JP4318546B2 - インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法、ならびにプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートおよびその合成方法 - Google Patents

インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法、ならびにプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートおよびその合成方法 Download PDF

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Description

[関連出願]
本出願は、その開示の全体を引用することにより本明細書の一部をなすものとする2001年9月7日に出願された米国特許仮出願第60/318,197号の利益を主張する。
[発明の分野]
本発明は、インスリンコンジュゲート、そのようなコンジュゲートの合成方法、およびそれを用いた糖尿病を含む疾患の治療方法に関する。
ポリペプチドインスリンは、身体内のグルコースの輸送、利用および貯蔵を制御することに責任を果たす主要ホルモンである。膵島のβ細胞はプロインスリンとして知られるインスリンの一本鎖前駆物質を分泌する。プロインスリンおよびその接続部もしくはCペプチドのタンパク質溶解は、プロインスリン鎖内の一定の塩基性アミノ酸の除去を生じさせ、そして生物学的に活性なポリペプチドインスリンを提供する。
インスリン分子は進化において高度に保存されており、概してジスルフィド結合により連結された2本のアミノ酸鎖からなる。天然ヒト二本鎖インスリン分子(分子量 5,800ダルトン)では、A鎖は21アミノ酸残基から構成され、アミノ末端にグリジンを有する。そしてB鎖は30アミノ酸残基を有し、アミノ末端にフェニルアラニンを有する。
インスリンは、モノマーとして存在する。または集合して二量体に、もしくは3つの二量体から形成される六量体になる。モノマーには、生物学的活性、すなわちレセプターに結合してインスリンの生物学的作用を刺激する能力が存在する。
糖尿病は、不都合な炭水化物代謝に伴って生じる生物学的障害である。糖尿病は、インスリンの不十分な産生、またはインスリンに対する感受性の低下の結果として生じる。糖尿病のあるヒトでは、ブドウ糖を使用する正常な能力が阻害され、それによって血糖値が上昇する(高血糖症)。ブドウ糖が血液中に蓄積するにつれて尿中へ過剰なレベルの糖が排出される(糖尿)。糖尿病のその他の症状には、尿量の増加および頻尿、口渇、掻痒、空腹感、体重減少および衰弱が含まれる。
糖尿病には2つのタイプがある。I型はインスリン依存型真性糖尿病、もしくはIDDMである。IDDMは、以前は「若年型糖尿病」と呼ばれていた。IDDMでは、膵臓からインスリンが分泌されないため、外部の供給源からインスリンを供給しなければならない。II型もしくは成人発症型糖尿病は、通常は食事療法でコントロールできるが、一部の進行した症例ではインスリンが必要になる。
1920年代にインスリンが単離される以前は、大多数の患者は発症後短期間以内に死亡した。糖尿病を治療しないままでおくと、血液中で脂肪破壊産物のケトンの蓄積であるケトーシスを引き起こす。この後には悪心および嘔吐を伴って血液中の酸素の蓄積(アシドーシス)が生じる。炭水化物および脂肪の代謝障害の毒性産物が増加するにつれて、患者は糖尿病性昏睡に陥るが、これは死につながる。
糖尿病の治療法としてのインスリンの使用は、Bantingら,(「真性糖尿病の治療における膵抽出物」,Can.Med.Assoc.J.,12:141−146(1922))が、膵臓の活性抽出物が糖尿病の犬において治療作用を有することを証明した1992年に始まる。同年に、膵抽出物を用いた糖尿病患者の治療は飛躍的な、生命を救うほどの臨床的改善を生じさせた。
近年まで、ヒトにおける糖尿病の治療にはほとんどウシインスリンおよびブタインスリンしか使用されていなかった。しかし現在では、インスリンには種間で多数の変異があることが知られている。各変異は、A鎖および/またはB鎖における1以上の位置でアミノ酸置換を有することで天然ヒトインスリンとは相違している。これらの相違にもかかわらず、ほとんどの哺乳動物インスリンは類似の生物学的活性を有する。組み換え技術の進歩は、天然ヒトインスリンに匹敵する生物学的活性を有するヒトインスリン(例えば、インディアナ州インディアナポリスのEli Lilly社から市販で入手できるHumulin(商標)インスリン)または遺伝子組み換えインスリンの商業的大規模製造を可能にする。
糖尿病の治療は、典型的にはインスリンの定期的な注射を必要とする。インスリン注射は不便であるため、インスリンの投与および生体内同化を改良するために数多くの努力が重ねられてきた。
インスリンを経口投与により送達する試みがなされてきた。糖尿病患者において正常血糖を達成するためのインスリンの経口投与に関連する問題は、製薬学や医学の文献で明確に証明されている。消化管の消化酵素はインスリンを急速に分解し、生物学的に不活性な分解産物を生じさせる。例えば、胃の中では、経口投与されたインスリンは酵素分解および酸性分解を受ける。匹敵するインスリンのタンパク質溶解性分解は腸で生ずる。腔内では、インスリンは胃および膵臓の酵素、エキソペプチダーゼおよびエンドペプチダーゼ、ならびに刷子縁ペプチダーゼを含む様々な酵素によって攻撃される。インスリンがこの酵素攻撃を切り抜けたとしても、インスリンの経口投与後には、インスリンがインビボのレセプターに到達できる前に越えなければならない生物学的障壁がそのバイオアベイラビリティを制限する可能性がある。例えば、インスリンは低い膜透過性を有するので、これは腸内腔から血流内へ通過する能力を制限する。
インスリンの経口投与形を得るための一部の努力は、インスリン−オリゴマーコンジュゲート類を得ることに集中してきた。ヒトインスリンおよび治療的に使用される多数の密接に関係があるインスリンは遊離の一次アミノ基を有する3つのアミノ酸残基を含有する。3つの一次アミノ基すべて、つまりA鎖およびB鎖(GlyA1およびPheB1)のN末端(αアミノ基)およびLysB29のε−アミノ基は、オリゴマーとのコンジュゲーションによって修飾できる。反応条件に依存して、非保護インスリンのNアシル化はモノコンジュゲート、ジコンジュゲート、およびトリコンジュゲートの複合混合物をもたらす(例えば、GlyA1でモノコンジュゲートしたインスリン、PheB1でモノコンジュゲートしたインスリン、LysB29でモノコンジュゲートしたインスリン、GlyA1およびPheB1でジコンジュゲートしたインスリン、GlyA1およびLysB29でジコンジュゲートしたインスリン、PheB1およびLysB29でジコンジュゲートしたインスリン、およびGlyA1、PheB1、およびLysB29でトリコンジュゲートしたインスリン)。例えばLysB29でモノコンジュゲートしたインスリンのような特定コンジュゲートが所望の場合は、所望のコンジュゲートを入手するためにそのようなコンジュゲートの複合混合物を分離(または精製)することは厄介である、および/または費用が高くつくことがある。
その結果として、所望のインスリンコンジュゲートを選択的に合成するために様々な努力がなされてきた。例えば、Muranishi and Kisoは日本国特許出願第1−254,699号において脂肪酸インスリン誘導体を調製するための5段階合成を提案している。インスリンのA1およびB1アミノ基はp−メトキシベンズオキソアジ化カルボニル(pMZ)を用いて保護(またはブロック)されている。脂肪酸エステルによるアシル化後に、脂肪酸を用いてLys(B29)でモノアシル化されたインスリンを得るために保護(ブロック)基が除去される。また別の例として、Havelundらへの米国特許第5,750,497号は、(A1,B1)−diBocヒトインスリン、すなわちA鎖およびB鎖のN末端がBoc基によって保護されているヒトインスリンを形成するためにBoc−試薬(例えば、ジ−tert−ブチルジカーボネート)を用いてヒトインスリンを処理することを提案している。例えばHPLCによる任意の精製後に、Xが導入されるべき親油性アシル基であるときに産物を式X−OSuのN−ヒドロキシスクシンイミドエステルと反応させることによって親油性アシル基がLysB29のε−アミノ基内に導入される。最終ステップでは、トリフルオロ酢酸を使用してBoc基が除去され、産物のNεB29−Xヒトインスリンが単離される。
所望のインスリンコンジュゲートが好ましい産物であるコンジュゲートの混合物を得るために所望のインスリンコンジュゲートを優先的に合成するために様々な他の努力が企てられてきた。例えば、Bakerらへの米国特許第5,646,242号は、アミノ保護基を使用せずに実施される反応を提案している。Bakerは、極性溶媒中の塩基性条件下で活性化脂肪エステルインスリンとε−アミノ基との反応を提案している。ε−アミノ基のアシル化は、反応の塩基性に左右される。9.0を超えるpHでは、この反応はαアミノ基よりもB29リジンのε−アミノ基を優先的にアシル化する。実施例1〜4では、インスリンの初期量に対する百分率としてモノコンジュゲートインスリンの67.1%〜75.5%の反応収率が報告されている。実施例5では、BakerはさらにまたN−スクシンイミジルパルミテートを用いたヒトプロインスリンのアシル化を提案している。ε−アミノアシル化種対α−アミノアシル化種の正確な比率は計算されなかった。クロマトグラム内のすべてのε−アミノアシル化種の合計は全領域の87〜99%を占めていたが、他方全関連物質の合計(おそらくいずれかのα−アミノアシル化種を含んでいるであろう)はいずれかの所定の時点について、総面積の<7%を占めた。
上述の従来型方法より面倒ではなく、および/または費用効果的である可能性がある所望の特定インスリン−オリゴマーコンジュゲートを部位特異的に合成する方法を提供することが望ましい。
上述の従来型スキームと比較すると、本発明の実施形態は、部位特異的なコンジュゲーションが望ましい場合(例えば、インスリン分子のB−29Lysに結合したオリゴマーを有するインスリンモノコンジュゲートを得ることが望ましい場合)に、インスリン−オリゴマーコンジュゲートを生成するための商業的に高価ではなく、および/またはより高度に柔軟性の製造スキームを提供できる。例えばp−メトキシベンズオキシアジ化カルボニルのような化合物を用いてインスリンのN末端をブロックすること(Muranishi and Kiso)による、またはインスリンのN末端でのコンジュゲーションを排除するのではなく減少させるように反応条件を制御することを試みること(Baker)によるインスリンの選択的なコンジュゲーションを提案する上述の従来型スキームとは相違して、本発明の実施形態はオリゴマーをプロインスリンまたは人工プロインスリン(例えば、そのB鎖のN末端でリーダーペプチドに結合したプロインスリン)のB−29Lysに結合させる。Cペプチド(および、存在する場合はリーダーペプチド)はその後オリゴマーとB−29Lysでモノコンジュゲートしたインスリンを得るためにプロインスリン−オリゴマーコンジュゲートから開裂される。本発明の実施形態は、B−29Lys修飾に対する高い部位特異性を提供できる。プロインスリンポリペプチドを利用する本発明の実施形態による方法は、従来型インスリン経路を介して入手されたものと比較して、例えば80%以上という高い収率で、添加率の高いB−29修飾産物を得ることができる。
本発明の実施形態によると、インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法には、開裂させてインスリンポリペプチドを産生させることができるペプチド結合によって1以上のペプチドに結合したインスリンポリペプチドを含むプロインスリンポリペプチドとオリゴマーとを、プロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分へオリゴマーを結合させてプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップと、プロインスリン−ポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるステップと、インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るステップとが含まれる。
本発明の他の実施形態によると、プロインスリンポリペプチド−アシルオリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを酵素的に開裂させるステップと、インスリンポリペプチド−アシルオリゴマーコンジュゲートを得るステップとを含む、インスリンポリペプチド−アシルオリゴマーコンジュゲートの合成方法が提供される。
本発明の他の実施形態によると、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法には、開裂させることによりインスリンポリペプチドを産生させることができるペプチド結合によって1以上のペプチドに結合したインスリンポリペプチドを含むプロインスリンポリペプチドとオリゴマーとを、プロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分へオリゴマーを結合させてプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップが含まれる。
本発明のさらにまた別の実施形態によると、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートには、インスリンポリペプチドを含むプロインスリンポリペプチドと、プロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合したオリゴマーとが含まれる。
本発明のさらにまた別の実施形態によると、Cペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法には、Cペプチドポリペプチドを産生させるために開裂させることのできるペプチド結合によって1以上のペプチドに結合したCペプチドポリペプチドを含むプロCペプチドポリペプチドとオリゴマーとを、プロCペプチドポリペプチドのCペプチドポリペプチド部分へオリゴマーを結合させてプロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップと、プロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるステップと、Cペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るステップとが含まれる。
以下に本発明の好ましい実施形態が示されている添付の図面を参照して本発明について十分に説明する。しかしながら、本発明は多数の様々な形態で具体化することができ、本明細書に記載した実施形態に限定されると解釈してはならない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が完全かつ完璧であり、そして当業者に本発明の範囲を十分に伝えるように提供される。
本開示に使用したすべてのアミノ酸の略語は、米国特許法施行規則第1章822条b項に記載されているように米国特許商標庁に許容されている略語である。
ここで使用する様々な範囲を記述するための用語「〜と〜の間」は、記載した範囲の終点を含むと解釈されなければならない。
ここで使用する用語「実質的に単分散」とは、混合物中の化合物の少なくとも約95%が同一分子量を有する化合物の混合物を説明するために使用される。
ここで使用する用語「単分散」とは、混合物中の化合物の約100%が同一分子量を有する化合物の混合物を説明するために使用される。
ここで使用する用語「インスリンポリペプチド」とは、インスリンの生物学的活性(例えば、インスリンの一次作用機序を介して身体に影響を及ぼす能力)の少なくとも一部を有するポリペプチドを意味する。例えば、インスリンポリペプチドは、A鎖ポリペプチドと、ジスルフィド結合によってA鎖ポリペプチドに結合したB鎖ポリペプチドとを有するインスリンのようなポリペプチドであってよい。本発明の様々な実施形態では、インスリンポリペプチドは好ましくはインスリンの生物学的活性の大多数を有し、より好ましくはインスリンの生物学的活性の実質的に全部を有し、および最も好ましくはインスリンの生物学的活性のすべてを有する。
ここで使用する用語「プロインスリンポリペプチド」とは、インビトロまたはインビボで開裂させることのできるペプチド結合により1以上のペプチド(例えば、リーダーペプチドおよび/または連結もしくはCペプチド)に結合したインスリンポリペプチドを意味する。例えば、プロインスリンポリペプチドは、ジスルフィド結合のような結合によってB鎖ポリペプチドに結合したA鎖ポリペプチドと、B鎖ポリペプチドのC末端に結合してインビトロおよび/またはインビボで開裂できるペプチド結合によってA鎖ポリペプチドのN末端に結合した連結ペプチド(connecting peptide)とを有するインスリンのようなインスリンポリペプチドを含むことができる。また別の例として、プロインスリンポリペプチドは、ジスルフィド結合のような結合によってB鎖ポリペプチドに結合したA鎖ポリペプチドと、B鎖ポリペプチドのC末端に結合してインビトロおよび/またはインビボで開裂できるペプチド結合によってA鎖ポリペプチドのN末端に結合した連結ペプチドとを有するインスリンのようなインスリンポリペプチドと、およびB鎖ポリペプチドのN末端に結合したリーダーペプチドとを含むことができる。代表的なプロインスリンポリペプチドには、プロインスリン、プロインスリン類似体、プロインスリンフラグメント、プロインスリン類似体フラグメント、またはリーダーペプチドを有するプロインスリン、プロインスリン類似体、プロインスリンフラグメント、プロインスリン類似体フラグメントのいずれか;プレプロインスリン、プレプロインスリン類似体、プレプロインスリンフラグメント、プレプロインスリンフラグメント類似体、ミニプロインスリン、および融合タンパク質が含まれるがそれらに限定されない。
ここで使用する用語「インスリン」は、天然、合成、または遺伝子組み換え操作源により提供される、次の種、ヒト、ウシ、ブタ、ヒツジ、ウマ、イヌ、トリ、アヒルまたはクジラの1つのインスリンを意味する。本発明の様々な実施形態では、インスリンは好ましくはヒトインスリンである。
ここで使用する用語「インスリン類似体」は、アミノ酸の1以上が置換されているがインスリンの活性の一部または全部が保持されているインスリンを意味する。類似体は、後にインスリンの説明を伴う上付き文字として置換位置とともに置換アミノ酸を指摘することによって記載される。例えば、「ProB29インスリン、ヒト」は、典型的にはヒトインスリン分子のB29位で見いだされたリジンがプロリンと置換されていることを意味する。
インスリン類似体は、当業者には理解されるように、様々な手段によって入手することができる。例えば、あるアミノ酸は、例えば基質分子上の抗体の抗原結合領域または結合部位のような構造によって相互作用結合する能力をそれほど損失することなく、インスリン構造において他のアミノ酸と置換することができる。インスリンの相互作用能力および性質がその生物学的機能的活性を規定するので、アミノ酸配列内で一定のアミノ酸配列置換を作成することができ、それでも同様の特性を備えるポリペプチドであり続けることができる。
そのような置換を作成する際に、アミノ酸の疎水親水指数もまた考慮に入れることができる。ポリペプチドに相互作用的生物学的機能を与える際の疎水親水性アミノ酸指数の重要性は一般に当分野において理解されている。アミノ酸の相対的疎水親水特性が結果として生じるポリペプチドの二次構造に貢献し、これが順にタンパク質と他の分子、例えば酵素、基質、レセプター、DNA、抗体、抗原等との相互作用を規定することは容認されている。各アミノ酸には、その疎水性および荷電特性に基づいて疎水親水度指数が下記のように指定されている。イソロイシン(+4.5);バリン(+4.2);ロイシン(+3.8);フェニルアラニン(+2.8);システイン/シスチン(+2.5);メチオニン(+1.9);アラニン(+1.8);グリジン(−0.4);トレオニン(−0.7);セリン(−0.8);トリプトファン(−0.9);チロシン(−1.3);プロリン(−1.6);ヒスチジン(−3.2);グルタミン酸塩(−3.5);グルタミン(−3.5);アスパラギン酸塩(−3.5);アスパラギン(−3.5);リジン(−3.9);およびアルギニン(−4.5)。当業者には理解されるように、あるアミノ酸は類似の疎水親水度指数もしくはスコアを有する他のアミノ酸によって置換することができ、さらに類似の生物学的活性を有するポリペプチドを生じさせる、すなわち生物学的機能が同等のポリペプチドを入手できる。そのような変化を生じさせる際に、その疎水親水度指数が相互の±2以内であるアミノ酸の置換が好ましく、相互の±1以内であるアミノ酸の置換が特に好ましく、そして相互の±0.5以内であるアミノ酸の置換がいっそう特に好ましい。
さらにまた当分野においては、類似のアミノ酸の置換は、親水性に基づいて効果的に生じさせることができることも理解されている。その開示はその全体が参照して本明細書に組み込まれる米国特許第4,554,101号は、隣接アミノ酸の親水性によって支配されるように、タンパク質の最大局所平均親水性がタンパク質の生物学的特性と相関することを提供している。米国特許第4,554,101号に詳述されたように、アミノ酸残基には以下の親水性値が指定されている。アルギニン(+3.0);リジン(±3.0);アスパラギン酸塩(+3.0±1);グルタミン酸塩(+3.0±1);セリン(+0.3);アスパラギン(+0.2);グルタミン(+0.2);グリジン(0);トレオニン(−0.4);プロリン(−0.5±1);アラニン(−0.5);ヒスチジン(−0.5);システイン(−1.0);メチオニン(−1.3);バリン(−1.5);ロイシン(−1.8);イソロイシン(−1.8);チロシン(−2.3);フェニルアラニン(−2.5);トリプトファン(−3.4)。当業者には理解されるように、アミノ酸は類似の親水性値を有する別のアミノ酸と置換することができ、さらに生物学的に同等に、そして特に、免疫学的に同等のポリペプチドを入手できる。そのような変化では、その親水性値が相互に±2以内であるアミノ酸どうしの置換が好ましく、相互に±1以内であるアミノ酸どうしの置換が特に好ましく、そして相互に±0.5以内であるアミノ酸どうしの置換がいっそう特に好ましい。
上記に略述したように、このためアミノ酸置換は一般に、例えばそれらの疎水性、親水性、電荷、サイズ等のようなアミノ酸側鎖置換基の相対類似性に基づいている。様々な上述の特徴を考慮に入れた代表的な置換(すなわち、ポリペプチドの生物学的活性を有意に変化させずに置換することのできるアミノ酸)は当業者には周知であり、例えば次のものが含まれる。アルギニンとリジン、グルタミン酸塩とアスパラギン酸塩、セリンとトレオニン、グルタミンとアスパラギン、およびバリン、ロイシンとイソロイシン。
当業者には理解されるように、インスリン類似体は古典的(溶液)法、固相法、半合成法、および組み換えDNA法を含むがそれらに限定されない様々な広く認められたペプチド合成法によって調製することができる。
ヒトインスリン類似体の例には次のものが含まれるがそれらに限定されない。GlyA21インスリン、ヒト;GlyA2lGlnB3インスリン、ヒト;AlaA21インスリン、ヒト;AlaA2lGlnB3インスリン、ヒト;GlnB3インスリン、ヒト;GlnB30インスリン、ヒト;GlyA21GluB30インスリン、ヒト;GlyA21GlnB3GluB30インスリン、ヒト;GlnB3GluB30インスリン、ヒト;AspB28インスリン、ヒト;LysB28インスリン、ヒト;LeuB28インスリン、ヒト;ValB28インスリン、ヒト;AlaB28インスリン、ヒト、AspB28ProB29インスリン、ヒト;LysB28ProB29インスリン、ヒト;LeuB28ProB29インスリン、ヒト;ValB28ProB29インスリン、ヒト;AlaB28ProB29インスリン、ヒト。
ここで使用する用語「インスリンフラグメント」は、インスリンの活性の一部または全部が保持されているインスリン内で見いだされるアミノ酸配列のセグメントを意味する。インスリンフラグメントは、アミノ酸配列内の位置を記載し、その後にアミノ酸の説明を記して表示する。例えば、「B25−B30ヒトインスリン」フラグメントは、ヒトインスリンアミノ酸配列内のB25、B26、B27、B28、B29およびB30位に対応する6アミノ酸配列であろう。
ここで使用する用語「インスリンフラグメント類似体」は、セグメント内の1以上のアミノ酸は置換されているがインスリンの活性の一部または全部が保持されているインスリン分子内で見いだされるアミノ酸配列の1セグメントを意味する。
ここで使用する用語「プロインスリン」は、天然、合成、または遺伝子組み換え操作源により提供される次の種、ヒト、ウシ、ブタ、ヒツジ、ウマ、イヌ、トリ、アヒルまたはクジラの1つのプロインスリンを意味する。一般に、プロインスリンはインスリンのA鎖のN末端をインスリンのB鎖のC末端へ連結するCペプチドを有するインスリンから構成される。本明細書に記載した本発明の様々な実施形態では、プロインスリンは好ましくはヒトプロインスリンである。
ここで使用する用語「プロインスリン類似体」は、上記でインスリン類似体に関連して説明した通りにプロインスリン内のアミノ酸の1以上が置換されているがプロインスリンのインスリン部分の活性の一部または全部が保持されているプロインスリンを意味する。類似体は、上付き文字としての置換位置を伴う置換アミノ酸であることを示し、その後にプロインスリンの説明を記すことによって記載する。例えば、「ProB29プロインスリン、ヒト」は、典型的にはヒトプロインスリン分子のB29位で見いだされたリジンがプロリンと置換されていることを意味する。
ここで使用する用語「プロインスリンフラグメント」は、プロインスリンフラグメントのインスリン、インスリン類似体またはインスリンフラグメント部分の生物学的活性の一部または全部が保持されているプロインスリン内で見いだされるアミノ酸配列の1セグメントを意味する。プロインスリンフラグメントは、アミノ酸配列内の位置を記載し、その後にアミノ酸の説明を記して表示する。例えば、「B25−B35ヒトプロインスリン」フラグメントは、ヒトプロインスリンアミノ酸配列内のB25、B26、B27、B28、B29、B30、B31、B32、B33、B34およびB35位に対応する11アミノ酸配列であろう。
ここで使用する用語「プロインスリンフラグメント類似体」は、インスリン類似体に関連して上記で説明されたように、セグメント内の1以上のアミノ酸は置換されているがプロインスリンフラグメントのインスリン、インスリン類似体、インスリンフラグメント、またはインスリンフラグメント類似体部分の活性の一部または全部が保持されているプロインスリン分子内で見いだされるアミノ酸配列の1セグメントを意味する。
ここで使用する用語「プレプロインスリン」は、天然、合成、または遺伝子組み換え操作源により提供される次の種、ヒト、ウシ、ブタ、ヒツジ、ウマ、イヌ、トリ、アヒルまたはクジラの1つのプレプロインスリンを意味する。一般に、プレプロインスリンは、例えばジスルフィド結合によってA鎖がB鎖に結合している一本鎖ポリペプチド(例えば、インスリンのB鎖のN末端に結合したリーダーペプチドを有し、さらに連結ペプチドによってA鎖のN末端に結合したB鎖のC末端を有するポリペプチド)である。本明細書に記載した本発明の様々な実施形態では、プレプロインスリンは好ましくはヒトプレプロインスリンである。
ここで使用する用語「プレプロインスリン類似体」は、上記でインスリン類似体に関連して説明した通りに、プレプロインスリン内のアミノ酸の1以上が置換されているがプレプロインスリン類似体のインスリンまたはインスリン類似体部分の活性の一部または全部が保持されているプレプロインスリンを意味する。類似体は、上付き文字としての置換位置を伴う置換アミノ酸であることを示し、その後にインスリンの説明を記すことによって記載する。
ここで使用する用語「プレプロインスリンフラグメント」は、プレプロインスリンフラグメントのインスリンまたはインスリンフラグメント部分の生物学的活性の一部または全部が保持されているプレプロインスリン内で見いだされるアミノ酸配列の1セグメントを意味する。プレプロインスリンフラグメントは、アミノ酸配列内の位置を記載し、その後にアミノ酸の説明を記して表示する。
ここで使用する用語「プレプロインスリンフラグメント類似体」は、インスリン類似体に関連して上記で説明したように、セグメント内の1以上のアミノ酸は置換されているがプレプロインスリンフラグメント類似体のインスリン、インスリン類似体、インスリンフラグメント、またはインスリンフラグメント類似体部分の活性の一部または全部が保持されているプレプロインスリン分子内で見いだされるアミノ酸配列の1セグメントを意味する。
ここで使用する用語「ミニプロインスリン」は、A鎖ポリペプチドおよびB鎖ポリペプチドを有する一本鎖インスリンプロポリペプチドを意味するが、このときA鎖のNまたはC末端が、1、2、3、4、5、6、7、8、もしくは9個のアミノ酸残基(下限)と2、3、4、5、6、7、8、9もしくは10個のアミノ酸残基(上限)との間の連結ペプチドによってB鎖のC末端またはN末端に結合しており、そしてこのときA鎖ポリペプチドはジスルフィド結合のような結合によってB鎖ポリペプチドに結合している。ミニプロインスリンは、それら各々の開示はそれらの全体を引用することにより本明細書の一部をなすものとするBalschmidtらへの米国特許第5,157,021号および米国特許第5,202,415号に記載されているものを含むがそれらに限定されない、当業者には理解されるような様々なミニプロインスリンであってよい。
ここで使用する用語「Cペプチド」は、天然、合成、または遺伝子組み換え操作源により提供される次の種、ヒト、サル、ウシ、ブタ、ヒツジ、ウマ、イヌ、トリ、アヒルまたはクジラの1つのプロインスリンのCペプチドのアミノ酸配列を有するペプチドを意味する。本明細書に記載した本発明の様々な実施形態では、Cペプチドは好ましくはヒトCペプチドである。
