JP4738346B2 - GlycoPEGylated factor IX - Google Patents

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、2003年12月3日に出願の米国仮特許出願第60/527,089号(あらゆる目的のために、その内容全体を参照により本明細書に援用する)、2004年1月26日に出願の米国仮特許出願第60/539,387号;2004年7月29日に出願の米国仮特許出願第60/592,744号;2004年9月29日に出願の米国仮特許出願第60/614,518号;および2004年10月29日に出願の米国仮特許出願第60/623,387号(それぞれ、あらゆる目的のために、その内容全体を参照により本明細書に援用する)に基づく優先権を主張する。
CROSS REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS This application is a US Provisional Patent Application No. 60 / 527,089 filed Dec. 3, 2003, the entire contents of which are incorporated herein by reference for all purposes. US Provisional Patent Application No. 60 / 539,387, filed January 26, 2004; US Provisional Patent Application No. 60 / 592,744, filed July 29, 2004; filed September 29, 2004 U.S. Provisional Patent Application No. 60 / 614,518; and U.S. Provisional Patent Application No. 60 / 623,387, filed October 29, 2004, each of which is hereby incorporated by reference in its entirety for all purposes. Claim priority based on (incorporated in the description).

発明の背景
ビタミンK依存性のタンパク質(例えば第IX因子)は、そのアミノ末端45残基中に9〜13のガンマ−カルボキシグルタミン酸残基(Gla)を含有する。Gla残基は、ビタミンKを利用して、肝臓で、タンパク質前駆体におけるグルタミン酸残基の側鎖をカルボキシル化する酵素によって産生される。ビタミンK依存性のタンパク質は、いくつかの生物学的プロセスに関与し、そのうち最もよく記述されるものは、血液凝固である(ネルセストヴェン(Nelsestuen)、「Vitam.Horm.」58:355〜389(2000年)に概説される)。ビタミンK依存性のタンパク質には、プロテインZ、プロテインS、プロトロンビン(第II因子)第X因子、第IX因子、プロテインC、第VII因子、Gas6、およびマトリックスGLAタンパク質が含まれる。第VII、第IX、第X、および第II因子は、凝血前プロセスで働くのに対し、プロテインC、プロテインS、およびプロテインZは、抗凝血的役割で働く。Gas6は、増殖抑制(growth arrest)特異的な遺伝子6(gas6)によってコードされる増殖抑制ホルモンであり、プロテインSに関連する。マンフィオレッティ(Manfioletti)ら「Mol.Cell.Biol.」13:4976〜4985(1993年)を参照のこと。マトリックスGLAタンパク質は、通常骨に見られ、循環における軟部組織の石灰化の予防に重要である。ルオ(Luo)ら「Nature」386:78〜81(1997年)。
BACKGROUND OF THE INVENTION Vitamin K-dependent proteins (eg Factor IX) contain 9-13 gamma-carboxyglutamate residues (Gla) in their amino terminal 45 residues. Gla residues are produced by enzymes that carboxylate the side chains of glutamic acid residues in the protein precursor in the liver using vitamin K. Vitamin K-dependent proteins are involved in several biological processes, of which the best described is blood clotting (Nelststuen, “Vitam. Home.” 58: 355. 389 (2000)). Vitamin K-dependent proteins include protein Z, protein S, prothrombin (factor II) factor X, factor IX, protein C, factor VII, Gas6, and matrix GLA proteins. Factors VII, IX, X, and II work in the precoagulation process, whereas protein C, protein S, and protein Z work in an anticoagulant role. Gas6 is a growth-inhibitory hormone encoded by growth arrest specific gene 6 (gas6) and is related to protein S. See Manfioletti et al., “Mol. Cell. Biol.” 13: 4976-4985 (1993). Matrix GLA proteins are usually found in bones and are important in preventing soft tissue calcification in the circulation. Luo et al. “Nature” 386: 78-81 (1997).

血液凝固の調節は、血餅を形成できないことと、血栓症、すなわち望ましくない血餅の形成の両方を含めて、いくつかの主要な健康問題を与えるプロセスである。望ましくない血餅を防止する薬剤は、多くの状況で使用されており、様々な薬剤が利用可能である。残念なことに、大抵の現在の治療法は、望ましくない副作用を有する。ワルファリンなどの経口投与の抗凝血剤は、肝臓中のビタミンKの作用を阻害し、それによって、ビタミンK依存性のタンパク質中のグルタミン酸残基の完全なカルボキシル化を防止することで作用するので、その結果、循環系における活性なタンパク質の濃度の低下、および血餅を形成する能力の低下を引き起こす。ワルファリン療法は、薬物と標的の競合的性質によって、複雑化されている。食事のビタミンKの変動は、ワルファリンの過量または過少量という結果になる可能性がある。凝固活性の変動は、この治療法の望ましくない結果である。   The regulation of blood clotting is a process that poses several major health problems, including both the inability to form a clot and the formation of thrombosis, an undesirable clot. Agents that prevent unwanted blood clots are used in many situations, and a variety of agents are available. Unfortunately, most current treatments have undesirable side effects. Orally administered anticoagulants such as warfarin act by inhibiting the action of vitamin K in the liver, thereby preventing the complete carboxylation of glutamate residues in vitamin K-dependent proteins. As a result, it causes a decrease in the concentration of active protein in the circulatory system and a decrease in the ability to form clots. Warfarin therapy is complicated by the competitive nature of drugs and targets. Dietary vitamin K fluctuations can result in warfarin overdose or underdose. Variation in clotting activity is an undesirable result of this therapy.

低分子量ヘパリンを含む、ヘパリンなどの注射される物質も、一般的に用いられる抗凝血剤である。これらの化合物もまた、過量服用されやすく、慎重にモニタリングされるべきである。   Injectable substances such as heparin, including low molecular weight heparin, are also commonly used anticoagulants. These compounds are also prone to overdose and should be carefully monitored.

より新しいカテゴリの抗凝血剤には、第VIIa因子および第IXa因子などの、活性部位が改変されたビタミンK依存性の凝固因子が含まれる。活性部位は、アミノ酸または短いペプチドのクロロメチルケトン誘導体などのセリンプロテアーゼ阻害剤によってブロックされる。活性部位が改変されたタンパク質は、そのそれぞれの因子との複合体を形成する能力は保持するが、不活性であり、それによって、酵素活性を生じず、それぞれの活性な酵素と補助因子の複合体形成を防止する。要するに、これらのタンパク質は、他の抗凝血剤の有害な副作用を伴わずに抗凝血治療法の利益を提供すると思われる。活性部位が改変された第Xa因子は、この群内の別の可能な抗凝血剤である。その補助因子タンパク質は、第Va因子である。活性部位が改変された活性化プロテインC(APC)もまた、凝固の有効な阻害剤を形成することができる。ソレンセン(Sorensen)ら「J.Biol.Chem.」272:11863〜11868(1997年)を参照のこと。活性部位が改変されたAPCは、第Va因子と結合し、第Xa因子が結合するのを防止する。   A newer category of anticoagulants includes vitamin K-dependent clotting factors with altered active sites, such as Factor VIIa and Factor IXa. The active site is blocked by serine protease inhibitors such as amino acid or chloromethyl ketone derivatives of short peptides. Proteins with modified active sites retain their ability to form complexes with their respective factors, but are inactive, thereby producing no enzymatic activity, and each active enzyme and cofactor complex. Prevent body formation. In short, these proteins appear to provide anticoagulant therapy benefits without the deleterious side effects of other anticoagulants. Factor Xa with modified active sites is another possible anticoagulant within this group. The cofactor protein is Factor Va. Activated protein C (APC) with modified active sites can also form effective inhibitors of coagulation. See Sorensen et al., “J. Biol. Chem.” 272: 11863-11868 (1997). APC with an altered active site binds to factor Va and prevents factor Xa from binding.

ビタミンK依存性の凝固因子の使用を主に抑制するものは、費用である。ビタミンK依存性のタンパク質の生合成は、少数の動物細胞タイプに存在する、損なわれていないグルタミン酸カルボキシル化システムに依存している。これらのタンパク質の過剰生産は、この酵素系によって制限される。さらに、これらのタンパク質の有効量は多い。共通の投薬量は、ペプチド1000μg/kg(体重)である。ハーカー(Harker)ら1997年、上記を参照のこと、   It is cost that mainly suppresses the use of vitamin K-dependent clotting factors. Vitamin K-dependent protein biosynthesis relies on the intact glutamate carboxylation system present in a few animal cell types. Overproduction of these proteins is limited by this enzyme system. Furthermore, the effective amount of these proteins is large. A common dosage is 1000 μg / kg (body weight) of peptide. See Harker et al. 1997, supra.

治療的ペプチドの使用を妨げる別の現象は、タンパク質グリコシル化のよく知られた態様であり、これらのペプチドにより示される比較的短いin vivoでの半減期である。概して、in vivoでの短い半減期の問題は、治療用グリコペプチドが、しばしば高い投薬量で投与されなければならないということを意味し、これは、最終的に、言い換えれば、より長続きする、より有効な糖タンパク質治療法を行うためのより効率的な方法が利用可能な場合に必要とされる可能性があるよりも、より高い保健医療費が必要となる。   Another phenomenon that hinders the use of therapeutic peptides is a well-known aspect of protein glycosylation, the relatively short in vivo half-life exhibited by these peptides. In general, the short half-life problem in vivo means that therapeutic glycopeptides often have to be administered at high dosages, which in turn, lasts longer, Higher health care costs are required than may be required when more efficient methods are available for effective glycoprotein therapy.

第VIIa因子は、例えば、この問題を例証する。第VII因子および第VIIa因子は、ヒトにおける循環半減期が、約2〜4時間である。すなわち、2〜4時間以内に、血清中のペプチドの濃度は、半分だけ減少する。第VIIa因子が血友病のある種の形を治療するプロコアグラントとして使用される場合、標準のプロトコルは、2時間毎に、高い投薬量(45〜90μg/kg(体重))で、VIIaを注入することとなる。ヘドナー(Hedner)ら、「Transfus.Med.Rev.」7:78〜83(1993年))を参照のこと。したがって、プロコアグラントまたは抗凝血剤としてのこれらのタンパク質の使用では(第VIIa因子の場合)、タンパク質が、頻度が高い間隔で、かつ高い投薬量で投与される必要がある。   Factor Vila, for example, illustrates this problem. Factor VII and Factor VIIa have a circulating half-life in humans of about 2-4 hours. That is, within 2-4 hours, the concentration of peptide in the serum is reduced by half. When Factor VIIa is used as a procoagulant to treat certain forms of hemophilia, the standard protocol is to increase VIIa at high dosages (45-90 μg / kg body weight) every 2 hours. Will be injected. See Hedner et al., “Transfus. Med. Rev.” 7: 78-83 (1993)). Thus, the use of these proteins as procoagulants or anticoagulants (in the case of Factor VIIa) requires that the proteins be administered at frequent intervals and at high dosages.

費用効率が高いグリコペプチド療法を提供する1つの問題解決法は、in vivoでの半減期がより長いペプチドを提供することであった。例えば、薬物動態学的特性を向上させたグリコペプチド治療薬が、ペプチド主鎖に合成のポリマーを結合させることによって産生されている。ペプチドに結合されてきた典型的なポリマーは、ポリ(エチレングリコール)(「PEG」)である。ペプチド治療薬を誘導体化するためのPEGの使用は、ペプチドの免疫原性を減少させることが実証されている。例えば、米国特許第4,179,337号明細書(デイビス(Davis)ら)は、ポリエチレングリコール(PEG)またはポリプロピレングリコールを結合させた酵素やペプチドホルモンなどの非免疫原性ポリペプチドを開示している。免疫原性の低下に加えて、循環におけるクリアランス時間が、当該ポリペプチドのPEG−コンジュゲートのサイズの増大によって延長される。   One solution to providing cost effective glycopeptide therapy has been to provide peptides with a longer half-life in vivo. For example, glycopeptide therapeutics with improved pharmacokinetic properties have been produced by attaching synthetic polymers to the peptide backbone. A typical polymer that has been conjugated to peptides is poly (ethylene glycol) ("PEG"). The use of PEG to derivatize peptide therapeutics has been demonstrated to reduce peptide immunogenicity. For example, US Pat. No. 4,179,337 (Davis et al.) Discloses non-immunogenic polypeptides such as enzymes and peptide hormones conjugated with polyethylene glycol (PEG) or polypropylene glycol. Yes. In addition to reduced immunogenicity, clearance time in circulation is prolonged by increasing the size of the polypeptide's PEG-conjugate.

ペプチドに、PEGおよびその誘導体を付着させる主要な様式は、ペプチドのアミノ酸残基を介する非特異的な結合である(例えば、米国特許第4,088,538号明細書、米国特許第4,496,689号明細書、米国特許第4,414,147号明細書、米国特許第4,055,635号明細書、および、国際公開第87/00056号パンフレット参照のこと)。ペプチドにPEGを付着する別の様式は、グリコペプチド上のグリコシル残基の非特異的な酸化を介するものである(例えば、国際公開第94/05332号パンフレットを参照のこと)。   The primary mode of attaching PEG and its derivatives to peptides is non-specific linkage via amino acid residues of the peptide (eg, US Pat. No. 4,088,538, US Pat. No. 4,496). No. 6,689, U.S. Pat. No. 4,414,147, U.S. Pat. No. 4,055,635, and WO 87/00056). Another mode of attaching PEG to peptides is via non-specific oxidation of glycosyl residues on glycopeptides (see, eg, WO 94/05332).

これらの非特異的方法では、ポリ(エチレングリコール)は、ペプチド主鎖上の反応性の残基に、ランダムな非特異的方式で加えられる。当然、PEG分子のランダムな付加は、最終の産物の均質性の欠如、およびペプチドの生物学的または酵素的活性の低下の可能性を含めて、その欠点を有する。したがって、治療用ペプチドの産生のために、特異的に標識され、容易に特徴づけられる、本質的に均一な産物を形成させる誘導体化戦略が、優れている。こうした方法は、開発されている。   In these non-specific methods, poly (ethylene glycol) is added in a random non-specific manner to reactive residues on the peptide backbone. Of course, random addition of PEG molecules has its drawbacks, including the lack of homogeneity of the final product and the potential for reduced biological or enzymatic activity of the peptide. Thus, derivatization strategies that produce specifically homogeneous products that are specifically labeled and easily characterized for the production of therapeutic peptides are superior. Such a method has been developed.

特異的に標識された、均一なペプチド治療薬は、酵素の作用を介してin vitroで産生できる。ペプチドに、合成のポリマーまたは他の標識を付着させるための典型的な非特異的方法とは異なり、酵素に基づく合成は、位置選択性および立体選択性という利点を有する。標識されたペプチドの合成で使用するための2つの主要なクラスの酵素は、グリコシルトランスフェラーゼ(例えば、シアリルトランスフェラーゼ、オリゴサッカリルトランスフェラーゼ、N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ)、およびグリコシダーゼである。これらの酵素は、糖(これは、その後、治療的部分を含むように改変される可能性がある)の特異的な付着のために使用することができる。あるいは、グリコシルトランスフェラーゼおよび改変されたグリコシダーゼは、改変された糖をペプチド主鎖に直接転移するために使用することができる(例えば、それぞれ、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第6,399,336号明細書、ならびに米国特許出願公開第20030040037号明細書、同第20040132640号明細書、同第20040137557号明細書、同第20040126838号明細書、および同第20040142856号明細書を参照のこと)。化学的合成と酵素的合成の要素の両方を組み合わせた方法もまた、知られている(例えば、Yamamotoら、「Carbohydr.Res.」305:415〜422(1998年)、および参照により本明細書に組み込まれる米国特許出願公開第20040137557号明細書を参照のこと)。   Specifically labeled, homogeneous peptide therapeutics can be produced in vitro through the action of enzymes. Unlike typical non-specific methods for attaching synthetic polymers or other labels to peptides, enzyme-based synthesis has the advantage of regioselectivity and stereoselectivity. Two major classes of enzymes for use in the synthesis of labeled peptides are glycosyltransferases (eg, sialyltransferases, oligosaccharyltransferases, N-acetylglucosaminyltransferases), and glycosidases. These enzymes can be used for specific attachment of sugars, which may subsequently be modified to include a therapeutic moiety. Alternatively, glycosyltransferases and modified glycosidases can be used to transfer modified sugars directly to the peptide backbone (eg, US Pat. No. 6,399, each incorporated herein by reference). , 336, and U.S. Patent Application Publication Nos. 2003000370037, 200401132640, 200401367557, 20040126838, and 20040142856). . Methods that combine both chemical and enzymatic synthesis elements are also known (eg, Yamamoto et al., “Carbohydr. Res.” 305: 415-422 (1998), and are herein incorporated by reference. U.S. Patent Application Publication No. 20040137557, incorporated herein by reference).

第IX因子は、極めて有益な治療用ペプチドである。今日、商業的に入手可能な形の第IX因子が使用されているが、これらのペプチドを、得られる単離された糖タンパク質産物の薬物動態を増強する改変によって、改良することができる。したがって、向上された効果およびより優れた薬物動態をもつ、より永続的な第IX因子ペプチドは、当分野で依然として必要である。さらに、最も多くの人にとって有効であるように、何度も容易に再生できる予測可能な本質的に均一な構造をもつ、治療的薬物動態が向上した第IX因子ペプチドを、工業規模で産生することが可能でなければならない。   Factor IX is a highly beneficial therapeutic peptide. Although commercially available forms of Factor IX are used today, these peptides can be improved by modifications that enhance the pharmacokinetics of the resulting isolated glycoprotein product. Thus, there is still a need in the art for a more permanent Factor IX peptide with improved efficacy and better pharmacokinetics. In addition, it produces factor IX peptides on an industrial scale with improved therapeutic pharmacokinetics, with predictable and essentially homogeneous structures that can be easily regenerated many times, as would be effective for most people It must be possible.

幸いにも、ここでは、薬物動態が向上した第IX因子ペプチド、およびそれらを作製するための方法が、発見された。薬物動態が向上した第IX因子ペプチドに加えて、本発明はまた、これらの第IX因子ペプチドの産生のための産業的に実用的かつ費用効率が高い方法を提供する。本発明の第IX因子ペプチドは、PEG部分、治療的部分、生体分子などの修飾基(modifying group)を含む。したがって、本発明は、第IX因子が有効な治療法を提供するような状態および疾患の治療のための、治療的効果が向上され、薬物動態が向上された第IX因子ペプチドの必要性を満たす。   Fortunately, Factor IX peptides with improved pharmacokinetics and methods for making them have been discovered here. In addition to Factor IX peptides with improved pharmacokinetics, the present invention also provides an industrially practical and cost-effective method for the production of these Factor IX peptides. The Factor IX peptides of the present invention contain modifying groups such as PEG moieties, therapeutic moieties, biomolecules and the like. Thus, the present invention fulfills the need for Factor IX peptides with improved therapeutic efficacy and improved pharmacokinetics for the treatment of conditions and diseases where Factor IX provides an effective therapy. .

1つまたは複数のポリ(エチレングリコール)部分を用いる、第IX因子の制御された改変が、薬物動態学的特性が向上した新規の第IX因子誘導体を与えるということが、ここでは発見された。さらに、本発明の改変された第IX因子ペプチドの、信頼性が高い産生のための、費用効率が高い方法が、発見および開発された。   It has now been discovered that controlled modification of Factor IX using one or more poly (ethylene glycol) moieties provides new Factor IX derivatives with improved pharmacokinetic properties. In addition, a cost-effective method for reliable production of the modified factor IX peptides of the present invention has been discovered and developed.

一態様では、本発明は、次の部分:

Figure 0004738346

を含む第IX因子ペプチドを提供する。上式で、Dは、−OHまたはR−L−HN−である。記号Gは、R−L−または−C(O)(C〜C)アルキルを表す。Rは、直鎖または分枝ポリ(エチレングリコール)残基を含む部分であり、Lは、結合、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択されるメンバーであるリンカーである。通常、DがOHである場合、GはR−L−であり、Gが−C(O)(C〜C)アルキルである場合、DはR−L−NH−である。当分野の技術者であれば理解できる通り、本明細書に記述するシアル酸の類似体においては、COOHはまた、COOまたはその塩を表す。 In one aspect, the invention includes the following parts:
Figure 0004738346

A Factor IX peptide comprising: In the above formula, D is —OH or R 1 -L-HN—. Symbol G represents R 1-L-or -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl. R 1 is a moiety that includes a linear or branched poly (ethylene glycol) residue, and L is a linker that is a member selected from a bond, substituted or unsubstituted alkyl, and substituted or unsubstituted heteroalkyl . Usually, when D is OH, G is R 1-L-, when G is -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl, D is R 1 -L-NH-. As can be appreciated by those skilled in the art, in analogues of sialic acid described herein, COOH also, COO - represents a or a salt thereof.

別の態様では、本発明は、上述の部分を含むPEG化された第IX因子を製造する方法を提供する。本発明の方法は、(a)PEG−シアル酸供与体をもつ基質第IX因子ペプチドと、PEG−シアル酸を、転移に適した条件下で、第IX因子ペプチドのアミノ酸またはグリコシル残基に転移する酵素とを接触させることを含む。典型的なPEG−シアル酸供与体部分は、次式を有する。

Figure 0004738346
In another aspect, the present invention provides a method for producing PEGylated Factor IX comprising a moiety as described above. The method of the invention comprises (a) transferring a substrate Factor IX peptide with a PEG-sialic acid donor and PEG-sialic acid to an amino acid or glycosyl residue of the Factor IX peptide under conditions suitable for transfer. Contacting with the enzyme to be treated. A typical PEG-sialic acid donor moiety has the formula:
Figure 0004738346

一実施形態では、宿主は、哺乳類の細胞である。他の実施形態では、宿主細胞は、昆虫細胞、植物細胞、細菌、または真菌である。   In one embodiment, the host is a mammalian cell. In other embodiments, the host cell is an insect cell, a plant cell, a bacterium, or a fungus.

別の態様では、本発明は、それが必要な対象において、状態を治療する方法を提供する。ただし、この状態は、対象における損なわれた凝固によって特徴づけられる。この方法は、対象における状態を改善するのに有効な量の本発明の第IX因子ペプチドコンジュゲートを、対象に投与するステップを含む。この方法によって治療可能な典型的な疾患は、血友病である。   In another aspect, the invention provides a method of treating a condition in a subject in need thereof. However, this condition is characterized by impaired coagulation in the subject. The method comprises administering to the subject an amount of a Factor IX peptide conjugate of the invention effective to ameliorate the condition in the subject. A typical disease treatable by this method is hemophilia.

別の態様では、本発明は、本発明の第IX因子ペプチドおよび薬学的に許容される担体を含む医薬製剤を提供する。   In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical formulation comprising a Factor IX peptide of the present invention and a pharmaceutically acceptable carrier.

本発明の他の目的および利点は、この後の詳細な説明から、当分野の技術者に明らかであろう。   Other objects and advantages of the present invention will be apparent to those skilled in the art from the following detailed description.

発明の詳細な説明および好ましい実施形態
略語
PEG、ポリ(エチレングリコール);PPG、ポリ(プロピレングリコール);Ara、アラビノシル;Fru、フルクトシル;Fuc、フコシル;Gal、ガラクトシル;GalNAc、N−アセチルガラクトサミニル;Glc、グルコシル;GlcNAc、N−アセチルグルコサミニル;Man、マンノシル;ManAc、酢酸マンノサミニル(mannosaminyl acetate);Xyl、キシロシル;およびNeuAc、シアリル(N−アセチルノイラミニル);M6P、マンノース−6−リン酸;Sia、シアル酸、N−アセチルノイラミニル、ならびにその誘導体および類似体。
Detailed Description of the Invention and Preferred Embodiment Abbreviations PEG, poly (ethylene glycol); PPG, poly (propylene glycol); Ara, arabinosyl; Fru, fructosyl; Fuc, fucosyl; Gal, galactosyl; GalNAc, N-acetylgalactosaminyl Glc, glucosyl; GlcNAc, N-acetylglucosaminyl; Man, mannosyl; ManAc, mannosaminyl acetate; Xyl, xylosyl; and NeuAc, sialyl (N-acetylneuraminyl); M6P, mannose-6-phosphorus Acids; Sia, sialic acid, N-acetylneuraminyl, and derivatives and analogs thereof.

定義
別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての技術用語および科学用語は通常、本発明に属する当業者によって一般に理解されるのと同一の意味を有する。通常、本明細書で使用される学術用語、ならびに細胞培養、分子遺伝学、有機化学および核酸化学、およびハイブリッド形成における実験法は、よく知られており、かつ当分野で一般に用いられるものである。核酸およびペプチド合成のために、標準技術が使用される。これらの技術および手順は通常、当分野の従来の方法および様々な一般的な基準(概して、参照により本明細書に組み込まれる、サムブルック(Sambrook)ら、「MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL」、第2版(1989年)コールドスプリングハーバー研究所出版(Cold Spring Harbor Laboratory Press)、コールドスプリングハーバー(Cold Spring Harbor)、ニューヨーク(N.Y.)を参照のこと)に従って実施され、これらは、この文書全体を通して提供される。本明細書で使用される学術用語、および分析化学における実験法、ならびに以下で述べられる有機合成物は、よく知られており、かつ当分野で一般に用いられるものである。標準技術、またはその改変形態は、化学合成および化学分析のために使用される。
Definitions Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein generally have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Usually, the terminology used herein, and experimental methods in cell culture, molecular genetics, organic chemistry and nucleic acid chemistry, and hybridization are well known and commonly used in the art. . Standard techniques are used for nucleic acid and peptide synthesis. These techniques and procedures are typically described in conventional methods and various general standards in the art (generally, Sambrook et al., “MOLECULAR CLONING: A LABORATORY MANUAL”, No. 1, incorporated herein by reference. 2nd edition (1989) Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, New York (see NY)), which are documented in this document Provided throughout. The terminology used herein, and experimental methods in analytical chemistry, and the organic compounds described below are well known and commonly used in the art. Standard techniques, or modified versions thereof, are used for chemical synthesis and chemical analysis.

本明細書で記述するオリゴ糖はすべて、非還元糖類(すなわちGal)に関する名前または省略形、それに続いて、グリコシド結合(αまたはβ)の構造、環結合(1または2)、結合(2、3、4、6または8)に使用される還元糖類の環位置、次いで、還元糖(すなわちGlcNAc)の名前または省略形を用いて記述される。各糖類は、好ましくはピラノースである。標準の糖鎖生物学の用語の総説のために、「Essentials of Glycobiology」ファルキ(Varki)ら編 CSHLプレス(CSHL Press)(1999年)を参照のこと。   All oligosaccharides described herein are named or abbreviated for non-reducing sugars (ie, Gal) followed by glycosidic bond (α or β) structure, ring bond (1 or 2), bond (2, 3, 4, 6 or 8) is described using the ring position of the reducing sugar, followed by the name or abbreviation of the reducing sugar (ie GlcNAc). Each saccharide is preferably pyranose. For a review of standard glycan biology terms, see “Essentials of Glycobiology”, Varki et al., CSHL Press (1999).

還元末端の糖類が、実際は、還元糖であってもなくても、オリゴ糖は、還元末端と非還元末端を有すると考えられる。公認されている用語に従って、オリゴ糖は、本明細書では、左に非還元末端、右に還元末端を付けて表す。   Whether the reducing end saccharide is actually a reducing sugar or not, an oligosaccharide is considered to have a reducing end and a non-reducing end. In accordance with accepted terminology, oligosaccharides are represented herein with a non-reducing end on the left and a reducing end on the right.

用語「シアル酸」は、9−炭素のカルボキシル化された糖のファミリーのいずれのメンバーも指す。シアル酸ファミリーの最も一般的なメンバーは、N−アセチル−ノイラミン酸(2−ケト−5−1−アセトアミド−3,5−ジデオキシ−D−グリセロ−D−ガラクトノヌロピラノ−1−ソン(galactononulopyranos−1−onic)酸(しばしばNeu5Ac、NeuAc、またはNANAと略記される)である。このファミリーの第2のメンバーは、NeuAcのN−アセチル基が水酸化された、N−グリコリル―ノイラミン酸(Neu5GcまたはNeuGc)である。第3のシアル酸ファミリーメンバーは、2−ケト−3−デオキシ−ノヌロソン酸(nonulosonic acid)(KDN)である(ナダノ(Nadano)ら(1986年)「J.Biol.Chem.」261:11550〜11557、カナモリ(Kanamori)ら、「J.Biol.Chem.」265:21811〜21819(1990年))。9−O−ラクチル−Neu5Acまたは9−O−アセチル−Neu5Acのような9−O−C1〜C6アシル−Neu5Ac、9−デオキシ−9−フルオロ−Neu5Ac、および9−アジド−9−デオキシ−Neu5Acなどの、9−置換型シアル酸も含まれる。シアル酸ファミリーの総説のために、例えば、ファルキ(Varki)、「Glycobiology」2:25〜40(1992年);「Sialic Acids:Chemistry,Metabolism and Function」、R.シャウアー(R.Schauer)編(シュプリンガー出版(Springer−Verlag)、ニューヨーク(New York)(1992年))を参照のこと。シアリル化手順におけるシアル酸化合物の合成および使用は、1992年10月1日に公開された国際出願国際公開第92/16640号パンフレットに開示されている。   The term “sialic acid” refers to any member of the family of 9-carbon carboxylated sugars. The most common member of the sialic acid family is N-acetyl-neuraminic acid (2-keto-5-1-acetamido-3,5-dideoxy-D-glycero-D-galactononuropyrano-1-son -1-onic) acid (often abbreviated as Neu5Ac, NeuAc, or NANA) The second member of this family is N-glycolyl-neuraminic acid (N-acetyl group of NeuAc hydroxylated). A third sialic acid family member is 2-keto-3-deoxy-nonulosonic acid (KDN) (Nadano et al. (1986) "J. Biol. Chem. "261: 11550-115. 7, Kanamori et al., “J. Biol. Chem.” 265: 21811-2121819 (1990)) 9-O—C1 such as 9-O-lactyl-Neu5Ac or 9-O-acetyl-Neu5Ac. Also included are 9-substituted sialic acids such as ~ C6 acyl-Neu5Ac, 9-deoxy-9-fluoro-Neu5Ac, and 9-azido-9-deoxy-Neu5Ac For a review of the sialic acid family, for example, Varki, “Glycobiology” 2: 25-40 (1992); “Sialic Acids: Chemistry, Metabolism and Function”, edited by R. Schauer (Springer-Ver, Springer-Ver) See New York (1992) .The synthesis and use of sialic acid compounds in sialylation procedures is disclosed in WO 92/16640 published Oct. 1, 1992. Has been.

「ペプチド」は、モノマーがアミノ酸であり、かつアミド結合を介して共に連結されるポリマーを指し、あるいは、ポリペプチドと呼ばれる。さらに、非天然のアミノ酸、例えば、β−アラニン、フェニルグリシン、およびホモアルギニンもまた含まれる。遺伝子コードされないアミノ酸もまた、本発明に使用できる。さらに、反応性の基、グリコシル化部位、ポリマー、治療的部分、生体分子などを含むように改変されたアミノ酸もまた、本発明に使用できる。本発明に使用されるアミノ酸はすべて、d−またはl−異性体のどちらかであり得る。l−異性体が、通常好ましい。さらに、他のペプチドミメティクス(peptidomimetics)もまた、本発明に有用である。本明細書では、「ペプチド」は、グリコシル化ペプチドと非グリコシル化ペプチドの両方を指す。ペプチドを発現するシステムによって、不完全にグリコシル化されたペプチド(petide)も含まれる。一般的な総説のために、スパトラ,A.F.(Spatola,A.F.)、「Chemistry and Biochemistry of Amino Acids」内、「Peptides and Proteins」、B.ウェインスタイン(B.Weinstein)編、マルセルデッカー(Marcel Dekker)、ニューヨーク(New York)、267ページ(1983年)を参照のこと。   “Peptide” refers to a polymer in which the monomers are amino acids and are linked together through amide bonds, alternatively referred to as a polypeptide. In addition, unnatural amino acids such as β-alanine, phenylglycine, and homoarginine are also included. Amino acids that are not gene-encoded can also be used in the present invention. In addition, amino acids modified to include reactive groups, glycosylation sites, polymers, therapeutic moieties, biomolecules, and the like can also be used in the present invention. All amino acids used in the present invention can be either the d- or l-isomer. The l-isomer is usually preferred. In addition, other peptidomimetics are also useful in the present invention. As used herein, “peptide” refers to both glycosylated and non-glycosylated peptides. Also included are peptides that are incompletely glycosylated by a system that expresses the peptide. For a general review, see Spatra, A. F. (Spatola, A.F.), “Chemistry and Biochemistry of Amino Acids”, “Peptides and Proteins”, B.C. See B. Weinstein, Marcel Dekker, New York, page 267 (1983).

用語「ペプチドコンジュゲート」は、ペプチドが、本明細書に記述される通りの改変された糖と結合されるような本発明の種を指す。   The term “peptide conjugate” refers to a species of the invention such that a peptide is conjugated with a modified sugar as described herein.

用語「アミノ酸」は、天然に存在するおよび合成のアミノ酸、ならびに、天然に存在するアミノ酸と同様に働くアミノ酸類似体およびアミノ酸ミメティクス(mimetics)を指す。天然に存在するアミノ酸は、遺伝暗号によってコードされるもの、ならびに後で改変されるアミノ酸(例えば、ヒドロキシプロリン、γ−カルボキシグルタミン酸、およびO−ホスホセリン)である。アミノ酸類似体は、天然に存在するアミノ酸と同じ基本化学構造(すなわち、水素、カルボキシル基、アミノ基、およびR基と結合されるα炭素)を有する化合物、例えば、ホモセリン、ノルロイシン、メチオニンスルホキシド、メチオニンメチルスルホニウムを指す。こうした類似体は、改変されたR基(例えばノルロイシン)または改変されたペプチド主鎖を有するが、天然に存在するアミノ酸と同じ基本化学構造を保持する。アミノ酸ミメティクスは、アミノ酸の一般的な化学構造とは異なる構造を有するが、天然に存在するアミノ酸と同様に働く化合物を指す。本明細書では、「アミノ酸」は、それが、ペプチド配列のリンカーまたは成分であるかどうかに関係なく、アミノ酸のD−およびL−異性体、ならびにこれらの2つの異性体の混合物を指す。   The term “amino acid” refers to naturally occurring and synthetic amino acids, as well as amino acid analogs and amino acid mimetics that work in a manner similar to the naturally occurring amino acids. Naturally occurring amino acids are those encoded by the genetic code, as well as those amino acids that are later modified (eg, hydroxyproline, γ-carboxyglutamic acid, and O-phosphoserine). Amino acid analogs are compounds having the same basic chemical structure as a naturally occurring amino acid (ie, hydrogen, carboxyl group, amino group, and α carbon bonded to R group), such as homoserine, norleucine, methionine sulfoxide, methionine Refers to methylsulfonium. Such analogs have modified R groups (eg, norleucine) or modified peptide backbones, but retain the same basic chemical structure as a naturally occurring amino acid. Amino acid mimetics refers to compounds that have a structure that is different from the general chemical structure of an amino acid, but that functions in a manner similar to a naturally occurring amino acid. As used herein, “amino acid” refers to the D- and L-isomers of amino acids, and mixtures of these two isomers, regardless of whether it is a linker or component of a peptide sequence.

本明細書では、用語「改変された糖」は、本発明のプロセス内で、ペプチドのアミノ酸またはグリコシル残基に酵素的に加えられる、天然に存在するあるいは天然に存在しない炭水化物を指す。改変された糖は、これに限定されないが、糖ヌクレオチド(一、二、および三リン酸)、活性化された糖(例えば、ハロゲン化グリコシル、グリコシルメシラート)、ならびに、活性化されておらず、ヌクレオチドでもない糖を含めて、いくつかの酵素基質から選択される。「改変された糖」は、「修飾基」を用いて共有結合的に官能性をもたせられる。有用な修飾基には、PEG部分、治療的部分、診断用部分、生体分子などが含まれるが、これに限定されない。修飾基は、好ましくは、天然に存在する、あるいは改変されていない炭水化物ではない。修飾基を用いる機能化の位置は、「改変された糖」が、ペプチドに酵素的に加えられることが妨げられないように選択される。   As used herein, the term “modified sugar” refers to a naturally occurring or non-naturally occurring carbohydrate that is enzymatically added to an amino acid or glycosyl residue of a peptide within the process of the invention. Modified sugars include, but are not limited to, sugar nucleotides (mono, di, and triphosphates), activated sugars (eg, glycosyl halides, glycosyl mesylate), and unactivated , Selected from several enzyme substrates, including sugars that are not nucleotides. A “modified sugar” is covalently functionalized using a “modifying group”. Useful modifying groups include, but are not limited to, PEG moieties, therapeutic moieties, diagnostic moieties, biomolecules, and the like. The modifying group is preferably not a naturally occurring or unaltered carbohydrate. The position of functionalization using the modifying group is selected such that the “modified sugar” is not prevented from being enzymatically added to the peptide.

用語「水溶性」は、水に対するある程度の検出可能な程度の可溶性をもつ部分を指す。水溶性を検出および/または定量化する方法は、当分野でよく知られている。典型的な水溶性ポリマーには、ペプチド、糖類、ポリ(エーテル)、ポリ(アミン)、ポリ(カルボン酸)などが含まれる。ペプチドは、単一のアミノ酸、例えばポリ(リジン)からなる混合された配列を有する可能性がある。典型的な多糖類は、ポリ(シアル酸)である。典型的なポリ(エーテル)は、ポリ(エチレングリコール)である。ポリ(エチレンイミン)は、典型的なポリアミンであり、ポリ(アクリル)酸は、代表的なポリ(カルボン酸)である。   The term “water-soluble” refers to a moiety that has some detectable degree of solubility in water. Methods for detecting and / or quantifying water solubility are well known in the art. Typical water soluble polymers include peptides, saccharides, poly (ethers), poly (amines), poly (carboxylic acids) and the like. Peptides can have a mixed sequence of single amino acids, such as poly (lysine). A typical polysaccharide is poly (sialic acid). A typical poly (ether) is poly (ethylene glycol). Poly (ethyleneimine) is a typical polyamine and poly (acrylic) acid is a typical poly (carboxylic acid).

水溶性ポリマーのポリマー主鎖は、ポリ(エチレングリコール)(すなわちPEG)であり得る。しかし、他の関連するポリマーもまた、本発明の実施において使用するのに適していること、また、用語PEGまたはポリ(エチレングリコール)の使用は、この点については包括的であり排他的ではないと意図されることを理解すべきである。用語PEGは、アルコキシPEG、二官能性PEG、多数の腕をもつPEG、二叉のPEG、分枝PEG、ペンダントPEG(すなわち、ポリマー主鎖にぶら下がった1つまたは複数の官能基を有するPEGまたは関連するポリマー)、あるいはその中に分解可能な結合を含むPEGを含めた、そのいずれかの形のポリ(エチレングリコール)を含む。   The polymer backbone of the water soluble polymer can be poly (ethylene glycol) (ie PEG). However, other related polymers are also suitable for use in the practice of the present invention, and the use of the term PEG or poly (ethylene glycol) is inclusive and not exclusive in this regard Should be understood as intended. The term PEG includes alkoxy PEG, bifunctional PEG, multi-armed PEG, bifurcated PEG, branched PEG, pendant PEG (i.e., PEG having one or more functional groups hanging on the polymer backbone or Related polymers), or any form of poly (ethylene glycol), including PEG containing degradable linkages therein.

ポリマー主鎖は、線状であっても分枝状であってもよい。分枝ポリマー主鎖は通常、当技術分野で知られている。一般的に、分枝ポリマーは、中心枝の中心部分と、中心枝の中心に連結された、複数の線状ポリマー鎖を有する。PEGは一般的に、グリセロール、ペンタエリスリトールおよびソルビトールなどの様々な多価アルコールへの、エチレンオキシドの付加によって調製できる分枝形で用いられる。中心枝部分はまた、リジンなどのいくつかのアミノ酸から得ることができる。分枝ポリ(エチレングリコール)は、R(−PEG−OH)として一般形で表すことができる。ただし、Rは、グリセロールまたはペンタエリスリトールなどの中心部分を表し、mは、アームの数を表す。米国特許第5,932,462号明細書(その内容全体を参照により本明細書に援用する)に記述されるものなどの多数の腕をもつPEG分子を、ポリマー主鎖として使用することもできる。 The polymer main chain may be linear or branched. Branched polymer backbones are generally known in the art. Generally, a branched polymer has a central portion of a central branch and a plurality of linear polymer chains linked to the center of the central branch. PEG is commonly used in branched forms that can be prepared by addition of ethylene oxide to various polyhydric alcohols such as glycerol, pentaerythritol and sorbitol. The central branch portion can also be obtained from several amino acids such as lysine. Branched poly (ethylene glycol) can be represented in general form as R (-PEG-OH) m . Where R represents a central portion such as glycerol or pentaerythritol, and m represents the number of arms. PEG molecules with multiple arms, such as those described in US Pat. No. 5,932,462, the entire contents of which are incorporated herein by reference, can also be used as the polymer backbone. .

多くの他のポリマーもまた、本発明に適している。非ペプチド性かつ水溶性であり、2から約300末端をもつポリマー主鎖が、本発明に特に有用である。適切なポリマーの例には、これに限定されないが、ポリ(プロピレングリコール)(「PPG」)などの他のポリ(アルキレングリコール)、エチレングリコールおよびプロピレングリコールなどのコポリマー、ポリ(オキシエチル化ポリオール)、ポリ(オレフィンアルコール)、ポリ(ビニルピロリドン)、ポリ(ヒドロキシプロピルメタクリルアミド)、ポリ(α−ヒドロキシ酸)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリホスファゼン、ポリオキサゾリン、ポリ(N−アクリロイルモルホリン)(その内容全体を参照により本明細書に援用する米国特許第5,629,384号明細書に記載される通りのものなど)、およびそれらのコポリマー、ターポリマー、ならびにそれらの混合物が含まれる。ポリマー主鎖の各鎖の分子量は、変動する可能性があるが、これは、一般的に、約100Daから約100,000Da、しばしば約6,000Daから約80,000Daの範囲である。   Many other polymers are also suitable for the present invention. Polymer backbones that are non-peptidic and water-soluble and have 2 to about 300 termini are particularly useful in the present invention. Examples of suitable polymers include, but are not limited to, other poly (alkylene glycols) such as poly (propylene glycol) (“PPG”), copolymers such as ethylene glycol and propylene glycol, poly (oxyethylated polyols), Poly (olefin alcohol), poly (vinyl pyrrolidone), poly (hydroxypropyl methacrylamide), poly (α-hydroxy acid), poly (vinyl alcohol), polyphosphazene, polyoxazoline, poly (N-acryloylmorpholine) (contents) And those copolymers, terpolymers, and mixtures thereof, such as those described in US Pat. No. 5,629,384, which is incorporated herein by reference in its entirety. The molecular weight of each chain of the polymer backbone can vary but is generally in the range of about 100 Da to about 100,000 Da, often about 6,000 Da to about 80,000 Da.

「曲線下面積」または「AUC」は、本明細書では、患者にペプチド薬物を投与することにおいて、ゼロから無限大までの時間の関数としての、患者の体循環における薬物の濃度を示す、曲線下の総面積と定義される。   “Area under the curve” or “AUC” as used herein is a curve that indicates the concentration of a drug in the patient's systemic circulation as a function of time from zero to infinity in administering a peptide drug to the patient. It is defined as the total area below.

用語「半減期」または「t1/2」は、本明細書では、患者にペプチド薬物を投与することにおいて、患者における薬物の血漿濃度が、半分だけ減少するのに必要とされる時間と定義される。複数のクリアランスメカニズム、再分布(redistribution)、および当分野でよく知られた他の機構に応じて、ペプチド薬物に関連する2つ以上の半減期が存在する可能性がある。通常、アルファ相が、再分布に関連し、ベータ相が、クリアランスに関連するように、アルファおよびベータ半減期が、定義される。しかし、大部分は血流に限られるタンパク質薬物を用いると、少なくとも2つのクリアランス半減期が存在する可能性がある。ある種のグリコシル化されたペプチドについては、迅速なベータ相クリアランスは、末端のガラクトース、N−アセチルガラクトサミン、N−アセチルグルコサミン、マンノース、またはフコースを認識する、マクロファージまたは内皮細胞上のアクセプターを介して仲介される可能性がある。有効な半径<2nm(約68kD)をもつ、かつ/または組織における特異的または非特異的な取り込みおよび代謝を行う分子については、腎臓糸球濾過を介するより遅いベータ相クリアランスが起こる可能性がある。GlycoPEG化(GlycoPEGylation)は、末端糖(例えばガラクトースまたはN−アセチルガラクトサミン)を覆うことができ、それによって、これらの糖を認識するアクセプターを介する迅速なアルファ相クリアランスをブロックする。これはまた、より大きな有効な半径を与えることができ、それによって、分布の体積および組織取り込みを減少させ、それによって、後期のベータ相を延長する。したがって、当分野で知られている通り、アルファ相およびベータ相半減期に対するGlycoPEG化の厳密な影響は、サイズ、グリコシル化の状態、および他のパラメータに応じて変動する。「半減期」のさらなる説明は、「Pharmaceutical Biotechnology」(1997年、DFA クロンメリン(DFA Crommelin)およびRD シンデラー(RD Sindelar)編、ハーウッド出版社(Harwood Publishers)、アムステルダム(Amsterdam)、101〜120ページ)に出ている。   The term “half-life” or “t1 / 2” is defined herein as the time required to reduce the plasma concentration of a drug in a patient by half in administering the peptide drug to the patient. The There may be more than one half-life associated with peptide drugs, depending on multiple clearance mechanisms, redistribution, and other mechanisms well known in the art. Usually alpha and beta half-lives are defined such that the alpha phase is related to redistribution and the beta phase is related to clearance. However, with protein drugs that are largely restricted to the bloodstream, there may be at least two clearance half-lives. For certain glycosylated peptides, rapid beta phase clearance is via acceptors on macrophages or endothelial cells that recognize terminal galactose, N-acetylgalactosamine, N-acetylglucosamine, mannose, or fucose. May be mediated. For molecules with an effective radius <2 nm (about 68 kD) and / or specific or non-specific uptake and metabolism in tissue, slower beta phase clearance via renal glomerular filtration may occur . GlycoPEGylation can cover terminal sugars (eg, galactose or N-acetylgalactosamine), thereby blocking rapid alpha phase clearance via acceptors that recognize these sugars. This can also give a larger effective radius, thereby reducing the volume of distribution and tissue uptake, thereby prolonging the late beta phase. Thus, as is known in the art, the exact impact of GlycoPEGylation on alpha and beta phase half-life varies depending on size, glycosylation status, and other parameters. A further description of “half-life” can be found in “Pharmaceutical Biotechnology” (1997, edited by DFA Crommelin and RD Cinderella, Harwood Publishers, Amsterdam 1 to Amsterda 120). Out.

用語「糖結合(glycoconjugation)」は、本明細書では、ポリペプチド(例えば第IX因子ペプチド基質)のアミノ酸またはグリコシル残基への、改変された糖種の、酵素的に仲介される結合を指す。「糖結合」の下の属は、「グリコール−PEG化」である。ただし、改変された糖の修飾基は、ポリ(エチレングリコール)およびアルキル誘導体(例えば、m−PEG)またはその反応性の誘導体(例えば、HN−PEG、HOOC−PEG)である。 The term “glycoconjugation” as used herein refers to an enzymatically mediated attachment of a modified sugar species to an amino acid or glycosyl residue of a polypeptide (eg, a Factor IX peptide substrate). . The genus under “sugar linkage” is “glycol-PEGylated”. However, modified sugar modifying groups are poly (ethylene glycol) and alkyl derivatives (eg, m-PEG) or reactive derivatives thereof (eg, H 2 N-PEG, HOOC-PEG).

