
・FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号97)
一実施形態では、本発明のインスリンアナログのA鎖は、配列番号1に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLYQLENYCN)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのA鎖は、配列番号43に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を含む、またはそれからなる。
別の実施形態では、本発明のインスリンアナログのA鎖は、配列番号45に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCG)を含む、またはそれからなる。
典型的には、本発明のインスリンアナログは、上記のA-鎖およびB-鎖を含む。
例えば、本発明のインスリンアナログは、以下からなる群から選択される:
Leu(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン、すなわちLeu(B16)-ヒトインスリン)、
Val(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン、すなわちVal(B16)-ヒトインスリン)、
Ile(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Leu(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Val(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Ile(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Leu(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Leu(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Leu(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Ile(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Val(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Leu(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Ile(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Val(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Leu(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Leu(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Val(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、および
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)。
別の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、以下からなる群から選択される:
Asp(A14)Leu(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン、すなわちAsp(A14)Leu(B16)Des(B30)-ヒトインスリン)、
Asp(A14)Ile(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Val(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Leu(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Ile(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Val(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Leu(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Leu(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Val(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Ile(B16)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Ile(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Val(B16)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Val(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
Asp(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、および
Asp(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)。
別の実施形態では、本明細書で提供されるインスリンアナログは、以下からなる群から選択される:
His(A14)Leu(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Ile(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Val(B16)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Leu(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Ile(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Val(B16)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Leu(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Leu(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Val(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Ile(B16)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Ile(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Val(B16)Ile(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Val(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、
His(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)、および
