JP2634176B2 - インシュリン前駆体のインシュリンへの変換法 - Google Patents
インシュリン前駆体のインシュリンへの変換法Info
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- JP2634176B2 JP2634176B2 JP62258166A JP25816687A JP2634176B2 JP 2634176 B2 JP2634176 B2 JP 2634176B2 JP 62258166 A JP62258166 A JP 62258166A JP 25816687 A JP25816687 A JP 25816687A JP 2634176 B2 JP2634176 B2 JP 2634176B2
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- C07—ORGANIC CHEMISTRY
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- C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
- C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
- C07K14/575—Hormones
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はインシユリン前駆体のインシユリンへの変換
方法、更に詳しくはヒトインシユリン前駆体のヒトイン
シユリンへの変換方法ならびに該方法により製造された
ヒトインシユリンに関する。
方法、更に詳しくはヒトインシユリン前駆体のヒトイン
シユリンへの変換方法ならびに該方法により製造された
ヒトインシユリンに関する。
従来技術と解決すべき問題点 トリプシンおよびカルボキシペプチダーゼBを用いて
プロインシユリンをインシユリンに変換できることは、
ここ数年間認められていることである〔たとえばケムラ
ー(Kemmler,W.)、クラーク(Clark,J.L.)、ボルグ
(Borg,J.)およびステイナー(Steiner,D.F.)著、フ
エデレイシヨン・プロシーデイングス(Fed.Proc.)第3
0巻(1971年)1210頁;ケムラー(Kemmler,W.)、ペタ
ーソン(Peterson,J.D.)およびステイナー(Steiner,
D.F.)著、ジヤーナル・オブ・バイオロジカル・ケミス
トリー(J.Biol.Chem.)第246巻(1971年)6786〜6791
頁参照〕。この変換の方法論に伴う持続的困難は、この
反応混合物中の実質的に多量の分離困難な副生物が存在
したことであり、かつ存在が継続していることである。
特にヒトプロインシユリンのヒトインシユリンへの変換
において、多量の(約4〜6%)のDes−Thr(B30)ヒ
トインシユリン〔Des−Thr(B−30)−hI〕が生成す
る。この副生物は、1個の末端アミノ酸を欠く点でヒト
インシユリンと異なり、もし生成物の混合物から強いて
分離しようとするなら、分離されるが、ただ方法論的に
困難かつ煩雑である。
プロインシユリンをインシユリンに変換できることは、
ここ数年間認められていることである〔たとえばケムラ
ー(Kemmler,W.)、クラーク(Clark,J.L.)、ボルグ
(Borg,J.)およびステイナー(Steiner,D.F.)著、フ
エデレイシヨン・プロシーデイングス(Fed.Proc.)第3
0巻(1971年)1210頁;ケムラー(Kemmler,W.)、ペタ
ーソン(Peterson,J.D.)およびステイナー(Steiner,
D.F.)著、ジヤーナル・オブ・バイオロジカル・ケミス
トリー(J.Biol.Chem.)第246巻(1971年)6786〜6791
頁参照〕。この変換の方法論に伴う持続的困難は、この
反応混合物中の実質的に多量の分離困難な副生物が存在
したことであり、かつ存在が継続していることである。
特にヒトプロインシユリンのヒトインシユリンへの変換
において、多量の(約4〜6%)のDes−Thr(B30)ヒ
トインシユリン〔Des−Thr(B−30)−hI〕が生成す
る。この副生物は、1個の末端アミノ酸を欠く点でヒト
インシユリンと異なり、もし生成物の混合物から強いて
分離しようとするなら、分離されるが、ただ方法論的に
困難かつ煩雑である。
組換えDNA技術の出現に伴い、最初、多量のヒトプロ
インシユリンが現実となつた。インシユリン生産におけ
る中間体としてヒトプロインシユリンを用いる場合に、
Des−Thr(B30)−hI不純物の問題の解決が必須事項と
なつた。不純なDes−Thr(B30)−hIからヒトインシユ
リンの精製を達成する方法を探求するか、または変換方
法とその不純物の生成を最少限にする条件を探求するこ
とが望ましい。本発明の新規方法は、上記問題点を解決
するものであつて、Des−Thr(B30)−hIの生成を最少
限に保持してヒトインシユリン前駆体をヒトインシユリ
ンに変換することに指向される方法である。
インシユリンが現実となつた。インシユリン生産におけ
る中間体としてヒトプロインシユリンを用いる場合に、
Des−Thr(B30)−hI不純物の問題の解決が必須事項と
なつた。不純なDes−Thr(B30)−hIからヒトインシユ
リンの精製を達成する方法を探求するか、または変換方
法とその不純物の生成を最少限にする条件を探求するこ
とが望ましい。本発明の新規方法は、上記問題点を解決
するものであつて、Des−Thr(B30)−hIの生成を最少
限に保持してヒトインシユリン前駆体をヒトインシユリ
ンに変換することに指向される方法である。
発明の構成と効果 本発明は式: 〔式中、Rは水素、化学的もしくは酵素的に開裂しうる
アミノ酸残基または少なくとも2個のアミノ酸残基を有
し化学的もしくは酵素的に開裂しうるペプチド部分; R1はOH、Arg−YまたはLys−Y(基中のYはOH、アミ
ノ酸残基または少なくとも2個のアミノ酸残基を有する
ペプチド部分); (A−1)〜(A−21)部分はヒトインシユリンA−
鎖; (B−1)〜(B−30)部分はヒトインシユリンB−
鎖; Xは該インシユリンA−鎖にA−1のアミノ基で結合
