JP2022543586A

JP2022543586A - グルコース調節型立体配座スイッチを有するインスリン類似体

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Publication number: JP2022543586A
Application number: JP2022506444A
Authority: JP
Inventors: ジェレミーダブリュー．グレートン
Original assignee: サーマリンインコーポレイテッド
Priority date: 2019-07-31
Filing date: 2020-07-31
Publication date: 2022-10-13
Also published as: US20220288213A1; EP4003426A4; WO2021022116A1; EP4003426A1

Abstract

本発明は、グルコース応答性インスリン類似体、グルコース応答性インスリン類似体を含む組成物、及びインスリン類似体またはその組成物を使用して患者の血糖を低下させる方法に関する。

Description

本発明は、グルコース応答性インスリン類似体に関する。本発明はまた、グルコース応答性インスリン類似体を含む組成物、及びグルコース応答性インスリン類似体を患者に投与することによって患者の血糖値を制御する方法に関する。

高血糖症は、個人の血漿中に過剰な量のグルコースが循環する状態である。この状態は、一般に、患者が１０ｍｍｏｌ／Ｌ（１８０ｍｇ／ｄｌ）以上の血糖値を有する場合に生じるが、１５～２０ｍｍｏｌ／Ｌ（２７０～３６０ｍｇ／ｄｌ）以上などのより高い血糖濃度に達するまで、症状及び影響が顕著になり始めない場合がある。高血糖症の長期的な副作用には、失明、腎機能の喪失、神経損傷、感覚の喪失、及び四肢の切断を必要とする可能性のある末梢の血行不良が含まれる。

１型糖尿病の患者は、インスリンを産生しないため、１型糖尿病の主な治療は、毎日複数回のインスリン注射療法である。２型糖尿病の治療は、典型的には、食事と運動の管理から始まるが、多くの場合、有効な長期的な解決策ではない。食事や運動がもはや効果的でない場合、膵臓によって産生されるインスリンの量を増加させることによって作用する種々の非インスリン経口薬が処方される。これらの治療は、疾患を効果的に管理する能力に限界があり、一般に、体重増加及び高血圧などの著しい副作用を有する。

この非インスリン治療の限界のため、多くの２型糖尿病患者は、最終的にインスリン療法を必要とする。しかしながら、現在知られているインスリン療法は、患者の血糖値の予測不可能な変動と、インスリンのレベルと血糖値のレベルとを一致させる適切なフィードバック機構の欠如のために、患者の高血糖症を再発させることが多い。既存のインスリン治療の別の問題は、それらの治療が、例えば、患者の食事、運動計画、ストレス、及び血糖の変動をもたらす可能性があるいくつかの他の因子における変化に対する感受性がないことである。

現在知られている長時間作用型インスリンは、典型的には、注射の約１時間後に血糖の低下が始まる。長時間作用型インスリンは、平均的な患者の基礎インスリンの必要性をカバーするが、それらは十分に長く持続しないことが多い。これにより、長時間作用型インスリンの濃度が体内で低下すると、患者は高血糖状態になる。さらに、長時間作用型インスリンは、患者のリアルタイムの必要性に基づいて、製剤から放出されたインスリンの量を調整しない。いくつかの場合において、それにより、血糖値を低下させるために患者が必要とするよりも少ないインスリンを放出し、したがって、高血糖症を引き起こし得る。

急速作用型インスリンでは、患者のインスリンレベルは、注射されるインスリンの時間及び量に依存し、ピークインスリンレベルは、典型的には、注射後５０～７０分以内に発生する。急速作用型インスリンのピーク血漿レベルは、血糖値とは無関係であり、患者における血糖値の増加に応答しない。したがって、患者が自分の血糖値を低く見積もる場合、急速作用型インスリン製剤は、患者の血糖値を調節することができず、結果として、患者は高血糖状態になり得る。また、患者は、常にインスリン投薬量を適切に投与することはできず、インスリン注射が適切に投与されても、インスリンの自然グルコースフィードバックプロファイルを複製しない。多くの場合、注射されたインスリンは、現在の血糖値に関係なく、ゆっくりと血液中に入る。

したがって、当該技術分野において、血中インスリンレベルを血糖値に基づいて上昇または下降させることを可能にする自然フィードバック機構を模倣する方法を見つける必要性が存在する。本発明の目的は、１型または２型糖尿病患者の血糖値を調節するためのグルコース応答性インスリンを提供することである。

本発明は、グルコースに結合し、インスリン受容体に対するグルコース応答性結合を提供し、それにより血液中のグルコースのレベルを調節する新規のインスリン類似体に関する。本発明のインスリン類似体は、１）インスリン類似体が、その受容体に対する結合親和性が低下している閉じた（もしくはスイッチオフ）状態、及び２）グルコースがインスリン類似体に結合し、インスリン類似体のその受容体に対する結合親和性が、スイッチオフ状態と比較して、回復しているか、もしくは増加している開いた（もしくはスイッチオン）状態といった少なくとも２つの状態を有する。

本発明のインスリン類似体の結合親和性のこの回復または増加は、対象の血液内のグルコース濃度に応答する。対象の血液中のグルコース濃度が、生理学的レベルよりも高い場合（すなわち、高血糖状態）、インスリン類似体がグルコースに結合し、スイッチがオンになる。このスイッチオン状態では、インスリン類似体は、その受容体に結合し、血糖の濃度を調節する。対象の血液中のグルコース濃度が、通常であるか、または通常よりも低い場合、インスリン類似体は、スイッチオフ状態を維持する。このスイッチオフ状態では、インスリン類似体は、スイッチオン状態と比較して、その受容体に対する親和性が低い。

本発明のこれらのインスリン類似体は、グルコース応答性の様式で適切に機能するために、少なくとも２つの要素を必要とする。第１の要素は、グルコース結合部分であり、第２の要素は、グルコース結合部分に結合する結合パートナー部分である。これらの部分の一方または両方が、インスリン類似体に結合する。グルコース結合部分及び／または結合パートナー部分は、インスリン類似体に、それらが互いに（任意選択で可逆的な様式で）相互作用することができるような様式で結合する。２つの要素間の相互作用は、インスリン類似体のその受容体に対する結合親和性を低下させる。

したがって、グルコースの濃度が通常より高い場合、グルコース結合部分と結合パートナー部分との間の相互作用は、グルコース結合部分に対する結合についてのグルコースによる競合の増加により破壊される。この破壊は、インスリン類似体のその受容体に対する結合親和性の増加または回復をもたらす。したがって、グルコース結合部分とパートナー部分との間の分子内相互作用は、インスリン類似体を「オフ」に切り替えるが、この相互作用の破壊は、インスリン類似体を「オン」に切り替える。

種々の実施形態において、本発明のグルコース結合部分は、多価芳香族ボロン酸、例えば、二価芳香族ボロン酸である。これらの芳香族ボロン酸は、Ｄ－グルコースに対する選択的結合を示すことができる。グルコースに対する多価ボロン酸のこの強化された感受性は、単量体ボロン酸とは驚くほど異なる。モノボロン酸は、他の糖類と無選択に結合するため、糖類間の区別が困難である。例えば、モノボロン酸は、単糖の中でも固有のフルクトース選択性を示す（Ｊ．Ｐ．ＬｏｒａｎｄａｎｄＪ．Ｏ．Ｅｄｗａｒｄｓ，Ｊ．Ｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，１９５９，２４，７６９－７７４、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる）。本開示の二価及び多価芳香族ボロン酸は、これらが、グルコース分子のヒドロキシル基に対するボロン酸基の適切な配向及び提示を提供するため、グルコースに対する選択性を示す。

別の態様において、本発明は、本明細書に開示されるインスリン類似体と、薬学的に許容される担体または賦形剤と、を含む、組成物を提供する。さらに別の態様において、本発明は、患者の血糖を低下させる方法であって、生理学的に有効な量の本明細書に開示されるインスリン類似体、またはその組成物を投与することを含む、方法を提供する。