用語「大規模」および「工業規模」は、同義的に使用され、単一の反応サイクルの完了時に、少なくとも約250mg、好ましくは少なくとも約500mg、および好ましくは少なくとも約1グラムの糖コンジュゲート(glycoconjugate)を産生する反応サイクルを指す。   The terms “large scale” and “industrial scale” are used interchangeably and at the completion of a single reaction cycle, at least about 250 mg, preferably at least about 500 mg, and preferably at least about 1 gram of glycoconjugate (glycoconjugate). ).

用語「グリコシル連結基」は、本明細書では、修飾基(例えば、PEG部分、治療的部分、生体分子)が共有結合的に付着されるグリコシル残基を指し、グリコシル連結基は、コンジュゲートの残部に修飾基を連結する。本発明の方法では、「グリコシル連結基」は、グリコシル化されたまたはグリコシル化されていないペプチドに、共有結合的に付着されるようになり、それによって、ペプチド上のアミノ酸および/またはグリコシル残基に薬剤を連結する。「グリコシル連結基」は、通常、「改変された糖」の酵素的付着による「改変された糖」から、ペプチドのアミノ酸および/またはグリコシル残基に誘導される。グリコシル連結基は、修飾基で改変される糖カセットの形成中に分解される、糖類から得られる構造であってもよいし(例えば酸化→シッフ塩基形成→還元)、グリコシル連結基は、損なわれなくてもよい。「完全なグリコシル連結基」は、修飾基をコンジュゲートの残部に連結する糖類モノマーが、分解(例えば、例えば、メタ過ヨウ素酸ナトリウムによって、酸化)されない、グリコシル部分から得られる連結基を指す。本発明の「完全なグリコシル連結基」は、グリコシル単位の付加、あるいは親の糖類構造からの1つまたは複数のグリコシル単位の除去によって、天然に存在するオリゴ糖から得ることができる。   The term “glycosyl linking group” as used herein refers to a glycosyl residue to which a modifying group (eg, PEG moiety, therapeutic moiety, biomolecule) is covalently attached, A modifying group is linked to the remainder. In the methods of the present invention, a “glycosyl linking group” becomes covalently attached to a glycosylated or non-glycosylated peptide, whereby amino acids and / or glycosyl residues on the peptide. Link the drug to A “glycosyl linking group” is typically derived from a “modified sugar” by enzymatic attachment of a “modified sugar” to an amino acid and / or glycosyl residue of a peptide. The glycosyl linking group may be a structure derived from a saccharide that is cleaved during the formation of a sugar cassette that is modified with a modifying group (eg, oxidation → Schiff base formation → reduction), or the glycosyl linking group is impaired. It does not have to be. “Complete glycosyl linking group” refers to a linking group derived from a glycosyl moiety in which the saccharide monomer linking the modifying group to the rest of the conjugate is not degraded (eg, oxidized by, for example, sodium metaperiodate). “Complete glycosyl linking groups” of the present invention can be obtained from naturally occurring oligosaccharides by the addition of glycosyl units or the removal of one or more glycosyl units from the parent saccharide structure.

用語「ターゲティング部分」は、本明細書では、それが体の特定の組織または領域に選択的に集中することとなる種を指す。局在化は、分子決定因子の特異的な認識、ターゲティング薬剤またはコンジュゲートの分子サイズ、イオン相互作用、疎水的相互作用などによって仲介される。薬剤を特定の組織または領域に向ける他の機構は、当分野の技術者に知られている。典型的なターゲティング部分には、抗体、抗体フラグメント、トランスフェリン、HS−糖タンパク質、凝固因子、血清タンパク質、β−糖タンパク質、G−CSF、GM−CSF、M−CSF、EPO、血清タンパク質(例えば第VII、第VIIa、第VIII、第IX、および第X因子)などが含まれる。   The term “targeting moiety” as used herein refers to a species that will selectively concentrate on a particular tissue or region of the body. Localization is mediated by specific recognition of molecular determinants, molecular size of targeting agents or conjugates, ionic interactions, hydrophobic interactions, and the like. Other mechanisms for directing drugs to specific tissues or areas are known to those skilled in the art. Typical targeting moieties include antibodies, antibody fragments, transferrin, HS-glycoprotein, clotting factors, serum proteins, β-glycoprotein, G-CSF, GM-CSF, M-CSF, EPO, serum proteins (eg VII, Factor VIIa, Factor VIII, Factor IX, and Factor X).

本明細書では、「治療的部分」は、これに限定されないが、抗生物質、抗炎症剤、抗腫瘍薬、細胞毒および放射性の薬剤を含めて、治療法に有用ないずれの薬剤も意味する。「治療的部分」には、生物活性剤のプロドラッグ、2つ以上の治療的部分が担体(例えば多価の薬剤)に結合される構成体が含まれる。治療的部分には、また、タンパク質およびタンパク質を含む構成体が含まれる。典型的なタンパク質には、これに限定されないが、顆粒球コロニー刺激因子(GCSF)、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子(GMCSF)、インターフェロン(例えば、インターフェロン−α、−β、−γ)、インターロイキン(例えばインターロイキンII)、血清タンパク質(例えば第VII、第VIIa、第VIII、第IX、および第X因子)、ヒト絨毛性ゴナドトロピン(HCG)、濾胞刺激ホルモン(FSH)および黄体形成ホルモン(LH)、ならびに抗体融合タンパク質(例えば、腫瘍壊死因子レセプター((TNFR)/Fcドメイン融合タンパク質))が含まれる。   As used herein, “therapeutic moiety” means any agent useful in a therapeutic method, including but not limited to antibiotics, anti-inflammatory agents, anti-tumor agents, cytotoxins and radioactive agents. . A “therapeutic moiety” includes a prodrug of a bioactive agent, a construct in which two or more therapeutic moieties are attached to a carrier (eg, a multivalent agent). The therapeutic portion also includes proteins and constructs comprising proteins. Exemplary proteins include, but are not limited to, granulocyte colony stimulating factor (GCSF), granulocyte macrophage colony stimulating factor (GMCSF), interferon (eg, interferon-α, -β, -γ), interleukin ( Interleukin II), serum proteins (eg, factor VII, VIIa, VIII, IX, and factor X), human chorionic gonadotropin (HCG), follicle stimulating hormone (FSH) and luteinizing hormone (LH), As well as antibody fusion proteins such as tumor necrosis factor receptor ((TNFR) / Fc domain fusion protein).

本明細書では、「薬学的に許容される担体」には、コンジュゲートと組み合わせられる場合にコンジュゲートの活性を保持し、かつ対象の免疫系と反応しないいずれの材料も含まれる。その例には、これに限定されないが、リン酸緩衝食塩水溶液、水、エマルジョン(油/水エマルジョンなど)、および様々な形の湿潤剤などの、標準の薬剤担体のいずれも含まれる。他の担体にはまた、滅菌溶液、コートされた錠剤を含めた錠剤、およびカプセルが含まれ得る。一般的に、こうした担体は、デンプン、牛乳、糖、ある種のタイプの粘土、ゼラチン、ステアリン酸またはその塩(ステアリン酸マグネシウムまたはカルシウム)、タルク、植物性脂肪または油、ゴム、グリコール、あるいは他の既知の賦形剤などの賦形剤を含有する。こうした担体にはまた、フレーバーおよび着色添加物または他の成分が含まれ得る。こうした担体を含む組成物は、よく知られた従来方法によって調製される。   As used herein, “pharmaceutically acceptable carrier” includes any material that retains the activity of the conjugate when combined with the conjugate and does not react with the subject's immune system. Examples include, but are not limited to, any of the standard pharmaceutical carriers such as phosphate buffered saline solution, water, emulsions (such as oil / water emulsions), and various forms of wetting agents. Other carriers may also include sterile solutions, tablets including coated tablets, and capsules. In general, such carriers include starch, milk, sugar, certain types of clay, gelatin, stearic acid or its salts (magnesium or calcium stearate), talc, vegetable fats or oils, gums, glycols, or others Containing excipients such as known excipients. Such carriers may also include flavors and coloring additives or other ingredients. Compositions containing such carriers are prepared by well known conventional methods.

本明細書では、「投与」は、経口投与、坐薬としての投与、局所的接触、静脈内、腹腔内、筋肉内、病巣内、鼻腔内または皮下投与、または、対象への徐放性の装置、例えば、ミニ浸透圧ポンプの埋め込みを意味する。投与は、非経口、および経粘膜(例えば、経口、経鼻、膣、直腸、または経皮)を含めた任意の経路によるものである。非経口的投与には、例えば、静脈内、筋肉内、小動脈内、皮内、皮下、腹腔内、心室内、および頭蓋内が含まれる。さらに、例えば、注入が、腫瘍を治療する、例えばアポトーシスを誘発するためのものである場合、投与は、腫瘍に、かつ/または腫瘍の周囲の組織に直接的であり得る。送達の他の様式には、リポソーム調合物、静脈内注入、経皮パッチなどの使用が含まれるが、これに限定されない。   As used herein, “administration” refers to oral administration, administration as a suppository, local contact, intravenous, intraperitoneal, intramuscular, intralesional, intranasal or subcutaneous administration, or sustained release device to a subject. Means, for example, the implantation of a mini-osmotic pump. Administration is by any route including parenteral and transmucosal (eg, oral, nasal, vaginal, rectal, or transdermal). Parenteral administration includes, for example, intravenous, intramuscular, intraarterial, intradermal, subcutaneous, intraperitoneal, intraventricular, and intracranial. Further, for example, where the infusion is to treat a tumor, eg, to induce apoptosis, administration can be direct to the tumor and / or to the tissue surrounding the tumor. Other modes of delivery include, but are not limited to, the use of liposome formulations, intravenous infusions, transdermal patches, and the like.

用語「改善している」または「改善する」は、症状の減少、緩解、または減弱、あるいは、患者の身体的または精神的健康の改善などの、いずれの客観的または主観的なパラメータも含めて、病状または状態の治療における成功のいずれの徴候も指す。症状の改善は、理学的検査および/または精神医学的な評価の結果を含めた、客観的または主観的なパラメータに基づくことが可能である。   The term “improving” or “improving” includes any objective or subjective parameter such as reduction, remission, or attenuation of symptoms, or improvement of a patient's physical or mental health. , Refers to any sign of success in treating a medical condition or condition. Symptom improvement can be based on objective or subjective parameters, including the results of physical examination and / or psychiatric evaluation.

用語「治療法」は、疾患の素因をもつが、まだ疾患の症状を経験または呈示していない動物において、疾患または状態が起こるのを予防すること(予防療法)疾患を阻害する(その発症を遅らせるあるいは抑える)こと、疾患の症状または副作用を軽減させること(対症療法を含めて)、および疾患を楽にする(疾患の退行を引き起こす)ことを含めて、疾患または状態を「治療すること」または「治療」を指す。   The term “therapy” is used to prevent a disease or condition from occurring (preventive therapy) in an animal that has a predisposition to the disease but has not yet experienced or presented symptoms of the disease (preventive therapy). "Treating" a disease or condition, including delaying or suppressing), reducing symptoms or side effects of the disease (including symptomatic therapy), and making the disease easier (causing regression of the disease) or Refers to “treatment”.

用語「有効な量」または、「〜に有効な量」または、「治療上有効量」または任意の語法的に同等の用語は、疾患を治療するために動物に投与される場合に、疾患の治療を実施するのに十分である量を意味する。   The term “effective amount” or “effective amount to” or “therapeutically effective amount” or any lexically equivalent term is used to describe a disease when administered to an animal to treat the disease. By an amount that is sufficient to effect treatment.

用語「単離される」は、材料を生成するために使用される成分を実質的にまたは本質的に含まない材料を指す。本発明のペプチドコンジュゲートについては、用語「単離される」は、通常、ペプチドコンジュゲートを調製するために使用される混合物内の材料を伴う成分を実質的または本質的に含まない材料を指す。「単離された」と「純粋である」は、同義的に使用される。一般的に、本発明の単離されたペプチドコンジュゲートは、次の範囲として示される純度のレベルを有することが好ましい。ペプチドコンジュゲートに対する純度の範囲の下端は約60%、約70%、または約80%であり、純度の範囲の上端は、約70%、約80%、約90%、または約90%超である。   The term “isolated” refers to a material that is substantially or essentially free from components used to produce the material. For the peptide conjugates of the invention, the term “isolated” refers to a material that is substantially or essentially free from components that normally accompany the material in the mixture used to prepare the peptide conjugate. “Isolated” and “pure” are used interchangeably. In general, it is preferred that the isolated peptide conjugates of the present invention have a level of purity indicated as the following range. The lower end of the range of purity for the peptide conjugate is about 60%, about 70%, or about 80%, and the upper end of the range of purity is about 70%, about 80%, about 90%, or more than about 90% is there.

ペプチドコンジュゲートが約90%を超える純度である場合、その純度はまた、好ましくは、次の範囲として示される。純度の範囲の下端は約90%、約92%、約94%、約96%、または約98%である。純度の範囲の上端は、約92%、約94%、約96%、約98%、または約100%の純度である。   If the peptide conjugate is more than about 90% pure, that purity is also preferably indicated as the following range. The lower end of the range of purity is about 90%, about 92%, about 94%, about 96%, or about 98%. The upper end of the range of purity is about 92%, about 94%, about 96%, about 98%, or about 100% purity.

純度は、当分野で認識された任意の分析方法(例えば、銀染色ゲル上のバンド強度、ポリアクリルアミドゲル電気泳動、HPLC、または同様の手段)によって決定される。   Purity is determined by any analytical method recognized in the art (eg, band intensity on a silver stained gel, polyacrylamide gel electrophoresis, HPLC, or similar means).

「集団の本質的にそれぞれのメンバー」は、本明細書では、ペプチドに付加される選択された割合の改変された糖が、ペプチド上の複数の、同一の受容部位に付加される、本発明のペプチドコンジュゲートの集団の特性を記述する。「集団の本質的にそれぞれのメンバー」は、改変された糖に結合されるペプチド上の部位の「均質性」を示し、少なくとも約80%、好ましくは少なくとも約90%、より好ましくは少なくとも約95%均質である本発明のコンジュゲートを指す。   “Essentially each member of a population” as used herein refers to the invention in which a selected proportion of modified sugars added to a peptide is added to a plurality of identical accepting sites on the peptide. Describe the characteristics of the population of peptide conjugates. “Essentially each member of the population” refers to the “homogeneity” of the site on the peptide that is attached to the modified sugar, at least about 80%, preferably at least about 90%, more preferably at least about 95. % Refers to a conjugate of the invention that is homogeneous.

「均質性」は、改変された糖が結合されるアクセプター部分の、集団全体の構造的な一貫性を指す。したがって、それぞれの改変された糖部分が、受容部位(これに、すべての他の改変された糖が結合される)と同一の構造を有する受容部位と結合された、本発明のペプチドコンジュゲートでは、ペプチドコンジュゲートは、約100%均質であると言われる。均質性は一般的に、次の範囲として示される。ペプチドコンジュゲートに対する均質性の範囲の下端は、約60%、約70%、または約80%であり、純度の範囲の上端は、約70%、約80%、約90%、または約90%超である。   “Homogeneity” refers to the structural consistency of the entire population of acceptor moieties to which modified sugars are attached. Thus, in the peptide conjugates of the invention, each modified sugar moiety is bound to a receptor site having the same structure as the receptor site to which all other modified sugars are bound. The peptide conjugate is said to be about 100% homogeneous. Homogeneity is generally indicated as the following range. The lower end of the homogeneity range for the peptide conjugate is about 60%, about 70%, or about 80%, and the upper end of the purity range is about 70%, about 80%, about 90%, or about 90% It is super.

ペプチドコンジュゲートが、約90%以上均質である場合、その均質性はまた好ましくは、次の範囲として示される。均質性の範囲の下端は、約90%、約92%、約94%、約96%、または約98%である。純度の範囲の上端は、約92%、約94%、約96%、約98%、または約100%均質である。ペプチドコンジュゲートの均質性は、当分野の技術者に知られている1つまたは複数の方法、例えば、液体クロマトグラフィー−質量分析(LC−MS)、マトリクス支援レーザ脱離飛行時間型質量分光測定法(MALDITOF)、毛管電気泳動などによって、一般的に決定される。上述の議論は、他のO−グリコシル化およびN−グリコシル化部位に同様に関連する。   If the peptide conjugate is about 90% or more homogeneous, its homogeneity is also preferably indicated as the following range. The lower end of the homogeneity range is about 90%, about 92%, about 94%, about 96%, or about 98%. The upper end of the range of purity is about 92%, about 94%, about 96%, about 98%, or about 100% homogeneous. The homogeneity of peptide conjugates can be determined by one or more methods known to those skilled in the art, such as liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS), matrix-assisted laser desorption time-of-flight mass spectrometry. Generally determined by the method (MALDITF), capillary electrophoresis and the like. The above discussion is equally relevant to other O-glycosylation and N-glycosylation sites.

「実質的に均一のグリコフォーム(glycoform)」または「実質的に同一のグリコシル化パターン」は、グリコペプチド種に関する場合、当該のグリコシルトランスフェラーゼ(例えばフコシルトランスフェラーゼ)によってグリコシル化されるアクセプター部分の割合を指す。例えば、α1,2フコシルトランスフェラーゼの場合、本発明のペプチドコンジュゲートにおいて、実質的にすべて(以下で定義する通り)のGalβ1,4−GlcNAc−Rおよびそのシアル酸付加類似体がフコシル化されるならば、実質的に均一のフコシル化パターンが存在する。出発材料が、グリコシル化されたアクセプター部分(例えばフコシル化されたGalβ1,4−GlcNAc−R部分)を含有できることは、当分野の技術者により理解されるであろう。したがって、算出されるグリコシル化(%)は、本発明の方法によって、グリコシル化されるアクセプター部分、ならびに出発材料において、既にグリコシル化されていたアクセプター部分を含むこととなる。   “Substantially uniform glycoform” or “substantially identical glycosylation pattern” refers to the percentage of an acceptor moiety that is glycosylated by a glycosyltransferase of interest (eg, fucosyltransferase) when referring to a glycopeptide species. Point to. For example, in the case of α1,2 fucosyltransferases, if substantially all (as defined below) Galβ1,4-GlcNAc-R and its sialic acid addition analogs are fucosylated in the peptide conjugates of the invention. For example, there is a substantially uniform fucosylation pattern. It will be appreciated by those skilled in the art that the starting material can contain a glycosylated acceptor moiety (eg, a fucosylated Galβ1,4-GlcNAc-R moiety). Thus, the calculated glycosylation (%) will include the acceptor moiety that is glycosylated by the method of the invention, as well as the acceptor moiety that was already glycosylated in the starting material.

「実質的に均一の」という上述の定義における「実質的に」という用語は通常、特定のグリコシルトランスフェラーゼに対するアクセプター部分の少なくとも約40%、少なくとも約70%、少なくとも約80%、あるいは、好ましくは少なくとも約90%、さらに好ましくは少なくとも約95%がグリコシル化されることを意味する。例えば、第IX因子ペプチドコンジュゲートが、Ser連結グリコシル残基を含む場合、集団内のペプチドの少なくとも約70%、80%、90%、95%、97%、99%、99.2%、99.4%、99.6%、または好ましくは99.8%は、同じSer残基と共有結合した同じグリコシル残基を有する。   The term “substantially” in the above definition of “substantially uniform” is usually at least about 40%, at least about 70%, at least about 80%, or preferably at least about an acceptor moiety for a particular glycosyltransferase. It means that about 90%, more preferably at least about 95%, is glycosylated. For example, if the Factor IX peptide conjugate comprises a Ser-linked glycosyl residue, at least about 70%, 80%, 90%, 95%, 97%, 99%, 99.2%, 99 of the peptides in the population .4%, 99.6%, or preferably 99.8% have the same glycosyl residue covalently linked to the same Ser residue.

置換基が、(左から右に書かれる)その通常の化学式により指定される場合、これは、右から左への構造を書くことに起因するであろう、化学的に同一の置換基を等しく包含する。例えば、−CHO−はまた、−OCH−とも記述されるものである。 If a substituent is specified by its normal chemical formula (written from left to right), this is equivalent to chemically identical substituents that would be due to writing a right-to-left structure. Include. For example, —CH 2 O— is also described as —OCH 2 —.

用語「アルキル」は、特に明記しない限り、それ自体で、あるいは別の置換基の一部としての、直鎖または分枝鎖または環状炭化水素ラジカル、あるいはそれらの組み合わせを意味する。これは、指定された炭素原子数(すなわちC〜C10は、1から10個の炭素を意味する)の、完全に飽和した、一価または多価不飽和であり得、ニ価および多価のラジカルを含むことができる。これに限定されないが、飽和炭化水素ラジカルの例には、メチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、t−ブチル、イソブチル、sec−ブチル、シクロヘキシル、(シクロヘキシル)メチル、シクロプロピルメチル、相同体および異性体(例えば、n−ペンチル、n−ヘキシル、n−ヘプチル、n−オクチルなど)などの基が含まれる。不飽和アルキル基は、1つまたは複数の二重結合または三重結合を有するものである。不飽和アルキル基の例は、ビニル、2−プロペニル、クロチル、2−イソペンテニル、2−(ブタジエニル)、2,4−ペンタジエニル、3−(1,4−ペンタジエニル)、エチニル、1−および3−プロピニル、3−ブチニル、およびより高級の相同体および異性体が含まれるが、これに限定されない。用語「アルキル」はまた、特に明記しない限り、例えば「ヘテロアルキル」などの、以下でより詳細に定義されるアルキルの誘導体を含むこととなる。炭化水素基に限定されるアルキル基は、「ホモアルキル(homoalkyl)」と称される。 The term “alkyl” means a straight-chain or branched-chain or cyclic hydrocarbon radical, or a combination thereof, by itself or as part of another substituent, unless otherwise stated. This can be fully saturated, monovalent or polyunsaturated, divalent and polyunsaturated with the specified number of carbon atoms (ie C 1 -C 10 means 1 to 10 carbons). Valent radicals can be included. Examples of saturated hydrocarbon radicals include, but are not limited to, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, t-butyl, isobutyl, sec-butyl, cyclohexyl, (cyclohexyl) methyl, cyclopropylmethyl, Groups such as homologues and isomers (eg n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, etc.) are included. An unsaturated alkyl group is one having one or more double bonds or triple bonds. Examples of unsaturated alkyl groups are vinyl, 2-propenyl, crotyl, 2-isopentenyl, 2- (butadienyl), 2,4-pentadienyl, 3- (1,4-pentadienyl), ethynyl, 1- and 3- This includes, but is not limited to, propynyl, 3-butynyl, and higher homologs and isomers. The term “alkyl” will also include derivatives of alkyl, as defined in more detail below, eg, “heteroalkyl”, unless otherwise stated. Alkyl groups that are limited to hydrocarbon groups are termed “homoalkyl”.

用語「アルキレン」は、それ自体で、あるいは別の置換基の一部としての、これに限定されないが、−CHCHCHCH−により例示される通りの、アルカンから得られる二価のラジカルを意味し、「ヘテロアルキレン」として以下で述べるものをさらに含む。一般的に、アルキル(またはアルキレン)基は、1から24個の炭素原子を有することとなり、10個以下の炭素原子を有する基が、本発明では好ましい。「低級アルキル」または「低級アルキレン」は、通常8個以下の炭素原子を有する、より短い鎖のアルキルまたはアルキレン基である。 The term “alkylene” by itself or as part of another substituent, but is not limited to, divalent from an alkane, as exemplified by —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —. And further includes those described below as “heteroalkylene”. Generally, an alkyl (or alkylene) group will have 1 to 24 carbon atoms, with groups having 10 or fewer carbon atoms being preferred in the present invention. A “lower alkyl” or “lower alkylene” is a shorter chain alkyl or alkylene group, usually having eight or fewer carbon atoms.

用語「アルコキシ」、「アルキルアミノ」、および「アルキルチオ」(またはチオアルコキシ)は、その従来の意味で使用され、それぞれ、酸素原子、アミノ基、または硫黄原子を介して分子の残部に付着されるアルキル基を指す。   The terms “alkoxy”, “alkylamino”, and “alkylthio” (or thioalkoxy) are used in their conventional sense and are attached to the remainder of the molecule through an oxygen, amino, or sulfur atom, respectively. Refers to an alkyl group.

用語「ヘテロアルキル」は、特に明記しない限り、それ自体で、あるいは別の用語と組み合わせて、所定の数の炭素原子と、O、N、Si、およびSからなる群から選択される少なくとも1つのヘテロ原子とからなる、安定な直鎖または分枝鎖、または環状炭化水素ラジカル、あるいはそれらの組み合わせを意味する。ただし、窒素および硫黄原子は、任意選択で酸化されていてもよく、窒素ヘテロ原子は、任意選択で4級化(quaternize)されていてもよい。ヘテロ原子O、N、ならびにSおよびSiは、ヘテロアルキル基の任意の内部位置に、あるいはアルキル基が分子の残部に付着される位置に配置され得る。その例には、−CH−CH−O−CH、−CH−CH−NH−CH、−CH−CH−N(CH)−CH、−CH−S−CH−CH、−CH−CH−S(O)−CH、−CH−CH−S(O)−CH、−CH=CH−O−CH、−Si(CH、−CH−CH=N−OCH、および−CH=CH−N(CH)−CHが含まれるが、これに限定されない。例えば、−CH−NH−OCHおよび−CH−O−Si(CH3)など、最高2つまでのヘテロ原子は、連続的であり得る。同様に、用語「ヘテロアルキレン」は、それ自体で、あるいは別の置換基の一部としての、ヘテロアルキルから得られる二価のラジカルを意味し、−CH−CH−S−CH−CH−および−CH−S−CH−CH−NH−CH−によって例示されるが、それに限定されない。ヘテロアルキレン基については、ヘテロ原子はまた、鎖末端の片方または両方を占める可能性がある(例えばアルキレンオキシ、アルキレンジオキシ、アルキレンアミノ、アルキレンジアミノなど)。また、アルキレンおよびヘテロアルキレン連結基については、連結基の方向は、連結基の式が書かれる方向により暗示されない。例えば、式−C(O)R’−は、−C(O)R’−と−R’C(O)−の両方に相当する。 The term “heteroalkyl”, by itself or in combination with another term, unless otherwise specified, is at least one selected from the group consisting of a predetermined number of carbon atoms and O, N, Si, and S. It means a stable straight or branched chain or cyclic hydrocarbon radical consisting of heteroatoms, or a combination thereof. However, the nitrogen and sulfur atoms may optionally be oxidized, and the nitrogen heteroatoms may optionally be quaternized. The heteroatoms O, N, and S and Si can be placed at any internal position of the heteroalkyl group or at the position where the alkyl group is attached to the remainder of the molecule. Examples include —CH 2 —CH 2 —O—CH 3 , —CH 2 —CH 2 —NH—CH 3 , —CH 2 —CH 2 —N (CH 3 ) —CH 3 , —CH 2 —S. -CH 2 -CH 3, -CH 2 -CH 2 -S (O) -CH 3, -CH 2 -CH 2 -S (O) 2 -CH 3, -CH = CH-O-CH 3, -Si (CH 3 ) 3 , —CH 2 —CH═N—OCH 3 , and —CH═CH—N (CH 3 ) —CH 3 are included, but are not limited thereto. Up to two heteroatoms may be consecutive, such as, for example, —CH 2 —NH—OCH 3 and —CH 2 —O—Si (CH 3 ) 3 . Similarly, the term “heteroalkylene”, by itself or as part of another substituent, refers to a divalent radical derived from a heteroalkyl and is —CH 2 —CH 2 —S—CH 2 — CH 2 - and -CH 2 -S-CH 2 -CH 2 -NH-CH 2 - are exemplified by, but not limited to. For heteroalkylene groups, the heteroatom can also occupy one or both of the chain ends (eg, alkyleneoxy, alkylenedioxy, alkyleneamino, alkylenediamino, etc.). Also, for alkylene and heteroalkylene linking groups, the direction of the linking group is not implied by the direction in which the formula of the linking group is written. For example, the formula —C (O) 2 R′— corresponds to both —C (O) 2 R′— and —R′C (O) 2 —.

用語「シクロアルキル」および「ヘテロシクロアルキル」は、特に明記しない限り、それ自体で、あるいは他の用語と組み合わせて、それぞれ、環状型の「アルキル」および「ヘテロアルキル」を表す。さらに、ヘテロシクロアルキルについては、ヘテロ原子は、複素環が分子の残部に付着される位置を占める可能性がある。シクロアルキルの例には、シクロペンチル、シクロヘキシル、1−シクロヘキセニル、3−シクロヘキセニル、シクロヘプチルなどが含まれるが、これに限定されない。ヘテロシクロアルキルの例には、1−(1,2,5,6−テトラヒドロピリジル)、1−ピペリジニル、2−ピペリジニル、3−ピペリジニル、4−モルホリニル、3−モルホリニル、テトラヒドロフラン−2−イル、テトラヒドロフラン−3−イル、テトラヒドロチエン−2−イル、テトラヒドロチエン−3−イル、1−ピペラジニル、2−ピペラジニルなどが含まれるが、これに限定されない。   The terms “cycloalkyl” and “heterocycloalkyl” by themselves or in combination with other terms represent cyclic forms of “alkyl” and “heteroalkyl”, respectively, unless otherwise specified. Further, for heterocycloalkyl, the heteroatom can occupy the position where the heterocycle is attached to the rest of the molecule. Examples of cycloalkyl include, but are not limited to, cyclopentyl, cyclohexyl, 1-cyclohexenyl, 3-cyclohexenyl, cycloheptyl, and the like. Examples of heterocycloalkyl include 1- (1,2,5,6-tetrahydropyridyl), 1-piperidinyl, 2-piperidinyl, 3-piperidinyl, 4-morpholinyl, 3-morpholinyl, tetrahydrofuran-2-yl, tetrahydrofuran Examples include, but are not limited to, -3-yl, tetrahydrothien-2-yl, tetrahydrothien-3-yl, 1-piperazinyl, 2-piperazinyl and the like.

用語「ハロ」または「ハロゲン」は、特に明記しない限り、それ自体で、あるいは別の置換基の一部としての、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素原子を意味する。さらに、「ハロアルキル」などの用語は、モノハロアルキルおよびポリハロアルキルを含むこととなる。例えば、用語「ハロゲン(C1〜C4)アルキル」は、トリフルオロメチル、2,2,2−トリフルオロエチル、4−クロロブチル、3−ブロモプロピルなどを含むこととなるが、これに限定されない。   The term “halo” or “halogen”, unless otherwise stated, means a fluorine, chlorine, bromine, or iodine atom by itself or as part of another substituent. Furthermore, terms such as “haloalkyl” will include monohaloalkyl and polyhaloalkyl. For example, the term “halogen (C1-C4) alkyl” will include, but is not limited to, trifluoromethyl, 2,2,2-trifluoroethyl, 4-chlorobutyl, 3-bromopropyl, and the like.

用語「アリール」は、特に明記しない限り、共に融合する、あるいは共有結合的に連結される、単一の環または複数の環(好ましくは1から3個の環)である可能性がある、多価不飽和の芳香族置換基を意味する。用語「ヘテロアリール」は、窒素および硫黄原子が、任意選択で酸化された、また、窒素原子が、任意選択で4級化された、N、O、およびSから選択される1から4個のヘテロ原子を含有するアリール基(または環)を指す。ヘテロアリール基は、ヘテロ原子を介して分子の残部に付着することができる。アリールおよびヘテロアリール基の非限定的な例には、フェニル、1−ナフチル、2−ナフチル、4−ビフェニル、1−ピロリル、2−ピロリル、3−ピロリル、3−ピラゾリル、2−イミダゾリル、4−イミダゾリル、ピラジニル、2−オキサゾリル、4−オキサゾリル、2−フェニル−4−オキサゾリル、5−オキサゾリル、3−イソオキサゾリル、4−イソオキサゾリル、5−イソオキサゾリル、2−チアゾリル、4−チアゾリル、5−チアゾリル、2−フリル、3−フリル、2−チエニル、3−チエニル、2−ピリジル、3−ピリジル、4−ピリジル、2−ピリミジル、4−ピリミジル、5−ベンゾチアゾリル、プリニル、2−ベンズイミダゾリル、5−インドリル、1−イソキノリル、5−イソキノリル、2−キノキサリニル、5−キノキサリニル、3−キノリル、テトラゾリル、ベンゾ[b]フラニル、ベンゾ[b]チエニル、2,3−ジヒドロベンゾ[1,4]ダイオキシン−6−イル、ベンゾ[1,3]ジオキソール−5−イル、および6−キノリルが含まれる。上記の各々のアリールおよびヘテロアリール環系のための置換基は、以下で述べられる許容される置換基の群から選択される。   The term “aryl”, unless stated otherwise, can be a single ring or multiple rings (preferably 1 to 3 rings) fused together or covalently linked together. Means a polyunsaturated aromatic substituent. The term “heteroaryl” refers to 1 to 4 selected from N, O, and S, in which the nitrogen and sulfur atoms are optionally oxidized and the nitrogen atom is optionally quaternized. An aryl group (or ring) containing a heteroatom. A heteroaryl group can be attached to the remainder of the molecule through a heteroatom. Non-limiting examples of aryl and heteroaryl groups include phenyl, 1-naphthyl, 2-naphthyl, 4-biphenyl, 1-pyrrolyl, 2-pyrrolyl, 3-pyrrolyl, 3-pyrazolyl, 2-imidazolyl, 4- Imidazolyl, pyrazinyl, 2-oxazolyl, 4-oxazolyl, 2-phenyl-4-oxazolyl, 5-oxazolyl, 3-isoxazolyl, 4-isoxazolyl, 5-isoxazolyl, 2-thiazolyl, 4-thiazolyl, 5-thiazolyl, 2- Furyl, 3-furyl, 2-thienyl, 3-thienyl, 2-pyridyl, 3-pyridyl, 4-pyridyl, 2-pyrimidyl, 4-pyrimidyl, 5-benzothiazolyl, purinyl, 2-benzimidazolyl, 5-indolyl, 1 -Isoquinolyl, 5-isoquinolyl, 2-quinoxalinyl, 5 Quinoxalinyl, 3-quinolyl, tetrazolyl, benzo [b] furanyl, benzo [b] thienyl, 2,3-dihydrobenzo [1,4] dioxin-6-yl, benzo [1,3] dioxol-5-yl, and 6-quinolyl is included. The substituents for each of the above aryl and heteroaryl ring systems are selected from the group of acceptable substituents set forth below.

簡潔にするために、用語「アリール」は、他の用語(例えばアリールオキシ、アリールチオキシ(arylthioxy)、アリールアルキル)と組み合わせて使用される場合、上で定義した通りのアリール環とヘテロアリール環の両方を含む。したがって、用語「アリールアルキル」は、例えば、炭素原子(例えばメチレン基)が酸素原子によって置き換えられたアルキル基(例えば、フェノキシメチル、2−ピリジルオキシメチル、3−(1−ナフチルオキシ)プロピル、など)を含めたアルキル基(例えばベンジル、フェネチル、ピリジルメチルなど)にアリール基が付着されたラジカルを含むことになる。   For brevity, the term “aryl” when used in combination with other terms (eg, aryloxy, arylthioxy, arylalkyl) is defined as aryl and heteroaryl rings as defined above. Including both. Thus, the term “arylalkyl” includes, for example, alkyl groups in which a carbon atom (eg, a methylene group) is replaced by an oxygen atom (eg, phenoxymethyl, 2-pyridyloxymethyl, 3- (1-naphthyloxy) propyl, etc. ), And a radical having an aryl group attached to an alkyl group (for example, benzyl, phenethyl, pyridylmethyl, etc.).

各々の上述の用語(例えば「アルキル」、「ヘテロアルキル」、「アリール」、および「ヘテロアリール」)は、示されたラジカルの置換されたおよび非置換形を含むことになる。各タイプのラジカルのための好ましい置換基は、以下で提供される。   Each of the above terms (eg, “alkyl”, “heteroalkyl”, “aryl”, and “heteroaryl”) will include substituted and unsubstituted forms of the indicated radical. Preferred substituents for each type of radical are provided below.

アルキルおよびヘテロアルキルラジカル(しばしば、アルキレン、アルケニル、ヘテロアルキレン、ヘテロアルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルケニルおよびヘテロシクロアルケニルと呼ばれる基を含む)のための置換基は、一般に、「アルキル基置換基」と呼ばれ、これらは、これに限定されないが、ゼロから(2m’+1)(ただし、m’は、こうしたラジカル中の炭素原子の合計である)までの範囲の数の以下から選択される様々な基のうちの1つまたは複数であり得る:−OR’、=O、=NR’、=N−OR’、−NR’R’’、−SR’、−ハロゲン、−SiR’R’’R’’’、−OC(O)R’、−C(O)R’、−COR’、−CONR’R’’、−OC(O)NR’R’’、−NR’’C(O)R’、−NR’−C(O)NR’’R’’’、−NR’’C(O)R’、−NR−C(NR’R’’R’’’)=NR’’’’、−NR−C(NR’R’’)=NR’’’、−S(O)R’、−S(O)R’、−S(O)NR’R’’、−NRSOR’、−CN、および−NO。R’、R’’、R’’’、およびR’’’’は、好ましくはそれぞれ独立して、水素、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換のアリール(例えば、1〜3個のハロゲン、置換または非置換アルキル、アルコキシ、またはチオアルコキシ基、あるいはアリールアルキル基で置換されたアリール)を指す。例えば、本発明の化合物が2つ以上のR基を含む場合、2つ以上のこうした基が存在する場合の、各R’、R’’、R’’’、およびR’’’’基と同様に、各々のR基は独立して選択される。R’とR’’が同じ窒素原子に付着される場合、これらは、窒素原子と組み合わせられて、5、6、または7員環を形成する可能性がある。例えば、−NR’R’’には、これに限定されないが、1−ピロリジニルおよび4−モルホリニルが含まれることとなる。置換基の上記説明から、当分野の技術者であれば、用語「アルキル」には、ハロアルキル(例えば、−CFおよび−CHCF)およびアシル(例えば、−C(O)CH、−C(O)CF、−C(O)CHOCHなどの、水素基以外の基に結合される炭素原子を含む基が含まれることになることを理解するであろう。 Substituents for alkyl and heteroalkyl radicals (often including groups called alkylene, alkenyl, heteroalkylene, heteroalkenyl, alkynyl, cycloalkyl, heterocycloalkyl, cycloalkenyl and heterocycloalkenyl) are generally “alkyl Referred to as “group substituents”, which include, but are not limited to, a number in the range from zero to (2m ′ + 1), where m ′ is the sum of carbon atoms in such radicals. It can be one or more of various groups selected: -OR ', = O, = NR', = N-OR ', -NR'R ", -SR', -halogen, -SiR. 'R''R''', - OC (O) R ', - C (O) R', - CO 2 R ', - CONR'R'', - OC (O) NR'R'', - NR ″ C (O) R ′, —NR′—C O) NR''R ''', - NR''C (O) 2 R', - NR-C (NR'R''R ''') = NR'''', - NR-C (NR 'R'') = NR''', - S (O) R ', - S (O) 2 R', - S (O) 2 NR'R '', - NRSO 2 R ', - CN, and -NO 2. R ′, R ″, R ′ ″ and R ″ ″ are preferably each independently hydrogen, substituted or unsubstituted heteroalkyl, substituted or unsubstituted aryl (eg 1 to 3 Halogen, substituted or unsubstituted alkyl, alkoxy, or thioalkoxy group, or aryl substituted with an arylalkyl group). For example, if the compound of the present invention contains two or more R groups, each R ′, R ″, R ′ ″, and R ″ ″ group when two or more such groups are present, and Similarly, each R group is independently selected. When R ′ and R ″ are attached to the same nitrogen atom, they can be combined with the nitrogen atom to form a 5, 6 or 7 membered ring. For example, —NR′R ″ will include, but is not limited to, 1-pyrrolidinyl and 4-morpholinyl. From the above description of substituents, one of skill in the art will recognize that the term “alkyl” includes haloalkyl (eg, —CF 3 and —CH 2 CF 3 ) and acyl (eg, —C (O) CH 3 , It will be understood that groups containing carbon atoms bonded to groups other than hydrogen groups, such as —C (O) CF 3 , —C (O) CH 2 OCH 3 will be included.

アルキルラジカルのための記述された置換基と同様、アリールおよびヘテロアリール基のための置換基は、一般的に「アリール基置換基」と呼ばれる。例えば、これらの置換基は、以下から選択される:ゼロから芳香環系上の開いた結合(open valence)の合計までの範囲の数の、ハロゲン、−OR’、=O、=NR’、=N−OR’、−NR’R’’、−SR’、−ハロゲン、−SiR’R’’R’’’、−OC(O)R’、−C(O)R’、−COR’、−CONR’R’’、−OC(O)NR’R’’、−NR’’C(O)R’、−NR’−C(O)NR’’R’’’、−NR’’C(O)R’、−NR−C(NR’R’’R’’’)=NR’’’’、−NR−C(NR’R’’)=NR’’’、−S(O)R’、−S(O)R’、−S(O)NR’R’’、−NRSOR’、−CNおよび−NOR、−R’、−N、−CH(Ph)、フルオロ(C〜C)アルコキシ、およびフルオロ(C−C)アルキル。ここで、R’、R’’、R’’’、およびR’’’’は、水素、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換のアリール、および置換または非置換のヘテロアリールから好ましくは独立して選択される。例えば、本発明の化合物が2つ以上のR基を含む場合、2つ以上のこうした基が存在する場合の、各R’、R’’、R’’’、およびR’’’’基と同様に、各々のR基は、独立して選択される。以下のスキームでは、記号Xは、上で述べた通りの「R」を表す。 Similar to the described substituents for alkyl radicals, substituents for aryl and heteroaryl groups are commonly referred to as “aryl group substituents”. For example, these substituents are selected from: a number ranging from zero to the sum of open valences on the aromatic ring system, halogen, —OR ′, ═O, ═NR ′, ═N—OR ′, —NR′R ″, —SR ′, —halogen, —SiR′R ″ R ′ ″, —OC (O) R ′, —C (O) R ′, —CO 2 R ′, —CONR′R ″, —OC (O) NR′R ″, —NR ″ C (O) R ′, —NR′—C (O) NR ″ R ′ ″, —NR “C (O) 2 R ′, —NR—C (NR′R ″ R ′ ″) = NR ″ ″, −NR—C (NR′R ″) = NR ′ ″, − S (O) R ′, —S (O) 2 R ′, —S (O) 2 NR′R ″, —NRSO 2 R ′, —CN and —NOR 2 , —R ′, —N 3 , — CH (Ph) 2, fluoro (C 1 ~C 4) alkoxy, and fluoro (C 1 -C 4) alkyl. Where R ′, R ″, R ′ ″, and R ″ ″ are hydrogen, substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted heteroalkyl, substituted or unsubstituted aryl, and substituted or unsubstituted Of heteroaryl are preferably independently selected. For example, if the compound of the present invention contains two or more R groups, each R ′, R ″, R ′ ″, and R ″ ″ group when two or more such groups are present, and Similarly, each R group is independently selected. In the scheme below, the symbol X represents “R” as described above.

アリールまたはヘテロアリール環の隣接する原子上の置換基のうちの2つは、式−T−C(O)−(CRR’)q−U−の置換基で、任意選択で置き換えることができる。式中、TおよびUは、独立して、−NR−、−O−、−CRR’−、または単結合であり、qは、0から3の整数である。あるいは、アリールまたはヘテロアリール環の隣接する原子上の置換基のうちの2つは、式−A−(CH)r−B−の置換基で、任意選択で置き換えることができる。ただし、AおよびBは、独立して、−CRR’−、−O−、−NR−、−S−、−S(O)−、−S(O)−、−S(O)NR’−、または単結合であり、rは、1から4の整数である。こうして形成される新規の環の単結合のうちの1つは、二重結合で、任意選択で置き換えることができる。あるいは、アリールまたはヘテロアリール環の隣接する原子上の置換基のうちの2つは、式−(CRR’)s−X−(CR’’R’’’)d−の置換基で、任意選択で置き換えることができる。式中、sおよびdは、独立して、0から3の整数であり、Xは、−O−、−NR’−、−S−、−S(O)−、−S(O)−、または−S(O)NR’−である。置換基R、R’、R’’、およびR’’’は、水素、あるいは置換または非置換の(C1〜C6)アルキルから、好ましくは独立して選択される。 Two of the substituents on adjacent atoms of the aryl or heteroaryl ring can be optionally replaced with a substituent of the formula -TC (O)-(CRR ') q-U-. In the formula, T and U are independently —NR—, —O—, —CRR′—, or a single bond, and q is an integer of 0 to 3. Alternatively, two of the substituents on adjacent atoms of the aryl or heteroaryl ring, with the formula -A- (CH 2) r-B- substituents can be replaced optionally. However, A and B are independently, -CRR '-, - O - , - NR -, - S -, - S (O) -, - S (O) 2 -, - S (O) 2 NR '-Or a single bond, and r is an integer of 1 to 4. One of the new ring single bonds thus formed is a double bond and can optionally be replaced. Alternatively, two of the substituents on adjacent atoms of the aryl or heteroaryl ring are optional substituents of the formula — (CRR ′) sX— (CR ″ R ′ ″) d— Can be replaced. In the formula, s and d are each independently an integer of 0 to 3, and X is —O—, —NR′—, —S—, —S (O) —, —S (O) 2 —. Or —S (O) 2 NR′—. The substituents R, R ′, R ″ and R ′ ″ are preferably independently selected from hydrogen or substituted or unsubstituted (C1-C6) alkyl.

本明細書では、用語「ヘテロ原子」は、酸素(O)、窒素(N)、硫黄(S)、およびシリコン(Si)を含むことを意味する。   As used herein, the term “heteroatom” is meant to include oxygen (O), nitrogen (N), sulfur (S), and silicon (Si).

序論
上で述べた通り、第IX因子は、血液凝固カスケードに重要である。第IX因子の構造および配列は、図1に提供される。体内における第IX因子の欠乏は、あるタイプの血友病(タイプB)を特徴づける。この疾患の治療は通常、第IX因子のヒト血漿タンパク質濃縮物の静脈内輸血に限定される。しかし、時間および費用の実際的な不都合に加えて、血液濃縮物の輸血は、レシピエントへの、ウイルス性肝炎、後天性免疫不全症候群、または血栓塞栓性疾患の伝染のリスクを伴う。
Introduction As noted above, Factor IX is important in the blood coagulation cascade. The structure and sequence of Factor IX is provided in FIG. Factor IX deficiency in the body characterizes certain types of hemophilia (type B). Treatment of this disease is usually limited to intravenous transfusion of human plasma protein concentrates of factor IX. However, in addition to the practical disadvantages of time and cost, transfusion of blood concentrates carries the risk of transmission of viral hepatitis, acquired immune deficiency syndrome, or thromboembolic disease to recipients.

第IX因子が、それ自体で治療的適用のために重要かつ有用な化合物と実証されている一方、組換え細胞から第IX因子を産生するための現在の方法(米国特許第4,770,999号明細書)は、かなり短い生物学的半減期と不正確なグリコシル化パターンを伴う産物という結果になり、これによって、免疫原性、機能の喪失、また、同じ効果を達成するために、より大きく、より頻度が高い用量が必要になることなどが潜在的に引き起こされる可能性がある。   While Factor IX has proven itself as an important and useful compound for therapeutic applications, current methods for producing Factor IX from recombinant cells (US Pat. No. 4,770,999) Results in a product with a rather short biological half-life and an incorrect glycosylation pattern, thereby reducing immunogenicity, loss of function, and more to achieve the same effect. This can potentially lead to the need for larger, more frequent doses.