し、かつ該インシユリンB−鎖にB−30のカルボキシル
基で結合した部分であつて、A−鎖およびB−鎖の双方
を崩壊することなくその双方から酵素的に開裂させるこ
とができる部分を表わす〕 で示されるヒトインシユリン前駆体を、このヒトインシ
ユリン前駆体当り、原子番号21〜34、39〜52、57〜84お
よび89〜92の金属のうちの1種ないしそれ以上の金属イ
オン約0.1〜10モル含有の水性溶媒中、トリプシンおよ
びカルボキシペプチダーゼBで処理することから成るヒ
トインシユリン前駆体をヒトインシユリンに変換する方
法に指向されるものである。
アミノ酸残基または少なくとも2個のアミノ酸残基を有
し化学的もしくは酵素的に開裂しうるペプチド部分; R1はOH、Arg−YまたはLys−Y(基中のYはOH、アミ
ノ酸残基または少なくとも2個のアミノ酸残基を有する
ペプチド部分); (A−1)〜(A−21)部分はヒトインシユリンA−
鎖; (B−1)〜(B−30)部分はヒトインシユリンB−
鎖; Xは該インシユリンA−鎖にA−1のアミノ基で結合
し、かつ該インシユリンB−鎖にB−30のカルボキシル
基で結合した部分であつて、A−鎖およびB−鎖の双方
を崩壊することなくその双方から酵素的に開裂させるこ
とができる部分を表わす〕 で示されるヒトインシユリン前駆体を、このヒトインシ
ユリン前駆体当り、原子番号21〜34、39〜52、57〜84お
よび89〜92の金属のうちの1種ないしそれ以上の金属イ
オン約0.1〜10モル含有の水性溶媒中、トリプシンおよ
びカルボキシペプチダーゼBで処理することから成るヒ
トインシユリン前駆体をヒトインシユリンに変換する方
法に指向されるものである。
前記のように本発明の方法は、トリプシンおよびカル
ボキシペプチダーゼBを用いてプロインシユリンをイン
シユリンに変換する公認方法の効果を増強する方法を開
示するものである。この方法は、前記式で示されるヒト
インシユリン前駆体、最も好ましくはヒトプロインシユ
リン自体に適用される。
ボキシペプチダーゼBを用いてプロインシユリンをイン
シユリンに変換する公認方法の効果を増強する方法を開
示するものである。この方法は、前記式で示されるヒト
インシユリン前駆体、最も好ましくはヒトプロインシユ
リン自体に適用される。
本明細書で使用するヒトインシユリン前駆体という語
句は、(1)ヒトインシユリンA−鎖とヒトインシユリ
ンB−鎖を含み、(2)A−鎖とB−鎖中のそれぞれ
(a)A−6とA−11、(b)A−7とB−7および
(c)A20とB−19に位置した各Cys部分の硫黄結合によ
り表わされる少なくとも3個のジスルフイド結合を有
し、(3)インシユリンA−鎖のA−1のアミノ基、お
よびインシユリンB−鎖のB−30のカルボキシル基に結
合した脱離させうる結合部分を有する分子を呼称する。
句は、(1)ヒトインシユリンA−鎖とヒトインシユリ
ンB−鎖を含み、(2)A−鎖とB−鎖中のそれぞれ
(a)A−6とA−11、(b)A−7とB−7および
(c)A20とB−19に位置した各Cys部分の硫黄結合によ
り表わされる少なくとも3個のジスルフイド結合を有
し、(3)インシユリンA−鎖のA−1のアミノ基、お
よびインシユリンB−鎖のB−30のカルボキシル基に結
合した脱離させうる結合部分を有する分子を呼称する。
R基は、水素、アミノ酸残基、少なくとも2個のアミ
ノ酸残基を有するペプチド部分である。この定義のうち
上記の例におけるRは、アミノ酸残基またはペプチド部
分であつてこのRは残余インシユリン構造の完全性を喪
失することなくインシユリン前駆体生成物から開裂しう
る基である。広範囲に渡るいずれのアミノ酸残基または
ペプチド部分も、Rの定義の範囲に入るものと認められ
る。開裂しうるアミノ酸残基の例は、アルギニン(Ar
g)またはリシン(Lys)のような塩基性アミノ酸ならび
にこのようなアミノ酸残基であつてその末端にカルボキ
シル基を有するペプチド部分である。これらは、蛋白質
分解酵素トリプシンで処理後、開裂に感受性であると認
められるものである。開裂しうるアミノ酸残基の他の例
は、メチオニン(Met)ならびに前記同様末端にMetのカ
ルボキシ基を有するペプチド部分である。これらは臭化
シアンで処理することにより脱離することができる。更
に開裂しうるアミノ酸残基の例として、トリプトフアン
(Trp)または末端にTrpのカルボキシ基を含むペプチド
部分があげられる。これはN−ブロモスクシンイミドで
処理後、脱離される。
ノ酸残基を有するペプチド部分である。この定義のうち
上記の例におけるRは、アミノ酸残基またはペプチド部
分であつてこのRは残余インシユリン構造の完全性を喪
失することなくインシユリン前駆体生成物から開裂しう
る基である。広範囲に渡るいずれのアミノ酸残基または
ペプチド部分も、Rの定義の範囲に入るものと認められ
る。開裂しうるアミノ酸残基の例は、アルギニン(Ar
g)またはリシン(Lys)のような塩基性アミノ酸ならび
にこのようなアミノ酸残基であつてその末端にカルボキ
シル基を有するペプチド部分である。これらは、蛋白質
分解酵素トリプシンで処理後、開裂に感受性であると認
められるものである。開裂しうるアミノ酸残基の他の例
は、メチオニン(Met)ならびに前記同様末端にMetのカ
ルボキシ基を有するペプチド部分である。これらは臭化
シアンで処理することにより脱離することができる。更
に開裂しうるアミノ酸残基の例として、トリプトフアン
(Trp)または末端にTrpのカルボキシ基を含むペプチド
部分があげられる。これはN−ブロモスクシンイミドで
処理後、脱離される。
R1基は、ヒドロキシル、アルギニン、リシン、または
アルギニンもしくはリシンのアミノ末端基を有するペプ
チドである。R1がアルギニン、リシンまたはこれらの酸
残基のいずれかのアミノ末端基を有するペプチドである
とき、これらのアミノ酸またはペプチドは、R1がヒドロ
キシルである生成物を形成させる本発明方法の条件下に
開裂させることができる。
アルギニンもしくはリシンのアミノ末端基を有するペプ
チドである。R1がアルギニン、リシンまたはこれらの酸
残基のいずれかのアミノ末端基を有するペプチドである
とき、これらのアミノ酸またはペプチドは、R1がヒドロ
キシルである生成物を形成させる本発明方法の条件下に
開裂させることができる。
インシユリン前駆体の結合部分Xは、広範囲に渡るい