本発明の他の態様及び実施形態は、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

Ａ鎖及びＢ鎖と、隣接する二塩基性切断部位（塗りつぶされた円）及びＣペプチドで示される接続領域とを含む、ヒトプロインスリンの配列の概略図である。インスリン様部分及び無秩序な接続ペプチド（破線）からなるプロインスリンの構造モデルである。Ａ鎖とＢ鎖とを含み、Ｂ鎖中の残基Ａ６、Ａ７、Ａ１１、Ａ２０、Ｂ７、Ｂ１９、Ｂ２７、及びＢ３０の位置を示す、ヒトインスリンの配列の概略図である。グルコース応答性インスリン類似体の一実施形態の概略図である。グルコース結合部分及び結合パートナー修飾（例えばポリオール）を示す。Ａ鎖は、短い方の水平円筒形によって表され、Ｂ鎖は、長い方の水平円筒形によって表される。野生型インスリンのカノニカルなジスルフィド架橋は、黒色の線によって示される（下側右の四角を参照されたい）。Ａ鎖は、そのＮ末端またはその付近でグルコース結合部分及びスペーサー（それぞれＶ字型及び波線）によって修飾される。Ｂ鎖は、そのＣ末端またはその付近で１つ以上のポリオール部分及びスペーサー（それぞれ円形及びスペーサー要素）によって修飾される。グルコース応答性インスリンの別の実施形態の概略図である。また、グルコース結合部分及び結合パートナーとしてのポリオール修飾を示す。Ａ鎖は、短い方の水平円筒形によって表され、Ｂ鎖は、長い方の水平円筒形によって表される。野生型インスリンのカノニカルなジスルフィド架橋は、黒色の線によって示される（下側右の四角を参照されたい）。Ａ鎖は、そのＮ末端またはその付近で１つ以上のポリオール部分及びスペーサー（それぞれ円形及びスペーサー要素）によって修飾される。Ｂ鎖は、そのＮ末端またはその付近でグルコース結合部分及びスペーサー（それぞれＶ字型及び波線）によって修飾される。結合パートナー（例えば、グルコース結合部分及び結合パートナー要素）が、両方ともＢ鎖の末端またはその付近でコンジュゲートされ、任意選択で、グルコース応答性結合が、結合パートナー間に生じることを可能にするスペーサー要素を含む、グルコース応答性インスリン類似体の実施形態を示す。結合部分間の可逆的相互作用は、インスリン受容体に対する親和性を阻害する。グルコース結合部分に対するグルコース結合による結合部分間の相互作用の破壊は、インスリン受容体についての親和性を回復する。当業者であれば、このアプローチがＢ鎖のＣ末端に限定されないことを認識するであろう。結合パートナー（例えば、グルコース結合部分及び結合パートナー要素）が、両方ともＢ鎖の末端またはその付近でコンジュゲートされ、任意選択で、グルコース応答性結合が、結合パートナー間に生じることを可能にするスペーサー要素を含む、グルコース応答性インスリン類似体の実施形態を示す。結合部分間の可逆的相互作用は、インスリン受容体に対する親和性を阻害する。グルコース結合部分に対するグルコース結合による結合部分間の相互作用の破壊は、インスリン受容体についての親和性を回復する。当業者であれば、このアプローチがＢ鎖のＣ末端に限定されないことを認識するであろう。結合パートナー（例えば、グルコース結合部分及び結合パートナー要素）が、両方ともＢ鎖の末端またはその付近でコンジュゲートされ、任意選択で、グルコース応答性結合が、結合パートナー間に生じることを可能にするスペーサー要素を含む、グルコース応答性インスリン類似体の実施形態を示す。結合部分間の可逆的相互作用は、インスリン受容体に対する親和性を阻害する。グルコース結合部分に対するグルコース結合による結合部分間の相互作用の破壊は、インスリン受容体についての親和性を回復する。当業者であれば、このアプローチがＢ鎖のＣ末端に限定されないことを認識するであろう。結合パートナー（例えば、グルコース結合部分及び結合パートナー要素）が、両方ともＢ鎖の末端またはその付近でコンジュゲートされ、任意選択で、グルコース応答性結合が、結合パートナー間に生じることを可能にするスペーサー要素を含む、グルコース応答性インスリン類似体の実施形態を示す。結合部分間の可逆的相互作用は、インスリン受容体に対する親和性を阻害する。グルコース結合部分に対するグルコース結合による結合部分間の相互作用の破壊は、インスリン受容体についての親和性を回復する。当業者であれば、このアプローチがＢ鎖のＣ末端に限定されないことを認識するであろう。インスリン類似体が、結合部分と各末端またはその付近でコンジュゲートされるグルコース応答性インスリン類似体の一実施形態を示す（結合パートナー要素は、図２Ｇに示される）。グルコース応答性結合は、十分に大きなスペーサーによって結合したそれぞれの結合パートナー（例えば、グルコース結合部分）によって両端に形成される。インスリン類似体が、結合部分と各末端またはその付近でコンジュゲートされるグルコース応答性インスリン類似体の一実施形態を示す（グルコース結合部分は、図２Ｈに示される）。グルコース応答性結合は、十分に大きなスペーサーによって結合したそれぞれの結合パートナー（例えば、グルコース結合部分）によって両端に形成される。阻害部分を使用する、本発明の実施形態を示し、阻害部分は、例えば、アルブミンまたはアルブミン結合部分、レクチン結合部分、または受容体結合表面をマスキングするペプチド性部分または他の部分などの巨大分子担体を含み得る。これらの阻害部分の結合は、グルコースの存在下で破壊することができ、阻害部分は、インスリン類似体につなぎ止められてもよく（右側パネル）、またはつなぎ止められていなくてもよい（左側パネル）。アリザリンレッドＳアッセイから得られた結果を示す。ペプチドに接続したグルコース結合部分（ＤＡ－Ｚ４ＫＢ２８ＰＢ２９）の固相合成についてのスキームを示す。グルコースの有無にかかわらず、インスリン受容体活性化アッセイにおいて、グルコース応答性インスリンの例について得られた結果を示す。グルコースの有無にかかわらず、インスリン受容体活性化アッセイにおいて、グルコース応答性インスリンの例について得られた結果を示す。

本発明は、インスリン受容体に対するグルコース依存性結合を介して血糖制御を提供する能力を増強した修飾インスリン類似体に関する。本明細書に開示される修飾インスリン類似体は、血糖濃度が通常の生理学的範囲内であるか、またはそれ未満である場合、インスリン受容体に対する親和性が低い。修飾インスリン類似体が、その受容体に結合する能力のこの低下は、グルコース結合部分と結合パートナー部分との間の相互作用に起因するものであり、そのうちの少なくとも１つは、インスリン類似体に対して誘導体化される。パートナー部分とグルコース結合部分との間のこの相互作用により、インスリン受容体についての親和性が低下するように、インスリン類似体の立体配座が変化する（「オフ」状態に切り替わる）。グルコース結合部分と結合パートナー部分との間のこの相互作用は、通常の生理学的範囲よりも高い範囲のグルコース存在下で破壊される。

修飾インスリン分子の結合親和性は、対象の血液中の血糖値が、通常よりも高い（または対象が高血糖状態である）場合、スイッチ「オフ」状態と比較して、回復するか、または増加する。高血糖状態で、グルコースは、インスリン類似体上に存在するグルコース結合部分に対する結合について競合し、インスリン類似体のスイッチ「オフ」状態でグルコース結合部分と相互作用する分子内パートナー部分を置き換える。パートナー部分のこの置き換えは、インスリン類似体のその受容体に対する結合親和性を回復させる。したがって、本発明のインスリン類似体は、その受容体に対するグルコース応答性結合を示す。インスリン類似体のその受容体に対する結合の回復は、対象の血液中のグルコースのレベルを制御する手段を提供する。

したがって、種々の実施形態において、本発明は、グルコース応答性インスリン類似体または複合体を提供する。類似体または複合体は、インスリン類似体と、１つ以上の多価ボロン酸グルコース結合部分と、グルコースが存在しない状態で多価ボロン酸部分に結合する１つ以上の結合パートナー部分と、を含み、グルコース応答性インスリン類似体または複合体は、グルコースが存在しない状態で、インスリン受容体についての親和性が（野生型インスリンと比較して）低い。

いくつかの実施形態において、多価ボロン酸部分は、１つ以上の芳香族ボロン酸を含み、１つ以上の芳香族ボロン酸が、１つ以上の置換基修飾された芳香族ボロン酸を含み得る。一実施形態において、置換基は、ハロゲンである。別の実施形態において、置換基は、シアノ、ニトロ、アミノ、メトキシ、エトキシ、カルボキサミド、及び／またはトリフルオロメチル基であり得る。いくつかの実施形態において、多価ボロン酸部分は、二価ボロン酸部分（例えば、その芳香環においてハロゲン修飾され得る二価芳香族ボロン酸部分）である。いくつかの実施形態において、多価ボロン酸部分は、ベンゾオキサボロール誘導体である。

本発明によれば、１個のボロン酸を有する芳香族ボロン酸部分は、一価として定義される。芳香族ボロン酸は、２個のボロン酸部分を有する場合、二価である。この二価芳香族ボロン酸は、４個または６個のボロン酸エステルを形成することができる。芳香族ボロン酸は、２個以上のボロン酸部分を有する場合、多価である。

多価及び二価のボロン酸部分は、さらにリンカーを含んでもよく、任意選択で、アミドもしくはペプチド性リンカー、アシルリンカー（例えば、官能化炭化水素リンカー）、芳香族リンカー、複素環式リンカー、またはＰＥＧリンカーによって結合される。いくつかの実施形態において、これらのリンカーは、Ｄ－グルコース分子のサイズ（４～２０Å）を可能にするように間隔があけられている。例えば、いくつかの実施形態において、２個以上の芳香族ボロン酸部分は、１つ以上のリンカーによって一緒に結合し、二価芳香族ボロン酸または多価ボロン酸を形成する。いくつかの実施形態において、二価芳香族ボロン酸は、同じ芳香族ボロン酸部分を含み、任意選択で、これらはスペーサー要素またはリンカーによって接続される。他の実施形態において、二価芳香族ボロン酸は、異なる芳香族ボロン酸部分を含み、任意選択で、これらはスペーサー要素またはリンカーによって接続される。例えば、ハロゲン化芳香族ボロン酸部分は、非ハロゲン化芳香族ボロン酸部分に結合してもよく、またはベンゾオキサボロール部分は、二価芳香族ボロン酸骨格中のフェニルボロン酸と対を形成してもよい。本発明の多価芳香族ボロン酸の文脈において、芳香族ボロン酸部分は、同じ芳香族ボロン酸部分または異なる芳香族ボロン酸部分の組み合わせを有し得る。いくつかの実施形態において、多価芳香族ボロン酸は、同じリンカーによって、または異なるリンカーで互いに結合した芳香族ボロン酸部分を有する。いくつかの実施形態において、多価ボロン酸リンカーは、２、３、４、または５個の芳香族ボロン酸を有し、各々任意選択で、スペーサー要素によって結合される。

種々の実施形態において、インスリン類似体または複合体は、式（Ｉ）の二価ボロン酸部分を含み、

式中、
Ｘが、１、２、３、４、または５であり、
Ｒ及び／またはＲ’が、独立して、

（式中、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２から選択される）、

（式中、Ｙが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２、－ＮＨ（ＣＨ_３）、－Ｎ（ＣＨ_３）_２、－（ＣＨ_２）_ａＮＨ（ＣＨ_３）、または－Ｎ（ＣＨ_２）_ｂ（ＣＨ_３）_２から選択され、ａ＝１、２、または３であり、ｂ＝１、２、または３である）、

（式中、Ｚが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２から選択される）、及び

（式中、Ｙが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２、－ＮＨ（ＣＨ_３）、－Ｎ（ＣＨ_３）_２、－（ＣＨ_２）_ａＮＨ（ＣＨ_３）、または－Ｎ（ＣＨ_２）_ｂ（ＣＨ_３）_２から選択され、ａ＝１、２、または３であり、ｂ＝１、２、または３である）から選択される基を含む。