治療目的で使用される組換え型第IX因子の効果を向上させるために、本発明は、グリコシル化および非グリコシル化第IX因子ペプチドの、ポリマー(例えば、PEG(m−PEG)、PPG(m−PPG)など)とのコンジュゲートを提供する。コンジュゲートは、さらにまたはあるいは、治療的部分、診断的部分、ターゲティング部分などの様々な種とのさらなる結合によって改変できる。   In order to improve the effectiveness of recombinant Factor IX used for therapeutic purposes, the present invention relates to polymers of glycosylated and non-glycosylated Factor IX peptides, such as PEG (m-PEG), PPG (m -PPG) etc.). Conjugates can additionally or alternatively be modified by further coupling with various species such as therapeutic moieties, diagnostic moieties, targeting moieties, and the like.

本発明のコンジュゲートは、グリコシル化または非グリコシル化ペプチドへの、改変された糖の酵素的付着によって形成される。グリコシル化部位およびグリコシル残基は、例えば糖結合によって、ペプチドに修飾基を結合するための位置を提供する。典型的な修飾基は、例えばメトキシ−ポリ(エチレングリコール)などのポリ(エチレングリコール)などの、水溶性ポリマーである。第IX因子ペプチドの改変は、患者の循環における組換え第IX因子の安定性および保持時間を向上させることができる、かつ/または組換え型第IX因子の抗原性を減少させることができる。   The conjugates of the invention are formed by enzymatic attachment of modified sugars to glycosylated or non-glycosylated peptides. Glycosylation sites and glycosyl residues provide positions for attaching modifying groups to the peptide, for example by sugar linkage. A typical modifying group is a water soluble polymer such as poly (ethylene glycol) such as methoxy-poly (ethylene glycol). Modification of the factor IX peptide can improve the stability and retention time of recombinant factor IX in the patient's circulation and / or reduce the antigenicity of recombinant factor IX.

本発明の方法は、実質的に均一な誘導体化パターンを有するペプチドおよびグリコペプチドを組み立てることを可能にする。本発明に使用される酵素は通常、特定のアミノ酸残基、アミノ酸残基の組み合わせ、またはペプチドの特定のグリコシル残基に対して選択的である。この方法はまた、改変されたペプチドおよびグリコペプチドの大規模産生のために実用的である。したがって、本発明の方法は、予め選択された均一の誘導体化パターンを有するグリコペプチドの大規模な調製のための実用的な手段を提供する。   The method of the invention makes it possible to assemble peptides and glycopeptides having a substantially uniform derivatization pattern. Enzymes used in the present invention are usually selective for specific amino acid residues, combinations of amino acid residues, or specific glycosyl residues of a peptide. This method is also practical for large-scale production of modified peptides and glycopeptides. Thus, the method of the present invention provides a practical means for large scale preparation of glycopeptides having a preselected uniform derivatization pattern.

本発明はまた、例えば、クリアランス速度の低下、あるいは、免疫または細網内皮系(RES)による取り込みの割合の低下によって、治療的な半減期が増大されたグリコシル化および非グリコシル化ペプチドのコンジュゲートを提供する。さらに、本発明の方法は、ペプチド上の抗原決定基をマスキングし、それによって、ペプチドに対する宿主の免疫反応を低下させるあるいは排除するための手段を提供する。標的薬剤の選択的な付着はまた、特定の標的薬剤に特異的である特定の組織または細胞表面アクセプターにペプチドを向けるために使用できる。   The present invention also contemplates glycosylated and non-glycosylated peptide conjugates that have an increased therapeutic half-life, for example, by reduced clearance rates or reduced rates of uptake by the immune or reticuloendothelial system (RES). I will provide a. Furthermore, the methods of the invention provide a means for masking antigenic determinants on peptides, thereby reducing or eliminating the host immune response to the peptide. Selective attachment of a target agent can also be used to direct the peptide to a specific tissue or cell surface acceptor that is specific for a particular target agent.

コンジュゲート
第1の態様では、本発明は、選択された修飾基と第IX因子ペプチドとのコンジュゲートを提供する。
Conjugates In a first aspect, the present invention provides a conjugate of a selected modifying group and a Factor IX peptide.

ペプチドと修飾基との結合には、ペプチドと選択された部分との間に配置されるグリコシル連結基が含まれる。本明細書に述べる通り、選択された部分は、本質的に、糖単位に付着することができ、ペプチドに、改変された糖を追加する、適切なトランスフェラーゼ酵素によって認識される「改変された糖」という結果になる、任意の種である。改変された糖の糖成分は、ペプチドと選択された部分との間に配置される場合、「グリコシル連結基」、例えば「完全なグリコシル連結基」になる。グリコシル連結基は、修飾基を用いる改変の後は、ペプチドのアミノ酸またはグリコシル残基に改変された糖を付加する酵素に対する基質である、いずれの単糖またはオリゴ糖からも形成される。   The bond between the peptide and the modifying group includes a glycosyl linking group disposed between the peptide and the selected moiety. As described herein, the selected moiety is essentially a “modified sugar recognized by a suitable transferase enzyme that can attach to the sugar unit and add the modified sugar to the peptide. Any species that results in The sugar component of a modified sugar becomes a “glycosyl linking group”, eg, a “complete glycosyl linking group” when placed between a peptide and a selected moiety. Glycosyl linking groups are formed from any mono- or oligosaccharide that is a substrate for an enzyme that adds a modified sugar to an amino acid or glycosyl residue of a peptide after modification using the modifying group.

グリコシル連結基は、修飾基の付加の前または間に分解的に改変される糖類部分である可能性がある、あるいはこれを含む可能性がある。例えば、グリコシル連結基は、例えば、メタ過ヨウ素酸塩の作用を介して、完全な糖類の、相当するアルデヒドへの酸化的分解によって生成される糖類残基から得ることができ、その後、適切なアミンを用いてシッフ塩基に転換され、これは、その後、相当するアミンにその後還元される。   The glycosyl linking group can be or can include a saccharide moiety that is degradably altered prior to or during the addition of the modifying group. For example, glycosyl linking groups can be obtained, for example, from saccharide residues generated by oxidative degradation of the complete saccharide to the corresponding aldehyde via the action of metaperiodate, and then the appropriate An amine is used to convert to a Schiff base, which is then subsequently reduced to the corresponding amine.

本発明の典型的なコンジュゲートは、次の一般的構造に相当する:

Figure 0004738346
A typical conjugate of the invention corresponds to the following general structure:
Figure 0004738346

ただし、記号、b、c、d、およびsは、ゼロ以外の正の整数を表し、tは、0または正の整数である。「薬剤」は、治療薬、生物活性剤、検出可能な標識、水溶性部分(例えばPEG、m−PEG、PPGおよびm−PPG)などである。「薬剤」は、ペプチド(例えば、酵素、抗体、抗原など)である可能性もある。リンカーは、以下の(infra)多様な連結基のうちのいずれかである可能性がある。あるいは、リンカーは、単結合または「ゼロオーダー(zero order)リンカー」であってもよい。   Where symbols b, c, d, and s represent positive integers other than zero, and t is 0 or a positive integer. “Agents” are therapeutic agents, bioactive agents, detectable labels, water-soluble moieties (eg, PEG, m-PEG, PPG and m-PPG) and the like. An “agent” can be a peptide (eg, enzyme, antibody, antigen, etc.). The linker can be any of a variety of linking groups below. Alternatively, the linker may be a single bond or a “zero order linker”.

典型的な実施形態では、選択された修飾基は、水溶性ポリマー、例えばm−PEGである。水溶性ポリマーは、グリコシル連結基を介してペプチドに共有結合的に付着される。グリコシル連結基は、ペプチドのアミノ酸残基またはグリコシル残留物に共有結合的に付着される。本発明はまた、アミノ酸残基およびグリコシル残基が、グリコシル連結基を用いて改変されるコンジュゲートを提供する。   In an exemplary embodiment, the selected modifying group is a water soluble polymer such as m-PEG. The water soluble polymer is covalently attached to the peptide via a glycosyl linking group. The glycosyl linking group is covalently attached to an amino acid residue or glycosyl residue of the peptide. The invention also provides conjugates in which amino acid residues and glycosyl residues are modified with glycosyl linking groups.

典型的な水溶性ポリマーは、ポリ(エチレングリコール)、例えば、メトキシ−ポリ(エチレングリコール)である。本発明に使用されるポリ(エチレングリコール)は、任意の特定の形または分子量範囲に限定されない。枝分かれしていないポリ(エチレングリコール)分子については、分子量は、好ましくは、500と100,000の間である。2,000〜60,000ダルトンの分子量が、使用されることが好ましく、好ましくは、約5,000から約30,000ダルトンである。   A typical water soluble polymer is poly (ethylene glycol), for example, methoxy-poly (ethylene glycol). The poly (ethylene glycol) used in the present invention is not limited to any particular form or molecular weight range. For unbranched poly (ethylene glycol) molecules, the molecular weight is preferably between 500 and 100,000. A molecular weight of 2,000-60,000 daltons is preferably used, preferably from about 5,000 to about 30,000 daltons.

別の実施形態では、ポリ(エチレングリコール)は、2つ以上PEG部分が付着された分枝PEGである。分枝PEGの例は、米国特許第5,932,462号明細書、米国特許第5,342,940号明細書、米国特許第5,643,575号明細書、米国特許第5,919,455号明細書、米国特許第6,113,906号明細書、米国特許第5,183,660号明細書、国際公開第02/09766号パンフレット、コデラY.(Kodera Y.)、「Bioconjugate Chemistry」5:283〜288(1994年)、およびヤマサキ(Yamasaki)ら、「Agric.Biol.Chem.」、52:2125〜2127、1998年に記載されている。さらなる有用な分枝ポリマー種は、本明細書に記述される。   In another embodiment, the poly (ethylene glycol) is a branched PEG with two or more PEG moieties attached. Examples of branched PEGs are US Pat. No. 5,932,462, US Pat. No. 5,342,940, US Pat. No. 5,643,575, US Pat. No. 5,919, 455, US Pat. No. 6,113,906, US Pat. No. 5,183,660, WO 02/09766, Codera Y. et al. (Kodera Y.), “Bioconjugate Chemistry” 5: 283-288 (1994), and Yamazaki et al., “Agric. Biol. Chem.” 52: 2125-2127, 1998. Additional useful branched polymer species are described herein.

好ましい実施形態では、分枝PEGの各ポリ(エチレングリコール)の分子量は、約2,000、5,000、10,000、15,000、20,000、40,000、50,000、および60,000ダルトン以上である。   In preferred embodiments, the molecular weight of each poly (ethylene glycol) of the branched PEG is about 2,000, 5,000, 10,000, 15,000, 20,000, 40,000, 50,000, and 60. More than 1,000 daltons.

本発明は、酵素的に付加されたグリコシル連結基を介して形成されるコンジュゲートを提供することに加えて、その置換パターンにおいて非常に均質であるコンジュゲートを提供する。本発明の方法を使用すると、本発明のコンジュゲートの集団全体の改変された糖部分の本質的にすべては、構造的に同一のアミノ酸またはグリコシル残基の複数のコピーに付着されたペプチドコンジュゲートを形成することが可能である。したがって、第2の態様では、本発明は、完全なグリコシル連結基を介してペプチドと共有結合された、水溶性ポリマー部分の集団を有するペプチドコンジュゲートを提供する。本発明の好ましいコンジュゲートにおいては、集団の本質的にそれぞれのメンバーは、ペプチドのグリコシル残基と、グリコシル連結基を介して結合され、グリコシル連結基が付着されるペプチドの各グリコシル残基は、同一の構造を有する。   In addition to providing conjugates formed through enzymatically added glycosyl linking groups, the present invention provides conjugates that are very homogeneous in their substitution pattern. Using the methods of the invention, peptide conjugates in which essentially all of the modified sugar moieties of the entire population of conjugates of the invention are attached to multiple copies of structurally identical amino acids or glycosyl residues. Can be formed. Accordingly, in a second aspect, the present invention provides a peptide conjugate having a population of water soluble polymer moieties covalently attached to the peptide via a complete glycosyl linking group. In preferred conjugates of the invention, essentially each member of the population is linked to a glycosyl residue of the peptide via a glycosyl linking group and each glycosyl residue of the peptide to which the glycosyl linking group is attached is Have the same structure.

グリコシル連結基を介してさらに共有結合的に結合される水溶性ポリマー部分の集団を有するペプチドコンジュゲートも提供される。好ましい実施形態では、水溶性ポリマー部分の集団の本質的にあらゆるメンバーは、グリコシル連結基を介してペプチドのアミノ酸残基と結合され、それに付着されたグリコシル連結基を有する各アミノ酸残基は、同一の構造を有する。   Peptide conjugates having a population of water-soluble polymer moieties that are further covalently linked via a glycosyl linking group are also provided. In preferred embodiments, essentially every member of the population of water-soluble polymer moieties is attached to an amino acid residue of the peptide via a glycosyl linking group, and each amino acid residue having a glycosyl linking group attached thereto is identical. It has the following structure.

本発明はまた、ペプチドが、完全なグリコシル連結基を介して、治療的部分、診断的部分、ターゲティング部分、毒素部分などに結合された、上記のものに類似するコンジュゲートを提供する。各々の前述の部分は、小分子、天然のポリマー(例えばポリペプチド)または合成のポリマーであり得る。本発明のペプチドは、PEG部分を含むグリコシル残基でグリコシル化された、少なくとも1つのN−またはO−結合型グリコシル化部位を含む。PEGは、完全なグリコシル連結基を介して第IX因子ペプチドに共有結合的に付着される。グリコシル連結基は、第IX因子ペプチドの、アミノ酸残基またはグリコシル残基と共有結合的に付着される。あるいは、グリコシル連結基は、グリコペプチドの1つまたは複数のグリコシル単位に付着される。本発明はまた、グリコシル連結基がアミノ酸残基およびグリコシル残基に付着されたコンジュゲートを提供する。   The invention also provides conjugates similar to those described above, wherein the peptide is attached to the therapeutic moiety, diagnostic moiety, targeting moiety, toxin moiety, etc. via a complete glycosyl linking group. Each aforementioned moiety can be a small molecule, a natural polymer (eg, a polypeptide) or a synthetic polymer. The peptides of the invention comprise at least one N- or O-linked glycosylation site glycosylated with a glycosyl residue comprising a PEG moiety. PEG is covalently attached to the Factor IX peptide via a complete glycosyl linking group. The glycosyl linking group is covalently attached to an amino acid residue or glycosyl residue of the Factor IX peptide. Alternatively, the glycosyl linking group is attached to one or more glycosyl units of the glycopeptide. The invention also provides conjugates in which a glycosyl linking group is attached to an amino acid residue and a glycosyl residue.

典型的な実施形態では、第IX因子ペプチドは、次式を有する部分を含む。

Figure 0004738346
In an exemplary embodiment, the Factor IX peptide comprises a moiety having the formula:
Figure 0004738346

上式で、Dは、−OHおよびR−L−HN−から選択されるメンバーであり、Gは、R−L−および−C(O)(C〜C)アルキルから選択されるメンバーであり、Rは、直鎖または分枝ポリ(エチレングリコール)残基を含む部分から選択されるメンバーを含む部分であり、Lは、結合、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択されるメンバーであるリンカーであり、ただし、DがOHである場合、GはR−L−であり、Gが−C(O)(C〜C)アルキルである場合、DはR−L−NH−である。 Wherein D is a member selected from —OH and R 1 —L—HN—, and G is selected from R 1 —L— and —C (O) (C 1 -C 6 ) alkyl. R 1 is a moiety comprising a member selected from moieties comprising linear or branched poly (ethylene glycol) residues, and L is a bond, substituted or unsubstituted alkyl, and substituted or non-substituted a linker which is a member selected from substituted heteroalkyl, provided that when D is OH, G is R 1-L-, is G is -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl In the case, D is R 1 -L-NH-.

一実施形態では、R−Lは、次式を有する:

Figure 0004738346

式中、aは、0から20の整数である。 In one embodiment, R 1 -L has the following formula:
Figure 0004738346

In the formula, a is an integer of 0 to 20.

典型的な実施形態では、Rは、以下から選択されるメンバーである構造を有する:

Figure 0004738346

式中、eおよびfは、1から2500からそれぞれ独立に選択される整数であり、qは、1から20の整数である。他の実施形態では、Rは、以下から選択されるメンバーである構造を有する:
Figure 0004738346

式中、e、f、およびf’は、1から2500からそれぞれ独立に選択される整数であり、qおよびq’は、1から20からそれぞれ独立に選択される整数である。 In an exemplary embodiment, R 1 has a structure that is a member selected from:
Figure 0004738346

In the formula, e and f are integers independently selected from 1 to 2500, and q is an integer of 1 to 20. In other embodiments, R 1 has a structure that is a member selected from:
Figure 0004738346

In the formula, e, f, and f ′ are integers independently selected from 1 to 2500, and q and q ′ are integers independently selected from 1 to 20.

さらに別の実施形態では、本発明は、Rが、以下から選択されるメンバーである構造を有する第IX因子ペプチドコンジュゲートを提供する:

Figure 0004738346

式中、e、f、およびf’は、1から2500からそれぞれ独立に選択される整数であり、q、q’、およびq’’は、1から20の独立して選択される整数である。 In yet another embodiment, the invention provides a Factor IX peptide conjugate having a structure wherein R 1 is a member selected from:
Figure 0004738346

Wherein e, f, and f ′ are integers independently selected from 1 to 2500, and q, q ′, and q ″ are independently selected integers from 1 to 20. .

他の実施形態では、Rは、以下選択されるメンバーである構造を有する:

Figure 0004738346

式中、eおよびfは、1から2500の独立して選択される整数である。 In other embodiments, R 1 has a structure that is a member selected from:
Figure 0004738346

Where e and f are integers independently selected from 1 to 2500.

別の典型的な実施形態では、本発明は、以下の式を有する部分を含むペプチドを提供する。

Figure 0004738346

Galは、アミノ酸に、あるいは、直接的または間接的に(例えば、グリコシル残基を介して)アミノ酸に付着されたグリコシル残基に付着させることができる。 In another exemplary embodiment, the present invention provides a peptide comprising a moiety having the following formula:
Figure 0004738346

Gal can be attached to an amino acid or to a glycosyl residue attached to an amino acid directly or indirectly (eg, via a glycosyl residue).

他の実施形態では、この部分は、次式を有する。

Figure 0004738346

Galは、アミノ酸に、あるいは、直接的または間接的に(例えば、グリコシル残基を介して)アミノ酸に付着されたグリコシル残基に付着させることができる。 In other embodiments, this portion has the following formula:
Figure 0004738346

Gal can be attached to an amino acid or to a glycosyl residue attached to an amino acid directly or indirectly (eg, via a glycosyl residue).

典型的な実施形態では、この構造は、第IX因子上のO−グリコシル化部位のGlycoPEG化に関連する(図2B)。   In an exemplary embodiment, this structure is associated with GlycoPEGylation of an O-glycosylation site on Factor IX (FIG. 2B).

さらなる典型的な実施形態では、ペプチドは、次式による部分を含む。

Figure 0004738346

式中、AAは、前記ペプチドのアミノ酸残基であり、各々の上述の構造において、DおよびGは本明細書に記述する通りである。 In a further exemplary embodiment, the peptide comprises a moiety according to the formula:
Figure 0004738346

Where AA is an amino acid residue of the peptide and in each of the above structures D and G are as described herein.

上述の種の1つまたは複数が結合することができるペプチドの典型的なアミノ酸残基には、セリンおよびトレオニン、例えば、配列番号1のセリン53または61、あるいはトレオニン159、162、または172が含まれる。   Exemplary amino acid residues of peptides to which one or more of the above species can bind include serine and threonine, such as serine 53 or 61 of SEQ ID NO: 1, or threonine 159, 162, or 172. It is.

別の典型的な実施形態では、本発明は、次式を有するグリコシル残基を含む第IX因子コンジュゲートを提供する。

Figure 0004738346

式中、a、b、c、d、i、r、s、t、およびuは、0および1から独立して選択される整数である。指数qは、1である。指数e、f、g、およびhは、0から6の整数から独立して選択される。指数j、k、1、およびmは、0から100の整数から独立して選択される。指数v、w、x、およびyは、0および1から独立して選択され、v、w、x、およびyのうちの少なくとも1つは1である。記号AAは、第IX因子ペプチドのアミノ酸残基を表す。 In another exemplary embodiment, the present invention provides a Factor IX conjugate comprising a glycosyl residue having the formula:
Figure 0004738346

Wherein a, b, c, d, i, r, s, t, and u are integers independently selected from 0 and 1. The index q is 1. The indices e, f, g, and h are selected independently from integers from 0 to 6. The indices j, k, 1, and m are selected independently from integers from 0 to 100. The indices v, w, x, and y are selected independently from 0 and 1, and at least one of v, w, x, and y is 1. The symbol AA represents the amino acid residue of the factor IX peptide.

記号Sia−(R)は、次式を有する基を表す。

Figure 0004738346

式中、Dは、−OHおよびR−L−HN−から選択される。記号Gは、R−L−または−C(O)(C〜C)アルキルを表す。Rは、直鎖のまたは分枝ポリ(エチレングリコール)残基を含む部分を表す。Lは、結合、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択されるメンバーであるリンカーである。一般に、DがOHである場合、GはR−L−であり、Gが−C(O)(C〜C)アルキルである場合、DはR−L−NH−である。 The symbol Sia- (R) represents a group having the following formula:
Figure 0004738346

Wherein D is selected from —OH and R 1 -L-HN—. Symbol G represents R 1-L-or -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl. R 1 represents a moiety containing a linear or branched poly (ethylene glycol) residue. L is a linker that is a member selected from a bond, substituted or unsubstituted alkyl, and substituted or unsubstituted heteroalkyl. In general, when D is OH, G is R 1-L-, when G is -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl, D is R 1 -L-NH-.

別の典型的な実施形態では、本発明のコンジュゲート中のPEG改変されたシアル酸部分は、次式を有する。

Figure 0004738346

式中、指数「s」は、0から20の整数を表し、nは、1から2500の整数である。選択された実施形態では、sは1であり、PEGは約20kDである。 In another exemplary embodiment, the PEG-modified sialic acid moiety in the conjugate of the invention has the formula:
Figure 0004738346

In the formula, the index “s” represents an integer of 0 to 20, and n is an integer of 1 to 2500. In selected embodiments, s is 1 and PEG is about 20 kD.

さらなる典型的な実施形態では、PEG改変されたシアル酸は、次式を有する。

Figure 0004738346

式中、Lは、シアル酸部分とPEG部分を連結している、置換または非置換アルキルまたは置換または非置換ヘテロアルキルリンカー部分である。 In a further exemplary embodiment, the PEG modified sialic acid has the formula:
Figure 0004738346

Where L is a substituted or unsubstituted alkyl or substituted or unsubstituted heteroalkyl linker moiety linking the sialic acid moiety and the PEG moiety.

グリコシル残基が、上で記述される構造を有する、典型的な実施形態では、これは、Asn 157とAsn 167の一方または両方に結合される。   In an exemplary embodiment where the glycosyl residue has the structure described above, it is attached to one or both of Asn 157 and Asn 167.

第IX因子は、クローン化され、配列決定されている。任意の配列を有する本質的に任意の第IX因子ペプチドは、本発明のコンジュゲートの第IX因子ペプチド成分として使用されるものである。典型的な実施形態では、ペプチドは、配列番号1として本明細書で示される配列を有する:   Factor IX has been cloned and sequenced. Essentially any factor IX peptide having any sequence is what is used as the factor IX peptide component of the conjugate of the invention. In an exemplary embodiment, the peptide has the sequence set forth herein as SEQ ID NO: 1:

Figure 0004738346
Figure 0004738346

本発明は、本明細書で記述される配列に決して限定されない。例えば、米国特許第4,770,999号明細書、同第5,521,070号明細書(第一位で、チロシンが、アラニンにより置き換えられる)、米国特許第6,037,452号明細書(第XI因子がアルキレンオキシド基に連結される)、および米国特許第6,046,380号明細書(第IX因子をコードするDNAが、少なくとも1つのスプライス部位に改変される)に記載される通り、第IX因子変種(variant)は、当分野でよく知られている。本明細書で実証される通り、第IX因子の変種は、当分野でよく知られており、本開示は、知られている変種、あるいは将来開発および発見されることとなる変種を包含する。   The present invention is in no way limited to the sequences described herein. For example, U.S. Pat. Nos. 4,770,999, 5,521,070 (in the first position, tyrosine is replaced by alanine), U.S. Pat. No. 6,037,452. (Factor XI is linked to an alkylene oxide group), and US Pat. No. 6,046,380, where the DNA encoding Factor IX is modified to at least one splice site As such, Factor IX variants are well known in the art. As demonstrated herein, Factor IX variants are well known in the art, and the present disclosure encompasses known variants or variants that will be developed and discovered in the future.

変異体または改変された第IX因子の活性を決定するための方法は、例えば、ビッグズ(Biggs)(1972年、「Human Blood Coagulation Haemostasis and Thrombosis」(第1版)、オックスフォード、ブラックウェル、サイエンティフィック(Oxford,Blackwell,Scientific)、614ページ)に記載されている、一段階(one stage)活性化部分卜ロンボプラスチン時間アッセイなどの、当分野で記載されている方法を使用して実施できる。簡単に言うと、本発明の方法に従って開発される第IX因子分子の生物活性を分析するために、アッセイは、等しい体積の、活性化部分トロンボプラスチン試薬、当分野でよく知られた無菌の静脈切開技術を使用して、血友病Bを患う患者から単離された第IX因子が欠乏した血漿、および標準としての通常のプールされた血漿またはサンプルを用いて実施できる。このアッセイでは、活性の1単位は、1ミリリットルの通常のプールされた血漿中に存在する量と定義される。さらに、第IX因子が欠乏した患者からの血漿の凝固時間を、通常まで減少させる第IX因子の能力に基づく、生物活性のためのアッセイを、例えば、プロクター(Proctor)およびラパポート(Rapaport)、「Amer.J.Clin.Path.」36:212(1961年)に記載される通りに実施できる。   Methods for determining the activity of mutant or modified factor IX are described, for example, in Biggs (1972, “Human Blood Coagulation Haemostasis and Thrombosis” (1st edition), Oxford, Blackwell, Scientific Can be performed using methods described in the art, such as the one stage activated partial heel plastin time assay described in Fick (Oxford, Blackwell, Scientific, page 614). . Briefly, to analyze the biological activity of a Factor IX molecule developed in accordance with the method of the present invention, the assay consists of an equal volume of activated partial thromboplastin reagent, sterile phlebotomy well known in the art. The technique can be used to perform with factor IX-deficient plasma isolated from patients suffering from hemophilia B, and normal pooled plasma or samples as standards. In this assay, one unit of activity is defined as the amount present in 1 milliliter of normal pooled plasma. In addition, assays for biological activity based on Factor IX's ability to reduce the clotting time of plasma from patients who are deficient in Factor IX to normal include, for example, Proctor and Rapaport, " Amer. J. Clin. Path. "36: 212 (1961).

本発明のペプチドは、少なくとも1つのN結合型またはO結合型グリコシル化部位(このうちの少なくとも1つは、PEG部分を含むグリコシル残基に結合される)を含む。PEGは、完全なグリコシル連結基を介してペプチドに共有結合的に付着される。グリコシル連結基は、ペプチドのアミノ酸残基またはグリコシル残基に共有結合的に付着される。あるいは、グリコシル連結基は、グリコペプチドの1つまたは複数のグリコシル単位に付着される。本発明はまた、グリコシル連結基がアミノ酸残基およびグリコシル残基に付着されるコンジュゲートを提供する。   The peptides of the present invention contain at least one N-linked or O-linked glycosylation site, at least one of which is attached to a glycosyl residue comprising a PEG moiety. PEG is covalently attached to the peptide via a complete glycosyl linking group. The glycosyl linking group is covalently attached to an amino acid residue or glycosyl residue of the peptide. Alternatively, the glycosyl linking group is attached to one or more glycosyl units of the glycopeptide. The invention also provides conjugates in which a glycosyl linking group is attached to an amino acid residue and a glycosyl residue.

PEG部分は、直接的に、または非グリコシルリンカー、例えば、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキルを介して、完全なグリコシルリンカーに付着される。   The PEG moiety is attached to the complete glycosyl linker directly or through an unsubstituted glycosyl linker, eg, a substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted heteroalkyl.

改変された糖
本発明は、改変された糖のコンジュゲートを形成するために、改変された糖および改変された糖ヌクレオチドを使用する。本発明の改変された糖化合物では、糖部分は、好ましくは糖類、デオキシ糖類、アミノ糖類またはN−アシル糖類である。用語「糖類(saccharide)」およびその等価物、「サッカリル(saccharyl)」、「糖(sugar)」および「グリコシル」は、単量体、二量体、オリゴマー、およびポリマーを指す。糖部分はまた、修飾基を用いて官能性をもたせられる。修飾基は一般的に、アミン、スルフヒドリル、またはヒドロキシル(例えば糖上の第1のヒドロキシル部分)とのコンジュゲートを介して、糖部分に結合される。典型的な実施形態では、修飾基は、糖上のアミン部分を介して、例えば、修飾基の反応性の誘導体とアミンの反応を介して形成される、アミド、ウレタン、または尿素を介して付着される。
Modified Sugars The present invention uses modified sugars and modified sugar nucleotides to form modified sugar conjugates. In the modified sugar compound of the present invention, the sugar moiety is preferably a saccharide, deoxysaccharide, aminosaccharide or N-acylsaccharide. The terms “saccharide” and its equivalents, “saccharyl”, “sugar” and “glycosyl” refer to monomers, dimers, oligomers, and polymers. The sugar moiety can also be functionalized with a modifying group. The modifying group is generally attached to the sugar moiety via a conjugate with an amine, sulfhydryl, or hydroxyl (eg, the first hydroxyl moiety on the sugar). In an exemplary embodiment, the modifying group is attached via an amine moiety on the sugar, for example, via an amide, urethane, or urea formed via the reaction of a reactive derivative of the modifying group with an amine. Is done.

任意の糖を、本発明のコンジュゲートの糖中心として利用できる。本発明の組成物を形成するのに有用な典型的な糖中心には、グルコース、ガラクトース、マンノース、フコース、およびシアル酸が含まれるが、これに限定されない。他の有用な糖には、アミノ糖(グルコサミン、ガラクトサミン、マンノサミンなど)、シアル酸の5−アミン類似体などが含まれる。糖中心は、天然に見られる構造であってもよいし、修飾基と結合するための部位を提供するために改変されてもよい。例えば、一実施形態では、本発明は、9−ヒドロキシ部分がアミンで置き換えられたシアル酸誘導体を提供する。アミンは、選択された修飾基の活性化された類似体を用いて、容易に誘導体化される。   Any sugar can be utilized as the sugar center of the conjugate of the invention. Exemplary sugar centers useful for forming the compositions of the present invention include, but are not limited to, glucose, galactose, mannose, fucose, and sialic acid. Other useful sugars include amino sugars (glucosamine, galactosamine, mannosamine, etc.), 5-amine analogs of sialic acid, and the like. The sugar center may be a structure found in nature or may be modified to provide a site for attachment to a modifying group. For example, in one embodiment, the present invention provides sialic acid derivatives in which the 9-hydroxy moiety is replaced with an amine. Amines are readily derivatized with activated analogs of selected modifying groups.

典型的な実施形態では、本発明は、次式を有する改変された糖アミンを利用する。

Figure 0004738346

式中、Gは、グリコシル部分であり、Lは、結合またはリンカーであり、Rは、修飾基である。典型的な結合は、グリコシル部分上のNHと、修飾基上の相補的な反応性の基との間に形成されるものである。したがって、典型的な結合には、NHR、OR、SRが含まれるが、これに限定されない。例えば、Rが、カルボン酸部分を含む場合、この部分は、NHC(O)R構造を有する結合を与えるグリコシル残基上のNH部分を用いて、活性化させ、これと結びつけることができる。同様に、OHおよびSH基を、それぞれ、相当するエーテルまたはチオエーテル誘導体に転換させることができる。 In an exemplary embodiment, the present invention utilizes a modified sugar amine having the formula:
Figure 0004738346

Where G is a glycosyl moiety, L is a bond or linker, and R 1 is a modifying group. A typical linkage is that formed between NH 2 on the glycosyl moiety and a complementary reactive group on the modifying group. Thus, exemplary bonds include but are not limited to NHR 1 , OR 1 , SR 1 . For example, if R 1 contains a carboxylic acid moiety, this moiety can be activated and associated with an NH 2 moiety on a glycosyl residue that provides a bond with the NHC (O) R 1 structure. it can. Similarly, OH and SH groups can be converted to the corresponding ether or thioether derivatives, respectively.

典型的なリンカーには、アルキルおよびヘテロアルキル部分が含まれる。リンカーには、連結基、例えばアシルベースの連結基、例えば、−C(O)NH−、−OC(O)NH−、などが含まれる。連結基は、本発明の種の成分の間に、例えば、グリコシル部分とリンカー(L)との間に、あるいは、リンカーと修飾基(R)との間に形成される結合である。他の連結基は、エーテル、チオエーテル、およびアミンである。例えば、一実施形態では、リンカーは、アミノ酸残基(グリシン残基など)である。グリシンのカルボン酸部分は、グリコシル残基上のアミンとの反応によって、相当するアミドに転換され、グリシンのアミンは、修飾基の活性化されたカルボン酸または炭酸エステルとの反応によって、相当するアミドまたはウレタンに転換される。 Typical linkers include alkyl and heteroalkyl moieties. Linkers include linking groups, such as acyl-based linking groups, such as -C (O) NH-, -OC (O) NH-, and the like. A linking group is a bond formed between components of the species of the invention, for example, between a glycosyl moiety and a linker (L), or between a linker and a modifying group (R 1 ). Other linking groups are ethers, thioethers, and amines. For example, in one embodiment, the linker is an amino acid residue (such as a glycine residue). The carboxylic acid moiety of glycine is converted to the corresponding amide by reaction with an amine on the glycosyl residue, and the amine of glycine is converted to the corresponding amide by reaction with an activated carboxylic acid or carbonate ester of the modifying group. Or converted to urethane.

別の典型的なリンカーは、PEG部分、またはアミノ酸残基を用いて官能性をもたせられたPEG部分である。PEGは、片方のPEG末端でアミノ酸残基を介してグリコシル基に結合され、もう片方のPEG末端を介してRに結合される。あるいは、アミノ酸残基は、Rに結合され、アミノ酸に結合されないPEG末端はグリコシル基に結合される。 Another exemplary linker is a PEG moiety or a PEG moiety functionalized with amino acid residues. PEG is attached to the glycosyl group via an amino acid residue at one PEG terminus and to R 1 via the other PEG terminus. Alternatively, the amino acid residue is attached to R 1 and the PEG terminus not attached to the amino acid is attached to the glycosyl group.

NH−L−Rのための典型的な種は、次式を有する:
−NH{C(O)(CHNH}{C(O)(CH(OCHCH)O(CHNH}
式中、指数sおよびtは、独立して0または1である。指数a、b、およびdは、独立して、0から20の整数であり、cは、1から2500の整数である。他の同様のリンカーは、−NH部分が別の基、例えば、−S、−O、または−CHにより置き換えられた種がベースである。
A typical species for NH-LR 1 has the following formula:
-NH {C (O) (CH 2) a NH} s {C (O) (CH 2) b (OCH 2 CH 2) O (CH 2) d NH} t R 1
In the formula, the indices s and t are independently 0 or 1. The indices a, b, and d are independently integers from 0 to 20, and c is an integer from 1 to 2500. Other similar linkers are based on species in which the —NH moiety is replaced by another group, eg, —S, —O, or —CH 2 .

より詳細には、本発明は、NH−L−Rが、以下である化合物を利用する:
NHC(O)(CHNHC(O)(CH(OCHCHO(CHNHR、NHC(O)(CH(OCHCHO(CHNHR、NHC(O)O(CH(OCHCHO(CHNHR、NH(CHNHC(O)(CH(OCHCHO(CHNHR、NHC(O)(CHNHR、NH(CHNHR、およびNHR。これらの式では、指数、a、b、およびdは、0から20の整数から、好ましくは1〜5から独立して選択される。指数cは、1から2500の整数である。
More particularly, the present invention utilizes compounds wherein NH-LR 1 is:
NHC (O) (CH 2 ) a NHC (O) (CH 2 ) b (OCH 2 CH 2 ) c O (CH 2 ) d NHR 1 , NHC (O) (CH 2 ) b (OCH 2 CH 2 ) c O (CH 2 ) d NHR 1 , NHC (O) O (CH 2 ) b (OCH 2 CH 2 ) c O (CH 2 ) d NHR 1 , NH (CH 2 ) a NHC (O) (CH 2 ) b (OCH 2 CH 2 ) c O (CH 2 ) d NHR 1 , NHC (O) (CH 2 ) a NHR 1 , NH (CH 2 ) a NHR 1 , and NHR 1 . In these formulas, the indices, a, b and d are independently selected from integers from 0 to 20, preferably from 1 to 5. The index c is an integer from 1 to 2500.

後に続く議論では、本発明は、シアル酸の選択された誘導体の使用を参照することにより説明される。当分野の技術者であれば、議論の焦点は、説明を明確にするためのものであること、また、記述される構造および組成物は、通常、糖類基、改変された糖類基、活性化された改変された糖類基、および改変された糖類基のコンジュゲートの種類全体に適用可能であることを認識するであろう。   In the discussion that follows, the present invention is illustrated by reference to the use of selected derivatives of sialic acid. For those skilled in the art, the focus of the discussion is for clarity of explanation, and the structures and compositions described are typically saccharide groups, modified saccharide groups, activated It will be appreciated that the present invention is applicable to all types of modified saccharide groups and conjugates of modified saccharide groups.

例示的な実施形態では、Gはシアル酸であり、本発明に使用される選択された化合物は次式を有する。

Figure 0004738346
In an exemplary embodiment, G is sialic acid and the selected compound used in the present invention has the formula:
Figure 0004738346

当分野の技術者であれば理解できるであろう通り、上述の典型的な化合物中のシアル酸部分は、これに限定されないが、グルコサミン、ガラクトサミン、マンノサミン、そのN−アセチル誘導体などを含めて、他の任意のアミノ糖類で置き換えることができる。   As will be appreciated by those skilled in the art, the sialic acid moiety in the above exemplary compounds includes, but is not limited to, glucosamine, galactosamine, mannosamine, its N-acetyl derivative, and the like. It can be replaced with any other amino sugar.

別の例示的な実施形態では、糖の第1ヒドロキシル部分は、修飾基を用いて官能性をもたせられる。例えば、シアル酸の9−ヒドロキシルは、相当するアミンに転換させることができ、本発明による化合物を提供するために官能性をもたせられることが可能である。この実施形態に従う式には、次のものが含まれる:

Figure 0004738346
In another exemplary embodiment, the primary hydroxyl moiety of the sugar is functionalized with a modifying group. For example, the 9-hydroxyl of sialic acid can be converted to the corresponding amine and can be functionalized to provide a compound according to the invention. Formulas according to this embodiment include the following:
Figure 0004738346

さらなる典型的な実施形態では、本発明は、上で述べたものなどのリンカー−修飾基カセットをもつ、6−ヒドロキシル位置が相当するアミン部分に転換された、改変された糖を利用する。これらの改変された糖の中心として使用できる典型的なサッカリル基には、Gal、GalNAc、Glc、GlcNAc、Fuc、Xyl、Manなどが含まれる。この実施形態に従う典型的な改変された糖は、次式を有する:

Figure 0004738346

式中、R〜RおよびRは、H、OH、C(O)CH、NH、およびNHC(O)CHから独立して選択されるメンバーであり、Rは、OR、NHR、またはNH−L−Rであり、これは、上記の通りである。 In a further exemplary embodiment, the present invention utilizes a modified sugar having a 6-hydroxyl position converted to the corresponding amine moiety with a linker-modifying group cassette such as those described above. Typical saccharyl groups that can be used as centers of these modified sugars include Gal, GalNAc, Glc, GlcNAc, Fuc, Xyl, Man, and the like. A typical modified sugar according to this embodiment has the formula:
Figure 0004738346

Wherein R 3 to R 5 and R 7 are members independently selected from H, OH, C (O) CH 3 , NH, and NHC (O) CH 3 , and R 6 is OR 1 , NHR 1 , or NH-LR 1 , as described above.

本発明で使用される選択されたコンジュゲートは、マンノース、ガラクトース、またはグルコース、あるいはマンノース、ガラクトース、またはグルコースの立体化学を有する種がベースである。これらのコンジュゲートの一般式は、次の通りである。

Figure 0004738346
The selected conjugates for use in the present invention are based on mannose, galactose, or glucose, or a species having the stereochemistry of mannose, galactose, or glucose. The general formula of these conjugates is as follows:
Figure 0004738346

別の典型的な実施形態では、本発明は、相当するヌクレオチド糖として活性化される、上で述べた通りの化合物を利用する。その改変形態で、本発明に使用される典型的な糖ヌクレオチドには、ヌクレオチド一、二、または三リン酸またはその類似体が含まれる。好ましい実施形態では、改変された糖ヌクレオチドは、UDP−グリコシド、CMP−グリコシドまたはGDP−グリコシドから選択される。さらに好ましくは、改変された糖ヌクレオチドの糖ヌクレオチド部分は、UDP−ガラクトース、UDP−ガラクトサミン、UDP−グルコース、UDP−グルコサミン、GDP−マンノース、GDP−フコース、CMP−シアル酸、またはCMP−NeuAcから選択される。典型的な実施形態では、ヌクレオチドリン酸は、C−1に付着される。   In another exemplary embodiment, the present invention utilizes a compound as described above that is activated as the corresponding nucleotide sugar. In their modified form, typical sugar nucleotides used in the present invention include nucleotide mono-, di-, or triphosphates or analogs thereof. In preferred embodiments, the modified sugar nucleotide is selected from UDP-glycoside, CMP-glycoside or GDP-glycoside. More preferably, the sugar nucleotide portion of the modified sugar nucleotide is selected from UDP-galactose, UDP-galactosamine, UDP-glucose, UDP-glucosamine, GDP-mannose, GDP-fucose, CMP-sialic acid, or CMP-NeuAc. Is done. In an exemplary embodiment, the nucleotide phosphate is attached to C-1.

したがって、グリコシル部分がシアル酸である例示的な実施形態では、本発明は、次式を有する化合物を利用する:

Figure 0004738346

式中、L−Rは上で述べた通りであり、L−Rは修飾基に結合されたリンカーを表す。Lと同様に、Lに従う典型的なリンカー種には、結合、アルキル、またはヘテロアルキル部分が含まれる。これらの実施形態による典型的な改変された糖ヌクレオチド化合物は、図7および図8に記述される。 Thus, in an exemplary embodiment where the glycosyl moiety is sialic acid, the present invention utilizes a compound having the formula:
Figure 0004738346

Wherein, L-R 1 is as stated above, L 1 -R 1 represents a coupled to the modifying group linker. As with L, typical linker species according to L 1 include a bond, alkyl, or heteroalkyl moiety. Exemplary modified sugar nucleotide compounds according to these embodiments are described in FIGS.

別の典型的な実施形態では、本発明は、本発明の改変された糖と基質第IX因子ペプチドとの間に形成されるコンジュゲートを提供する。この実施形態では、改変された糖の糖部分は、基質と修飾基の間に配置されるグリコシル連結基になる。典型的なグリコシル連結基は、連結基を形成しているグリコシル部分が、化学物質(例えばメタ過ヨウ素酸ナトリウム)または酵素的プロセス(例えばオキシダーゼ)によって、弱められていない、完全なグリコシル連結基である。本発明の選択されたコンジュゲートには、アミノ糖類(例えば、マンノサミン、グルコサミン、ガラクトサミン、シアル酸など)のアミン部分に付着された修飾基が含まれる。この主旨に従う典型的な修飾基−完全なグリコシル連結基カセットは、次式を有するものなどの、シアル酸構造がベースである。

Figure 0004738346
In another exemplary embodiment, the present invention provides a conjugate formed between a modified sugar of the present invention and a substrate Factor IX peptide. In this embodiment, the sugar moiety of the modified sugar becomes a glycosyl linking group disposed between the substrate and the modifying group. A typical glycosyl linking group is a complete glycosyl linking group in which the glycosyl moieties forming the linking group are not weakened by chemicals (eg, sodium metaperiodate) or enzymatic processes (eg, oxidase). is there. Selected conjugates of the invention include a modifying group attached to the amine moiety of an amino sugar (eg, mannosamine, glucosamine, galactosamine, sialic acid, etc.). A typical modifying group-complete glycosyl linking group cassette in accordance with this spirit is based on a sialic acid structure, such as one having the following formula:
Figure 0004738346

上式で、RおよびLは、上記の通りである。 In the above formula, R 1 and L 1 are as described above.

さらなる典型的な実施形態では、コンジュゲートは、基質第IX因子と、サッカリル部分(修飾基が、サッカリル部分の6−炭素位置でリンカーを介して付着される)との間に形成される。したがって、この実施形態による例示的なコンジュゲートは、次式を有する。

Figure 0004738346

式中、ラジカルは、上に述べた通りである。当分野の技術者であれば、上で述べた改変されたサッカリル部分はまた、2、3、4、または5炭素原子で、酸素または窒素原子を介して基質と結合させることができることを理解するであろう。 In a further exemplary embodiment, the conjugate is formed between the substrate Factor IX and the saccharyl moiety (the modifying group is attached via a linker at the 6-carbon position of the saccharyl moiety). Thus, an exemplary conjugate according to this embodiment has the following formula:
Figure 0004738346

In the formula, the radical is as described above. One skilled in the art will appreciate that the modified saccharyl moiety described above can also be attached to the substrate via an oxygen or nitrogen atom at 2, 3, 4, or 5 carbon atoms. Will.

本発明で使用される例示的な化合物には、次式を有する化合物が含まれる:

Figure 0004738346

式中、R基および指数は、上記の通りである。 Exemplary compounds used in the present invention include compounds having the following formula:
Figure 0004738346

In the formula, the R group and the index are as described above.

本発明はまた、6−炭素位置で、L−Rで改変される糖ヌクレオチドの使用を提供する。この実施形態による典型的な種には、次のものが含まれる:

Figure 0004738346

式中、R基およびLは、上で示した通りの部分を表す。指数「y」は、0、1または2である。 The present invention also provides for the use of sugar nucleotides that are modified with LR 1 at the 6-carbon position. Exemplary species according to this embodiment include:
Figure 0004738346

In the formula, R group and L represent a moiety as shown above. The index “y” is 0, 1 or 2.

本発明で使用されるさらなる典型的なヌクレオチド糖は、GDPマンノースの立体化学を有する種がベースである。この実施形態に従う典型的な種は、次の構造を有する。

Figure 0004738346
Further exemplary nucleotide sugars used in the present invention are based on species having the stereochemistry of GDP mannose. A typical species according to this embodiment has the following structure:
Figure 0004738346

さらなる典型的な実施形態では、本発明は、改変された糖がUDPガラクトースの立体化学に基づくコンジュゲートを提供する。本発明で使用される典型的なヌクレオチド糖は、次の構造を有する。

Figure 0004738346
In a further exemplary embodiment, the present invention provides a conjugate wherein the modified sugar is based on the stereochemistry of UDP galactose. A typical nucleotide sugar used in the present invention has the following structure:
Figure 0004738346

別の典型的な実施形態では、ヌクレオチド糖は、グルコースの立体化学に基づく。この実施形態に従う典型的な種は、次式を有する。

Figure 0004738346
In another exemplary embodiment, the nucleotide sugar is based on the stereochemistry of glucose. A typical species according to this embodiment has the following formula:
Figure 0004738346

修飾基Rは、これに限定されないが、水溶性ポリマー、非水溶性ポリマー、治療薬、診断薬などを含めて、いくつかの種のうちのいずれかである。典型的な修飾基の性質を、以下に、より詳細に述べる。 The modifying group R 1 is any of several species including, but not limited to, water soluble polymers, water insoluble polymers, therapeutic agents, diagnostic agents, and the like. The nature of typical modifying groups is described in more detail below.