ずれの構造であつてもよい。部分Xは、好ましくはポリ
ペプチドである。このポリペプチドは一般に、少なくと
も2個、好ましくは約2〜35個、最も好ましくは約6〜
35個のアミノ酸残基を有する。部分Xは、A−鎖のA−
1アミノ基、およびB−鎖のB−30カルボキシル基に結
合する。結合部分Xがペプチドであるとき、最も好まし
くはこれは、ヒトプロインシユリンの自然結合ペプチ
ド、たとえば次式を有する結合部分である: −Arg−Arg−Glu−Ala−Glu−Asp−Leu−Gln−Val−G
ly−Gln−Val−Glu−Leu−Gly−Gly−Gly−Pro−Gly−A
la−Gly−Ser−Leu−Gln−Pro−Leu−Ala−Leu−Glu−G
ly−Ser−Leu−Gln−Lys−Arg。
ずれの構造であつてもよい。部分Xは、好ましくはポリ
ペプチドである。このポリペプチドは一般に、少なくと
も2個、好ましくは約2〜35個、最も好ましくは約6〜
35個のアミノ酸残基を有する。部分Xは、A−鎖のA−
1アミノ基、およびB−鎖のB−30カルボキシル基に結
合する。結合部分Xがペプチドであるとき、最も好まし
くはこれは、ヒトプロインシユリンの自然結合ペプチ
ド、たとえば次式を有する結合部分である: −Arg−Arg−Glu−Ala−Glu−Asp−Leu−Gln−Val−G
ly−Gln−Val−Glu−Leu−Gly−Gly−Gly−Pro−Gly−A
la−Gly−Ser−Leu−Gln−Pro−Leu−Ala−Leu−Glu−G
ly−Ser−Leu−Gln−Lys−Arg。
上記のような自然的結合鎖状物を処理するのが好まし
いが、結合ペプチドとして、非常に短かいペプチドを結
合ペプチドとして処理することができる。特定の要件
は、Xが(1)A−鎖およびB−鎖の間の本来のジスル
フイド結合を許容するのに充分な長さであること、およ
び(2)インシユリン前駆体からインシユリンを形成さ
せるのに伴い、該前駆体から脱離させることができるこ
とである。処理することができる典型的ジペプチドは、
−Arg−Arg−である。加うるに式:−Arg−X′−Arg−
(X′は少なくとも1個のアミノ酸残基を表わす)を有
する上記ジペプチドの改良型も処理することができる。
特に好ましい結合ペプチドは、−Arg−Arg−Lys−Argお
よび−Arg−Arg−X2−Lys−Argの構造(X2は少なくとも
1個のアミノ酸残基、好ましくは少なくとも2個のアミ
ノ酸残基である)を有するより長い鎖状のペプチドであ
る。後者は、もちろん自然的結合ペプチドを包含する。
いが、結合ペプチドとして、非常に短かいペプチドを結
合ペプチドとして処理することができる。特定の要件
は、Xが(1)A−鎖およびB−鎖の間の本来のジスル
フイド結合を許容するのに充分な長さであること、およ
び(2)インシユリン前駆体からインシユリンを形成さ
せるのに伴い、該前駆体から脱離させることができるこ
とである。処理することができる典型的ジペプチドは、
−Arg−Arg−である。加うるに式:−Arg−X′−Arg−
(X′は少なくとも1個のアミノ酸残基を表わす)を有
する上記ジペプチドの改良型も処理することができる。
特に好ましい結合ペプチドは、−Arg−Arg−Lys−Argお
よび−Arg−Arg−X2−Lys−Argの構造(X2は少なくとも
1個のアミノ酸残基、好ましくは少なくとも2個のアミ
ノ酸残基である)を有するより長い鎖状のペプチドであ
る。後者は、もちろん自然的結合ペプチドを包含する。
本発明の方法は、水性媒体中で行なわれる。水性媒体
という語句は、水の存在が必要であるが、メタノール、
エタノール、アセトン、N,N−ジメチルホルムアミドそ
の他のような水に混和しうる有機溶媒の存在は排除され
ない。ヒトインシユリン前駆体は媒体中に約20mMを越え
ない濃度で存在する。ヒトインシユリン前駆体の濃度
は、好ましくは一般に約0.1〜10mM、より好ましくは約
0.5〜5mM、最も好ましくは約1〜3mMの範囲で実質的に
低い。
という語句は、水の存在が必要であるが、メタノール、
エタノール、アセトン、N,N−ジメチルホルムアミドそ
の他のような水に混和しうる有機溶媒の存在は排除され
ない。ヒトインシユリン前駆体は媒体中に約20mMを越え
ない濃度で存在する。ヒトインシユリン前駆体の濃度
は、好ましくは一般に約0.1〜10mM、より好ましくは約
0.5〜5mM、最も好ましくは約1〜3mMの範囲で実質的に
低い。
変換反応は、一般に約0〜40℃の広範囲の温度で行な
うことができる。この反応は、好ましくは約4〜25℃、
最も好ましくは約10〜15℃の温度で行なわれる。
うことができる。この反応は、好ましくは約4〜25℃、
最も好ましくは約10〜15℃の温度で行なわれる。
反応混合物のpHは、約4〜12の範囲内のいずれかであ
ることができる。しかし反応が、pH約6〜9、好ましく
は約7〜8、正確に調節するときpH約7.2〜7.6の範囲で
進行するように注意してpHを調節することにより、最良
の結果が得られる。
ることができる。しかし反応が、pH約6〜9、好ましく
は約7〜8、正確に調節するときpH約7.2〜7.6の範囲で
進行するように注意してpHを調節することにより、最良
の結果が得られる。
一般に緩衝剤を使用することにより、pHの調節が助け
られる。広範囲に渡るいずれかの典型的緩衝剤を使用す
ることができる。適切な緩衝剤の例は、トリス(TRIS)
〔トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン〕、エチレ
ンジアミン、トリエタノールアミン、グリシン、HEPES
〔N−2−ヒドロキシエチルピペラジン−N1−2−エタ
ンスルホン酸〕その他である。
られる。広範囲に渡るいずれかの典型的緩衝剤を使用す
ることができる。適切な緩衝剤の例は、トリス(TRIS)
〔トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン〕、エチレ
ンジアミン、トリエタノールアミン、グリシン、HEPES
〔N−2−ヒドロキシエチルピペラジン−N1−2−エタ
ンスルホン酸〕その他である。
トリプシンとカルボキシペプチダーゼBの使用量は一
般に、この2種の酵素の間の関係およびヒトインシユリ
ン前駆体の量に関連する。これらの酵素を、反応混合物