His(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-インスリン(例えばヒトインスリン)。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Leu(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Leu(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ11を参照されたい)。例えば、Leu(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号21に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLYQLENYCN)を有するA鎖および配列番号22に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFLYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ12を参照されたい)。例えば、Val(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号23に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLYQLENYCN)を有するA鎖および配列番号24に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ22を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Ile(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号43に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号44に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ24を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Val(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号47に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号48に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ25を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号49に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCG)を有するA鎖および配列番号50に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ29を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号57に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号58に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ30を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号56に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号60に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ32を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号63に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号64に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ33を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号65に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCG)を有するA鎖および配列番号66に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ35を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号69に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号70に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFIYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ38を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号75に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号76に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ39を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号77に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号78に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖を含む。
別の実施形態では、インスリンアナログは、Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリン(例えば、Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン)である。このアナログの配列は、例えば、実施例のセクションの表1に示されている(アナログ40を参照されたい)。例えば、Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-インスリンは、配列番号79に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCG)を有するA鎖および配列番号80に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖を含む。
インスリンアナログは、適当とみなされる任意の方法によって製造することができる。例えば、インスリンアナログは、組換え法によってまたは固相合成によって製造することができる。
上に本明細書で与えた定義および説明は、必要な変更を加えて以下に適用される。
本明細書で提供されるインスリンアナログのB鎖に関連して上に本明細書で定義されるインスリンB鎖、すなわちインスリンB鎖ペプチドが、本明細書において提供される。したがって、親インスリンのインスリンB鎖と比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンB鎖が、本明細書において提供され、ここで、B鎖は、疎水性アミノ酸で置換されたB16位の変異、および/または、疎水性アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む。インスリンB鎖は、des(B30)欠失など、上に本明細書に記載のさらなる変異を含むことができる。
また、本明細書で提供されるインスリンアナログのインスリンA鎖および/またはインスリンB鎖を含むプロインスリンも、本明細書において提供される。B鎖は、本明細書で提供されるインスリンアナログについて本明細書で上に定義される任意のB鎖である。例えば、インスリンA鎖およびインスリンB鎖を含むプロインスリンが、本明細書において提供され、ここで、前記B鎖は、親インスリンのB鎖と比べて少なくとも1つの変異を含み、ここで、変異は、疎水性アミノ酸で置換されたB16位にありおよび/または疎水性アミノ酸で置換されたB25位にある。インスリンB鎖は、B鎖について上に本明細書で記載のさらなる変異を含むことができる。
本明細書で提供されるプロインスリンが含むA鎖は、本明細書で提供されるインスリンアナログについて本明細書で上に定義される任意のA鎖である。一部の実施形態では、前記プロインスリンのA鎖は、グルタミン酸(Glu)、アスパラギン酸(Asp)およびヒスチジン(His)から選択されるアミノ酸で置換されたA14位の変異を含む。
インスリンA鎖および/またはインスリンB鎖に加えて、本明細書で提供されるプロインスリンは、リーダー配列またはCペプチドなどのさらなるエレメントを含むことができる。一部の実施形態では、プロインスリンは、インスリンB鎖とインスリンA鎖との間に位置するCペプチドをさらに含むことができる。Cペプチドは、長さ4~9個のアミノ酸などの、長さ4~10個のアミノ酸を有することができる。配向は以下の通りである(N末端からC末端へ):B鎖、Cペプチド、A鎖。
