JP3810083B2 - 成長因子の放出を促進し得る2−アルキルトリプトファン含有ペプチド化合物 - Google Patents
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Description
発明の背景
成長ホルモン(GH)の放出を誘発する化合物の投与後に哺乳類中のGH水準が増加して、投与後に十分に高いGH水準が得られる場合、成長が加速し、筋肉塊が増加しそして乳汁の産生を向上することができる。さらに、哺乳類中の成長ホルモン水準の増加は、成長ホルモン放出ホルモン(GHRH)のような既知の成長ホルモン放出剤を投与することによって達成することができる。
哺乳類中の成長ホルモン水準の増加はまた、成長ホルモン放出ペプチドの投与によっても得ることができ、それらの幾つかは既に、例えば、米国特許第4,223,019号明細書、米国特許第4,233,020号明細書、米国特許第4,223,021号明細書、米国特許第4,224,316号明細書、米国特許第4,226,857号明細書、米国特許第4,228,155号明細書、米国特許第4,228,156号明細書、米国特許第4,228,157号明細書、米国特許第4,228,158号明細書、米国特許第4,410,512号明細書、米国特許第4,410,513号明細書、米国特許第4,411,890号明細書および米国特許第4,839,344号明細書に記載された。
それ故、それらが容易にかつ便宜的に産生される条件下で成長ホルモン放出を促進することができ、並びに容易に精製および製剤ができ、そして経口経路によって投与された場合活性である、むしろ簡単で短鎖のポリペプチドが現在望まれている。
さらに研究された成長ホルモン放出ペプチド(GHRP)の一つは、GHRP−6(C.Y.Bowers et al.,Endocrinology,114:1537(1984))として長年知られて、そして式His−D−Trp−Ala−Trp−D−Phe−Lys−NH2を有するものである。GHRP−6は生体外および生体内で成長ホルモンを放出し、そして動物およびヒト中で経口的で活性である。その分子機構、並びにその類似体ヘプタペプチドの一つであるGHRP−1(Cheng et al.,Endocrinology,124:2791(1989);M.S.Akman et al.,Endocrinology,132:1286(1993))が研究された。天然のGHRHとは反対に、これらのペプチドは、GHの放出のための種々の受容体を通して、そしてcAMPから独立し、カルシウム供給の可動化およびプロテインキナーゼC(PKC)依存性経路のような他の細胞内経路を通して作動する種々の機構によって働くことが見出だされた(L.Bresson−Bepolidin and L.Dufy−Barbe,Cell.Calcium 15,247(1994))。
発明の要旨
全く驚くべき方式で、GHRP系統群のオリゴペプチド中にD−2−アルキルトリプトファン(2−Mrp)を導入することによって、GH放出の既知の細胞内機構が改良されることが今回見出された。幾つかの場合には、マウス起源およびヒト起源の下垂体前葉腺中のアデニルシクラーゼ活性が実質的に増加することが証明されたが、この具体的な機構はまだ完全に解明されるべきものが残されている。
従って、トリプロファンの2−位置(そのD−配置で)の単独のアルキル基による改造は、好適にはTrp残基の安定性を向上させることの外に(R.Deghenghi、国際公開第91/18016号明細書、1991年11月28日公開、およびR.Deghenghi et al.,Life Science,54,1321(1994))、カルシウムから独立していて、時にはアデニルシクラーゼに依存性であり、GHRH並びに他のペプチドホルモンにさらに類似している細胞内機構の全く予想されない変化をもたらす。(James D.Watson et al.,Molecular Biology of the Gene,第4版,The Benjamin/Cumming Publishing Company,Inc.,Menlo Park,California,1987,第60頁)。
本発明のもう一つの予想しない特徴的な性質は、幾つかのペンタ−、ヘキサ−およびヘプタペプチドの効力が極めて高いこと、および系統群のより小さいテトラペプチドの経口活性/効力比率が好適であることである。
本発明のオリゴペプチドは、以下の式:
A−D−Mrp−(Ala)n−B−C