ここで使用する用語「Cペプチド類似体」は、上記でインスリン類似体に関連して説明した通りに、Cペプチド内のアミノ酸の1以上が置換されているがCペプチドの生物学的活性の一部または全部が保持されているCペプチドを意味する。好ましくは、Cペプチド類似体はCペプチドのC末端でのペンタペプチドセグメントおよび/またはCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントを含む。Cペプチド類似体がペンタペプチドセグメントを含む場合は、ペンタペプチドセグメントは好ましくはCペプチド類似体のC末端にある。より好ましくは、Cペプチド類似体はCペプチドのC末端でのテトラペプチドセグメントおよび/またはCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントを含む。Cペプチド類似体がテトラペプチドセグメントを含む場合は、テトラペプチドセグメントは好ましくはCペプチド類似体のC末端にある。上記のCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントは、好ましくはヒトCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントである。
ここで使用する用語「Cペプチドフラグメント」は、Cペプチドの一部、実質的に全部、または全部の生物学的活性を保持しているCペプチドのアミノ酸配列の1セグメントを意味する。好ましくは、CペプチドフラグメントはCペプチドのC末端でのペンタペプチドセグメントおよび/またはCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントを含む。Cペプチドフラグメントがペンタペプチドセグメントを含む場合は、ペンタペプチドセグメントは好ましくはCペプチドフラグメントのC末端にある。より好ましくは、CペプチドフラグメントはCペプチドのC末端でのテトラペプチドセグメントおよび/またはCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントを含む。Cペプチドフラグメントがテトラペプチドセグメントを含む場合は、テトラペプチドセグメントは好ましくはCペプチドフラグメントのC末端にある。さらにより好ましくは、Cペプチドフラグメントは、CペプチドのC末端のペンタペプチドセグメント、Cペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメント、およびCペプチドのC末端のテトラペプチドセグメントからなる群から選択されるペプチドからなる。上記のCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントは、好ましくはヒトCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントである。
ここで使用する用語「Cフラグメント類似体」は、上記でインスリン類似体に関連して説明した通りにセグメント内のアミノ酸の1以上が置換されているがインスリンの生物学的活性の一部、実質的に全部、または全部が保持されているCペプチドのアミノ酸配列の1セグメントを意味する。好ましくは、Cペプチドフラグメント類似体はCペプチドのC末端でのペンタペプチドセグメントおよび/またはCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントを含む。Cペプチドフラグメント類似体がペンタペプチドセグメントを含む場合は、ペンタペプチドセグメントは好ましくはCペプチドフラグメント類似体のC末端にある。より好ましくは、Cペプチドフラグメント類似体はCペプチドのC末端でのテトラペプチドセグメントおよび/またはCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントを含む。Cペプチドフラグメント類似体がテトラペプチドセグメントを含む場合は、テトラペプチドセグメントは好ましくはCペプチドフラグメント類似体のC末端にある。上記のCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントは、好ましくはヒトCペプチドの11〜19位で見いだされるノナペプチドセグメントである。
ここで使用する用語「Cペプチドポリペプチド」は、引用することにより本明細書の一部をなすものとするJ.Wahrenら,「ヒト生理学におけるCペプチドの役割」,Am.J.Physiol.Endocrinol.Metab.,278:E759−E768(2000)および/またはT.Forstら,「IDDM患者におけるCペプチドの生物学的活性に関する新規解釈」,Exp.Clin.Endocrinol.Diabetes,106:270−276(1998)に記載されているCペプチドおよび/またはCペプチドフラグメントについての治療的有用性および生物学的機能性に類似する治療的有用性および生物学的活性を有するポリペプチドを意味する。例えば、Cペプチドポリペプチドは、糸球体超濾過の減少、全身および/または骨格筋グルコース利用率増強、自律神経機能の向上、および/または微小血管皮膚血流の再配分を含むがそれらに限定されない治療的有用性を有する。Cペプチドポリペプチドは、Na+−K+−ATPase活性を刺激する能力、内皮一酸化窒素シンターゼ活性を刺激する能力、および/またはCa2+依存性細胞内シグナリング経路の引き続いての活性化を伴う細胞表面に(例えば、G−タンパク質結合表面レセプターで)特異的に結合する能力を含むがそれらに限定されない生物学的活性を有する。Cペプチドポリペプチドは、好ましくは〜3×109-1の内皮細胞、腎尿細管細胞、および線維芽細胞に結合するための結合速度定数を有する。Cペプチドポリペプチドは、好ましくはCペプチド、Cペプチド類似体、Cペプチドフラグメント、またはCペプチドフラグメント類似体である。
ここで使用する用語「プロCペプチドポリペプチド」は、Cペプチドポリペプチドを得るために開裂できる1以上のペプチドに結合したCペプチドポリペプチドを意味する。
ここで使用する用語「A鎖ポリペプチド」は、インスリン分子のA鎖と実質的に生物学的に同等であるポリペプチドを意味する。例えば、A鎖ポリペプチドは上記でインスリン類似体、A鎖フラグメント、またはA鎖類似体フラグメントに関連して説明した通りに提供できるA鎖類似体であってよい。
ここで使用する用語「B鎖ポリペプチド」は、インスリン分子のB鎖に実質的に生物学的に同等であるポリペプチドを意味する。例えば、B鎖ポリペプチドは、上記でインスリン類似体、B鎖フラグメント、またはB鎖類似体フラグメントに関連して説明した通りに提供できるB鎖類似体であってよい。
ここで使用する用語「ポリペプチド」は、2つまたは3つ以上のアミノ酸残基を有するペプチドを意味する。
ここで使用する用語「両親媒性に平衡した」は、実質的に水に溶解させることができ、そして生体膜に浸透できることを意味する。
ここで使用する用語「ポリアルキレングリコール」は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、およびポリブチレングリコールのような直鎖または分岐ポリアルキレングリコールポリマーを意味しており、そしてポリアルキレングリコールのモノアルキルエーテルが含まれる。用語「ポリアルキレングリコールサブユニット」は、単一ポリアルキレングリコールユニットを意味する。例えば、ポリエチレングリコールサブユニットは、−O−CH2−CH2−O−であろう。
ここで使用する用語「親油性」は、脂質中に溶解する能力および/または生体膜に浸透する、生体膜と相互作用するおよび/または生体膜を横断する能力を意味しており、そして用語「親油性部分」または「親油性」は親油性である、および/または他の化学実体に付加したときにそのような化学実体の親油性を増加させる部分を意味する。親油性部分の例には、アルキル、脂肪酸、脂肪酸のエステル、コレステロール、アダマンチル等が含まれるがそれらに限定されない。
ここで使用する用語「低級アルキル」は、1〜5個の炭素原子を有する置換もしくは未置換アルキル部分をいう。
ここで使用する用語「高級アルキル」は、6個以上の炭素原子を有する置換もしくは未置換アルキル部分をいう。
本発明の実施形態によると、インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法には、開裂させることによりインスリンポリペプチドを産生させることのできるペプチド結合によって1以上のペプチドに結合したインスリンポリペプチドを含むプロインスリンポリペプチドとオリゴマーとを、プロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分にオリゴマーを結合させてプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップと、プロインスリン−ポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるステップと、インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るステップとが含まれる。例えば、インスリン−オリゴマーコンジュゲートは、下記に示す実施例に記載した通りに合成できる。合成経路の1つの実施形態は図1に示す。
プロインスリンポリペプチドは、プロインスリン、プロインスリン類似体、プロインスリンフラグメント、プロインスリンフラグメント類似体、ミノプロインスリン、または融合タンパク質を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるであろうインスリンポリペプチドを産生するために開裂させることのできるペプチド結合によって1以上のペプチドに結合したインスリンポリペプチドを含む様々なプロインスリンポリペプチドであってよい。一部の実施形態では、プロインスリンポリペプチドはリーダーペプチドを有するプロインスリン類似体である。リーダーペプチドを有するプロインスリン類似体は、日本の茨城県所在の伊藤ハム食品社によって製造されている。プロインスリン類似体のリーダーペプチドおよびCペプチドは、各々、リジン残基が欠けている。他の実施形態では、プロインスリンポリペプチドはブラジルのベロオリゾンテ所在のBiobras社によって製造されるプロインスリンポリペプチドである。プロインスリンポリペプチドは、プロインスリンのB鎖のN末端に結合したリーダーペプチドを有する。このリーダーペプチドにはリジン残基が欠けている。
インスリンポリペプチドは、好ましくはA鎖ポリペプチドおよびB鎖ポリペプチドを有する。A鎖ポリペプチドは、リジン残基が欠けているのが好ましい。B鎖ポリペプチドは、単一リジン残基を備えているのが好ましい。A鎖ポリペプチドおよびB鎖ポリペプチドは、好ましくは架橋しており、そしてより好ましくは1以上のジスルフィド結合を使用して架橋している。さらにいっそう好ましくは、A鎖ポリペプチドおよびB鎖ポリペプチドは各々システイン残基を備えており、それらの1以上はA鎖ポリペプチドをB鎖ポリペプチドと架橋させるために1以上のジスルフィド結合を使用して結合されている。好ましくは、インスリンポリペプチドはインスリン、インスリン類似体、インスリンフラグメント、またはインスリン類似体フラグメントである。
一部の実施形態では、インスリンポリペプチドに結合した1以上のペプチドは、B鎖ポリペプチドのC末端に第1端で結合し、A鎖ポリペプチドのN末端に第2端で結合した連結ペプチドを備えている。一般に、連結ペプチドのアミノ酸配列は決定的に重要ではなく、そして連結ペプチドはミニプロインスリンにおけるCペプチドポリペプチド、Cペプチド、および連結ペプチドを含むがそれらに限定されない、当業者には理解されるであろう様々な連結ペプチドであってよい。一部の実施形態では、連結ペプチドにはリジン残基が欠けている。これらの実施形態は、プロインスリンポリペプチド分子上の可能性のあるコンジュゲーション部位の数を減少させることにより低オリゴマー試薬を利用できる。
他の実施形態では、インスリンポリペプチドに結合した1以上のペプチドはB鎖ポリペプチドのN末端に結合したリーダーペプチドを含む。一般に、リーダーペプチドのアミノ酸配列は決定的に重要ではない。一部の実施形態では、リーダーペプチドにはリジン残基が欠けている。これらの実施形態は、プロインスリンポリペプチド分子上のコンジュゲーション部位数を限定することにより使用するオリゴマー試薬の量を減少させることができる。
さらにまた別の実施形態では、インスリンポリペプチドに結合した1以上のペプチドは上述の連結ペプチドおよび上述のリーダーペプチドの両方を含む。1以上のペプチドは、本質的にペプチドおよびリーダーペプチドから構成されてよい、または連結ペプチドおよびリーダーペプチドから構成されてよい。
ペプチド結合は、当業者には理解されるように、様々な方法で開裂できる結合である。好ましくは、ペプチド結合はトリプシン、カルボキシペプチダーゼB、トロンビン、ペプシン、およびキモトリプシンを含むがそれらに限定されない酵素によって酵素開裂させることのできる結合である。酵素により開裂できるペプチド結合は当業者には理解されるであろうが、Arg−Arg、Thr−Arg、Ala−Arg、Thr−Arg−Arg、Thr−Lys、Arg−Gly、およびArg−Pheを含むがそれらに限定されない。
オリゴマーは、当業者には理解されるように、様々なオリゴマーであってよい。一般に、オリゴマーは、当業者には理解されるように、ポリペプチドに結合することのできるあらゆるオリゴマーであってよい。例えば、オリゴマーは、引用することにより本明細書の一部をなすものとするDavisらへの米国特許第4,179,337号;Greenwaldへの米国特許第5,567,422号;Ekwuribeへの米国特許第5,359,030号;Ekwuribeへの米国特許第5,438,040号;Ekwuribeへの米国特許第5,681,811号;およびEkwuribeらへの米国特許第6,309,633号に記載されているように多分散オリゴマーであってよい。別の実施例として、オリゴマーは、引用することにより本明細書の一部をなすものとするEkwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリエチレングリコール混合物を有するポリマーの実質的単分散混合物の合成方法」と題する米国特許出願第09/873,731号;Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含む薬物−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,797号;およびEkwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含むインスリン薬−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,899号に記載されているように非多分散オリゴマーであってよい。
一部の実施形態では、オリゴマーは、ブロックコポリマーの親水性が維持されていることを条件に、ポリエチレングリコールもしくはポリプロピレングリコールのようなポリアルキレングリコール、ポリオキシエチレン化ポリオール、それらのコポリマーおよびそれらのブロックコポリマーを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような親水性成分を含む。親水性成分は、好ましくはポリアルキレングリコール成分である。ポリアルキレングリコール成分は、少なくとも1、2、3、4、5、6もしくは7ポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50個以上の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、より好ましくは、2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。よりいっそう好ましくは、ポリアルキレングリコール成分は、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、さらによりいっそう好ましくは、4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、最も好ましくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。オリゴマーのポリアルキレングリコール成分は、好ましくはポリエチレングリコール成分、ポリプロピレングリコール成分、またはポリブチレングリコール成分のような低級アルキルポリアルキレングリコール成分である。ポリアルキレングリコール成分がポリプロピレングリコール成分である場合、前記成分は好ましくは均一な(すなわち、ランダムではない)構造を有する。均一な構造を有する代表的なポリプロピレングリコール成分は次の通りである。
Figure 0004318546
この均一なポリプロピレングリコール構造は、ポリプロピレングリコール鎖において各酸素原子に隣接して唯一のメチル置換炭素原子を有すると表現できる。このような均一なポリプロピレングリコール成分は親油性および親水性両方の特性を示すことができる。
オリゴマーは、追加の親水性成分、親油性成分、スペーサー成分、リンカー成分および末端成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような1以上の成分を備えていてよい。オリゴマー内の様々な成分は、加水分解性結合または非加水分解結合のいずれかによって相互に共有結合している。
オリゴマーは、さらにまた糖、ポリアルキレングリコール、およびポリアミン/PEGコポリマーを含むがそれらに限定されない1以上の追加の親水性成分(すなわち、ポリアルキレングリコール成分へ追加する成分)を備えていてよい。隣接ポリアルキレングリコール成分は、それらがエーテル結合によって結合している場合は同一成分であると見なされるであろう。例えば、成分
Figure 0004318546
は、6個のポリエチレングリコールサブユニットを有する単一ポリエチレングリコール成分である。この成分がオリゴマー内の唯一の親水性成分であった場合、オリゴマーは追加の親油性成分を含有していないであろう。隣接するポリエチレングリコール成分は、それらがエーテル結合以外の結合によって結合している場合は相違する成分であると見なされるであろう。例えば、成分
Figure 0004318546
は、4個のポリエチレングリコールサブユニットを有するポリエチレングリコール成分および2個のポリエチレングリコールサブユニットを有する追加の親水性成分である。好ましくは、本発明の実施形態によるオリゴマーは、ポリアルキレングリコール成分を備えており、そして追加の親水性成分を備えていない。
オリゴマーは、好ましくはさらに当業者には理解されるように、1以上の親油性成分を含む。親油性成分は、少なくとも1、2、3、4、5、もしくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、より好ましくは、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または21個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、いっそうより好ましくは、3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、さらによりいっそう好ましくは、3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、最も好ましくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分、飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分、コレステロール、およびアダマンタンからなる群から選択される。代表的なアルキル成分には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシルおよびエイコシルのような飽和直鎖アルキル成分;イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチルのような飽和分岐鎖アルキル成分;ならびにビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない上記の飽和アルキル成分から誘導された不飽和アルキル成分が含まれるがそれらに限定されない。代表的な脂肪酸成分には、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルケート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、およびドコサヘキサエノエートのような不飽和脂肪酸成分;およびアセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセラート、およびセロテートのような飽和脂肪酸成分が含まれるがそれらに限定されない。
オリゴマーは、さらに当業者には理解されるように、1以上のスペーサー成分を含むことができる。スペーサー成分は、例えば親油性成分から親水性成分を分離するため、プロインスリンポリペプチドから親油性成分もしくは親水性成分を分離するため、第2親水性成分もしくは親油性成分から第1親水性成分もしくは親油性成分を分離するため、またはリンカー成分から親水性成分もしくは親油性成分を分離するために使用できる。スペーサー成分は、好ましくは糖、コレステロールおよびグリセリン成分からなる群から選択される。糖成分は、単糖成分および二糖成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な糖成分であってよい。好ましい単糖成分は、4〜6個の炭素原子を有する。
オリゴマーは、さらに当業者には理解されるように、オリゴマーをプロインスリンポリペプチドと結合させるために使用される1以上のリンカー成分を含むことができる。リンカー成分は、好ましくはアルキルおよび脂肪酸成分からなる群から選択される。アルキルリンカー成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分であってよい。アルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。アルキルリンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、9、10、11、または12個の間の炭素原子を有していてよい。脂肪酸リンカー成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレンエート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセレート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。脂肪酸リンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、10、12、14、または16個の間の炭素原子を有していてよい。
オリゴマーは、さらにまたオリゴマーの1以上の端に、1以上の末端成分(terminating moiety)を有していてよいが、それらはインスリンポリペプチドに結合していない。末端成分は、好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分である。アルキルまたはアルコキシ成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、いっそうより好ましくは、1、2、3、4、5、6、または7個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらによりいっそう好ましくは、1、2、3、4、または5個の下限と、5、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらによりいっそう好ましくは、1、2、3、または4個の下限と、5、6、または7個の上限との間の炭素原子を有する。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。末端成分は、より好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、もしくはtert−ペンチルのような低級アルキル成分、またはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、ペンチルオキシ、もしくはtert−ペンチルオキシのような低級アルコキシ成分である。最も好ましくは、末端成分はメチルまたはメトキシである。末端成分は好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分であるが、末端成分は糖、コレステロール、アルコール、および脂肪酸を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な成分であってよいと理解しなければならない。
本発明の他の実施形態によると、オリゴマーは、式Iの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
Aは活性化可能な成分であり、
Lはリンカー成分であり、
G、G’およびG’’は個別に選択されるスペーサー成分であり、
Rは親油性成分でありR’はポリアルキレングリコール成分である、またはR’は親油性成分でありRはポリアルキレングリコール成分であり、
Tは末端成分であり、
j、k、mおよびnは個別に0または1である。
本発明のこれらの実施形態によると、ポリアルキレングリコール成分は、少なくとも1、2、3、4、5、6もしくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50個以上の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、より好ましくは、2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。よりいっそう好ましくは、ポリアルキレングリコール成分は、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、さらによりいっそう好ましくは、4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、最も好ましくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。オリゴマーのポリアルキレングリコール成分は、好ましくはポリエチレングリコール成分、ポリプロピレングリコール成分、またはポリブチレングリコール成分のような低級アルキルポリアルキレングリコール成分である。ポリアルキレングリコール成分がポリプロピレングリコール成分である場合、前記成分は好ましくは均一な(すなわち、ランダムではない)構造を有する。均一な構造を有する代表的なポリプロピレングリコール成分は次の通りである。
Figure 0004318546
この均一なポリプロピレングリコール構造は、ポリプロピレングリコール鎖において各酸素原子に隣接して唯一のメチル置換炭素原子を有すると表現できる。このような均一なポリプロピレングリコール成分は親油性および親水性両方の特性を示すことができる。
本発明のこれらの実施形態によると、親油性成分は当業者には理解されるような親油性成分である。親油性成分は、少なくとも1、2、3、4、5、もしくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、より好ましくは、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または21個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、いっそうより好ましくは、3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、さらによりいっそう好ましくは、3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、最も好ましくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分、飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分、コレステロール、およびアダマンタンからなる群から選択される。代表的なアルキル成分には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシルおよびエイコシルのような飽和直鎖アルキル成分;イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチルのような飽和分岐鎖アルキル成分;およびビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない上記の飽和アルキル成分から誘導された不飽和アルキル成分が含まれるがそれらに限定されない。代表的な脂肪酸成分には、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルケート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、およびドコサヘキサエノエートのような不飽和脂肪酸成分;およびアセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセラート、およびセロテートのような飽和脂肪酸成分が含まれるがそれらに限定されない。
本発明のこれらの実施形態によると、スペーサー成分のG、G’、G’’は当業者には理解されるようなスペーサー成分である。スペーサー成分は、好ましくは糖成分、コレステロールおよびグリセリン成分からなる群から選択される。糖成分は、単糖成分および二糖成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な糖成分であってよい。好ましい単糖成分は、4〜6個の炭素原子を有する。好ましくは、これらの実施形態のオリゴマーはスペーサー成分を含んでいない(すなわち、k、mおよびnは好ましくは0である)。