修飾基
水溶性ポリマー
多くの水溶性ポリマーは、当分野の技術者に知られており、本発明を実施するのに有用である。用語「水溶性ポリマー」は、糖類(例えばデキストラン、アミロース、ヒアルロン酸(hyalouronic acid)、ポリ(シアル酸)、ヘパラン、ヘパリンなど);ポリ(アミノ酸)、例えばポリ(アスパラギン酸)およびポリ(グルタミン酸);核酸;合成ポリマー(例えば、ポリ(アクリル酸)、ポリ(エーテル)、例えば、ポリ(エチレングリコール);ペプチド、タンパク質などの種を包含する。本発明は、そのポリマーが、コンジュゲートの残部が付着できる位置を含まなければならないという唯一の制限を伴う任意の水溶性ポリマーを用いて実践できる。
Modifying Group Water-Soluble Polymers Many water-soluble polymers are known to those skilled in the art and are useful for practicing the present invention. The term “water-soluble polymer” refers to saccharides (eg, dextran, amylose, hyaluronic acid, poly (sialic acid), heparan, heparin, etc.); poly (amino acids) such as poly (aspartic acid) and poly (glutamic acid). Nucleic acids; synthetic polymers (eg, poly (acrylic acid), poly (ethers), eg, poly (ethylene glycol); peptides, proteins, etc. The present invention provides that the polymer is the remainder of the conjugate. It can be practiced with any water-soluble polymer with the only restriction that it must include a location where it can be attached.

ポリマーの活性化のための方法は、国際公開第94/17039号パンフレット、米国特許第5,324,844号明細書、国際公開第94/18247号パンフレット、国際公開第94/04193号パンフレット、米国特許第5,219,564号明細書、米国特許第5,122,614号明細書、国際公開第90/13540号パンフレット、米国特許第5,281,698号明細書、およびさらに国際公開第93/15189号パンフレットに見ることができ、活性化ポリマーとペプチドと間の結合のための方法は、例えば、凝固第VIII因子(国際公開第94/15625号パンフレット)、ヘモグロビン(国際公開第94/09027号パンフレット)、酸素運搬分子(米国特許第4,412,989号明細書)、リボヌクレアーゼおよびスーパーオキサイドジスムターゼ(ベロネーゼ(Veronese)ら、「App.Biochem.Biotech.」11:141〜45(1985年))に見ることができる。   Methods for polymer activation are described in WO 94/17039, US Pat. No. 5,324,844, WO 94/18247, WO 94/04193, US No. 5,219,564, U.S. Pat. No. 5,122,614, WO 90/13540, U.S. Pat. No. 5,281,698, and even WO 93. The methods for conjugation between activated polymers and peptides can be found in, for example, coagulation factor VIII (WO 94/15625), hemoglobin (WO 94/09027). Pamphlet), oxygen-carrying molecules (US Pat. No. 4,412,989), ribonuclease Over zero and superoxide dismutase: it can be seen in (Veronese (Veronese), et al., 11 "App.Biochem.Biotech." 141-45 (1985)).

好ましい水溶性ポリマーは、ポリマーのサンプル中のかなりの割合のポリマー分子が、ほぼ同じ分子量のものである。こうしたポリマーは、「同一分散(homodisperse)」である。   Preferred water-soluble polymers are those in which a significant proportion of polymer molecules in the polymer sample are of approximately the same molecular weight. Such polymers are “homodisperse”.

本発明を、ポリ(エチレングリコール)コンジュゲートを参照することによって、さらに説明する。PEGの機能化および結合に関するいくつかの総説および研究書が、利用可能である。例えば、ハリス(Harris)、「Macronol.Chem.Phys.」C25:325〜373(1985年);スカウテン(Scouten)、「Methods in Enzymology」135:30〜65(1987年);ウォン(Wong)ら、「Enzyme Microb.Technol.」14:866〜874(1992年);デルガード(Delgado)ら、「Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems」9:249〜304(1992年);ザリプスキー(Zalipsky)、「Bioconjugate Chem.」6:150〜165(1995年);およびバドラ(Bhadra)ら、「Pharmazie」、57:5〜29(2002年)を参照のこと。反応性のPEG分子を調製するための経路、および反応性の分子を使用してコンジュゲートを形成することは、当技術分野で知られている。例えば、米国特許第5,672,662号明細書は、線状または分枝ポリ(アルキレンオキシド)、ポリ(オキシエチル化ポリオール)、ポリ(オレフィンアルコール)、およびポリ(アクリロモルホリン(acrylomorpholine))から選択されるポリマー酸の活性なエステルの水溶性かつ単離可能なコンジュゲートを開示している。   The invention is further illustrated by reference to poly (ethylene glycol) conjugates. Several reviews and research books on PEG functionalization and conjugation are available. For example, Harris, “Macronol. Chem. Phys.” C25: 325-373 (1985); Scouten, “Methods in Enzymology” 135: 30-65 (1987); Wong et al. “Enzyme Microb. Technol.” 14: 866-874 (1992); Delgado et al., “Critical Reviews in Therapeutic Drug Carrier Systems” 9: 249-304 (p. 1992); Chem. "6: 150-165 (1995); and Bhadra et al.," Pharmacizie ", 57: To 29 of the reference that (2002). Routes for preparing reactive PEG molecules, and using reactive molecules to form conjugates are known in the art. For example, US Pat. No. 5,672,662 is from linear or branched poly (alkylene oxide), poly (oxyethylated polyol), poly (olefin alcohol), and poly (acrylomorpholine). Disclosed are water-soluble and isolatable conjugates of active esters of selected polymeric acids.

米国特許第6,376,604号明細書は、有機溶剤中でジ(1−ベンゾトリアゾリル(benzotriazoyl))炭酸エステルとポリマーの末端ヒドロキシルを反応させることによって、水溶性かつ非ペプチド性ポリマーの水溶性1−ベンゾトリアゾリル炭酸エステルを調製するための方法を記載している。活性なエステルは、生物学的に活性な薬剤(タンパク質またはペプチドなど)とのコンジュゲートを形成するために使用される。   US Pat. No. 6,376,604 discloses the reaction of water-soluble and non-peptidic polymers by reacting di (1-benzotriazolyl) carbonate with the terminal hydroxyl of the polymer in an organic solvent. A process for preparing water-soluble 1-benzotriazolyl carbonate is described. The active ester is used to form a conjugate with a biologically active agent (such as a protein or peptide).

国際公開第99/45964号パンフレットは、安定な結合を介してポリマー主鎖に連結される少なくとも1つの末端を有するポリマー主鎖を含む生物学的に活性な薬剤および活性化水溶性ポリマーを含むコンジュゲートを記載する。ここで、少なくとも1つの末端は、分岐部分に連結された近位の反応性の基を有する分岐部分を含み、また、生物学的に活性な薬剤は、近位の反応性の基のうちの少なくとも1つに連結される。他の分枝ポリ(エチレングリコール)は、国際公開第96/21469号パンフレットに記載されており、米国特許第5,932,462号明細書は、反応性の官能基を含む分枝末端を含む分枝PEG分子を用いて形成されたコンジュゲートを記載している。遊離の反応性の基は、タンパク質またはペプチドなどの生物学的に活性な種と反応させ、ポリ(エチレングリコール)と生物学的に活性な種とのコンジュゲートを形成するために利用可能である。米国特許第5,446,090号明細書は、二官能性PEGリンカー、および、各々のPEGリンカー末端でペプチドを有するコンジュゲートを形成する際のその使用を記載する。   WO 99/45964 is a conjugate comprising a biologically active agent comprising a polymer backbone having at least one terminus linked to the polymer backbone via a stable bond and an activated water-soluble polymer. Describe the gate. Wherein the at least one terminus includes a branching portion having a proximal reactive group linked to the branching portion, and the biologically active agent comprises a proximal reactive group Connected to at least one. Other branched poly (ethylene glycols) are described in WO 96/21469, US Pat. No. 5,932,462 includes branched ends containing reactive functional groups. Describes conjugates formed using branched PEG molecules. Free reactive groups can be used to react with biologically active species such as proteins or peptides to form conjugates of poly (ethylene glycol) with biologically active species . US Pat. No. 5,446,090 describes a bifunctional PEG linker and its use in forming conjugates with peptides at each PEG linker end.

分解可能なPEG結合を含むコンジュゲートは、国際公開第99/34833号パンフレット;および国際公開第99/14259号パンフレット、ならびに米国特許第6,348,558号明細書に記載されている。こうした分解可能な結合は、本発明に適用可能である。   Conjugates containing degradable PEG linkages are described in WO 99/34833; and WO 99/14259, and US Pat. No. 6,348,558. Such degradable bonds are applicable to the present invention.

上で記述したポリマーの活性化の当分野で認識された方法は、本明細書に記述される分枝ポリマーの形成において、また、他の種、例えば、糖、糖ヌクレオチドなどへのこれらの分枝ポリマーの結合のために、本発明において有用である。   The art-recognized methods of activating the polymers described above are those in the formation of the branched polymers described herein, and their separation into other species such as sugars, sugar nucleotides, and the like. Useful in the present invention for the attachment of branch polymers.

本発明で使用される典型的なポリ(エチレングリコール)分子には、次式を有するものが含まれるが、これに限定されない。

Figure 0004738346

式中、Rは、H、OH、NH、置換または非置換アルキル、置換または非置換のアリール、置換または非置換のヘテロアリール、置換または非置換のヘテロシクロアルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、例えば、アセタール、OHC−、HN−(CH−、HS−(CH、または−(CHC(Y)Zである。指数「e」は、1から2500の整数を表す。指数b、d、およびqは、独立して、0から20の整数を表す。記号ZおよびZは、独立して、OH、NH、脱離基、例えば、イミダゾール、p−ニトロフェニル、HOBT、テトラゾール、ハライド、S−R、活性化エステル類のアルコール部分、−(CHC(Y)V、または−(CHU(CHC(Yを表す。記号Yは、H(2)、=O、=S、=N−R10を表す。記号X、Y、Y、A、およびUは、独立して、部分O、S、N−R11を表す。記号Vは、OH、NH、ハロゲン、S−R12、活性化エステルのアルコール成分、活性化アミドのアミン成分、糖ヌクレオチド、およびタンパク質を表す。指数p、q、s、およびvは、0から20の整数から独立して選択されるメンバーである。記号R、R10、R1l、およびRl2は、独立して、H、置換または非置換アルキル、置換または非置換ヘテロアルキル、置換または非置換のアリール、置換または非置換のヘテロシクロアルキルおよび置換または非置換のヘテロアリールを表す。 Exemplary poly (ethylene glycol) molecules used in the present invention include, but are not limited to, those having the following formula:
Figure 0004738346

Wherein R 8 is H, OH, NH 2 , substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heteroaryl, substituted or unsubstituted heterocycloalkyl, substituted or unsubstituted heteroalkyl , for example, acetal, OHC-, H 2 N- (CH 2) q -, HS- (CH 2) q, or - (CH 2) a q C (Y) Z 1. The index “e” represents an integer from 1 to 2500. The indices b, d, and q independently represent an integer from 0 to 20. The symbols Z and Z 1 independently represent OH, NH 2 , a leaving group such as imidazole, p-nitrophenyl, HOBT, tetrazole, halide, S—R 9 , the alcohol moiety of activated esters, — ( CH 2) p C (Y 1 ) V or, - (CH 2) p U (CH 2) s C (Y 1) represents the V. Symbol Y, H (2), = O , represents a = S, = N-R 10 . The symbols X, Y, Y 1 , A 1 , and U independently represent the moieties O, S, N—R 11 . Symbol V represents OH, NH 2, halogen, S-R 12, the alcohol component of activated esters, the amine component of activated amides, sugar nucleotides, and proteins. The indices p, q, s, and v are members selected independently from integers from 0 to 20. Symbols R 9, R 10, R 1l , and R l2 are, independently, H, substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted heteroalkyl, substituted or unsubstituted aryl, substituted or unsubstituted heterocycloalkyl and Represents a substituted or unsubstituted heteroaryl.

他の典型的な実施形態では、ポリ(エチレングリコール)分子は、次から選択される。

Figure 0004738346
In another exemplary embodiment, the poly (ethylene glycol) molecule is selected from:
Figure 0004738346

本発明のコンジュゲートを形成するのに有用なポリ(エチレングリコール)は、線状または分枝状である。本発明で使用するための適切な分枝ポリ(エチレングリコール)分子には、以下の式によって示されるものが含まれるが、これに限定されない:

Figure 0004738346

式中、RおよびR8’は、独立して、上の、Rについて定義された基から選択されるメンバーである。AおよびAは、独立して、上の、Aについて定義された基から選択されるメンバーである。指数e、f、oおよびqは、上記の通りである。ZおよびYは、上記の通りである。XおよびX1’は、S、SC(O)NH、HNC(O)S、SC(O)O、O、NH、NHC(O)、(O)CNHおよびNHC(O)O、OC(O)NHから独立して選択されるメンバーである。 Poly (ethylene glycol) useful for forming the conjugates of the invention is linear or branched. Suitable branched poly (ethylene glycol) molecules for use in the present invention include, but are not limited to, those represented by the following formula:
Figure 0004738346

Wherein R 8 and R 8 ′ are independently members selected from the groups defined for R 8 above. A 1 and A 2 are independently members selected from the groups defined for A 1 above. The indices e, f, o and q are as described above. Z and Y are as described above. X 1 and X 1 ′ are S, SC (O) NH, HNC (O) S, SC (O) O, O, NH, NHC (O), (O) CNH and NHC (O) O, OC ( O) Member selected independently from NH.

他の典型的な実施形態では、分枝PEGは、システイン、セリン、またはジ−リジン中心がベースである。したがって、さらに典型的な分枝PEGには、以下が含まれる:

Figure 0004738346
In other exemplary embodiments, the branched PEG is based on a cysteine, serine, or di-lysine center. Thus, more typical branched PEGs include:
Figure 0004738346

さらに別の実施形態では、分枝PEG部分は、トリ−リジンペプチドがベースである。トリ−リジンは、モノ−、ジ−、トリ−またはテトラ−PEG化される可能性がある。この実施形態に従う典型的な種は、次式を有する。

Figure 0004738346

式中、e、fおよびf’は、1から2500の独立して選択された整数であり、およびq、q’、およびq’’は、1から20の独立して選択された整数である。 In yet another embodiment, the branched PEG moiety is based on a tri-lysine peptide. Tri-lysine can be mono-, di-, tri- or tetra-PEGylated. A typical species according to this embodiment has the following formula:
Figure 0004738346

Where e, f and f ′ are independently selected integers from 1 to 2500, and q, q ′, and q ″ are independently selected integers from 1 to 20. .

本発明の典型的な実施形態では、PEGは、m−PEG(5kD、10kD、15kD、20kDまたは30kD)である。典型的な分枝PEG種は、m−PEGが20kDのm−PEGである、セリン−またはシステイン−(m−PEG)である。 In an exemplary embodiment of the invention, the PEG is m-PEG (5 kD, 10 kD, 15 kD, 20 kD or 30 kD). A typical branched PEG species is serine- or cysteine- (m-PEG) 2 where m-PEG is 20 kD m-PEG.

当分野の技術者であれば理解できるであろう通り、本発明で使用される分枝ポリマーには、上で述べた論旨に関する変形が含まれる。例えば、上記のジ−リジン−PEGコンジュゲートは、3つの高分子サブユニットを含む可能性があり、第3のものは、上述の構造において、改変されていないと示されたα−アミンと結合される。同様に、3つまたは4つの高分子サブユニットを用いて官能性をもたせられるトリ−リジンの使用も、本発明の範囲内である。   As will be appreciated by those skilled in the art, the branched polymers used in the present invention include variations on the issues discussed above. For example, the di-lysine-PEG conjugate described above may contain three macromolecular subunits, the third bound to the α-amine shown to be unmodified in the above structure. Is done. Similarly, the use of tri-lysine functionalized with three or four polymeric subunits is also within the scope of the present invention.

本発明で使用されるさらなる典型的な種には、次のものが含まれる。

Figure 0004738346

および、例えば、これらの種の炭酸エステルおよび活性なエステル類:
Figure 0004738346
Additional exemplary species used in the present invention include:
Figure 0004738346

And, for example, carbonates and active esters of these species:
Figure 0004738346

本明細書で記述する化合物を調製するのに使用される線状PEGを活性化するために適切である、他の活性化基、または脱離基には、これに限定されないが、次の種が含まれる。

Figure 0004738346
Other activating or leaving groups that are suitable for activating the linear PEG used to prepare the compounds described herein include, but are not limited to the following species: Is included.
Figure 0004738346

これらの種および他の種を用いて活性化されるPEG分子、および活性化PEGを製造する方法は、国際公開第04/083259号パンフレットに記載されている。   PEG molecules activated using these and other species, and methods for producing activated PEG are described in WO 04/083259.

当分野の技術者であれば、分枝ポリマーのm−PEGアームの1つまたは複数を、異なる末端、例えば、OH、COOH、NH、C〜C10−アルキルなどをもつPEG部分によって置き換えることができることを理解するであろう。さらに、上述の構造は、「アミノ酸」の側鎖のα−炭素原子と官能基の間にアルキルリンカーを挿入すること(または炭素原子を除去すること)によって、容易に改変される。したがって、「ホモ」誘導体およびより高級の相同体、ならびに、より低級の相同体は、本発明で使用される分枝PEGのための有用な「アミノ酸」中心である。 Those of skill in the art, one or more of m-PEG arms of the branched polymer, different terminal, for example, OH, COOH, NH 2, C 2 ~C 10 - replaced by a PEG moiety with alkyl and You will understand that you can. Furthermore, the above structure is easily modified by inserting an alkyl linker (or removing a carbon atom) between the α-carbon atom of the side chain of the “amino acid” and the functional group. Thus, “homo” derivatives and higher homologues, as well as lower homologues, are useful “amino acid” centers for the branched PEGs used in the present invention.

本明細書で記述される分枝PEG種は、下のスキームに記述するものなどの方法によって、容易に調製される。

Figure 0004738346

式中、Xは、OまたはSであり、rは1から5の整数である。指数eおよびfは、1から2500の、独立して選択される整数である。 The branched PEG species described herein are readily prepared by methods such as those described in the scheme below.
Figure 0004738346

In the formula, X a is O or S, and r is an integer of 1 to 5. The indices e and f are independently selected integers from 1 to 2500.

したがって、このスキームに従って、天然または非天然のアミノ酸を、活性化m−PEG誘導体、この場合トシラートと接触させ、側鎖ヘテロ原子Xをアルキル化することによって、1を形成する。単一の(mono)−官能性をもたせられたm−PEGアミノ酸を、反応性のm−PEG誘導体と共にN−アシル化条件にかけ、それによって、分枝m−PEG 2を組み立てる。当分野の技術者であれば、トシラート脱離基を、任意の適切な脱離基、例えば、ハロゲン、メシラート、トリフレートなどで置き換えることができることを理解するであろう。同様に、アミンをアシル化するために利用される反応性の炭酸エステルを、活性なエステル、例えば、N−ヒドロキシスクシンイミドなどで置き換えることができる。あるいは、酸を、脱水剤(ジシクロヘキシルカルボジイミド、カルボニルジイミダゾールなど)を使用して、in situ活性化できる。 Therefore, according to this scheme, a natural or unnatural amino acid, activated m-PEG derivative, in this case in contact with the tosylate, by alkylating the side-chain heteroatom X a, to form a 1. A mono-functionalized m-PEG amino acid is subjected to N-acylation conditions with a reactive m-PEG derivative, thereby assembling a branched m-PEG2. One skilled in the art will appreciate that the tosylate leaving group can be replaced with any suitable leaving group, such as halogen, mesylate, triflate, and the like. Similarly, the reactive carbonate utilized to acylate the amine can be replaced with an active ester such as N-hydroxysuccinimide. Alternatively, the acid can be activated in situ using a dehydrating agent (dicyclohexylcarbodiimide, carbonyldiimidazole, etc.).

典型的な実施形態では、修飾基は、PEG部分であるが、任意の修飾基(例えば、水溶性ポリマー、非水溶性ポリマー、治療的部分など)を、適切な結合を介してグリコシル部分に組み込むことができる。改変された糖は、それにより改変された糖を産生する、酵素的手段、化学的手段、またはそれらの組み合わせによって形成される。典型的な実施形態では、糖は、活性なアミン(任意の位置で、修飾部分の付着を可能にし、さらに、糖が、ペプチドに改変された糖を結びつけることができる酵素のための基質として機能することを可能にする)で置換される。典型的な実施形態では、ガラクトサミンが改変された糖である場合、アミン部分は、6−位置で炭素原子に付着される。   In an exemplary embodiment, the modifying group is a PEG moiety, but any modifying group (eg, a water soluble polymer, a water insoluble polymer, a therapeutic moiety, etc.) is incorporated into the glycosyl moiety via a suitable linkage. be able to. Modified sugars are formed by enzymatic means, chemical means, or combinations thereof, thereby producing modified sugars. In an exemplary embodiment, the saccharide is an active amine (allowing attachment of the modifying moiety at any position, and the saccharide functions as a substrate for an enzyme that can bind the modified saccharide to a peptide. To be replaced). In an exemplary embodiment, when galactosamine is a modified sugar, the amine moiety is attached to the carbon atom at the 6-position.

水溶性ポリマーで改変された種
糖部分が水溶性ポリマーを用いて改変される、水溶性ポリマーで改変されたヌクレオチド糖種は、本発明に有用である。典型的な改変された糖ヌクレオチドは、糖上のアミン部分を介して改変された糖基を持つ。改変された糖ヌクレオチド、例えば糖ヌクレオチドのサッカリル−アミン誘導体もまた、本発明の方法に使用される。例えば、サッカリルアミン(修飾基を含まない)は、ペプチド(または他の種)と酵素的に結合させ、遊離のサッカリルアミン部分を、所望の修飾基に、その後結合させることができる。あるいは、改変された糖ヌクレオチドは、基質(例えば、ペプチド、グリコペプチド、脂質、アグリコン、糖脂質など)上のサッカリルアクセプターに、改変された糖を転移する酵素のための基質として機能できる。
Seeds modified with water-soluble polymers Nucleotide sugar species modified with water-soluble polymers in which the sugar moiety is modified with a water-soluble polymer are useful in the present invention. A typical modified sugar nucleotide has a modified sugar group through an amine moiety on the sugar. Modified sugar nucleotides, such as saccharyl-amine derivatives of sugar nucleotides, are also used in the methods of the invention. For example, a saccharylamine (without a modifying group) can be enzymatically coupled to a peptide (or other species) and the free saccharylamine moiety can then be coupled to the desired modifying group. Alternatively, the modified sugar nucleotide can function as a substrate for an enzyme that transfers the modified sugar to a saccharyl acceptor on a substrate (eg, a peptide, glycopeptide, lipid, aglycone, glycolipid, etc.).

糖中心がガラクトースまたはグルコースである一実施形態では、Rは、NHC(O)Yである。 In one embodiment where the sugar center is galactose or glucose, R 5 is NHC (O) Y.

典型的な実施形態では、改変された糖は、6−アミノ−N−アセチル−グリコシル部分がベースである。N−アセチルガラクトサミンについて以下に示すように、6−アミノ−糖部分は、標準の方法によって、容易に調製される。

Figure 0004738346
In an exemplary embodiment, the modified sugar is based on a 6-amino-N-acetyl-glycosyl moiety. As shown below for N-acetylgalactosamine, the 6-amino-sugar moiety is readily prepared by standard methods.
Figure 0004738346

上のスキームでは、指数nは、1から2500、好ましくは10から1500、好ましくは、10から1200の整数を表す。記号「A」は、活性化基、例えば、ハロゲン、活性化エステルの成分(例えばN−ヒドロキシスクシンイミドエステル)、炭酸エステルの成分(例えばp−ニトロフェニル炭酸エステル)などを表す。当分野の技術者であれば、他のPEG−アミド・ヌクレオチド糖が、この方法および類似の方法によって、容易に調製されることを理解するであろう。   In the above scheme, the index n represents an integer of 1 to 2500, preferably 10 to 1500, preferably 10 to 1200. The symbol “A” represents an activating group such as halogen, a component of an activated ester (for example, N-hydroxysuccinimide ester), a component of a carbonate ester (for example, p-nitrophenyl carbonate), and the like. One skilled in the art will appreciate that other PEG-amide nucleotide sugars are readily prepared by this and similar methods.

他の典型的な実施形態では、アミド部分は、ウレタンまたは尿素などの基によって置き換えられる。   In other exemplary embodiments, the amide moiety is replaced by a group such as urethane or urea.

さらなる実施形態では、Rは、分枝PEG、例えば、上で述べた種のうちの1つである。この実施形態に従う例示的化合物には、次のものが含まれる。

Figure 0004738346

式中、Xは、結合またはOである。 In a further embodiment, R 1 is a branched PEG, eg, one of the species mentioned above. Exemplary compounds according to this embodiment include:
Figure 0004738346

In the formula, X 4 is a bond or O.

さらに、上で示した通り、本発明は、直鎖または分枝した水溶性ポリマーを用いて改変されるヌクレオチド糖を提供する。例えば、下で示される式を有する化合物は、本発明の範囲内である。

Figure 0004738346

式中、Xは、Oまたは結合である。 Furthermore, as indicated above, the present invention provides nucleotide sugars that are modified using linear or branched water-soluble polymers. For example, compounds having the formulas shown below are within the scope of the invention.
Figure 0004738346

In the formula, X 4 is O or a bond.

同様に、本発明は、6−位置の炭素が改変される、改変された糖種のヌクレオチド糖を提供する:

Figure 0004738346

式中、Xは、結合またはOである。 Similarly, the present invention provides nucleotide sugars of modified sugar species in which the 6-position carbon is modified:
Figure 0004738346

In the formula, X 4 is a bond or O.

本発明の組成物を含めた、ペプチドおよびグリコペプチド、脂質および糖脂質のコンジュゲートも提供される。例えば、本発明は、次式を有するコンジュゲートを提供する。

Figure 0004738346
Also provided are conjugates of peptides and glycopeptides, lipids and glycolipids, including compositions of the invention. For example, the present invention provides a conjugate having the formula:
Figure 0004738346

非水溶性ポリマー
上で述べたものに類似した別の実施形態では、改変された糖は、水溶性ポリマーではなく、非水溶性ポリマーを含む。本発明のコンジュゲートはまた、1つまたは複数の非水溶性ポリマーを含むことができる。本発明のこの実施形態は、制御された方式で治療的ペプチドを送達するための媒体としてのコンジュゲートを使用することによって説明される。高分子薬物送達システムは、当技術分野で知られている。例えば、ダン(Dunn)ら編、「POLYMERIC DRUGS AND DRUG DELIVERY SYSTEMS」、ACS Symposium Series 第469巻、米国化学学会(American Chemical Society)、ワシントン市(Washington,D.C.)1991年を参照のこと。当分野の技術者であれば、実質的に任意の既知の薬物送達システムが、本発明のコンジュゲートに適用可能であることを理解するであろう。
Water Insoluble Polymer In another embodiment similar to that described above, the modified sugar comprises a water insoluble polymer rather than a water soluble polymer. The conjugates of the invention can also include one or more water-insoluble polymers. This embodiment of the invention is illustrated by using the conjugate as a vehicle for delivering therapeutic peptides in a controlled manner. Polymeric drug delivery systems are known in the art. For example, edited by Dunn et al., "POLYMERIC DRUGS AND DRUG DELIVERY SYSTEMS", ACS Symposium Series Vol. 469, American Chemical Society, Washington City, 91. . Those skilled in the art will appreciate that virtually any known drug delivery system is applicable to the conjugates of the present invention.

代表的な非水溶性ポリマーには、これに限定されないが、ポリホスファジン(polyphosphazine)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリアルキレン、ポリアクリルアミド、ポリアルキレングリコール、ポリアルキレンオキシド、ポリアルキレンテレフタレート、ポリビニルエーテル、ポリビニルエステル、ポリビニルハライド、ポリビニルピロリドン、ポリグリコリド、ポリシロキサン、ポリウレタン、ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(メタクリル酸エチル)、ポリ(メタクリル酸ブチル)、ポリ(メタクリル酸イソブチル)、ポリ(メタクリル酸ヘキシル)、ポリ(メタクリル酸イソデシル)、ポリ(メタクリル酸ラウリル)、ポリ(メタクリル酸フェニル)、ポリ(アクリル酸メチル)、ポリ(アクリル酸イソプロピル)、ポリ(アクリル酸イソブチル)、ポリ(アクリル酸オクタデシル)ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(エチレングリコール)、ポリ(エチレンオキシド)、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(酢酸ビニル)、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン、プルロニック、およびポリビニルフェノール、ならびにそれらのコポリマーが含まれる。   Representative water-insoluble polymers include, but are not limited to, polyphosphazine, poly (vinyl alcohol), polyamide, polycarbonate, polyalkylene, polyacrylamide, polyalkylene glycol, polyalkylene oxide, polyalkylene terephthalate, polyvinyl Ether, polyvinyl ester, polyvinyl halide, polyvinylpyrrolidone, polyglycolide, polysiloxane, polyurethane, poly (methyl methacrylate), poly (ethyl methacrylate), poly (butyl methacrylate), poly (isobutyl methacrylate), poly (methacrylic) Acid hexyl), poly (isodecyl methacrylate), poly (lauryl methacrylate), poly (phenyl methacrylate), poly (methyl acrylate) Poly (isopropyl acrylate), poly (isobutyl acrylate), poly (octadecyl acrylate) polyethylene, polypropylene, poly (ethylene glycol), poly (ethylene oxide), poly (ethylene terephthalate), poly (vinyl acetate), polyvinyl chloride , Polystyrene, polyvinylpyrrolidone, pluronic, and polyvinylphenol, and copolymers thereof.

本発明のコンジュゲートに使用される、合成的に改変される天然のポリマーには、これに限定されないが、アルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、セルロースエーテル、セルロースエステルおよびニトロセルロースが含まれる。合成的に改変される天然のポリマーの幅広いクラスの特に好ましいメンバーには、これに限定されないが、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、酢酸フタル酸セルロース、カルボキシメチルセルロース、セルローストリアセテート、硫酸セルロースナトリウム塩、およびアクリルおよびメタクリル酸エステルとアルギン酸のポリマーが含まれる。   Synthetically modified natural polymers used in the conjugates of the invention include, but are not limited to, alkyl celluloses, hydroxyalkyl celluloses, cellulose ethers, cellulose esters and nitrocellulose. A particularly preferred member of the broad class of synthetically modified natural polymers includes, but is not limited to, methylcellulose, ethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxybutylmethylcellulose, cellulose acetate, cellulose propionate, butyric acetate Cellulose, cellulose acetate phthalate, carboxymethyl cellulose, cellulose triacetate, cellulose sulfate sodium salt, and polymers of acrylic and methacrylic acid esters and alginic acid are included.

本明細書で述べられるこれらのポリマーおよび他のポリマーは、シグマケミカル社(Sigma Chemical Co.)(St.Louis、ミズーリ州)、ポリサイエンス(Polysciences)(Warrenton、ペンシルバニア州)、アルドリッチ(Aldrich)(Milwaukee、ウィスコンシン州)、フルカ(Fluka)(Ronkonkoma、ニューヨーク州)、およびバイオラッド(BioRad)(Richmond、カリフォルニア州)などの市販の供給源から容易に得ることができる、あるいは、これらの供給元から得られるモノマーから、標準の技術を使用して合成される。   These and other polymers described herein are available from Sigma Chemical Co. (St. Louis, Missouri), Polysciences (Warrenton, Pa.), Aldrich (Aldrich) Can be readily obtained from commercial sources such as Milwaukee, Wisconsin, Fluka (Ronkonkoma, NY), and BioRad (Richmond, CA), or from these sources From the resulting monomer, it is synthesized using standard techniques.

本発明のコンジュゲートに使用される代表的な生分解性ポリマーには、これに限定されないが、ポリ乳酸、ポリグリコリドおよびそのコポリマー、ポリ(エチレンテレフタレート)、ポリ(酪酸)、ポリ(吉草酸)、ポリ(ラクチド−co−カプロラクトン)、ポリ(ラクチド−co−グリコリド)、ポリ無水物、ポリオルトエステル、これらのブレンドおよびコポリマーが含まれる。特に有用なものは、コラーゲン、プルロニックなどを含めたものなど、ゲルを形成する組成物である。   Representative biodegradable polymers used in the conjugates of the present invention include, but are not limited to, polylactic acid, polyglycolide and copolymers thereof, poly (ethylene terephthalate), poly (butyric acid), poly (valeric acid) , Poly (lactide-co-caprolactone), poly (lactide-co-glycolide), polyanhydrides, polyorthoesters, blends and copolymers thereof. Particularly useful are compositions that form gels, such as those including collagen, pluronics, and the like.

本発明に使用されるポリマーには、その構造の少なくとも一部の中に生体再吸収性分子を有する非水溶性材料を含む「ハイブリッド」ポリマーが含まれる。こうしたポリマーの例は、ポリマー鎖ごとに、生体再吸収性領域、親水性領域、および複数の架橋性の官能基を有する、非水溶性コポリマーを含むものである。   The polymers used in the present invention include “hybrid” polymers that include water-insoluble materials that have bioresorbable molecules in at least a portion of their structure. Examples of such polymers are those that comprise a water-insoluble copolymer with a bioresorbable region, a hydrophilic region, and a plurality of crosslinkable functional groups for each polymer chain.

本発明の目的を達成するために、「非水溶性材料」は、水または含水環境に実質的に不溶性である材料を含む。したがって、コポリマーのある種の領域またはセグメントが、親水性または水溶性であったとしても、ポリマー分子は、全体としては、任意の実質的な測定に対して水に溶解しない。   For the purposes of the present invention, a “water-insoluble material” includes a material that is substantially insoluble in water or a hydrous environment. Thus, even if certain regions or segments of the copolymer are hydrophilic or water soluble, the polymer molecule as a whole does not dissolve in water for any substantial measurement.

本発明の目的では、用語「生体再吸収性分子」は、体によって、通常の排泄経路を介して、代謝または分解および再吸収および/または排除されることが可能な領域を含む。こうした代謝産物または分解された産物は、体に対して好ましくは実質的に非毒性である。   For the purposes of the present invention, the term “bioresorbable molecule” includes a region that can be metabolized or degraded and reabsorbed and / or eliminated by the body via normal excretory pathways. Such metabolites or degraded products are preferably substantially non-toxic to the body.

コポリマー組成物が全体として水溶性にならない限り、生体再吸収性領域は、疎水性でも親水性でもよい。したがって、生体再吸収性領域は、ポリマーが、全体として、非水溶性のままであるという優先度に基づいて選択される。したがって、相対的な特性、すなわち、含有される官能基の種類、および生体再吸収性領域の相対的な割合、および親水性領域は、有用な生体再吸収性組成物が、確実に非水溶性のままであるように選択される。   The bioresorbable region may be hydrophobic or hydrophilic so long as the copolymer composition as a whole is not water soluble. Thus, the bioresorbable region is selected based on the priority that the polymer as a whole remains water insoluble. Thus, the relative properties, i.e. the type of functional groups contained, and the relative proportion of the bioresorbable region, and the hydrophilic region, ensure that the useful bioresorbable composition is water insoluble. Selected to remain.

典型的な再吸収可能なポリマーには、例えば、ポリ(α−ヒドロキシ−カルボン酸)/ポリ(オキシアルキレン)の、合成的に生成された再吸収可能なブロックコポリマーが含まれる(コーン(Cohn)ら、米国特許第4,826,945号明細書を参照のこと)。これらのコポリマーは、架橋されず、かつ水溶性であり、その結果、体が、分解されたブロックコポリマー組成物を排出できる。ユネス(Younes)ら、「J Biomed.Mater.Res.」21:1301〜1316(1987年)、およびコーン(Cohn)ら、「J Biomed.Mater.Res.」22:993〜1009(1988年)を参照のこと。   Typical resorbable polymers include, for example, synthetically produced resorbable block copolymers of poly (α-hydroxy-carboxylic acid) / poly (oxyalkylene) (Cohn). Et al., U.S. Pat. No. 4,826,945). These copolymers are not crosslinked and are water soluble so that the body can expel the degraded block copolymer composition. Younes et al., “J Biomed. Mater. Res.” 21: 1301-1316 (1987), and Cohn et al., “J Biomed. Mater. Res.” 22: 993-1009 (1988). checking ...

目下のところ好ましい生体再吸収性ポリマーには、ポリ(エステル)、ポリ(ヒドロキシ酸)、ポリ(ラクトン)、ポリ(アミド)、ポリ(エステル−アミド)、ポリ(アミノ酸)、ポリ(無水物)、ポリ(オルトエステル)、ポリ(炭酸エステル)、ポリ(ホスファジン)、ポリ(リン酸エステル)、ポリ(チオエステル)、ポリサッカリド、およびこれらの混合物から選択される1つまたは複数の成分が含まれる。より好ましくは、生体再吸収性ポリマーには、ポリ(ヒドロキシ)酸成分が含まれる。ポリ(ヒドロキシ)酸の中では、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロン酸、ポリ酪酸、ポリ吉草酸、ならびにそれらのコポリマーおよび混合物が好ましい。   Presently preferred bioresorbable polymers include poly (ester), poly (hydroxy acid), poly (lactone), poly (amide), poly (ester-amide), poly (amino acid), poly (anhydride). , Poly (orthoester), poly (carbonate ester), poly (phosphadine), poly (phosphate ester), poly (thioester), polysaccharide, and mixtures thereof. . More preferably, the bioresorbable polymer includes a poly (hydroxy) acid component. Of the poly (hydroxy) acids, polylactic acid, polyglycolic acid, polycaproic acid, polybutyric acid, polyvaleric acid, and copolymers and mixtures thereof are preferred.

in vivoで吸収される(「生体再吸収される(bioresorbed)」)フラグメントを形成することに加えて、本発明の方法で使用するための好ましい高分子コーティングはまた、排出可能(excretable)かつ/または代謝性のフラグメントを形成できる。   In addition to forming fragments that are absorbed in vivo ("bioresorbed"), preferred polymeric coatings for use in the methods of the present invention are also excretable and / or Alternatively, metabolic fragments can be formed.

より高い程度のコポリマーもまた、本発明に使用できる。例えば、1984年3月20日に発行された、ケーシー(Casey)ら、米国特許第4,438,253号明細書は、ポリ(グリコール酸)とヒドロキシル末端のポリ(アルキレングリコール)のエステル転移反応から産生されるトリ−ブロックコポリマーを開示している。こうした組成物は、再吸収可能なモノフィラメント縫合糸として使用するために開示されている。こうした組成物の柔軟性は、芳香族オルト炭酸エステル(テトラ−p−トリルオルト炭酸エステルなど)の、コポリマー構造への組み込みによって制御される。   Higher degrees of copolymer can also be used in the present invention. For example, Casey et al., US Pat. No. 4,438,253, issued March 20, 1984, is a transesterification reaction of poly (glycolic acid) and hydroxyl-terminated poly (alkylene glycol). Discloses tri-block copolymers. Such compositions are disclosed for use as resorbable monofilament sutures. The flexibility of such compositions is controlled by the incorporation of aromatic orthocarbonates (such as tetra-p-tolyl orthocarbonate) into the copolymer structure.

乳酸および/またはグリコール酸を主成分とした他のポリマーもまた利用できる。例えば、1993年4月13日に発行された、スピヌ(Spinu)、米国特許第5,202,413号明細書は、オリゴマーのジオールまたはジアミン残基のいずれかへのラクチドおよび/またはグリコリドの開環重合、それに続く二官能性化合物(例えばジイソシアネート、ジアシルクロライド(diacylchloride)、またはジクロロシラン)を用いる鎖延長によって産生される、ポリ乳酸および/またはポリグリコリドの連続的に順序づけられたブロックを有する、生体分解性のマルチ−ブロックコポリマーを開示している。   Other polymers based on lactic acid and / or glycolic acid can also be utilized. For example, Spinu, US Pat. No. 5,202,413, issued April 13, 1993, describes the opening of lactide and / or glycolide to either oligomeric diol or diamine residues. Having sequentially ordered blocks of polylactic acid and / or polyglycolide produced by ring polymerization followed by chain extension using a bifunctional compound (e.g. diisocyanate, diacyl chloride, or dichlorosilane), Biodegradable multi-block copolymers are disclosed.

本発明に有用なコーティングの生体再吸収性領域は、加水分解的かつ/または酵素的に切断可能であるように設計できる。本発明の目的では、「加水分解的に切断可能」は、コポリマー、特に生体再吸収性領域が、水または含水の環境における加水分解に対して感受性であることを指す。同様に、本明細書では、「酵素的に切断可能」は、コポリマー、特に生体再吸収性領域が、内在性または外因性の酵素による切断に対して感受性であることを指す。   The bioresorbable region of the coating useful in the present invention can be designed to be hydrolytically and / or enzymatically cleavable. For the purposes of the present invention, “hydrolytically cleavable” refers to the copolymer, especially the bioresorbable region, being sensitive to hydrolysis in water or a hydrous environment. Similarly, as used herein, “enzymatically cleavable” refers to a copolymer, particularly a bioresorbable region, that is sensitive to cleavage by endogenous or exogenous enzymes.

体内に配置される場合、親水性領域は排出可能かつ/または代謝性のフラグメントに加工される可能性がある。したがって、親水性領域には、例えば、ポリエーテル、ポリアルキレンオキシド、ポリオール、ポリ(ビニルピロリジン)、ポリ(ビニルアルコール)、ポリ(アルキルオキサゾリン)、ポリサッカリド、炭水化物、ペプチド、タンパク質、ならびにそれらのコポリマーおよび混合物が含まれ得る。さらに、親水性領域はまた、例えば、ポリ(アルキレン)オキシドである可能性がある。こうしたポリ(アルキレン)オキシドには、例えば、ポリ(エチレン)オキシド、ポリ(プロピレン)オキシド、ならびにそれらの混合物およびコポリマーが含まれ得る。   When placed in the body, the hydrophilic region may be processed into excretable and / or metabolic fragments. Thus, hydrophilic regions include, for example, polyethers, polyalkylene oxides, polyols, poly (vinyl pyrrolidines), poly (vinyl alcohols), poly (alkyloxazolines), polysaccharides, carbohydrates, peptides, proteins, and copolymers thereof. And mixtures may be included. In addition, the hydrophilic region can also be, for example, a poly (alkylene) oxide. Such poly (alkylene) oxides can include, for example, poly (ethylene) oxide, poly (propylene) oxide, and mixtures and copolymers thereof.

ヒドロゲルの成分であるポリマーもまた、本発明に有用である。ヒドロゲルは、比較的大量の水を吸収できるポリマー材料である。ヒドロゲルを形成する化合物の例には、これに限定されないが、ポリアクリル酸、カルボキシルメチルセルロースナトリウム、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリジン、ゼラチン、カラゲナンおよび他の多糖類、ヒドロキシエチレンメタクリル酸(HEMA)、ならびにそれらの誘導体などが含まれる。安定な、生体分解性の、生体再吸収性のヒドロゲルを生成できる。さらに、ヒドロゲル組成物は、1種または複数のこうした特性を示すサブユニットを含むことができる。   Polymers that are components of hydrogels are also useful in the present invention. Hydrogels are polymeric materials that can absorb relatively large amounts of water. Examples of compounds that form hydrogels include, but are not limited to, polyacrylic acid, sodium carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidine, gelatin, carrageenan and other polysaccharides, hydroxyethylene methacrylic acid (HEMA), and their Derivatives and the like are included. A stable, biodegradable, bioresorbable hydrogel can be produced. In addition, the hydrogel composition can include one or more subunits that exhibit such properties.

その完全性を、架橋を介して制御することが可能な、生体適合性のヒドロゲル組成物が知られており、これは、本発明の方法で使用するために、目下のところ好ましい。例えば、ハッベル(Hubbell)ら、1995年4月25日に発行された米国特許第5,410,016号明細書、1996年6月25日に発行された同第5,529,914号明細書は、2つの加水分解的に変化しやすい伸張部にはさまれた、水溶性の中心ブロックセグメントを有する架橋されたブロックコポリマーである、水溶性のシステムを開示している。こうしたコポリマーは、さらに、光重合性のアクリル酸官能基を用いて末端を覆われる。架橋される場合、これらのシステムはヒドロゲルになる。こうしたコポリマーの水溶性の中心ブロックには、ポリ(エチレングリコール)が含まれ得るが、加水分解的に変化しやすい伸張部は、ポリ(α−ヒドロキシ酸)(ポリグリコール酸またはポリ乳酸など)であり得る。ソーニー(Sawhney)ら、「Macromolecules」26:581〜587(1993年)を参照のこと。   Biocompatible hydrogel compositions are known whose integrity can be controlled via cross-linking, which is presently preferred for use in the methods of the present invention. For example, Hubbell et al., US Pat. No. 5,410,016 issued April 25, 1995, US Pat. No. 5,529,914 issued June 25, 1996. Discloses a water soluble system which is a cross-linked block copolymer having a water soluble central block segment sandwiched between two hydrolytically variable extensions. Such copolymers are further end-capped with photopolymerizable acrylic acid functional groups. When crosslinked, these systems become hydrogels. The water-soluble central block of such copolymers can include poly (ethylene glycol), but the hydrolytically variable extension is poly (α-hydroxy acid) (such as polyglycolic acid or polylactic acid). possible. See Sawney et al., “Macromolecules” 26: 581-587 (1993).

別の好ましい実施形態では、ゲルは、熱可逆的なゲルである。プルロニック、コラーゲン、ゼラチン、ヒアルロン酸、多糖類、ポリウレタンヒドロゲル、ポリウレタン−尿素ヒドロゲル、およびそれらの組み合わせなどの成分を含む熱可逆的なゲルが、目下のところ好ましい。   In another preferred embodiment, the gel is a thermoreversible gel. Thermoreversible gels containing components such as pluronic, collagen, gelatin, hyaluronic acid, polysaccharides, polyurethane hydrogels, polyurethane-urea hydrogels, and combinations thereof are presently preferred.

さらに別の典型的な実施形態では、本発明のコンジュゲートは、リポソームの成分を含む。リポソームは、周知の方法に従って、例えば、1985年6月11日に発行された、エップシュタイン(Eppstein)ら、米国特許第4,522,811号明細書に記載されている通りに調製できる。例えば、リポソーム調合物は、適切な脂質(ステアロイルホスファチジルエタノールアミン、ステアロイルホスファチジルコリン、アラカドイル(arachadoyl)ホスファチジルコリン、およびコレステロールなど)を、無機溶媒に溶解し、次いでこれを蒸発させ、容器の表面上に乾燥した脂質の薄膜を残すことによって調製できる。活性な化合物またはその薬学的に許容される塩の水溶液を、その後、その容器に導入する。その後、この容器を、手で回し、脂質材料を容器の側面から剥がし、脂質凝集物を分散させ、それによって、リポソームの懸濁液を形成させる。   In yet another exemplary embodiment, the conjugate of the invention comprises a component of a liposome. Liposomes can be prepared according to well-known methods, for example, as described in Epstein et al., US Pat. No. 4,522,811, issued Jun. 11, 1985. For example, liposomal formulations may be prepared by dissolving suitable lipids (such as stearoylphosphatidylethanolamine, stearoylphosphatidylcholine, arachadoylphosphatidylcholine, and cholesterol) in an inorganic solvent, which is then evaporated and dried on the surface of the container It can be prepared by leaving a lipid film. An aqueous solution of the active compound or pharmaceutically acceptable salt thereof is then introduced into the container. The container is then turned by hand to peel the lipid material from the sides of the container and disperse the lipid aggregates, thereby forming a liposome suspension.