(式中、Aはいずれかの天然L−アミノ酸またはそのD−異性体であるが、但しBがTrpでありそしてCがD−Lys−NH2である場合AはHisでないことを条件とするか;あるいはAはイミダゾールアセチル、イソニペコチル、4−アミノブチリル、4−(アミノメチル)シクロヘキサンカルボニル、Glu−Try−Ala−His、Tyr−Ala−His、Tyr−His、D−Thr−Hisであり;Dは右旋性異性体を表し、Mrpは2−アルキルトリプトファンであり;nは0または1であり;BはL−またはD−Trp、PheまたはD−β−Nalであり;CはNH2、D−Trp−LysNH2、D−Phe−LysNH2、Phe−LysNH2、D−Phe−Lys−ThrNH2、D−Phe−Lys−D−ThrNH2であるか、或いは、式中、RはC1−C3アルキル基であり、さらに好適には、BがTrpである場合、CはPhe−LysNH2またはD−Phe−LysNH2であり、そしてBがPheである場合、CはD−Trp−LysNH2である)
を有する。
発明の詳細な説明
本発明は、動物の血液中の成長ホルモン水準の放出および増加を促進する種々の短鎖のポリペプチドは、それらのすべてがペプチド鎖中に2−アルキルトリプトファン(S−2−Me−TrpまたはMrp)のD−異性体を含んでなることを特徴とするという発見にある。
本発明の範囲内に包含されるポリペプチドは、以下の式
A−D−Mrp−(Ala)n−B−C
(式中、Aはいずれかの天然L−アミノ酸またはそのD−異性体であるが、但しBがTrpでありそしてCがD−Lys−NH2である場合AはHisでないことを条件とするか;あるいはAはイミダゾールアセチル、イソニペコチル、4−アミノブチリル、4−(アミノメチル)シクロヘキサンカルボニル、Glu−Try−Ala−His、Try−Ala−His、Tyr−His、D−Thr−Hisでありそしてより好ましくは、AはD−Ala、D−Thr、Tyrであり;Dは右旋性異性体を表し、Mrpは2−アルキルトリプトファン、好ましくは2−メチルトリプロファンであり;nは0または1であり;BはL−もしくはD−TrpまたはD−β−Nalであり;CはNH2、−D−Phe−LysNH2、Phe−LysNH2、D−Trp−LysNH2、D−Phe−Lys−ThrNH2、D−Phe−Lys−ThrNH2、D−Phe−Lys−D−ThrNH2であるか、或いはOR(ここで、RはC1−C3アルキル基である)であり、より好ましくは、BがTryであるとき、CはPhe−LysNH2またはD−Phe−LysNH2であり、そしてBがPheであるとき、CはD−Trp−LysNH2である、で示されるポリペプチド、並びに前記ポリペプチドのいずれか一つと製薬学的に許容される有機または無機酸との付加塩によって特定される。
本明細書中で使用されるアミノ酸の残基の略語はペプチドの標準命名法と一致する:
Gly=グリシン
Tyr=L−チロシン
Ile=L−イソロイシン
Glu=L−グルタミン酸
Thr=L−スレオニン
Phe=L−フェニルアラニン
Ala=L−アラニン
Lys=L−リジン
Asp=L−アスパラギン酸
Cys=L−システイン
Arg=L−アルギニン
Gln=L−グルタミン
Pro=L−プロリン
Leu=L−ロイシン
Met=L−メチオニン
Ser=L−セリン
Asn=L−アスパラギン
His=L−ヒスチジン
Trp=L−トリプトファン
Val=L−バリン
さらに、
D−β−Nal=D−β−ナフチルアラニン;
INIP=イソニペコチル;
IMA=イミダゾールアセチル;
GAB=4−アミノブチリル;
Mrp=2−アルキルトリプトファン。
本発明によれば、アルキルについては、1〜3個の炭素原子を含んでなる低級アルキルが意図されている。低級アルキルの例は、メチル、エチル、プロピル、イソプロピルである。これら中、メチル基が最も好適である。
前に「D」が付いられた3文字略語のアミノ酸のすべては、D−配置のアミノ酸残基を示す。
本発明の態様において好適な成長ホルモン放出化合物は:
INIP−D−Mrp−D−Trp−Phe−Lys−NH2;
INIP−D−Mrp−D−β−Nal−Phe−Lys−NH2;
IMA−D−Mrp−D−Trp−Phe−Lys−NH2;
IMA−D−Mrp−D−β−Nal−Phe−Lys−NH2;
GAB−D−Mrp−D−Trp−Phe−Lys−NH2;
GAB−D−Mrp−D−β−Nal−Phe−Lys−NH2;
GAB−D−Mrp−D−β−Nal−NH2;
GAB−D−Mrp−D−β−Nal−OC2H5;
4−(アミノメチル)シクロヘキサンカルボニル−D−Mrp−D−Trp−Phe−Lys−NH2;
4−(アミノメチル)シクロヘキサンカルボニル−D−Mrp−D−β−Nal−Phe−Lys−NH2
D−Ala−D−Mrp−Ala−Trp−D−Phe−LysNH2;
D−Thr−D−Mrp−Ala−Trp−D−Phe−LysNH2;
His−D−Mrp−Ala−Phe−D−Trp−LysNH2;
Tyr−His−D−Mrp−Ala−Trp−D−Phe−LysNH2;
His−D−Mrp−Ala−TrpNH2;
D−Thr−D−Mrp−Ala−TrpNH2;
(式中、Mrpは2−メチルトリプトファンであり、INIP、IMAおよびGABは上記の通りである)
並びに前記ポリペプチドのいずれか一つと製薬学的に許容される有機または無機酸との付加塩である。