本発明のこれらの実施形態によると、リンカー成分のLは、当業者には理解されるようにオリゴマーを薬物と結合させるために使用できる。リンカー成分は、好ましくはアルキルおよび脂肪酸成分からなる群から選択される。アルキルリンカー成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分であってよい。アルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。アルキルリンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、9、10、11、または12個の間の炭素原子を有していてよい。脂肪酸リンカー成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレンエート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセレート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。脂肪酸リンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、10、12、14、または16個の間の炭素原子を有していてよい。
本発明のこれらの実施形態によると、末端成分のTは、好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分である。アルキルまたはアルコキシ成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、いっそうより好ましくは、1、2、3、4、5、6、または7個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらによりいっそう好ましくは、1、2、3、4、または5個の下限と、5、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらによりいっそう好ましくは、1、2、3、または4個の下限と、5、6、または7個の上限との間の炭素原子を有する。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。代表的なアルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。末端成分は、より好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、もしくはtert−ペンチルのような低級アルキル成分、またはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、ペンチルオキシ、もしくはtert−ペンチルオキシのような低級アルコキシ成分である。最も好ましくは、末端成分はメチルまたはメトキシである。末端成分は好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分であるが、末端成分は糖成分、コレステロール、アルコール、および脂肪酸成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な成分であってよいと理解しなければならない。
本発明のこれらの実施形態によると、活性化可能な成分のAは、プロインスリンポリペプチドと結合することのできる活性化されたオリゴマーを生成するためにオリゴマーの活性化剤への結合を可能にする成分である。活性化可能な成分は、−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SHおよびNH2を含むがそれらに限定されない,
当業者には理解されるような様々な活性化可能な成分であってよい。
さらに別の実施形態によると、オリゴマーは、式IIの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
Aは−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SH、またはNH2であり、
Xは、酸素原子、またはAが−OHであるときにXが酸素ではないことを条件に共有結合であり、
Yは、エステル、エーテル、カルバメート、カーボネート、またはアミド結合部分であり、そして好ましくはエーテル結合部分であり、
mは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間、およびさらにより好ましくは3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間であり、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニット、さらにいっそうより好ましくは4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限のポリアルキレングリコールサブユニット、および最も好ましくは7個であり、
Rは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分である。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルキル成分は、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、またはtert−ペンチルのような低級アルキル成分である。アルキル成分は、いっそうより好ましくはC1〜C3アルキルである。アルキル成分は、最も好ましくはメチルである。脂肪酸成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘナート、リグノセラート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。
さらに別の実施形態によると、オリゴマーは、式IIIの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
Aは、−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SH、またはNH2であり、
mは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間、およびさらにより好ましくは3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間であり、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニット、さらにいっそうより好ましくは4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限のポリアルキレングリコールサブユニット、および最も好ましくは7個であり、
Rは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分である。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルキル成分は、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、またはtert−ペンチルのような低級アルキル成分である。アルキル成分は、いっそうより好ましくはC1〜C3アルキルである。アルキル成分は、最も好ましくはメチルである。脂肪酸成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘナート、リグノセラート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。
さらにまた別の実施形態によると、オリゴマーは、式IVの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
mは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間、およびさらにより好ましくは3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間であり、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニット、さらにいっそうより好ましくは4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限のポリアルキレングリコールサブユニット、および最も好ましくは7個であり、
Rは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分である。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルキル成分は、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、またはtert−ペンチルのような低級アルキル成分である。アルキル成分は、いっそうより好ましくはC1〜C3アルキルである。アルキル成分は、最も好ましくはメチルである。脂肪酸成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘナート、リグノセラート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。
さらに別の実施形態によると、オリゴマーは、式Vの構造を含む。
Figure 0004318546
上述の様々な実施形態では、オリゴマーはインスリンポリペプチドに共有結合している。一部の実施形態では、オリゴマーは加水分解性結合(例えば、エステルまたはカーボネート結合)を利用してインスリンポリペプチドに結合している。加水分解性結合は、プロドラッグとして機能するインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを提供できる。例えばインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートが生物学的に不活性である(すなわち、このコンジュゲートにはインスリンポリペプチドの一次作用機序を通して身体に影響を及ぼす能力が欠けている)一定の場合には、加水分解性結合は、生物学的に活性なインスリンポリペプチドを得るためにそれらの各生物学的に不活性なインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のオリゴマーが開裂されるように所定の期間にわたり生物学的に活性なインスリンポリペプチドを提供することで持続放出性もしくは放出制御性作用を提供できる。他の実施形態では、オリゴマーは非加水分解性結合(例えば、カルバメート、アミド、またはエーテル結合)を利用してインスリンポリペプチドに結合している。非加水分解性結合の使用は、生物学的に不活性なインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートが好ましくは少なくとも2時間の長時間にわたり血流内を循環することを可能にすることが望ましい場合に好ましいことがある。オリゴマーが、エステル、カルバメート、カーボネート、またはアミド結合成分のようなカルボニル成分を含む結合成分を利用してインスリンポリペプチドに結合している場合は、結果として生じるインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートはインスリンポリペプチド−アシルオリゴマーコンジュゲートである。
上述の様々な実施形態に使用したオリゴマーは、市販で入手できる、または当業者には理解されるように様々な方法によって合成できる。例えば、多分散オリゴマーは以下の参考文献の1以上に提供された方法によって合成できる。Davisらへの米国特許第4,179,337号;Greenwaldへの米国特許第5,567,422号;Ekwuribeへの米国特許第5,359,030号;Ekwuribeへの米国特許第5,438,040号;Ekwuribeへの米国特許第5,681,811号、Ekwuribeらへの米国特許第6,309,633号。非多分散(例えば、実質的に単分散および単分散)オリゴマーは、以下の参考文献の1以上に提供された方法によって合成できる。Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリエチレングリコール混合物を有するポリマーの実質的単分散混合物の合成方法」と題する米国特許出願第09/873,731号;Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含む薬物−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,731号;およびEkwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含むインスリン薬−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,899号。本発明の実施形態によるオリゴマーは、好ましくは実質的単分散であり、より好ましくは単分散である。好ましい単分散オリゴマーを合成するための代表的な方法を下記の実施例1〜10に示す。
プロインスリンポリペプチドとオリゴマーとを、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップは、当業者には理解されるように様々な条件を利用して実施できる。好ましくは、プロインスリンポリペプチドとオリゴマーとを、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップは、オリゴマーと活性化剤とを、活性化されたオリゴマーを得るのに十分な条件下で接触させるステップと、活性化されたオリゴマーとプロインスリンポリペプチドとを、プロインスリンポリペプチドコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップとを含む。活性化されたオリゴマーはエクスサイチューまたはインサイチューで生成できる。
活性化剤は、オリゴマーがN−ヒドロキシスクシンイミド、p−ニトロフェニルクロロホルメート、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド、およびヒドロキシベンゾトリアジドを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるようなプロインスリンポリペプチド内の求核性ヒドロキシル基および/またはアミノ基と反応できるように、上記の1以上のオリゴマーを活性化できる様々な活性化剤であってよい。
当業者であれば、活性化されたオリゴマーを得るために活性化剤をオリゴマーに結合させるために十分な条件を理解するであろう。例えば、当業者であれば、引用することにより本明細書の一部をなすものとするR.C.Larock,「COMPREHENSIVE ORGANIC TRANSFORMATIONS. A GUIDE TO FUNCTIONAL GROUP PREPARATIONS」,(第2版,ニューヨーク,Wiley−VCH,1999)を挙げることができる。
活性化されたオリゴマーをプロインスリンポリペプチドに結合させるために十分な条件は、当業者には理解されるであろう。例えば、プロインスリンポリペプチドは、プロインスリンポリペプチド溶液を得るために、ジメチルスルホキシドのような両性非プロトン性溶媒中に溶解させることができる。プロインスリンポリペプチド溶液には、トリエチルアミンのような緩衝剤を添加できる。プロインスリンポリペプチド溶液には、その後アセトニトリルのような無水溶媒中に溶解させた活性化されたオリゴマーを添加できる。当業者であれば、同様にR.C.Larock,「COMPREHENSIVE ORGANIC TRANSFORMATIONS. A GUIDE TO FUNCTIONAL GROUP PREPARATIONS」,(第2版,ニューヨーク,Wiley−VCH,1999)を挙げることができる。活性化されたオリゴマー対プロインスリンポリペプチドのモル比は、好ましくは約1:1より大きく、より好ましくは約2:1より大きく、いっそうより好ましくは約3:1より大きく、さらにいっそう好ましくは約4:1より大きく、そしてさらになおいっそう好ましくは約5:1より大きい。
上述の様々な実施形態では、2つ以上のオリゴマー(すなわち、複数のオリゴマー)をプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合させることができる。複数のオリゴマーは、同一であるのが好ましい。しかし、複数のオリゴマーは相互に相違していてもよい、あるいはまた、複数のオリゴマーの一部は同一で、一部は相違していてもよい。複数のオリゴマーがプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合している場合は、加水分解性結合を用いて1以上のオリゴマーをプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合させ、そして非加水分解性結合を用いて1以上のオリゴマーをプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合させるのが好ましいことがある。あるいはまた、複数のオリゴマーをプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合させる結合の全部が加水分解性であってよいが、例えば、1以上のオリゴマーが身体内の加水分解によってインスリンポリペプチドまたはプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分から迅速に除去され、そして1以上のオリゴマーが身体内の加水分解によってインスリンポリペプチドまたはインスリンポリペプチド部分から緩徐に除去されるように、相違する加水分解度を有していてよい。
上述の様々な実施形態では、オリゴマーは求核性ヒドロキシル基および/またはアミノ基を含むがそれらに限定されないインスリンポリペプチド部分の様々な求核性残基でプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合されてよい。求核性ヒドロキシル基は、例えばセリンおよび/またはチロシン残基で見いだすことができ、そして求核性アミノ基は、例えばヒスチジンおよび/またはリジン残基で、および/またはポリペプチドの1以上のN末端で見いだすことができる。オリゴマーがプロインスリンポリペプチドの1以上のN末端に結合している場合は、その結合は好ましくは第2級アミンを形成する。プロインスリンポリペプチドがB鎖ポリペプチドのN末端に結合したリーダーペプチドを有している場合、インスリン分子のN末端はコンジュゲーション(例えば、アシル化)から保護できる。プロインスリンポリペプチドがB鎖のN末端に結合したリーダーペプチドを有するヒトプロインスリンである場合、例えば、オリゴマーはプロインスリンの3つのアミノ基:リーダーペプチドのN末端、CペプチドのLys残基のアミノ基、およびLysB29のアミノ基に結合させることができる。リーダーペプチドおよびCペプチドが開裂すると、オリゴマーがLysB29でオリゴマーとモノコンジュゲートしたインスリンである単一インスリンコンジュゲートを得るためにインスリンのLysB29へ部位特異的に結合していることが見いだされる。
インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るためのプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるステップは、当業者には理解されるように様々な工程によって実施できる。好ましくは、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートからの1以上のペプチドを開裂させるステップは、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと、1以上のペプチドとインスリンポリペプチドの間の結合を開裂させることのできる1以上の酵素とを、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるために十分な条件下で接触させるステップを含む。引用することにより本明細書の一部をなすものとする、例えばKemmlerら,「プロインスリンからインスリンへの転換に関する研究」,J.Biol.Chem.,246:6786−6791(1971)のような様々な参考文献に記載されているように、当業者であれば開裂される特定ペプチド結合に照らして適切な酵素を選択する方法およびプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるために十分な条件を提供する方法を理解するであろう。1以上の酵素は、好ましくはトリプシン、キモトリプシン、カルボキシペプチダーゼB、およびそれらの混合物を含むがそれらに限定されない様々な酵素を含む。より好ましくは、1以上の酵素は、トリプシン、カルボキシペプチダーゼB、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
連結ペプチドを有する上述のような一部の実施形態では、連結ペプチドは第1端に末端アミノ酸残基を有する。これらの実施形態の一部では、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから連結ペプチドを開裂させるステップは、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと第1酵素とを、末端アミノ酸残基−インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップと、および末端アミノ酸残基−インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと第2酵素とを、インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップとを含む。プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと第1酵素とを接触させるステップおよび末端アミノ酸残基−インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと第2酵素とを接触させるステップは、例えば第1酵素および第2酵素が混合物または反応混液として提供される場合には、実質的に同時に発生させることができる。第1酵素は、トリプシンおよび第2酵素はカルボキシペプチダーゼBであるのが好ましい。末端アミノ酸残基は、アルギニン残基のような様々な残基であってよい。例えば、末端アミノ酸残基は、インスリンポリペプチドがインスリンであり連結ペプチドがヒトCペプチドである場合はアルギニン残基である。
プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるステップは、単一インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲート(すなわち、実質的に追加のインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートが欠けている)からなるインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲート産物を得る。インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲート産物は、単一インスリンポリペプチド−オリゴマーモノコンジュゲートからなるのが好ましい。例えば、上述の実施形態において、プロインスリンポリペプチドのリジン残基が欠けているA鎖ポリペプチドおよび単一リジン残基を有するB鎖ポリペプチドを有するインスリンポリペプチドを含むが、インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲート産物は、好ましくはオリゴマーがB鎖ポリペプチドのリジン残基に結合している場合に単一インスリンポリペプチド−オリゴマーモノコンジュゲートからなる。別の例として、プロインスリンポリペプチドがリーダーペプチドを備えるプロインスリンである場合は、プロインスリン−オリゴマーコンジュゲートからCペプチドおよびリーダーペプチドを開裂させるステップはインスリン−オリゴマーモノコンジュゲートを提供するが、このときインスリンはLysB29でモノコンジュゲートしている。
上述のインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法の実施形態は、好ましくは、75、76、77、78、または79%より大きいインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの収率を生じさせる。より好ましくは、収率は、80、81、82、83、84、または85%より大きい。より好ましくは、収率は、86、87、88、89、または90%より大きい。さらにいっそう好ましくは、収率は、91、92、93、94、または95%より大きい。プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートが活性化されたオリゴマーとプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートとを接触させるステップによって提供される場合は、より高い収率を達成する際に過剰の活性化されたオリゴマーを使用するのが好ましいことがある。例えば、上記の収率は、好ましくは、約2:1より大きく、より好ましくは約3:1より大きく、いっそうより好ましくは約4:1より大きく、さらにいっそう好ましくは約5:1より大きい活性化されたオリゴマー対プロインスリンポリペプチドのモル比を使用することによって入手される。91、92、93、94、もしくは95%より高い収率は、好ましくは約4:1より大きく、より好ましくは約5:1より大きい活性化されたオリゴマー対プロインスリンポリペプチドのモル比を使用することによって入手される。
本発明の他の実施形態によると、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法には、インスリンポリペプチドを産生させるために開裂させることのできるペプチド結合によって1以上のペプチドに結合したインスリンポリペプチドを含むプロインスリンポリペプチドとオリゴマーとを、プロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分へオリゴマーを結合させてプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップが含まれる。例えば、プロインスリン−オリゴマーコンジュゲートは下記に示す実施例に記載した通りに合成できる。合成経路の1つの実施形態は図1に示した。
プロインスリンポリペプチドは、プロインスリン、プロインスリン類似体、プロインスリンフラグメント、プロインスリンフラグメント類似体、ミノプロインスリン、または融合タンパク質を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるであろうインスリンポリペプチドを産生するために開裂させることのできるペプチド結合によって1以上のペプチドに結合したインスリンポリペプチドを含む様々なプロインスリンポリペプチドであってよい。一部の実施形態では、プロインスリンポリペプチドはリーダーペプチドを有するプロインスリン類似体である。リーダーペプチドを有するプロインスリン類似体は、日本の茨城県所在の伊藤ハム食品社によって製造されている。プロインスリン類似体のリーダーペプチドおよびCペプチドは相互にリジン残基が欠けている。他の実施形態では、プロインスリンポリペプチドはブラジルのベロオリゾンテ所在のBiobras社によって製造されるプロインスリンポリペプチドである。プロインスリンポリペプチドは、プロインスリンのB鎖のN末端に結合したリーダーペプチドを有する。このリーダーペプチドにはリジン残基が欠けている。
インスリンポリペプチドは、好ましくはA鎖ポリペプチドおよびB鎖ポリペプチドを有する。A鎖ポリペプチドは、リジン残基が欠けているのが好ましい。B鎖ポリペプチドは、単一リジン残基を備えているのが好ましい。A鎖ポリペプチドおよびB鎖ポリペプチドは、好ましくは架橋しており、そしてより好ましくは1以上のジスルフィド結合を使用して架橋している。さらにいっそう好ましくは、A鎖ポリペプチドおよびB鎖ポリペプチドは各々システイン残基を備えており、それらの1以上はA鎖ポリペプチドをB鎖ポリペプチドと架橋させるために1以上のジスルフィド結合を使用して結合されている。好ましくは、インスリンポリペプチドはインスリン、インスリン類似体、インスリンフラグメント、またはインスリン類似体フラグメントである。
一部の実施形態では、インスリンポリペプチドに結合した1以上のペプチドはB鎖ポリペプチドのC末端に第1端で結合し、A鎖ポリペプチドのN末端に第2端で結合した連結ペプチドを備えている。一般に、連結ペプチドのアミノ酸配列は決定的に重要ではなく、そして連結ペプチドはミニプロインスリンにおけるCペプチドポリペプチド、Cペプチド、および連結ペプチドを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるであろう様々な連結ペプチドであってよい。一部の実施形態では、この連結ペプチドにはリジン残基が欠けている。これらの実施形態は、プロインスリンポリペプチド分子上の可能性のあるコンジュゲーション部位の数を減少させることにより低オリゴマー試薬を利用できる。
他の実施形態では、インスリンポリペプチドに結合した1以上のペプチドはB鎖ポリペプチドのN末端に結合したリーダーペプチドを含む。一般に、リーダーペプチドのアミノ酸配列は決定的に重要ではない。一部の実施形態では、このリーダーペプチドにはリジン残基が欠けている。これらの実施形態は、プロインスリンポリペプチド分子上のコンジュゲーション部位数を限定することにより使用するオリゴマー試薬の量を減少させることができる。