中に溶液とするかまたは適当な支持体上に固定して反応
媒体中で作用させることができる公知技術を応用するか
いずれかにより反応混合物に配合することができる。
般に、この2種の酵素の間の関係およびヒトインシユリ
ン前駆体の量に関連する。これらの酵素を、反応混合物
中に溶液とするかまたは適当な支持体上に固定して反応
媒体中で作用させることができる公知技術を応用するか
いずれかにより反応混合物に配合することができる。
重量:重量比に基づき、カルボキシペプチダーゼB
を、一般にヒトインシユリン前駆体に対する比約(1:1
0)〜(1:5,000)、好ましくは約(1:500)〜(1:3,50
0)、最も好ましくは約(1:1,000)〜(1:3,000)の量
で存在させる。
を、一般にヒトインシユリン前駆体に対する比約(1:1
0)〜(1:5,000)、好ましくは約(1:500)〜(1:3,50
0)、最も好ましくは約(1:1,000)〜(1:3,000)の量
で存在させる。
重量:重量比に基づき、トリプシンを、一般にヒトイ
ンシユリン前駆体に対する比約(1:20)〜(1:250,00
0)、好ましくは約(1:300)〜(1:20,000)、最も好ま
しくは約(1:5,000)〜(1:15,000)の量で存在させ
る。
ンシユリン前駆体に対する比約(1:20)〜(1:250,00
0)、好ましくは約(1:300)〜(1:20,000)、最も好ま
しくは約(1:5,000)〜(1:15,000)の量で存在させ
る。
また反応混合物中のカルボキシペプチダーゼBのトリ
プシンに対する比は、重要なパラメーターである。カル
ボキシペプチダーゼBのトリプシンに対する重量比は、
一般に約(1:1)〜(10:1)、好ましくは約(2:1)〜
(5:1)である。
プシンに対する比は、重要なパラメーターである。カル
ボキシペプチダーゼBのトリプシンに対する重量比は、
一般に約(1:1)〜(10:1)、好ましくは約(2:1)〜
(5:1)である。
本発明の基本を構成する要点となる発見は、1種ない
しそれ以上広範囲に渡る金属イオンの特定量を存在させ
ることにより、反応中に生成するDes−Thr(B30)−hI
の量を実質的に減少させることを見いだしたことにあ
る。
しそれ以上広範囲に渡る金属イオンの特定量を存在させ
ることにより、反応中に生成するDes−Thr(B30)−hI
の量を実質的に減少させることを見いだしたことにあ
る。
ある種の金属イオンが非常に好ましいが、広範囲の金
属イオンが有用であることを見いだした。使用すること
ができる金属イオンは、次のような金属のイオンであ
る:スカンジウム(Sc)、チタン(Ti)、バナジウム
(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コ
バルト(Co)、ニツケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Z
n)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ヒ素(A
s)、セレン(Se)、イツトリウム(Y)、ジルコニウ
ム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、テクネチ
ウム(Tc)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラ
ジウム(Pd)、銀(Ag)、カドミウム(Cd)、インジウ
ム(In)、スズ(Sn)、アンチモン(Sb)、テルル(T
e)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム
(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリ
ウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(G
d)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホル
ミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イ
ツテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)、ハフニウム
(Hf)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、レニウ
ム(Re)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、白金
(Pt)、金(Au)、水銀(Hg)、タリウム(Tl)、鉛
(Pb)、ビスマス(Bi)、ポロニウム(Po)、アクチニ
ウム(Ac)、トリウム(Th)、プロトアクチニウム(P
a)およびウラン(U)。
属イオンが有用であることを見いだした。使用すること
ができる金属イオンは、次のような金属のイオンであ
る:スカンジウム(Sc)、チタン(Ti)、バナジウム
(V)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コ
バルト(Co)、ニツケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Z
n)、ガリウム(Ga)、ゲルマニウム(Ge)、ヒ素(A
s)、セレン(Se)、イツトリウム(Y)、ジルコニウ
ム(Zr)、ニオブ(Nb)、モリブデン(Mo)、テクネチ
ウム(Tc)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、パラ
ジウム(Pd)、銀(Ag)、カドミウム(Cd)、インジウ
ム(In)、スズ(Sn)、アンチモン(Sb)、テルル(T
e)、ランタン(La)、セリウム(Ce)、プラセオジム
(Pr)、ネオジム(Nd)、プロメチウム(Pm)、サマリ
ウム(Sm)、ユーロピウム(Eu)、ガドリニウム(G
d)、テルビウム(Tb)、ジスプロシウム(Dy)、ホル
ミウム(Ho)、エルビウム(Er)、ツリウム(Tm)、イ
ツテルビウム(Yb)、ルテチウム(Lu)、ハフニウム
(Hf)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、レニウ