例えば、インスリン類似体または複合体は、以下の構造を有する二価ボロン酸部分を含み得る。

さらに他の実施形態において、インスリン類似体または複合体は、以下の構造を有する二価ボロン酸部分を含む。

種々の実施形態において、インスリン類似体または複合体は、式（ＩＩ）の二価ボロン酸部分を含み、

式中、
Ｘ、Ｙが、１～１０であり、
Ｒ及び／またはＲ’が、独立して、

いくつかの実施形態において、インスリン類似体または複合体は、式（ＩＩＩ）の構造を有する二価ボロン酸部分を含み、

いくつかの実施形態において、インスリン類似体または複合体は、式（ＩＶ）の構造を有する二価ボロン酸部分を含み、

Ｒ及び／またはＲ‘が、独立して、

天然及び／または非天然ペプチド性グルコース結合部分を含む他のグルコース結合部分を用いることができ、これらは（任意選択で１つ以上のスペーサー要素を介して）インスリン類似体中の１つ以上のアミノ酸残基に結合してもよい。いくつかの実施形態において、ペプチド性グルコース結合部分は、環状である。別の実施形態において、ペプチド性グルコース結合部分は、直線状である。さらに他のグルコース結合部分としては、核酸アプタマーが挙げられ、核酸アプタマーは、（任意選択で１つ以上のスペーサー要素を介して）インスリン類似体中の１つ以上のアミノ酸残基に結合してもよい。種々の実施形態において、ペプチドグルコース結合部分または核酸アプタマーは、他の生理学的に関連する単糖よりもグルコースに対して選択的である。

例示的なグルコース結合部分を表１に示す。

種々の実施形態において、結合パートナーは、ポリオール含有部分である。結合パートナー部分を作製するために本発明で使用され得るポリオール含有前駆体化合物の非限定的な例としては、１，３－ベンゼンジメタノール、Ｄ－グルコン酸、Ｄ－グルコヘプタン酸、没食子酸（３，４，５－トリヒドロキシ安息香酸）、３，４－ジヒドロキシ安息香酸、３－クロロ－４，５－ジヒドロキシ安息香酸、カフェイン酸、ロスマリン酸、３，４－ジヒドロキシ－５－メトキシ安息香酸、Ｄ－グルクロン酸、シキミ酸、Ｄ－（－）－キナ酸、マンニトール、フルクトース、ソルビトール、Ｔｒｉｓ塩基、２－（４－アミノブチル）－１，３－プロパンジオール、３－アミノ－１－，２－プロパンジオール、２－アミノプロパン－１，３－ジオール、３－メルカプトプロパン－１，２－ジオール、２－アミノ－４－ペンタン－１，３－ジオール、Ｎ－アセチル－Ｄ－ガラクトサミン、β－Ｄ－ガラクトピラノシルアミン、カフェストール、グラフェニン、グリセルアルデヒド、グリセリン酸、グリセロール３－リン酸、モノステアリン酸グリセロール、シクロヘキサン－１，２－ジオール、シトシングリコール、４，５－ジヒドロキシ－２，３－ペンタンジオンジヒドロキシフェニルエチレングリコールジチオエリスリトール、ジチオスレイトール、ドロプロピジン、ディフィリン、フロクタフェニン、Ｎ，Ｎ－ジメチルスフィンゴシン、酒石酸、グアイフェネシン、（３Ｓ，４Ｒ）－４－メチル－５－ヘキセン－１，３－ジオール、エリスリトール、カテコール、シクロヘキサン－１，２－ジオール、及び１，２－ジヒドロキシベンゼンジヒドロキシフェニルエチレングリコールが挙げられる。いくつかの実施形態において、ポリオール含有部分は、天然または合成の修飾された単糖、二糖、及び／またはオリゴ糖である。本発明のポリオール含有部分を調製するために使用され得るポリオール含有前駆体化合物は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許公開第２０１８００５７５５９号にさらに記載される。

パートナー部分を作製するために本発明で使用され得る糖模倣物含有前駆体化合物の非限定的な例としては、ヘキサノース、ヘプタノース、及びオクタノースが挙げられる。

種々の実施形態において、パートナー部分は、通常より高い濃度のグルコースが対象の血液中に存在する場合（例えば、高血糖症中）、グルコース分子は、パートナー部分が、インスリン類似体上に存在するグルコース結合部分とのその可逆的な会合の競合から敗北させる／置き換えることができるようなものである。パートナー部分のこの解離は、インスリン類似体のその同族受容体に対する結合親和性を増加させる。

グルコース結合部分及び／または結合パートナー部分は、天然アミノ酸残基に結合し得るか、またはインスリン類似体の変異した（付加した、置換した、または非標準的なものを含む）アミノ酸残基に結合し得る。いくつかの実施形態において、グルコース結合部分は、Ｄ－ホモリジン、Ｄ－リジン、Ｄ－オルニチン、Ｄ－ジアミノ酪酸、Ｄ－ジアミノプロピオン酸、Ｌ－ホモリジン、Ｌ－リジン、Ｌ－オルニチン、Ｌ－ジアミノ酪酸、またはＬ－ジアミノプロピオン酸のアルファ－アミノ官能基または側鎖アミノ官能に結合する。

グルコース結合部分及び／または結合パートナー部分は、インスリン類似体にアミン結合またはチオール結合し得る。例えば、この部分が、ジオールを含有する場合、インスリンのジオール修飾は、アミン結合したジオール修飾またはチオール結合したジオール修飾であり得る。チオール結合したジオール修飾は、システイン（またはホモシステイン）置換のチオール官能基によって形成され、一方、アミン結合したジオール修飾は、リジン、オルニチン、ジアミノ－酪酸またはジアミノ－プロピオン酸の側鎖アミノ基によって提供される。この部分が、ポリオールを含有する場合、ポリオール含有部分は、天然アミノ酸残基のインスリンに、または変異した（付加した、置換した、または非標準的なものを含む）アミノ酸残基のインスリンに結合し得る。いくつかの実施形態において、ポリオール部分は、Ｄ－リジン、Ｄ－オルニチン、Ｄ－ジアミノ酪酸、Ｄ－ジアミノプロピオン酸、Ｌ－リジン、Ｌ－オルニチン、Ｌ－ジアミノ酪酸、またはＬ－ジアミノプロピオン酸のアルファ－アミノ官能基または側鎖アミノ官能に結合する。

種々の実施形態における本発明は、基礎インスリン及び食前インスリンに適用可能である。種々の実施形態において、インスリンは、Ａ鎖とＢ鎖とを含むか、または他の実施形態において、単鎖インスリンである。いくつかの実施形態において、インスリン類似体は、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第９，９０１，６２２号に記載のものなど、急速作用型または超急速作用型のインスリン類似体である。いくつかの実施形態において、インスリン類似体は、基礎インスリンであり、任意選択で、半減期延長部分または融合物、例えば、アルブミン、エラスチン様ペプチド、アシル化、または循環半減期の延長に好適な他の融合物を有してもよい。

いくつかの実施形態において、インスリン類似体または複合体は、Ａ鎖ポリペプチドと、Ｂ鎖ポリペプチドと、を含み、これらは野生型ヒトインスリンに関して修飾され得る。

いくつかの実施形態において、グルコース結合部分は、Ａ鎖またはその伸長部のＮ末端またはその付近で接続する。グルコース結合部分は、例えば、Ａ鎖またはその伸長部の最初の１０個のアミノ酸に（すなわち、位置Ａ１～Ａ１０のうちの１つ以上で）接続し得る。別の実施形態において、グルコース結合部分は、Ａ鎖のＮ末端（例えば、Ａ０位置）に対する単一アミノ酸または複数のアミノ酸の伸長部に接続し得る。他の実施形態において、グルコース結合部分は、Ｂ鎖またはその伸長部のＣ末端またはその付近で接続する。例えば、グルコース結合部分は、Ｂ鎖またはその伸長部のＣ末端（すなわち、位置Ｂ１６～Ｂ３０）の最後の１５個のアミノ酸のいずれかに接続し得る。他の実施形態において、グルコース結合部分は、Ｂ鎖のＣ末端のアミノ酸伸長部（例えば、Ｂ３１～Ｂ３４）に接続する。いくつかの実施形態において、複数のグルコース結合部分は、インスリン分子上の上述の位置のいずれかに接続する。いくつかの実施形態において、グルコース結合部分は、Ａ０、Ａ１、Ａ４、Ｂ１６、Ｂ２５、Ｂ２６、Ｂ２７、Ｂ２８、Ｂ２９、Ｂ３０、Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、及びＢ３４から選択される１つ以上の位置に接続する。いくつかの実施形態において、結合パートナー部分は、Ｂ鎖の伸長部に結合する。例えば、グルコース結合部分は、位置Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、Ｂ３４で、伸長したＢ鎖に接続し得るか、またはさらに伸長し得る。伸長したＢ鎖インスリンは、天然または非天然のアミノ酸に由来し得る。

いくつかの実施形態において、結合パートナー部分は、インスリン類似体のＡ鎖またはＢ鎖中の１つ以上のアミノ酸でコンジュゲートされる。例えば、結合パートナー部分は、Ａ鎖またはその伸長部のＮ末端またはその付近で提供され得る。他の実施形態において、結合パートナー部分は、Ｂ鎖またはその伸長部のＣ末端で提供され得る。いくつかの実施形態において、少なくとも１つの結合パートナー部分は、Ａ鎖のＮ末端（すなわち、位置Ａ１～Ａ１０のうちの１つ以上）またはその伸長部からの最初の１０個のアミノ酸残基内に提供され、他の実施形態において、結合パートナー部分は、Ｂ鎖のＣ末端またはその伸長部（すなわち、位置Ｂ１６～Ｂ３４のうちの１つ以上）からの最後の１５個のアミノ酸内に提供される。別の実施形態において、結合パートナー部分は、Ａ鎖のＮ末端（例えば、Ａ０位置）に対する単一アミノ酸または複数のアミノ酸の伸長部に接続し得る。いくつかの実施形態において、結合パートナー部分は、Ａ０、Ａ１、Ａ４、Ｂ１６、Ｂ２５、Ｂ２６、Ｂ２７、Ｂ２８、Ｂ２９、Ｂ３０、Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、及びＢ３４から選択される１つ以上の位置に接続する。いくつかの実施形態において、結合パートナー部分は、Ｂ鎖の伸長部に結合する。例えば、結合パートナー部分は、位置Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、Ｂ３４で、伸長したＢ鎖に接続し得るか、またはさらに伸長し得る。伸長したＢ鎖インスリンは、天然または非天然のアミノ酸に由来し得る。