本明細書で提供されるインスリンアナログ、インスリンB鎖、およびプロインスリンをコードするポリヌクレオチドが、本明細書において提供される。前記ポリヌクレオチドは、前記ポリヌクレオチドの発現を可能にするプロモーターに作動可能に連結している。一部の実施形態では、プロモーターは、前記ポリヌクレオチドに対して異種である。一部の実施形態では、プロモーターは構成的プロモーターである。別の実施形態では、プロモーターは誘導性プロモーターである。
さらに、本明細書で提供されるインスリンアナログをコードするポリヌクレオチドを含むベクターが、本明細書において提供される。一部の実施形態では、前記ベクターは発現ベクターである。
本明細書で提供される、インスリンアナログ、インスリンB鎖、およびプロインスリンをコードする核酸、ポリヌクレオチド、および/またはベクターを含む宿主細胞が、本明細書において提供される。一部の実施形態では、宿主細胞は、エスケリキア属に属する細胞、例えば大腸菌細胞などの細菌細胞である。別の実施形態では、宿主細胞は、ピキア・パストリス(Pichia pastoris)細胞またはクルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)細胞などの酵母細胞である。
本明細書で提供されるインスリンアナログの医薬的に有効な量と医薬的に許容される賦形剤とを含む医薬組成物が、本明細書において提供される。
本明細書で提供される1つまたはそれ以上のインスリンアナログまたはそれらの医薬組成物の医薬的に有効な量を対象に投与する工程を含む、疾患を処置する方法が、本明細書において提供される。
一部の実施形態では、疾患は、II型真性糖尿病などの真性糖尿病である。
医学において使用するためのインスリンアナログまたはそれらの医薬組成物が、本明細書において提供される。
II型真性糖尿病などの真性糖尿病の処置に使用するためのインスリンアナログまたはそれらの医薬組成物が、本明細書において提供される。
最終的には、II型真性糖尿病などの真性糖尿病の処置のための医薬または薬物の製造のための、本明細書で提供されるインスリンアナログまたはそれらの医薬組成物の使用が、本明細書において提供される。
インスリンアナログ、インスリンB鎖、プロインスリン、および使用について、以下の実施形態およびそれぞれの従属性および後方参照によって示される実施形態の組合せによってさらに例示する。上に本明細書で与えた定義および説明は、必要な変更を加えて、以下の実施形態に適用される。
1.親インスリンと比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンアナログであって、疎水性アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または疎水性アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む、インスリンアナログ。
2.親インスリンは、ヒトインスリン、ブタインスリン、またはウシインスリンである、実施形態1のインスリンアナログ。
3.B16位および/またはB25位の疎水性アミノ酸は脂肪族アミノ酸である、実施形態1または2のインスリンアナログ。
4.B16位および/またはB25位の前記脂肪族アミノ酸は、バリン(Val)、イソロイシン(Ile)およびロイシン(Leu)からなる群から選択される分岐鎖アミノ酸などの、分岐鎖アミノ酸である、実施形態1~3のいずれか1つのインスリンアナログ。
5.前記インスリンアナログは、グルタミン酸(Glu)、アスパラギン酸(Asp)およびヒスチジン(His)からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたA14位の変異をさらに含む、実施形態1~3のいずれか1つのインスリンアナログ。
6.前記インスリンアナログはB30位の変異をさらに含み、例えば、ここで、B30位の変異は親インスリンのB30位のアミノ酸の欠失である(Des(B30)-変異)、実施形態1~5のいずれか1つのインスリンアナログ。
7.前記インスリンアナログは、グルタミン酸(Glu)で置換されたB3位の変異をさらに含む、実施形態1~6のいずれか1つのインスリンアナログ。
8.前記インスリンは、グリシン(Gly)で置換されたA21位の変異をさらに含む、実施形態1~7のいずれか1つのインスリンアナログ。
9.インスリンアナログのB鎖は、以下からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、またはそれからなる、実施形態1~8のいずれか1つのインスリンアナログ:
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFLYTPK (配列番号22)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPK (配列番号44)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK (配列番号48)
FVEQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK (配列番号50)
FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPK (配列番号58)
FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPK (配列番号60)
FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPK (配列番号64)
FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPK (配列番号66)
FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFIYTPK (配列番号70)
FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK (配列番号76)
FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK (配列番号78)
FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK (配列番号80)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFLYTPKT (配列番号85)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号86)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPKT (配列番号87)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号88)
FVEQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号89)
FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPKT (配列番号90)
FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPKT (配列番号91)
FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPKT (配列番号92)
FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPKT (配列番号93)
FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFIYTPKT (配列番号94)
FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号95)
FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号96)、および
FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号97)
10.以下
(a)配列番号43に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖
および配列番号44に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPK)を有するB鎖、
(b)配列番号47に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖
および配列番号48に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖、または
(c)配列番号77に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号78に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖
を含む、実施形態1~9のいずれか1つのインスリンアナログ。
11.以下からなる群から選択されるインスリンアナログ:
Leu(B16)-ヒトインスリン、
Val(B16)-ヒトインスリン、
Ile(B16)-ヒトインスリン、
Leu(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Val(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Ile(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Leu(B25)-ヒトインスリン、
Val(B25)-ヒトインスリン、
Ile(B25)-ヒトインスリン、
Leu(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Leu(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Leu(B16)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Leu(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Leu(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、および
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-ヒトインスリン。
12.親インスリンのB鎖と比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンB鎖であって、B鎖は、疎水性アミノ酸で置換されたB16位の変異、および/または疎水性アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む、インスリンB鎖。
13.親インスリンは、ヒトインスリン、ブタインスリン、またはウシインスリンである、実施形態12によるインスリンB鎖。
14.B16位および/またはB25位の疎水性アミノ酸は脂肪族アミノ酸である、実施形態12または13によるインスリンB鎖。
15.前記脂肪族アミノ酸は、バリン(Val)、イソロイシン(Ile)およびロイシン(Leu)からなる群から選択される分岐鎖アミノ酸などの、分岐鎖アミノ酸である、実施形態12~14のいずれか1つによるインスリンB鎖。
16.前記インスリンB鎖は、グルタミン酸(Glu)で置換されたB3位の変異をさらに含む、実施形態12~15のいずれか1つによるインスリンB鎖。
17.前記インスリンB鎖は、B30位の変異をさらに含み、B30位の変異は親インスリンのB30位のアミノ酸の欠失である(Des(B30)-変異)、実施形態12~16のいずれか1つによるインスリンB鎖。
18.インスリンA鎖およびインスリンB鎖を含むプロインスリンであって、インスリンB鎖は、親インスリンのB鎖と比べて少なくとも1つの変異を含み、B鎖は、疎水性アミノ酸で置換されたB16位の変異、および/または疎水性アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む、プロインスリン。
19.前記プロインスリンのインスリンA鎖は、グルタミン酸(Glu)、アスパラギン酸(Asp)およびヒスチジン(His)から選択されるアミノ酸で置換されたA14位の変異を含む、実施形態18のプロインスリン。
20.親インスリンは、ヒトインスリン、ブタインスリン、またはウシインスリンである、実施形態18または19によるプロインスリン。
21.B16位および/またはB25位の疎水性アミノ酸は脂肪族アミノ酸である、実施形態18~20のいずれか1つによるプロインスリン。
22.前記脂肪族アミノ酸は、バリン(Val)、イソロイシン(Ile)およびロイシン(Leu)からなる群から選択される分岐鎖アミノ酸などの、分岐鎖アミノ酸である、実施形態18~21のいずれか1つによるプロインスリン。
23.前記プロインスリンは、グルタミン酸(Glu)で置換されたB3位の変異をさらに含む、実施形態18~22のいずれか1つによるプロインスリン。
24.前記プロインスリンは、B30位の変異をさらに含み、B30位の変異は親インスリンのB30位のアミノ酸の欠失である(Des(B30)-変異)、実施形態18~23のいずれか1つによるプロインスリン。
25.実施形態1~11のいずれか1つのインスリンアナログ、実施形態12~17のいずれか1つのインスリンB鎖、および/または実施形態18~24のいずれか1つのプロインスリンをコードするポリヌクレオチド。
26.実施形態25のポリヌクレオチドを含む発現ベクター。
27.実施形態1~11のいずれか1つのインスリンアナログ、実施形態12~17のいずれか1つのインスリンB鎖、実施形態18~24のいずれか1つのプロインスリン、実施形態25のポリヌクレオチド、および/または実施形態26の発現ベクター
を含む宿主細胞。
28.実施形態1~11のいずれか1つに定義される1つまたはそれ以上のインスリンアナログを患者に投与する工程を含む、真性糖尿病を有する患者を処置する方法。
29.真性糖尿病の処置に使用するための、実施形態1~11のいずれか1つに定義されるインスリンアナログ。
本明細書に引用されるすべての参考文献は、その開示内容全体および本明細書で特に述べる開示内容に関して、参照によって本明細書に組み入れる。
実施例1:ヒトインスリンおよびインスリンアナログの産生
ヒトインスリンならびにインスリンアナログを、組換え的に産生した。プレプロインスリンをコードするポリヌクレオチドを、Geneart(登録商標)から注文した。設計したポリヌクレオチドを、酵母での発現向けに最適化した。それらを、クルイベロミセス・ラクチス(Kluyveromyces lactis)Kで機能的な発現と分泌を可能にする古典的な制限クローニングによって発現ベクターに挿入した。分泌リーダーとして、遺伝子を、サッカロマイセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)のアルファ接合因子シグナルをコードするDNA配列にC末端で融合させた。組換え遺伝子発現を、ラクトース誘導性K.ラクチスのプロモーターによって制御した。
ヒトインスリンおよびインスリンアナログを、プレプロインスリンとして製造した。遺伝的に融合したN末端プレ配列を使用して、発現および分泌の収率を改善し、培養液中でペプチドを安定化させた。幅広い種類の配列がこの目的に使用することができ、これらを効率について試験した。プロインスリン自体は、Cペプチドに融合したB鎖と、これに続くC末端のA鎖からなる。C-ペプチドとして、種々のアミノ酸の組合せが記載されている。1~10個のアミノ酸の短ペプチドがC配列としてうまく機能することが示された。インスリンのその後のプロセシングについては、C-ペプチドに隣接してその切出しを可能にする、特定のプロテアーゼに対する認識部位が重要である。
K.ラクチス細胞を、化学的手段によってコンピテントとした。その後に、細胞を、それぞれのプレプロインスリンをコードする発現プラスミドで形質転換した。プラスミドの挿入後、細胞を、geneticinを含有する選択寒天プレートにプレーティングした。増殖したコロニーを分離し、組換え遺伝子発現について試験した。細胞を、geneticinを補充した酵母ペプトンデキストロース培地中で十分に高い細胞密度まで増殖させた。最初の増殖期の後、ラクトースを補充したgeneticinを含む塩緩衝酵母エキス培地を培養物に添加して、組換え遺伝子の発現を誘導した。培養物を数日間増殖させ、上清を遠心分離により回収した。