ム(Re)、オスミウム(Os)、イリジウム(Ir)、白金
(Pt)、金(Au)、水銀(Hg)、タリウム(Tl)、鉛
(Pb)、ビスマス(Bi)、ポロニウム(Po)、アクチニ
ウム(Ac)、トリウム(Th)、プロトアクチニウム(P
a)およびウラン(U)。
上記金属のいずれかのイオンを本発明方法で使用する
ことができるが、下位種類に属するより狭い範囲の非常
に好ましく、それ故優先性の高い金属イオンは、次に示
す金属のイオンである: (1)クロム、モリブデン、タングステン、水銀、アン
チモン、ビスマス、ニツケル、鉄、コバルト、亜鉛、カ
ドミウム、銅、スズ、鉛、ユーロピウム、ウラン、白金
およびマンガン、 (2)ニツケル、鉄、コバルト、亜鉛、カドミウム、ス
ズ、鉛、ユーロピウム、ウラン、白金およびマンガン、 (3)ニツケル、亜鉛、コバルトおよびカドミウム、 (4)ニツケルおよび亜鉛、 (5)ニツケル。
ことができるが、下位種類に属するより狭い範囲の非常
に好ましく、それ故優先性の高い金属イオンは、次に示
す金属のイオンである: (1)クロム、モリブデン、タングステン、水銀、アン
チモン、ビスマス、ニツケル、鉄、コバルト、亜鉛、カ
ドミウム、銅、スズ、鉛、ユーロピウム、ウラン、白金
およびマンガン、 (2)ニツケル、鉄、コバルト、亜鉛、カドミウム、ス
ズ、鉛、ユーロピウム、ウラン、白金およびマンガン、 (3)ニツケル、亜鉛、コバルトおよびカドミウム、 (4)ニツケルおよび亜鉛、 (5)ニツケル。
本発明方法に従つて上記金属1種ないしそれ以上のイ
オンを、ヒトインシユリン前駆体反応混合物に加える。
反応混合物中に存在させる前記金属のイオン総量は、ヒ
トインシユリン前駆体モル当り約0.1〜10モルの範囲に
渡る。実際の使用量は、好ましくはこの範囲内の低い
量、一般的にはヒトインシユリン前駆体モル当り約0.1
〜2モルである。最も好ましくはこの量は、ヒトインシ
ユリン前駆体モル当り約0.3〜1モル、理想的にヒトイ
ンシユリン前駆体モル当り約0.33〜0.6モルである。
オンを、ヒトインシユリン前駆体反応混合物に加える。
反応混合物中に存在させる前記金属のイオン総量は、ヒ
トインシユリン前駆体モル当り約0.1〜10モルの範囲に
渡る。実際の使用量は、好ましくはこの範囲内の低い
量、一般的にはヒトインシユリン前駆体モル当り約0.1
〜2モルである。最も好ましくはこの量は、ヒトインシ
ユリン前駆体モル当り約0.3〜1モル、理想的にヒトイ
ンシユリン前駆体モル当り約0.33〜0.6モルである。
変換反応は、標準的に約2〜48時間、通常約8〜16時
間行なわれる。高性能液体クロマトグラフイーで反応を
監視し、ヒトインシユリンの生成に伴つて反応時間を注
意して調節することができる。
間行なわれる。高性能液体クロマトグラフイーで反応を
監視し、ヒトインシユリンの生成に伴つて反応時間を注
意して調節することができる。
本発明のもう一つの側面は、反応混合物に更に別の種
類の金属イオン1種ないしそれ以上を配合することによ
り、Des−Thr(B30)−hIの生成量を更に減少させ得る
ことを見いだしたことにあり、これは全く予期していな
かつた効果である。このような更に改良された方法は、
第1の金属イオンの量が、ヒトインシユリン前駆体モル
当り約0.1〜0.6モルであるとき特に明らかである。ベリ
リウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(C
a)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)およびラ
ジウム(Ra)から成る群から選ばれる金属のイオンの量
を加えるのが非常に有利である。好ましいイオンは、カ
ルシウム、バリウム、ストロンチウムまたはマグネシウ
ムのイオン、最も好ましくはカルシウムイオンである。
類の金属イオン1種ないしそれ以上を配合することによ
り、Des−Thr(B30)−hIの生成量を更に減少させ得る
ことを見いだしたことにあり、これは全く予期していな
かつた効果である。このような更に改良された方法は、
第1の金属イオンの量が、ヒトインシユリン前駆体モル
当り約0.1〜0.6モルであるとき特に明らかである。ベリ
リウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(C
a)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)およびラ
ジウム(Ra)から成る群から選ばれる金属のイオンの量
を加えるのが非常に有利である。好ましいイオンは、カ
ルシウム、バリウム、ストロンチウムまたはマグネシウ
ムのイオン、最も好ましくはカルシウムイオンである。
第2種の金属のイオン量は、ヒトインシユリン前駆体
モル当り約0.5〜5モル、好ましくはヒトインシユリン
前駆体モル当り約1〜3モルである。
モル当り約0.5〜5モル、好ましくはヒトインシユリン
前駆体モル当り約1〜3モルである。
上記のように第2の金属イオンの使用について最も驚
くべきことは、第2種の金属イオン特にカルシウムイオ
ンがトリプシンを安定にすることがわかつたこと、およ
び第1の金属イオンを存在させることなく第2の金属イ
オンを使用したとき、Des−Thr(B30)−hIの生成が実
際的に増大することが認められたことである。
くべきことは、第2種の金属イオン特にカルシウムイオ
ンがトリプシンを安定にすることがわかつたこと、およ
び第1の金属イオンを存在させることなく第2の金属イ
オンを使用したとき、Des−Thr(B30)−hIの生成が実
際的に増大することが認められたことである。
標準的に本発明方法は、ヒトインシユリン前駆体を水
性媒体に溶解することにより行なわれる。最終的混合物
は一般に約1〜3mMの濃度、pH約8となる。次いで第2
種の金属イオン(使用する場合)を加える。標準的に前
記濃度のヒトインシユリン前駆体を使用したとき、塩化
カルシウムを約5mMの濃度になるように加える。次いで
第1種の金属イオン、典型的にはニツケル(II)イオン
を、ヒトインシユリン前駆体モル当り約0.5モルの濃度
になるように加える。混合物のpHを7.3〜7.5に調節し、
カルボキシペプチドB(約1:2,500w/wヒトインシユリン
前駆体)、次いでトリプシン(約1:12,500w/wヒトイン