前述の微粒子、およびこうした微粒子を調製する方法は、実施例として提供されるが、これは、本発明に使用される微粒子の範囲を定義するためのものではない。異なる方法によって作られる一連の微粒子が、本発明に有用であることは、当分野の技術者には明らかであろう。   The foregoing microparticles and methods for preparing such microparticles are provided as examples, but this is not intended to define the range of microparticles used in the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that a series of microparticles made by different methods are useful in the present invention.

水溶性ポリマー(直鎖と分枝の両方)において、上で述べた構造的な形式は、通常、非水溶性ポリマーに関して同様に適用可能である。したがって、例えば、システイン、セリン、ジリジン、およびトリリジン分岐中心は、2つの非水溶性ポリマー部分を用いて官能性をもたせることができる。こうした種を生成するために使用される方法は、通常、水溶性ポリマーを生成するために使用される方法と密接に類似している。   In water-soluble polymers (both linear and branched), the structural forms described above are generally applicable as well for water-insoluble polymers. Thus, for example, cysteine, serine, dilysine, and trilysine branch centers can be functionalized using two water-insoluble polymer moieties. The methods used to generate such species are usually closely similar to the methods used to generate water-soluble polymers.

コンジュゲートのPEG置換の程度は、化学量論の選択、利用可能なグリコシル化部位の数、特定の部位に選択的である酵素の選択などによって制御することができる(図2F)。GlycoPEG化された第IX因子種は、標識された第IX因子と比較した場合に循環半減期の増大を示す(図3、図6)。   The degree of PEG substitution on the conjugate can be controlled by choice of stoichiometry, number of available glycosylation sites, selection of enzymes that are selective for a particular site, etc. (FIG. 2F). GlycoPEGylated Factor IX species show an increase in circulating half-life when compared to labeled Factor IX (FIGS. 3 and 6).

方法
上で述べたコンジュゲートに加えて、本発明は、こうしたコンジュゲートおよび他のコンジュゲートを調製するための方法を提供する。さらに、本発明は、疾患を発症する危険にさらされた対象または疾患を患う対象に、本発明のコンジュゲートを投与することによって、病態を予防、治療、または改善する方法を提供する。
Methods In addition to the conjugates described above, the present invention provides methods for preparing such conjugates and other conjugates. Furthermore, the present invention provides a method for preventing, treating or ameliorating a disease state by administering a conjugate of the present invention to a subject at risk of developing a disease or a subject suffering from a disease.

したがって、本発明は、選択された部分と第IX因子ペプチドとの共有コンジュゲートを形成する方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides a method of forming a covalent conjugate of a selected moiety and a factor IX peptide.

典型的な実施形態では、水溶性ポリマー、治療的部分、ターゲティング部分、または生体分子と、グリコシル化または非グリコシル化第IX因子ペプチドとのコンジュゲートが形成される。ポリマー、治療的部分、または生体分子は、ペプチドと修飾基(例えば水溶性ポリマー)の間に配置され、これら両方と共有結合的に連結するグリコシル連結基を介してペプチドに結合される。この方法は、改変された糖および酵素、例えば、改変された糖を基質(例えばペプチド、アグリコン、糖脂質)と結合させるグリコシルトランスフェラーゼを含有する混合物とペプチドを接触させることを含む。この反応は、改変された糖と第IX因子ペプチドとの共有結合を形成するのに適した状態下で行われる。   In an exemplary embodiment, a conjugate of a water soluble polymer, therapeutic moiety, targeting moiety, or biomolecule and a glycosylated or non-glycosylated Factor IX peptide is formed. The polymer, therapeutic moiety, or biomolecule is attached to the peptide via a glycosyl linking group that is positioned between the peptide and the modifying group (eg, a water soluble polymer) and covalently linked to both. The method includes contacting the peptide with a mixture containing a modified sugar and enzyme, eg, a glycosyltransferase that binds the modified sugar to a substrate (eg, peptide, aglycone, glycolipid). This reaction is performed under conditions suitable to form a covalent bond between the modified sugar and the Factor IX peptide.

アクセプター第IX因子ペプチドは、一般的に、新規に合成される、あるいは、原核細胞(例えば、大腸菌などの細菌細胞)において、または真核生物の細胞(哺乳類、酵母、昆虫、菌類、または植物細胞など)において、組換えによって発現される。ペプチドは、全長のタンパク質またはフラグメントである可能性がある。さらに、ペプチドは、野生型または変異されたペプチドであってもよい。典型的な実施形態では、ペプチドは、ペプチド配列に、1つまたは複数のN−またはO−結合型グリコシル化部位を加えるような、あるいはこれらの部位が除去されるような変異を含む。   Acceptor factor IX peptides are generally synthesized de novo or in prokaryotic cells (eg, bacterial cells such as E. coli) or in eukaryotic cells (mammalian, yeast, insect, fungal, or plant cells). Etc.) are expressed recombinantly. The peptide can be a full-length protein or fragment. Furthermore, the peptides may be wild type or mutated peptides. In an exemplary embodiment, the peptide includes mutations such that one or more N- or O-linked glycosylation sites are added to or removed from the peptide sequence.

典型的な実施形態では、第IX因子は、O−グリコシル化され、以下のように、水溶性ポリマーを用いて官能性をもたせられる。ペプチドは、利用可能なアミノ酸グリコシル化部位を用いて生成される、あるいは、グリコシル化される場合、グリコシル部分が取り除かれてアミノ酸に暴露される。例えば、セリンまたはトレオニンは、アミノガラクトシル化α−1N−アセチル(GalNAc)であり、NAc−ガラクトシル化ペプチドは、ST6GalNAcT1を使用してシアル酸−修飾基カセットを用いてシアル酸付加される。あるいは、NAc−ガラクトシル化ペプチドは、Core−1−GalT−1を使用してガラクトシル化され、この生成物は、ST3GalT1を使用してシアル酸−修飾基カセットを用いてシアル酸付加される。この方法に従う典型的な接合体は、以下の結合を有する:
Thr−α−1−GalNAc−β−1,3−Gal−α2,3−Sia*、
式中、Sia*は、シアル酸−修飾基カセットである。
In an exemplary embodiment, Factor IX is O-glycosylated and functionalized with a water soluble polymer as follows. Peptides are generated using available amino acid glycosylation sites, or when glycosylated, the glycosyl moiety is removed and exposed to amino acids. For example, serine or threonine is aminogalactosylated α-1N-acetyl (GalNAc), and NAc-galactosylated peptides are sialylated with ST6GalNAcT1 using a sialic acid-modifying group cassette. Alternatively, the NAc-galactosylated peptide is galactosylated using Core-1-GalT-1 and the product is sialylated with ST3GalT1 using a sialic acid-modifying group cassette. A typical conjugate according to this method has the following bonds:
Thr-α-1-GalNAc-β-1,3-Gal-α2,3-Sia *,
In the formula, Sia * is a sialic acid-modifying group cassette.

複数の酵素およびサッカリル供与体を使用する、上で述べたものなどの、本発明の方法では、個々のグリコシル化ステップは、別々に実施してもよいし、「単一ポット(single pot)」反応に組み合わせてもよい。例えば、上で述べた3つの酵素反応では、GalNAc転移酵素(tranferase)、GalTおよびSiaT、ならびにそれらの供与体は、単一の容器内で組み合わせることが可能である。あるいは、GalNAc反応は、単独で実施することができ、GalTとSiaTの両方、および適切なサッカリル供与体を、単一のステップとして加えることができる。この反応を実行する別の様式は、連続的に各酵素および適切な供与体を加え、「単一ポット」の主旨で反応を行うものである。上で述べた各々の方法の組み合わせは、本発明の化合物を調製するのに有用である。   In the methods of the invention, such as those described above, using multiple enzymes and saccharyl donors, the individual glycosylation steps may be performed separately or “single pot”. You may combine with reaction. For example, in the three enzymatic reactions described above, GalNAc transferase, GalT and SiaT, and their donors can be combined in a single container. Alternatively, the GalNAc reaction can be performed alone and both GalT and SiaT and the appropriate saccharyl donor can be added as a single step. Another way to carry out this reaction is to add each enzyme and the appropriate donor in succession and carry out the reaction on the “single pot” basis. Each method combination described above is useful for preparing the compounds of the invention.

本発明のコンジュゲートにおいては、特に、GlycoPEG化されたN結合型グリカン、Sia−修飾基カセットは、α−2,6またはα−2,3結合で、Galに連結させることができる。   In the conjugate of the present invention, in particular, a GlycoPEGylated N-linked glycan, Sia-modifying group cassette can be linked to Gal with an α-2,6 or α-2,3 bond.

本発明の方法はまた、組換えによって生成される不完全にグリコシル化された第IX因子ペプチドの改変を提供する。本発明の方法において、改変された糖を用いて、ペプチドを、例えば、水溶性ポリマー、治療的薬剤などと同時に、さらにグリコシル化および誘導体化できる。改変された糖の糖部分は、完全にグリコシル化されたペプチド中のアクセプターに適切に結合されるであろう残基、または望ましい特性をもつ別の糖部分である可能性がある。   The methods of the invention also provide for modification of incompletely glycosylated Factor IX peptides produced recombinantly. In the methods of the present invention, peptides can be further glycosylated and derivatized simultaneously with, for example, water soluble polymers, therapeutic agents, etc., using modified sugars. The sugar moiety of the modified sugar can be a residue that will be properly attached to an acceptor in a fully glycosylated peptide, or another sugar moiety with desirable properties.

本発明に使用されるペプチドを改変する典型的な方法は、国際公開第04/099231号パンフレット、国際公開第03/031464号パンフレット、および、その中に記載された参考文献に記載されている。   Typical methods for modifying the peptides used in the present invention are described in WO 04/099231, WO 03/031464, and references described therein.

典型的な実施形態では、本発明は、次の部分を含むPEG化された第IX因子を製造する方法を提供する。

Figure 0004738346

式中、Dは、−OHまたはR−L−HN−である。記号Gは、R−L−または−C(O)(C〜C)アルキルを表す。Rは、直鎖または分枝ポリ(エチレングリコール)残基を含む部分である。記号Lは、結合、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択されるリンカーを表す。一般に、DがOHである場合、GはR−L−であり、Gが−C(O)(C〜C)アルキルである場合、DはR−L−NH−である。本発明の方法は、(a)PEG−シアル酸供与体をもつ基質第IX因子ペプチドと、供与体のPEG−シアル酸部分を、基質第IX因子ペプチドに転移することができる酵素とを接触させることを含む。 In an exemplary embodiment, the present invention provides a method for producing PEGylated Factor IX comprising the following moieties:
Figure 0004738346

In the formula, D is —OH or R 1 -L-HN—. Symbol G represents R 1-L-or -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl. R 1 is a moiety containing a linear or branched poly (ethylene glycol) residue. The symbol L represents a linker selected from a bond, substituted or unsubstituted alkyl, and substituted or unsubstituted heteroalkyl. In general, when D is OH, G is R 1-L-, when G is -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl, D is R 1 -L-NH-. The method of the invention comprises (a) contacting a substrate Factor IX peptide with a PEG-sialic acid donor and an enzyme capable of transferring the PEG-sialic acid moiety of the donor to the substrate Factor IX peptide. Including that.

典型的なPEG−シアル酸供与体は、次式を有するものなどのヌクレオチド糖:

Figure 0004738346

および転移に適切な状態下で、第IX因子ペプチドのアミノ酸またはグリコシル残基にPEG−シアル酸を転移する酵素である。 Exemplary PEG-sialic acid donors are nucleotide sugars such as those having the formula:
Figure 0004738346

And an enzyme that transfers PEG-sialic acid to an amino acid or glycosyl residue of a Factor IX peptide under conditions suitable for transfer.

一実施形態では、基質第IX因子ペプチドは、本発明のコンジュゲートの形成の前に宿主細胞中で発現される。典型的な宿主細胞は、哺乳類細胞である。他の実施形態では、宿主細胞は、昆虫細胞、植物細胞、細菌、または真菌である。   In one embodiment, the substrate Factor IX peptide is expressed in the host cell prior to formation of the conjugate of the invention. A typical host cell is a mammalian cell. In other embodiments, the host cell is an insect cell, a plant cell, a bacterium, or a fungus.

本明細書で示される方法は、上のセクションで記述した各々の第IX因子コンジュゲートに適用可能である。   The methods presented herein are applicable to each Factor IX conjugate described in the above section.

本発明の方法によって改変される第IX因子ペプチドは、合成または野生型のペプチドであってもよいし、部位特異的突然変異誘発などの当技術分野で知られた方法によって生成される、変異させたペプチドであってもよい。ペプチドのグリコシル化は、一般的に、N−結合型またはO−結合型である。典型的なN−結合は、アスパラギン残基の側鎖への、改変された糖の付着である。トリペプチド配列アスパラギン−X−セリンおよびアスパラギン−X−トレオニン(ここで、Xは、プロリン以外の任意のアミノ酸である)は、アスパラギン側鎖への炭水化物部分の酵素的付着のための認識配列である。したがって、ポリペプチド中のこうしたいずれかのトリペプチド配列の存在は、潜在的なグリコシル化部位をもたらす。O−結合型グリコシル化は、1つの糖(例えば、N−アセチルガラクトサミン、ガラクトース、マンノース、GlcNAc、グルコース、フコース、またはキシロース)の、ヒドロキシアミノ酸(好ましくはセリンまたはトレオニンだが、通常でないあるいは非天然のアミノ酸、例えば、5−ヒドロキシプロリンまたは5−ヒドロキシリシンもまた使用できる)のヒドロキシ側鎖への付着を指す。   The Factor IX peptide modified by the method of the present invention may be a synthetic or wild-type peptide or may be mutated, generated by methods known in the art such as site-directed mutagenesis. Or a peptide. Peptide glycosylation is generally N-linked or O-linked. A typical N-link is the attachment of a modified sugar to the side chain of an asparagine residue. The tripeptide sequences asparagine-X-serine and asparagine-X-threonine (where X is any amino acid except proline) are recognition sequences for the enzymatic attachment of the carbohydrate moiety to the asparagine side chain. . Thus, the presence of any such tripeptide sequence in the polypeptide provides a potential glycosylation site. O-linked glycosylation is the hydroxyamino acid (preferably serine or threonine, but not unusual or unnatural) of one sugar (eg N-acetylgalactosamine, galactose, mannose, GlcNAc, glucose, fucose, or xylose). It refers to the attachment of amino acids such as 5-hydroxyproline or 5-hydroxylysine) to the hydroxy side chain.

ペプチドまたは他の構造へのグリコシル化部位の付加は、それが、1つまたは複数のグリコシル化部位を含有するように、アミノ酸配列を変えることによって、好都合に達成される。付加はまた、(O−結合型グリコシル化部位については)−OH基に相当する1つまたは複数の種、好ましくはセリンまたはトレオニン残基の、ペプチドの配列内への組み込みによって行うことができる。付加は、変異によって、あるいはペプチドの完全な化学合成によって行うことができる。ペプチドアミノ酸配列は、DNAレベルの変化を介して、特に、予め選択された塩基で、ペプチドをコードするDNAを変異させて、所望のアミノ酸に翻訳されることとなるコドンが産生されるようにすることによって変えられることが好ましい。DNA変異(1種または複数)は、当技術分野で知られた方法を使用して行われることが好ましい。   Addition of glycosylation sites to a peptide or other structure is conveniently accomplished by altering the amino acid sequence such that it contains one or more glycosylation sites. The addition can also be done by incorporation of one or more species corresponding to the —OH group (for O-linked glycosylation sites), preferably serine or threonine residues, into the sequence of the peptide. The addition can be done by mutation or by complete chemical synthesis of the peptide. The peptide amino acid sequence is mediated by changes in the DNA level, in particular by mutating the DNA encoding the peptide at a preselected base to produce a codon that will be translated into the desired amino acid. Preferably, it can be changed. The DNA mutation (s) are preferably made using methods known in the art.

典型的な実施形態では、グリコシル化部位は、ポリヌクレオチドをシャッフルすることによって付加される。候補ペプチドをコードするポリヌクレオチドは、DNAシャッフリングプロトコルを用いて調節できる。DNAシャッフリングは、関連する遺伝子のプールのランダム断片化、それに続くポリメラーゼ連鎖反応のようなプロセスによるフラグメントの再構築により実施される、反復的な(recursive)組換えおよび突然変異のプロセスである。シュテマー(Stemmer)、「Proc.Natl.Acad.Sci.USA」91:10747〜10751(1994年)、シュテマー(Stemmer)「Nature」370:389〜391(1994年)、ならびに米国特許第5,605,793号明細書、同第5,837,458号明細書、同第5,830,721号明細書、および同第5,811,238号明細書を参照のこと、   In an exemplary embodiment, glycosylation sites are added by shuffling the polynucleotide. A polynucleotide encoding a candidate peptide can be regulated using a DNA shuffling protocol. DNA shuffling is a recursive recombination and mutation process performed by random fragmentation of a pool of related genes followed by reassembly of the fragments by a process such as the polymerase chain reaction. Stemmer, “Proc. Natl. Acad. Sci. USA” 91: 10747-10751 (1994), Stemmer “Nature” 370: 389-391 (1994), and US Pat. No. 5,605. No. 5,793, No. 5,837,458, No. 5,830,721, and No. 5,811,238,

グリコシル化部位を加えるあるいは除去する典型的な方法、および、グリコシル構造または下部構造を加えるあるいは除去する典型的な方法は、国際公開第04/099231号パンフレット、国際公開第03/031464号パンフレット、および関連する米国およびPCT出願に詳述されている。   Exemplary methods for adding or removing glycosylation sites and adding or removing glycosyl structures or substructures are described in WO 04/099231, WO 03/031464, and Detailed in relevant US and PCT applications.

本発明はまた、第IX因子ペプチドに、1つまたは複数の選択されたグリコシル残基を加えて(または除去して)、その後、改変された糖を、ペプチドの選択されたグリコシル残基の少なくとも1つに結合させる手段を利用する。こうした技術は、例えば、第IX因子ペプチド上に存在しない、あるいは所望の量で存在しない、選択されたグリコシル残基に、改変された糖を結合することが所望される場合に有用である。したがって、ペプチドに改変された糖を結びつける前に、選択されたグリコシル残基は、酵素的または化学的な結合によって、ペプチドに結合される。別の実施形態では、グリコペプチドのグリコシル化パターンは、グリコペプチドから炭水化物残留物を除去することによって、改変された糖の結合の前に変えられる。例えば、国際公開第98/31826号パンフレットを参照のこと。例えば、シアル酸基は、PEG修飾されたシアル酸を用いるGlycoPEG化の前に、第IX因子から除去して、アシアロ第IX因子を形成できる(図2E)。   The present invention also adds (or removes) one or more selected glycosyl residues to the Factor IX peptide, and then modifies the modified sugar to at least one of the selected glycosyl residues of the peptide. Utilize means to combine them into one. Such techniques are useful, for example, when it is desired to attach the modified sugar to a selected glycosyl residue that is not present on the Factor IX peptide or not present in the desired amount. Thus, prior to attaching the modified sugar to the peptide, the selected glycosyl residue is attached to the peptide by enzymatic or chemical attachment. In another embodiment, the glycosylation pattern of the glycopeptide is altered prior to conjugation of the modified sugar by removing carbohydrate residues from the glycopeptide. For example, see the pamphlet of WO 98/31826. For example, sialic acid groups can be removed from factor IX to form asialo factor IX prior to GlycoPEGylation using PEG-modified sialic acid (FIG. 2E).

選択されたグリコシル残基のための典型的な付着位置には、これに限定されないが、以下が含まれる:(a)N−結合型グリコシル化のためのコンセンサス部位、およびO−結合型グリコシル化のための部位、(b)グリコシルトランスフェラーゼのためのアクセプターである末端グリコシル部分、(c)アルギニン、アスパラギン、およびヒスチジン、(d)遊離カルボキシル基、(e)システインのものなどの遊離のスルフヒドリル基、(f)セリン、トレオニン、またはヒドロキシプロリンのものなどの遊離ヒドロキシル基、(g)フェニルアラニン、チロシンまたはトリプトファンのものなどの芳香族の残基、または(h)グルタミンのアミド基。本発明に使用される典型的な方法は、1987年9月11日に公開された国際公開第87/05330号パンフレット、およびアプリン(Aplin)およびリストン(Wriston)、「CRC CRIT.REV.BIOCHEM.」、259〜306ページ(1981年)に記載されている。   Exemplary attachment positions for selected glycosyl residues include, but are not limited to: (a) a consensus site for N-linked glycosylation, and O-linked glycosylation. A site for (b) a terminal glycosyl moiety that is an acceptor for a glycosyltransferase, (c) arginine, asparagine, and histidine, (d) a free carboxyl group, (e) a free sulfhydryl group such as that of cysteine, (F) a free hydroxyl group such as that of serine, threonine, or hydroxyproline, (g) an aromatic residue such as that of phenylalanine, tyrosine or tryptophan, or (h) an amide group of glutamine. Typical methods used in the present invention are described in WO 87/05330 published September 11, 1987, and in Aplin and Wriston, “CRC CRIT. REV. BIOCHEM. ”, Pages 259-306 (1981).

PEG修飾された糖は、結合を仲介するために、適切な酵素を使用して、グリコシル化または非グリコシル化ペプチドに結合される。好ましくは、改変された供与体糖(1種または複数)、酵素(1種または複数)、およびアクセプターペプチド(1種または複数)の濃度は、アクセプターが消費されるまでに、グリコシル化が進行するように選択される。後述する考察は、シアリルトランスフェラーゼについて記述されるが、通常、他のグリコシルトランスフェラーゼ反応に適用可能である。   PEG-modified sugars are conjugated to glycosylated or non-glycosylated peptides using appropriate enzymes to mediate conjugation. Preferably, the concentration of the modified donor sugar (s), enzyme (s), and acceptor peptide (s) is such that glycosylation proceeds before the acceptor is consumed. Selected to do. The discussion below is described for sialyltransferases, but is generally applicable to other glycosyltransferase reactions.

所望のオリゴ糖構造を合成するためにグリコシルトランスフェラーゼを使用するいくつかの方法は、知られており、本発明に通常適用可能である。典型的な方法は、例えば、国際公開第96/32491号パンフレット、イトウ(Ito)ら、「Pure Appl.Chem.」65:753(1993年)、米国特許第5,352,670号明細書、同第5,374,541号明細書、同第5,545,553号明細書、および一般に所有された米国特許第6,399,336号明細書および同第6,440,703号明細書(これらを、参照により本明細書に援用する)に記載されている。   Several methods of using glycosyltransferases to synthesize desired oligosaccharide structures are known and are generally applicable to the present invention. Typical methods are described, for example, in WO 96/32491, Ito et al., “Pure Appl. Chem.” 65: 753 (1993), US Pat. No. 5,352,670, US Pat. Nos. 5,374,541, 5,545,553, and commonly owned US Pat. Nos. 6,399,336 and 6,440,703 ( These are described in (incorporated herein by reference).

本発明は、単一のグリコシルトランスフェラーゼまたはグリコシルトランスフェラーゼの組み合わせを使用して実施される。例えば、シアリルトランスフェラーゼとガラクトシルトランスフェラーゼの組み合わせを使用できる。2つ以上の酵素を使用する実施形態では、酵素と基質は、最初の反応混合物中で組み合わせられる、あるいは、第1の酵素的反応が、完全またはほぼ完全となった時に、第2の酵素的反応のための酵素および試薬が、反応培地に加えられることが好ましい。単一の容器内で連続して2つの酵素的反応を行うことによって、総収量は、中間の種が単離される手順よりも向上する。さらに、余分な溶媒および副産物の浄化および処分が少なくなる。   The present invention is practiced using a single glycosyltransferase or a combination of glycosyltransferases. For example, a combination of sialyltransferase and galactosyltransferase can be used. In embodiments using more than one enzyme, the enzyme and substrate are combined in the initial reaction mixture, or when the first enzymatic reaction is complete or nearly complete, the second enzymatic Enzymes and reagents for the reaction are preferably added to the reaction medium. By performing two enzymatic reactions in succession in a single vessel, the total yield is improved over procedures in which intermediate species are isolated. In addition, there is less purification and disposal of excess solvent and by-products.

好ましい実施形態では、第1および第2の酵素はそれぞれ、グリコシルトランスフェラーゼである。別の好ましい実施形態では、1つの酵素は、エンドグリコシダーゼである。さらなる好ましい実施形態では、本発明の改変された糖タンパク質を組み立てるために、3種以上の酵素が使用される。これらの酵素は、改変された糖のペプチドへの付加よりも前または後のいかなる点でも、ペプチド上の糖類構造を変えるために使用される。   In a preferred embodiment, each of the first and second enzymes is a glycosyltransferase. In another preferred embodiment, one enzyme is an endoglycosidase. In a further preferred embodiment, more than two enzymes are used to assemble the modified glycoprotein of the invention. These enzymes are used to change the saccharide structure on the peptide at any point before or after the addition of the modified sugar to the peptide.

別の実施形態では、この方法は、1つまたは複数のエクソ−またはエンドグリコシダーゼを使用する。グリコシダーゼは、一般的に、グリコシル結合が、破断するのではなく形成されるように操作された変異体である。変異体グリカナーゼは、一般的に、活性部位の酸性アミノ酸残基の、アミノ酸残基への置換を含む。例えば、エンドグリカナーゼが、エンド−Hである場合、置換される活性部位残基は、一般的に位置130のAsp、位置132のGlu、またはその組み合わせとなる。アミノ酸は、セリン、アラニン、アスパラギン、またはグルタミンで通常置き換えられる。   In another embodiment, the method uses one or more exo- or endoglycosidases. Glycosidases are generally variants that have been engineered such that glycosyl bonds are formed rather than broken. Mutant glycanases generally comprise a substitution of an active site acidic amino acid residue for an amino acid residue. For example, if the endoglycanase is endo-H, the active site residue that is replaced is typically Asp at position 130, Glu at position 132, or a combination thereof. Amino acids are usually replaced with serine, alanine, asparagine, or glutamine.

通常、エンドグリカナーゼ加水分解ステップの逆反応と類似の合成ステップによって、変異体酵素は、反応を触媒する。これらの実施形態では、グリコシル供与体分子(例えば所望のオリゴ−またはモノ−サッカリド構造)は、脱離基を含有し、反応は、タンパク質上のGlcNAc残基への供与体分子の付加と共に進行する。例えば、脱離基は、ハロゲン(例えばフッ化物)である可能性がある。他の実施形態では、脱離基は、Asn、またはAsn−ペプチド部分である。さらに他の実施形態では、グリコシル供与体分子上のGlcNAc残基は、改変される。例えば、GlcNAc残基は、1,2オキサゾリン部分を含むことができる。   The mutant enzyme catalyzes the reaction, usually by a synthetic step similar to the reverse reaction of the endoglycanase hydrolysis step. In these embodiments, the glycosyl donor molecule (eg, the desired oligo- or mono-saccharide structure) contains a leaving group and the reaction proceeds with the addition of the donor molecule to a GlcNAc residue on the protein. . For example, the leaving group can be a halogen (eg, fluoride). In other embodiments, the leaving group is Asn, or an Asn-peptide moiety. In yet other embodiments, the GlcNAc residue on the glycosyl donor molecule is modified. For example, the GlcNAc residue can include a 1,2 oxazoline moiety.

好ましい実施形態では、本発明のコンジュゲートを生成するために利用される各々の酵素は、触媒量で存在する。特定の酵素の触媒量は、その酵素の基質の濃度ならびに反応条件(温度、時間、およびpH値など)によって変動する。予め選択された基質濃度および反応条件下での、所与の酵素に対する触媒量を決定するための手段は、当分野の技術者によく知られている。   In a preferred embodiment, each enzyme utilized to produce the conjugates of the invention is present in a catalytic amount. The catalytic amount of a particular enzyme varies depending on the concentration of the enzyme substrate and the reaction conditions (temperature, time, pH value, etc.). Means for determining the amount of catalyst for a given enzyme under preselected substrate concentrations and reaction conditions are well known to those skilled in the art.

上のプロセスが実施される温度は、凍結温度のすぐ上から、最も感受性が高い酵素が変性する温度までの範囲であり得る。好ましい温度範囲は、約0℃から約55℃、好ましくは、約20℃から約37℃である。別の典型的な実施形態では、本発明の方法の1つまたは複数の構成要素は、好熱性の酵素を使用して、高温で行われる。   The temperature at which the above process is performed can range from just above the freezing temperature to the temperature at which the most sensitive enzyme denatures. A preferred temperature range is from about 0 ° C. to about 55 ° C., preferably from about 20 ° C. to about 37 ° C. In another exemplary embodiment, one or more components of the methods of the invention are performed at an elevated temperature using a thermophilic enzyme.

反応混合物を、アクセプターがグリコシル化されるのに十分な時間維持し、それによって、所望のコンジュゲートを形成させる。いくつかのコンジュゲートは、2、3時間後にしばしば検出される可能性があり、通常24時間以内に、回収可能な量が得られる。当分野の技術者であれば、反応の速度が、いくつかの様々な因子(例えば、酵素濃度、供与体濃度、アクセプター濃度、温度、溶媒体積)に依存し、これは、選択されたシステムのために最適化されることを理解するであろう。   The reaction mixture is maintained for a time sufficient for the acceptor to be glycosylated, thereby forming the desired conjugate. Some conjugates can often be detected after a few hours, and usually recoverable amounts are obtained within 24 hours. For those skilled in the art, the rate of reaction depends on a number of different factors (eg, enzyme concentration, donor concentration, acceptor concentration, temperature, solvent volume), which depends on the selected system. You will understand that it is optimized for.

本発明はまた、改変されたペプチドの工業規模の生成を提供する。本明細書では、工業規模は、通常、少なくとも250mg、好ましくは少なくとも500mg、好ましくは少なくとも1グラムの、完成した、精製されたコンジュゲートを生成する。   The present invention also provides for industrial scale production of modified peptides. As used herein, the industrial scale usually produces a finished, purified conjugate of at least 250 mg, preferably at least 500 mg, preferably at least 1 gram.

後に続く議論では、本発明は、グリコシル化されたペプチドに、改変されたシアル酸部分を結合させることによって例示される。典型的な改変されたシアル酸は、PEGを用いて標識される。PEG改変されたシアル酸およびグリコシル化されたペプチドの使用に関する以下の説明の焦点は、具体例を明確にするためのものであり、これらの2つのパートナーの結合に限定することを暗示するためのものではない。当分野の技術者であれば、この議論が、通常、シアル酸以外の改変されたグリコシル部分の付加に適用可能であることを理解するであろう。さらに、この議論は、他のPEG部分、治療的部分、および生体分子を含めたPEG以外の薬剤を用いる、グリコシル単位の改変に等しく適用可能である。   In the discussion that follows, the invention is illustrated by attaching a modified sialic acid moiety to a glycosylated peptide. A typical modified sialic acid is labeled with PEG. The focus of the following description on the use of PEG-modified sialic acid and glycosylated peptides is for clarity of illustration and to imply limiting the binding of these two partners It is not a thing. Those skilled in the art will appreciate that this discussion is usually applicable to the addition of modified glycosyl moieties other than sialic acid. Furthermore, this discussion is equally applicable to glycosyl unit modifications using agents other than PEG, including other PEG moieties, therapeutic moieties, and biomolecules.

酵素的手法は、ペプチドまたはグリコペプチド上への、PEG化されたまたはPPG化された炭水化物の選択的な導入のために使用できる。この方法は、PEG、PPG、またはマスクされた反応性の官能基を含有する改変された糖を利用し、また、適切なグリコシルトランスフェラーゼまたはグリコシンターゼと組み合わせられる。所望の炭水化物結合を作製するグリコシルトランスフェラーゼを選択し、改変された糖を供与体基質として利用することによって、PEGまたはPPGは、ペプチド主鎖上へ、グリコペプチドの既存の糖残基上へ、あるいは、ペプチドに加えられた糖残基上へ、直接導入できる。   Enzymatic techniques can be used for the selective introduction of PEGylated or PPGylated carbohydrates onto peptides or glycopeptides. This method utilizes modified sugars containing PEG, PPG, or masked reactive functional groups, and is combined with an appropriate glycosyltransferase or glycosynthase. By selecting a glycosyltransferase that creates the desired carbohydrate linkage and utilizing the modified sugar as a donor substrate, the PEG or PPG can be on the peptide backbone, on an existing sugar residue of the glycopeptide, or Can be introduced directly onto the sugar residue added to the peptide.

シアリルトランスフェラーゼのためのアクセプターは、天然に存在する構造として、あるいは、組換え的に、酵素的に、あるいは化学的にそこに配置されるものとして、本発明の方法によって改変されるべきペプチド上に存在する。適切なアクセプターには、例えば、Galβ1,4GlcNAc、Galβ1,4GalNAc、Galβ1,3GalNAc、ラクト−N−4糖、Galβ1,3GlcNAc、Galβ1,3Ara、Galβl,6GlcNAc、Galβ1,4Glc(ラクトース)などのガラクトシルアクセプター、および当分野の技術者に知られている他のアクセプターが含まれる。(パールソン(Paulson)ら、「J.Biol.Chem.」253:5617〜5624(1978年)を参照のこと)。   Acceptors for sialyltransferases are present on the peptides to be modified by the methods of the invention, either as naturally occurring structures, or as recombinantly, enzymatically, or chemically disposed therein. Exists. Suitable acceptors include, for example, galactosyl acceptors such as Galβ1,4GlcNAc, Galβ1,4GalNAc, Galβ1,3GalNAc, lacto-N-4 sugar, Galβ1,3GlcNAc, Galβ1,3Ara, Galβ1,6GlcNAc, Galβ1,4Glc (lactose). , And other acceptors known to those skilled in the art. (See Paulson et al., “J. Biol. Chem.” 253: 5617-5624 (1978)).

一実施形態では、シアリルトランスフェラーゼのためのアクセプターは、グリコペプチドのin vivoでの合成に応じて改変されるべきグリコペプチド上に存在する。こうしたグリコペプチドは、グリコペプチドのグリコシル化パターンの従来の改変を含まない、主張された方法を使用して、シアル酸付加することができる。あるいは、本発明の方法は、適切なアクセプターを含まないペプチドをシアル酸付加するために使用することができ、これは最初に、当分野の技術者に知られている方法によって、アクセプターを含むようにペプチドを改変する。典型的な実施形態では、GalNAc残基は、GalNAc転移酵素の作用によって付加される。   In one embodiment, the acceptor for the sialyltransferase is present on the glycopeptide to be modified in response to in vivo synthesis of the glycopeptide. Such glycopeptides can be sialylated using claimed methods that do not involve conventional modifications of glycopeptide glycosylation patterns. Alternatively, the method of the present invention can be used to sialylate a peptide that does not contain a suitable acceptor, which will first contain the acceptor by methods known to those skilled in the art. To modify the peptide. In an exemplary embodiment, GalNAc residues are added by the action of GalNAc transferase.

典型的な実施形態では、ガラクトシルアクセプターは、ペプチド(例えばGlcNAc)に連結される適切なアクセプターに、ガラクトース残基を付着することによって、組み立てられる。この方法は、適切な量のガラクトシルトランスフェラーゼ(例えばgalβ1,3またはgalβ1,4)および適切なガラクトシル供与体(例えばUDP−ガラクトース)を含有する反応混合物と共に、改変されるべきペプチドを保温することを含む。反応は、実質的に完了するまで進行させる、あるいは、ガラクトース残基の予め選択された量が加えられたら、反応を終結させる。選択された糖類アクセプターを組み立てる他の方法は、当分野の技術者には明らかであろう。   In an exemplary embodiment, a galactosyl acceptor is assembled by attaching a galactose residue to an appropriate acceptor that is linked to a peptide (eg, GlcNAc). This method involves incubating the peptide to be modified with a reaction mixture containing an appropriate amount of galactosyltransferase (eg galβ1,3 or galβ1,4) and an appropriate galactosyl donor (eg UDP-galactose). . The reaction is allowed to proceed until substantially complete, or the reaction is terminated once a preselected amount of galactose residues has been added. Other methods of assembling the selected saccharide acceptor will be apparent to those skilled in the art.

さらに別の実施形態では、グリコペプチドが連結されたオリゴ糖を、第一に、全体または一部を「トリミングし」、シアリルトランスフェラーゼのためのアクセプター、あるいは、1つまたは複数の適切な残基を、適切なアクセプターを得るために加えることが可能な部分を暴露させる。グリコシルトランスフェラーゼおよびエンドグリコシダーゼなどの酵素(例えば、米国特許第5,716,812号明細書を参照のこと)は、付着反応およびトリミング反応に有用である。   In yet another embodiment, the glycopeptide-linked oligosaccharide is first “trimmed” in whole or in part to accept an acceptor for sialyltransferase, or one or more suitable residues. Expose the parts that can be added to obtain the appropriate acceptor. Enzymes such as glycosyltransferases and endoglycosidases (see, eg, US Pat. No. 5,716,812) are useful for attachment and trimming reactions.

後に続く議論では、本発明の方法は、それに付着されるPEG部分を有する改変された糖を用いることによって例示される。議論の焦点は、具体例を明確にするためのものである。当分野の技術者であれば、この議論が、改変された糖が、治療的部分、生体分子などをもつ実施形態に等しく関連することを理解するであろう。   In the discussion that follows, the method of the present invention is exemplified by using a modified sugar having a PEG moiety attached thereto. The focus of the discussion is to clarify specific examples. Those skilled in the art will appreciate that this discussion is equally relevant to embodiments where modified sugars have therapeutic moieties, biomolecules, and the like.

炭水化物残基が、改変された糖の付加の前に「トリミングされる」本発明の典型的な実施形態では、高級(high)マンノースは、第一世代の二分岐(biantennary)構造にトリミング・バックされる。PEG部分をもつ改変された糖は、「トリミング・バック」により暴露される糖残基の1つまたは複数と結合される。一実施例では、PEG部分は、PEG部分に結合されたGlcNAc部分を介して付加される。改変されたGlcNAcは、二分岐構造の末端マンノース残基の一方または両方に付着される。あるいは、改変されていないGlcNAcを、分枝種の末端の一方または両方に付加させることができる。   In an exemplary embodiment of the invention where the carbohydrate residues are “trimmed” prior to the addition of the modified sugar, the high mannose is trimmed back to the first generation biantennary structure. Is done. The modified sugar with a PEG moiety is coupled to one or more of the sugar residues that are exposed by “trimming back”. In one example, the PEG moiety is added via a GlcNAc moiety attached to the PEG moiety. The modified GlcNAc is attached to one or both of the bifurcated terminal mannose residues. Alternatively, unmodified GlcNAc can be added to one or both ends of the branched species.

別の典型的な実施形態では、PEG部分は、ガラクトース残基を有する改変された糖を介して、二分岐構造の末端マンノース残基の一方または両方に付加され、これは、末端マンノース残基上に付加されたGlcNAc残基に結合される。あるいは、改変されていないGalを、一方または両方の末端GlcNAc残基に付加させることができる。   In another exemplary embodiment, the PEG moiety is added to one or both of the bifurcated terminal mannose residues via a modified sugar having a galactose residue, which is on the terminal mannose residue. To the GlcNAc residue added to Alternatively, unmodified Gal can be added to one or both terminal GlcNAc residues.

さらなる実施例では、PEG部分は、改変されたシアル酸を使用してGal残基上に付加される。   In a further example, the PEG moiety is added onto the Gal residue using a modified sialic acid.

別の典型的な実施形態では、高級マンノース構造は、そこから、二分岐構造が分岐するマンノースに「トリミング・バック」される。一実施例では、PEG部分は、ポリマーを用いて改変されたGlcNAcを介して付加される。あるいは、改変されていないGlcNAcは、マンノース、それに続いて、付着されたPEG部分をもつGalに付加される。さらに別の実施形態では、改変されていないGlcNAcおよびGal残基は、マンノース、それに続いて、PEG部分を用いて改変されたシアル酸部分に、連続的に付加される。   In another exemplary embodiment, the high grade mannose structure is “trimmed back” from there to a mannose from which the bifurcated structure branches. In one example, the PEG moiety is added via a GlcNAc modified with a polymer. Alternatively, unmodified GlcNAc is added to mannose followed by Gal with an attached PEG moiety. In yet another embodiment, unmodified GlcNAc and Gal residues are added sequentially to mannose followed by a sialic acid moiety modified with a PEG moiety.

さらなる典型的な実施形態では、高級マンノースは、第1のマンノースが付着されるGlcNAcに「トリミング・バック」される。GlcNAcは、PEG部分をもつGal残基に結合される。あるいは、改変されていないGalは、GlcNAcに付加され、水溶性の糖を用いて改変されたシアル酸の付加がそれに続く。さらなる実施例では、末端GlcNAcは、Galと結合され、GlcNAcは、PEG部分をもつ改変されたフコースを用いてその後フコシル化される。   In a further exemplary embodiment, the high grade mannose is “trimmed back” to the GlcNAc to which the first mannose is attached. GlcNAc is attached to a Gal residue with a PEG moiety. Alternatively, unmodified Gal is added to GlcNAc followed by the addition of modified sialic acid using a water soluble sugar. In a further example, the terminal GlcNAc is conjugated with Gal and the GlcNAc is then fucosylated using a modified fucose with a PEG moiety.

高級マンノースはまた、ペプチドのAsnと付着された第1のGlcNAcにトリミング・バックすることができる。一実施例では、GlcNAc−(Fuc)残基のGlcNAcは、水溶性ポリマーをもつGlcNAcと結合される。別の実施例では、GlcNAc−(Fuc)残基のGlcNAcは、水溶性ポリマーをもつGalを用いて改変される。さらなる実施形態では、GlcNAcは、Galを用いて改変され、PEG部分を用いて改変されたシアル酸のGalへの結合がそれに続く。 Higher mannose can also be trimmed back to the first GlcNAc attached to the peptide Asn. In one example, the GlcNAc of the GlcNAc- (Fuc) a residue is combined with a GlcNAc with a water soluble polymer. In another example, the GlcNAc of the GlcNAc- (Fuc) a residue is modified with Gal with a water soluble polymer. In a further embodiment, GlcNAc is modified with Gal, followed by conjugation of the modified sialic acid to Gal with a PEG moiety.

他の典型的な実施形態は、一般に所有される米国特許出願公開第20040132640号明細書、同第20040063911号明細書、同第20040137557号明細書、米国特許出願第10/369,979号明細書、同第10/410,913号明細書、同第10/360,770号明細書、同第10/410,945号明細書、およびPCT/US02/32263号明細書(これらをそれぞれ、参照により本明細書に援用する)に記載されている。   Other exemplary embodiments include commonly owned U.S. Patent Application Publication Nos. 20040132640, 20040063911, 20040137557, U.S. Patent Application No. 10 / 369,979, Nos. 10 / 410,913, 10 / 360,770, 10 / 410,945, and PCT / US02 / 32263, each of which is incorporated herein by reference. (Incorporated in the specification).

上で述べた実施例は、本明細書で記述される方法の能力の具体例を提供する。本明細書で述べた方法を使用すれば、実質的に任意の所望の構造の炭水化物残基を「トリミング・バック」および構築(build up)することが可能である。改変された糖は、上で述べた通りに炭水化物部分の末端に加えてもよいし、ペプチド中心と炭水化物の末端との間の中間であってもよい。   The embodiments described above provide examples of the capabilities of the methods described herein. Using the methods described herein, it is possible to "trim back" and build up carbohydrate residues of virtually any desired structure. The modified sugar may be added to the end of the carbohydrate moiety as described above, or may be intermediate between the peptide center and the end of the carbohydrate.

典型的な実施形態では、既存のシアル酸は、シアリダーゼを使用して第IX因子グリコペプチドから除去され、それによって、根底にあるガラクトシル残基のすべてまたは大部分のマスクを取る。あるいは、ペプチドまたはグリコペプチドは、ガラクトース残基、またはガラクトース単位で終結するオリゴ糖残基で標識される。ガラクトース残基の暴露または付加の後、改変されたシアル酸を付加するために、適切なシアリルトランスフェラーゼが使用される。この手法は、スキーム1に概要を述べる。

Figure 0004738346
In an exemplary embodiment, existing sialic acid is removed from the Factor IX glycopeptide using sialidase, thereby unmasking all or most of the underlying galactosyl residues. Alternatively, the peptide or glycopeptide is labeled with galactose residues, or oligosaccharide residues that terminate in galactose units. Following exposure or addition of galactose residues, a suitable sialyltransferase is used to add the modified sialic acid. This approach is outlined in Scheme 1.
Figure 0004738346

スキーム2に概要が述べられるさらなる手法では、マスクされた反応性の官能基が、シアル酸上に存在する。マスクされた反応性の基は、改変されたシアル酸を第IX因子に付着するために使用される条件によって影響を受けないことが好ましい。ペプチドへの改変されたシアル酸の共有結合の後、マスクを除去し、ペプチドをPEGなどの薬剤と結合させる。この薬剤は、改変された糖残基上の、マスクを取られた反応性の基との反応によって、特異的な方式でペプチドと結合させる。

Figure 0004738346
In a further approach outlined in Scheme 2, a masked reactive functional group is present on the sialic acid. The masked reactive group is preferably unaffected by the conditions used to attach the modified sialic acid to Factor IX. After covalent attachment of the modified sialic acid to the peptide, the mask is removed and the peptide is conjugated with an agent such as PEG. This drug binds to the peptide in a specific manner by reaction with a masked reactive group on the modified sugar residue.
Figure 0004738346

本明細書で述べる任意の改変された糖は、グリコペプチドのオリゴ糖側鎖の末端糖に応じて、その適切なグリコシルトランスフェラーゼと共に使用できる(表1)。上記の通り、PEG化された構造の導入のために必要とされるグリコペプチドの末端糖は、発現中に天然に導入されてもよいし、適切なグリコシダーゼ(1種または複数)、グリコシルトランスフェラーゼ(1種または複数)、または、グリコシダーゼ(1種または複数)およびグリコシルトランスフェラーゼ(1種または複数)の混合物を使用して、発現の後に生成してもよい。   Any modified sugar described herein can be used with its appropriate glycosyltransferase, depending on the terminal sugar of the oligosaccharide side chain of the glycopeptide (Table 1). As described above, the terminal sugar of the glycopeptide required for the introduction of the PEGylated structure may be introduced naturally during expression, or may be a suitable glycosidase (s), glycosyltransferase ( One or more), or a mixture of glycosidase (s) and glycosyltransferase (s) may be used after expression.

Figure 0004738346
Figure 0004738346

さらなる典型的な実施形態では、UDP−ガラクトース−PEGを、牛乳β1,4−ガラクトシルトランスフェラーゼと反応させ、それによって、適切な末端N−アセチルグルコサミン構造に、改変されたガラクトースを転移させる。グリコペプチド上の末端GlcNAc残基は、哺乳類、昆虫、植物または真菌としてのこうした発現システムにおいて起こる可能性があるように、発現中に生成される可能性があるが、必要に応じて、シアリダーゼおよび/またはグリコシダーゼおよび/またはグリコシルトランスフェラーゼを用いてグリコペプチドを処理することによって生成することもできる。   In a further exemplary embodiment, UDP-galactose-PEG is reacted with milk β1,4-galactosyltransferase, thereby transferring the modified galactose to the appropriate terminal N-acetylglucosamine structure. Terminal GlcNAc residues on glycopeptides may be generated during expression, as may occur in such expression systems as mammals, insects, plants or fungi, but if desired, sialidases and It can also be produced by treating glycopeptides with glycosidases and / or glycosyltransferases.