機能性インスリンまたはインスリンアナログの精製を、濾過手順によって開始した。最初のクロマトグラフィーキャプチャ手順を、イオン交換樹脂を用いて行った。プレプロインスリンからインスリンへの切断を、高度に特異的なプロテアーゼを用いて、実行した。宿主細胞タンパク質、プレ配列、および生成物の関連製品の除去を、さらなる2つのクロマトグラフィーステップのカスケードによって行った。疎水性相互作用クロマトグラフィーの次に、この目的を達成するために別のイオン交換手順を適用した。最終ポリシングを逆相クロマトグラフィーにより行った。濾過、沈殿および凍結乾燥を使用して、インスリン分子の生産プロセスを完了した。
活性化カルボン酸誘導体とのカップリング反応の後、コンジュゲートしたインスリン分子を含む溶液を濾過した。最終精製は逆相クロマトグラフィーにより行った。濾過、沈殿および凍結乾燥を使用して、標的分子の合成を完了した。
例えばB16位、B25位および/またはA14位の変異を有する種々のインスリンアナログを生成した。表1に、生成したインスリンの概要を提供する。
Figure 2022513776000001
Figure 2022513776000002
Figure 2022513776000003
実施例2:インスリン受容体結合親和性アッセイ/インスリン受容体自己リン酸化アッセイ
生成した種々のインスリンアナログのインスリン結合およびシグナル伝達を、結合アッセイおよび受容体自己リン酸化アッセイによって決定した。
A)インスリン受容体結合親和性アッセイ
表1にリストされたアナログに対するインスリン受容体結合親和性を、Hartmannら(Effect of the long-acting insulin analogs glargine and degludec on cardiomyocyte cell signaling and function. Cardiovasc Diabetol.2016;15:96頁)に記載のように、決定した:インスリン受容体に埋め込まれた原形質膜(M-IR)の分離および競合結合実験を、先に記載のように実行した(Sommerfeldら、PLoS One.2010;5(3):e9540)。簡潔にいえば、IRを過剰発現するCHO細胞を収集し、氷冷2.25 STMバッファー(2.25Mスクロース、5mM Tris-HCl pH7.4、5mM MgCl、complete protease inhibitor)に再懸濁し、ダウンスホモジナイザーを使用して破砕し、これに続いて超音波処理した。ホモジネートを0.8 STMバッファー(0.8Mスクロース、5mM Tris-HCl pH7.4、5mM MgCl、complete protease inhibitor)でオーバーレイし、100,000gで90分間超遠心分離した。界面の原形質膜を収集し、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)で2回洗浄した。最終ペレットを希釈バッファー(50mM Tris-HCl pH7.4、5mM MgCl、complete protease inhibitor)に再懸濁し、ダウンスホモジナイザーで再度ホモジナイズした。競合結合実験を、96ウェルマイクロプレートで結合バッファー(50mM Tris-HCl、150mM NaCl、0.1%BSA、complete protease inhibitor、pH7.8に調整)中で実行した。各ウェルで、分離膜2μgを、小麦胚芽凝集素、ポリビニルトルエンポリエチレンイミン シンチレーション近接アッセイ(SPA)のビーズ0.25mgとともにインキュベートした。一定濃度の[125I]標識ヒトインスリン(100pM)および種々の濃度のそれぞれの非標識インスリン(0.001~1000nM)を室温(23℃)で12時間添加した。放射能を、マイクロプレート・シンチレーションカウンター(Wallac Microbeta、Freiburg、ドイツ)で平衡状態で測定した。
ヒトインスリンに対する試験アナログのインスリン受容体結合親和性アッセイの結果を表2に示す。
B) インスリン受容体自己リン酸化アッセイ(シグナル伝達の尺度として)
インスリン受容体Bに結合するインスリンアナログのシグナル伝達を決定するために、自己リン酸化をin vitroで測定した。ヒトインスリン受容体アイソフォームB(IR-B)を発現するCHO細胞を、先に記載のようにIn-Cell Western技術を使用したIR自己リン酸化アッセイに使用した(Sommerfeldら、PLoS One.2010;5(3):e9540)。IGF1R自己リン酸化の分析の場合、IGF1Rテトラサイクリン調節性発現プラスミドを安定的にトランスフェクトしたマウス胎児線維芽細胞3T3 Tet off細胞株(BD Bioscience、Heidelberg、ドイツ)において受容体を過剰発現させた。受容体のチロシンリン酸化レベルを決定するために、細胞を96ウェルプレートに播種し、44時間増殖させた。細胞を、無血清培地ハムF12培地(Life Technologies、Darmstadt、ドイツ)で2時間血清飢餓とした。これに続いて、ヒトインスリンまたはインスリンアナログのいずれかの濃度を上昇させて、細胞を37℃で20分間処理した。インキュベーション後、培地を捨て、細胞を新たに調製した3.75%パラホルムアルデヒドで20分間固定した。細胞を、PBSの0.1%Triton X-100で20分間透過処理した。ブロッキングを、Odysseyブロッキングバッファー(LICOR、Bad Homburg、ドイツ)で室温で1時間実行した。抗pTyr 4G10(Millipore、Schwalbach、ドイツ)を室温で2時間インキュベートした。一次抗体のインキュベーション後、細胞をPBS+0.1%Tween20(Sigma-Aldrich、St Louis、MO、米国)で洗浄した。二次抗マウス-lgG-800-CW抗体(LICOR、Bad Homburg、ドイツ)を1時間インキュベートした。結果を、TO-PRO3染料(Invitrogen、Karlsruhe、ドイツ)でのDNAの定量化によって標準化した。データを相対単位(RU)として得た。
ヒトインスリンと比べた試験アナログのインスリン受容体自己リン酸化アッセイの結果を表2に示す。
Figure 2022513776000004
Figure 2022513776000005
C) 結論
表2から導き出せる通り、B16位および/またはB25位の種々の疎水性置換について試験した(トリプトファン、アラニン、バリン、ロイシンおよびイソロイシン)。程度が異なるにもかかわらず、これらの位置に疎水性置換を有する試験インスリンアナログすべてが、インスリン受容体結合活性の減少を示した。Trp置換(例えば、アナログ4、15および23を参照されたい)と比較して、アラニン、バリン、ロイシンおよびイソロイシンなどの脂肪族アミノ酸による置換は、インスリン受容体結合活性に対してより強い影響を有した。最も強い効果は、分岐鎖アミノ酸であるバリン、ロイシンおよびイソロイシンで観察された。イソロイシン、バリンおよびロイシンでの置換によって、インスリン受容体結合活性の著明な減少がもたらされた。興味深いことに、B25位のかかる置換を有するインスリンアナログは(B25位のバリン、ロイシン、またはイソロイシン置換などの、11、12、22、24、25、29、30、32、33、35、38、39、40の各アナログ)、それらのIR-B結合親和性に基づく予想よりも、シグナル伝達において、6倍までの高まりを示した。具体的には、Leu(B25)Des(B30)-インスリンおよびVal(B25)Des(B30)-インスリン(それぞれアナログ11および12)によれば、ヒトインスリンと比べて、インスリン受容体Bへの結合はわずか1%を示したが、自己リン酸化は6%を示した。同様に、B16位の単一ロイシン置換(アナログ3)も、程度がわずかにより低いながら、シグナル伝達において同様の高まりを示した。比較すると、アナログ26を別として、ヒスチジンB25の置換を保有するアナログ(10、13、14、21、28の各アナログ)もまた、受容体結合の低下を示したが、自己リン酸化の随伴性減少を示した。
一部の例では(30、32、35、38、39の各アナログ)、インスリン受容体結合は0%であったが、一方、自己リン酸化アッセイで依然として活性を示した。これらのアナログはすべて、共通して、B16位およびB25位のバリン置換および/またはイソロイシン置換の組合せを有するが、このことから、その組合せがインスリン受容体結合のさらなる低下の要因であることが、示唆される。B25位の置換がないが、B16位の交換があるインスリンは、それらの自己リン酸化値と比較してわずかにより高い結合親和性を呈した(アナログ3、4、16、17、18、19、20の各アナログ)。