さらにまた別の実施形態では、インスリンポリペプチドに結合した1以上のペプチドは上述の連結ペプチドおよび上述のリーダーペプチドの両方を含む。1以上のペプチドは、本質的に連結ペプチドおよびリーダーペプチドから構成されてよい、または連結ペプチドおよびリーダーペプチドから構成されてよい。
ペプチド結合は、当業者には理解されるように、様々な方法で開裂できる結合である。好ましくは、ペプチド結合はトリプシン、カルボキシペプチダーゼB、トロンビン、ペプシン、およびキモトリプシンを含むがそれらに限定されない酵素によって酵素開裂させることのできる結合である。酵素により開裂できるペプチド結合は当業者には理解されるものであり、Arg−Arg、Thr−Arg、Ala−Arg、Thr−Arg−Arg、Thr−Lys、Arg−Gly、およびArg−Pheを含むがそれらに限定されない。
オリゴマーは、当業者には理解されるように、様々なオリゴマーであってよい。一般に、オリゴマーは、当業者には理解されるように、ポリペプチドに結合することのできるあらゆるオリゴマーであってよい。例えば、オリゴマーは、Davisらへの米国特許第4,179,337号;Greenwaldへの米国特許第5,567,422号;Ekwuribeへの米国特許第5,359,030号;Ekwuribeへの米国特許第5,438,040号;Ekwuribeへの米国特許第5,681,811号;およびEkwuribeらへの米国特許第6,309,633号に記載されているように多分散オリゴマーであってよい。別の実施例として、オリゴマーは、Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリエチレングリコール混合物を有するポリマーの実質的単分散混合物の合成方法」と題する米国特許出願第09/873,731号;Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含む薬物−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,797号;およびEkwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含むインスリン薬−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,899号に記載されているように非多分散オリゴマーであってよい。
オリゴマーは、ブロックコポリマーの親水性が維持されていることを条件に、ポリエチレングリコールもしくはポリプロピレングリコールのようなポリアルキレングリコール、ポリオキシエチレン化ポリオール、それらのコポリマーおよびそれらのブロックコポリマーを含むがそれらに限定されない、当業者には理解されるような親水性成分を含む。親水性成分は、好ましくはポリアルキレングリコール成分である。ポリアルキレングリコール成分は、少なくとも1、2、3、4、5、6もしくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50個以上の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、より好ましくは、2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。よりいっそう好ましくは、ポリアルキレングリコール成分は、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、さらによりいっそう好ましくは、4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、最も好ましくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。オリゴマーのポリアルキレングリコール成分は、好ましくはポリエチレングリコール成分、ポリプロピレングリコール成分、またはポリブチレングリコール成分のような低級アルキルポリアルキレングリコール成分である。ポリアルキレングリコール成分がポリプロピレングリコール成分である場合、成分は好ましくは均一な(すなわち、ランダムではない)構造を有する。均一な構造を有する代表的なポリプロピレングリコール成分は次の通りである。
Figure 0004318546
この均一なポリプロピレングリコール構造は、ポリプロピレングリコール鎖において各酸素原子に隣接して唯一のメチル置換炭素原子を有すると表現できる。このような均一なポリプロピレングリコール成分は親油性および親水性両方の特性を示すことができる。
オリゴマーは、追加の親水性成分、親油性成分、スペーサー成分、リンカー成分および末端成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような1以上の成分を備えていてよい。オリゴマー内の様々な成分は、加水分解性結合または非加水分解結合のいずれかによって相互に共有結合している。
オリゴマーは、さらにまた糖、ポリアルキレングリコール、およびポリアミン/PEGコポリマーを含むがそれらに限定されない1以上の追加の親水性成分(すなわち、ポリアルキレングリコール成分へ追加する成分)を備えていてよい。隣接ポリアルキレングリコール成分は、それらがエーテル結合によって結合している場合は同一成分であると見なされるであろう。例えば、以下の成分
Figure 0004318546
は6個のポリエチレングリコールサブユニットを有する単一ポリエチレングリコール成分である。この成分がオリゴマー内の唯一の親水性成分であった場合、オリゴマーは追加の親水性成分を含有していないであろう。隣接するポリエチレングリコール成分は、それらがエーテル結合以外の結合によって結合している場合は相違する成分であると見なされるであろう。例えば、成分
Figure 0004318546
は、4個のポリエチレングリコールサブユニットを有するポリエチレングリコール成分および2個のポリエチレングリコールサブユニットを有する追加の親水性成分である。好ましくは、本発明の実施形態によるオリゴマーは、ポリアルキレングリコール成分を備えており、そして追加の親水性成分を備えていない。
オリゴマーは、好ましくは、当業者には理解されるように、1以上の親油性成分をさらに含む。親油性成分は、少なくとも1、2、3、4、5、もしくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、より好ましくは、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または21個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、いっそうより好ましくは、3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、さらによりいっそう好ましくは、3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、最も好ましくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分、飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分、コレステロール、およびアダマンタンからなる群から選択される。代表的なアルキル成分には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシルおよびエイコシルのような飽和直鎖アルキル成分;イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチルのような飽和分岐鎖アルキル成分;およびビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない上記の飽和アルキル成分から誘導された不飽和アルキル成分が含まれるがそれらに限定されない。代表的な脂肪酸成分には、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルケート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、およびドコサヘキサエノエートのような不飽和脂肪酸成分;およびアセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセラート、およびセロテートのような飽和脂肪酸成分が含まれるがそれらに限定されない。
オリゴマーは、当業者には理解されるように、1以上のスペーサー成分をさらに含むことができる。スペーサー成分は、例えば親油性成分から親水性成分を分離するため、プロインスリンポリペプチドから親油性成分もしくは親水性成分を分離するため、第2親水性成分もしくは親油性成分から第1親水性成分もしくは親油性成分を分離するため、またはリンカー成分から親水性成分もしくは親油性成分を分離するために使用できる。スペーサー成分は、好ましくは糖、コレステロールおよびグリセリン成分からなる群から選択される。糖成分は、単糖成分および二糖成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な糖成分であってよい。好ましい単糖成分は、4〜6個の炭素原子を有する。
オリゴマーは、当業者には理解されるように、オリゴマーとプロインスリンポリペプチドとを結合させるために使用される1以上のリンカー成分をさらに含むことができる。リンカー成分は、好ましくはアルキルおよび脂肪酸成分からなる群から選択される。アルキルリンカー成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分であってよい。アルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。アルキルリンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、9、10、11、または12個の間の炭素原子を有していてよい。脂肪酸リンカー成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレンエート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセレート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。脂肪酸リンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、10、12、14、または16個の間の炭素原子を有していてよい。
オリゴマーは、またオリゴマーの1以上の端部に1以上の末端成分をさらに含んでいてよいが、それらはインスリンポリペプチドに結合していない。末端成分は、好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分である。アルキルまたはアルコキシ成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、より好ましくは、1、2、3、4、5、6、または7個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらにより好ましくは、1、2、3、4、または5個の下限と、5、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらにより好ましくは、1、2、3、または4個の下限と、5、6、または7個の上限との間の炭素原子を有する。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。末端成分は、より好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、もしくはtert−ペンチルのような低級アルキル成分、またはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、ペンチルオキシ、もしくはtert−ペンチルオキシのような低級アルコキシ成分である。最も好ましくは、末端成分はメチルまたはメトキシである。末端成分は好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分であるが、末端成分は糖、コレステロール、アルコール、および脂肪酸を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な成分であってよいと理解しなければならない。
本発明の他の実施形態によると、オリゴマーは、式VIの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
Aは活性化可能な成分であり、
Lはリンカー成分であり、
G、G’およびG’’は個別に選択されるスペーサー成分であり、
Rは親油性成分でありR’はポリアルキレングリコール成分である、またはR’は親油性成分でありRはポリアルキレングリコール成分であり、
Tは末端成分であり、
j、k、mおよびnは個別に0または1である。
本発明のこれらの実施形態によると、ポリアルキレングリコール成分は、少なくとも1、2、3、4、5、6もしくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50個以上の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、より好ましくは、2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。よりいっそう好ましくは、ポリアルキレングリコール成分は、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、さらによりいっそう好ましくは、4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、最も好ましくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。オリゴマーのポリアルキレングリコール成分は、好ましくはポリエチレングリコール成分、ポリプロピレングリコール成分、またはポリブチレングリコール成分のような低級アルキルポリアルキレングリコール成分である。ポリアルキレングリコール成分がポリプロピレングリコール成分である場合、成分は好ましくは均一な(すなわち、ランダムではない)構造を有する。均一な構造を有する代表的なポリプロピレングリコール成分は次の通りである。
Figure 0004318546
この均一なポリプロピレングリコール構造は、ポリプロピレングリコール鎖において各酸素原子に隣接して唯一のメチル置換炭素原子を有すると表現できる。このような均一なポリプロピレングリコール成分は親油性および親水性両方の特性を示すことができる。
本発明のこれらの実施形態によると、親油性成分は当業者には理解されるような親油性成分である。親油性成分は、少なくとも1、2、3、4、5、もしくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、より好ましくは、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または21個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、いっそうより好ましくは、3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、さらによりいっそう好ましくは、3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、最も好ましくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分、飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分、コレステロール、およびアダマンタンからなる群から選択される。代表的なアルキル成分には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシルおよびエイコシルのような飽和直鎖アルキル成分;イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチルのような飽和分岐鎖アルキル成分;およびビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない上記の飽和アルキル成分から誘導された不飽和アルキル成分が含まれるがそれらに限定されない。代表的な脂肪酸成分には、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルケート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、およびドコサヘキサエノエートのような不飽和脂肪酸成分;およびアセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセラート、およびセロテートのような飽和脂肪酸成分が含まれるがそれらに限定されない。
本発明のこれらの実施形態によると、スペーサー成分のG、G’、G’’は当業者には理解されるようなスペーサー成分である。スペーサー成分は、好ましくは糖成分、コレステロールおよびグリセリン成分からなる群から選択される。糖成分は、単糖成分および二糖成分を含むがそれらに限定されない、当業者には理解されるような様々な糖成分であってよい。好ましい単糖成分は、4〜6個の炭素原子を有する。好ましくは、これらの実施形態のオリゴマーはスペーサー成分を含んでいない(すなわち、k、mおよびnは好ましくは0である)。
本発明のこれらの実施形態によると、リンカー成分のLは当業者には理解されるようにオリゴマーと薬物とを結合させるために使用できる。リンカー成分は、好ましくはアルキルおよび脂肪酸成分からなる群から選択される。アルキルリンカー成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分であってよい。アルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。アルキルリンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、9、10、11、または12個の間の炭素原子を有していてよい。脂肪酸リンカー成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレンエート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセレート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。脂肪酸リンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、10、12、14、または16個の間の炭素原子を有していてよい。
本発明のこれらの実施形態によると、末端成分のTは、好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分である。アルキルまたはアルコキシ成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、いっそうより好ましくは、1、2、3、4、5、6、または7個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらによりいっそう好ましくは、1、2、3、4、または5個の下限と、5、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらによりいっそう好ましくは、1、2、3、または4個の下限と、5、6、または7個の上限との間の炭素原子を有する。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。代表的なアルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。末端成分は、より好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、もしくはtert−ペンチルのような低級アルキル成分、またはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、ペンチルオキシ、もしくはtert−ペンチルオキシのような低級アルコキシ成分である。最も好ましくは、末端成分はメチルまたはメトキシである。末端成分は、好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分であるが、末端成分は糖成分、コレステロール、アルコール、および脂肪酸成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な成分であってよいと理解しなければならない。
本発明のこれらの実施形態によると、活性化可能な成分のAは、プロインスリンポリペプチドと結合することのできる活性化されたオリゴマーを生成するためにオリゴマーの活性化剤への結合を可能にする成分である。活性化可能な成分は、−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SHおよびNH2を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な活性化可能な成分であってよい。
さらに別の実施形態によると、オリゴマーは、式VIIの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
Aは−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SH、またはNH2であり、
Xは、酸素原子、またはAが−OHであるときにXが酸素ではないことを条件に共有結合であり、
Yは、エステル、エーテル、カルバメート、カーボネート、またはアミド結合成分であり、そして好ましくはエーテル結合成分であり、
mは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間、およびさらにより好ましくは3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間であり、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニット、さらにいっそうより好ましくは4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限のポリアルキレングリコールサブユニット、および最も好ましくは7個であり、
Rは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分である。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルキル成分は、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、またはtert−ペンチルのような低級アルキル成分である。アルキル成分は、いっそうより好ましくはC1〜C3アルキルである。アルキル成分は、最も好ましくはメチルである。脂肪酸成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘナート、リグノセラート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。
さらに別の実施形態によると、オリゴマーは、式VIIIの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
Aは、−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SH、またはNH2であり、
mは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間、およびさらにより好ましくは3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間であり、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニット、さらにいっそうより好ましくは4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限のポリアルキレングリコールサブユニット、および最も好ましくは7個であり、
Rは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分である。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルキル成分は、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、またはtert−ペンチルのような低級アルキル成分である。アルキル成分は、いっそうより好ましくはC1〜C3アルキルである。アルキル成分は、最も好ましくはメチルである。脂肪酸成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘナート、リグノセラート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。
さらにまた別の実施形態によると、オリゴマーは、式IXの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
mは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間、およびさらにより好ましくは3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間であり、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニット、さらにいっそうより好ましくは4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限のポリアルキレングリコールサブユニット、および最も好ましくは7個であり、
Rは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分である。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルキル成分は、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、またはtert−ペンチルのような低級アルキル成分である。アルキル成分は、いっそうより好ましくはC1〜C3アルキルである。アルキル成分は、最も好ましくはメチルである。脂肪酸成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘナート、リグノセラート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。
さらに別の実施形態によると、オリゴマーは、式Xの構造を含む。
Figure 0004318546
上述のプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法の様々な実施形態では、オリゴマーはインスリンポリペプチドに共有結合している。一部の実施形態では、オリゴマーは加水分解性結合(例えば、エステルまたはカーボネート結合)を利用してインスリンポリペプチドに結合している。加水分解性結合は、プロドラッグとして機能するインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを提供できる。例えばインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートが生物学的に不活性である(すなわち、前記コンジュゲートにはインスリンポリペプチドの一次作用機序を通して身体に影響を及ぼす能力が欠けている)一定の場合には、加水分解性結合は、生物学的に活性なインスリンポリペプチドを得るためにそれらの各生物学的に不活性なインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のオリゴマーが開裂されるように所定の期間にわたり生物学的に活性なインスリンポリペプチドを提供することで持続放出性もしくは放出制御性作用を提供できる。他の実施形態では、オリゴマーは非加水分解性結合(例えば、カルバメート、アミド、またはエーテル結合)を利用してインスリンポリペプチドに結合している。非加水分解性結合の使用は、生物学的に不活性なインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートが好ましくは少なくとも2時間の長時間にわたり血流内を循環することを可能にすることが望ましい場合に好ましいことがある。オリゴマーがエステル、カルバメート、カーボネート、またはアミド結合成分のようなカルボニル成分を含む結合成分を利用してインスリンポリペプチドに結合している場合は、結果として生じるインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートはインスリンポリペプチド−アシルオリゴマーコンジュゲートである。
上述のプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法の様々な実施形態に使用したオリゴマーは、市販で入手できる、または当業者には理解されるように様々な方法によって合成できる。例えば、多分散オリゴマーは以下の参考文献の1以上に提供された方法によって合成できる。Davisらへの米国特許第4,179,337号;Greenwaldへの米国特許第5,567,422号;Ekwuribeへの米国特許第5,359,030号;Ekwuribeへの米国特許第5,438,040号;Ekwuribeへの米国特許第5,681,811号、Ekwuribeらへの米国特許第6,309,633号。非多分散(例えば、実質的単分散および単分散)オリゴマーは、以下の参考文献の1以上に提供された方法によって合成できる。Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリエチレングリコール混合物を有するポリマーの実質的単分散混合物の合成方法」と題する米国特許出願第09/873,731号;Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含む薬物−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,797号;およびEkwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含むインスリン薬−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,899号。本発明の実施形態によるオリゴマーは、好ましくは実質的単分散であり、より好ましくは単分散である。好ましい単分散オリゴマーを合成するための代表的な方法を下記の実施例1〜10に示す。
プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下でプロインスリンポリペプチドとオリゴマーとを接触させるステップは、当業者には理解されるように様々な条件を利用して実施できる。好ましくは、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下でプロインスリンポリペプチドとオリゴマーとを接触させるステップは、活性化されたオリゴマーを得るのに十分な条件下でオリゴマーを活性化剤と接触させるステップと、プロインスリンポリペプチドコンジュゲートを得るのに十分な条件下で活性化されたオリゴマーとプロインスリンポリペプチドとを接触させるステップとを含む。活性化されたオリゴマーはエクスサイチューまたはインサイチューで生成できる。
活性化剤は、オリゴマーがN−ヒドロキシスクシンイミド、p−ニトロフェニルクロロホルメート、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド、およびヒドロキシベンゾトリアジドを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるようなプロインスリンポリペプチド内の求核性ヒドロキシル基および/またはアミノ基と反応できるように、上記の1以上のオリゴマーを活性化できる様々な活性化剤であってよい。
当業者であれば、活性化されたオリゴマーを得るために活性化剤をオリゴマーに結合させるために十分な条件を理解するであろう。例えば当業者であれば、同様にR.C.Larock,「COMPREHENSIVE ORGANIC TRANSFORMATIONS. A GUIDE TO FUNCTIONAL GROUP PREPARATIONS」,(第2版,ニューヨーク,Wiley−VCH,1999)を挙げることができる。
活性化されたオリゴマーとプロインスリンポリペプチドとを結合させるために十分な条件は、当業者には理解されるであろう。例えば、プロインスリンポリペプチドは、プロインスリンポリペプチド溶液を得るために、ジメチルスルホキシドのような両性非プロトン性溶媒中に溶解させることができる。プロインスリンポリペプチド溶液には、トリエチルアミンのような緩衝剤を添加できる。プロインスリンポリペプチド溶液には、その後アセトニトリルのような無水溶媒中に溶解させた活性化されたオリゴマーを添加できる。当業者であれば、同様にR.C.Larock,「COMPREHENSIVE ORGANIC TRANSFORMATIONS. A GUIDE TO FUNCTIONAL GROUP PREPARATIONS」(第2版,ニューヨーク,Wiley−VCH,1999)を挙げることができる。活性化されたオリゴマー対プロインスリンポリペプチドのモル比は、好ましくは約1:1より大きく、より好ましくは約2:1より大きく、いっそうより好ましくは約3:1より大きく、さらにいっそう好ましくは約4:1より大きく、そしてさらになおいっそう好ましくは約5:1より大きい。
上述のプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法の様々な実施形態では、2つ以上のオリゴマー(すなわち、複数のオリゴマー)をプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合させることができる。複数のオリゴマーは、同一であるのが好ましい。しかし、複数のオリゴマーは相互に相違していてもよい、あるいはまた、複数のオリゴマーの一部は同一で一部は相違していてもよい。複数のオリゴマーがプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合している場合は、加水分解性結合を用いて1以上のオリゴマーをプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合させ、そして非加水分解性結合を用いて1以上のオリゴマーをプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合させるのが好ましいことがある。あるいはまた、複数のオリゴマーをプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合させる結合の全部が加水分解性であってよいが、例えば1以上のオリゴマーが身体内の加水分解によってインスリンポリペプチドまたはプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分から迅速に除去され、そして1以上のオリゴマーが身体内の加水分解によってインスリンポリペプチドまたはインスリンポリペプチド部分から緩徐に除去されるように、相違する加水分解度を有していてよい。
上述のプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法の様々な実施形態では、オリゴマーは求核性ヒドロキシル基および/またはアミノ基を含むがそれらに限定されないインスリンポリペプチド部分の様々な求核性残基でプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合されてよい。求核性ヒドロキシル基は、例えばセリンおよび/またはチロシン残基で見いだすことができ、そして求核性アミノ基は例えばヒスチジンおよび/またはリジン残基で、および/またはポリペプチドの1以上のN末端で見いだすことができる。オリゴマーがプロインスリンポリペプチドの1以上のN末端に結合している場合は、その結合は好ましくは第2級アミンを形成する。プロインスリンポリペプチドがB鎖ポリペプチドのN末端に結合したリーダーペプチドを有している場合、インスリン分子のN末端はコンジュゲーション(例えば、アシル化)から保護できる。プロインスリンポリペプチドがB鎖のN末端に結合したリーダーペプチドを有するヒトプロインスリンである場合、例えば、オリゴマーはプロインスリンの3つのアミノ基:リーダーペプチドのN末端、CペプチドのLys残基のアミノ基、およびLysB29のアミノ基に結合させることができる。リーダーペプチドおよびCペプチドが開裂すると、オリゴマーがLysB29でオリゴマーとモノコンジュゲートしたインスリンである単一インスリンコンジュゲートを得るためにインスリンのLysB29へ部位特異的に結合していることが見いだされる。
本発明のさらにまた別の実施形態によると、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートには、インスリンポリペプチドを産生するために開裂できるペプチド結合によって1以上のペプチドに結合したインスリンポリペプチドを含むプロインスリンポリペプチドと、およびプロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に結合したオリゴマーとが含まれる。
インスリンポリペプチドを産生するために開裂できるペプチド結合によって1以上のペプチドに結合したインスリンポリペプチドを含むプロインスリンポリペプチドは、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法に関連して上述のプロインスリンポリペプチドを含むがそれらに限定されない様々なプロインスリンポリペプチドであってよい。オリゴマーは、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法に関連して上述のオリゴマーを含むがそれらに限定されない様々なオリゴマーであってよい。オリゴマーは、好ましくは親水性成分および親油性成分を含む。本発明によるプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートは、上述のプロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な方法によって合成できる。
さらにまた別の実施形態によると、Cペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法には、Cペプチドポリペプチドを産生させるために開裂させることのできるペプチド結合によって1以上のペプチドに結合したCペプチドポリペプチドを含むプロCペプチドポリペプチドとオリゴマーとを、プロCペプチドポリペプチドのCペプチドポリペプチド部分にオリゴマーを結合させて、プロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップと、およびCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るためにプロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるステップとが含まれる。
プロCペプチドポリペプチドは、当業者には理解されるように様々なプロCペプチドポリペプチドであってよい。好ましくは、プロCペプチドポリペプチドは、プロインスリンポリペプチドであり、そしてより好ましくは、プロCペプチドポリペプチドはプロインスリンである。
Cペプチドポリペプチドは、当業者には理解されるように様々なCペプチドポリペプチドであってよい。好ましくは、CペプチドポリペプチドはCペプチドである。
Cペプチドポリペプチドに結合した1以上のペプチドは、当業者には理解されるように様々なペプチドであってよい。好ましくは、1以上のペプチドはインスリンポリペプチドを含む。より好ましくは、1以上のポリペプチドはインスリンポリペプチドである。インスリンポリペプチドはリジン残基を含んでいないことがあり、それはプロCペプチドポリペプチドをコンジュゲートさせるために使用するオリゴマー試薬の量を減少させることがある。さらにより好ましくは、1以上のペプチドはインスリン、またはリーダーペプチドへのB鎖のN末端で結合したインスリンである。
ペプチド結合は、当業者には理解されるように、様々な方法で開裂できる結合である。好ましくは、ペプチド結合はトリプシン、カルボキシペプチダーゼB、トロンビン、ペプシン、およびキモトリプシンを含むがそれらに限定されない酵素によって酵素開裂させることのできる結合である。酵素により開裂できるペプチド結合は当業者には理解されるであろうが、Arg−Arg、Thr−Arg、Ala−Arg、Thr−Arg−Arg、Thr−Lys、Arg−Gly、およびArg−Pheを含むがそれらに限定されない。
オリゴマーは、当業者には理解されるように、様々なオリゴマーであってよい。一般に、オリゴマーは、当業者には理解されるように、ポリペプチドに結合することのできるあらゆるオリゴマーであってよい。例えば、オリゴマーは、Davisらへの米国特許第4,179,337号;Greenwaldへの米国特許第5,567,422号;Ekwuribeへの米国特許第5,359,030号;Ekwuribeへの米国特許第5,438,040号;Ekwuribeへの米国特許第5,681,811号;およびEkwuribeらへの米国特許第6,309,633号に記載されているように多分散オリゴマーであってよい。別の実施例として、オリゴマーは、Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリエチレングリコール混合物を有するポリマーの実質的単分散混合物の合成方法」と題する米国特許出願第09/873,731号;Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含む薬物−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,797号;およびEkwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含むインスリン薬−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,899号に記載されているように非多分散オリゴマーであってよい。
オリゴマーは、ブロックコポリマーの親水性が維持されていることを条件に、ポリエチレングリコールもしくはポリプロピレングリコールのようなポリアルキレングリコール、ポリオキシエチレン化ポリオール、それらのコポリマーおよびそれらのブロックコポリマーを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような親水性成分を含む。親水性成分は、好ましくはポリアルキレングリコール成分である。ポリアルキレングリコール成分は、少なくとも1、2、3、4、5、6もしくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50個以上の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、より好ましくは、2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。よりいっそう好ましくは、ポリアルキレングリコール成分は、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、さらによりいっそう好ましくは、4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、最も好ましくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。オリゴマーのポリアルキレングリコール成分は、好ましくはポリエチレングリコール成分、ポリプロピレングリコール成分、またはポリブチレングリコール成分のような低級アルキルポリアルキレングリコール成分である。ポリアルキレングリコール成分がポリプロピレングリコール成分である場合、前記成分は好ましくは均一な(すなわち、ランダムではない)構造を有する。均一な構造を有する代表的なポリプロピレングリコール成分は次の通りである。
Figure 0004318546
この均一なポリプロピレングリコール構造は、ポリプロピレングリコール鎖において各酸素原子に隣接して唯一のメチル置換炭素原子を有すると表現できる。このような均一なポリプロピレングリコール成分は親油性および親水性両方の特性を示すことができる。
オリゴマーは、追加の親水性成分、親油性成分、スペーサー成分、リンカー成分および末端成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような1以上の成分を含んでいてよい。オリゴマー内の様々な成分は、加水分解性結合または非加水分解結合のいずれかによって相互に共有結合している。
オリゴマーは、また糖、ポリアルキレングリコール、およびポリアミン/PEGコポリマーを含むがそれらに限定されない1以上の追加の親水性成分(すなわち、ポリアルキレングリコール成分へ追加する成分)をさらに含んでいてもよい。隣接するポリアルキレングリコール成分は、それらがエーテル結合によって結合している場合は同一成分であると見なされるであろう。例えば、成分
Figure 0004318546
は、6個のポリエチレングリコールサブユニットを有する単一ポリエチレングリコール成分である。この成分がオリゴマー内の唯一の親水性成分であった場合、オリゴマーは追加の親水性成分を含有していないであろう。隣接するポリエチレングリコール成分は、それらがエーテル結合以外の結合によって結合している場合は相違する成分であると見なされるであろう。例えば、成分
Figure 0004318546
は、4個のポリエチレングリコールサブユニットを有するポリエチレングリコール成分および2個のポリエチレングリコールサブユニットを有する追加の親水性成分である。好ましくは、本発明の実施形態によるオリゴマーは、ポリアルキレングリコール成分を含んでおり、そして追加の親水性成分を備えていない。
オリゴマーは、好ましくは当業者には理解されるように、1以上の親油性成分をさらに含む。親油性成分は、少なくとも1、2、3、4、5、もしくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、より好ましくは、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または21個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、いっそうより好ましくは、3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、さらによりいっそう好ましくは、3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、最も好ましくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分、飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分、コレステロール、およびアダマンタンからなる群から選択される。代表的なアルキル成分には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシルおよびエイコシルのような飽和直鎖アルキル成分;イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチルのような飽和分岐鎖アルキル成分;およびビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない上記の飽和アルキル成分から誘導された不飽和アルキル成分が含まれるがそれらに限定されない。代表的な脂肪酸成分には、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルケート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、およびドコサヘキサエノエートのような不飽和脂肪酸成分;およびアセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセラート、およびセロテートのような飽和脂肪酸成分が含まれるがそれらに限定されない。
オリゴマーは、当業者には理解されるように、1以上のスペーサー成分をさらに含むことができる。スペーサー成分は、例えば親油性成分から親水性成分を分離するため、Cペプチドポリペプチドから親油性成分もしくは親水性成分を分離するため、第2親水性成分もしくは親油性成分から第1親水性成分もしくは親油性成分を分離するため、またはリンカー成分から親水性成分もしくは親油性成分を分離するために使用できる。スペーサー成分は、好ましくは糖、コレステロールおよびグリセリン成分からなる群から選択される。糖成分は、単糖成分および二糖成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な糖成分であってよい。好ましい単糖成分は、4〜6個の炭素原子を有する。
オリゴマーは、当業者には理解されるように、オリゴマーをCペプチドポリペプチドと結合させるために使用される1以上のリンカー成分をさらに含むことができる。リンカー成分は、好ましくはアルキルおよび脂肪酸成分からなる群から選択される。アルキルリンカー成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分であってよい。アルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。アルキルリンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、9、10、11、または12個の間の炭素原子を有していてよい。脂肪酸リンカー成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレンエート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセレート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。脂肪酸リンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、10、12、14、または16個の間の炭素原子を有していてよい。
オリゴマーは、さらにまたオリゴマーの1以上の端部に1以上の末端成分を有していてよいが、それらはCペプチドポリペプチドに結合していない。末端成分は、好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分である。アルキルまたはアルコキシ成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、いっそうより好ましくは、1、2、3、4、5、6、または7個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらによりいっそう好ましくは、1、2、3、4、または5個の下限と、5、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらによりいっそう好ましくは、1、2、3、または4個の下限と、5、6、または7個の上限との間の炭素原子を有する。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。末端成分は、より好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、もしくはtert−ペンチルのような低級アルキル成分、またはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、ペンチルオキシ、もしくはtert−ペンチルオキシのような低級アルコキシ成分である。最も好ましくは、末端成分はメチルまたはメトキシである。末端成分は好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分であるが、末端成分は糖、コレステロール、アルコール、および脂肪酸を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な成分であってよいと理解しなければならない。
本発明の他の実施形態によると、オリゴマーは、式XIの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
Aは活性化可能な成分であり、
Lはリンカー成分であり、
G、G’およびG’’は個別に選択されるスペーサー成分であり、
Rは親油性成分でありR’はポリアルキレングリコール成分である、またはR’は親油性成分でありRはポリアルキレングリコール成分であり、
Tは末端成分であり、
j、k、mおよびnは個別に0または1である。
本発明のこれらの実施形態によると、ポリアルキレングリコール成分は、少なくとも1、2、3、4、5、6もしくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50個以上の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、より好ましくは、2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。よりいっそう好ましくは、ポリアルキレングリコール成分は、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、さらによりいっそう好ましくは、4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。ポリアルキレングリコール成分は、最も好ましくは7個のポリアルキレングリコールサブユニットを有する。オリゴマーのポリアルキレングリコール成分は、好ましくはポリエチレングリコール成分、ポリプロピレングリコール成分、またはポリブチレングリコール成分のような低級アルキルポリアルキレングリコール成分である。ポリアルキレングリコール成分がポリプロピレングリコール成分である場合、前記成分は好ましくは均一な(すなわち、ランダムではない)構造を有する。均一な構造を有する代表的なポリプロピレングリコール成分は次の通りである。
Figure 0004318546
この均一なポリプロピレングリコール構造は、ポリプロピレングリコール鎖において各酸素原子に隣接して唯一のメチル置換炭素原子を有すると表現できる。このような均一なポリプロピレングリコール成分は親油性および親水性両方の特性を示すことができる。
本発明のこれらの実施形態によると、親油性成分は当業者には理解されるような親油性成分である。親油性成分は、少なくとも1、2、3、4、5、もしくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、より好ましくは、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、または21個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、いっそうより好ましくは、3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、さらによりいっそう好ましくは、3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。親油性成分は、最も好ましくは6個の炭素原子を有する。親油性成分は、好ましくは飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分、飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分、コレステロール、およびアダマンタンからなる群から選択される。代表的なアルキル成分には、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシルおよびエイコシルのような飽和直鎖アルキル成分;イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチルのような飽和分岐鎖アルキル成分;およびビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない上記の飽和アルキル成分から誘導された不飽和アルキル成分が含まれるがそれらに限定されない。代表的な脂肪酸成分には、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルケート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、およびドコサヘキサエノエートのような不飽和脂肪酸成分;およびアセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセラート、およびセロテートのような飽和脂肪酸成分が含まれるがそれらに限定されない。
本発明のこれらの実施形態によると、スペーサー成分のG、G’、G’’は当業者には理解されるようなスペーサー成分である。スペーサー成分は、好ましくは糖成分、コレステロールおよびグリセリン成分からなる群から選択される。糖成分は、単糖成分および二糖成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な糖成分であってよい。好ましい単糖成分は、4〜6個の炭素原子を有する。好ましくは、これらの実施形態のオリゴマーはスペーサー成分を含んでいない(すなわち、k、mおよびnは好ましくは0である)。
本発明のこれらの実施形態によると、リンカー成分のLは、当業者には理解されるようにオリゴマーをCペプチドポリペプチドと結合させるために使用できる。リンカー成分は、好ましくはアルキルおよび脂肪酸成分からなる群から選択される。アルキルリンカー成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖アルキル成分であってよい。アルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。アルキルリンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、9、10、11、または12個の間の炭素原子を有していてよい。脂肪酸リンカー成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレンエート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘネート、リグノセレート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。脂肪酸リンカー成分は、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子、および好ましくは1、2、3、4、または5個から8、10、12、14、または16個の間の炭素原子を有していてよい。