別の典型的な実施形態では、GlcNAc転移酵素(例えばGNT1−5)は、グリコペプチド上の末端マンノース残基に、PEG化されたGlcNを転移するために利用される。さらなる典型的な実施形態では、N−結合型および/またはO−結合型のグリカン構造は、グリコペプチドから酵素的に除去され、改変された糖とその後結合されるアミノ酸または末端グリコシル残基が暴露される。例えば、エンドグリカナーゼを使用して、グリコペプチドのN結合型構造を除去して、グリコペプチド上のGlcNAc−連結−Asnとしての末端GlcNAcを暴露させる。UDP−Gal−PEGおよび適切なガラクトシルトランスフェラーゼを使用して、暴露されたGlcNAc上に、PEG−ガラクトース官能基を導入する。   In another exemplary embodiment, GlcNAc transferase (eg, GNT1-5) is utilized to transfer PEGylated GlcN to a terminal mannose residue on a glycopeptide. In a further exemplary embodiment, N-linked and / or O-linked glycan structures are enzymatically removed from the glycopeptide to expose amino acids or terminal glycosyl residues that are subsequently coupled to the modified sugar. Is done. For example, endoglycanase is used to remove the N-linked structure of the glycopeptide, exposing the terminal GlcNAc as a GlcNAc-linked-Asn on the glycopeptide. The PEG-galactose functional group is introduced onto the exposed GlcNAc using UDP-Gal-PEG and a suitable galactosyltransferase.

別の実施形態では、改変された糖は、ペプチド主鎖に糖残基を転移することが知られているグリコシルトランスフェラーゼを使用して、ペプチド主鎖に直接的に付加される。この典型的な実施形態は、スキーム3に記述される。本発明を実施するのに有用な典型的なグリコシルトランスフェラーゼには、これに限定されないが、GalNAc転移酵素(GalNAc T1〜14)、GlcNAc転移酵素、フコシルトランスフェラーゼ、グルコシルトランスフェラーゼ、キシロシルトランスフェラーゼ、マンノシルトランスフェラーゼなどが含まれる。この手法の使用は、いずれかの炭水化物を欠くペプチド上への、あるいは、既存のグリコペプチド上への、改変された糖の直接的付加も可能にする。いずれの場合においても、改変された糖の付加は、グリコシルトランスフェラーゼの基質特異性によって定義される通りの、ペプチド主鎖上の特異的な位置で起こるが、化学的な方法を使用するタンパク質のペプチド主鎖の改変中に起こるようなランダムな方式では起こらない。一連の薬剤は、ポリペプチド鎖中に適切なアミノ酸配列を操作することによって、グリコシルトランスフェラーゼ基質ペプチド配列を欠くタンパク質またはグリコペプチドに導入できる。

Figure 0004738346
In another embodiment, the modified sugar is added directly to the peptide backbone using a glycosyltransferase known to transfer sugar residues to the peptide backbone. This exemplary embodiment is described in Scheme 3. Exemplary glycosyltransferases useful for practicing the present invention include, but are not limited to, GalNAc transferase (GalNAc T1-14), GlcNAc transferase, fucosyltransferase, glucosyltransferase, xylosyltransferase, mannosyltransferase, and the like. Is included. Use of this approach also allows for the direct addition of modified sugars on peptides lacking any carbohydrate or on existing glycopeptides. In either case, the addition of the modified sugar occurs at a specific position on the peptide backbone, as defined by the substrate specificity of the glycosyltransferase, but the peptide of the protein using chemical methods. It does not occur in a random manner as occurs during backbone modification. A series of agents can be introduced into a protein or glycopeptide lacking a glycosyltransferase substrate peptide sequence by manipulating the appropriate amino acid sequence in the polypeptide chain.
Figure 0004738346

上で述べた各々の典型的な実施形態では、改変された糖のペプチドへの結合の後、1つまたは複数のさらなる化学的または酵素的改変ステップを利用できる。典型的な実施形態では、酵素(例えばフコシルトランスフェラーゼ)は、ペプチドに付着された、末端が改変された糖上に、グリコシル単位(例えば、フコース)を追加するために使用される。別の実施例では、酵素的反応は、改変された糖が結合し損なった「キャップ」部位に利用される。あるいは、化学的な反応は、結合された改変された糖の構造を変えるために利用される。例えば、結合された改変された糖を、改変された糖が付着されるペプチド成分との結合を安定させるまたは不安定にする薬剤と反応させる。別の実施例では、改変された糖の成分を、ペプチドへのその結合の後に脱保護する。当分野の技術者であれば、改変された糖がペプチドに結合された後の段階で、本発明の方法に有用である一連の酵素的および化学的な手順が存在することを理解するであろう。改変された糖−ペプチドコンジュゲートのさらなる仕上げは、本発明の範囲内である。   In each exemplary embodiment described above, one or more additional chemical or enzymatic modification steps can be utilized after conjugation of the modified sugar to the peptide. In an exemplary embodiment, an enzyme (eg, fucosyltransferase) is used to add a glycosyl unit (eg, fucose) onto a terminally modified sugar attached to a peptide. In another example, an enzymatic reaction is utilized at the “cap” site where the modified sugar failed to bind. Alternatively, chemical reactions are utilized to alter the structure of the attached modified sugar. For example, the conjugated modified sugar is reacted with an agent that stabilizes or destabilizes the binding with the peptide component to which the modified sugar is attached. In another example, the modified sugar component is deprotected after its conjugation to the peptide. Those skilled in the art will understand that there is a range of enzymatic and chemical procedures that are useful in the methods of the invention at a stage after the modified sugar is attached to the peptide. Let's go. Further finishing of the modified sugar-peptide conjugate is within the scope of the present invention.

酵素
アシルが連結されたコンジュゲートを形成することにおいて、上で述べた酵素に加えて、コンジュゲートおよび出発基質(例えばペプチド、脂質)のグリコシル化パターンを、精密なものにする、トリミング・バックする、あるいは、他の酵素を利用する方法によって改変することができる。アクセプターに糖供与体を転移する酵素を使用して、ペプチドおよび脂質を再構築する方法は、2003年4月17日に公開された、デフリー(DeFrees)、国際公開第03/031464 A2号パンフレットに非常に詳細に述べられている。本発明の方法に使用される選択された酵素の概要は、以下で述べる。
Enzyme In forming acyl-linked conjugates, trimming back, refines glycosylation patterns of conjugates and starting substrates (eg peptides, lipids) in addition to the enzymes mentioned above Alternatively, it can be modified by a method using another enzyme. A method for reconstituting peptides and lipids using an enzyme that transfers a sugar donor to an acceptor is described in DeFreees, WO 03/031464 A2, published April 17, 2003. Has been described in great detail. A summary of the selected enzymes used in the method of the invention is set forth below.

グリコシルトランスフェラーゼ
グリコシルトランスフェラーゼは、活性化糖(供与体NDP−またはNMP−糖)の、タンパク質、グリコペプチド、脂質、または糖脂質への付加、あるいは、成長中の(growing)オリゴ糖の非還元末端への付加を、段階的様式で触媒する。N−結合型グリコペプチドは、一括した転移、それに続く中心のトリミングにおける、転移酵素および脂質が連結されたオリゴ糖供与体Dol−PP−NAGGlcManを介して合成される。この場合、「中心」糖類の性質は、その後の付着とはいくらか異なる。非常に多くのグリコシルトランスフェラーゼが、当技術分野で知られている。
Glycosyltransferases Glycosyltransferases add activated sugars (donor NDP- or NMP-sugars) to proteins, glycopeptides, lipids, or glycolipids, or to the non-reducing ends of growing oligosaccharides. Is catalyzed in a stepwise fashion. N-linked glycopeptides are synthesized via the oligosaccharide donor Dol-PP-NAG 2 Glc 3 Man 9 linked to a transferase and lipids in a batch transfer followed by central trimming. In this case, the nature of the “central” saccharide is somewhat different from subsequent attachment. A large number of glycosyltransferases are known in the art.

本発明に使用されるグリコシルトランスフェラーゼは、それが、改変された糖を糖供与体として利用する可能性がある限り、いずれのものでもよい。こうした酵素の例には、ガラクトシルトランスフェラーゼ、N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、N−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼ、フコシルトランスフェラーゼ、シアリルトランスフェラーゼ、マンノシルトランスフェラーゼ、キシロシルトランスフェラーゼ、グルクロノニルトランスフェラーゼなどの、ルロアール経路グリコシルトランスフェラーゼ(Leloir pathway glycosyltransferase)が含まれる。   The glycosyltransferase used in the present invention may be any as long as it is likely to utilize a modified sugar as a sugar donor. Examples of such enzymes include luloal pathway glycosyltransferases such as galactosyltransferase, N-acetylglucosaminyltransferase, N-acetylgalactosaminyltransferase, fucosyltransferase, sialyltransferase, mannosyltransferase, xylosyltransferase, glucurononyltransferase, and the like. (Leiloir pathway glycosyltransferase) is included.

グリコシルトランスフェラーゼ反応に関与する酵素的な糖類合成のために、グリコシルトランスフェラーゼは、クローン化する、あるいはいずれの供給源からも単離できる。そのポリヌクレオチド配列であるものとしての、多くのクローン化されたグリコシルトランスフェラーゼが知られている。例えば、「The WWW Guide To Cloned Glycosyltransferases」(http://www.vei.co.uk/TGN/gt_guide.htm)を参照のこと。グリコシルトランスフェラーゼアミノ酸配列、およびグリコシルトランスフェラーゼをコードするヌクレオチド配列(そこからアミノ酸配列を推測できる)、はまた、GenBank、Swiss−Prot、EMBL他を含めて、様々な公的に利用可能なデータベースに見られる。   For enzymatic saccharide synthesis involved in glycosyltransferase reactions, glycosyltransferases can be cloned or isolated from any source. Many cloned glycosyltransferases are known for their polynucleotide sequences. For example, see “The WWW Guide To Clone Glycosyltransferases” (http://www.vei.co.uk/TGN/gt_guide.htm). Glycosyltransferase amino acid sequences, and nucleotide sequences encoding glycosyltransferases (from which amino acid sequences can be deduced) are also found in various publicly available databases, including GenBank, Swiss-Prot, EMBL, etc. .

本発明の方法に用いることができるグリコシルトランスフェラーゼには、これに限定されないが、ガラクトシルトランスフェラーゼ、フコシルトランスフェラーゼ、グルコシルトランスフェラーゼ、N−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼ、N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ、グルクロニルトランスフェラーゼ、シアリルトランスフェラーゼ、マンノシルトランスフェラーゼ、グルクロン酸トランスフェラーゼ、ガラクツロン酸トランスフェラーゼ、およびオリゴサッカリルトランスフェラーゼが含まれる。適切なグリコシルトランスフェラーゼには、真核生物、ならびに原核生物から得られるものが含まれる。   The glycosyltransferase that can be used in the method of the present invention includes, but is not limited to, galactosyltransferase, fucosyltransferase, glucosyltransferase, N-acetylgalactosaminyltransferase, N-acetylglucosaminyltransferase, glucuronyltransferase, Sialyltransferases, mannosyltransferases, glucuronic acid transferases, galacturonic acid transferases, and oligosaccharyltransferases are included. Suitable glycosyltransferases include those obtained from eukaryotes as well as prokaryotes.

グリコシルトランスフェラーゼをコードするDNAは、化学的な合成によって、適切な細胞または細胞系培養物からmRNAの逆転写産物をスクリーニングすることによって、適切な細胞からゲノムライブラリをスクリーニングすることによって、あるいは、これらの手順の組み合わせによって得ることができる。mRNAまたはゲノムDNAのスクリーニングは、グリコシルトランスフェラーゼ遺伝子配列から産生されるオリゴヌクレオチドプローブを用いて実施できる。プローブは、既知の手順に従って、蛍光基、放射性原子または化学発光基などの検出可能な基を用いて標識することができ、従来のハイブリダイゼーション検定法に使用できる。変形例では、グリコシルトランスフェラーゼ遺伝子配列は、ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)手順を使用することによって、グリコシルトランスフェラーゼ遺伝子配列から産生されたPCRオリゴヌクレオチドプライマーを用いて、得ることができる。マリス(Mullis)らの米国特許第4,683,195号明細書、およびマリス(Mullis)らの米国特許第4,683,202号明細書を参照のこと。   DNA encoding glycosyltransferases can be obtained by chemical synthesis, by screening reverse transcripts of mRNA from appropriate cells or cell line cultures, by screening genomic libraries from appropriate cells, or by It can be obtained by a combination of procedures. Screening for mRNA or genomic DNA can be performed using oligonucleotide probes produced from glycosyltransferase gene sequences. The probe can be labeled with a detectable group such as a fluorescent group, radioactive atom or chemiluminescent group according to known procedures and can be used in conventional hybridization assays. In a variation, the glycosyltransferase gene sequence can be obtained using PCR oligonucleotide primers produced from the glycosyltransferase gene sequence by using a polymerase chain reaction (PCR) procedure. See U.S. Pat. No. 4,683,195 to Mullis et al. And U.S. Pat. No. 4,683,202 to Mullis et al.

グリコシルトランスフェラーゼは、グリコシルトランスフェラーゼ酵素をコードするDNAを含有するベクターを用いて形質転換された宿主細胞中で合成できる。ベクターは、グリコシルトランスフェラーゼ酵素をコードするDNAを増幅するために、かつ/またはグリコシルトランスフェラーゼ酵素をコードするDNAを発現するために使用される。発現ベクターは、グリコシルトランスフェラーゼ酵素をコードするDNA配列が、適切な宿主中でグリコシルトランスフェラーゼ酵素の発現を実施できる適切な制御配列に作動可能に連結される、複製可能なDNA構築物である。こうした制御配列の必要性は、選択される宿主、および選択される形質転換方法に応じて変化することとなる。通常、制御配列には、転写プロモーター、転写を制御するための任意のオペレーター配列、適切なmRNAリボゾーム結合部位をコードする配列、および、転写および翻訳の終結を制御する配列が含まれる。増幅ベクターは、発現制御ドメインを必要としない。必要なものは、通常、複製の開始点によって与えられる、宿主中で複製する能力、ならびに、形質転換体の認識を容易にする選択遺伝子だけである。   Glycosyltransferases can be synthesized in host cells transformed with a vector containing DNA encoding the glycosyltransferase enzyme. Vectors are used to amplify DNA encoding a glycosyltransferase enzyme and / or to express DNA encoding a glycosyltransferase enzyme. An expression vector is a replicable DNA construct in which a DNA sequence encoding a glycosyltransferase enzyme is operably linked to appropriate control sequences capable of effecting expression of the glycosyltransferase enzyme in a suitable host. The need for such control sequences will vary depending upon the host selected and the transformation method chosen. Control sequences typically include a transcription promoter, any operator sequence to control transcription, a sequence encoding an appropriate mRNA ribosome binding site, and sequences that control the termination of transcription and translation. An amplification vector does not require an expression control domain. All that is needed is a selection gene that facilitates recognition of the transformant, as well as the ability to replicate in the host, usually given by the origin of replication.

典型的な実施形態では、本発明は、原核生物の酵素を利用する。こうしたグリコシルトランスフェラーゼには、多くのグラム陰性菌により産生される、リポオリゴ糖(LOS)の合成に関与する酵素が含まれる(プレストン(Preston)ら、「Critical Reviews in Microbiology」23(3):139〜180(1996年))。こうした酵素には、これに限定されないが、大腸菌およびサルモネラチフィムリウム(Salmonella typhimurium)などの種のrfaオペロンのタンパク質(β1,6ガラクトシルトランスフェラーゼおよびβ1,3ガラクトシルトランスフェラーゼが含まれる)(例えば、EMBL受託番号M80599およびM86935(大腸菌(E.coli)を参照のこと);EMBL受託番号S56361(S.チフィムリウム(S.typhimurium))、グルコシルトランスフェラーゼ(Swiss−Prot受託番号P25740(大腸菌(E.coli))、β1,2−グルコシルトランスフェラーゼ(rfaJ)(Swiss−Prot受託番号P27129(大腸菌(E.coli))およびSwiss−Prot受託番号P19817(S.チフィムリウム(S.typhimurium)))、およびβ1,2−N−アセチルグルコサミニルトランスフェラーゼ(rfaK)(EMBL受託番号U00039(大腸菌(E.coli))が含まれる。アミノ酸配列が知られている他のグリコシルトランスフェラーゼには、肺炎桿菌(Klebsiella pneumoniae)、大腸菌(E.coli)、サルモネラチフィムリウム(Salmonella typhimurium)、サルモネラエンテリカ(Salmonella enterica)、エルシニアエンテロコリチカ(Yersinia enterocolitica)、マイコバクテリウムレプロサム(Mycobacterium leprosum)、および緑膿菌(Pseudomonas aeruginosa)のrhlオペロンなどの生物において特徴づけられる、rfaBなどのオペロンによってコードされるものが含まれる。   In an exemplary embodiment, the present invention utilizes prokaryotic enzymes. Such glycosyltransferases include enzymes involved in the synthesis of lipooligosaccharide (LOS), produced by many Gram-negative bacteria (Preston et al., “Critical Reviews in Microbiology” 23 (3): 139- 180 (1996)). Such enzymes include, but are not limited to, proteins of the rfa operon of species such as E. coli and Salmonella typhimurium (including β1,6 galactosyltransferase and β1,3 galactosyltransferase) (eg, EMBL contracts). Nos. M80599 and M86935 (see E. coli); EMBL accession number S56361 (S. typhimurium), glucosyltransferase (Swiss-Prot accession number P25740 (E. coli)), β1,2-glucosyltransferase (rfaJ) (Swiss-Prot accession number P27129 (E. coli)) and Swiss- rot accession number P19817 (S. typhimurium)), and β1,2-N-acetylglucosaminyltransferase (rfaK) (EMBL accession number U00039 (E. coli)). Other known glycosyltransferases include Klebsiella pneumoniae, E. coli, Salmonella typhimurium, Salmonella enterica, Yersinia enterocoli ), Mycobacterium leprosum, and Pseudomonas aeruginosa Included are those encoded by operons such as rfaB, which are characterized in organisms such as the rhl operon of Pseudomonas aeruginosa.

本発明の使用に適したものはまた、粘膜の病原体である淋菌(Neisseria gonnorhoeae)および髄膜炎菌(N.meningitidis)のLOSで同定されている、ラクト−N−ネオテトラオース(neotetraose)、D−ガラクトシル−β−1,4−N−アセチル−D−グルコサミニル−β−1,3−D−ガラクトシル−β−1,4−D−グルコース、およびP血液型三糖配列(P blood group trisaccharide sequence)、D−ガラクトシル−α−1,4−D−ガラクトシル−β−1,4−D−グルコースを含有する構造の産生に関与するグリコシルトランスフェラーゼである(スコルテン(Scholten)ら、「J.Med.Microbiol.」41:236〜243(1994年))。これらの構造の生合成に関与するグリコシルトランスフェラーゼをコードする髄膜炎菌(N.meningitidis)および淋菌(N.gonorrhoeae)からの遺伝子は、髄膜炎菌(N.meningitidis)免疫型L3およびL1(ジェニングズ(Jennings)ら「Mol.Microbiol.」18:729〜740(1995年))、および淋菌(N.gonorrhoeae)変異体F62(ゴットシリック(Gotshlich)、「J Exp.Med.」180:2181〜2190(1994年))から同定されている。髄膜炎菌(N.meningitidis)では、3つの遺伝子(lgtA、lgtB、およびlgE)からなる座位は、ラクト−N−ネオテトラオース鎖における糖の最後の3つの付加のために必要とされるグリコシルトランスフェラーゼ酵素をコードする(ワカルシュック(Wakarchuk)ら「J.Biol.Chem.」271:19166〜73(1996年))。最近、lgtBおよびlgtA遺伝子産物の酵素的活性が実証され、その提案されたグリコシルトランスフェラーゼ機能についての第1の直接的証拠が提供された(ワカルシュック(Wakarchuk)ら「J.Biol.Chem.」271(45):28271〜276(1996年))。淋菌(N.gonorrhoeae)では、2つのさらなる遺伝子、すなわち、ラクト−N−ネオテトラオース構造の末端ガラクトースの3位置にβ−D−GalNAcを付加するlgtDと、切断されたLOSのラクトース要素に末端α−D−Galを付加するlgtCが存在し、それによってP血液型抗原構造がもたらされる(ゴットシリック(Gotshlich)(1994年)、上記)。髄膜炎菌(N.meningitidis)では、別々の免疫型L1がまた、p血液型抗原を発現し、lgtC遺伝子を運ぶことが示された(ジェニングズ(Jennings)ら、(1995年)上記)。ナイセリア(Neisseria)グリコシルトランスフェラーゼおよび関連する遺伝子はまた、米国特許第5,545,553号明細書(ゴットシリック(Gotschlich))に記載されている。ヘリコバクターピロリ(Helicobacter pylori)由来のα1,2−フコシルトランスフェラーゼおよびα1,3−フコシルトランスフェラーゼのための遺伝子もまた、特徴づけられている(マーティン(Martin)ら「J.Biol.Chem.」272:21349〜21356(1997年))。本発明に使用されるものはまた、カンピロバクタージェジュニ(Campylobacter jejuni)のグリコシルトランスフェラーゼである(例えば、http://afmb.cnrs−mrs.fr/〜pedro/CAZY/gtf_42.htmlを参照のこと)。 Also suitable for use in the present invention is the lacto-N-neotetraose identified in the LOS of the mucosal pathogens Neisseria gonnorhoeae and N. meningitidis, D-galactosyl-β-1,4-N-acetyl-D-glucosaminyl-β-1,3-D-galactosyl-β-1,4-D-glucose, and P k blood group trisaccharide sequence (P k blood group trisaccharide sequence), a glycosyltransferase involved in the production of a structure containing D-galactosyl-α-1,4-D-galactosyl-β-1,4-D-glucose (Scholten et al., “J Med. Microbiol. "41:23 ~243 (1994)). The genes from N. meningitidis and N. gonorrhoeae encoding glycosyltransferases involved in the biosynthesis of these structures are N. meningitidis immunotypes L3 and L1 ( Jennings et al. “Mol. Microbiol.” 18: 729-740 (1995)), and N. gonorrhoeae mutant F62 (Gottshrich), “J Exp. Med.” 180: 2181 2190 (1994)). In N. meningitidis, a locus consisting of three genes (lgtA, lgtB, and lgE) is required for the last three additions of sugars in the lacto-N-neotetraose chain It encodes a glycosyltransferase enzyme (Wakarchuk et al. “J. Biol. Chem.” 271: 19166-73 (1996)). Recently, the enzymatic activity of the lgtB and lgtA gene products has been demonstrated and provided the first direct evidence for their proposed glycosyltransferase function (Wakarchuk et al., “J. Biol. Chem.” 271 ( 45): 28271-276 (1996)). In N. gonorrhoeae, two additional genes, lgtD, which adds β-D-GalNAc at position 3 of the terminal galactose of the lacto-N-neotetraose structure, and terminal to the cleaved LOS lactose element There is lgtC that adds α-D-Gal, which results in a Pk blood group antigen structure (Gotshrich (1994), supra). In Neisseria meningitidis (N. meningitidis), separate immunotype L1 Kamata, express p k blood group antigen, was shown to carry the lgtC gene (Jennings (Jennings) et al, (1995) supra) . Neisseria glycosyltransferases and related genes are also described in US Pat. No. 5,545,553 (Gotschlich). The genes for α1,2-fucosyltransferase and α1,3-fucosyltransferase from Helicobacter pylori have also been characterized (Martin et al. “J. Biol. Chem.” 272: 21349. 21356 (1997)). Also used in the present invention is Campylobacter jejuni glycosyltransferase (see, eg, http://afmb.cnrs-mrs.fr/~pedro/CAZY/gtf_42.html). .

フコシルトランスフェラーゼ
ある実施形態では、本発明の方法に使用されるグリコシルトランスフェラーゼは、フコシルトランスフェラーゼである。フコシルトランスフェラーゼは、当分野の技術者に知られている。典型的なフコシルトランスフェラーゼには、L−フコースを、GDP−フコースから、アクセプター糖のヒドロキシ位置に転移する酵素が含まれる。アクセプターに非ヌクレオチド糖を転移するフコシルトランスフェラーゼもまた、本発明に使用されるものである。
Fucosyltransferase In certain embodiments, the glycosyltransferase used in the methods of the invention is a fucosyltransferase. Fucosyltransferases are known to those skilled in the art. Typical fucosyltransferases include enzymes that transfer L-fucose from GDP-fucose to the hydroxy position of the acceptor sugar. Fucosyltransferases that transfer non-nucleotide sugars to acceptors are also those used in the present invention.

ある実施形態では、アクセプター糖は、例えば、オリゴ糖グリコシド中のGalβ(1→3,4)GIcNAcβ−基におけるGlcNAcである。この反応のための適切なフコシルトランスフェラーゼには、最初にヒト母乳から特徴づけられた、Galβ(1→3,4)GlcNAcβ1−α(1→3,4)フコシルトランスフェラーゼ(FTIII E.C.番号2.4.1.65)(パルシック(Palcic)ら、「Carbohydrate Res.」190:1〜11(1989年);プリーエール(Prieels)ら、「J.Biol.Chem.」256:10456〜10463(1981年);およびヌニェス(Nunez)ら、「Can.J.Chem.」59:2086〜2095(1981年)を参照のこと)、ならびに、ヒト血清中に見られるGalβ(1→4)GlcNAcβ−αフコシルトランスフェラーゼ(FTIV、FTV、FTVI)が含まれる。FTVII(E.C.番号2.4.1.65)、シアリルα(2→3)Galβ(1→3)GlcNAcβフコシルトランスフェラーゼもまた、特徴づけられている。Galβ(1→3,4)GlcNAcβ−α(1→3,4)フコシルトランスフェラーゼの組換え型の形もまた、特徴づけられている(デュマ(Dumas)ら、「Bioorg.Med.Letters」1:425〜428(1991年)、およびクコフスカ−ラタロ(Kukowska−Latallo)ら、「Genes and Development」4:1288〜1303(1990年))。他の典型的なフコシルトランスフェラーゼには、例えば、α1,2フコシルトランスフェラーゼ(E.C.番号2.4.1.69)が含まれる。酵素的フコシル化は、モリコーネ(Mollicone)ら、「Eur.J.Biochem.」191:169〜176(1990年)または米国特許第5,374,655号明細書に記載されている方法によって実施できる。フコシルトランスフェラーゼを産生するために使用される細胞には、また、GDP−フコースを合成する酵素的システムが含まれることとなる。   In certain embodiments, the acceptor sugar is, for example, GlcNAc in a Galβ (1 → 3,4) GIcNAcβ-group in an oligosaccharide glycoside. Suitable fucosyltransferases for this reaction include Galβ (1 → 3,4) GlcNAcβ1-α (1 → 3,4) fucosyltransferase (FTIII EC No. 2 initially characterized from human breast milk. 4.1.65) (Paltic et al., “Carbohydrate Res.” 190: 1-11 (1989); Prieels et al., “J. Biol. Chem.” 256: 10456-10463 (1981). Nunez et al., “Can. J. Chem.” 59: 2086-2095 (1981)), and Galβ (1 → 4) GlcNAcβ-α found in human serum. Fucosyltransferases (FTIV, FTV, FTVI) are included. FTVII (EC number 2.4.1.65), sialyl α (2 → 3) Galβ (1 → 3) GlcNAcβfucosyltransferase has also been characterized. The recombinant form of Galβ (1 → 3,4) GlcNAcβ-α (1 → 3,4) fucosyltransferase has also been characterized (Dumas et al., “Bioorg. Med. Letters” 1: 425-428 (1991), and Kukovska-Latallo et al., “Genes and Development” 4: 1288-1303 (1990)). Other exemplary fucosyltransferases include, for example, α1,2 fucosyltransferase (EC number 2.4.4.19). Enzymatic fucosylation can be performed by the method described in Mollicone et al., “Eur. J. Biochem.” 191: 169-176 (1990) or US Pat. No. 5,374,655. . The cells used to produce fucosyltransferase will also include an enzymatic system that synthesizes GDP-fucose.

ガラクトシルトランスフェラーゼ
別の群の実施形態では、グリコシルトランスフェラーゼは、ガラクトシルトランスフェラーゼである。典型的なガラクトシルトランスフェラーゼには、α(1,3)ガラクトシルトランスフェラーゼ(E.C.番号2.4.1.151、例えば、ダブコフスキー(Dabkowski)ら、「Transplant Proc.」25:2921(1993年)およびヤマモトら「Nature」345:229〜233(1990年)を参照のこと)、ウシ(GenBank j04989、ジョジアッセ(Joziasse)ら、「J.Biol.Chem.」264:14290〜14297(1989年))、ネズミ(GenBank m26925、ラーセン(Larsen)ら、「Proc.Nat’l.Acad.Sci.USA」86:8227〜8231(1989年))、ブタ(GenBank L36152、ストラハン(Strahan)ら、「Immunogenetics」41:101〜105(1995年))が含まれる。別の適切なα1,3ガラクトシルトランスフェラーゼは、血液型B抗原の合成に関与するものである(EC 2.4.1.37、ヤマモト(Yamamoto)ら、「J.Biol.Chem.」265:1146〜1151(1990年)(ヒト))。さらに典型的なガラクトシルトランスフェラーゼは、コア(core)Gal−T1である。
Galactosyltransferase In another group of embodiments, the glycosyltransferase is a galactosyltransferase. Exemplary galactosyltransferases include α (1,3) galactosyltransferase (EC No. 2.4.1.11, for example, Dabkowski et al., “Transplant Proc.” 25: 2921 (1993). ) And Yamamoto et al., “Nature” 345: 229-233 (1990)), GenBank j04989, Joziasse et al., “J. Biol. Chem.” 264: 14290-14297 (1989). ), Mice (GenBank m26925, Larsen et al., “Proc. Nat'l. Acad. Sci. USA” 86: 8227-8231 (1989)), pigs (GenBank L36152, Strahan (St. rahan) et al., "Immunogenetics" 41: 101-105 (1995)). Another suitable α1,3 galactosyltransferase is involved in the synthesis of blood group B antigen (EC 2.4.4.1.37, Yamamoto et al., “J. Biol. Chem.” 265: 1146. 1151 (1990) (human)). A more typical galactosyltransferase is core Gal-T1.

本発明の方法での使用に適したものはまた、β(1,4)ガラクトシルトランスフェラーゼであり、これには、例えば、EC 2.4.1.90(LacNAc合成酵素)およびEC 2.4.1.22(ラクトース合成酵素)(ウシ(ディアゴスターロ(D’Agostaro)ら、「Eur.J.Biochem.」183:211〜217(1989年))、ヒト(マスリ(Masri)ら(Biochem.Biophys.Res.Commun.157:657〜663(1988年))、ネズミ(ナカザワ(Nakazawa)ら、「J.Biochem.」104:165〜168(1988年))、ならびにE.C.2.4.1.38、およびセラミドガラクトシルトランスフェラーゼ(EC 2.4.1.45、シュタール(Stahl)ら、「J.Neurosci.Res.」38:234〜242(1994年))が含まれる。他の適切なガラクトシルトランスフェラーゼには、例えば、α1,2ガラクトシルトランスフェラーゼ(例えば、シゾサッカロミセスポンベ(Schizosaccharomyces pombe)由来、チャペル(Chapell)ら、「Mol.Biol.Cell」5:519〜528(1994年))が含まれる。   Also suitable for use in the methods of the invention are β (1,4) galactosyltransferases, including, for example, EC 2.4.4.10 (LacNAc synthase) and EC 2.4. 1.22 (lactose synthase) (D'Agostaro et al., “Eur. J. Biochem.” 183: 211-217 (1989)), human (Masri et al. (Biochem. Biophys.Res.Commun.157: 657-663 (1988)), mice (Nakazawa et al., "J. Biochem." 104: 165-168 (1988)), and EC 2.4. 1.38, and ceramide galactosyltransferase (EC 2.4.4.1.45, Stutter (Stahl) et al., “J. Neurosci. Res.” 38: 234-242 (1994)) Other suitable galactosyltransferases include, for example, α1,2 galactosyltransferases (eg, Schizosaccharomyces pombe). (Schizosaccharomyces pombe), Chapel et al., “Mol. Biol. Cell” 5: 519-528 (1994)).

シアリルトランスフェラーゼ
シアリルトランスフェラーゼは、本発明の組換え細胞および反応混合物に有用である、別のタイプのグリコシルトランスフェラーゼである。組換え型シアリルトランスフェラーゼを産生する細胞はまた、CMP−シアル酸も産生することとなり、これは、シアリルトランスフェラーゼのためのシアル酸供与体である。本発明で使用するのに適したシアリルトランスフェラーゼの例には、ST3Gal III(例えばラットまたはヒトST3Gal III)、ST3Gal IV、ST3Gal I、ST3Gal II、ST6Gal I、ST3Gal V、ST6Gal II、ST6GalNAc I、ST6GalNAc II、およびST6GalNAc IIIが含まれる(本明細書で使用されるシアリルトランスフェラーゼの命名法は、ツジ(Tsuji)ら、「Glycobiology」6:v−xiv(1996年)で説明される通りである)。α(2,3)シアリルトランスフェラーゼ(EC 2.4.99.6)と呼ばれる典型的なα(2,3)シアリルトランスフェラーゼは、Galβ1→3Glc二糖類またはグリコシドの非還元末端Galにシアル酸を転移する。ファンデンアイジンデン(Van den Eijnden)ら、「J.Biol.Chem.」256:3159(1981年))、ウェインスタイン(Weinstein)ら、「J.Biol.Chem.」257:13845(1982年)、およびウェン(Wen)ら、「J.Biol.Chem.」267:21011(1992年)を参照のこと。別の典型的なα2,3−シアリルトランスフェラーゼ(EC 2.4.99.4)は、二糖類またはグリコシドの非還元末端Galにシアル酸を転移する。リアリック(Rearick)ら、「J.Biol.Chem.」254:4444(1979年))、およびギレスピー(Gillespie)ら、「J.Biol.Chem.」267:21004(1992年)を参照のこと。さらに典型的な酵素としては、Gal−β−1,4−GlcNAcα−2,6シアリルトランスフェラーゼが含まれる。(クロサワ(Kurosawa)ら、「Eur.J.Biochem.」219:375〜381(1994年)を参照のこと)。
Sialyltransferases Sialyltransferases are another type of glycosyltransferase that are useful in the recombinant cells and reaction mixtures of the present invention. Cells that produce recombinant sialyltransferases will also produce CMP-sialic acid, which is a sialic acid donor for sialyltransferases. Examples of sialyltransferases suitable for use in the present invention include ST3Gal III (eg, rat or human ST3Gal III), ST3Gal IV, ST3Gal I, ST3Gal II, ST6Gal I, ST3Gal V, ST6Gal II, ST6GalNAc I, ST6GalNAc II And ST6GalNAc III (the sialyltransferase nomenclature used herein is as described in Tsuji et al., “Glycobiology” 6: v-xiv (1996)). A typical α (2,3) sialyltransferase called α (2,3) sialyltransferase (EC 2.4.99.6) transfers sialic acid to the Galβ1 → 3Glc disaccharide or the non-reducing terminal Gal of the glycoside. To do. Van den Eijdenden et al., “J. Biol. Chem.” 256: 3159 (1981)), Weinstein et al., “J. Biol. Chem.” 257: 13845 (1982). And Wen et al., "J. Biol. Chem." 267: 21011 (1992). Another exemplary α2,3-sialyltransferase (EC 2.4.99.4) transfers sialic acid to the non-reducing terminal Gal of a disaccharide or glycoside. See Realick et al., “J. Biol. Chem.” 254: 4444 (1979)), and Gillespie et al., “J. Biol. Chem.” 267: 21004 (1992). Further typical enzymes include Gal-β-1,4-GlcNAcα-2,6 sialyltransferase. (See Kurosawa et al., “Eur. J. Biochem.” 219: 375-381 (1994)).

好ましくは、グリコペプチドの炭水化物のグリコシル化については、シアリルトランスフェラーゼは、配列Galβ1,4GlcNAc−、すなわち、完全にシアル酸付加された炭水化物構造上の末端シアル酸の基礎をなしている最も一般的な最後から2番目の配列にシアル酸を転移することが可能である(表2を参照のこと)。   Preferably, for glycopeptide glycosylation of glycopeptides, the sialyltransferase is the most common last that forms the basis of terminal sialic acid on the sequence Galβ1,4GlcNAc—that is, a fully sialylated carbohydrate structure. It is possible to transfer sialic acid from the first to the second sequence (see Table 2).

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本発明に使用される他のシアリルトランスフェラーゼには、図4の表に記述されるものが含まれる。シアリルトランスフェラーゼは、PEG化されたシアル酸供与体種から、ペプチドのN結合型グリコシル残基(図2C)または第IX因子のO−結合型グリコシル残基(図2D)に、PEG化されたシアル酸部分を転移するために使用できる。   Other sialyltransferases used in the present invention include those described in the table of FIG. Sialyltransferases are PEGylated sialyl from PEGylated sialic acid donor species to peptide N-linked glycosyl residues (FIG. 2C) or factor IX O-linked glycosyl residues (FIG. 2D). Can be used to transfer the acid moiety.

主張された方法に有用であるシアリルトランスフェラーゼの例は、ST3Gal IIIであり、これは、α(2,3)シアリルトランスフェラーゼ(EC 2.4.99.6)とも呼ばれる。この酵素は、Galβ1,3GlcNAcまたはGalβ1,4GlcNAcグリコシドのGalへのシアル酸の転移を触媒し(ウェン(Wen)ら、「J.Biol.Chem.」267:21011(1992年)、ファンデンアイジンデン(Van den Eijnden)ら、「J.Biol.Chem.」256:3159(1991年)を参照のこと)、グリコペプチドにおけるアスパラギン連結オリゴ糖のシアリル化を担う。シアル酸は、2つの糖類の間のα−結合の形成を伴ってGalに連結される。糖類間の結合(連結)は、NeuAcの2位とGalの3位の間である。この特定の酵素は、ラット肝臓(ウェインスタイン(Weinstein)ら、「J.Biol.Chem.」257:13845(1982年))、ヒトcDNA(ササキ(Sasaki)ら(1993年)「J.Biol.Chem.」268:22782〜22787、キタガワおよびパールソン(Kitagawa&Paulson)(1994年)「J.Biol.Chem.」269:1394〜1401)、ならびにおよびゲノム(キタガワ(Kitagawa)ら(1996年)「J.Biol.Chem.」271:931〜938)から単離できる。組換え発現によって、この酵素の産生を容易にするDNA配列は、知られている。好ましい実施形態では、主張されたシアリル化方法は、ラットST3Gal IIIを使用する。   An example of a sialyltransferase that is useful in the claimed method is ST3Gal III, also referred to as α (2,3) sialyltransferase (EC 2.4.99.6). This enzyme catalyzes the transfer of sialic acid to Gal β1,3GlcNAc or Galβ1,4GlcNAc glycoside to Gal (Wen et al., “J. Biol. Chem.” 267: 21011 (1992), (See Van den Eijnden) et al., “J. Biol. Chem.” 256: 3159 (1991)), responsible for sialylation of asparagine-linked oligosaccharides in glycopeptides. Sialic acid is linked to Gal with the formation of an α-bond between the two sugars. The bond (linkage) between saccharides is between the 2-position of NeuAc and the 3-position of Gal. This particular enzyme has been described in rat liver (Weinstein et al., “J. Biol. Chem.” 257: 13845 (1982)), human cDNA (Sasaki et al. (1993) “J. Biol. Chem. "268: 22782-22787, Kitagawa & Paulson (1994)" J. Biol. Chem. "269: 1394-1401, and the genome (Kitagawa et al. (1996)" J. Biol. Chem. "271: 931-938). DNA sequences that facilitate the production of this enzyme by recombinant expression are known. In a preferred embodiment, the claimed sialylation method uses rat ST3Gal III.

本発明に使用される他の典型的なシアリルトランスフェラーゼには、α(2,3)を含めて、カンピロバクタージェジュニ(Campylobacter jejuni)から単離されるものが含まれる。例えば、国際公開第99/49051号パンフレットを参照のこと。   Other exemplary sialyltransferases used in the present invention include those isolated from Campylobacter jejuni, including α (2,3). For example, see WO99 / 49051 pamphlet.

表2に列挙されたシアリルトランスフェラーゼの他のものはまた、商業的に重要なグリコペプチドのシアリル化のための、経済的かつ効率的な大規模プロセスに有用である。これらの他の酵素の有用性を発見する簡単な試験として、様々な量(1〜100mU/mgタンパク質)の各酵素を、(1〜10mg/mlの)アシアロ−α AGPと反応させて、当該のシアリルトランスフェラーゼの、グリコペプチドをシアル酸付加する能力を、ウシST6Gal I、ST3Gal IIIのいずれか、または両方のシアリルトランスフェラーゼに対して比較した。あるいは、他のグリコペプチドまたはグリコペプチド、またはペプチド主鎖から酵素的に放出されたN結合型オリゴ糖を、この評価のためのアシアロ−α AGPの代わりに使用できる。ST6Gal Iよりも効率的に、グリコペプチドのN−結合型オリゴ糖をシアル酸付加する能力をもつシアリルトランスフェラーゼは、ペプチドシアリル化のための実用的な大規模プロセスに有用である。 Others of the sialyltransferases listed in Table 2 are also useful for economical and efficient large-scale processes for the sialylation of commercially important glycopeptides. As a simple test to discover the usefulness of these other enzymes, various amounts (1-100 mU / mg protein) of each enzyme were reacted with (1-10 mg / ml) asialo-α 1 AGP, The ability of the sialyltransferases to sialylate glycopeptides was compared to either bovine ST6Gal I, ST3Gal III, or both sialyltransferases. Alternatively, other glycopeptides or glycopeptides, or N-linked oligosaccharides enzymatically released from the peptide backbone can be used in place of asialo-α 1 AGP for this evaluation. Sialyltransferases with the ability to sialylate N-linked oligosaccharides of glycopeptides more efficiently than ST6Gal I are useful in practical large-scale processes for peptide sialylation.

GalNAc転移酵素
N−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼは、特に、ペプチドのO−結合型グリコシル化部位のアミノ酸にGalNAc部分を結合するために、本発明を実施するのに使用される。適切なN−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼには、α(1,3)N−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼ、β(1,4)N−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼ(ナガタ(Nagata)ら、「J.Biol.Chem」267:12082〜12089(1992年)、およびスミス(Smith)ら、「J.Biol Chem.」269:15162(1994年))、およびポリペプチドN−アセチルガラクトサミニルトランスフェラーゼ(ホウマ(Homa)ら、「J.Biol.Chem.」268:12609(1993年)が含まれるが、これに限定されない。
GalNAc transferase N-acetylgalactosaminyltransferase is used in practicing the present invention, in particular to attach a GalNAc moiety to an amino acid at the O-linked glycosylation site of a peptide. Suitable N-acetylgalactosaminyltransferases include α (1,3) N-acetylgalactosaminyltransferase, β (1,4) N-acetylgalactosaminyltransferase (Nagata et al., “J. Biol Chem. 267: 12082-12089 (1992), and Smith et al., “J. Biol Chem.” 269: 15162 (1994)), and the polypeptide N-acetylgalactosaminyltransferase (Homa). ) Et al., But not limited to, “J. Biol. Chem.” 268: 12609 (1993).

遺伝子工学によってクローン化された遺伝子からの酵素GalNAc TI−XXなどのタンパク質の産生は、よく知られている。例えば、米国特許第4,761,371号明細書を参照のこと。ある方法は、十分なサンプルのコレクションを含み、その後、酵素のアミノ酸配列は、N末端配列決定により決定される。この情報は、昆虫細胞系Sf9において、発現されると、完全に活性な酵素が合成される、全長の(膜結合型)転移酵素をコードするcDNAクローンを単離するために、その後使用される。酵素のアクセプター特異性は、その後、16の異なるタンパク質における既知のグリコシル化部位の周囲のアミノ酸の半定量的な分析、それに続く、合成ポリペプチドのin vitroのグリコシル化研究を使用して決定される。この研究は、ある種のアミノ酸残基が、グリコシル化されたペプチドセグメントに過度に多いこと、また、グリコシル化されたセリンおよびトレオニン残基の周囲の特定の位置における残基は、アクセプター効率に対して、他のアミノ酸部分よりも著しい影響を与える可能性があることを実証した。 The production of proteins such as the enzyme GalNAc T I-XX from genes cloned by genetic engineering is well known. See, for example, US Pat. No. 4,761,371. One method involves a sufficient collection of samples, after which the amino acid sequence of the enzyme is determined by N-terminal sequencing. This information is then used to isolate a cDNA clone encoding a full-length (membrane-bound) transferase that, when expressed in the insect cell line Sf9, synthesizes a fully active enzyme. . The acceptor specificity of the enzyme is then determined using a semi-quantitative analysis of the amino acids surrounding known glycosylation sites in 16 different proteins, followed by in vitro glycosylation studies of synthetic polypeptides. . This study shows that certain amino acid residues are too many in glycosylated peptide segments, and residues at specific positions around glycosylated serine and threonine residues Thus, it has been demonstrated that it may have a significant influence than other amino acid moieties.

細胞結合型グリコシルトランスフェラーゼ
別の実施形態では、本発明の方法に利用される酵素は、細胞結合型グリコシルトランスフェラーゼである。多くの可溶性のグリコシルトランスフェラーゼが知られている(例えば、米国特許第5,032,519号明細書を参照のこと)が、グリコシルトランスフェラーゼは、細胞に結合する場合、通常膜結合型の形である。これまで研究された多くの膜結合酵素は、内在性のタンパク質であると考えられる、すなわち、それらは、超音波処理によって、膜から放出されず、可溶化のための界面活性剤を必要とする。表面(surface)グリコシルトランスフェラーゼは、脊椎動物および無脊椎細胞の表面上で同定されており、これらの表面トランスフェラーゼは、生理的条件下で触媒活性を維持することも認識されている。しかし、細胞表面(cell surface)グリコシルトランスフェラーゼのより認識された機能は、細胞間認識についてのものである。(ロス(Roth)、「MOLECULAR APPROACHES to SUPRACELLULAR PHENOMENA」、1990年)。
Cell-associated glycosyltransferases In another embodiment, the enzyme utilized in the methods of the invention is a cell-associated glycosyltransferase. Although many soluble glycosyltransferases are known (see, eg, US Pat. No. 5,032,519), glycosyltransferases are usually in a membrane-bound form when bound to cells. . Many membrane-bound enzymes studied so far are thought to be endogenous proteins, ie they are not released from the membrane by sonication and require a surfactant for solubilization . Surface glycosyltransferases have been identified on the surface of vertebrate and invertebrate cells, and these surface transferases are also recognized to maintain catalytic activity under physiological conditions. However, the more recognized function of cell surface glycosyltransferases is for intercellular recognition. (Roth, “MOLECULAR APPROACHES to SUPRACELLULAR PHENOMENA”, 1990).