例えば、Ａ鎖は、グルコース結合部分で修飾され、Ｂ鎖は、結合パートナー部分で修飾されるか、またはＢ鎖は、グルコース結合部分で修飾され、Ａ鎖は、結合パートナー部分で修飾される。例えば、グルコース結合部分は、Ａ鎖のＮ末端またはその付近で接続してもよく、結合パートナー部分は、Ｂ鎖のＣ末端またはその付近で接続してもよい。代替的に、グルコース結合部分は、Ｂ鎖のＣ末端またはその付近で接続してもよく、結合パートナー部分は、Ａ鎖のＮ末端またはその付近で接続してもよい。例えば、グルコース結合部分は、インスリン類似体のＡ０、Ａ１～Ａ１０から選択される位置に接続してもよく、結合パートナー部分は、Ｂ１６～Ｂ３０から選択される位置に接続してもよく、またはいくつかの実施形態において、結合パートナー部分は、Ｂ鎖伸長部、例えば、追加のアミノ酸位置Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、Ｂ３４を有する伸長部に結合されるか、またはさらに伸長される。さらに他の実施形態において、グルコース結合部分は、Ｂ１６～Ｂ３０（またはＢ鎖伸長部のアミノ酸）から選択される位置に接続し、結合パートナー部分は、Ａ０、Ａ１～Ａ１０から選択される位置に接続する。Ｂ鎖伸長部が存在する場合、いくつかの実施形態において、位置Ｂ３１のアミノ酸は、システインまたはホモシステインであり、位置Ｂ３２のアミノ酸は、システインまたはホモシステインである。

いくつかの実施形態において、Ａ鎖のグルコース結合部分または結合パートナー部分は、Ａ鎖のＮ末端またはその付近で接続し、Ｂ鎖のグルコース結合部分または結合パートナー部分は、Ｂ鎖のＣ末端またはその付近で接続する。例えば、Ａ鎖のグルコース結合部分または結合パートナー部分は、Ａ０、Ａ１～Ａ１０から選択される位置に接続してもよい。いくつかの実施形態において、Ｂ鎖のグルコース結合部分または結合パートナー部分は、Ｂ１６～Ｂ３０から選択される位置に接続する。さらに他の実施形態において、グルコース結合部分または結合パートナー部分は、Ｂ鎖伸長部に結合し、伸長部は、任意選択で、追加のアミノ酸位置Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、Ｂ３４を有するか、またはさらに伸長される。例えば、位置Ｂ３１のアミノ酸は、システインまたはホモシステインであってもよく、位置Ｂ３２のアミノ酸は、システインまたはホモシステインであってもよい。

他の実施形態において、グルコース結合部分は、Ｂ鎖のＣ末端のスペーサー伸長部に接続し、パートナー部分は、Ｂ鎖上のＢ２４、Ｂ２５、または他の位置に接続する。図２Ｃを参照されたい。グルコース結合部分と結合パートナー部分との可逆的相互作用は、スペーサー要素の立体的な嵩高さ、拘束された立体配座、または他の機構に起因して、インスリン受容体に対する結合を阻害する。スペーサー要素の例としては、限定されないが、ＰＥＧ、記載されるようなペプチド性スペーサー及び炭化水素スペーサーが挙げられる。他の実施形態において、グルコース結合部分は、Ｂ鎖上のＢ２４、Ｂ２５、または他の位置に接続し、結合パートナー部分は、Ｂ鎖のＣ末端のスペーサー伸長部に接続する。図２Ｄを参照されたい。これらの実施形態による（図２Ｃ及び２Ｄに示すような）例示的な「フォールドバック」構造は、表１のＤＡ－Ｚ１９－ｌ、ＤＡ－Ｚ１９－ｍ、ＤＡ－Ｚ１９－ｐ、及びＤＡ－Ｚ１９－ｑで示されるセンサーを用いて示される。

別の実施形態において、グルコース結合部分は、スペーサー伸長部を介して、Ｂ鎖上のＢ２４、Ｂ２５、または他の位置に接続し、パートナー部分は、Ｂ鎖のＣ末端に接続する。図２Ｅを参照されたい。グルコース結合部分と結合パートナー部分との可逆的相互作用は、スペーサー要素の立体的な嵩高さ、拘束された立体配座、または他の機構に起因して、インスリン受容体に対する結合を阻害する。スペーサー要素の例としては、限定されないが、ＰＥＧ、記載されるようなペプチド性スペーサー及び炭化水素スペーサーが挙げられる。他の実施形態において、結合パートナー部分は、スペーサー伸長部を介して、Ｂ鎖上のＢ２４、Ｂ２５、または他の位置に接続し、グルコース結合部分は、Ｂ鎖のＣ末端に接続する。図２Ｆを参照されたい。

したがって、いくつかの実施形態において、インスリン類似体は、Ａ鎖ポリペプチドと、Ｂ鎖ポリペプチドと、を含み、Ａ鎖が、スペーサーを介してＡ鎖に各々連結したグルコース結合部分及び結合パートナー部分で修飾されるか、またはＢ鎖が、スペーサーを介してＢ鎖に各々連結したグルコース結合部分及び結合パートナー部分で修飾される。いくつかのそのような実施形態において、グルコース結合部分及び結合パートナー部分は、Ａ鎖のＮ末端またはその付近で接続するか、またはグルコース結合部分及び結合パートナー部分は、Ｂ鎖のＣ末端またはその付近で接続する。例えば、グルコース結合部分及び結合パートナー部分は各々、Ａ０、Ａ１～Ａ１０から選択される位置に接続してもよい。代替的に、グルコース結合部分及び結合パートナー部分は各々、Ｂ１６～Ｂ３０から選択される位置に接続する。さらに他の実施形態において、グルコース結合部分または結合パートナー部分は、Ｂ鎖伸長部に結合し、伸長部は、追加のアミノ酸位置Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、Ｂ３４を有するか、またはさらに伸長される。位置Ｂ３１のアミノ酸は、システインまたはホモシステインであってもよく、位置Ｂ３２のアミノ酸は、システインまたはホモシステインであってもよい。

他の実施形態において、グルコース結合部分または結合パートナー部分は、インスリンに直接的に接続されていないが、「クランプ」構造の一部である。「クランプ」は、グルコース結合または結合パートナーの２つの部分のセットに隣接するスペーサー分子として定義することができる。クランプ上の部分は、それらの相補部分に結合し、次いで、インスリン類似体に接続する。図２Ｇ及び２Ｈを参照されたい。スペーサー要素の例としては、限定されないが、上に記載されるような、ＰＥＧ、ペプチド性スペーサー、及び炭化水素リンカーが挙げられる。

したがって、いくつかの実施形態において、インスリン類似体または複合体は、Ａ鎖ポリペプチドと、Ｂ鎖ポリペプチドと、を含み、Ａ鎖が、グルコース結合部分または結合パートナー部分で修飾され、Ｂ鎖が、グルコース結合部分または結合パートナー部分で修飾され、Ａ鎖のグルコース結合部分または結合パートナー部分、及びＢ鎖のグルコース結合部分または結合パートナー部分が、リンカーを介して接続された同族結合パートナーによって結合される。図２Ｇ及び２Ｈを参照されたい。

いくつかの実施形態において、グルコース結合部分または結合パートナー部分は、阻害部分に結合する。阻害部分は、インスリン類似体のその受容体に対する結合を阻害するのに十分なサイズである。グルコースが十分な濃度で存在するとき、グルコース結合部分は、グルコースに結合し、活性インスリン類似体を放出し、それを阻害部分から分離する。例えば、阻害部分は、結果として、グルコース結合／パートナー部分（したがって、インスリン類似体）をアルブミンに結合するアルブミン結合剤であり得る。他の例において、阻害部分は、レクチン結合、または受容体結合表面をマスキングするペプチド性部分または他の部分であり得る。グルコース結合部分またはパートナー部分に結合した阻害部分は、任意選択で、つなぎ止め要素を介してインスリン類似体に接続し、阻害部分及びグルコース結合部分をパートナー部分の付近に維持し（またはその逆）、反応を可逆的にし得る。この実施形態において、つなぎ止め要素は、グルコース結合部分がグルコースに結合する場合にインスリン類似体が活性になることを可能にするような様式で、インスリン類似体に接続しなければならない。つなぎ止め要素は、限定されないが、アミドリンカー、アシルリンカー（例えば、炭化水素リンカー）、ペプチド性リンカー、またはＰＥＧリンカーであり得る。図２Ｉを参照されたい。

したがって、いくつかの実施形態において、本発明は、インスリン類似体であって、Ａ鎖ポリペプチドと、Ｂ鎖ポリペプチドと、を含み、Ａ鎖及び／またはＢ鎖が、グルコース結合部分または結合パートナー部分で修飾され、同族結合パートナーが、インスリン類似体のインスリン受容体に対する結合を阻害するようにグルコース結合部分または結合パートナー部分に結合する、インスリン類似体を提供する。同族結合パートナーは、任意選択でスペーサーを介して、巨大分子担体にコンジュゲートされ得る。例示的な巨大分子担体としては、アルブミンまたはアルブミン結合分子が挙げられる。他の巨大分子担体は、インスリン類似体のインスリン受容体に対する結合を立体的に妨げることができる限り、使用され得る。

いくつかの実施形態において、グルコース結合部分または結合パートナー部分は、Ａ鎖（伸長したＡ鎖であってもよい）のＮ末端またはその付近で接続し、及び／またはグルコース結合部分及び／または結合パートナー部分は、Ｂ鎖（伸長したＢ鎖であってもよい）のＣ末端またはその付近で接続する。例えば、いくつかの実施形態において、グルコース結合部分または結合パートナー部分は、Ａ１～Ａ１０、またはＡ０もしくはより長いＮ末端伸長部から選択される位置に接続する。いくつかの実施形態において、グルコース結合部分または結合パートナー部分は、Ｂ１６～Ｂ３０から選択される位置に接続する。いくつかの実施形態において、グルコース結合部分または結合パートナー部分は、Ｂ鎖伸長部、例えば、追加のアミノ酸位置Ｂ３１、Ｂ３２、Ｂ３３、Ｂ３４を有する伸長部に結合するか、またはさらに伸長される。いくつかの実施形態において、位置Ｂ３１のアミノ酸は、システインまたはホモシステインであり、位置Ｂ３２のアミノ酸は、システインまたはホモシステインである。

種々の実施形態において、本発明は、１つ以上の変異を有するインスリン類似体の使用を企図する。変異（複数可）は、（独立して）天然または非天然の（例えば、非遺伝子コードされているか、または非標準的な）アミノ酸置換、挿入、または欠失であってもよい。