本発明のこれらの実施形態によると、末端成分のTは、好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分である。アルキルまたはアルコキシ成分は、好ましくは1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、いっそうより好ましくは、1、2、3、4、5、6、または7個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらによりいっそう好ましくは、1、2、3、4、または5個の下限と、5、6、7、8、9、または10個の上限との間の炭素原子を有する。アルキルまたはアルコキシ成分は、さらによりいっそう好ましくは、1、2、3、または4個の下限と、5、6、または7個の上限との間の炭素原子を有する。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。代表的なアルコキシ成分は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、オクチルオキシ、ノニルオキシ、デシルオキシ、ウンデシルオキシ、ドデシルオキシ、トリデシルオキシ、テトラデシルオキシ、ペンタデシルオキシ、ヘキサデシルオキシ、オクタデシルオキシ、ノナデシルオキシ、エイコシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、2−メチルブトキシ、tert−ペンチルオキシ、2−メチル−ペンチルオキシ、3−メチルペンチルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、2−プロピルペンチルオキシ、ビニルオキシ、アリルオキシ、1−ブテニルオキシ、2−ブテニルオキシ、エチニルオキシ、1−プロピニルオキシ、および2−プロピニルオキシを含むがそれらに限定されない様々なアルコキシ成分であってよい。末端成分は、より好ましくは、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、もしくはtert−ペンチルのような低級アルキル成分、またはメトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、sec−ブトキシ、tert−ブトキシ、ペンチルオキシ、もしくはtert−ペンチルオキシのような低級アルコキシ成分である。最も好ましくは、末端成分はメチルまたはメトキシである。末端成分は好ましくはアルキルまたはアルコキシ成分であるが、末端成分は糖成分、コレステロール、アルコール、および脂肪酸成分を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な成分であってよいと理解しなければならない。
本発明のこれらの実施形態によると、活性化可能な成分のAは、プロインスリンポリペプチドと結合することのできる活性化されたオリゴマーを生成するためにオリゴマーの活性化剤への結合を可能にする成分である。活性化可能な成分は、−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SHおよびNH2を含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような様々な活性化可能な成分であってよい。
さらに別の実施形態によると、オリゴマーは、式XIIの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
Aは−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SH、またはNH2であり、
Xは、酸素原子、またはAが−OHであるときにXが酸素ではないことを条件に共有結合であり、
Yは、エステル、エーテル、カルバメート、カーボネート、またはアミド結合成分であり、そして好ましくはエーテル結合成分であり、
mは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間、およびさらにより好ましくは3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間であり、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニット、さらにいっそうより好ましくは4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限のポリアルキレングリコールサブユニット、および最も好ましくは7個であり、
Rは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分である。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルキル成分は、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、またはtert−ペンチルのような低級アルキル成分である。アルキル成分は、いっそうより好ましくはC1〜C3アルキルである。アルキル成分は、最も好ましくはメチルである。脂肪酸成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘナート、リグノセラート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。
さらに別の実施形態によると、オリゴマーは、式XIIIの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
Aは−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SH、またはNH2であり、
mは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間、およびさらにより好ましくは3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間であり、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニット、さらにいっそうより好ましくは4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限のポリアルキレングリコールサブユニット、および最も好ましくは7個であり、
Rは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分である。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルキル成分は、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、またはtert−ペンチルのような低級アルキル成分である。アルキル成分は、いっそうより好ましくはC1〜C3アルキルである。アルキル成分は、最も好ましくはメチルである。脂肪酸成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘナート、リグノセラート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。
さらにまた別の実施形態によると、オリゴマーは、式XIVの構造を含む。
Figure 0004318546
式中、
mは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、または30個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、または22個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、6、7、8、または9個の下限と、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、または14個の上限との間、およびさらにより好ましくは3、4、5、6、または7個の下限と、6、7、8、9、または10個の上限との間であり、
nは、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の下限と、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、または50個の上限との間、より好ましくは2、3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、または20個の上限との間、いっそうより好ましくは3、4、5、または6個の下限と、5、6、7、8、9、10、11、または12個の上限との間のポリアルキレングリコールサブユニット、さらにいっそうより好ましくは4、5、または6個の下限と、6、7、または8個の上限のポリアルキレングリコールサブユニット、および最も好ましくは7個であり、
Rは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分である。アルキル成分は、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テトラデシル、ペンタデシル、ヘキサデシル、オクタデシル、ノナデシル、エイコシル、イソプロピル、sec−ブチル、tert−ブチル、2−メチルブチル、tert−ペンチル、2−メチル−ペンチル、3−メチルペンチル、2−エチルヘキシル、2−プロピルペンチル、ビニル、アリル、1−ブテニル、2−ブテニル、エチニル、1−プロピニル、および2−プロピニルを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような直鎖もしくは分岐鎖の飽和もしくは不飽和のアルキル成分であってよい。アルキル成分は、より好ましくはメチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、sec−ブチル、tert−ブチル、ペンチル、またはtert−ペンチルのような低級アルキル成分である。アルキル成分は、いっそうより好ましくはC1〜C3アルキルである。アルキル成分は、最も好ましくはメチルである。脂肪酸成分は、ラウロレート、ミリストレート、パルミトレート、オレエート、エライデート、エルカート、リノレート、リノレネート、アラキドネート、エイコサペンタエントエート、ドコサヘキサエノエート、アセテート、カプロエート、カプリレート、カプレート、ラウレート、アラキデート、ベヘナート、リグノセラート、およびセロテートを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるような飽和もしくは不飽和の直鎖もしくは分岐鎖脂肪酸成分であってよい。
上述のCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法の様々な実施形態では、オリゴマーはCペプチドポリペプチドに共有結合している。一部の実施形態では、オリゴマーは加水分解性結合(例えば、エステルまたはカーボネート結合)を利用してCペプチドポリペプチドに結合している。加水分解性結合は、プロドラッグとして機能するCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを提供できる。例えばCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートが生物学的に不活性である(すなわち、このコンジュゲートにはCペプチドポリペプチドの一次作用機序を通して身体に影響を及ぼす能力が欠けている)一定の場合には、加水分解性結合は、生物学的に活性なCペプチドポリペプチドを得るためにそれらの各生物学的に不活性なCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のオリゴマーが開裂されるように所定の期間にわたり生物学的に活性なCペプチドポリペプチドを提供することで、持続放出性もしくは放出制御性作用を提供できる。他の実施形態では、オリゴマーは非加水分解性結合(例えば、カルバメート、アミド、またはエーテル結合)を利用してCペプチドポリペプチドに結合している。非加水分解性結合の使用は、生物学的に不活性なCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートが好ましくは少なくとも2時間の長時間にわたり血流内を循環することを可能にすることが望ましい場合に好ましいことがある。オリゴマーがエステル、カルバメート、カーボネート、またはアミド結合成分のようなカルボニル成分を含む結合成分を利用してCペプチドポリペプチドに結合している場合は、結果として生じるCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートはCペプチドポリペプチド−アシルオリゴマーコンジュゲートである。
上述のCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを合成する様々な方法に使用したオリゴマーは、市販で入手できる、または当業者には理解されるように様々な方法によって合成できる。例えば、多分散オリゴマーは以下の参考文献の1以上に提供された方法によって合成できる。Davisらへの米国特許第4,179,337号;Greenwaldへの米国特許第5,567,422号;Ekwuribeへの米国特許第5,359,030号;Ekwuribeへの米国特許第5,438,040号;Ekwuribeへの米国特許第5,681,811号、Ekwuribeらへの米国特許第6,309,633号。非多分散(例えば、実質的に単分散および単分散)オリゴマーは、以下の参考文献の1以上に提供された方法によって合成できる。Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリエチレングリコール混合物を有するポリマーの実質的単分散混合物の合成方法」と題する米国特許出願第09/873,731号;Ekwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含む薬物−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,797号;およびEkwuribeらによって2001年6月4日に出願された「ポリアルキレングリコールを含むインスリン薬−オリゴマーコンジュゲートの混合物、それらの使用、およびそれらの製造方法」と題する米国特許出願第09/873,899号。本発明の実施形態によるオリゴマーは、好ましくは実質的単分散であり、より好ましくは単分散である。好ましい単分散オリゴマーを合成するための代表的な方法を下記の実施例1〜10に示す。
プロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下でプロCペプチドポリペプチドとオリゴマーとを接触させるステップは、当業者には理解されるように、様々な条件を利用して実施できる。好ましくは、プロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で、プロCペプチドポリペプチドとオリゴマーとを接触させるステップは、活性化されたオリゴマーを得るのに十分な条件下でオリゴマーを活性化剤と接触させるステップと、プロCペプチドポリペプチドコンジュゲートを得るのに十分な条件下で活性化されたオリゴマーをプロCペプチドポリペプチドと接触させるステップとを含む。活性化されたオリゴマーはエクスサイチューまたはインサイチューで生成できる。
活性化剤は、オリゴマーがN−ヒドロキシスクシンイミド、p−ニトロフェニルクロロホルメート、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド、およびヒドロキシベンゾトリアジドを含むがそれらに限定されない当業者には理解されるようなプロインスリンポリペプチド内の求核性ヒドロキシル基および/またはアミノ基と反応できるように、上記の1以上のオリゴマーを活性化できる様々な活性化剤であってよい。
当業者であれば、活性化されたオリゴマーを得るために活性化剤をオリゴマーに結合させるために十分な条件を理解するであろう。例えば当業者であれば、同様にR.C.Larock,「COMPREHENSIVE ORGANIC TRANSFORMATIONS. A GUIDE TO FUNCTIONAL GROUP PREPARATIONS」(第2版,ニューヨーク,Wiley−VCH,1999)を挙げることができる。
活性化されたオリゴマーをプロCペプチドポリペプチドに結合させるために十分な条件は、当業者には理解されるであろう。例えば、プロCペプチドポリペプチドは、プロCペプチドポリペプチド溶液を得るために、ジメチルスルホキシドのような極性非プロトン溶媒中に溶解させることができる。プロCペプチドポリペプチド溶液には、トリエチルアミンのような緩衝剤を添加できる。プロCペプチドポリペプチド溶液には、その後アセトニトリルのような無水溶媒中に溶解させた活性化されたオリゴマーを添加できる。当業者であれば、同様にR.C.Larock,「COMPREHENSIVE ORGANIC TRANSFORMATIONS. A GUIDE TO FUNCTIONAL GROUP PREPARATIONS」,(第2版,ニューヨーク,Wiley−VCH,1999)を挙げることができる。活性化されたオリゴマー対プロCペプチドポリペプチドのモル比は、好ましくは約1:1より大きく、より好ましくは約2:1より大きく、いっそうより好ましくは約3:1より大きく、さらにいっそう好ましくは約4:1より大きく、そしてさらになおいっそう好ましくは約5:1より大きい。
上述のCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法の様々な実施形態では、2つ以上のオリゴマー(すなわち、複数のオリゴマー)をプロCペプチドポリペプチドのCペプチドポリペプチド部分に結合させることができる。複数のオリゴマーは、同一であるのが好ましい。しかし、複数のオリゴマーは相互に相違していてもよい、あるいはまた、複数のオリゴマーの一部は同一で、一部は相違していてもよい。複数のオリゴマーがプロCペプチドポリペプチドのCペプチドポリペプチド部分に結合している場合は、加水分解性結合を用いて1以上のオリゴマーをプロCペプチドポリペプチドのCペプチドポリペプチド部分に結合させ、そして非加水分解性結合を用いて1以上のオリゴマーをプロCペプチドポリペプチドのCペプチドポリペプチド部分に結合させるのが好ましいことがある。あるいはまた、複数のオリゴマーをプロCペプチドポリペプチドのCペプチドポリペプチド部分に結合させる結合の全部が加水分解性であってもよいが、例えば1以上のオリゴマーが身体内の加水分解によってCペプチドポリペプチドまたはプロCペプチドポリペプチドのCペプチドポリペプチド部分から迅速に除去され、そして1以上のオリゴマーが身体内の加水分解によってCペプチドポリペプチドまたはCペプチドポリペプチド部分から緩徐に除去されるように、相違する加水分解度を有していてよい。
上述のCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの合成方法の様々な実施形態では、オリゴマーは求核性ヒドロキシル基および/またはアミノ基を含むがそれらに限定されないCペプチドポリペプチド部分の様々な求核性残基でプロCペプチドポリペプチドのCペプチドポリペプチド部分に結合されてよい。求核性ヒドロキシル基は、例えばセリンおよび/またはチロシン残基で見いだすことができ、そして求核性アミノ基は例えばヒスチジンおよび/またはリジン残基で、および/またはポリペプチドの1以上のN末端で見いだすことができる。オリゴマーがプロインスリンポリペプチドの1以上のN末端に結合している場合は、その結合は好ましくは第2級アミンを形成する。
Cペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るためのプロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるステップは、当業者には理解されるように、様々な工程によって実施できる。好ましくは、プロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるステップは、プロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと、1以上のペプチドとCペプチドポリペプチドの間の結合を開裂させることのできる1以上の酵素とを、プロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるために十分な条件下で接触させるステップを含む。例えばKemmlerら,「プロインスリンからインスリンへの転換に関する研究」,J.Biol.Chem.,246:6786−6791(1971)のような様々な参考文献に記載されているように、当業者であれば開裂される特定ペプチド結合に照らして適切な酵素を選択する方法、およびプロCペプチドポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドを開裂させるために十分な条件を提供する方法を理解するであろう。1以上の酵素は、好ましくはトリプシン、キモトリプシン、カルボキシペプチダーゼB、およびそれらの混合物を含むがそれらに限定されない様々な酵素を含む。より好ましくは、1以上の酵素は、トリプシン、カルボキシペプチダーゼB、およびそれらの混合物からなる群から選択される。
今度は、以下の実施例を参照しながら本発明について説明する。これらの実施例は本発明の態様を具体的に示すことを目的としており、請求の範囲によって規定した本発明の範囲を限定するものではないと理解しなければならない。
6−(2−{2−[2−(2−{2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−ヘキサン酸2,5−ジオキソ−ピロリジン−1−イルエステル(8)の合成
ヘキサエチレングリコールモノベンジルエーテル(1)。水4mLに3.99g(100mmol)のNaOHを溶解させて調製した水酸化ナトリウム水溶液を単分散ヘキサエチレングリコール(28.175g,25mL,100mmol)へ緩徐に添加した。塩化ベンジル(3.9g,30.8mmol,3.54mL)を添加し、この反応混合液を攪拌しながら100℃へ18時間加熱した。この反応混合液をその後冷却し、食塩液(250mL)により希釈し、塩化メチレン(200mL×2)により抽出した。結合した有機層を食塩液により1回洗浄し、Na2SO4の上方に通して乾燥させ、濾過し、真空中で暗褐色油へ濃縮した。粗生成物混合液をフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、酢酸エチルから9/1の酢酸エチル/メタノールへの勾配溶離)により精製して、黄色油として、8.099g(70%)の単分散化合物1を入手した。
エチル6−メチルスルホニルオキシヘキサノエート(2)。無水ジクロロメタン(75mL)中の単分散エチル6−ヒドロキシヘキサノエート(50.76mL,50.41g,227mmol)の溶液を氷浴中で冷やし、窒素大気下に置いた。トリエチルアミン(34.43mL,24.99g,247mmol)を添加した。無水ジクロロメタン(75mL)中のメタンスルホニルクロリド(19.15mL,28.3g,247mmol)の溶液を添加用漏斗から滴下法で添加した。この混合物を氷浴が溶けるにつれて緩徐に室温になるに任せながら3時間半攪拌した。この混合物はシリカゲルに通して濾過し、濾液は水、飽和NaHCO3、水および食塩液を用いて連続的に洗浄した。有機相をNa2SO4の上方に通して乾燥させ、濾過し、真空中で浅黄色油へ濃縮した。粗生成物の最終精製をフラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、1/1ヘキサン/酢酸エチル)により実施して透明な無色油として単分散化合物2(46.13g,85%)を得た。FAB MS:m/e 239(M+H),193(M−C25O)。
6−{2−[2−(2−{2−[2−(2−ベンジルオキシエトキシ)エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−エトキシ]−エトキシ}−ヘキサン酸エチルエステル(3)。水素化ナトリウム(3.225gまたは60%油分散液,80.6mmol)を80mLの無水トルエン中に懸濁させ、窒素大気下に置き、氷浴中で冷却した。80mLの無水トルエン中の単分散アルコール9(27.3g,73.3mmol)の溶液をNaH懸濁液に添加した。この混合液を0℃で30分間攪拌し、室温になるに任せ、さらに5時間攪拌すると、その間に混合液は透明な褐色液になった。80mLの無水トルエン中の単分散メシレート10(19.21g,80.6mmol)を、NaH/アルコール混合液に添加し、そして結合溶液は室温で3日間攪拌した。この反応混合液は50mLのメタノールにより急冷し、塩基性アルミナに通して濾過した。濾液は真空中で濃縮し、フラッシュクロマトグラフィー(シリカゲル、3/1酢酸エチル/ヘキサンから酢酸エチルの勾配溶離)により精製して浅黄色油として単分散化合物3(16.52g,44%)を得た。FAB MS:m/e 515(M+H)。
6−{2−[2−(2−{2−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−エトキシ]−エトキシ}−ヘキサン酸エチルエステル(4)。実質的単分散ベンジルエーテル3(1.03g,2.0mmol)は25mLのエタノール中に溶解させた。この溶液に270mgの10%のPd/Cを添加し、この混合液を水素大気下に置いて4時間攪拌すると、この時間でTLCは出発物質の完全な消失を示した。この反応混合液はセライト545に通して濾過することで触媒を除去し、濾液を真空中で濃縮すると透明な油として単分散化合物4が得られた(0.67g,79%)。FAB MS:m/e 425(M+H),447(M+Na)。
6−{2−[2−(2−{2−[2−(2−メチルスルホニルエトキシ)エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−エトキシ]−エトキシ}−ヘキサン酸エチルエステル(5)。単分散アルコール4(0.835g,1.97mmol)を3.5mLの無水ジクロロメタン中に溶解させ、窒素大気下に置いた。トリエチルアミン(0.301mL,0.219g,2.16mmol)を添加し、この混合液を氷浴中で冷却した。2分後、メタンスルホニルクロリド(0.16mL,0.248g,2.16mmol)を添加した。この混合液を0℃で15分間、その後室温で2時間攪拌した。この反応混合液はシリカゲルに通して濾過することで塩化トリエチルアンモニウムを除去し、濾液は水、飽和NaHCO3、水および食塩液を用いて連続的に洗浄した。有機相をNa2SO4の上方に通して乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮した。残留物をカラムクロマトグラフィー(シリカゲル、9/1 酢酸エチル/メタノール)により精製して透明な油として単分散化合物5(0.819g,83%)を得た。FAB MS:m/e 503(M+H)。
6−(2−{2−[2−(2−{2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−ヘキサン酸エチルエステル(6)。NaH(油中の88mgの60%分散液,2.2mmol)をN2下で無水トルエン(3mL)中に懸濁させ、0℃に冷却した。トルエンによる共沸蒸留を介して乾燥させた単分散ジエチレングリコールモノメチルエーテル(0.26mL,0.26g,2.2mmol)を添加した。この反応混合液を室温へ加温するに任せて4時間攪拌すると、その間に濁った灰色懸濁液は透明かつ黄色になり、その後、褐色に変色した。2.5mLの無水トルエン中のメシレート5(0.50g,1.0mmol)を添加した。室温で一晩攪拌した後、この反応液は2mLのメタノールを添加することにより急冷し、結果として生じた溶液はシリカゲルに通して濾過した。この濾液を真空中で濃縮した。FAB MS:m/e 499(M+H),521(M+Na)。予備クロマトグラフィー(シリカゲル、19/3 クロロホルム/メタノール)による追加の精製で、透明な黄色油として単分散化合物6(0.302g,57%)を得た。FAB MS:m/e 527(M+H),549(M+Na)。
6−(2−{2−[2−(2−{2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−ヘキサン酸(7)。単分散エステル6(0.25g,0.46mmol)を0.71mLの1NのNaOH中で18時間攪拌した。18時間後、混合液を真空中で濃縮してアルコールを除去し、残留物をさらに10mLの水中に溶解させた。この水溶液は2NのHClを用いてpH2へ酸性化し、生成物をジクロロメタン中で抽出した(30mL×2)。結合有機相を食塩液(25mL×2)により洗浄し、Na2SO4の上方に通して乾燥させ、濾過し、真空中で濃縮すると黄色油として単分散化合物15が得られた(0.147g,62%)。FAB MS:m/e 499(M+H),521(M+Na)。
6−(2−{2−[2−(2−{2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−エトキシ]−エトキシ}−エトキシ)−ヘキサン酸2,5−ジオキソ−ピロリジン−1−イルエステル(8)。単分散酸7(0.209g,0.42mmol)を4mLの無水ジクロロメタン中に溶解させ、N2大気下ですでにNHS(N−ヒドロキシスクシンイミド)(57.8mg,0.502mmol)およびEDC(1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミドヒドロクロリド)(98.0mg,0.502mmol)を含有する乾燥フラスコへ添加した。この溶液を室温で一晩攪拌し、シリカゲルに通して濾過することで余分な試薬およびEDCから形成された尿素を除去した。濾液を真空中で濃縮すると暗黄色油として活性化単分散オリゴマー8が得られた(0.235g,94%)。FAB MS:m/e 596(M+H),618(M+Na)。
活性化されたMPEG7−C8(14)の合成
トリエチレングリコールモノメチルエーテルのメシレート(9)。氷浴中で0℃に冷却したCH2Cl2の溶液(100mL)に、単分散トリエチレングリコールモノメチルエーテル(25g,0.15mol)を添加した。その後、トリエチルアミン(29.5mL,0.22mol)を添加し、この溶液を0℃で15分間攪拌し、この後、メタンスルホニルクロリド(20mLのCH2Cl2に溶解させた13.8mL,0.18mol)を滴下法で添加した。この反応混合液を0℃で30分間攪拌し、室温へ加温するに任せ、その後2時間攪拌した。粗反応混合液をセライト(〜200mLのCH2Cl2で洗浄)に通して濾過し、その後、H2O(300mL)、5%のNaHCO3(300mL)、H2O(300mL)、飽和NaCl(300mL)を用いて洗浄し、MgS04で乾燥させ、乾燥するまで蒸発させた。確実に乾燥させるためにこの油を〜2時間真空ライン上に置き、黄色油として単分散化合物9を得た(29.15g,収率80%)。