この方法は、細胞によって発現されるグリコシルトランスフェラーゼを変化させるために開発された。例えば、ラーセン(Larsen)ら、「Proc.Natl.Acad.Sci.USA」86:8227〜8231(1989年)は、細胞表面のオリゴ糖構造およびその同族のグリコシルトランスフェラーゼの発現を決定するクローン化されたcDNA配列を単離するための遺伝的アプローチを報告している。UDP−ガラクトースを発現することが知られているネズミ細胞系から単離されたmRNAから産生されたcDNAライブラリ:β−D−ガラクトシル−1,4−N−アセチル−D−グルコサミニドα−1,3−ガラクトシルトランスフェラーゼを、COS−1細胞に形質移入させた。形質移入させた細胞を、その後、培養し、α1−3ガラクトシルトランスフェラーゼ活性について検定した。   This method was developed to alter glycosyltransferases expressed by cells. For example, Larsen et al., “Proc. Natl. Acad. Sci. USA” 86: 8227-8231 (1989) have been cloned to determine cell surface oligosaccharide structures and the expression of their cognate glycosyltransferases. Reported a genetic approach to isolating the cDNA sequence. CDNA library produced from mRNA isolated from a murine cell line known to express UDP-galactose: β-D-galactosyl-1,4-N-acetyl-D-glucosaminide α-1,3 -Galactosyltransferase was transfected into COS-1 cells. Transfected cells were then cultured and assayed for α1-3 galactosyltransferase activity.

フランシスコ(Francisco)ら、「Proc.Natl.Acad.Sci.USA」89:2713〜2717(1992年))は、大腸菌の外面にβ−ラクタマーゼを固定する方法を開示している。(i)外側の膜タンパク質のシグナル配列、(ii)外側の膜タンパク質の膜貫通セクション、および(iii)完全な成熟したβ−ラクタマーゼ配列からなる三者の融合物が産生され、活性な表面結合β−ラクタマーゼ分子がもたらされる。しかし、フランシスコ(Francisco)法は、原核細胞系のみに限定され、また、著者によって認識されている通り、適切な機能化のための完全な三者の融合を必要とする。   Francisco, et al., “Proc. Natl. Acad. Sci. USA” 89: 2713-2717 (1992)) discloses a method of immobilizing β-lactamase on the outer surface of E. coli. A tripartite fusion consisting of (i) a signal sequence of the outer membrane protein, (ii) a transmembrane section of the outer membrane protein, and (iii) a fully mature β-lactamase sequence is produced and active surface binding A β-lactamase molecule is provided. However, the Francis method is limited to prokaryotic cell systems only and, as recognized by the authors, requires a complete tripartite fusion for proper functionalization.

スルホトランスフェラーゼ
本発明はまた、例えば、硫酸化された多糖類(ヘパリン、ヘパラン硫酸、カラゲナン(carragenen)、および関連化合物など)を含めて、硫酸化された分子を含むペプチドを産生するための方法を提供する。適切なスルホトランスフェラーゼには、例えば、コンドロイチン−6−スルホトランスフェラーゼ(フクタ(Fukuta)ら、「J.Biol.Chem.」270:18575〜18580(1995年))によって記載されているニワトリcDNA;GenBank受託番号D49915)、グリコサミノグリカンN−アセチルグルコサミンN−デアセチラーゼ/N−スルホトランスフェラーゼ1(ディクソン(Dixon)ら、「Genomics」26:239〜241(1995年)、UL18918)、およびグリコサミノグリカンN−アセチルグルコサミンN−デアセチラーゼ/N−スルホトランスフェラーゼ2(オレリャナ(Orellana)ら、「J.Biol.Chem.」269:2270〜2276(1994年)、およびエリクソン(Eriksson)ら、「J:Biol.Chem.」269:10438〜10443(1994年)に記載されているネズミcDNA;GenBank受託番号U2304に記載されているヒトcDNA)が含まれる
Sulfotransferases The present invention also provides methods for producing peptides comprising sulfated molecules, including, for example, sulfated polysaccharides such as heparin, heparan sulfate, carrageenan, and related compounds. provide. Suitable sulfotransferases include, for example, the chicken cDNA described by chondroitin-6-sulfotransferase (Fukuta et al., “J. Biol. Chem.” 270: 18575-18580 (1995)); No. D49915), glycosaminoglycan N-acetylglucosamine N-deacetylase / N-sulfotransferase 1 (Dixon et al., “Genomics” 26: 239-241 (1995), UL 18918), and glycosaminoglycan N Acetylglucosamine N-deacetylase / N-sulfotransferase 2 (Orellana et al., “J. Biol. Chem.” 269: 2270-2276 (1994) ), And Ericsson (Eriksson), et al., 269: 10438-10443 (murine cDNA described in 1994); includes human cDNA described in GenBank Accession No. U2304) "J Biol. Chem."

グリコシダーゼ
本発明はまた、野生型および変異体グリコシダーゼの使用を包含する。変異体β−ガラクトシダーゼ酵素は、ガラクトシルアクセプター分子へのα−フッ化糖の結合を介して、二糖類の形成を触媒することが実証されている。(ウィザーズ(Withers)、米国特許第6,284,494号明細書、2001年9月4日に発行)。本発明に使用される他のグリコシダーゼには、例えば、β−グルコシダーゼ、β−ガラクトシダーゼ、β−マンノシダーゼ、β−アセチルグルコサミニダーゼ、β−N−アセチルガラクトサミニダーゼ、β−キシロシダーゼ、β−フコシダーゼ、セルラーゼ、キシラナーゼ、ガラクタナーゼ、マンナナーゼ、ヘミセルラーゼ、アミラーゼ、グルコアミラーゼ、α−グルコシダーゼ、α−ガラクトシダーゼ、α−マンノシダーゼ、α−N−アセチルグルコサミニダーゼ、α−N−アセチルガラクトース−アミニダーゼ、α−キシロシダーゼ、α−フコシダーゼ、およびノイラミニダーゼ/シアリダーゼが含まれる。典型的な実施形態では、シアリダーゼは、GlycoPEG化する前に第IX因子のN−グリカン(図2A)からシアル酸を除去するために使用される。本発明はまた、シアル酸の従来の除去を必要としない方法を提供する。したがって、改変されたシアル酸部分およびST3Gal3を使用してシアル酸交換反応を組み込む方法は、本発明に有用である。
Glycosidases The present invention also encompasses the use of wild-type and mutant glycosidases. Mutant β-galactosidase enzymes have been demonstrated to catalyze the formation of disaccharides through the binding of α-fluorinated sugars to galactosyl acceptor molecules. (Withers, US Pat. No. 6,284,494, issued September 4, 2001). Other glycosidases used in the present invention include, for example, β-glucosidase, β-galactosidase, β-mannosidase, β-acetylglucosaminidase, β-N-acetylgalactosaminidase, β-xylosidase, β-fucosidase, cellulase, Xylanase, galactanase, mannanase, hemicellulase, amylase, glucoamylase, α-glucosidase, α-galactosidase, α-mannosidase, α-N-acetylglucosaminidase, α-N-acetylgalactose-aminidase, α-xylosidase, α-fucosidase And neuraminidase / sialidase. In an exemplary embodiment, sialidase is used to remove sialic acid from Factor IX N-glycans (FIG. 2A) prior to GlycoPEGylation. The present invention also provides a process that does not require conventional removal of sialic acid. Thus, methods that incorporate a sialic acid exchange reaction using a modified sialic acid moiety and ST3Gal3 are useful in the present invention.

固定化された酵素
本発明はまた、固体および/または可溶性の支持体上に固定された酵素の使用を提供する。典型的な実施形態では、本発明の方法に従う完全なグリコシルリンカーを介してPEGに結合されるグリコシルトランスフェラーゼが提供される。PEG−リンカー−酵素コンジュゲートは、固体支持体に任意選択で付着される。本発明の方法における固体に支持された酵素の使用は、反応混合物の後処理および反応産物の精製を簡単にし、さらに、酵素の容易な回収を可能にする。グリコシルトランスフェラーゼコンジュゲートは、本発明の方法に利用される。酵素と支持体の他の組み合わせは、当分野の技術者には明らかであろう。
Immobilized enzyme The present invention also provides the use of an enzyme immobilized on a solid and / or soluble support. In an exemplary embodiment, a glycosyltransferase is provided that is attached to PEG via a complete glycosyl linker according to the methods of the invention. The PEG-linker-enzyme conjugate is optionally attached to a solid support. The use of a solid-supported enzyme in the method of the present invention simplifies work-up of the reaction mixture and purification of the reaction product, and further allows easy recovery of the enzyme. Glycosyltransferase conjugates are utilized in the methods of the present invention. Other combinations of enzyme and support will be apparent to those skilled in the art.

融合タンパク質
他の典型的な実施形態では、本発明の方法は、所望のグリコペプチドコンジュゲートの合成に関与する、2種以上の酵素的活性を有する融合タンパク質を利用する。例えば、融合ポリペプチドは、補助酵素の触媒的に活性なドメインに連結されるグリコシルトランスフェラーゼの触媒的に活性なドメインからなる可能性がある。補助酵素触媒ドメインは、例えば、グリコシルトランスフェラーゼのための供与体であるヌクレオチド糖の形成におけるステップを触媒する、あるいは、グリコシルトランスフェラーゼサイクルに関与する反応を触媒する可能性がある。例えば、グリコシルトランスフェラーゼをコードするポリヌクレオチドは、ヌクレオチド糖合成に関与する酵素をコードするポリヌクレオチドに、インフレーム(in−frame)連結できる。得られた融合タンパク質は、その後、ヌクレオチド糖の合成だけでなく、また、アクセプター分子への糖部分の転移も触媒できる。融合タンパク質は、1つの発現可能なヌクレオチド配列に連結される2種以上の循環酵素(cycle enzyme)であり得る。他の実施形態では、融合タンパク質は、2つまたはそれ以上のグリコシルトランスフェラーゼの、触媒的に活性なドメインを含む。例えば、5,641,668を参照のこと。本発明の改変されたグリコペプチドは、様々な適切な融合タンパク質を利用して、容易に設計および製造できる(1999年6月24日に国際公開第99/31224号パンフレットとして公開された、PCT特許出願PCT/CA98/01180号明細書を参照のこと)。
Fusion Proteins In other exemplary embodiments, the methods of the invention utilize a fusion protein having two or more enzymatic activities involved in the synthesis of the desired glycopeptide conjugate. For example, a fusion polypeptide can consist of a catalytically active domain of a glycosyltransferase linked to a catalytically active domain of an auxiliary enzyme. The coenzyme catalytic domain may, for example, catalyze a step in the formation of a nucleotide sugar that is a donor for a glycosyltransferase, or catalyze a reaction involved in a glycosyltransferase cycle. For example, a polynucleotide encoding a glycosyltransferase can be linked in-frame to a polynucleotide encoding an enzyme involved in nucleotide sugar synthesis. The resulting fusion protein can then catalyze not only the synthesis of the nucleotide sugar, but also the transfer of the sugar moiety to the acceptor molecule. A fusion protein can be two or more cycle enzymes linked to one expressible nucleotide sequence. In other embodiments, the fusion protein comprises catalytically active domains of two or more glycosyltransferases. See, for example, 5,641,668. The modified glycopeptides of the present invention can be easily designed and manufactured using a variety of suitable fusion proteins (PCT patent published as WO 99/31224 on June 24, 1999). See application PCT / CA98 / 01180).

改変された糖の調製
一般に、糖部分または糖部分−リンカーカセットと、PEGまたはPEG−リンカーカセット基は、反応性の基を用いることにより共に連結され、これは、連結プロセスによって、新規の有機官能基または反応性の種に一般的に変換される。糖反応性の官能基(1種または複数)は、糖部分上のいずれか位置に位置される。本発明を実施するのに有用な反応の反応性の基およびクラスは、通常、生体コンジュゲート(bioconjugate)化学の分野でよく知られているものである。反応性の糖部分と共に利用可能な、現在好都合なクラスの反応は、比較的穏やかな条件下で進行するものである。これには、求核置換(例えばハロゲン化アシルを用いるアミンおよびアルコールの反応、活性なエステル)、求電子置換(例えばエナミン反応)、および炭素−炭素および炭素−ヘテロ原子多重結合への付加が含まれるが、これに限定されるものではない(例えばマイケル反応(Michael reaction)、ディールス−アルダー付加(Diels−Alder addition))。これらの反応および他の有用な反応は、例えば、マーチ(March)、「ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY」、第3版、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ(John Wiley&Sons,New York)、ニューヨーク(New York)、1985年;ハーマンソン(Hermanson)、「BIOCONJUGATE TECHNIQUES」、アカデミックプレス(Academic Press)、サンディエゴ(San Diego)、1996年;およびフィーニー(Feeney)ら、「MODIFICATION OF PROTEINS」、「Advances in Chemistry Series」、第198巻、米国化学学会(American Chemical Society)、ワシントン市(Washington,D.C.)、1982年に述べられている。
Preparation of modified sugars In general, a sugar moiety or sugar moiety-linker cassette and a PEG or PEG-linker cassette group are linked together by using a reactive group, which is linked to a novel organic functional group by a linking process. Generally converted to a group or reactive species. The sugar reactive functional group (s) are located at any position on the sugar moiety. The reactive groups and classes of reactions useful in practicing the present invention are generally those well known in the field of bioconjugate chemistry. The currently convenient class of reactions available with reactive sugar moieties are those that proceed under relatively mild conditions. This includes nucleophilic substitution (eg reaction of amines and alcohols with acyl halides, active esters), electrophilic substitution (eg enamine reaction), and addition to carbon-carbon and carbon-heteroatom multiple bonds. However, the present invention is not limited to this (for example, Michael reaction, Diels-Alder addition). These and other useful reactions are described, for example, in March, “ADVANCED ORGANIC CHEMISTRY”, 3rd edition, John Wiley & Sons, New York, New York, 1985. Year: Hermanson, “BIOCONJUGATE TECHNIQUES”, Academic Press, San Diego, 1996; and Feney et al. 198, American Chemical Society, Wa. Cantonal City (Washington, D.C.), Has been described in 1982.

糖の中心または修飾基からぶら下がる有用な反応性の官能基には、これに限定されないが、以下が含まれる:
(a)これに限定されないが、N−ヒドロキシスクシンイミドエステル、N−ヒドロキシベンズトリアゾールエステル、酸ハライド、アシルイミダゾール、チオエステル、p−ニトロフェニルエステル、アルキル、アルケニル、アルキニル、および芳香族エステルを含めて、カルボキシル基およびその様々な誘導体;
(b)例えば、エステル、エーテル、アルデヒドなどに転換させることが可能な水酸基;
(c)ハロアルキル基(ただし、ハライドは、後に、例えば、アミン、カルボン酸アニオン、チオールアニオン、カルボアニオン、またはアルコキシドイオンなどの求核基で置き換えることが可能であり、それによって、ハロゲン原子の官能基での新規の基の共有結合がもたらされる);
(d)ディールス−アルダー(Diels−Alder)反応に関与することが可能なジエノフィル基(例えばマレイミド基など);
(e)アルデヒドまたはケトン基(ただし、その後の誘導体化が、例えば、イミン、ヒドラゾン、セミカルバゾン、またはオキシムなどのカルボニル誘導体の形成を介する、あるいはグリニャール(Grignard)付加またはアルキルリチウム付加としてのこうした機構を介することが可能である);
(f)例えば、スルフォンアミドを形成するための、アミンを用いるその後の反応のためのハロゲン化スルホニル基;
(g)例えば、ジスルフィドに転換させる、あるいはハロゲン化アシルと反応させることが可能なチオール基;
(h)アシル化、アルキル化、または酸化させることが可能なアミンまたはスルフヒドリル基;
(i)例えば、付加環化、アシル化、マイケル付加(Michael addition)などを受けることが可能なアルケン;および
(j)例えば、アミンおよびヒドロキシル化合物と反応させることが可能なエポキシド。
Useful reactive functional groups that hang from a sugar center or modifying group include, but are not limited to:
(A) including but not limited to N-hydroxysuccinimide ester, N-hydroxybenztriazole ester, acid halide, acylimidazole, thioester, p-nitrophenyl ester, alkyl, alkenyl, alkynyl, and aromatic ester, A carboxyl group and various derivatives thereof;
(B) a hydroxyl group that can be converted into, for example, an ester, ether, aldehyde, etc .;
(C) a haloalkyl group (wherein the halide can later be replaced by a nucleophilic group such as, for example, an amine, carboxylate anion, thiol anion, carbanion, or alkoxide ion; Resulting in the covalent attachment of a new group at the group);
(D) a dienophile group capable of participating in a Diels-Alder reaction (such as a maleimide group);
(E) Aldehyde or ketone groups (where subsequent derivatization is through such formation of carbonyl derivatives such as imines, hydrazones, semicarbazones, or oximes, or as a Grignard or alkyllithium addition) Is possible);
(F) a sulfonyl halide group for subsequent reactions with amines, for example to form sulfonamides;
(G) a thiol group that can be converted, for example, to a disulfide or reacted with an acyl halide;
(H) amine or sulfhydryl groups that can be acylated, alkylated, or oxidized;
(I) alkenes capable of undergoing, for example, cycloaddition, acylation, Michael addition; and (j) epoxides capable of reacting with, for example, amines and hydroxyl compounds.

反応性の官能基は、これらが、反応性の糖中心または修飾基を組み立てるのに必要な反応に関与しない、あるいは、こうした反応を妨げないように選択できる。あるいは、反応性の官能基は、保護基の存在によって、反応への関与から防護できる。当業者であれば、それが、選択される一連の反応条件を妨げないように、特定の官能基を保護する方法を理解するであろう。有用な保護基の例については、例えば、グリーン(Greene)ら、「PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS」、ジョン・ワイリー・アンド・サンズ(John Wiley&Sons)、ニューヨーク(New York)、1991年を参照のこと。   The reactive functional groups can be selected such that they do not participate in or interfere with the reactions necessary to assemble the reactive sugar center or modifying group. Alternatively, reactive functional groups can be protected from participating in the reaction by the presence of protecting groups. One skilled in the art will understand how to protect a particular functional group such that it does not interfere with the chosen set of reaction conditions. For examples of useful protecting groups, see, for example, Greene et al., “PROTECTIVE GROUPS IN ORGANIC SYNTHESIS”, John Wiley & Sons, New York, 1991.

後に続く議論では、本発明を実施するのに有用である改変された糖のいくつかの具体例が記述される。典型的な実施形態では、シアル酸誘導体は、それに修飾基が付着される糖中心として利用される。シアル酸誘導体に関する議論の焦点は、具体例の明瞭性のためのものに過ぎず、本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではない。当分野の技術者であれば、様々な他の糖部分を、一例としてシアル酸を用いて記述するのと類似の方式で活性化および誘導体化できることを理解するであろう。例えば、多数の方法は、当分野で認識された方法によって容易に改変される、ガラクトース、グルコース、N−アセチルガラクトサミン、およびフコース(数例の糖基質を挙げると)を改変するために利用可能である。エルハラビィ(Elhalabi)ら「Curr.Med.Chem.」6:93(1999年);およびシェーファー(Schafer)ら、「J.Org.Chem.」65:24(2000年)を参照のこと。   In the discussion that follows, some specific examples of modified sugars that are useful in practicing the present invention are described. In an exemplary embodiment, the sialic acid derivative is utilized as the sugar center to which the modifying group is attached. The focus of the discussion on sialic acid derivatives is for clarity of illustration only and should not be construed to limit the scope of the invention. Those skilled in the art will appreciate that various other sugar moieties can be activated and derivatized in a manner similar to that described using sialic acid as an example. For example, a number of methods are available to modify galactose, glucose, N-acetylgalactosamine, and fucose (to name a few sugar substrates) that are readily modified by methods recognized in the art. is there. See Elhalabi et al., “Curr. Med. Chem.” 6:93 (1999); and Schaffer et al., “J. Org. Chem.” 65:24 (2000).

典型的な実施形態では、本発明の方法により改変されるペプチドは、哺乳動物細胞(例えばCHO細胞)中で、あるいはトランスジェニック動物中で産生されるグリコペプチドであり、したがって、不完全にシアル酸付加されるN−連結型および/またはO−連結型オリゴ糖鎖を含有する。シアル酸を欠き、末端ガラクトース残留物を含有しているグリコペプチドのオリゴ糖鎖は、PEG化することができる、PPG化することができる、あるいは、改変されたシアル酸を用いて別の方法で改変することができる。   In an exemplary embodiment, the peptide modified by the method of the invention is a glycopeptide produced in mammalian cells (eg CHO cells) or in transgenic animals, and thus incompletely sialic acid Contains added N-linked and / or O-linked oligosaccharide chains. Oligosaccharide chains of glycopeptides lacking sialic acid and containing terminal galactose residues can be PEGylated, PPGylated, or otherwise modified with sialic acid Can be modified.

スキーム4では、アミノグリコシド1は、保護されたアミノ酸(例えばグリシン)誘導体の、活性なエステルを用いて処理され、糖アミン残基を、相当する防護されたアミノ酸アミド付加物に転換する。この付加物を、アルドラーゼで処理して、α−ヒドロキシカルボン酸エステル2を形成する。化合物2は、CMP−SAシンセターゼの作用によって、相当するCMP誘導体に転換され、CMP誘導体の触媒水素化がそれに続き、化合物3が生成される。グリシン付加物の形成を介して導入されるアミンを、活性化されたPEGまたはPPG誘導体(例えばPEG−C(O)NHS、PEG−OC(O)O−p−ニトロフェニル)と化合物3を反応させることによって、PEG付着の位置として利用し、それぞれ、4または5などの種を生成させる。

Figure 0004738346
In Scheme 4, aminoglycoside 1 is treated with an active ester of a protected amino acid (eg, glycine) derivative to convert the sugar amine residue to the corresponding protected amino acid amide adduct. This adduct is treated with aldolase to form α-hydroxycarboxylic acid ester 2. Compound 2 is converted to the corresponding CMP derivative by the action of CMP-SA synthetase, followed by catalytic hydrogenation of the CMP derivative to produce compound 3. Reaction of an amine introduced via formation of a glycine adduct with compound 3 with an activated PEG or PPG derivative (eg PEG-C (O) NHS, PEG-OC (O) Op-nitrophenyl) By using it, it is used as a position of PEG attachment, and a species such as 4 or 5 is generated, respectively.
Figure 0004738346

表3は、PEG部分を用いて誘導体化される糖一リン酸の代表例を記述する。表3のある種の化合物は、スキーム4の方法によって調製される。他の誘導体は、当分野で認識された方法によって調製される。例えば、ケップラー(Keppler)ら、「Glycobiology」11:11R(2001年);およびチャータ(Charter)ら、「Glycobiology」10:1049(2000年)を参照のこと。他のアミン反応性のPEGおよびPPG類似体は、商業的に入手可能である、あるいは、これらは、当分野の技術者に容易に利用可能な方法によって調製できる。   Table 3 describes representative examples of sugar monophosphates derivatized with a PEG moiety. Certain compounds in Table 3 are prepared by the method of Scheme 4. Other derivatives are prepared by methods recognized in the art. See, for example, Kepler et al., “Glycobiology” 11: 11R (2001); and Charter et al., “Glycobiology” 10: 1049 (2000). Other amine-reactive PEG and PPG analogs are commercially available, or they can be prepared by methods readily available to those skilled in the art.

Figure 0004738346
Figure 0004738346

本発明を実施するのに使用される改変された糖リン酸は、上で述べた位置だけでなく、他の位置で置換できる。シアル酸の目下のところ好ましい置換は、下の式に記述される:

Figure 0004738346

式中、Xは、好ましくは−O−、−N(H)−、−S、CH−、および−N(R)から選択される連結基であり、上式で、各Rは、R〜Rから独立して選択されるメンバーである。記号Y、Z、A、およびBは、それぞれ、Xの識別特性について上で述べた群から選択される基を表す。X、Y、Z、AおよびBは、それぞれ独立して選択され、したがって、これらは同じであっても異なってもよい。記号R、R、R、R、およびRは、H、PEG部分、治療的部分、生体分子、または他の部分を表す。あるいは、これらの記号は、PEG部分、治療的部分、生体分子、または他の部分に結合されるリンカーを表す。 The modified sugar phosphate used in practicing the present invention can be substituted not only at the positions mentioned above, but also at other positions. The presently preferred substitution of sialic acid is described in the following formula:
Figure 0004738346

Wherein X is preferably a linking group selected from —O—, —N (H) —, —S, CH 2 —, and —N (R) 2 , wherein each R is It is a member selected independently from R 1 to R 5 . The symbols Y, Z, A, and B each represent a group selected from the group described above for the distinguishing properties of X. X, Y, Z, A and B are each independently selected, and therefore they may be the same or different. The symbols R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , and R 5 represent H, PEG moieties, therapeutic moieties, biomolecules, or other moieties. Alternatively, these symbols represent a linker that is attached to a PEG moiety, therapeutic moiety, biomolecule, or other moiety.

本明細書で開示するコンジュゲートに付着される典型的な部分には、PEG誘導体(例えば、アシル−PEG、アシル−アルキル−PEG、アルキル−アシル−PEGカルバモイル−PEG、アリールPEG)、PPG誘導体(例えば、アシル−PPG、アシル−アルキル−PPG、アルキル−アシル−PPGカルバモイル−PPG、アリール−PPG)、治療的部分、診断的部分、マンノース−6−リン酸、ヘパリン、ヘパラン、SLe、マンノース、マンノース−6−リン酸、シアリルルイス(Sialyl Lewis)X、FGF、VFGF、タンパク質、コンドロイチン、ケラタン、デルマタン、アルブミン、インテグリン、分岐(antennary)オリゴ糖、ペプチドなどが含まれるが、これに限定されない。糖類部分に様々な修飾基を結合する方法は、当分野の技術者に容易に利用可能である(「POLY(ETHYLENE GLYCOL CHEMISTRY:BIOTECHNICAL AND BIOMEDICAL APPLICATIONS」、J.ミルトンハリス(J.Milton Harris)編、プレナム出版社(Plenum Pub.Corp.)、1992年;「POLY(ETHYLENE GLYCOL)CHEMICAL AND BIOLOGICAL APPLICATIONS」、J.ミルトンハリス(J.Milton Harris)編、ACSシンポジウムシリーズ(ACS Symposium Series)No.680、米国化学学会(American Chemical Society)、1997年;ハーマンソン(Hermanson)、「BIOCONJUGATE TECHNIQUES」、アカデミックプレス(Academic Press)、サンディエゴ(San Diego)、1996年;およびダン(Dunn)ら編、「POLYMERIC DRUGS AND DRUG DELIVERY SYSTEMS」、ACSシンポジウムシリーズ(ACS Symposium Series)第469巻、米国化学学会(American Chemical Society)、ワシントン市(Washington,D.C.)1991年)。 Exemplary moieties attached to the conjugates disclosed herein include PEG derivatives (eg, acyl-PEG, acyl-alkyl-PEG, alkyl-acyl-PEGcarbamoyl-PEG, aryl PEG), PPG derivatives ( For example, acyl-PPG, acyl-alkyl-PPG, alkyl-acyl-PPG carbamoyl-PPG, aryl-PPG), therapeutic moiety, diagnostic moiety, mannose-6-phosphate, heparin, heparan, SLe x , mannose, Examples include, but are not limited to, mannose-6-phosphate, Sialyl Lewis X, FGF, VFGF, protein, chondroitin, keratan, dermatan, albumin, integrin, branched oligosaccharide, peptide, and the like. Methods for attaching various modifying groups to the saccharide moiety are readily available to those skilled in the art ("POLY (ETHYLENE GLYCOL CHEMISTRY: BIOTECHNICAL AND BIOMODICAL APPLICATIONS", edited by J. Milton Harris). Plenum Pub. Corp., 1992; “POLY (ETHYLENE GLYCOL) CHEMICAL AND BIOLOGICAL APPLICATIONS”, edited by J. Milton Harris (ACS No. 6 Symposium Series (ACS Symos 80). , American Chemical Society, 1997; -Hermanson, “BIOCONJUGATE TECHNIQUES”, Academic Press, San Diego, 1996; and Dunn et al. 469, American Chemical Society, Washington, Washington, 1991).

リンカー基(架橋基)
本発明の方法で使用するための改変された糖の調製には、糖残基へのPEG部分の付着、および、好ましくは、グリコシルトランスフェラーゼのための基質である安定な付加物の形成が含まれる。したがって、リンカー(例えば、PEGと糖を結合させるための架橋剤を用いる、PEGと糖部分の反応によって形成されるもの)を使用することが、しばしば好ましい。炭水化物部分に修飾基を付着するために使用できる典型的な二官能性化合物には、これに限定されないが、二官能性ポリ(エチレングリコール)、ポリアミド、ポリエーテル、ポリエステルなどが含まれる。他の分子に炭水化物を連結するための一般的な手法は、文献内で知られている。例えば、リー(Lee)ら、「Biochemistry」28:1856(1989年);バティア(Bhatia)ら、「Anal.Biochem.」178:408(1989年);ヤンダ(Janda)ら、「J.Am.Chem.Soc.」112:8886(1990年);およびベドナルスキー(Bednarski)ら、国際公開第92/18135号パンフレットを参照のこと。後に続く議論では、反応性の基は、新生の改変された糖の糖部分上で害のないもの(benign)として処理される。議論の焦点は、具体例を明確にするためのものである。当分野の技術者であれば、この議論が、同様に修飾基上の反応性の基にも関連することを理解するであろう。
Linker group (crosslinking group)
Preparation of modified sugars for use in the methods of the invention includes attachment of a PEG moiety to a sugar residue, and formation of a stable adduct, preferably a substrate for a glycosyltransferase. . Therefore, it is often preferred to use a linker (eg, one formed by the reaction of PEG and a sugar moiety using a cross-linking agent to link PEG and sugar). Exemplary bifunctional compounds that can be used to attach the modifying group to the carbohydrate moiety include, but are not limited to, bifunctional poly (ethylene glycol), polyamide, polyether, polyester, and the like. General techniques for linking carbohydrates to other molecules are known in the literature. For example, Lee et al., “Biochemistry” 28: 1856 (1989); Bhatia et al., “Anal. Biochem.” 178: 408 (1989); Janda et al., “J. Am. Chem. Soc. "112: 8886 (1990); and Bednarski et al., WO 92/18135. In the discussion that follows, reactive groups are treated as benign on the sugar moiety of the nascent modified sugar. The focus of the discussion is to clarify specific examples. Those skilled in the art will appreciate that this discussion also relates to reactive groups on the modifying group.

分子内の化学的な架橋を用いて、改変された糖の成分を改変するために、様々な試薬が使用される(架橋試薬および架橋手順の総説のために、以下を参照のこと:ウォルド,F.(Wold,F.)、「Meth.Enzyynol.」25:623〜651、1972年;ウェータル,H.H.(Weetall,H.H.)およびクーニー,D.A.(Cooney,D.A.)「ENZYMES AS DRUGS.」(ホルセンベルク(Holcenberg)およびロバーツ(Roberts)編)395〜442ページ、ワイリー(Wiley)、ニューヨーク(New York)、1981年;ジ,T.H.(Ji,T.H.)、「Meth.Enzymol.」91:580〜609、1983年;マッソン(Mattson)ら、「Mol.Biol.Rep.」17:167〜183、1993年(これらをすべて、参照により本明細書に援用する)。好ましい架橋試薬は、様々な、ゼロレングス(zero−length)、ホモ二官能性、およびヘテロ二官能性架橋試薬から得られる。ゼロレングス架橋試薬は、外部材料の導入を伴わない、2つの内因性の化学的な基の直接的結合を含む。ジスルフィド結合の形成を触媒する薬剤は、このカテゴリに属している。別の例は、カルボキシル基と第1のアミノ基の縮合を誘発し、カルボジイミド、エチルクロロホルメート、ウッドワードの(Woodward’s)試薬K(2−エチル−5−フェニルイソキサゾリウム−3’−スルホン酸)、およびカルボニルジイミダゾールなどのアミド結合を形成する試薬である。これらの試薬に加えて、酵素トランスグルタミナーゼ(グルタミル−ペプチドγ−グルタミルトランスフェラーゼ、EC 2.3.2.13)も、ゼロレングス架橋試薬として使用できる。この酵素は、通常、第1のアミノ基を基質として用いる、タンパク質が結合されたグルタミニル残基のカルボキサミド基でのアシル転移反応を触媒する。それぞれ、好ましいホモ−およびヘテロ−二官能性試薬は、2つの同一の部位または2つの異なる部位を含有し、これらは、アミノ、スルフヒドリル、グアニジノ、インドール、または、非特異的な基と反応性であり得る。   Various reagents are used to modify the modified sugar components using intramolecular chemical cross-linking (for review of cross-linking reagents and cross-linking procedures, see: Waldo, F. (Wold, F.), “Meth. Enzynol.” 25: 623-651, 1972; Wetal, H. H. (Weetall, H. H.) and Cooney, D. A. (Cooney, D.). A.) “ENZYMES AS DRUGS.” (Edited by Holcenberg and Roberts) pages 395-442, Wiley, New York, 1981; Ji, TH (Ji, T H.), “Meth. Enzymol.” 91: 580-609, 1983; ) Et al., “Mol. Biol. Rep.” 17: 167-183, 1993, all of which are incorporated herein by reference. Preferred cross-linking reagents include various zero-lengths, Obtained from homobifunctional and heterobifunctional cross-linking reagents Zero-length cross-linking reagents involve the direct attachment of two endogenous chemical groups without the introduction of external materials. Agents that catalyze are in this category.Another example is the induction of the condensation of a carboxyl group with a first amino group, carbodiimide, ethyl chloroformate, Woodward's reagent K ( 2-ethyl-5-phenylisoxazolium-3′-sulfonic acid), and amide bonds such as carbonyldiimidazole In addition to these reagents, the enzyme transglutaminase (Glutamyl-Peptide γ-Glutamyltransferase, EC 2.3.2.13) can also be used as a zero-length cross-linking reagent. Catalyzes acyl transfer reactions at the carboxamide group of protein-bound glutaminyl residues using an amino group as a substrate, each of which preferred homo- and hetero-bifunctional reagents are either two identical sites or two different Contain moieties, which can be reactive with amino, sulfhydryl, guanidino, indole, or non-specific groups.

第IX因子コンジュゲートの精製
上のプロセスにより産生される産物は、精製せずに使用できる。しかし、産物を回収することが、通常好ましい。薄層または厚層クロマトグラフィー、カラムクロマトグラフィー、イオン交換クロマトグラフィー、または膜濾過などのグリコシル化された糖類の回収のための標準の、よく知られた技術を使用できる。膜濾過を使用する、より好ましくは逆浸透圧膜、または、以下で述べる、また、本明細書で引用される文献に述べられるような、回収のための1つまたは複数のカラムクロマトグラフィー技術を利用することが好ましい。例えば、グリコシルトランスフェラーゼなどのタンパク質を除去するために、膜が約3000から約10,000の分子量分画を有する膜濾過を使用できる。その後、塩を除去するかつ/または産物糖類を精製するために、その後ナノ濾過または逆浸透法を使用できる。(例えば、国際公開第98/15581号パンフレットを参照のこと)。ナノフィルター膜は、一価の塩は通過させるが、使用される膜に応じて約100〜約2,000ダルトンよりも大きな多価の塩および荷電してない溶質は保持する逆浸透膜のクラスである。したがって、典型的な用途では、本発明の方法により調製される糖類は膜に保持され、不純な塩は通過することとなる。
Purification of Factor IX conjugates The product produced by the above process can be used without purification. However, it is usually preferred to recover the product. Standard, well-known techniques for the recovery of glycosylated saccharides such as thin or thick layer chromatography, column chromatography, ion exchange chromatography, or membrane filtration can be used. One or more column chromatography techniques for recovery using membrane filtration, more preferably a reverse osmotic membrane, or as described in the references cited below and cited herein. It is preferable to use it. For example, membrane filtration having a molecular weight fraction of about 3000 to about 10,000 can be used to remove proteins such as glycosyltransferases. Thereafter, nanofiltration or reverse osmosis can be used to remove salts and / or purify the product saccharide. (See, for example, WO 98/15581 pamphlet). Nanofilter membranes are a class of reverse osmosis membranes that allow monovalent salts to pass through, but retain polyvalent salts greater than about 100 to about 2,000 daltons and uncharged solutes, depending on the membrane used. It is. Thus, in typical applications, sugars prepared by the method of the present invention will be retained in the membrane and impure salts will pass through.

第1のステップとして、改変された糖タンパク質が細胞内に産生される場合、微粒子片(宿主細胞または溶解されたフラグメントのいずれか)は、例えば、遠心分離または限外濾過により除去され、任意選択で、タンパク質は、商業的に入手可能なタンパク質濃度フィルタを用いて濃縮することができ、それに続いて、以下から選択される1つまたは複数のステップによって、他の不純物からポリペプチド変種を分離する:免疫親和性クロマトグラフィー、(例えば、ジエチルアミノエチル(DEAE)上、またはカルボキシメチルまたはスルホプロピル基を含有するマトリックス上での)イオン交換カラム分別、Blue−Sepharose、CM Blue−Sepharose、MONO−Q、MONO−S、レンチルレクチン−Sepharose、WGA−Sepharose、Con A−Sepharose、Ether Toyopearl、Butyl Toyopearl、Phenyl Toyopearl、またはプロテインA Sepharose上でのクロマトグラフィー、SDS−PAGEクロマトグラフィー、シリカクロマトグラフィー、等電点電気泳動、逆相HPLC(例えば、脂肪族基が加えられたシリカゲル)、例えばセファデックス分子ふるいを使用するゲル濾過、またはサイズ排除クロマトグラフィー、選択的にポリペプチドを結合するカラム上でのクロマトグラフィー、およびエタノールまたは硫酸アンモニウム沈殿。   As a first step, if a modified glycoprotein is produced intracellularly, microparticle fragments (either host cells or lysed fragments) are removed, eg, by centrifugation or ultrafiltration, and optionally The protein can then be concentrated using a commercially available protein concentration filter followed by separation of the polypeptide variant from other impurities by one or more steps selected from: : Immunoaffinity chromatography, ion exchange column fractionation (eg on diethylaminoethyl (DEAE) or on a matrix containing carboxymethyl or sulfopropyl groups), Blue-Sepharose, CM Blue-Sepharose, MONO-Q, MONO-S, lentil lectin-S Pharose, WGA-Sepharose, Con A-Sepharose, Ether Toyopearl, Butyl Toyopearl, Phenyl Toyopearl, or Protein A Sepharose chromatography, SDS-PAGE chromatography, silica chromatography, silica chromatography, For example, silica gel to which aliphatic groups have been added), eg, gel filtration using Sephadex molecular sieves, or size exclusion chromatography, chromatography on columns that selectively bind polypeptides, and ethanol or ammonium sulfate precipitation.

培養中に産生される改変されたグリコペプチドは通常、細胞、酵素などからの最初の抽出、それに続く1種または複数の濃縮、塩析法、水性(aqueous)イオン交換、またはサイズ排除クロマトグラフィーステップによって単離される。さらに、改変された糖タンパク質は、アフィニティークロマトグラフィーによって精製できる。最後に、最終の精製ステップのために、HPLCが用いられてもよい。   Modified glycopeptides produced during culture are typically first extracted from cells, enzymes, etc., followed by one or more enrichment, salting-out, aqueous ion exchange, or size exclusion chromatography steps. Isolated by Furthermore, the modified glycoprotein can be purified by affinity chromatography. Finally, HPLC may be used for the final purification step.

タンパク質加水分解を阻害するために、プロテアーゼ阻害剤、例えばメチルスルホニルフルオライド(PMSF)が、前述ステップのいずれかに含まれてもよく、また偶然の混入物の増殖を防止するために、抗生物質が含まれてもよい。   To inhibit protein hydrolysis, a protease inhibitor, such as methylsulfonyl fluoride (PMSF), may be included in any of the foregoing steps, and antibiotics may be used to prevent accidental contaminant growth. May be included.

別の実施形態内では、本発明の改変されたグリコペプチドを産生するシステムからの上清は、商業的に入手可能なタンパク質濃縮フィルタ、例えば、アミコン(Amicon)またはミリポア(Millipore)のPellicon限外濾過ユニットを使用して、第一に濃縮される。濃縮ステップの後、濃縮物を、適切な精製マトリックスに適用できる。例えば、適切な親和性マトリックスは、適切な支持体に結合されたペプチド、レクチン、または抗体分子のためのリガンドを含むことができる。あるいは、陰イオン交換樹脂、例えば、ペンダントDEAE基を有するマトリックスまたは基体を用いてもよい。適切なマトリックスには、アクリルアミド、アガロース、デキストラン、セルロース、またはタンパク質精製に一般に用いられる他のタイプが含まれる。あるいは、陽イオン交換ステップを用いてもよい。適切な陽イオン交換体には、スルホプロピルまたはカルボキシメチル基を含む様々な不溶性マトリックスが含まれる。スルホプロピル基が、特に好ましい。   Within another embodiment, the supernatant from the modified glycopeptide producing system of the present invention is obtained from commercially available protein concentration filters such as Amicon or Millipore Pellicon It is first concentrated using a filtration unit. After the concentration step, the concentrate can be applied to a suitable purification matrix. For example, a suitable affinity matrix can include a ligand for a peptide, lectin, or antibody molecule bound to a suitable support. Alternatively, an anion exchange resin such as a matrix or substrate having pendant DEAE groups may be used. Suitable matrices include acrylamide, agarose, dextran, cellulose, or other types commonly used for protein purification. Alternatively, a cation exchange step may be used. Suitable cation exchangers include a variety of insoluble matrices containing sulfopropyl or carboxymethyl groups. A sulfopropyl group is particularly preferred.

最後に、ポリペプチド変種組成物をさらに精製するために、疎水性RP−HPLC媒体(例えば、ペンダント・メチルまたは他の脂肪族基を有するシリカゲル)を用いる1つまたは複数RP−HPLCステップを用いてもよい。前述の精製ステップのうちのいくつかまたはすべてを、様々な組み合わせで用いて、均一な改変された糖タンパク質を提供できる。   Finally, to further purify the polypeptide variant composition, using one or more RP-HPLC steps using hydrophobic RP-HPLC media (eg, silica gel with pendant methyl or other aliphatic groups). Also good. Some or all of the foregoing purification steps can be used in various combinations to provide a uniform modified glycoprotein.

大規模な発酵から得られる本発明の改変されたグリコペプチドを、ウルダル(Urdal)ら、「J.Chromatog.」296:171(1984年))によって開示されるものと類似した方法によって精製してもよい。この参考文献は、調製用HPLCカラム上の組換え型ヒトIL−2の精製のための、2つの連続的なRP−HPLCステップを述べる。あるいは、改変された糖タンパク質を精製するために、アフィニティークロマトグラフィーなどの技術を利用してもよい。   The modified glycopeptides of the present invention obtained from large scale fermentations are purified by a method similar to that disclosed by Urdal et al., “J. Chromatog.” 296: 171 (1984)). Also good. This reference describes two sequential RP-HPLC steps for the purification of recombinant human IL-2 on a preparative HPLC column. Alternatively, techniques such as affinity chromatography may be used to purify the modified glycoprotein.

薬剤組成物
別の態様では、本発明は、薬剤組成物を提供する。この薬剤組成物は、薬学的に許容される希釈剤、ならびに、天然に存在しないPEG部分、治療的部分、または生体分子と、グリコシル化または非グリコシル化第IX因子ペプチドとの共有コンジュゲートを含む。ポリマー、治療的部分、または生体分子は、完全なグリコシルを連結基(ペプチドと、ポリマー、治療的部分、または生体分子との間に配置され、これら両方と共有結合的に連結される)を介してペプチドに結合される。
Pharmaceutical Composition In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition. The pharmaceutical composition includes a pharmaceutically acceptable diluent and a covalent conjugate of a non-naturally occurring PEG moiety, therapeutic moiety, or biomolecule with a glycosylated or non-glycosylated Factor IX peptide. . The polymer, therapeutic moiety, or biomolecule is through a complete glycosyl linking group (located between the peptide and the polymer, therapeutic moiety, or biomolecule and covalently linked to both). Bound to the peptide.

本発明の薬剤組成物は、様々な薬物送達システムで使用するのに適している。本発明で使用するのに適した調合物は、「Remington’s Pharmaceutical Sciences」、メイス出版社(Mace Publishing Company)、フィラデルフィア(Philadelphia)、ペンシルベニア州(PA)、第17編(1985年)に出ている。薬物送達のための方法の簡潔な総説については、ランガー(Langer)、「Science」249:1527〜1533(1990年)を参照のこと。   The pharmaceutical compositions of the present invention are suitable for use in a variety of drug delivery systems. Formulations suitable for use in the present invention are described in “Remington's Pharmaceutical Sciences”, Mace Publishing Company, Philadelphia, Pennsylvania (PA), 17th edition (1985). Out. For a brief review of methods for drug delivery, see Langer, “Science” 249: 1527-1533 (1990).

薬剤組成物は、例えば、局所、経口、経鼻、静脈内、頭蓋内、腹腔内、皮下、または筋肉内投与を含めて、任意の適切な方式の投与のために調製できる。皮下注射などの非経口的投与のためには、担体は、水、食塩水、アルコール、脂肪、蝋、または緩衝液を含むことが好ましい。経口投与のためには、上記の担体または固体担体(マンニトール、ラクトース、デンプン、ステアリン酸マグネシウム、サッカリンナトリウム、タルク、セルロース、グルコース、スクロースおよび炭酸マグネシウムなど)のいずれかを使用できる。生体分解性のマイクロスフェア(例えばポリラクテートポリグリコレート)もまた、本発明の薬剤組成物のための担体として用いることができる。適切な生体分解性のマイクロスフェアは、例えば、米国特許第4,897,268号明細書および同第5,075,109号明細書に開示されている。   The pharmaceutical composition can be prepared for administration in any suitable manner, including, for example, topical, oral, nasal, intravenous, intracranial, intraperitoneal, subcutaneous, or intramuscular administration. For parenteral administration, such as subcutaneous injection, the carrier preferably comprises water, saline, alcohol, fat, wax or buffer. For oral administration, any of the above carriers or a solid carrier (such as mannitol, lactose, starch, magnesium stearate, sodium saccharin, talc, cellulose, glucose, sucrose, and magnesium carbonate) can be used. Biodegradable microspheres (eg, polylactate polyglycolate) can also be used as carriers for the pharmaceutical compositions of the present invention. Suitable biodegradable microspheres are disclosed, for example, in US Pat. Nos. 4,897,268 and 5,075,109.

一般に、薬剤組成物は、非経口的に、例えば、静脈内に投与される。したがって、本発明は、許容される担体、好ましくは水溶性担体(例えば、水、緩衝水、食塩水、PBSなど)に溶解または懸濁される化合物を含む、非経口的投与のための組成物を提供する。この組成物は、およその生理的条件に必要とされる薬学的に許容される補助的な物質(pH調整剤および緩衝剤、等張化剤、湿潤剤、界面活性剤など)を含有できる。   In general, the pharmaceutical composition is administered parenterally, for example, intravenously. Accordingly, the present invention provides a composition for parenteral administration comprising a compound dissolved or suspended in an acceptable carrier, preferably an aqueous carrier (eg, water, buffered water, saline, PBS, etc.). provide. The composition can contain pharmaceutically acceptable auxiliary substances (pH adjusters and buffers, isotonic agents, wetting agents, surfactants, etc.) required for approximate physiological conditions.

これらの組成物は、従来の滅菌技術によって、殺菌してもよいし、無菌濾過してもよい。得られた水溶液はそのままで使用するために包装することもできるし、凍結乾燥させることもでき、この凍結乾燥調製物は、投与の前に滅菌水性担体と組み合わせられる。調製物のpHは、一般的に、3と11の間、好ましくは、5から9、最も好ましくは7から8となる。   These compositions may be sterilized by conventional sterilization techniques, or may be sterile filtered. The resulting aqueous solution can be packaged for use as is, or lyophilized, the lyophilized preparation being combined with a sterile aqueous carrier prior to administration. The pH of the preparation will generally be between 3 and 11, preferably 5 to 9, most preferably 7 to 8.