ヒトプロインスリンのアミノ酸配列を以下に示す。
Ｐｈｅ－Ｖａｌ－Ａｓｎ－Ｇｌｎ－Ｈｉｓ－Ｌｅｕ－Ｃｙｓ－Ｇｌｙ－Ｓｅｒ－Ｈｉｓ－Ｌｅｕ－Ｖａｌ－Ｇｌｕ－Ａｌａ－Ｌｅｕ－Ｔｙｒ－Ｌｅｕ－Ｖａｌ－Ｃｙｓ－Ｇｌｙ－Ｇｌｕ－Ａｒｇ－Ｇｌｙ－Ｐｈｅ－Ｐｈｅ－Ｔｙｒ－Ｔｈｒ－Ｐｒｏ－Ｌｙｓ－Ｔｈｒ－Ａｒｇ－Ａｒｇ－Ｇｌｕ－Ａｌａ－Ｇｌｕ－Ａｓｐ－Ｌｅｕ－Ｇｌｎ－Ｖａｌ－Ｇｌｙ－Ｇｌｎ－Ｖａｌ－Ｇｌｕ－Ｌｅｕ－Ｇｌｙ－Ｇｌｙ－Ｇｌｙ－Ｐｒｏ－Ｇｌｙ－Ａｌａ－Ｇｌｙ－Ｓｅｒ－Ｌｅｕ－Ｇｌｎ－Ｐｒｏ－Ｌｅｕ－Ａｌａ－Ｌｅｕ－Ｇｌｕ－Ｇｌｙ－Ｓｅｒ－Ｌｅｕ－Ｇｌｎ－Ｌｙｓ－Ａｒｇ－Ｇｌｙ－Ｉｌｅ－Ｖａｌ－Ｇｌｕ－Ｇｌｎ－Ｃｙｓ－Ｃｙｓ－Ｔｈｒ－Ｓｅｒ－Ｉｌｅ－Ｃｙｓ－Ｓｅｒ－Ｌｅｕ－Ｔｙｒ－Ｇｌｎ－Ｌｅｕ－Ｇｌｕ－Ａｓｎ－Ｔｙｒ－Ｃｙｓ－Ａｓｎ（配列番号１）

ヒトインスリンのＡ鎖のアミノ酸配列を以下に示す。
Ｇｌｙ－Ｉｌｅ－Ｖａｌ－Ｇｌｕ－Ｇｌｎ－Ｃｙｓ－Ｃｙｓ－Ｔｈｒ－Ｓｅｒ－Ｉｌｅ－Ｃｙｓ－Ｓｅｒ－Ｌｅｕ－Ｔｙｒ－Ｇｌｎ－Ｌｅｕ－Ｇｌｕ－Ａｓｎ－Ｔｙｒ－Ｃｙｓ－Ａｓｎ（配列番号２）

ヒトインスリンのＢ鎖のアミノ酸配列を以下に示す。
Ｐｈｅ－Ｖａｌ－Ａｓｎ－Ｇｌｎ－Ｈｉｓ－Ｌｅｕ－Ｃｙｓ－Ｇｌｙ－Ｓｅｒ－Ｈｉｓ－Ｌｅｕ－Ｖａｌ－Ｇｌｕ－Ａｌａ－Ｌｅｕ－Ｔｙｒ－Ｌｅｕ－Ｖａｌ－Ｃｙｓ－Ｇｌｙ－Ｇｌｕ－Ａｒｇ－Ｇｌｙ－Ｐｈｅ－Ｐｈｅ－Ｔｙｒ－Ｔｈｒ－Ｐｒｏ－Ｌｙｓ－Ｔｈｒ（配列番号３）。

変異が、既存のインスリンまたはインスリン類似体のいずれかの構造または配列に導入され得ることが企図される。例えば、変異は、インスリンリスプロ（Ｈｕｍａｌｏｇ（登録商標）の名称で販売される）、インスリンアスパルト（Ｎｏｖｏｌｏｇ（登録商標）の名称で販売される）、インスリングルリジン（Ａｐｉｄｒａ（登録商標）の名称で販売される）、または天然インスリン（例えば、天然のヒトインスリン）を含む他の既知のインスリンなどのインスリン類似体に導入することができる。また、インスリン類似体は、ブタ、ウシ、ウマ、及びイヌインスリンなどの動物インスリンに由来するＡ鎖配列及びＢ鎖配列を用いて作製され得ることも想定される。本発明で使用され得る種々のインスリン分子または類似体は、米国特許出願公開第２０１８００５７５５９号及び国際特許出願公開第ＷＯ２０１７／０７０６１７号に記載されており、これらの両方は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。

特定の実施形態において、変異は、保存的アミノ酸置換などのアミノ酸置換、及び／または非保存的置換を含む。「保存的置換」には、類似の側鎖を有するアミノ酸群内で行われる置換が含まれ、例えば、中性及び疎水性アミノ酸であるグリシン（ＧｌｙまたはＧ）、アラニン（ＡｌａまたはＡ）、バリン（ＶａｌまたはＶ）、ロイシン（ＬｅｕまたはＬ）、イソロイシン（ＩｌｅまたはＩ）、プロリン（ＰｒｏまたはＰ）、トリプトファン（ＴｒｐまたはＷ）、フェニルアラニン（ＰｈｅまたはＦ）、及びメチオニン（ＭｅｔまたはＭ）、中性極性アミノ酸であるセリン（ＳｅｒまたはＳ）、スレオニン（ＴｈｒまたはＴ）、チロシン（ＴｙｒまたはＹ）、システイン（ＣｙｓまたはＣ）、グルタミン（ＧｌｕまたはＱ）、及びアスパラギン（ＡｓｎまたはＮ）、塩基性アミノ酸であるリジン（ＬｙｓまたはＫ）、アルギニン（ＡｒｇまたはＲ）、及びヒスチジン（ＨｉｓまたはＨ）、ならびに酸性アミノ酸であるアスパラギン酸（ＡｓｐまたはＤ）、及びグルタミン酸（ＧｌｕまたはＥ）が含まれる。さらに、標準的なアミノ酸はまた、非標準的なアミノ酸、例えば、同じ化学クラスに属するものによって置換されてもよい。非限定的な例として、塩基性側鎖リジンは、より短い側鎖長の塩基性アミノ酸（オルニチン、ジアミノ酪酸、またはジアミノプロピオン酸）またはより長い側鎖長の塩基性アミノ酸（ホモリシン）によって置き換えられ得る。リジンはまた、中性脂肪族アイソステアであるノルロイシン（Ｎｌｅ）に置き換えられてもよく、次いで、より短い脂肪族側鎖を含有する類似体（アミノ酪酸またはアミノプロピオン酸）によって置換され得る。いくつかの実施形態において、インスリン類似体は、ＩｎｓｕｌｉｎＬｉｓｐｒｏまたはＩｎｓｕｌｉｎＡｓｐａｒｔの配列に関して１～５個の変異を有する。いくつかの実施形態において、これらの変異は、保存的変異であり、１個以下、２個以下、または３個以下の非保存的変異または非標準的な変異を有する。

いくつかの実施形態において、インスリン類似体は、非標準的なアミノ酸置換を含んでもよく、例えば、インスリン類似体は、Ｄ－ホモリジン、Ｄ－リジン、Ｄ－オルニチン、Ｄ－ジアミノ酪酸、Ｄ－ジアミノプロピオン酸、Ｌ－ホモリジン、Ｌ－リジン、Ｌ－オルニチン、Ｌ－ジアミノ酪酸、またはＬ－ジアミノプロピオン酸から選択される非標準的なアミノ酸置換を含み得る。これらの非標準的なアミノ酸置換は、例えば、位置Ａ１、Ａ４、Ｂ２７、Ｂ２８、Ｂ２９、またはＢ３０で行われ得る。他の実施形態において、インスリン類似体は、位置Ｂ２９に非標準的なアミノ酸置換を含んでもよい。一例において、Ｂ２９における非標準的なアミノ酸は、ノルロイシン（Ｎｌｅ）である。別の例において、Ｂ２９における非標準的なアミノ酸は、オルニチン（Ｏｒｎ）である。かかる非標準的なアミノ酸を含むインスリン類似体は、例えば、米国特許公開第２０１４／０３０３０７６号に記載されており、その全容は参照により本明細書に組み込まれる。

インスリン類似体は、他の修飾を含有し得る。種々の実施形態において、インスリン類似体は、天然ヒトインスリンの以下の位置に対応する位置に１つ以上の変異を含んでもよい。Ａ鎖のＡ３、Ａ８、Ａ１０、Ａ１２、Ａ１３、Ａ１４、Ａ１７、及びＡ２１、ならびにＢ鎖のＢ２、Ｂ３、Ｂ４、Ｂ１０、Ｂ１３、Ｂ１７、Ｂ２８、及びＢ２９。いくつかの実施形態において、インスリン類似体は、Ｂ鎖のアミノ酸２８（Ｂ２８）でのプロリン（ＰｒｏまたはＰ）のアスパラギン酸（ＡｓｐまたはＤ）またはリジン（ＬｙｓまたはＫ）による置換、またはＢ鎖のアミノ酸２９（Ｂ２９）でのリジンのプロリンによる置換、あるいはそれらの組み合わせを含有する。別の例において、インスリン類似体は、Ｂ鎖のアミノ酸３（Ｂ３）でのアスパラギンのリジンによる置換、またはＢ鎖のアミノ酸２９（Ｂ２９）でのリジンのグルタミン酸による置換、あるいはそれらの組み合わせを含み得る。

種々の実施形態において、インスリン類似体は、１つ以上のアミノ酸の欠失を含み得る。ある実施形態において、インスリン類似体は、例えば、国際特許公開第ＷＯ２０１４／１１６７５３号（その全容は参照により本明細書に組み込まれる）に記載されるように、位置Ｂ１～Ｂ３に対応するアミノ酸の欠失を含み得る。いくつかの実施形態において、インスリン類似体は、Ａ８、Ｂ２４、Ｂ２８、及び／またはＢ２９における１つ以上の追加の置換に加えて、アミノ酸Ｂ１～Ｂ３を欠くＢ鎖を含み得る。一実施形態において、インスリン類似体は、アミノ酸Ｂ１～Ｂ３を欠くＢ鎖と、Ｂ２９にオルニチンまたはグルタミン酸とを含む。