ヘプタエチレングリコールモノメチルエーテル(10)。THF(1L)中の単分散テトラエチレングリコール(51.5g,0.27mol)の溶液にカリウムt−ブトキシド(14.8g,0.13mol,30分間かけて少しずつ)を添加した。この反応混合液を1時間攪拌し、THF(90mL)に溶解させた9(29.15g,0.12mol)を滴下法で添加し、この反応混合液を一晩攪拌した。粗反応混合液をセライト(〜200mLのCH2Cl2により洗浄)に通して濾過し、乾燥するまで蒸発させた。油はその後HCl(250mL,1N)中に溶解させ、酢酸エチル(250mL)により洗浄して余分な9を除去した。残留している9を除去するために酢酸エチル(125mL)による追加の洗浄が必要になることがある。水相から化合物18のほとんどが除去されるまで、水相をCH2Cl2(容量125mL)により繰り返し洗浄した。第1抽出物は9、10および二重結合副産物を含有しているので、HCl(125mL,1N)を用いて逆抽出しなければならない。有機層を結合し、乾燥するまで蒸発させた。結果として生じた油はCH2Cl2(100mL)中に溶解させ、10が除去されるまでH2O(容量50mL)により繰り返し洗浄した。水性分画を総量500mLとなるように結合し、この溶液が濁るまでNaClを添加し、その後CH2Cl2(2×500mL)により洗浄した。有機層を結合し、MgSO4で乾燥し、乾燥するまで蒸発させると油として単分散化合物10(16.9g,41%収率)が得られた。高純度を保証するためには精製方法の1以上のステップを繰り返すことが望ましいことがある。
8−ブロモオクタネート(11)。エタノール(100mL)中の単分散8−ブロモオクタン酸(5.0g,22mmol)の溶液に、H2SO4(0.36mL,7.5mmol)を添加し、この反応液を攪拌しながら3時間環流するように加熱した。粗反応混合液を室温へ冷却し、H2O(100mL)、飽和NaHCO3(2×100mL)、H2O(100mL)を用いて洗浄し、MgSO4で乾燥し、乾燥するまで蒸発させて透明油11を得た(5.5g,収率98%)。
MPEG7−C8エステル(12)。エーテル(90mL)中の単分散化合物10(3.0g,8.8mmol)の溶液に、カリウムt−ブトキシド(1.2g,9.6mmol)を添加し、この反応液を1時間攪拌した。エーテル(10mL)に溶解させた単分散化合物11(2.4g,9.6mmol)の滴下添加液を添加し、この反応混合液を一晩攪拌した。粗反応混合液をセライト(〜200mLのCH2Cl2により洗浄)に通して濾過し、乾燥するまで蒸発させた。結果として生じた油を酢酸エチル中に溶解させ、H2O(2×200mL)により洗浄し、MgSO4で乾燥させ、乾燥するまで蒸発させた。カラムクロマトグラフィー(シリカ、酢酸エチル対酢酸エチル/メタノール、10:1)を実施し、透明な油として単分散化合物12を得た(0.843g,収率19%)。
MPEG7−C8酸(13)。単分散化合物12(0.70g,1.4mmol)の油に、1NのNaOH(2.0mL)を添加し、この反応混合液を4時間攪拌した。粗反応混合液を濃縮し、酸性化し(pH〜2)、NaClにより飽和させ、そしてCH2Cl2(2×50mL)により洗浄した。有機層を混ぜ合わせて飽和NaClにより洗浄し、MgSO4で乾燥し、乾燥するまで蒸発させると透明な油として単分散化合物13(0.35g,収率53%)が得られた。
MPEG7−C8酸の活性化。単分散mPEG7−C8酸13(0.31g,0.64mmol)を3mLの無水塩化メチレン中に溶解させ、無水塩化メチレン中のN−ヒドロキシスクシンイミド(0.079g,0.69mmol)およびEDCI−HCl(135.6mg,0.71mmol)の溶液を添加した。この反応液を数時間攪拌し、1NのHClにより洗浄し、MgSO4の上方で乾燥させ、濾過し、濃縮させた。粗物質をカラムクロマトグラフィーにより精製し、濃縮させて透明な油として単分散活性化MPEG7−C814を得て真空により乾燥させた。
活性化されたMPEG7−C10(19)の合成
10−ヒドロキシデカノエート(15)。エタノール(100mL)中の単分散10−ヒドロキシデカン酸(5.0g,26.5mmol)の溶液にH2SO4(0.43mL,8.8mmol)を添加し、この反応液を攪拌しながら3時間環流するように加熱した。粗反応混合液を室温に冷却し、H2O(100mL)、飽和NaHCO3(2×100mL)、H2O(100mL)を用いて洗浄しMgSO4で乾燥し、乾燥するまで蒸発させて透明な油として単分散化合物15を得た(6.9g,収率98%)。
10−ヒドロキシデカノエートのメシレート(16)。CH2Cl2の溶液(27mL)に単分散10−ヒドロキシデカノエート15(5.6g,26mmol)を添加し、氷浴中で0℃に冷却した。その後、トリエチルアミン(5mL,37mmol)を添加し、この反応混合液を0℃で15分間攪拌した。CH2Cl2(3mL)中に溶解させたメタンスルホニルクロリド(2.7mL,24mmol)を添加し、反応混合液を0℃で30分間攪拌し、氷浴を除去し、この反応液を室温でさらに2時間攪拌した。粗反応混合液をセライト(80mLのCH2Cl2で洗浄)に通して濾過し、その後H2O(100mL)、5%のNaHCO3(2×100mL)、H2O(100mL)、飽和NaCl(100mL)を用いて洗浄し、MgS04で乾燥させ、乾燥するまで蒸発させて黄色がかった油として単分散化合物16を得た(7.42g,収率97%)。
MPEG7−C10エステル(17)。テトラヒドロフラン(100mL)中の実質的単分散ヘプタエチレングリコールモノメチルエーテル10(2.5g,7.3mmol)の溶液に水素化ナトリウム(0.194g,8.1mmol)を添加し、この反応混合液を1時間攪拌した。テトラヒドロフラン(10mL)に溶解させた単分散10−ヒドロキシデカノエート16のメシレート(2.4g,8.1mmol)の滴下添加液を添加し、この反応混合液を一晩攪拌した。粗反応混合液をセライト(〜200mLのCH2Cl2により洗浄)に通して濾過し、乾燥するまで蒸発させた。結果として生じた油を酢酸エチル中に溶解させ、H2O(2×200mL)により洗浄し、MgSO4で乾燥させ、乾燥するまで蒸発させ、クロマトグラフィー(シリカ、酢酸エチル/メタノール、10:1)にかけ、さらにクロマトグラフィー(シリカ、酢酸エチル)にかけて透明な油として単分散化合物17を得た(0.570g,収率15%)。
MPEG7−C10酸(18)。単分散mPEG7−C10エステル17(0.570g,1.1mmol)の油に、1NのNaOH(1.6.0mL)を添加し、この反応混合液を一晩攪拌した。粗反応混合液を濃縮し、酸性化し(pH〜2)、NaClにより飽和させ、そしてCH2Cl2(2×50mL)により洗浄した。有機層を混ぜ合わせて、飽和NaCl(2×50mL)により洗浄し、MgSO4で乾燥し、乾燥するまで蒸発させると透明な油として単分散化合物18(0.340g,収率62%)が得られた。
MPEG7−C10酸の活性化。単分散酸18は、活性化MPEG7−C10オリゴマー19を得るために上記の実施例10に記載したものに類似する方法を使用して活性化した。
活性化されたC18(PEG6)オリゴマー(22)の合成
18(PEG6)オリゴマー(20)の合成。単分散ステアロイルクロリド(0.7g,2.31mmol)をベンゼン中の単分散PEG6(5g,17.7mmol)およびピリジン(0.97g,12.4mmol)の混合液へ緩徐に添加した。この反応混合液を数時間(〜5時間)攪拌した。この反応の後に、展開剤として酢酸エチル/メタノールを使用するTLCを実施した。この反応混合液を水で洗浄し、MgSO4の上方で乾燥させ、濃縮させて、真空により乾燥させた。FAB MSにより精製単分散化合物20を分析した。m/e 549/M+H。
18(PEG6)オリゴマーの活性化。単分散C18(PEG6)オリゴマーの活性化は2つのステップで実施した。
1)単分散ステアロイル−PEG620(0.8g,1.46mmol)をトルエン中に溶解させ、ホスゲン液(10mL,トルエン中で20%)に添加し、これを氷浴中で冷却した。この反応混合液を0℃で1分間攪拌し、その後、室温で3時間攪拌した。ホスゲンおよびトルエンを蒸留により除去し、残留した実質的単分散ステアロイル−PEG6クロロホルメート21をP25の上方で一晩かけて乾燥させた。
2)無水塩化メチレン中の単分散ステアロイル−PEG6クロロホルメート21(0.78g,1.27mmol)およびTEA(128mg,1.27mmol)の溶液に、塩化メチレン中のN−ヒドロキシスクシンイミド(NHS)溶液を添加した。この反応混合液を16時間攪拌し、水により洗浄し、MgSO4の上方で乾燥させ、濾過し、濃縮し、真空により乾燥させて単分散の活性化されたC18(PEG6)オリゴマー22を得た。
活性化されたC18(PEG8)オリゴマー(28)の合成
テトラエチレングリコールモノベンジルエーテル(23)。単分散テトラエチレングリコール(19.4g,0.10mmol)の油にNaOHの溶液(4.0mL中の4.0g)を添加し、この反応混合液を15分間攪拌した。塩化ベンジル(3.54mL,30.8mmol)を添加し、この反応混合液を100℃へ加熱し、一晩攪拌した。この反応混合液を室温へ冷却し、飽和NaCl(250mL)により希釈し、CH2Cl2(2×200mL)により洗浄した。有機層を結合し、飽和NaClにより洗浄し、MgSO4で乾燥し、クロマトグラフィー(シリカ、酢酸エチル)にかけると、黄色油として単分散化合物23(6.21g、収率71%)が得られた。
テトラエチレングリコールモノベンジルエーテルのメシレート(24)。CH2Cl2の溶液(20mL)へ単分散テトラエチレングリコールモノベンジルエーテル23(6.21g,22mmol)を添加し、氷浴中で0℃に冷却した。その後、トリエチルアミン(3.2mL,24mmol)を添加し、この反応混合液を0℃で15分間攪拌した。CH2Cl2(2mL)中に溶解させたメタンスルホニルクロリド(1.7mL,24mmol)を添加し、反応混合液を0℃で30分間攪拌し、氷浴を除去し、この反応液を室温でさらに2時間攪拌した。粗反応混合液をセライト(80mLのCH2Cl2で洗浄)に通して濾過し、その後、H2O(100mL)、5%のNaHCO3(2×100mL)、H2O(100mL)、飽和NaCl(100mL)を用いて洗浄し、MgS04で乾燥させた。結果として生じた黄色油は、活性炭素(10g)を含有するシリカパッド上でクロマトグラフィーにかけて透明な油として単分散化合物24(7.10g,収率89%)が得られた。
オクタエチレングリコールモノベンジルエーテル(25)。水素化ナトリウム(0.43g,18mmol)を含有するテトラヒドロフラン溶液(140mL)にテトラヒドロフラン(10mL)中の単分散テトラエチレングリコール(3.5g,18mmol)の溶液を滴下法で添加し、この反応混合液を1時間攪拌した。テトラヒドロフラン(10mL)に溶解させた単分散テトラエチレングリコールモノベンジルエーテル24(6.0g,16.5mmol)のメシレートを滴下法で添加し、この反応混合液を一晩攪拌した。粗反応混合液をセライト(250mLのCH2Cl2により洗浄)に通して濾過し、濾液をH2Oで洗浄し、MgSO4で乾燥させ、乾燥するまで蒸発させた。結果として生じた油をクロマトグラフィー(シリカ、酢酸エチル/メタノール、10:1)にかけ、さらにクロマトグラフィー(シリカ、クロロホルム/メタノール、25:1)にかけて透明な油として単分散化合物25を得た(2.62g,収率34%)。
ステアレート−PEG8−ベンジル(26)の合成。単分散オクタエチレングリコールモノベンジルエーテル25(0.998g,2.07mmol)およびピリジン(163.9mg,2.07mmol)の撹拌混合液へベンゼン中の単分散ステアロイルクロリド(627.7mg,2.07mmol)へ添加した。この反応混合液を一晩(18時間)攪拌した。翌日、この反応混合液を水で洗浄し、MgSO4の上方で乾燥させ、濃縮させて、真空により乾燥させた。その後、粗生成物は、10%メタノール/90%クロロホルムを使用するフラッシュシリカゲル・カラム上でクロマトグラフィーにかけた。生成物を含有するフラクションを混合し、濃縮し、真空により乾燥させて単分散化合物26を得た。
ステアレート−PEG8−ベンジルの水素添加分解。単分散ステアレート−PEG8−Bzl26のメタノール溶液(0.854g,1.138mmol)に、Pd/C(10%)(パラジウム,活性炭素上で10重量%)を添加した。この反応混合液を水素下で一晩(18時間)攪拌した。その後、この溶液を濾過し、濃縮し、10%メタノール/90%クロロホルムを使用したフラッシュカラム・クロマトグラフィーにより精製し、Rt=0.6のフラクションを収集し、濃縮し、乾燥させて単分散の酸27を得た。
18(PEG8)オリゴマーの活性化。単分散ステアレート−PEG8オリゴマー27の2段階活性化を上述の実施例4においてステアレート−PEG6について記載した通りに実施し、単分散活性化されたC18(PEG8)オリゴマー28を得た。
活性化されたトリエチレングリコールモノメチルオリゴマーの合成
20%のホスゲン(100mL,約18.7g,189mmolのホスゲン)を含有するトルエンの溶液をN2大気下で0℃に冷却した。単分散mTEG(トリエチレングリコール、モノメチルエーテル、7.8g,47.5mmol)を25mLの無水酢酸エチル中に溶解させ、冷却したホスゲン溶液に添加した。この混合液を0℃で1時間攪拌し、室温へ加温するに任せ、その後さらに2時間半攪拌した。残留しているホスゲン、酢酸エチルおよびトルエンを真空蒸留により除去して、透明な油性残留物として単分散mTEGクロロホルメートを残した。
単分散nTEGクロロホルメートを50mLの無水ジクロロメタン中に溶解させ、これにTEA(トリエチルアミン,6.62mL,47.5mmol)およびNHS(N−ヒドロキシスクシンイミド,5.8g,50.4mmol)を添加した。この混合液を室温の乾燥大気下で20時間撹拌すると、その間に大量の白色沈降物が生じた。この混合液を濾過してこの沈降物を除去し、真空中で濃縮した。残留油をジクロロメタン中に取り出し、冷脱イオン水で2回、1NのHClで2回、そして食塩液で1回洗浄した。有機相をMgSO4の上方で乾燥させ、濾過し、濃縮して透明な浅黄色油として単分散の標題化合物を得た。必要であれば、さらに溶離剤としてEtOAcを使用したシリカゲル上でのフラッシュカラム・クロマトグラフィーにより精製することができる。
活性化されたパルミテート−TEGオリゴマーの合成
単分散パルミチン酸無水物(5g;10mmol)を無水THF(20mL)中に溶解させ、室温で撹拌した。この撹拌溶液に、3モル過剰のピリジンを添加し、さらに単分散トリエチレングリコール(1.4mL)を添加した。この反応混合液を1時間撹拌した(反応の進行は、TLC;酢酸エチル−クロロホルム;3:7により監視した)。反応の終了時にTHFを除去し、生成物を10%のH2SO4酸と混合し、酢酸エチルを用いて抽出した(3×30mL)。結合抽出物は、水、食塩液を用いて連続的に洗浄し、MgSO4の上方を通して乾燥させ、蒸発させて単分散のパルミテート−TEGオリゴマーを得た。
DMF(〜10mL)中のN,N’−ジスクシンイミジルカーボネート(3mmol)の溶液を10mLの無水DMF中の単分散パルミテート−TEGオリゴマー(1mmol)の溶液に撹拌しながら添加した。水素化ナトリウム(3mmol)をこの反応混合液に緩徐に添加した。この反応混合液を数時間(例えば、5時間)攪拌した。単分散の活性化された標題化合物オリゴマーを沈降させるためにジエチルエーテルを添加した。この工程を3回繰り返し、最後に生成物を乾燥させた。
活性化されたヘキサエチレングリコールモノメチルオリゴマーの合成
単分散の活性化されたヘキサエチレングリコールモノメチルエーテルは、上記の実施例14に記載の単分散トリエチレングリコールと同様に調製した。トルエン溶液中の20%ホスゲン(35mL,6.66g,67.4mmolのホスゲン)は氷/塩水浴中のN2大気下で冷却した。単分散ヘキサエチレングリコール(1.85mL,2.0g,6.74mmol)を5mLの無水EtOAc中へ溶解させ、シリンジによりホスゲン溶液へ添加した。この反応混合液を1時間氷浴中で撹拌し続け、除去し、さらに室温で2.5時間撹拌した。ホスゲン、EtOAcおよびトルエンを真空蒸留により除去して、透明な油性残留物として単分散のメチルヘキサエチレングリコールクロロホルメートを残した。
この単分散クロロホルメートを20mLの無水ジクロロメタン中に溶解させ、乾燥した不活性大気下に置いた。トリエチルアミン(0.94mL,0.68g,6.7mmol)およびその後にNHS(N−ヒドロキシスクシンイミド,0.82g,7.1mmol)を添加し、この反応混合液を室温で18時間撹拌した。この混合液をシリカゲルに通して濾過して白色沈降物を除去し、真空中で濃縮した。残留物をジクロロメタン中に取り出し、冷水で2回、1NのHClで2回、そして食塩液で1回洗浄した。有機相をNa2SO4の上方に通して乾燥させ、濾過し、濃縮した。フラッシュカラム・クロマトグラフィー(シリカゲル、EtOAc)により最終精製して活性化単分散ヘキサエチレンモノメチルエーテルを得た。
活性化されたヘプタエチレングリコールモノメチルエーテルの合成
8−メトキシ−1−(メチルスルホニル)オキシ−3,6−ジオキサオクタン(29)。無水ジクロロメタン(50mL)中の単分散トリエチレングリコールモノメチルエーテル分子(4.00mL,4.19g,25.5mmol)およびトリエチルアミン(4.26mL,3.09g,30.6mmol)を氷浴中で冷やし、窒素大気下に置いた。無水ジクロロメタン(20mL)中のメタンスルホニルクロリド(2.37mL,3.51g,30.6mmol)の溶液を添加用漏斗から滴下法で添加した。塩化物添加の完了10分後に、反応混合液を氷浴から除去し、室温になるに任せた。この混合物をさらに1時間撹拌し、その時点のTLC(溶離剤として15%のMeOHとともにCHC13を使用して)は、残留しているトリエチレングリコールモノメチルエーテルを示さなかった。
反応混合液を別の75mLのジクロロメタンで希釈し、飽和NaHCO3、水および食塩液で連続的に洗浄した。有機相をNa2SO4の上方に通して乾燥させ、濾過し、濃縮して透明な油として化合物29の単分散混合物を得た(5.31g,86%)。
ヘプタエチレングリコールモノメチルエーテル(30)。無水DMF(25.7mL)中の単分散テトラエチレングリコール(35.7mmol)の撹拌溶液に、N2下で鉱油中のNaHの60%分散液を少量ずつ添加し、この混合液を室温で1時間撹拌した。結果として生じたテトラエチレングリコールのナトリウム塩に無水DMF(4mL)中の単分散メシレート29(23.36)の溶液を1回で添加し、その混合液を室温で3.5時間撹拌した。この反応の進行は、TLC(12%のCH3OH−CHC13)により監視した。この反応混合液は等量の1NのHClにより希釈し、酢酸エチル(2×20mL)により抽出して廃棄した。水溶液の抽出およびワークアップにより単分散のヘプタエチレングリコールモノメチルエーテル30が得られた(収率82〜84%)。油;Rf 0.46(メタノール:クロロホルム=3:22);MS m/z C15328の計算値340.21(M++1)、実測値341.2。
へプタエチレングリコールモノメチルエーテルの活性化。活性化されたヘプタエチレングリコールモノメチルエーテルを得るためにトリエチレングリコールモノメチルエーテルを活性化するために上述の実施例6で使用された方法に類似する方法により単分散ヘプタエチレングリコールモノメチルエーテル30を活性化した。
活性化されたデカエチレングリコールモノメチルエーテル(33)の合成
20−メトキシ−1−(メチルスルホニル)オキシ−3,9,12,15,18−ヘキサオキサエイコサン(31)。単分散化合物31は、上記の実施例9において29について記載したように化合物30およびメタンスルホニルクロリドから定量的収率で油として入手した;Rf 0.4(酢酸エチル:アセトニトリル=1:5);MS m/z C173710に対する計算値433.21(M++1)、実測値433.469。
デカエチレングリコールモノメチルエーテル(32)。単分散化合物32は上記の実施例17において記載した方法を使用して化合物31および単分散トリエチレングリコールから調製した;Rf 0.41(メタノール:クロロホルム=6:10);MS m/z C214411に対する計算値472.29(M++1)、実測値472.29。
デカエチレングリコールモノメチルエーテルの活性化。活性化デカエチレングリコールモノメチルエーテル33を得るために、トリエチレングリコールモノメチルエーテルを活性化するために上述の実施例6で使用された方法に類似する方法により単分散デカエチレングリコールモノメチルエーテル32を活性化した。
LysB29−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリンの調製
組み換えプロインスリンIのコンジュゲーション。組み換えプロインスリンI(分子量10,642ダルトン)は、ブラジルのベロホリゾンテ所在のBiobras社から入手した。プロインスリンIの2.32×10-3mmol部分を10mLのDMSO中に溶解させた。この溶液に324μLのトリエチルアミンを添加した。結果として生じた溶液を5分間撹拌し、その後、アセトニトリル中の活性化メチルへプタエチレングリコール((PEG7)−ヘキシルオリゴマー)の溶液(9.30×10-3mmol)を添加した。コンジュゲーション(アシル化)反応の進行はHPLCにより監視した。反応が完了したように見えたとき、3.54mLの5%トリフルオロ酢酸水溶液の添加により反応を停止させた。この反応混合液をその後処理し、pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中へ移した。生成物の混合液であるオリゴマーをコンジュゲートした組み換えプロインスリンIのHPLCプロファイルは図11に示した。
(b)オリゴマーをコンジュゲートした組み換えプロインスリンIの酵素反応混液による開裂。実施例1(a)からの生成物混合液のTris−HCl溶液のアリコートをHPLCにより解析してポリペプチド濃度を決定した。トリプシンの溶液(TPCK処理;ウシ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。カルボキシペプチダーゼBの溶液(ブタ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。実施例11(a)からの生成物混合物(0.424μmol/mL)はその後トリプシン(5.97×10-4μmol/mL)およびカルボキシペプチダーゼB(1.93×10-4μmol/mL)と反応させた。30分後、この反応はアセトニトリル中の1.58mLの1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。主要生成物はHPLC保持時間(既知の参照標準物質の保持時間に比較して)および質量スペクトル分析により同定した。インスリン(10%)およびLysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリン(84%)を入手した(図11〜13)。
組み換えプロインスリンIのオリゴマーコンジュゲーション生成物の単離
逆相HPLCを使用して、実施例11(a)に記載したコンジュゲーション反応から入手した生成物混合物からの主要生成物を単離した。HPLCカラム(内径1.0cm×長さ25cm)へペプチドとタンパク質を分離するために有用であることが知られている市販で入手できるC18固定相を充填し、その後HPLCシステム内へ組み込んだ。このシステムを、5mL/minの流量で送達した72%の移動相A(0.1%トリフルオロ酢酸を含むH2O)および28%の移動相B(0.1%トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル)を含む混合物である溶離緩衝液を用いて平衡化した。pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中の生成物混合物の溶液を逆相カラムへ適用し、生成物を分離し、溶離液は以下のように溶離用緩衝液のアセトニトリル成分(移動相B)を増加させた勾配を使用して溶出した。
60分間にわたり28%〜30%移動相B、その後
30分間にわたり30%〜32%移動相B、その後
40分間にわたり32%〜36%移動相B。
フラクションを収集し、HPLCにより個別に分析して、その中に含まれる生成物の同一性および純度を決定した。4種の生成物(モノコンジュゲート−A(「プロインスリンIモノコンジュゲート−A」)、モノコンジュゲート−B(「プロインスリンIモノコンジュゲート−B」)、ジコンジュゲート(「プロインスリンIジコンジュゲート」)およびトリコンジュゲート(「プロインスリンIトリコンジュゲート」)の1つを含有する共通フラクションをプールし、溶媒をロータリーエバポレーションにより除去した。HPLC(図14)および質量スペクトル分析を使用して、各単離物の同一性および純度を決定した。
組み換えプロインスリンの単離されたコンジュゲート(I)の酵素反応混液による開裂
実施例12に記載した方法を使用して単離した各コンジュゲート(プロインスリンIモノA、モノB、ジ、またはトリ)をpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中に溶解させ、分析用HPLCを使用して結果として生じた溶液のポリペプチド濃度を決定した。トリプシンの溶液(TPCK処理;ウシ膵臓から)は、pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。カルボキシペプチダーゼBの溶液(ブタ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。粗混合物(1mmol)は、その後トリプシン(1.39×10-3mmol)およびカルボキシペプチダーゼB(4.56×10-4mmol/mL)と反応させた。30分後、この反応はアセトニトリル中の1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。各反応からの生成物混合液を処理し、HPLCによって分析した。標準物質の保持時間に比較したHPLC保持時間および質量スペクトル分析を使用して、各生成物の同一性および純度を決定した(表1)。
Figure 0004318546
プロインスリンIの単離されたコンジュゲートのトリプシンによる開裂
実施例12に記載した方法を使用して単離した各コンジュゲート(プロインスリンIモノA、モノB、ジ、またはトリ)をpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中に溶解させ、結果として生じた溶液をHPLCにより解析してポリペプチド濃度を決定した。トリプシンの溶液(TPCK処理;ウシ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。各コンジュゲート(300mmol)は、その後トリプシン(1mmol)と反応させた。20分後、この反応はアセトニトリル中の1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。この反応の生成物を単離し、HPLC保持時間および質量スペクトル分析によって分析して同一性を決定した。予測される生成物は表2に示すインスリン(Arg31)またはLysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリンである。
Figure 0004318546
トリプシン開裂生成物混合物のカルボキシペプチダーゼB開裂
pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中のLysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリン(Arg31)(300mmol)(実施例14から)を含有する反応混合液のアリコートを除去した。カルボキシペプチダーゼBの溶液(ブタ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。カルボキシペプチダーゼB(1mmol)をこの反応混合液に添加した。この反応を15時間持続させ、アセトニトリル中の1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。各反応の予測生成物は表3に示す。
Figure 0004318546
LysB29−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリンの調製
(a)組み換えプロインスリンIIのコンジュゲーション。組み換えプロインスリンII(分子量11,133ダルトン)は日本の茨城県所在の伊藤ハム食品社から入手した。組み換えプロインスリンIIは、各々にリジン残基が欠けているリーダーペプチドおよびCペプチドを有していた。組み換えプロインスリンIIの2.55×10-3mmol部分を10mLのDMSO中に溶解させた。この溶液に355μLのトリエチルアミンを添加した。結果として生じた溶液を5分間撹拌し、その後、アセトニトリル中の活性化メチルポリエチレングリコール((PEGn)−ヘキシルオリゴマー)(n=7±3またはn=7)の溶液(5.10×10-3mmol)を添加した。反応の進行はHPLCにより監視した。反応が完了したように見えた後、3.7mLの5%トリフルオロ酢酸水溶液の添加により反応を停止させた。この反応混合液をその後処理し、pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中へ移した。オリゴマーをコンジュゲートした組み換えプロインスリンII生成物混合物のHPLCプロファイルは図2に示した。
(b)オリゴマーをコンジュゲートした組み換えプロインスリンIIの酵素反応混液による開裂。