シユリン前駆体)を加える。混合物を約12℃に保持して
反応を進行させる。高性能液体クロマトグラフイーによ
り反応の進行を注意して監視する。
性媒体に溶解することにより行なわれる。最終的混合物
は一般に約1〜3mMの濃度、pH約8となる。次いで第2
種の金属イオン(使用する場合)を加える。標準的に前
記濃度のヒトインシユリン前駆体を使用したとき、塩化
カルシウムを約5mMの濃度になるように加える。次いで
第1種の金属イオン、典型的にはニツケル(II)イオン
を、ヒトインシユリン前駆体モル当り約0.5モルの濃度
になるように加える。混合物のpHを7.3〜7.5に調節し、
カルボキシペプチドB(約1:2,500w/wヒトインシユリン
前駆体)、次いでトリプシン(約1:12,500w/wヒトイン
シユリン前駆体)を加える。混合物を約12℃に保持して
反応を進行させる。高性能液体クロマトグラフイーによ
り反応の進行を注意して監視する。
以下に記載の実施例は本発明方法の有効性を証明する
ものである。実施例は本発明の広い範囲に制限を加える
ことを意図するものではない。
ものである。実施例は本発明の広い範囲に制限を加える
ことを意図するものではない。
実施例1−トリプシンとカルボキシペプチダーゼBの濃
度を変える効果 ヒトプロインシユリン(hPI)を、20mMエチレンジア
ミン(EDA)緩衝液(pH7.0)に、10.85g/の濃度で溶
解する。この混合物を2部分に分ける。第1部分に、豚
膵臓のカルボキシペプチダーゼB(CpB)を、最終濃度
3.74mg/の濃度になるように加える。この溶液を6個
の分画(1分画は1ml容)に分け、あらかじめトシルフ
エニルアラニルクロロメチルケトンで処理した牛膵臓の
トリプシン(トリプシン−TPCK)を、それぞれ1.0、1.
4、1.8、2.8、3.6および5.4mg/の濃度で添加する。各
試料を23℃で8時間熟成する。高圧液体クロマトグラフ
イー(HPLC)でDes−Thr(B30)−hI濃度を測定し、結
果を表1に示す。
度を変える効果 ヒトプロインシユリン(hPI)を、20mMエチレンジア
ミン(EDA)緩衝液(pH7.0)に、10.85g/の濃度で溶
解する。この混合物を2部分に分ける。第1部分に、豚
膵臓のカルボキシペプチダーゼB(CpB)を、最終濃度
3.74mg/の濃度になるように加える。この溶液を6個
の分画(1分画は1ml容)に分け、あらかじめトシルフ
エニルアラニルクロロメチルケトンで処理した牛膵臓の
トリプシン(トリプシン−TPCK)を、それぞれ1.0、1.
4、1.8、2.8、3.6および5.4mg/の濃度で添加する。各
試料を23℃で8時間熟成する。高圧液体クロマトグラフ
イー(HPLC)でDes−Thr(B30)−hI濃度を測定し、結
果を表1に示す。
第2部分のhPI溶液を5個の分画(1分画は1ml容)に
分ける。CpBを、それぞれ1.1、1.5、2.2、3.7および5.4
mg/の濃度になるように加える。次いで各分画にトリ
プシン−TPCKを2.71mg/の濃度になるように添加す
る。各試料を23℃で8時間熟成する。結果を表2に示
す。
分ける。CpBを、それぞれ1.1、1.5、2.2、3.7および5.4
mg/の濃度になるように加える。次いで各分画にトリ
プシン−TPCKを2.71mg/の濃度になるように添加す
る。各試料を23℃で8時間熟成する。結果を表2に示
す。
表1および2の双方において、Des−Thr(B30)−hI
を、HPLCにより測定したhIの%として表わす。データに
より証明されるようにCpBの一定濃度において、トリプ
シン濃度の減少によりDes−Thr(B30)−hIが減少す
る。これとは逆にトリプシンの一定濃度においてCpB濃
度の増加によりDes−Thr(B30)−hIの濃度は減少す
る。
を、HPLCにより測定したhIの%として表わす。データに
より証明されるようにCpBの一定濃度において、トリプ
シン濃度の減少によりDes−Thr(B30)−hIが減少す
る。これとは逆にトリプシンの一定濃度においてCpB濃
度の増加によりDes−Thr(B30)−hIの濃度は減少す
る。
実施例2−Des−Thr(B30)−hI生成に及ぼす温度の効
果 hPI60mgを20mMエチレンジアミン6.0ml(pH7.5〜8.0)
に溶解する。基質(hPI)と酵素の比、即ちhPI:CpB:ト
リプシン−TPCKの比が5000:1:1(w/w)となるように豚
カルボキシペプチダーゼBと牛トリプシン−TPCKを順次
添加する。この混合物の2ml部分を、HPLCで測定して最
高hI収量を得るのに必要な時間即ち14、6および4時
間、それぞれ12、24および37℃で熟成する。表3の結果
で示されるように温度が低いことは、Des−Thr(B30)
−hIの生成を低くするのに好都合である。
果 hPI60mgを20mMエチレンジアミン6.0ml(pH7.5〜8.0)
に溶解する。基質(hPI)と酵素の比、即ちhPI:CpB:ト
リプシン−TPCKの比が5000:1:1(w/w)となるように豚
カルボキシペプチダーゼBと牛トリプシン−TPCKを順次
添加する。この混合物の2ml部分を、HPLCで測定して最
高hI収量を得るのに必要な時間即ち14、6および4時
間、それぞれ12、24および37℃で熟成する。表3の結果
で示されるように温度が低いことは、Des−Thr(B30)
−hIの生成を低くするのに好都合である。
実施例3−派生物生成に及ぼす金属の効果 hPI360mgを20mMグリシン20mlに溶解する(pH7.65)。
溶液を2個の部分(各部分10.0ml)に分け、1部分にカ
ルシウムイオン(5mM)を加える。各部分を更に3分画
に分ける。カルシウムイオンを含む部分とカルシウムイ
オンを含まない部分を次のように処理する:1セツトに亜
鉛イオンを、hPIに対するモル比0.33となるように加
え、他の1セツトにニツケルイオンを、hPIに対するモ
ル比0.36となるように加える。すべての混合物に酵素
を、hPI:CpB:トリプシン−TPCKの重量比が13,500:5:1と
なるように加える。各混合物のpHを7.65〜7.7に調節
し、12℃で16時間熟成する。表4に示す結果は、ニツケ
ルおよび亜鉛がDes−Thr(B30)−hIの生成濃度を減少
させる効果を説明する。更に表4の結果は、この効果は
カルシウムにより増強されることを説明するものであ