種々の実施形態において、インスリン類似体は、１つ以上のアミノ酸の挿入を含み得る。ある実施形態では、挿入は、Ｃ末端にある。例えば、インスリン類似体は、Ｂ鎖のカルボキシル末端への少なくとも２個のアミノ酸の付加を含み得る。一実施形態において、Ｂ鎖は、位置Ｂ３１にシステイン、ホモシステイン、グルタミン酸、またはアスパラギン酸の挿入と、位置Ｂ３２にシステイン、ホモシステイン、グルタミン酸、アラニン、及びアスパラギン酸から選択される追加の挿入を含む。かかるインスリン類似体は、例えば、米国特許第８，３９９，４０７号に記載されており、その全容は参照により本明細書に組み込まれる。

一態様において、本発明は、本明細書に開示される１つ以上のインスリン類似体と、薬学的に許容される担体または賦形剤と、を含む、組成物に関する。種々の実施形態において、薬学的組成物は、薬学的に許容される緩衝液、安定化剤、界面活性剤、可溶化剤、電荷マスキング剤、抗凝集剤、拡散促進剤、吸収促進剤、及び防腐剤のうちの１つ以上を含む。これらの薬剤を組み合わせて使用し、例えば、インスリン吸収を増強し、より迅速なインスリン薬物動態を促進し、インスリン安定性を増加させるために相乗的に機能させることができる。

本発明のインスリン組成物は、所望の使用及び投与経路に適切な任意の好適な形態に製剤化することができる。例えば、薬学的組成物は、溶液、懸濁液、乳剤、ドロップ、錠剤、丸剤、ペレット、カプセル、散剤、エアロゾル、スプレーの形態、またはインスリンの投与に好適な任意の他の形態をとることができる。いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、非経口投与、皮内投与、筋肉内投与、鼻腔内投与、舌下投与、肺経路を介する投与、または経口投与を介する投与のために製剤化される。一実施形態において、インスリン組成物は、皮下投与のために製剤化される。

本発明の別の態様は、患者の血糖を低下させる方法であって、生理学的に有効な量の本明細書に開示されるインスリン類似体、またはその組成物を投与することを含む、方法に関する。

本発明は、以下の非限定的な実施例によってさらに示される。

実施例１：（Ｓ）－２，３－ジアミノプロパン酸メチルの合成
メタノール（５０ｍＬ）及び（Ｓ）－２，３－ジアミノプロパン酸（２．０ｇ、１９．２ｍｍｏｌ）を、凝縮器及び磁気撹拌棒を備えた１００ｍＬの丸底フラスコに添加した。この溶液を室温で激しく撹拌し、この溶液に１ｍＬの硫酸を加えた。

この溶液を９０℃まで加熱し、１８時間環流させた。メタノールを高減圧下で除去し、メタノール除去後に得られた固体を酢酸エチルで溶解させ、水で洗浄した。洗浄後に得られた有機層を硫酸ナトリウム上で乾燥させた。その後、酢酸エチルを高減圧下で除去して、生成物を黄色油として得た。この合成から得られた収率は、２．１ｇ（すなわち、９１％）であった。反応スキームを以下に示す。

実施例２：ｍＤＡ－Ｚ４（（Ｓ）－２，３－ビス（１－ヒドロキシ－１，３－ジヒドロベンゾ［ｃ］［１，２］オキサボロール－６－カルボキサミド）プロパン酸メチル）の合成
Ｎ，Ｎ’－ジメチルホルムアミド（１０ｍＬ）を、１５０ｍｇの（Ｓ）－２，３－ジアミノプロパン酸メチル（１．２６ｍｍｏｌ）と共に、磁気撹拌棒が入った１００ｍＬの丸底フラスコに添加した。１－ヒドロキシ－１，３－ジヒドロベンゾ［ｃ］［１，２］オキサボロール－６－カルボン酸（１．３６ｇ、７．８ｍｍｏｌ）をこの丸底フラスコに添加し、続いて、１－エチル－３－（３－ジメチルアミノプロピル）カルボジイミド（４４０ｍｇ、２．６５ｍｍｏｌ）及び４－ジメチルアミノピリジン（３２４ｍｇ、２．６５ｍｍｏｌ）を添加した。

この溶液を一晩撹拌し、溶媒を高減圧下で除去し、溶媒除去後に得られた固体を酢酸エチルに溶解した。有機層を水で２回抽出し、続いて有機層を除去して、黄色油が現れた（２９８ｍｇ、０．７７６ｍｍｏｌ、収率５４％）。反応スキームを以下に示す。

実施例３：ＤＡ－Ｚ４（Ｓ）－２，３－ビス（１－ヒドロキシ－１，３－ジヒドロベンゾ［ｃ］［１，２］オキサボロール－６－カルボキサミド）プロパン酸の合成
磁気撹拌棒が入った１００ｍＬの丸底フラスコ中で、水酸化カリウム（２５％、体積／体積）をｍＤ－Ｚ４（２９８ｍｇ、０．７７６ｍｍｏｌ）に添加した。この溶液を室温で１時間撹拌した。次に、このフラスコを氷浴に沈め、濃塩酸を添加した。ｐＨを１未満に調整すると、白色沈殿が形成された。この白色沈殿を濾過によって単離して、２６３ｍｇのＤ－Ｚ５（ＭＳ：［ＭＨ＋］＝４３７．３）を得た。反応スキームを以下に示す。

実施例４：ＤＡ－Ｚ４ＫＢ２８ＰＢ２９の合成
５００ｍｇ（０．２７５ｍｍｏｌ）のＦｍｏｃ－Ｔｈｒ（ＯｔＢｕ）－Ｗａｎｇ樹脂を投入した２５ｍＬのペプチド合成フラスコを、ジクロロメタン（１５ｍＬ）で膨潤させた。ジクロロメタンを除去し、これにＮ’Ｎ－ジメチルホルムアミド中の２５％ピペリジンを添加した。この樹脂を含有するフラスコを室温で２５分間撹拌した。溶液を排出し、その後、樹脂を、ＤＭＦ、ＤＣＭ、ＭｅＯＨ、ＤＣＭ、及びＤＭＦ（１５ｍＬ）で洗浄した。ＤＭＦ（１５ｍＬ）に溶解したカップリング試薬として、適切なアミノ酸（１．１ｍｍｏｌ）であるＯｘｙｍａＰｕｒｅ（シアノ（ヒドロキシイミノ）酢酸エチル）（１．１ｍｍｏｌ）及びＮ，Ｎ’－ジイソプロピルカルボジイミド（ＤＩＣ）（１．１ｍｍｏｌ）を使用して、所望のペプチド配列を達成した。このフラスコを室温で４５分間撹拌した。各アミノ酸のカップリングに成功した後、樹脂を洗浄した。Ｆｍｏｃ保護基を、ＤＭＦ（１５ｍＬ）中の２５％ピペリジンを用い、各残基から除去した。全配列を得た後、ＤＭＦ（体積／体積、１５ｍＬ）中の５％ヒドラジン水和物（ＮＨ_２ＮＨ_２・ｘＨ_２Ｏ）を使用して、ｉｖＤｄｅ（４，４－ジメチル－２，６－ジオキソシクロヘキサ－１－イリデン）－３－メチルブチル）保護基を除去した。樹脂を、この溶液で４５分間、合計３回処理した。処理後、樹脂を、ＤＭＦ、ＤＣＭ、ＭｅＯＨ、ＤＣＭ、及びＤＭＦ（１５ｍＬ）で洗浄した。（Ｓ）－２，３－ビス（（（（９Ｈ－フルオレン－９－イル）メトキシ）カルボニル）アミノ）プロパン酸を、ＤＭＦ（１５ｍＬ）に溶解したＯｘｙｍａＰｕｒｅ（１．１ｍｍｏｌ）及びＤＩＣ（１．１ｍｍｏｌ）を使用して接続させた。このフラスコを室温で６０分間撹拌した。この樹脂を、ＤＭＦ、ＤＣＭ、ＭｅＯＨ、ＤＣＭ、及びＤＭＦ（１５ｍＬ）で洗浄した。Ｆｍｏｃ保護基を、ＤＭＦ中の２５％ピペリジンを用い（２５分間、１５ｍＬ）、除去した。この樹脂を、ＤＭＦ、ＤＣＭ、ＭｅＯＨ、ＤＣＭ、及びＤＭＦ（１５ｍＬ）で洗浄した。次に、ＯｘｙｍａＰｕｒｅ（１．６５ｍｍｏｌ）及びＤＩＣ（１．６５ｍｍｏｌ）を使用して、１－ヒドロキシ－１，３－ジヒドロ－２，１－ベンゾオキサボロール－６－カルボン酸（１．６５ｍｍｏｌ）を遊離アミンにコンジュゲートさせた。これを室温で１８０分間反応させた。溶液を排出し、樹脂を、ＤＭＦ、ＤＣＭ、ＭｅＯＨ、ＤＣＭ、及びＤＭＦ（１５ｍＬ）で洗浄した。樹脂を、トリフルオロ酢酸（ＴＦＡ）溶液（９５％のＴＦＡ、２．５％のトリイソプロピルシラン、及び２．５％の水）で１２０分間処理した。溶液を丸底フラスコに排出した。反応溶液を、高減圧下でＴＦＡを除去することによって濃縮した。次いで、残渣を５０ｍＬのコニカルチューブに移し、冷たいジエチルエーテルで粉砕した。固体を遠心分離によって集めた。固体を冷たいジエチルエーテルでもう一度洗浄した。残留ジエチルエーテルを高減圧下で除去して、固体を得た。この固体を水に溶解し、溶媒Ａ（水／０．１％ＴＦＡ）及び溶媒Ｂ（ＡＣＮ／０．１％ＴＦＡ）の溶出液を用いた逆相ＨＰＬＣによって均質になるまで精製した。精製されたＤＡ－Ｚ４ＫＢ２８ＰＢ２９を、ＬＣ／ＭＳによって特性決定した。得られたもの：１３６６．９２［Ｍ＋Ｈ］。図４にスキームを示す。