これらの化合物は、非経口的に投与され得るが、さらに都合よくは鼻腔内におよび経口的に投与されるか、または生物分解性マイクロカプセル、マイクロスフェアー、皮下移植片などのような制御された放出系に調剤することができる。
本発明によるポリペプチド化合物は、固相法および溶相法の両方のペプチド化学に常法に従ってか、または当該技術分野で知られている典型的な方法によって合成することができる。固相合成法はペプチドのC−末端から開始される。適切な出発材料は、例えば、所要の保護α−アミノ酸を、クロロメチル化樹脂、ヒドロキシメチル化樹脂、ベンズヒドリルアミン樹脂(BHA)、またはp−メチルベンズヒドリルアミン樹脂(p−BHA)に結合させて製造することができる。例として、クロロメチル化樹脂は、商標BIOBEADS(商標)SX−1の名称で、BiRad Laboratories、Richmond、Californiaから販売されている。ヒドロキシメチル樹脂の製造は、Bodansky et al.,Chem,Ind.(London)38,15997(1966)に記載されている。BHA樹脂は、Pietta and Marshall,Chem.Comm.,650(1970)に記載され、Peninsula Laboratories Inc.,Belmont,Californiaから市販されている。
出発の結合の後、α−アミノ酸の保護基は、有機溶媒中に溶解させたトリフルオロ酢酸(TFA)または塩酸(HCl)を含む種々の酸試薬によって、室温で除去することができる。α−アミノ酸の保護基の除去の後、残余の保護アミノ酸を所望の順序で逐次結合させることができる。各保護アミノ酸は一般的に、例えば、塩化メチレン(CH2Cl2)またはジメチルホルムアミド(DMF)およびそれらの混合物中に溶解させたジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC)またはジイソプロピルカルボジイミド(DIC)のような適切なカルボキシル活性化基を使用して、約3回以上反応させることができる。所望のアミノ酸配列が完結した後、所望のペプチドを支持樹脂から、フッ化水素(HF)のような試薬により処理によって開裂させることができ、フッ化水素は樹脂からペプチドを開裂させるだけではなく、側鎖のさらに一般的な保護基も開裂させる。クロロメチル化樹脂またはヒドロキシメチル化樹脂を使用する場合、HFによる処理によって、遊離の形態の酸ペプチドが生成する。BHAまたはp−Me−BHA樹脂を使用する場合、HFの処理によって直接に、遊離の形態のアミドペプチドが生成する。
上記の固相法は当該技術分野で既知であり、Atherton and Sheppard、固相ペプチド合成法(Solid Phase Peptide Synthesis)(IRL Press,Oxford,1989)に記載されている。
本発明のペプチド部分を合成するのに使用することができる溶液中での幾つかの方法は、Bodansky et al.、ペプチド合成(Peptide Synthesis)、第2版、John Wiley & Sons,New York,N.Y.1976並びにJones、ペプチドの化学合成(The Chemical Synthesis of Peptides)(Clarendon Press,Oxford,1994)に詳細に記載されている。
これらの化合物は、動物またはヒトに、当該分野の熟練者によって容易に決定されそして処理を受ける被験体の種、年令、性別および体重によって変化することができる有効用量で投与することができる。例えば、ヒトについて、静脈投与される場合、好適な用量は、体重のkg当たり約0.1μg〜10μgの全ペプチドの範囲内にある。経口投与される場合、通常さらに高い量が必要である。例えば、ヒトについて、経口投与の場合、用量水準は通常は体重のkg当たり約30μg〜約1000μgのポリペプチドである。正確な水準は、上記の開示に基いて経験的に容易に決定することができる。
活性成分として、上記のポリペプチドの有機および無機付加塩並びにそれらの組合せを、場合により賦形剤、希釈剤、マトリックスまたは遅放性コーティングと混合して含んでなる組成物もまた本発明の範囲内に包含される。皮下移植片に適する、生物分解性マトリックスを含んでなる遅放性剤形は特に興味を起こさせる。これらのマトリックスの例は国際公開第9222600号明細書および国際公開第9512629号明細書に記載されている。
生物学的活性
これらの化合物の生体内活性は、R.Deghenghi et al.,Life Science,54,1321(1994)に詳細に記載されたことに従って、用量−応答研究で300μg/kgの用量または種々の用量を皮下注射(s.c.)された10日−ラットで、決定された。結果を以下の表に要約する。放出されたGHは処理から15分後に測定した。