る。
溶液を2個の部分(各部分10.0ml)に分け、1部分にカ
ルシウムイオン(5mM)を加える。各部分を更に3分画
に分ける。カルシウムイオンを含む部分とカルシウムイ
オンを含まない部分を次のように処理する:1セツトに亜
鉛イオンを、hPIに対するモル比0.33となるように加
え、他の1セツトにニツケルイオンを、hPIに対するモ
ル比0.36となるように加える。すべての混合物に酵素
を、hPI:CpB:トリプシン−TPCKの重量比が13,500:5:1と
なるように加える。各混合物のpHを7.65〜7.7に調節
し、12℃で16時間熟成する。表4に示す結果は、ニツケ
ルおよび亜鉛がDes−Thr(B30)−hIの生成濃度を減少
させる効果を説明する。更に表4の結果は、この効果は
カルシウムにより増強されることを説明するものであ
る。
実施例4−hPI変換反応における派生物生成に及ぼすNi
(II)濃度変化の効果 hPI245mgを50mMグリシン12.0mlに加える(pH7.4)。
これに1M塩化カルシウム貯蔵溶液からのカルシウムイオ
ンを、最終的にカルシウム(II)濃度が5mMとなるよう
に加える。0.11M二塩化ニツケルの貯蔵溶液からのニツ
ケル(II)を2ml分画の各1試料に、hPIに対するモル比
がそれぞれ0、0.24、0.37、0.44、0.51および0.58とな
るように加える。各試験管にCpBを、7.4μg/ml(4.87mg
/ml貯蔵溶液)になるように加え、次いでトリプシン−T
PCKを、最終濃度が2.96μg/ml(1.0mg/ml貯蔵溶液)と
なるように添加する。すべての試料のpHを7.40に調節
し、それぞれを12℃で熟成する。12時間後反応を停止さ
せ、Des−Thr(B30)−hIおよびhIの濃度を分析する。
表5の結果は、ニツケル濃度が増大すればDes−Thr(B3
0)−hIの生成が減少することを示している。
(II)濃度変化の効果 hPI245mgを50mMグリシン12.0mlに加える(pH7.4)。
これに1M塩化カルシウム貯蔵溶液からのカルシウムイオ
ンを、最終的にカルシウム(II)濃度が5mMとなるよう
に加える。0.11M二塩化ニツケルの貯蔵溶液からのニツ
ケル(II)を2ml分画の各1試料に、hPIに対するモル比
がそれぞれ0、0.24、0.37、0.44、0.51および0.58とな
るように加える。各試験管にCpBを、7.4μg/ml(4.87mg
/ml貯蔵溶液)になるように加え、次いでトリプシン−T
PCKを、最終濃度が2.96μg/ml(1.0mg/ml貯蔵溶液)と
なるように添加する。すべての試料のpHを7.40に調節
し、それぞれを12℃で熟成する。12時間後反応を停止さ
せ、Des−Thr(B30)−hIおよびhIの濃度を分析する。
表5の結果は、ニツケル濃度が増大すればDes−Thr(B3
0)−hIの生成が減少することを示している。
実施例5−hPI変換反応における派生物生成に及ぼす種
々の金属カチオンの効果 hPI(936mg)を5mMグリシン36mlに溶解し、pHを7.8〜
8.0に調節する。塩化カルシウム(1M貯蔵溶液)として
カルシウムイオンを、5mMとなるように加える。各3mlの
分画を取り、それぞれに表6に示す濃度で種々の金属イ
オンを加える。12℃で平衡処理後、hPI:CpB:トリプシン
−TPCKの重量比が13,500:5:1となるように酵素を加え
る。
々の金属カチオンの効果 hPI(936mg)を5mMグリシン36mlに溶解し、pHを7.8〜
8.0に調節する。塩化カルシウム(1M貯蔵溶液)として
カルシウムイオンを、5mMとなるように加える。各3mlの
分画を取り、それぞれに表6に示す濃度で種々の金属イ
オンを加える。12℃で平衡処理後、hPI:CpB:トリプシン
−TPCKの重量比が13,500:5:1となるように酵素を加え
る。
各試料を12℃で13時間熟成し、hIおよびDes−Thr(B3
0)−hIを測定する。表6の結果は、広範囲の金属イオ
ンがDes−Thr(B30)−hIの生成を減少させるのに有効
であることを示す。
0)−hIを測定する。表6の結果は、広範囲の金属イオ
ンがDes−Thr(B30)−hIの生成を減少させるのに有効
であることを示す。
実施例6−Ni(II)とCa(II)を用いるhPIの大規模変
換 hPI(448.5g)を15mMグリシン緩衝液(pH7.4、33.0
)に溶解し、溶液を冷やして12℃に保持する。1.0M塩
化カルシウム貯蔵溶液0.165を加えてカルシウム(I
I)濃度を5mMにする。10分間攪拌後、Ni(II):hPIのモ
ル比が0.44:1となるようにニツケル(II)を固体二塩化
ニツケル・六水化物5.0gとして添加する。この溶液を更
に10分間おだやかに攪拌し、CpB4.87mg/ml貯蔵溶液から
CpB(36.8ml、179.4mg)を加える。次いで1.0mg/ml貯蔵
溶液からトリプシン−TPCK(35.9ml、35.9mg)を加え
る。hIの分析に従うhIの最高生成量により、10時間で反
応は完結に達する。生成時点で得られた混合物は約0.29
%Des−Thr(B30)−hIを含み、これはこの化合物の検
出方法における検出限界に近接する値である。
換 hPI(448.5g)を15mMグリシン緩衝液(pH7.4、33.0
)に溶解し、溶液を冷やして12℃に保持する。1.0M塩
化カルシウム貯蔵溶液0.165を加えてカルシウム(I
I)濃度を5mMにする。10分間攪拌後、Ni(II):hPIのモ
ル比が0.44:1となるようにニツケル(II)を固体二塩化
ニツケル・六水化物5.0gとして添加する。この溶液を更
に10分間おだやかに攪拌し、CpB4.87mg/ml貯蔵溶液から
CpB(36.8ml、179.4mg)を加える。次いで1.0mg/ml貯蔵
溶液からトリプシン−TPCK(35.9ml、35.9mg)を加え
る。hIの分析に従うhIの最高生成量により、10時間で反
応は完結に達する。生成時点で得られた混合物は約0.29
%Des−Thr(B30)−hIを含み、これはこの化合物の検