実施例16(a)からの生成物混合液のTris−HCl溶液をHPLCにより解析してポリペプチド濃度を決定した。トリプシンの溶液(TPCK処理;ウシ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。カルボキシペプチダーゼBの溶液(ブタ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。生成物混合物(0.399μmol/mL)はその後トリプシン(5.57×10-4μmol/mL)およびカルボキシペプチダーゼB(1.82×10-4μmol/mL)と反応させた。30分後、この反応はアセトニトリル中の550μLの1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。主要生成物はHPLC保持時間(既知の参照標準物質の保持時間に比較して)および質量スペクトル分析により同定した。こうしてインスリン(23%)およびLysB29−ヘキシル−PEGn−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリン(60%)およびその他(17%)を入手した(図9〜10)。
組み換えプロインスリンIIのオリゴマーコンジュゲーションの生成物の単離
実施例16(a)に記載したコンジュゲーション反応からの各主要生成物は逆相HPLCを使用して単離した。ポリペプチドとタンパク質を分離するために有用であることが知られている市販で入手できるC18固定相をカラム(内径1.0cm×長さ25cm)に充填し、その後、HPLCシステム内へ組み込んだ。このシステムを、5mL/minの流量で送達した75%移動相A(0.1%のトリフルオロ酢酸を含むH2O)および25%移動相B(0.1%のトリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル)を含む混合物である溶離緩衝液を用いて平衡化した。実施例16(a)からの生成物混合物のTris−HCl溶液をカラムに適用し、主要生成物を分離し、溶離緩衝液の組成が25%移動相Bから35%移動相Bへ120間にわたり変更された勾配溶離を使用して溶出した。収集したフラクションをHPLCにより個別に分析して、その中に含まれる生成物の同一性および純度を決定した。各生成物の共通フラクション(プロインスリンIIモノコンジュゲート(「プロインスリンIIモノ」)およびジコンジュゲート(「プロインスリンIIジ」)をプールし、ロータリーエバポレーションにより溶媒を除去した。各生成物の同一性および純度はHPLCおよび質量スペクトル分析によって決定した(図2〜4)。
組み換えプロインスリンIIの単離されたコンジュゲートの酵素反応混液による開裂
実施例17に記載した方法を使用して単離した各プロインスリンIIコンジュゲート(プロインスリンIIモノ、ジ、またはトリ)をpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中に溶解させ、その溶液のアリコートをHPLCにより解析してその中のポリペプチド濃度を決定した。トリプシンの溶液(TPCK処理;ウシ膵臓から)は、pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。カルボキシペプチダーゼBの溶液(ブタ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。コンジュゲート(0.127μmol/mL)はその後トリプシン(1.77×10-4μmol/mL)およびカルボキシペプチダーゼB(5.77×10-5μmol/mL)と反応させた。30分後、この反応はアセトニトリル中の250μLの1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。主要生成物の単離およびその後の標準物質に対するHPLC保持時間および質量スペクトル分析による同定によれば、インスリンまたはB−29アシル化インスリン−ヘキシル−PEG7が反応において産生したことがわかった。各反応の生成物および収率は表4に示す。
Figure 0004318546
プロインスリンIIの単離されたコンジュゲートのトリプシン開裂
実施例17からの各コンジュゲート(プロインスリンIIモノ、ジ、またはトリ)をpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中に溶解させ、結果として生じた溶液をHPLCにより解析してその中のポリペプチド濃度を決定した。トリプシンの溶液(TPCK処理;ウシ膵臓から)は、pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。各コンジュゲート(0.127μmol)はその後トリプシン(4.23×10-4μmol/mL)と反応させた。20分後、この反応はアセトニトリル中の250μLの1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。主要生成物の単離は、その後HPLC保持時間および質量スペクトル分析によって同定し、インスリン(Arg31)またはLysB29−ヘキシル−PEG−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリン(Arg31)が反応において産生したことがわかった。各反応の生成物および収率は表5に示す。
Figure 0004318546
トリプシン開裂混合物のカルボキシペプチダーゼBによる開裂
実施例19からのLysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリン(Arg31)(3.10×10-5mmol)の反応混合液のアリコートを除去した。カルボキシペプチダーゼBの溶液(ブタ膵臓から)は、pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。カルボキシペプチダーゼB(1.03×10-7)をこの反応混合液に添加した。この反応を15時間持続させ、アセトニトリル中の1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。処理後、反応の生成物をHPLCによって分析した。同一性を決定するためには保持時間および質量スペクトル分析を使用した。プロインスリンIIモノコンジュゲートの反応からインスリン(23%)およびLysB29−ヘキシル−PEGn−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリン(60%)(図5、7〜8)を得た。プロインスリンIIジコンジュゲート反応の予測生成物は表6に示す。
Figure 0004318546
LysB29−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリンの調製
(a)天然ヒトプロインスリンのコンジュゲーション。天然ヒトプロインスリン(Sigma Chemical社)(3.20×10-4mmol)を5mLのDMSOに溶解させた。この溶液に45μLのトリエチルアミンを添加した。この溶液を5分間撹拌し、その後アセトニトリル中の活性化PEG7−ヘキシルオリゴマー(6.4×10-4mmol)の溶液を添加した。プロインスリンが消費される(またはプロインスリンの濃度がもはや減少しない)ことをHPLC解析が示すように反応が進行した後、この反応は0.5mLの5%トリフルオロ酢酸水溶液の添加により停止させた。この反応混合液をその後処理し、pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中へ移した。
(b)オリゴマーをコンジュゲートした天然プロインスリンの酵素反応混液による開裂。実施例21(a)からの生成物混合液のTris−HCl溶液のアリコートをHPLCにより解析してその中のポリペプチド濃度を決定した。トリプシンの溶液(TPCK処理;ウシ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。カルボキシペプチダーゼBの溶液(ブタ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。粗混合物(1モル等量)は、その後トリプシン(1.39×10-3mmol等量)およびカルボキシペプチダーゼB(4.56×10-4モル等量)と反応させた。30分後、この反応はアセトニトリル中の1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。この反応の生成物混合液を処理し、HPLCによって分析した。同一性を決定するためには保持時間(標準物質に対して)および質量スペクトル分析を使用した。反応の予測生成物はインスリンおよびLysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリンである。
天然ヒトプロインスリンのコンジュゲーションの生成物の単離
実施例11(a)に記載したコンジュゲーション反応から入手した各主要生成物は逆相HPLCを使用して単離した。カラム(内径1.0cm×長さ25cm)へポリペプチドとタンパク質を分離するために有用であることが知られている市販で入手できるC18固定相を充填し、その後HPLCシステム内へ組み込んだ。このシステムを、75%移動相A(0.1%トリフルオロ酢酸を含むH2O)および25%移動相B(0.1%トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル)の混合物を含む溶離緩衝液を用いて平衡化した。実施例21(a)からの生成物混合物のTris−HCl溶液をカラムに適用し、主要生成物を分離し、アセトニトリルのパーセンテージが120間にわたり25%〜35%へ変更させられた勾配溶離を使用して溶出した。フラクションを収集し、HPLCにより分析して、その中に含まれる生成物の同一性および純度を決定した。各生成物の共通フラクションをプールし、そしてロータリーエバポレーションにより溶媒を除去した。各生成物の同一性および純度はHPLCおよび質量分析法によって決定した。予測生成物は、2つのヒトプロインスリンモノコンジュゲート、1つのヒトプロインスリンジコンジュゲートおよび1つのヒトプロインスリントリコンジュゲートからなる。
天然ヒトプロインスリンの単離されたコンジュゲートの酵素反応混液による開裂
実施例22に記載した方法を使用して入手した各コンジュゲートをpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中に溶解させ、結果として生じた溶液をHPLCにより解析してその中のポリペプチド濃度を決定した。トリプシンの溶液(TPCK処理;ウシ膵臓から)は、pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。カルボキシペプチダーゼBの溶液(ブタ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。粗混合物(1モル等量)はその後トリプシン(1.39×10-3モル等量)およびカルボキシペプチダーゼB(4.56×10-4モル等量)と反応させた。30分後、この反応をアセトニトリル中の1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。これらの生成物を処理し、HPLCにより解析した。同一性を決定するためには保持時間(標準物質に対して)および質量スペクトル分析を使用した。反応の予測生成物はインスリンまたはLysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリンである。
天然ヒトプロインスリンの単離されたコンジュゲートのトリプシン開裂
実施例22に記載の入手した各コンジュゲートをpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中に溶解させ、結果として生じた溶液をHPLCにより解析してその中のポリペプチド濃度を決定した。トリプシンの溶液(TPCK処理;ウシ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。コンジュゲート(300モル等量)はその後トリプシン(1モル等量)と反応させた。20分後、この反応はアセトニトリル中の1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。これらの生成物を処理し、HPLCにより解析した。同一性を決定するためには保持時間および質量スペクトル分析を使用した。この反応の予測生成物はインスリン(Arg31)またはLysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリン(Arg31)である。
トリプシン開裂混合物のカルボキシペプチダーゼB開裂
実施例24からのLysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリン(Arg31)(300mmol)の反応混合液のアリコートを除去した。カルボキシペプチダーゼBの溶液(ブタ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。カルボキシペプチダーゼB(1mmol)をこの反応混合液に添加した。この反応を15時間持続させ、アセトニトリル中の1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。これらの生成物を処理し、HPLCにより解析した。同一性を決定するためには保持時間および質量スペクトル分析を使用した。予測生成物はインスリンまたはLysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリンである。
LysB29−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリンの最適化された調製
実施例11からの実験データの分析は、LysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリンおよびLys−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたCペプチドは(a)プロインスリン原料上に存在する全リジン残基のε−アミノ基をアシル化するステップと、および(b)結果として生じる完全なオリゴマーをコンジュゲートしたプロインスリンをトリプシンおよびカルボキシペプチダーゼBから作製した酵素反応混液を用いて開裂させるステップと、によって高い収率および純度で入手できることを指示した。この仮説の実験による確証は下記の通りに実施した。
(a)組み換えプロインスリンIのコンジュゲーション。組み換えプロインスリンI(分子量10,642ダルトン)はブラジルのベロホリゾンテ所在のBiobras社から入手した。プロインスリンIの2.32×10-3mmol部分を10mLのDMSO中に溶解させた。この溶液に324μLのトリエチルアミンを添加した。結果として生じた溶液を5分間撹拌し、その後アセトニトリル中の活性化メチルへプタエチレングリコール((PEG7)−ヘキシルオリゴマー)(4〜6モル等量;全プロインスリンIからトリコンジュゲートへ転換させるために十分な)の溶液を添加した。コンジュゲーション(アシル化)反応の進行はHPLCにより監視した。反応が完了したように見えたとき(すなわち非共役プロインスリンIがHPLCにより観察されない)、3.54mLの5%トリフルオロ酢酸水溶液の添加により反応を停止させた。この反応混合液をその後処理し、pH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中へ移した。生成物混合液であるオリゴマーをコンジュゲートした組み換えプロインスリンIのHPLCプロファイルはトリコンジュゲート(共役した全LysおよびN末端)およびジコンジュゲートだけに対応するピークを示すと予想される。
(b)オリゴマーをコンジュゲートした組み換えプロインスリンIの酵素反応混液による開裂。
実施例16(a)からの生成物混合液のTris−HCl溶液のアリコートをHPLCにより解析してポリペプチド濃度を決定した。トリプシンの溶液(TPCK処理;ウシ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。カルボキシペプチダーゼBの溶液(ブタ膵臓から)はpH7.6の100mM Tris−HCl緩衝液中で調製した。実施例16(a)からの生成物混合物(0.424μmol/mL)はその後トリプシン(5.97×10-4μmol/mL)およびカルボキシペプチダーゼB(1.93×10-4μmol/mL)と反応させた。30分後、この反応はアセトニトリル中の1.58mLの1%トリフルオロ酢酸の添加により停止させた。主要生成物はHPLC保持時間(既知の参照標準物質の保持時間に比較して)および質量スペクトル分析により同定した。存在する唯一のインスリンコンジュゲートであるLysB29−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたインスリンは、ほぼ95%収率で入手されると予測される。Lys1−ヘキシル−PEG7−オリゴマーをコンジュゲートしたCペプチドもまた、近い量的収率で入手した。
好ましい実施形態を参照しながら本発明について説明してきた。これらの実施形態は本発明を限定するものではなく、具体的に説明する目的で記載した。本発明の範囲は、上述の請求の範囲によって規定される。
リーダーペプチドを有するプロインスリンを使用してB−29Lys修飾インスリンを調製するための合成経路の実施形態を示す図である。 プロインスリンIIコンジュゲーションのHPLCプロファイルを示す図である。 精製プロインスリンIIモノコンジュゲートの質量スペクトルを示す図である。 精製プロインスリンIIジコンジュゲートの質量スペクトルを示す図である。 インスリン−ヘキシル−PEG7モノコンジュゲート産生のHPLCプロファイルを示す図である。 プロインスリンIIモノコンジュゲートのトリプシンによる開裂産物の質量スペクトルを示す図である。 カルボキシペプチダーゼBによるインスリン(Arg31)−ヘキシル−PEG7開裂のHPLCプロファイルを示す図である。 B−29アシル化インスリン(Arg31)−ヘキシル−PEG7コンジュゲートのカルボキシペプチダーゼによる開裂産物の質量スペクトルを示す図である。 カルボキシペプチダーゼBおよびトリプシンの酵素反応混液により開裂されたプロインスリンIIモノコンジュゲートからのインスリン−ヘキシル−PEG7(多分散)の産生のHPLCプロファイルを示す図である。 プロインスリンIIを介したインスリン−ヘキシル−PEGn(多分散)の質量スペクトルを示す図である。 プロインスリンIを介したB−29アシル化インスリン−ヘキシル−PEG7の産生のHPLCプロファイルを示す図である。 プロインスリンIを介したB−29アシル化インスリン−ヘキシル−PEG7の質量スペクトルを示す図である。 プロインスリンIコンジュゲート混合物由来のインスリン(副産物)の質量スペクトルを示す図である。 プロインスリンIモノコンジュゲートA、プロインスリンIモノコンジュゲートBおよびプロインスリンIジコンジュゲートのHPLCプロファイルを示す図である。 プロインスリンIジコンジュゲートとカルボキシペプチダーゼBおよびトリプシンの酵素反応混液との反応からのインスリン−ヘキシル−PEG7モノコンジュゲートの産生のHPLCプロファイルを示す図である。 プロインスリンIモノコンジュゲートAとカルボキシペプチダーゼBおよびトリプシンの酵素反応混液との反応からのインスリン(副産物)の産生のHPLCプロファイルを示す図である。

Claims (30)

  1. インスリンポリペプチド−オリゴマーモノコンジュゲートの合成方法であって、
    プロインスリンポリペプチドをオリゴマーと接触させるステップと、ここで、A鎖のN末端とB鎖のC末端とはペプチド結合を介して連結Cペプチドに結合されており、B鎖のN末端はリーダーペプチドに結合されており、前記ペプチド結合は酵素的に切断されてインスリンポリペプチド−オリゴマーモノコンジュゲートを産生することができるものであり、前記オリゴマーは親水性成分と親油性成分を含み、前記プロインスリンポリペプチドと前記オリゴマーは前記プロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分のリジン残基へ前記オリゴマーが結合するのに十分な条件下で結合されてプロインスリンポリペプチド−オリゴマーモノコンジュゲートを提供し、
    前記プロインスリンポリペプチド−オリゴマーモノコンジュゲートのインスリンポリペプチドのA鎖及びB鎖から連結Cペプチド及びリーダーペプチドが切断されてインスリンポリペプチド−オリゴマーモノコンジュゲートが得られるステップと
    を含む方法。
  2. 前記プロインスリンポリペプチドと前記オリゴマーとを接触させるステップが、
    前記オリゴマーと活性化剤とを、前記プロインスリンポリペプチド上の求核性基に結合することができる活性化されたオリゴマーを得るのに十分な条件下で接触させるステップと、
    前記活性化されたオリゴマーと前記プロインスリンポリペプチドとを、前記プロインスリンポリペプチド−モノオリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップと
    を含む請求項1に記載の方法。
  3. 前記オリゴマーと前記活性化剤とを接触させるステップと、前記活性化されたオリゴマーと前記プロインスリンポリペプチドとを接触させるステップとがインサイチューで実施される請求項2に記載の方法。
  4. 前記活性化されたオリゴマー対プロインスリンポリペプチドのモル比が4:1より大きい請求項2に記載の方法。
  5. 前記連結Cペプチドはリジン残基を欠いている、請求項に記載の方法。
  6. 前記連結Cペプチドが第1端に末端アミノ酸残基を有しており、前記プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートからの前記連結Cペプチドの切断が、前記プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと第1酵素とを、末端アミノ酸残基−インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップと、
    前記末端アミノ酸残基−インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと第2酵素とを、前記インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを得るのに十分な条件下で接触させるステップと
    を含む請求項に記載の方法。
  7. 前記末端アミノ酸残基がアルギニン残基である請求項に記載の方法。
  8. 前記プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと第1酵素とを接触させるステップと、前記末端アミノ酸残基−インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと第2酵素とを接触させるステップとが、同時に生ずる請求項に記載の方法。
  9. 前記第1酵素と前記第2酵素とが、前記第1酵素と前記第2酵素とを含む混合液で提供される請求項に記載の方法。
  10. 前記第1酵素がトリプシンであり、前記第2酵素がカルボキシペプチダーゼBである請求項に記載の方法。
  11. 前記リーダーペプチドにリジン残基が欠けている請求項10に記載の方法。
  12. 前記プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから前記連結Cペプチドを切断するステップが、前記プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートと、前記連結CペプチドとインスリンポリペプチドのA鎖及びB鎖の間の結合を切断することができる1以上の酵素とを、前記プロインスリンポリペプチド−オリゴマーモノコンジュゲートから連結Cペプチドを切断するのに十分な条件下で接触させるステップを含む請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  13. 前記1以上の酵素が、トリプシン、カルボキシペプチダーゼB、およびそれらの混合物からなる群から選択される請求項12に記載の方法。
  14. 前記オリゴマーが式I:
    Figure 0004318546
    (式中、Aは−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SH、またはNH2からなる群から選択される活性化可能な成分であり、
    Lは、アルキル成分および脂肪酸成分からなる群から選択されるリンカー成分であり、
    G、G’およびG’’は、各々スペーサー部分であって、糖成分、コレステロールおよびグリセリン成分からなる群から個別に選択され、
    Rは親油性成分であってR’はポリアルキレングリコール成分であるか、またはR’は親油性成分であってRはポリアルキレングリコール成分であり、
    Tは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分からなる群から選択される末端成分であり、
    j、k、mおよびnは個別に0または1である)
    の構造を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  15. 前記オリゴマーが、式II:
    Figure 0004318546
    (式中、Aは−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SH、またはNH2であり、
    Xは、酸素原子、またはAが−OHであるときにXが酸素原子ではないことを条件に共有結合であり、
    Yは、エステル、エーテル、カルバメート、カーボネート、またはアミド結合成分であり、
    mは1〜30であり、
    nは1〜50であり、
    Rは、アルキル成分、糖成分、コレステロール、アダマンタン、アルコール成分、または脂肪酸成分である)
    の構造を含む、請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  16. 前記オリゴマーは、式III:
    Figure 0004318546
    (式中、Aは−C(O)−OH、C(S)−OH、−C(S)−SH、−OH、−SH、またはNH2であり、
    mは1〜25であり、
    nは1〜25であり、
    Rはアルキルである)
    の構造を含む請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  17. 前記オリゴマーは、式IV:
    Figure 0004318546
    (式中、は1〜30であり、
    は1〜50であり、
    Rはアルキルである)
    の構造を含む請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  18. 前記オリゴマーは、式V:
    Figure 0004318546
    の構造を含む請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  19. 前記インスリンポリペプチドがヒトインスリンである請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  20. 前記オリゴマーが、前記インスリンのB29位でリジンに結合している請求項19に記載の方法。
  21. 前記インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートが、両親媒性で平衡している請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  22. 前記オリゴマーは単分散の混合物として存在している請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  23. 前記インスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートの収率が75%より大きい請求項1〜11のいずれか1項に記載の方法。
  24. プロインスリンポリペプチド及びオリゴマーを含むプロインスリンポリペプチド−オリゴマーモノコンジュゲートであって、前記プロインスリンポリペプチドはインスリンポリペプチドのA鎖とB鎖を含み、B鎖のC末端とA鎖のN末端とは連結Cペプチドを介して連結されており、B鎖のN末端はペプチド結合によりリーダーペプチドに結合されており、前記オリゴマーは前記プロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分のリジン残基に結合した親水性成分と親油性成分を含み、前記親水性成分は少なくとも一つのポリアルキレングリコール成分を含む、プロインスリンポリペプチド−オリゴマーモノコンジュゲート。
  25. 前記C連結ペプチドのリジン残基を欠いている請求項24に記載のコンジュゲート。
  26. 前記インスリンポリペプチドがヒトインスリンである請求項24または25に記載のコンジュゲート。
  27. 前記オリゴマーが前記プロインスリンポリペプチドのインスリンポリペプチド部分に該インスリンポリペプチドのリジン残基で結合している請求項24または25に記載のコンジュゲート。
  28. 前記インスリンポリペプチドはインスリンであり、前記リジン残基がインスリンのB29位にある請求項24または25に記載のコンジュゲート。
  29. プロインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートから1以上のペプチドが切断されて、インスリンのリジンB29位のアミノ基にオリゴマーを結合しているモノコンジュゲートからなるインスリンポリペプチド−オリゴマーコンジュゲートを産生できる請求項24または25に記載のコンジュゲートであって、以下の構造:
    Figure 0004318546
    (式中、は1〜30であり、
    は1〜50であり、
    Rはアルキルである)
    を有するコンジュゲート
  30. 前記オリゴマーが以下の構造:
    Figure 0004318546
    を有する請求項29に記載のコンジュゲート
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