実施例５：アリザリンレッドＳアッセイ
試験化合物、競合物質（ポリオール、すなわち、フルクトース及びグルコース）、ならびにアリザリンレッドＳ（ＡＲＳ）の原料溶液を、０．１ｍＭのリン酸ナトリウム（ｐＨ７．４）に溶解した。９６ウェルプレートにおいて、原料溶液を、ＡＲＳの最終濃度が２０μｍ、試験化合物が０．１ｍＭ、及び様々な競合物質濃度（０、５、１０、１５及び／または２５ｍＭ）になるように合わせた。最終溶液（７５μＬ）を各プレートウェルに添加した。蛍光データを、４５６ｎｍでの励起及び６００ｎｍでの発光で、ＭｏｌｅｃｕｌａｒＤｅｖｉｃｅｓＳｐｅｃｔｒａＭａｘＭ２で獲得した。

このアッセイにおいて、合成した構築物のグルコースに対する選択性を、ＡＲＳ競合アッセイを使用して決定した。試験物品をＡＲＳと共にインキュベートし、競合物質（すなわち、フルクトース及びグルコース）を様々な濃度で添加した。ＡＲＳ蛍光は、分子がボロン酸と相互作用すると増加する。蛍光を、競合物質を添加した後に測定した。蛍光の減少は、センサーによるＡＲＳ分子の置き換えを示す。全てのデータを、未処理溶液（感知ユニットに結合したＡＲＳ）の蛍光に対して正規化した。フルオロ－フェニルボロン酸（ＦＰＢＡ）の溶液をフルクトースで処理すると、蛍光シグナルが減少し、このことは、この２つの分子間の強い相互作用を示唆している。これは、ＦＰＢＡをグルコースと共にインキュベートしたときには観察されなかった。ＤＡ－Ｚ４［（Ｓ）－２，３－ビス（１－ヒドロキシ－１，３－ジヒドロベンゾ［ｃ］［１，２］オキサボロール－６－カルボキサミド）プロパン酸］及びＡＲＳの溶液は、グルコース及びフルクトースの両方に対して同様の応答を示し、このことは、この構築物が、グルコースよりもフルクトースに対して優先的に結合しないことを示唆している。この傾向は、ＤＡ－Ｚ４ＫＢ２８ＰＢ２９、ＤＡ－Ｚ１６ＫＢ２８ＰＢ２９、及びＤＡ－Ｚ１９ＫＢ２８ＰＢ２９についても観察された。これらは、リシル残基にグルコースセンサーを含むように修飾されたペプチドである。ＤＡ－Ｚ４は、２つのベンゾオキソオキサボロールを含むように修飾されたＬ－ジアミノプロピオン酸である。ＤＡ－Ｚ１６は、２つのベンゾオキサボロールを含むように修飾されたＤ－ジアミノ酪酸である。ＤＡ－Ｚ１９は、２つのベンゾオキサボロールを含むように修飾されたＤ－ジアミノプロピオン酸である。

ＡＲＳデータは、ＤＡ－Ｚ４、ＤＡ－Ｚ４ＫＢ２８ＰＢ２９、ＤＡ－Ｚ１６ＫＢ２８ＰＢ２９、及びＤＡ－Ｚ１９ＫＢ２８ＰＢ２９二価ボロン酸が、ＦＰＢＡ及びＦＰＢＡＫＢ２８ＰＢ２９などのモノボロン酸と比較して、グルコースに対してより強い結合を示すことを示している。

実施例６：ＩＲ活性化アッセイ
インスリン受容体活性化は、ヒトインスリン受容体のＢアイソフォーム（ｈＩＲ－Ｂ）を過剰発現するチャイニーズハムスター卵巣（ＣＨＯ）細胞において測定された。簡潔に述べると、９６ウェルプレートに播種したＣＨＯ－ｈＩＲ－Ｂ細胞を、連続希釈したリガンドを用い、３７℃で２０分間処理し、その後、ホルムアルデヒド中で固定した。固定された細胞に、洗剤を浸透させ、４Ｇ１０１° Ａｂ及び抗マウスＩｇＧ－８００－ＣＷ２° Ａｂを使用して、全ホスホ－チロシンを検出した。ＤＮＡのＤＲＡＱ５染色によって、データを細胞数に対して正規化した。リン酸化シグナルの４パラメータｌｏｇロジスティック曲線フィッティングから、ＥＣ_５０値を計算した。図５Ａにおいて、試験したリガンド（Ｔ－２３１２）は、ＬｙｓＢ２８でグルコース結合部分とコンジュゲートした２鎖インスリン類似体と、この実施例ではＤＡ－Ｚ１９と、Ａ１位置でアミン結合した結合パートナー部分（この実施例では３，４－ジヒドロキシ安息香酸（ＤＨＢＡ））とで構成される。野生型ヒトインスリンが、対照として含まれる。Ｔ－２３１２を、細胞処理の前に、５０ｍＭグルコースを用いて、または用いずに、プレインキュベートした。図５Ａは、３つの独立した試験における活性の増加を表す、グルコースに応答するＥＣ_５０の減少を示す。グルコースに応答する平均ＥＣ_５０減少は、各々２つの技術的複製物を用いる３つの実験（ｎ＝６）から、３８．４％＋５．８である。

図５Ｂは、上で概説したＩＲ活性化アッセイにおけるグルコースに対する応答を示す、３つの異なる類似体を示す。全てが、Ｂ鎖の末端またはその付近でグルコース結合部分を有し、Ａ１位置に結合した結合パートナー部分を有する２鎖インスリン類似体である。Ｔ－２３２７（３，４－ＤＨＢＡ－Ａ１、ＤＡＺ１９－オルニチン－Ｂ２８）、Ｔ－２３３３（３，４－ＤＨＢＡ－Ａ１、ＤＡＺ１９－Ｐｅｇ１Ｄａｐ－Ｂ２８）、Ｄ－２３３７（３－メトキシ－４，５－ＤＨＢＡ－Ａ１、ＤＡＺ４－リジン－Ｂ２８）。Ｐｅｇ１Ｄａｐは、ジアミノプロピオン酸を介したＰＥＧモノマー結合を指す。

本発明の実施形態による例示的なグルコース結合部分（表１において「センサー」と称される）の設計が、次の表１に示される。示されていない場合、インスリンペプチドに対する接続点は、上に開示される通りである。表１は、種々のセンサー－ペプチドの設計を含むが、ペプチド部分が、インスリンペプチドに対する接続を単に例示するものに過ぎないことが理解されるであろう。

均等物
本発明は、その特定の実施形態に関連して記載されてきたが、さらなる修正が可能であり、本出願は、概して、本発明の原理に従う本発明の任意の変形、使用、または適応を網羅することが意図され、本発明が関連する当該技術分野内の既知のまたは慣習的な慣行内にあり、かつ示され、添付の特許請求の範囲の範囲において以下のような本質的な特徴に適用され得る本開示からのそのような逸脱を含むことが理解されるであろう。

当業者は、本明細書に具体的に記載される特定の実施形態に対する多数の均等物を、日常的な実験を超えない実験を使用して認識するか、または確認することができるであろう。そのような均等物は、以下の特許請求の範囲の範囲に包含されることが意図される。

参照による援用
本明細書で参照される全ての特許及び刊行物は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。

Claims

グルコース応答性インスリン類似体または複合体であって、
インスリン類似体と、
１つ以上のグルコース結合部分と、
１つ以上の結合パートナー部分と、を含み、
前記グルコース結合部分と前記結合パートナー部分との相互作用によって、前記グルコース応答性インスリン類似体または複合体が、正常血糖濃度のグルコースでインスリン受容体に対して低い親和性を有し、高血糖濃度のグルコースで前記グルコース結合部分と前記結合パートナー部分との相互作用の破壊によって、前記インスリン受容体に対する親和性が増加する、前記グルコース応答性インスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分が、多価ボロン酸である、請求項１に記載のインスリン類似体または複合体。
前記多価ボロン酸部分が、１つ以上の芳香族ボロン酸を含み、前記１つ以上の芳香族ボロン酸が、任意選択で、ハロゲン修飾された芳香族ボロン酸である、請求項２に記載のインスリン類似体または複合体。
前記多価ボロン酸部分が、二価ボロン酸部分である、請求項２または３に記載のインスリン類似体または複合体。
前記二価ボロン酸部分が、リンカーをさらに含み、前記リンカーが、任意選択で、アミドリンカー、アシルリンカー、またはＰＥＧリンカーである、請求項４に記載のインスリン類似体または複合体。
前記二価ボロン酸部分が、式（Ｉ）の化合物であり、

式中、
Ｘが、１、２、３、４、または５であり、
Ｒ及び／またはＲ’が、独立して、

（式中、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２から選択される）、

（式中、Ｙが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２、－ＮＨ（ＣＨ_３）、－Ｎ（ＣＨ_３）_２、－（ＣＨ_２）_ａＮＨ（ＣＨ_３）、または－Ｎ（ＣＨ_２）_ｂ（ＣＨ_３）_２から選択され、ａ＝１、２、または３であり、ｂ＝１、２、または３である）、

及び

（式中、Ｚが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２から選択される）、及び

（式中、Ｙが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２、－ＮＨ（ＣＨ_３）、－Ｎ（ＣＨ_３）_２、－（ＣＨ_２）_ａＮＨ（ＣＨ_３）、または－Ｎ（ＣＨ_２）_ｂ（ＣＨ_３）_２から選択され、ａ＝１、２、または３であり、ｂ＝１、２、または３である）から選択される基を含む、請求項５に記載のインスリン類似体または複合体。
前記二価ボロン酸部分が、以下の構造を有する、請求項３に記載のインスリン類似体または複合体。
前記二価ボロン酸部分が、以下の式を有する、請求項５に記載のインスリン類似体または複合体。
前記二価ボロン酸部分が、式（ＩＩ）の化合物であり、

式中、
Ｘが、１～１０であり、
Ｒ及び／またはＲ’が、独立して、

（式中、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２から選択される）、

（式中、Ｙが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２、－ＮＨ（ＣＨ_３）、－Ｎ（ＣＨ_３）_２、－（ＣＨ_２）_ａＮＨ（ＣＨ_３）、または－Ｎ（ＣＨ_２）_ｂ（ＣＨ_３）_２から選択され、ａ＝１、２、または３であり、ｂ＝１、２、または３である）、