GHRP−2(標準試料)は構造D−Ala−D−β−Nal−Ala−Trp−D−Phe−Lys−NH2を有する(Chen and Clarke,J.Neuroend.,7,179(1995))。
体重150gのラットからの下垂体前葉腺細胞中のアデニルシクラーゼについて生体外活性が測定され、そしてペプチドD−Ala−D−Mrp−Ala−Trp−D−Phe−LysNH2の場合のEC50=0.23nmの基線と比較して、30%の増加を示し、一方GHRP−6(His−D−Trp−Ala−Trp−D−Phe−LysNH2)は不活性であった。
以下の実施例によってさらに本発明について説明する。
実施例1
GAB−D−Mrp−D−Trp−Phe−Lys−NH 2 (Mrp=2−メチルトリプトファン)の合成
合成は、E.Atherton and R.C.Sheppard,「固相ペプチド合成法」(“Solid phase peptide synthesis”),IRL press at Oxford University press,1989年に例示されているように、当業者が利用できる数種の方法の一つに従って、樹脂の製造、反応カラム中への集成を含む、9−フルオレニルメチルオキシカルボニル(Fmoc)−アミノ酸を用いる固相法によって行った。保護されたアミノ酸は、Fmoc−Lys(Fmoc)−Opfp(Opfp=ペンタフルオロフェニルエステル)、Fmoc−Phe−Opfp、Fmoc−D−Trp−Opfp、Fmoc−D−2−MeTrp−OpfpおよびFmoc−GAB−Opfp(GAB=γ−アミノブチリック)である。別法として、Castro試薬、BOPおよびPyBOP(Le Nguyen and Catro(1988)、ペプチド化学(Peptide Chemistry)、第231−238頁、1987年、Protein Research Foundation Osaka;およびTetrahedron Letters,31,205(1990)参照)も、直接結合試薬として有利に使用することができる。
開裂と単離の後、表題のペプチドを酢酸塩として精製した。純度(HPLC):98%、MW(M+H+)=764.3(理論値=763.9)。
実施例2
実施例1に記載の操作法に従って、以下のペプチドを製造し、酢酸塩として収得した。
INIP−D−Mrp−D−Trp−Phe−Lys−NH2;純度(HPLC)=99.0%、MW(M+H+=790.4;理論値=790.0)
INIP−D−Mrp−D−β−Nal−Phe−Lys−NH2;純度(HPLC)=96.5%、MW(M+H+=801.4;理論値=801.0)
IMA−D−Mrp−D−Trp−Phe−Lys−NH2;純度(HPLC)=99.2%、MW(M+H+=786.5;理論値=786.8)
IMA−D−Mrp−D−β−Nal−Phe−Lys−NH2;純度(HPLC)=97.3%、MW(M+H+=798.3;理論値=797.9)
GAB−D−Mrp−D−β−Nal−Phe−Lys−NH2;
4−(アミノメチル)シクロヘキシルカルボニル−D−Mrp−D−T−rp−Phe−Lys−NH2;
4−(アミノメチル)シクロヘキサンカルボニル−D−Mrp−D−β−Nal−Phe−Lys−NH2;
D−Ala−D−Mrp−Ala−Trp−D−Phe−LysNH2;
D−The−D−Mrp−Ala−Trp−D−Phe−LysNH2;
His−D−Mrp−Ala−Phe−D−Trp−LysNH2;
Tyr−His−D−Mrp−Ala−Trp−D−Phe−LysNH2;
His−D−Mrp−Ala−TrpNH2;
D−Thr−D−Mrp−Ala−TrpNH2;
式中、Mrpは2−メチルトリプトファンであり、INIP、IMAおよびGABは上記の通りである。
Claims (7)
- 式
D−Ala−D−Mrp−Ala−Trp−D−Phe−Lys−NH 2
(上式中、Dは右旋性異性体を表し、Mrpは2−メチルトリプトファン、2−エチルトリプトファン、2−プロピルトリプトファンおよび2−イソプロピルトリプトファンからなる群より選ばれるアミノ酸誘導体の残基を表す。)
で示されるペプチドまたはその薬学的に許容される有機酸もしくは無機酸の付加塩。 - Mrpが2−メチルトリプトファンの残基である請求項1記載のペプチド。
- 動物中の成長ホルモンの放出を促進するのに有用な薬剤の製造のための請求項1または2に記載のペプチドの使用。
- アデニルシクラーゼの細胞内活性の増強を促進するのに有用な薬剤の製造のための請求項1または2に記載のペプチドの使用。
- 請求項1または2に記載のペプチドを有効成分とする成長ホルモンの放出を促進するための医薬製剤。
- 請求項1または2に記載のペプチドを有効成分とするアデニルシクラーゼの細胞内活性の増強を促進するための医薬製剤。
- 非経口的、鼻腔内的、経口的、除法性投与、皮下移植のための組成物の形態の請求項5または6に記載の医薬製剤。
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