出方法における検出限界に近接する値である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウォルター・フランシス・プラウティ アメリカ合衆国インディアナ46250、イ ンディアナポリス、イースト・セブンテ ィナインス・ストリート5520番 (72)発明者 マーク・ロバート・ウォールデン アメリカ合衆国インディアナ46227、イ ンディアナポリス、サンバースト・サー クル8920番
Claims (17)
- 【請求項1】式: [式中、Rは水素、化学的もしくは酵素的に開裂しうる
アミノ酸残基、または少なくとも2個のアミノ酸残基を
有し化学的もしくは酵素的に開裂しうるペプチド部分を
表わし; R1はOH、Arg−YまたはLys−Yであり、ここにYはOH、
アミノ酸残基または少なくとも2個のアミノ酸残基を有
するペプチド部分を表わし; (A−1)〜(A−21)部分はヒトインシュリンA−鎖
であり; (B−1)〜(B−30)部分はヒトインシュリンB−鎖
であり; Xは該インシュリンA−鎖に、A−1のアミノ基で結合
し、かつ、該インシュリンB−鎖に、B−30のカルボキ
シル基で結合している部分であって、A−鎖およびB−
鎖の双方を崩壊することなくその双方から酵素的に開裂
しうる部分を表わす] で示されるヒトインシュリン前駆体を、ニッケル、コバ
ルト、亜鉛、カドミウムおよび銅から選ばれる1種ない
しそれ以上の金属イオンをヒトインシュリン前駆体1モ
ル当り約0.1〜10モル含有する水性溶媒中、トリプシン
およびカルボキシペプチダーゼBで処理することから成
る、ヒトイシュリン前駆体のヒトインシュリンへの変換
方法。 - 【請求項2】金属イオンがニッケル、亜鉛、コバルトお
よびカドミウムから成る群から選ばれる金属イオンであ
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 - 【請求項3】ヒトインシュリン前駆体を、水性溶媒中、
約20mMを越えない濃度で存在せしめる特許請求の範囲第
1および2項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項4】ヒトインシュリン前駆体を、水性溶媒中、
約1〜3mMの濃度で存在せしめる特許請求の範囲第3項
記載の方法。 - 【請求項5】金属イオンを、ヒトインシュリン前駆体モ
ル当り約0.1〜2モルの量で存在せしめる特許請求の範
囲第1〜4項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項6】金属イオンを、ヒトインシュリン前駆体モ
ル当り約0.33〜0.6モルの量で存在せしめる特許請求の
範囲第5項記載の方法。 - 【請求項7】カルボキシペプチダーゼBを、ヒトインシ
ュリン前駆体に対する重量比約(1:10)〜(1:5,000)
で存在せしめる特許請求の範囲第1〜6項のいずれかに
記載の方法。 - 【請求項8】トリプシンを、ヒトインシュリン前駆体に
対する重量比約(1:20)〜(1:250,000)で存在せしめ
る特許請求の範囲第1〜7項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項9】カルボキシペプチダーゼBのトリプシンに
対する重量比が約(1:1)〜(10:1)である特許請求の
範囲第1〜8項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項10】金属イオンがニッケルおよび亜鉛から成
る群から選ばれる金属イオンである特許請求の範囲第1
〜9項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項11】金属イオンがニッケルイオンである特許
請求の範囲第10項記載の方法。 - 【請求項12】ベリリウム、マグネシウム、カルシウ
ム、ストロンチウム、バリウムおよびラジウムから成る
群から選ばれる第2の金属の金属イオンを、混合物に添
加する特許請求の範囲第1〜11項のいずれかに記載の方
法。 - 【請求項13】第2の金属イオンがカルシウム、バリウ
ム、ストロンチウムおよびマグネシウムから成る群から
選ばれる金属イオンである特許請求の範囲第12項記載の
方法。 - 【請求項14】第2の金属イオンがカルシウムイオンで
ある特許請求の範囲第13項記載の方法。 - 【請求項15】第2の金属イオンを、ヒトインシュリン
前駆体モル当り約0.5〜5モルの量で存在せしめる特許
請求の範囲第12〜14項のいずれかに記載の方法。 - 【請求項16】第2の金属イオンを、ヒトインシュリン
前駆体1モル当り約1〜3モルの量で存在せしめる特許
請求の範囲第15項記載の方法。 - 【請求項17】ヒトインシュリン前駆体がヒトプロイン
シュリンである特許請求の範囲第1〜16項のいずれかに
記載の方法。
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---|---|---|---|
US91793986A | 1986-10-14 | 1986-10-14 | |
US917939 | 1986-10-14 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63105695A JPS63105695A (ja) | 1988-05-10 |
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Family Applications (1)
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---|---|---|---|
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---|---|
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JP (1) | JP2634176B2 (ja) |
KR (1) | KR970003519B1 (ja) |
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KR100188800B1 (ko) * | 1990-09-05 | 1999-06-01 | 이센브룩, 라피세 | 프리프로인슐린을 인슐린으로 전환시키기 위한 효소적 방법 |
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