（式中、Ｚが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２から選択される）、及び

（式中、Ｙが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２、－ＮＨ（ＣＨ_３）、－Ｎ（ＣＨ_３）_２、－（ＣＨ_２）_ａＮＨ（ＣＨ_３）、または－Ｎ（ＣＨ_２）_ｂ（ＣＨ_３）_２から選択され、ａ＝１、２、または３であり、ｂ＝１、２、または３である）から選択される基を含む、請求項５に記載のインスリン類似体または複合体。
前記二価ボロン酸部分が、式（ＩＩＩ）の構造を有し、

式中、
Ｘが、１～１０であり、
Ｒ及び／またはＲ’が、独立して、

（式中、Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２から選択される）、

（式中、Ｙが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２、－ＮＨ（ＣＨ_３）、－Ｎ（ＣＨ_３）_２、－（ＣＨ_２）_ａＮＨ（ＣＨ_３）、または－Ｎ（ＣＨ_２）_ｂ（ＣＨ_３）_２から選択され、ａ＝１、２、または３であり、ｂ＝１、２、または３である）、

（式中、Ｚが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２から選択される）、及び

（式中、Ｙが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、－ＮＨ_２、－ＯＭｅ、－ＮＯ_２、－ＮＨ（ＣＨ_３）、－Ｎ（ＣＨ_３）_２、－（ＣＨ_２）_ａＮＨ（ＣＨ_３）、または－Ｎ（ＣＨ_２）_ｂ（ＣＨ_３）_２から選択され、ａ＝１、２、または３であり、ｂ＝１、２、または３である）から選択される基を含む、請求項５に記載のインスリン類似体または複合体。
前記結合パートナーが、ポリオール含有部分である、請求項１～１０のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
前記ポリオール含有部分が、糖模倣物である、請求項１１に記載のインスリン類似体または複合体。
前記ポリオール含有部分が、天然または合成の修飾された単糖、二糖、及び／またはオリゴ糖である、請求項１１に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分及び／または前記結合パートナー部分が、前記インスリン類似体にアミン結合またはチオール結合している、請求項１～１３のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分及び／または前記結合パートナー部分が、前記インスリン類似体のアミノ酸残基のアルファ－アミノ官能基または側鎖アミノ酸官能基に結合している、請求項１４に記載のインスリン類似体または複合体。
前記インスリン類似体の１つ以上のアミノ酸が、Ｄ－ホモリジン、Ｄ－リジン、Ｄ－オルニチン、Ｄ－ジアミノ酪酸、Ｄ－ジアミノプロピオン酸、Ｌ－ホモリジン、Ｌ－リジン、Ｌ－オルニチン、Ｌ－ジアミノ酪酸、及びＬ－ジアミノプロピオン酸から選択されるアミノ酸で置換されており、これらは任意選択で、前記グルコース結合部分及び／または前記結合パートナー部分に結合している、請求項１５に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分及び／または前記結合パートナー部分が、スペーサーを介して前記インスリン類似体に結合している、請求項１～１６のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
前記スペーサーが、アミドリンカー、アシルリンカー、またはＰＥＧリンカーを含む、請求項１７に記載のインスリン類似体または複合体。
前記スペーサーが、１～１６個の炭素原子を有し、任意選択で、前記リンカーの末端またはその付近で１個以上の窒素原子を有する、アシルアンカーである、請求項１８に記載のインスリン類似体または複合体。
前記インスリン類似体が、Ａ鎖ポリペプチドと、Ｂ鎖ポリペプチドと、を含み、
前記Ａ鎖が、グルコース結合部分で修飾され、前記Ｂ鎖が、結合パートナー部分で修飾されるか、または
前記Ｂ鎖が、グルコース結合部分で修飾され、前記Ａ鎖が、結合パートナー部分で修飾される、請求項１～１９のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分が、前記Ａ鎖のＮ末端またはその付近で接続し、前記結合パートナー部分が、前記Ｂ鎖のＣ末端またはその付近で接続する、請求項２０に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分が、前記Ｂ鎖のＣ末端またはその付近で接続し、前記結合パートナー部分が、前記Ａ鎖のＮ末端またはその付近で接続する、請求項２０に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分が、Ａ１～Ａ１０から選択される位置に接続する、請求項２１に記載のインスリン類似体または複合体。
前記結合パートナー部分が、Ｂ１６～Ｂ３０から選択される位置に接続する、請求項２３に記載のインスリン類似体または複合体。
前記結合パートナー部分が、Ｂ鎖伸長部に結合し、前記伸長部が、追加のＢ３１アミノ酸または追加のＢ３１及びＢ３２アミノ酸を有する、請求項２３に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分が、Ｂ１６～Ｂ３０から選択される位置に接続する、請求項２２に記載のインスリン類似体または複合体。
前記結合パートナー部分が、Ａ１～Ａ１０から選択される位置に接続する、請求項２６に記載のインスリン類似体または複合体。
位置Ｂ３１のアミノ酸が、システインまたはホモシステインであり、位置Ｂ３２のアミノ酸が、システインまたはホモシステインである、請求項２６に記載のインスリン類似体または複合体。
前記インスリン類似体が、Ａ鎖ポリペプチドと、Ｂ鎖ポリペプチドと、を含み、
前記Ａ鎖が、グルコース結合部分または結合パートナー部分で修飾され、前記Ｂ鎖が、グルコース結合部分または結合パートナー部分で修飾され、前記Ａ鎖の前記グルコース結合部分または前記結合パートナー部分、及び前記Ｂ鎖の前記グルコース結合部分または前記結合パートナー部分が、リンカーを介して接続された同族結合パートナーによって結合される、請求項１～２０のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
前記Ａ鎖のグルコース結合部分または結合パートナー部分が、前記Ａ鎖のＮ末端またはその付近で接続し、前記Ｂ鎖の前記グルコース結合部分または前記結合パートナー部分が、前記Ｂ鎖のＣ末端またはその付近で接続する、請求項２９に記載のインスリン類似体または複合体。
前記Ａ鎖の前記グルコース結合部分または前記結合パートナー部分が、Ａ１～Ａ１０から選択される位置に接続する、請求項３０に記載のインスリン類似体または複合体。
前記Ｂ鎖の前記グルコース結合部分または前記結合パートナー部分が、Ｂ１６～Ｂ３０から選択される位置に接続する、請求項３１に記載のインスリン類似体または複合体。
グルコース結合部分または結合パートナー部分が、Ｂ鎖伸長部に結合し、前記伸長部が、追加のＢ３１アミノ酸または追加のＢ３１及びＢ３２アミノ酸を有する、請求項２９～３２のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
位置Ｂ３１のアミノ酸が、システインまたはホモシステインであり、位置Ｂ３２のアミノ酸が、システインまたはホモシステインである、請求項３３に記載のインスリン類似体または複合体。
前記インスリン類似体が、Ａ鎖ポリペプチドと、Ｂ鎖ポリペプチドと、を含み、
前記Ａ鎖が、スペーサーを介して前記Ａ鎖に各々連結したグルコース結合部分及び結合パートナー部分で修飾されるか、または前記Ｂ鎖が、スペーサーを介して前記Ｂ鎖に各々連結したグルコース結合部分及び結合パートナー部分で修飾される、請求項１～１９のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分及び前記結合パートナー部分が、前記Ａ鎖のＮ末端またはその付近で接続しているか、または前記グルコース結合部分及び前記結合パートナー部分が、前記Ｂ鎖のＣ末端またはその付近で接続している、請求項３５に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分及び前記結合パートナー部分が、Ａ１～Ａ１０から選択される位置に接続する、請求項３６に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分及び前記結合パートナー部分が、Ｂ１６～Ｂ３０から選択される位置に接続する、請求項３６に記載のインスリン類似体または複合体。
グルコース結合部分または結合パートナー部分が、Ｂ鎖伸長部に結合し、前記伸長部が、追加のＢ３１アミノ酸または追加のＢ３１及びＢ３２アミノ酸を有する、請求項３６に記載のインスリン類似体または複合体。
位置Ｂ３１のアミノ酸が、システインまたはホモシステインであり、位置Ｂ３２のアミノ酸が、システインまたはホモシステインである、請求項３９に記載のインスリン類似体または複合体。
前記インスリン類似体が、Ａ鎖ポリペプチドと、Ｂ鎖ポリペプチドと、を含み、
前記Ａ鎖及び／または前記Ｂ鎖が、グルコース結合部分または結合パートナー部分により修飾され、同族結合パートナーが、前記インスリン類似体の前記インスリン受容体への結合を阻害するように、前記グルコース結合部分または前記結合パートナー部分に結合する、請求項１～１９のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
前記同族結合パートナーが、任意選択でスペーサーを介して、巨大分子担体にコンジュゲートされる、請求項４１に記載のインスリン類似体または複合体。
前記巨大分子担体が、アルブミンまたはアルブミン結合分子である、請求項４２に記載のインスリン。
グルコース結合部分または結合パートナー部分が、前記Ａ鎖のＮ末端またはその付近で接続し、及び／またはグルコース結合部分及び／または結合パートナー部分が、前記Ｂ鎖のＣ末端またはその付近で接続する、請求項４１～４３のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分または前記結合パートナー部分が、Ａ１～Ａ１０から選択される位置に接続する、請求項４４に記載のインスリン類似体または複合体。
前記グルコース結合部分または前記結合パートナー部分が、Ｂ１６～Ｂ３０から選択される位置に接続する、請求項４４に記載のインスリン類似体または複合体。
グルコース結合部分または結合パートナー部分が、Ｂ鎖伸長部に結合し、前記伸長部が、追加のＢ３１アミノ酸または追加のＢ３１及びＢ３２アミノ酸を有する、請求項４１～４６のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
位置Ｂ３１のアミノ酸が、システインまたはホモシステインであり、位置Ｂ３２のアミノ酸が、システインまたはホモシステインである、請求項４７に記載のインスリン類似体または複合体。
前記インスリンが、哺乳類インスリンまたはそのバリアントである、請求項１～４８のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体。
請求項１～４８のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体と、薬学的に許容される担体または賦形剤と、を含む、組成物。
前記組成物が、皮下送達用に製剤化される、請求項５０に記載の組成物。
患者の血糖を低下させる方法であって、生理学的に有効な量の、請求項１～４８のいずれか１項に記載のインスリン類似体または複合体、または請求項５０もしくは５１に記載の組成物を含む、前記方法。