B25位のアラニンは、バリン、ロイシンまたはイソロイシンの置換(11、12、22の各アナログ)と同様の効果を示したが、より低い程度であった。バリン、ロイシンまたはイソロイシンの置換を有するアナログの受容体結合親和性および自己リン酸化活性は、アラニン置換を有するアナログよりも低かった。
実施例3:様々な組換えプロテアーゼおよび人工胃液における in vitro 安定性の決定
インスリンアナログを、タンパク質分解安定性(α-キモトリプシン、カテプシンD、インスリン分解酵素(IDE)および擬似胃液)について試験した。
A) アッセイ条件
Figure 2022513776000006
B) 擬似胃液の調製
塩化ナトリウム2グラムと精製ペプシン3.2g(ブタ胃粘膜由来、タンパク質1mg当たり800~2500単位の活性を有する)を塩酸7.0mlに溶解した。体積を水で1000mlまで調整した。生成する溶液を混合し、0.2N水酸化ナトリウムまたは0.2N塩酸いずれかでpH1.2±0.1に調整した。
C) 一般アッセイ手順
安定性の決定は、適当な時点(SIFおよびSGFについては15、30、60、120および240分;プロテアーゼについては15、30、60および120分)を使用して行った。インキュベーションを37℃で行い、残存する親化合物の%をT0時点を参照して計算した。
親化合物の決定については、エタノール(1eq.v/v)によるタンパク質沈殿および遠心分離ステップの後に、上清を使用して、適当な生物分析LC-MS/MSまたはLC-HRMS法を使用した。
D) サンプルの調製
化合物を最終濃度40μMで希塩酸に溶解した。アッセイにおける化合物濃度を2μMとした。希釈標準溶液の1:20希釈をプロテアーゼバッファーへと行い、次いでサンプルを37℃で撹拌しながらインキュベートした。適当な時点においてアリコートを採取し、反応をエタノール(1eq.v/v)でクエンチし、次いで遠心分離した。上清を分析した。
E) 結論
特に、B鎖の16位と25位のバリンおよびイソロイシンなどの親油性アミノ酸置換について調査した。試験したアナログ(2、7、11、12、14、16、19、22、23、24、および38)のうち、ヒトインスリンと比べて、トリプシン、カルボキシペプチダーゼAおよびカルボキシペプチダーゼBの各プロテアーゼに対して、安定性に関して軽微な差のみが観察された(データ示さず)。全体として、A14およびB25の置換を保有するすべてのアナログ(22、24、38の各アナログ)が、α-キモトリプシン、カテプシンDおよびインスリン分解酵素(IDE)に対してタンパク質分解安定性の向上を示した。例えば、α-キモトリプシンの場合、ヒトインスリンは2時間以内に完全に分解したが、一方、アナログ22はほぼ完全に耐性であった。同様に、試験したすべてのB25置換アナログは、カテプシンDに対して安定性の向上を示したが、アナログ38(B16/B25バリアント)は他のB25バリアントと比較して優れた安定性を示した。
注目すべき一例外がIDEの場合に観察され、A14/B16置換を有するアナログ19は、B25バリアントと比較し成績の改善を示した。しかし、データが示唆するところは、グルタミン酸を用いて本実施例で試験した、A14の置換が安定性の向上に重要である、ことである。他の置換も、安定性の向上に有益であることが示された:例えば、B16位のおよびB25位の置換である。例えば、B25位にアミノ酸交換を有するアナログ7は、不安定性の上昇という結果をもたらした。
Figure 2022513776000007

以下の項は、本明細書の一部である:
1.親インスリンと比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンアナログであって、インスリンアナログは、分枝鎖アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または分枝鎖アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む、インスリンアナログ。
2.親インスリンは、ヒトインスリン、ブタインスリン、またはウシインスリンである、項1のインスリンアナログ。
3.分岐鎖アミノ酸は、バリン(Val)、イソロイシン(Ile)およびロイシン(Leu)からなる群から選択される、項1または2のインスリンアナログ。
4.前記インスリンアナログは、グルタミン酸(Glu)、アスパラギン酸(Asp)およびヒスチジン(His)からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたA14位の変異をさらに含む、項1~3のいずれか1項のインスリンアナログ。
5.前記インスリンアナログは、B30位の変異をさらに含む、項1~4のいずれか1項のインスリンアナログ。
6.B30位の変異は、親インスリンのB30位のアミノ酸の欠失である(Des(B30)-変異)、項5のインスリンアナログ。
7.前記インスリンアナログは、グルタミン酸(Glu)で置換されたB3位の変異をさらに含む、項1~6のいずれか1項のインスリンアナログ。
8.前記インスリンは、グリシン(Gly)で置換されたA21位の変異をさらに含む、項1~7のいずれか1項のインスリンアナログ。
9.インスリンアナログのB鎖は、以下:
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFLYTPK (配列番号22)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPK (配列番号44)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK (配列番号48)
FVEQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK (配列番号50)
FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPK (配列番号58)
FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPK (配列番号60)
FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPK (配列番号64)
FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPK (配列番号66)
FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFIYTPK (配列番号70)
FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK (配列番号76)
FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK (配列番号78)
FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK (配列番号80)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFLYTPKT (配列番号85)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号86)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPKT (配列番号87)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号88)
FVEQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号89)
FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPKT (配列番号90)
FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPKT (配列番号91)
FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPKT (配列番号92)
FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPKT (配列番号93)
FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFIYTPKT (配列番号94)
FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号95)
FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号96)、および
FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号97)
からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、またはそれからなる、項1~8のいずれか1項のインスリンアナログ。
10.以下
(a)配列番号43に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖
および配列番号44に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPK)を有するB鎖、
(b)配列番号47に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号48に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖、または
(c)配列番号77に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号78に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖
を含む、項1~9のいずれか1項のインスリンアナログ。
11.以下
Leu(B16)-ヒトインスリン、
Val(B16)-ヒトインスリン、
Ile(B16)-ヒトインスリン、
Leu(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Val(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Ile(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Leu(B25)-ヒトインスリン、
Val(B25)-ヒトインスリン、
Ile(B25)-ヒトインスリン、
Leu(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Leu(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Leu(B16)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Leu(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Leu(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Val(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、
Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、および
Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-ヒトインスリン
からなる群から選択されるインスリンアナログ。
12.親インスリンのB鎖と比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンB鎖であって、分枝鎖アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または分枝鎖アミノ酸で置換されたB25位の変異を含み、場合により、B30位の変異をさらに含み、B30位の変異は、親インスリンのB30位のトレオニンの欠失である(Des(B30)-変異)、インスリンB鎖。
13.インスリンA鎖およびインスリンB鎖を含むプロインスリンであって、インスリンB鎖は、親インスリンのB鎖と比べて少なくとも1つの変異を含み、ここで、B鎖は、分枝鎖アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または分枝鎖アミノ酸で置換されたB25位の変異を含み、場合により、前記プロインスリンのインスリンA鎖は、グルタミン酸(Glu)、アスパラギン酸(Asp)およびヒスチジン(His)から選択されるアミノ酸で置換されたA14位の変異を含む、プロインスリン。
14.項1~11のいずれか1項のインスリンアナログ、項12のインスリンB鎖、および/または項13のプロインスリンをコードするポリヌクレオチド。
15.項1~11のいずれか1項のインスリンアナログ、項12のインスリンB鎖、項13のプロインスリン、および/または項14のポリヌクレオチドを含む宿主細胞。

Claims (15)

  1. 親インスリンと比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンアナログであって、分枝鎖アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または分枝鎖アミノ酸で置換されたB25位の変異を含む、前記インスリンアナログ。
  2. 親インスリンは、ヒトインスリン、ブタインスリン、またはウシインスリンである、請求項1に記載のインスリンアナログ。
  3. 分岐鎖アミノ酸は、バリン(Val)、イソロイシン(Ile)およびロイシン(Leu)からなる群から選択される、請求項1または2に記載のインスリンアナログ。
  4. グルタミン酸(Glu)、アスパラギン酸(Asp)およびヒスチジン(His)からなる群から選択されるアミノ酸で置換されたA14位の変異をさらに含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のインスリンアナログ。
  5. B30位の変異をさらに含む、請求項1~4のいずれか1項に記載のインスリンアナログ。
  6. B30位の変異は、親インスリンのB30位のアミノ酸の欠失である(Des(B30)-変異)、請求項5に記載のインスリンアナログ。
  7. グルタミン酸(Glu)で置換されたB3位の変異をさらに含む、請求項1~6のいずれか1項に記載のインスリンアナログ。
  8. グリシン(Gly)で置換されたA21位の変異をさらに含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のインスリンアナログ。
  9. インスリンアナログのB鎖は、以下:
    FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFLYTPK (配列番号22)
    FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPK (配列番号44)
    FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK (配列番号48)
    FVEQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK (配列番号50)
    FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPK (配列番号58)
    FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPK (配列番号60)
    FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPK (配列番号64)
    FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPK (配列番号66)
    FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFIYTPK (配列番号70)
    FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK (配列番号76)
    FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK (配列番号78)
    FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK (配列番号80)
    FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFLYTPKT (配列番号85)
    FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号86)
    FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPKT (配列番号87)
    FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号88)
    FVEQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPKT (配列番号89)
    FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPKT (配列番号90)
    FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFIYTPKT (配列番号91)
    FVNQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPKT (配列番号92)
    FVEQHLCGSHLVEALILVCGERGFVYTPKT (配列番号93)
    FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFIYTPKT (配列番号94)
    FVNQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号95)
    FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号96)、および
    FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPKT (配列番号97)
    からなる群から選択されるアミノ酸配列を含む、またはそれからなる、請求項1~8のいずれか1項に記載のインスリンアナログ。
  10. (a)配列番号43に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号44に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFIYTPK)を有するB鎖、
    (b)配列番号47に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号48に示すアミノ酸配列(FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖、または
    (c)配列番号77に示すアミノ酸配列(GIVEQCCTSICSLEQLENYCN)を有するA鎖および配列番号78に示すアミノ酸配列(FVEQHLCGSHLVEALVLVCGERGFVYTPK)を有するB鎖
    を含む、請求項1~9のいずれか1項に記載のインスリンアナログ。
  11. Leu(B16)-ヒトインスリン、
    Val(B16)-ヒトインスリン、
    Ile(B16)-ヒトインスリン、
    Leu(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Val(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Ile(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Leu(B25)-ヒトインスリン、
    Val(B25)-ヒトインスリン、
    Ile(B25)-ヒトインスリン、
    Leu(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Leu(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Ile(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Val(B16)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Leu(B16)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Ile(B16)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Val(B16)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Leu(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Leu(B25)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Ile(B25)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Val(B25)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)Des(B30)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B25)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Ile(B16)Ile(B25)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Glu(B3)Ile(B16)Ile(B25)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Ile(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Ile(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Val(B16)Ile(B25)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Val(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、
    Glu(A14)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-ヒトインスリン、および
    Glu(A14)Gly(A21)Glu(B3)Val(B16)Val(B25)-ヒトインスリン
    からなる群から選択されるインスリンアナログ。
  12. 親インスリンのB鎖と比べて少なくとも1つの変異を含むインスリンB鎖であって、分枝鎖アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または分枝鎖アミノ酸で置換されたB25位の変異を含み、場合により、B30位の変異をさらに含み、B30位の該変異は、親インスリンのB30位のトレオニンの欠失である(Des(B30)-変異)、前記インスリンB鎖。
  13. インスリンA鎖およびインスリンB鎖を含むプロインスリンであって、該インスリンB鎖は、親インスリンのB鎖と比べて少なくとも1つの変異を含み、該B鎖は、分枝鎖アミノ酸で置換されたB16位の変異および/または分枝鎖アミノ酸で置換されたB25位の変異を含み、場合により、該プロインスリンの該インスリンA鎖は、グルタミン酸(Glu)、アスパラギン酸(Asp)およびヒスチジン(His)から選択されるアミノ酸で置換されたA14位の変異を含む、前記プロインスリン。
  14. 請求項1~11のいずれか1項に記載のインスリンアナログ、請求項12に記載のインスリンB鎖、および/または請求項13に記載のプロインスリンをコードするポリヌクレオチド。
  15. 請求項1~11のいずれか1項に記載のインスリンアナログ、請求項12に記載のインスリンB鎖、請求項13に記載のプロインスリン、および/または請求項14に記載のポリヌクレオチドを含む宿主細胞。
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