ある実施形態では、本発明のグリコペプチドを、標準のベシクル形成脂質から形成されるリポソームに組み込むことができる。リポソームを調製するために、例えば、ショーカ(Szoka)ら、「Ann.Rev.Biophys.Bioeng.」9:467(1980年)、米国特許第4,235,871号明細書、同第4,501,728号明細書、および同第4,837,028号明細書に記載されるような様々な方法が利用可能である。様々なターゲティング薬剤(例えば本発明のシアリルガラクトシド)を使用するリポソームのターゲティングは、当分野でよく知られている(例えば、米国特許第4,957,773号明細書および同第4,603,044号明細書を参照のこと)。   In certain embodiments, glycopeptides of the invention can be incorporated into liposomes formed from standard vesicle-forming lipids. To prepare liposomes, see, for example, Szoka et al., “Ann. Rev. Biophys. Bioeng.” 9: 467 (1980), US Pat. No. 4,235,871, US Pat. No. 4,501. , 728, and 4,837,028, various methods are available. Targeting liposomes using various targeting agents (eg, sialylgalactosides of the present invention) is well known in the art (eg, US Pat. Nos. 4,957,773 and 4,603,044). See the specification).

リポソームへのターゲティング薬剤の結合のための標準の方法を、使用できる。これらの方法は、通常、ターゲティング薬剤の付着のために活性化できる、あるいは、本発明の、脂質で誘導体化されたグリコペプチドなどの親油性化合物を誘導体化できる、ホスファチジルエタノールアミンなどの脂質成分の、リポソームへの組み込みを使用する。   Standard methods for attachment of targeting agents to liposomes can be used. These methods are usually activated for the attachment of targeting agents, or of lipid components such as phosphatidylethanolamine, which can derivatize lipophilic compounds such as glycopeptides derivatized with lipids of the present invention. Use incorporation into liposomes.

ターゲティング機構は、通常、標的部分が標的(例えば細胞表面アクセプター)との相互作用に利用可能であるように、ターゲティング薬剤が、リポソームの表面上に配置されることが必要である。本発明の炭水化物は、脂質分子に付着させ、その後、リポソームを当分野の技術者に知られている方法(例えば、それぞれ、長鎖ハロゲン化アルキルを用いる、あるいは脂肪酸を用いる、炭水化物上に存在する水酸基のアルキル化またはアシル化)を使用して形成させることができる。あるいは、リポソームは、膜が形成されると同時に、コネクター部分が、第一に膜に組み込まれるような方式で形作ることができる。コネクター部分は、確実に埋め込まれ、膜に固定された親油性部分を有する必要がある。コネクター部分はまた、リポソームの水性表面上で化学的に利用可能である反応性の部分も有する必要がある。反応性の部分は、ターゲティング薬剤または炭水化物(これは、後で加えられる)との安定な化学結合を形成するのに化学的に適しているように選択される。ある種の場合では、直接的にコネクター分子に標的薬剤を付着することが、可能であるが、大抵の場合では、化学的な橋として作用し、それによって、標的薬剤と共に膜にあるコネクター分子、またはベシクル表面から三次元的に延長される炭水化物を連結するための第3の分子を使用することが、より適切である。   The targeting mechanism usually requires that the targeting agent be placed on the surface of the liposome so that the targeting moiety is available for interaction with the target (eg, a cell surface acceptor). The carbohydrates of the present invention are attached to lipid molecules and then present on the carbohydrate in a manner known to those skilled in the art (eg, using long chain alkyl halides or using fatty acids, respectively). It can be formed using alkylation or acylation of hydroxyl groups). Alternatively, liposomes can be shaped in such a way that at the same time the membrane is formed, the connector portion is first incorporated into the membrane. The connector portion must have a lipophilic portion that is securely embedded and secured to the membrane. The connector portion must also have a reactive portion that is chemically available on the aqueous surface of the liposome. The reactive moiety is selected to be chemically suitable to form a stable chemical bond with the targeting agent or carbohydrate (which is added later). In certain cases, it is possible to attach the target agent directly to the connector molecule, but in most cases it acts as a chemical bridge, thereby causing the connector molecule to be in the membrane with the target agent, Alternatively, it is more appropriate to use a third molecule for linking carbohydrates that are extended three-dimensionally from the vesicle surface.

本発明の方法によって調製される化合物は、また、診断試薬としての使用が見いだされている。例えば、標識された化合物は、炎症を有することが疑われる患者において、炎症または腫瘍転移の領域の位置決めのために使用できる。この使用のためには、化合物を、125I、14C、またはトリチウムで標識できる。 The compounds prepared by the methods of the present invention have also found use as diagnostic reagents. For example, a labeled compound can be used for positioning areas of inflammation or tumor metastasis in patients suspected of having inflammation. For this use, the compound can be labeled with 125 I, 14 C, or tritium.

本発明の薬剤組成物に使用される活性成分は、GlycoPEG化された第IX因子、および、血液凝固カスケードに関与することの生物学的特性をもつその誘導体である。本発明のリポソームの分散液は、様々な形の血友病などの、凝固の低下や欠陥によって、特徴づけられる、凝固異常を治療する際の非経口的調合物にとって有用である。好ましくは、本発明の第IX因子組成物は、非経口的に(例えばIV、IM、SC、またはIP)投与される。有効な投薬量は、治療される状態および投与経路に応じてかなり変動することが予測されるが、体重1kgにつき約0.1から000μgの活性物質の範囲であることが予測される。凝固異常の治療のための好ましい用量は、1週につき3回、約50〜約3000μg/kgである。好ましくは、1週につき3回、約500から約2000μg/kgである。より好ましくは、1週につき3回、約750から約1500μg/kg、および好ましくは、1週につき3回、約1000μg/kgである。本発明は、in vivoでの滞留時間が向上された第IX因子を提供するので、本発明の組成物が投与される場合、所定の投薬量は任意選択で低下される。
The active ingredients used in the pharmaceutical composition of the present invention are GlycoPEGylated Factor IX and its derivatives with the biological properties of participating in the blood coagulation cascade. The liposome dispersions of the present invention are useful for parenteral formulations in treating coagulation abnormalities characterized by reduced or defective clotting, such as various forms of hemophilia. Preferably, the Factor IX composition of the invention is administered parenterally (eg, IV, IM, SC, or IP). Effective dosages are expected to vary considerably depending on the condition being treated and the route of administration, but are expected to be in the range of about 0.1 to 000 μg of active substance per kg body weight. A preferred dose for the treatment of coagulopathy is about 50 to about 3000 μg / kg three times per week. Preferably, from about 500 to about 2000 μg / kg three times per week. More preferably, from about 750 to about 1500 μg / kg, 3 times per week, and preferably about 1000 μg / kg, 3 times per week. The present invention therefore provides a Factor IX residence time is improved in in vivo, when the composition of the present invention is administered, the predetermined dosage Ru is reduced optionally.

以下の実施例は、本発明のコンジュゲートおよび方法を説明するために提供されるが、主張された発明を限定するために提供されるのではない。   The following examples are provided to illustrate the conjugates and methods of the invention, but are not provided to limit the claimed invention.

実施例1
UDP−GalNAc−6’−CHOの調製
UDP−GalNAc(200mg、0.30mmole)を、1mM CuSO溶液(20ml)および25mM NaHPO溶液(pH 6.0;20mL)に溶解した。その後、ガラクトースオキシダーゼ(240U;240μL)、およびカタラーゼ(13000U;130μL)を加え、風船を備える反応システムを、酸素で充填して、7日間室温で撹拌した。反応混合物を、その後、濾過し(スピンカートリッジ;MWCO 5K)濾液(約40ml)は、必要とされるまで4℃で保管した。TLC(シリカ;EtOH/水(7/2);R=0.77;アニスアルデヒド染料を用いて視覚化)。
Example 1
Preparation of UDP-GalNAc-6′-CHO UDP-GalNAc (200 mg, 0.30 mmole) was dissolved in 1 mM CuSO 4 solution (20 ml) and 25 mM NaH 2 PO 4 solution (pH 6.0; 20 mL). Galactose oxidase (240 U; 240 μL) and catalase (13000 U; 130 μL) were then added and the reaction system with balloons was charged with oxygen and stirred for 7 days at room temperature. The reaction mixture was then filtered (spin cartridge; MWCO 5K) and the filtrate (about 40 ml) was stored at 4 ° C. until needed. TLC (silica; EtOH / water (7/2); R f = 0.77; visualized with anisaldehyde dye).

実施例2
UDP−GalNAc−6’−NHの調製
酢酸アンモニウム(15mg、0.194mmole)およびNaBHCN(1M THF溶液;0.17mL(0.17mmole))溶液を、0℃の上(2mlまたは約20mg)からのUDP−GalNAc−6’−CHOに加え、終夜室温まで暖めた。反応物を、水および収集された産物と共にG−10カラムを介して濾過した。適切な画分を、凍結乾燥し、凍結して保管した。TLC(シリカ;エタノール/水(7/2);R=0.72;ニンヒドリン試薬を用いて視覚化)。
Example 2
Preparation of UDP-GalNAc-6′-NH 2 A solution of ammonium acetate (15 mg, 0.194 mmole) and NaBH 3 CN (1M in THF; 0.17 mL (0.17 mmole)) was added at 0 ° C. (2 ml or about 20 mg). ) From UDP-GalNAc-6′-CHO and warmed to room temperature overnight. The reaction was filtered through a G-10 column with water and the collected product. Appropriate fractions were lyophilized and stored frozen. TLC (silica; ethanol / water (7/2); R f = 0.72; visualized using ninhydrin reagent).

実施例3
UDP−GalNAc−6−NHCO(CH−O−PEG−OMe(1kDa)の調製
ガラクトサミニル−1−リン酸塩−2−NHCO(CH−O−PEG−OMe(1kDa)(58mg、0.045mmole)を、DMF(6mL)およびピリジン(1.2mL)に溶解した。その後、UMP−モルホリデート(morpholidate)(60mg、0.15mmole)を加え、得られた混合物を48時間70℃で撹拌した。溶媒を、反応混合物を通して窒素を泡立たせることによって除去し、残基を、逆相クロマトグラフィーによって精製した。(C−18シリカ、10から80%の間のステップ勾配、メタノール/水)。所望の画分を、収集し、減圧で乾燥させて、50mgの白色固体(70%)を生じた。TLC(シリカ、プロパノール/HO/NHOH、(30/20/2)、R=0.54)。MS(MALDI):観察された、1485、1529、1618、1706。
Example 3
UDP-GalNAc-6-NHCO ( CH 2) 2 -O-PEG-OMe Preparation of (1 kDa) galactosaminyl-1-phosphate -2-NHCO (CH 2) 2 -O-PEG-OMe (1kDa) (58mg , 0.045 mmole) was dissolved in DMF (6 mL) and pyridine (1.2 mL). UMP-morpholide (60 mg, 0.15 mmole) was then added and the resulting mixture was stirred at 70 ° C. for 48 hours. The solvent was removed by bubbling nitrogen through the reaction mixture and the residue was purified by reverse phase chromatography. (C-18 silica, step gradient between 10 and 80%, methanol / water). The desired fractions were collected and dried in vacuo to yield 50 mg of white solid (70%). TLC (silica, propanol / H 2 O / NH 4 OH, (30/20/2), R f = 0.54). MS (MALDI): observed, 1485, 1529, 1618, 1706.

実施例4
システイン−PEG(2)の調製

Figure 0004738346
Example 4
Preparation of cysteine-PEG 2 (2)
Figure 0004738346

4.1 (1)の合成
水酸化カリウム(84.2mg、1.5mmol、粉末として)を、アルゴン下で、L−システイン(93.7mg、0.75mmol)の無水メタノール(20mL)の溶液に加えた。この混合物を、30分間室温で撹拌し、その後、分子量20キロダルトンのmPEG−O−トシラート(Ts;1.0g、0.05mmol)を、2時間かけて、数回に分けて加えた。この混合物を、5日間室温で撹拌し、回転蒸発によって濃縮した。残留物を、水(30mL)で希釈し、2時間室温で撹拌し、いくらかの過剰な20キロダルトン mPEG−O−トシラートを破壊した。その後、溶液を、酢酸を用いて中和し、pHを、pH 5.0に調整して、逆相クロマトグラフィー(C−18シリカ)カラム上に装填した。カラムを、メタノール/水の勾配を用いて溶出させ(産物は、約70%メタノールで溶出する)、産物溶出を、蒸発光散乱によってモニタリングし、適切な画分を収集し、水(500ml)で希釈した。この溶液を、色層分析し(イオン交換、XK 50 Q、ビッグビーズ(BIG Beads)、300mL、水酸化物形;水から水/酢酸−0.75Nの勾配)、適切な画分のpHを、酢酸を用いて6.0に下げた。この溶液を、その後逆相カラム(C−18シリカ)上に捕獲し、上で述べた通りのメタノール/水の勾配で溶出した。生成物分画をプールし、濃縮し、水に再溶解し、凍結乾燥させて、白色の固体(1)の453mg(44%)を与えた。化合物についての構造的なデータは、以下の通りであった:H−NMR(500 MHz;DO)δ2.83(t,2H,O−C−CH−S),3.05(q,1H,S−CHH−CHN),3.18(q,1H,(q,1H,S−CHH−CHN),3.38(s,3H,CHO),3.7(t,OCHCHO),3.95(q,1H,CHN)。生成物の純度を、SDS PAGEによって確認した。
4.1 Synthesis of (1) Potassium hydroxide (84.2 mg, 1.5 mmol, as a powder) was added to a solution of L-cysteine (93.7 mg, 0.75 mmol) in anhydrous methanol (20 mL) under argon. added. The mixture was stirred for 30 minutes at room temperature, after which mPEG-O-tosylate (Ts; 1.0 g, 0.05 mmol) with a molecular weight of 20 kilodalton was added in several portions over 2 hours. The mixture was stirred for 5 days at room temperature and concentrated by rotary evaporation. The residue was diluted with water (30 mL) and stirred for 2 hours at room temperature to destroy some excess 20 kilodalton mPEG-O-tosylate. The solution was then neutralized with acetic acid and the pH was adjusted to pH 5.0 and loaded onto a reverse phase chromatography (C-18 silica) column. The column is eluted using a methanol / water gradient (the product elutes at approximately 70% methanol) and product elution is monitored by evaporative light scattering, collecting the appropriate fractions and collecting with water (500 ml). Diluted. This solution was color layer analyzed (ion exchange, XK 50 Q, Big Beads, 300 mL, hydroxide form; water to water / acetic acid-0.75N gradient) and the pH of the appropriate fractions adjusted. To 6.0 using acetic acid. This solution was then captured on a reverse phase column (C-18 silica) and eluted with a methanol / water gradient as described above. The product fractions were pooled, concentrated, redissolved in water and lyophilized to give 453 mg (44%) of a white solid (1). The structural data for the compound were as follows: 1 H-NMR (500 MHz; D 2 O) δ 2.83 (t, 2H, O—C—CH 2 —S), 3.05 ( q, 1H, S-CHH- CHN), 3.18 (q, 1H, (q, 1H, S-CHH-CHN), 3.38 (s, 3H, CH 3 O), 3.7 (t, OCH 2 CH 2 O), 3.95 (q, 1H, CHN) The purity of the product was confirmed by SDS PAGE.

4.2 (2)の合成
トリエチルアミン(約0.5mL)を、溶液が塩基性になるまで、無水CHCl(30ml)に1(440mg、22μmol)を溶解した溶液に滴下した。20キロダルトンのmPEG−O−p−ニトロフェニルカーボネート(660mg、33μmol)およびN−ヒドロキシスクシンイミド(3.6mg、30.8μmol)の、CHCl(20ml)溶液を、数回にわけて室温で、1時間かけて加えた。この反応混合物を、24時間、室温で撹拌した。その後、溶媒を回転蒸発によって除去し、残留物を水(100mL)に溶解し、pHを1.0N NaOHを用いて9.5に調整した。この塩基性の溶液を、2時間、室温で撹拌し、その後、酢酸を用いてpH7.0に中和した。この溶液を、その後、逆相クロマトグラフィー(C−18シリカ)カラム上に装填した。カラムは、メタノール/水(生成物は、約70%メタノールで溶出する)の勾配を用いて溶出され、生成物溶出を、蒸発光散乱によってモニタリングし、適切な分画を収集し、水(500mL)で希釈した。この溶液を、色層分析し(イオン交換、XK 50 Q、ビッグビーズ(BIG Beads)、300mL、水酸化物形;水から水/酢酸−0.75Nの勾配)、適切な画分のpHを、酢酸を用いて6.0に下げた。この溶液を、その後逆相カラム(C−18シリカ)上で捕獲し、上で述べた通りのメタノール/水の勾配を用いて溶出した。生成物分画を、プールし、濃縮し、水に再溶解し、凍結乾燥させて、575mgの白色の固体(2)(70%)を与えた。この化合物についての構造的なデータは、以下の通りだった:H−NMR(500MHz;DO)δ2.83(t,2H,O−C−CH−S),2.95(t,2H,O−C−CH−S),3.12(q,1H,S−CHH−CHN),3.39(s,3H CHO),3.71(t,OCHCHO)。産物の純度を、SDS PAGEによって確認した。
4.2 Synthesis of (2) Triethylamine (about 0.5 mL) was added dropwise to a solution of 1 (440 mg, 22 μmol) in anhydrous CH 2 Cl 2 (30 ml) until the solution was basic. A solution of 20 kilodaltons of mPEG-Op-nitrophenyl carbonate (660 mg, 33 μmol) and N-hydroxysuccinimide (3.6 mg, 30.8 μmol) in CH 2 Cl 2 (20 ml) was divided into several portions at room temperature. And added over 1 hour. The reaction mixture was stirred for 24 hours at room temperature. The solvent was then removed by rotary evaporation, the residue was dissolved in water (100 mL) and the pH was adjusted to 9.5 using 1.0 N NaOH. The basic solution was stirred for 2 hours at room temperature and then neutralized to pH 7.0 with acetic acid. This solution was then loaded onto a reverse phase chromatography (C-18 silica) column. The column is eluted with a gradient of methanol / water (product elutes at about 70% methanol), product elution is monitored by evaporative light scattering, appropriate fractions collected and water (500 mL ). This solution was color layer analyzed (ion exchange, XK 50 Q, Big Beads, 300 mL, hydroxide form; water to water / acetic acid-0.75N gradient) and the pH of the appropriate fractions adjusted. To 6.0 using acetic acid. This solution was then captured on a reverse phase column (C-18 silica) and eluted using a methanol / water gradient as described above. The product fractions were pooled, concentrated, redissolved in water and lyophilized to give 575 mg of a white solid (2) (70%). The structural data for this compound were as follows: 1 H-NMR (500 MHz; D 2 O) δ 2.83 (t, 2H, O—C—CH 2 —S), 2.95 (t , 2H, O—C—CH 2 —S), 3.12 (q, 1H, S—CHH—CHN), 3.39 (s, 3H CH 3 O), 3.71 (t, OCH 2 CH 2 O). The purity of the product was confirmed by SDS PAGE.

実施例5
UDP−GalNAc−6−NHCO(CH−O−PEG−OMe(1kDa)の調製
ガラクトサミニル−1−リン酸−2−NHCO(CH−O−PEG−OMe(1キロダルトン)(58mg、0.045mmole)を、DMF(6mL)およびピリジン(1.2mL)に溶解した。その後、UMP−モルホリデート(60mg、0.15mmole)を加え、得られた混合物を48時間70℃で撹拌した。溶媒を、反応混合物を介して窒素を泡立たせることによって除去し、残留物を、逆相クロマトグラフィーによって精製した(C−18シリカ、10から80%の間のステップ勾配、メタノール/水)。所望の画分を収集し、減圧で乾燥させ、50mgの白色固体(70%)を与えた。TLC(シリカ、プロパノール/HO/NHOH(30/20/2)、R=0.54)。MS(MALDI):観察された、1485、1529、1618、1706。
Example 5
UDP-GalNAc-6-NHCO ( CH 2) 2 -O-PEG-OMe Preparation of (1 kDa) galactosaminyl-1-phosphate -2-NHCO (CH 2) 2 -O-PEG-OMe (1 kilodalton) ( 58 mg, 0.045 mmole) was dissolved in DMF (6 mL) and pyridine (1.2 mL). UMP-morpholidate (60 mg, 0.15 mmole) was then added and the resulting mixture was stirred at 70 ° C. for 48 hours. The solvent was removed by bubbling nitrogen through the reaction mixture and the residue was purified by reverse phase chromatography (C-18 silica, step gradient between 10 to 80%, methanol / water). The desired fractions were collected and dried under reduced pressure to give 50 mg of white solid (70%). TLC (silica, propanol / H 2 O / NH 4 OH (30/20/2), R f = 0.54). MS (MALDI): observed, 1485, 1529, 1618, 1706.

実施例6
CHO細胞中で産生される第IX因子のGlycoPEG化
この実施例は、アシアロ第IX因子の調製およびCMP−シアル酸−PEGを用いるそのシアリル化を記述する。
Example 6
GlycoPEGylation of Factor IX produced in CHO cells This example describes the preparation of asialo Factor IX and its sialylation using CMP-sialic acid-PEG.

6.1 r第IX因子の脱シアリル化
組換え型の形の凝固第IX因子(第IX因子)を、CHO細胞内で作製した。6000IUのr第IX因子を、合計12mLのUSP HOに溶解した。この溶液を、別の6mlのUSP HOと共に、Centricon Plus 20、PL−10遠心濾過機に移した。溶液を2mLに濃縮し、次いで、15mL 50mM トリスHCl pH7.4、0.15M NaCl、5mM CaCl、0.05% NaNで希釈し、その後、再濃縮した。希釈/濃縮を、4回繰り返し、緩衝液を、3.0mLの最終の体積に効率的に変化させた。この溶液のうち、2.9mL(r第IX因子の約29mg)を、小さいプラスチック管に移し、これに、530mU α2−3,6,8−ノイラミニダーゼ−アガロースコンジュゲートを加えた(コレラ菌(Vibrio cholerae)、カルビオケム(Calbiochem)、450μL)。この反応混合物を、32℃で26.5時間穏やかに回転させた。この混合物を、10,000rpmで2分間遠心分離機にかけ、上清を収集した。アガロースビーズ(ノイラミニダーゼを含有)を、0.5ml 50mM トリスHCl pH7.12、1M NaCl、0.05% NaNで6回洗浄した。プールされた洗浄液および上清を、10,000rpmで2分間、再び遠心分離機にかけ、いずれかの残存するアガロース樹脂を除去した。プールされた、脱シアリル化されたタンパク質溶液を、同じ緩衝液を用いて19mLに希釈し、Centricon Plus 20 PL−10遠心濾過機で、約2mLまで濃縮した。この溶液を、15mlの50mMトリスHCl pH7.4、0.15M NaCl、0.05% NaNで二倍に希釈し、2mLに再濃縮した。最終の脱シアリル化されたr第IX因子溶液を、トリス緩衝液を用いて、最終の体積3mL(約10mg/ml)に希釈した。天然および脱シアリル化されたr第IX因子サンプルを、IEF−電気泳動によって分析した。等電点電気泳動ゲル(Isoelectric Focusing Gels)(pH3〜7)を、はじめに10μLトリス緩衝液で希釈され、12μLサンプル装填緩衝液と混合された、1.5μL(15μg)サンプルを使用して実施した。ゲルは、装填し、流され、標準の手順を使用して固定された。ゲルを、コロイド状のブルー染料(Colloidal Blue Stain)(図154)で着色すると、脱シアリル化された第IX因子に対するバンドが示された。
6.1 r Desialylation of Factor IX A recombinant form of coagulation Factor IX (Factor IX) was generated in CHO cells. 6000 IU r Factor IX was dissolved in a total of 12 mL USP H 2 O. This solution was transferred to a Centricon Plus 20, PL-10 centrifugal filter with another 6 ml of USP H 2 O. The solution was concentrated to 2 mL and then diluted with 15 mL 50 mM Tris HCl pH 7.4, 0.15 M NaCl, 5 mM CaCl 2 , 0.05% NaN 3 and then re-concentrated. Dilution / concentration was repeated 4 times, and the buffer was effectively changed to a final volume of 3.0 mL. Of this solution, 2.9 mL (approximately 29 mg of r Factor IX) was transferred to a small plastic tube to which 530 mU α2-3,6,8-neuraminidase-agarose conjugate was added (Vibrio). cholerae), Calbiochem, 450 μL). The reaction mixture was gently rotated at 32 ° C. for 26.5 hours. The mixture was centrifuged for 2 minutes at 10,000 rpm and the supernatant was collected. Agarose beads (containing neuraminidase) were washed 6 times with 0.5 ml 50 mM Tris HCl pH 7.12, 1 M NaCl, 0.05% NaN 3 . The pooled washings and supernatants were centrifuged again at 10,000 rpm for 2 minutes to remove any remaining agarose resin. The pooled, desialylated protein solution was diluted to 19 mL with the same buffer and concentrated to about 2 mL with a Centricon Plus 20 PL-10 centrifugal filter. This solution was diluted twice with 15 ml of 50 mM Tris HCl pH 7.4, 0.15 M NaCl, 0.05% NaN 3 and reconcentrated to 2 mL. The final desialylated r Factor IX solution was diluted with Tris buffer to a final volume of 3 mL (approximately 10 mg / ml). Native and desialylated r Factor IX samples were analyzed by IEF-electrophoresis. Isoelectric Focusing Gels (pH 3-7) were performed using 1.5 μL (15 μg) sample, first diluted with 10 μL Tris buffer and mixed with 12 μL sample loading buffer. . The gel was loaded, run and fixed using standard procedures. The gel was colored with Colloidal Blue Stain (FIG. 154) and showed a band for desialylated Factor IX.

実施例7
PEG(1kDaおよび10kDa)−SA−第IX因子の調製
脱シアリル化されたr第IX因子(29mg、3ml)を、2つの15mLの遠心管において、2つの1.5ml(14.5mg)のサンプルに分けた。各溶液を、12.67ml 50mM トリスHCl pH7.4、0.15M NaCl、0.05% NaNで希釈し、CMP−SA−PEG−1kまたは10k(7.25μmol)を加えた。管を、穏やかにひっくり返して混合し、2.9U ST3Gal3(326μL)を加えた(総体積14.5ml)。管を、再びひっくり返し、32℃で65時間穏やかに回転させた。反応を、−20℃で凍結させることによって中断させた。反応物の10μgサンプルを、SDS−PAGEによって分析した。PEG化されたタンパク質を、ダルベッコのリン酸緩衝食塩水(Dulbecco’s Phosphate Buffered Saline)(pH7.1(ギブコ))、6mL/分を用いて、Toso Haas Biosep G3000SW (21.5×30cm、13um)HPLCカラム上で精製した。反応および精製を、SDSページおよび等電点電気泳動ゲルを使用してモニタリングした。Novexトリス−グリシン(Tris−Glycine)4〜20% 1mmのゲルを、2μLの50mMトリスHCl、pH 7.4、150mM NaCl、0.05% NaN緩衝液での希釈、および12μLサンプル装填緩衝液および1μL 0.5M DTTとの混合の後、10μL(10μg)のサンプルと共に装填し、85℃で6分間加熱した。ゲルを、コロイド状のブルー染料(Colloidal Blue Stain)(図155)を用いて着色すると、PEG(1kDaおよび10kDa)−SA−第IX因子に対するバンドが示された。
Example 7
Preparation of PEG (1 kDa and 10 kDa) -SA-Factor IX Desialylated r Factor IX (29 mg, 3 ml) was sampled in two 15 ml centrifuge tubes in two 1.5 ml (14.5 mg) samples. Divided into. Each solution was diluted with 12.67 ml 50 mM Tris HCl pH 7.4, 0.15 M NaCl, 0.05% NaN 3 and CMP-SA-PEG-1k or 10k (7.25 μmol) was added. The tube was gently inverted to mix and 2.9 U ST3Gal3 (326 μL) was added (total volume 14.5 ml). The tube was turned over again and gently rotated at 32 ° C. for 65 hours. The reaction was interrupted by freezing at −20 ° C. A 10 μg sample of the reaction was analyzed by SDS-PAGE. PEGylated protein was transferred to a Toso Haas Biosep G3000SW (21.5 × 30 cm, 13 um) using Dulbecco's Phosphate Buffered Saline (pH 7.1 (Gibco)), 6 mL / min. ) Purified on an HPLC column. Reaction and purification were monitored using SDS pages and isoelectric focusing gels. Novex Tris-Glycine 4-20% 1 mm gel is diluted with 2 μL of 50 mM Tris HCl, pH 7.4, 150 mM NaCl, 0.05% NaN 3 buffer, and 12 μL sample loading buffer And mixed with 1 μL 0.5 M DTT and loaded with 10 μL (10 μg) of sample and heated at 85 ° C. for 6 minutes. Gels were colored with colloidal blue stain (Figure 155) and showed bands for PEG (1 kDa and 10 kDa) -SA-factor IX.

実施例8
第IX因子の直接的なシアリル−GlycoPEG化
この実施例は、従来のシアリダーゼ処理を含まない第IX因子のシアリル−PEG化の調製を記述する。
Example 8
Direct Sialyl-GlycoPEGylation of Factor IX This example describes the preparation of sialyl-PEGylation of Factor IX without conventional sialidase treatment.

8.1 CMP−SA−PEG−(10kDa)を用いる第IX因子のシアリル−PEG化
CHO細胞中に発現され、完全にシアル酸付加された第IX因子(1100IU)を、5mlの20mMヒスチジン、520mMグリシン、2%スクロース、0.05% NaN、および0.01%ポリソルベート80、pH5.0に溶解した。その後、CMP−SA−PEG−(10kDa)(27mg、2.5μmol)を、この溶液に溶解し、1UのST3Gal3を加えた。32℃で28時間穏やかに混合した後、反応を終了させた。反応物を、インビトロジェン(Invitrogen)によって記載されている通りのSDS−PAGEによって分析した。タンパク質産物は、リン酸緩衝食塩水、pH7.0(PBS)1mL/分を用いてAmersham Superdex 200(10x300mm、13μm)HPLCカラム上で精製した。R=9.5分。
8.1 Sialyl-PEGylation of Factor IX using CMP-SA-PEG- (10 kDa) 5 ml of 20 mM histidine, 520 mM expressed in CHO cells and fully sialylated Factor IX (1100 IU) Dissolved in glycine, 2% sucrose, 0.05% NaN 3 , and 0.01% polysorbate 80, pH 5.0. Then, CMP-SA-PEG- (10 kDa) (27 mg, 2.5 μmol) was dissolved in this solution and 1 U of ST3Gal3 was added. After gentle mixing at 32 ° C. for 28 hours, the reaction was terminated. The reaction was analyzed by SDS-PAGE as described by Invitrogen. The protein product was purified on an Amersham Superdex 200 (10 × 300 mm, 13 μm) HPLC column with phosphate buffered saline, pH 7.0 (PBS) 1 mL / min. R t = 9.5 minutes.

実施例9
CMP−SA−PEG(20kDa)を用いる第IX因子のシアリル−PEG化
CHO細胞中に発現され、完全にシアル酸付加された第IX因子(1100IU)を、5mlの20mMヒスチジン、520mMグリシン、2%スクロース、0.05% NaNおよび0.01%ポリソルベート80、pH5.0に溶解した。その後、CMP−SA−PEG−(20kDa)(50mg、2.3μmol)を、この溶液に溶解し、CST−IIを加えた。32℃で42時間穏やかに混合した後、反応を終了させた。反応物を、インビトロジェン(Invitrogen)によって記載されている通りのSDS−PAGEによって分析した。
Example 9
Factor IX sialyl-PEGylation using CMP-SA-PEG (20 kDa) 5 ml of 20 mM histidine, 520 mM glycine, 2% Dissolved in sucrose, 0.05% NaN 3 and 0.01% polysorbate 80, pH 5.0. Thereafter, CMP-SA-PEG- (20 kDa) (50 mg, 2.3 μmol) was dissolved in this solution and CST-II was added. After gently mixing at 32 ° C. for 42 hours, the reaction was terminated. The reaction was analyzed by SDS-PAGE as described by Invitrogen.

タンパク質産物は、リン酸緩衝食塩水、pH7.0(フィッシャー)1mL/分を用いて、Amersham Superdex 200(10x300mm、13μm)HPLCカラム上で精製した。R=8.6分。 The protein product was purified on an Amersham Superdex 200 (10 × 300 mm, 13 μm) HPLC column using 1 mL / min of phosphate buffered saline, pH 7.0 (Fisher). R t = 8.6 minutes.

実施例10
GlycoPEG化された第IX因子を覆うシアル酸
この実施例は、シアリル−GlycoPEG化されたペプチドのシアル酸被覆のための手順を記述する。ここでは、第IX因子は、典型的なペプチドである。
Example 10
Sialic acid covering GlycoPEGylated Factor IX This example describes a procedure for sialic acid coating of sialyl-GlycoPEGylated peptides. Here, Factor IX is a typical peptide.

10.1 第IX因子−SA−PEG(10kDa)のN−結合型およびO−結合型グリカンのシアル酸被覆
精製されたr−第IX因子−PEG(10kDa)(2.4mg)を、Centricon(登録商標)Plus 20 PL−10(ミリポアコーポレーション(Millipore Corp.)、ベッドフォード(Bedford)、マサチューセッツ州(MA))遠心濾過機で濃縮し、緩衝液を、50mMトリスHCl pH7.2、0.15M NaCl、0.05% NaNに変化させ最終体積1.85mLとした。タンパク質溶液を、372μLの同じトリス緩衝液で希釈し、7.4mgのCMP−SA(12μmol)を、固体として加えた。溶液を、穏やかにひっくり返して混合し、0.1U ST3Gal1および0.1U ST3Gal3を加えた。反応混合物を、32℃で42時間穏やかに回転させた。
10.1 Sialic acid coating of N-linked and O-linked glycans of Factor IX-SA-PEG (10 kDa) Purified r-Factor IX-PEG (10 kDa) (2.4 mg) was added to Centricon ( Concentrated on a Plus 20 PL-10 (Millipore Corp., Bedford, Mass.) Centrifugal filter and the buffer was 50 mM Tris HCl pH 7.2, 0.15 M. Change to NaCl, 0.05% NaN 3 to a final volume of 1.85 mL. The protein solution was diluted with 372 μL of the same Tris buffer and 7.4 mg of CMP-SA (12 μmol) was added as a solid. The solution was gently inverted to mix and 0.1 U ST3Gal1 and 0.1 U ST3Gal3 were added. The reaction mixture was gently rotated at 32 ° C. for 42 hours.

反応物の10μgサンプルを、SDS−PAGEによって分析した。Novexトリス−グリシン(Tris−Glycine)4〜12% 1mmのゲルを、実施し、インビトロジェン(Invitrogen)によって記載されている通りに、コロイド状のブルー(Colloidal Blue)を使用して染色した。簡単に言うと、サンプル10μL(10μg)を、12μLサンプル装填緩衝液および1μL 0.5M DTTと混合し、85℃で6分間加熱した(図156、レーン4)。   A 10 μg sample of the reaction was analyzed by SDS-PAGE. Novex Tris-Glycine 4-12% 1 mm gels were run and stained using colloidal blue as described by Invitrogen. Briefly, 10 μL (10 μg) of sample was mixed with 12 μL sample loading buffer and 1 μL 0.5M DTT and heated at 85 ° C. for 6 minutes (FIG. 156, lane 4).

実施例11
GlycoPEG化された第IX因子の薬物動態学的研究
4つのGlycoPEG化されたFIX変種(PEG−9変種)を、通常のマウスの薬物動態学的研究で試験した。4つの化合物の活性は、血餅、内在性トロンビン可能性(endogenous thrombin potential)(ETP)およびトロンボエラストグラフ(TEG)アッセイによって、in vitroですでに確立されている。活性の結果を、表Iに要約する。
Example 11
Pharmacokinetic Studies of GlycoPEGylated Factor IX Four GlycoPEGylated FIX variants (PEG-9 variants) were tested in normal mouse pharmacokinetic studies. The activity of the four compounds has already been established in vitro by blood clots, endogenous thrombin potential (ETP) and thromboelastograph (TEG) assays. The activity results are summarized in Table I.

Figure 0004738346
Figure 0004738346

循環における4つのPEG−9化合物の活性の延長を評価するために、薬物動態学的研究を、設計および実施した。非血友病マウスを、1時点につき2動物、1動物につき3サンプルで使用した。サンプリング時点は、化合物投与の、0、0.08、0.17、0.33、1、3、5、8、16、24、30、48、64、72、および96時間後であった。血液サンプルを、遠心分離機にかけ、2つのアリコート(1つは血餅分析用、1つはELISA用)に保管した。材料の制限に起因して、PEG−9は、異なる量で投与された:BeneFIX 250U/kg;2K(低い置換:「LS」(ペプチド分子あたり1〜2のPEG置換 200U/kg;2K(高い置換:「HS」(ペプチド分子あたり3〜4のPEG置換 200U/kg;10K 100U/kg;30K 100U/kg。全ての用量は、測定された凝固アッセイ単位に基づいていた。   A pharmacokinetic study was designed and conducted to evaluate the prolongation of activity of the four PEG-9 compounds in the circulation. Nonhemophilic mice were used in 2 animals per time point and 3 samples per animal. Sampling time points were 0, 0.08, 0.17, 0.33, 1, 3, 5, 8, 16, 24, 30, 48, 64, 72, and 96 hours after compound administration. The blood samples were centrifuged and stored in two aliquots (one for clot analysis and one for ELISA). Due to material limitations, PEG-9 was administered in different amounts: BeneFIX 250 U / kg; 2K (low substitution: “LS” (1-2 PEG substitution per peptide molecule 200 U / kg; 2K (high Substitution: “HS” (3-4 PEG substitutions per peptide molecule 200 U / kg; 10K 100 U / kg; 30K 100 U / kg. All doses were based on measured clotting assay units.

これらの結果を、図6および表IIに概説する。   These results are outlined in FIG. 6 and Table II.

Figure 0004738346
Figure 0004738346

結果は、全てのPEG−9化合物について、延長に向かう傾向を実証する。AUCおよびCmaxの値は、直接比較されなかった。しかし、クリアランス(CL)は、比較され、CLは、BeneFIXと比較して、PEG−9化合物では、より低く、これは、マウスにおけるより長い滞留時間を示唆している。最後の検出可能な血餅活性のための時間は、たとえBeneFIXが最も高い用量で投与されても、BeneFIXと比較して、PEG−9化合物では増大される。   The results demonstrate a trend towards extension for all PEG-9 compounds. AUC and Cmax values were not directly compared. However, clearance (CL) is compared and CL is lower for the PEG-9 compound compared to BeneFIX, suggesting a longer residence time in the mouse. The time for the last detectable clot activity is increased with the PEG-9 compound compared to BeneFIX, even if BeneFIX is administered at the highest dose.

実施例12
LSおよびHSGlycoPEG化された第IX因子の調製
PEGでの置換の程度が低い、GlycoPEG化された第IX因子は、ST3Gal−IIIによって触媒される交換反応によって天然の第IX因子から調製された。反応は、10mMヒスチジン、260mMグリシン、1%スクロース、および0.02%トゥイーン80(pH7.2)の緩衝液中で実施した。CMPSA−PEG(2kDおよび10kD)を用いるPEG化については、第IX因子(0.5mg/mL)を、32℃で16時間、ST3GalIII(50mU/mL)およびCMP−SA−PEG(0.5mM)と共に保温した。CMP−SA−PEG 30kDを用いるPEG化については、第IX因子の濃度を、1.0mg/mLに増大させ、CMP−SA−PEGの濃度を、0.17mMに低下させた。これらの条件下では、第IX因子分子の90%超は、少なくとも1つのPEG部分で置換された。
Example 12
Preparation of LS and HSGlycoPEGylated Factor IX Low degree of substitution with PEG, GlycoPEGylated Factor IX was prepared from native Factor IX by an exchange reaction catalyzed by ST3Gal-III. The reaction was performed in a buffer of 10 mM histidine, 260 mM glycine, 1% sucrose, and 0.02% Tween 80 (pH 7.2). For PEGylation using CMPSA-PEG (2 kD and 10 kD), factor IX (0.5 mg / mL) was mixed with ST3GalIII (50 mU / mL) and CMP-SA-PEG (0.5 mM) at 32 ° C. for 16 hours. And kept warm. For PEGylation using CMP-SA-PEG 30 kD, the Factor IX concentration was increased to 1.0 mg / mL and the CMP-SA-PEG concentration was reduced to 0.17 mM. Under these conditions, over 90% of the Factor IX molecule was replaced with at least one PEG moiety.

高程度にPEGで置換されたGlycoPEG化された第IX因子を、天然の第IX因子の酵素的脱シアリル化によって調製した。第IX因子ペプチドは、PD10カラムを使用して、50mM mES(pH6.0)に緩衝液交換され、0.66mg/mlの濃縮物に調整され、32℃で16時間、AUSシアリダーゼ(5mU/mL)で処理される。脱シアリル化は、SDS−PAGE、HPLC、およびMALDIグリカン分析によって立証された。アシアロ第IX因子を、シアリダーゼを除去するためのQセファロースFF上で精製した。CaCl画分を、Ultra15濃縮器を使用して濃縮し、PD10カラムを使用して、MES、pH6.0に緩衝液交換した。 GlycoPEGylated Factor IX highly substituted with PEG was prepared by enzymatic desialylation of native Factor IX. Factor IX peptide was buffer exchanged to 50 mM mES (pH 6.0) using a PD10 column, adjusted to a 0.66 mg / ml concentrate, and AUS sialidase (5 mU / mL for 16 hours at 32 ° C. ) Is processed. Desialylation was verified by SDS-PAGE, HPLC, and MALDI glycan analysis. Asialo Factor IX was purified on Q Sepharose FF to remove sialidase. The CaCl 2 fraction was concentrated using an Ultra 15 concentrator and buffer exchanged to MES, pH 6.0 using a PD10 column.

32℃で16時間、ST3Gal−III(50mU/mL)およびCMP−SA−PEG(0.5mM)とインキュベーションさせることによって、アシアロ第IX因子(0.5mg/ml)の2kDおよび10kDのPEG化を実施した。CMPSA−PEG−30kDを用いるPEG化については、第IX因子の濃度を、1.0mg/mLに増大させ、CMP−SA−PEGの濃度を、0.17mMに低下させた。16時間のPEG化の後、末端ガラクトースをもつグリカンは、1mM CMP−SAを加え、32℃でさらに8時間のインキュベーションを続けることによって、シアル酸で覆われた。これらの条件下では、第IX因子分子の90%超は、少なくとも1つのPEG部分で置換された。この方法によって産生される第IX因子は、SDS−PAGEにおいて、より大きい見かけの分子量を有する。   Incubation with ST3Gal-III (50 mU / mL) and CMP-SA-PEG (0.5 mM) for 16 hours at 32 ° C. resulted in 2 kD and 10 kD PEGylation of asialo factor IX (0.5 mg / ml). Carried out. For PEGylation using CMPSA-PEG-30 kD, the Factor IX concentration was increased to 1.0 mg / mL and the CMP-SA-PEG concentration was reduced to 0.17 mM. After 16 hours of PEGylation, glycans with terminal galactose were covered with sialic acid by adding 1 mM CMP-SA and continuing an additional 8 hours of incubation at 32 ° C. Under these conditions, over 90% of the Factor IX molecule was replaced with at least one PEG moiety. Factor IX produced by this method has a higher apparent molecular weight in SDS-PAGE.

実施例13
O−GlycoPEG化された第IX因子の調製
GalNAcT−II(25mU/mL)および1mM UDP−GalNAcとペプチドを、32℃でインキュベーションすることによって、O−グリカン鎖を、新規に天然の第IX因子(1mg/ml)に導入した。4時間のインキュベーションの後、CMPSA−PEG(0.5mMの2Kdまたはl0Kdまたは0.17mMの30kDd)およびST6GalNAc−I(25mU/mL)を加え、さらに20時間保温することによって、PEG化反応を開始した。
Example 13
Preparation of O-GlycoPEGylated Factor IX By incubating GalNAcT-II (25 mU / mL) and 1 mM UDP-GalNAc and peptide at 32 ° C., the O-glycan chain was denatured into the newly native factor IX ( 1 mg / ml). After 4 hours of incubation, PEGylation reaction was initiated by adding CMPSA-PEG (0.5 mM 2Kd or 10Kd or 0.17 mM 30 kDd) and ST6GalNAc-I (25 mU / mL) and incubating for another 20 hours did.

本明細書に記述する実施例および実施形態は、例示目的に過ぎないこと、また、それらの点から見た様々な改変または変更は、当分野の技術者に示唆され、本出願および添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内に含まれることとなることが理解されよう。本明細書に引用される全ての刊行物、特許および特許出願は、そのすべての目的のために、その内容全体を本明細書に援用するものとする。   The examples and embodiments described herein are for illustrative purposes only, and various modifications or alterations in view thereof are suggested to those skilled in the art, and the present application and attached patents. It will be understood that it will fall within the spirit and scope of the appended claims. All publications, patents and patent applications cited herein are hereby incorporated by reference in their entirety for all purposes.

図面の説明
Asn 157、Asn 167、Ser 53、Ser 61、Thr 159、Thr 169、およびThr 172での潜在的なグリコシル化部位の存在および位置を示す、第IX因子の構造である。 第IX因子ペプチド上の炭水化物残基が改造およびGlycoPEG化される、本発明の典型的な実施形態を示すスキームである:(A)シアル酸部分が、シアリダーゼによって除去され、得られたガラクトース残基は、図5のシアル酸誘導体を用いてGlycoPEG化される;(B)マンノース残基が、シアル酸PEGを用いてGlycoPEG化される;(C)N−グリカンのシアル酸部分が、シアル酸PEGを用いてGlycoPEG化される;(D)O−グリカンのシアル酸部分が、シアル酸PEGを用いてGlycoPEG化される;(E)2(A)からの第IX因子のSDS PAGEゲル;(F)2(C)および2(D)を産生する反応からの第IX因子のSDS PAGEゲル。 非グリコシル化第IX因子と、酵素的にGlycoPEG化された第IX因子のin vivoでの残留寿命を比較するプロットである。 図3に示される種の活性を比較する表である。 第IX因子のアミノ酸配列である。 PEG化されていない第IX因子と比較した、GlycoPEG化された様々な第IX因子分子の薬物動態学的特性のグラフ表示である。 本発明に使用される代表的な改変された糖種の表である。 本発明に使用される代表的な改変された糖種の表である。 本明細書に記述するものなどの改変されたシアル酸部分、および改変されていないシアル酸部分をアクセプターに転移するために使用されるシアリルトランスフェラーゼの表である。
Description of drawings
FIG. 4 is the structure of Factor IX showing the presence and location of potential glycosylation sites at Asn 157, Asn 167, Ser 53, Ser 61, Thr 159, Thr 169, and Thr 172. 1 is a scheme illustrating an exemplary embodiment of the present invention where carbohydrate residues on a Factor IX peptide are remodeled and GlycoPEGylated: (A) the galactose residue obtained by removing the sialic acid moiety by sialidase Is GlycoPEGylated using the sialic acid derivative of FIG. 5; (B) the mannose residue is GlycoPEGylated using sialic acid PEG; (C) the sialic acid moiety of the N-glycan is PEGylated (D) The sialic acid moiety of the O-glycan is GlycoPEGylated using sialic acid PEG; (E) Factor IX SDS PAGE gel from 2 (A); ) SDS PAGE gel of Factor IX from the reaction producing 2 (C) and 2 (D). FIG. 6 is a plot comparing the in vivo residual lifetime of non-glycosylated Factor IX and enzymatically GlycoPEGylated Factor IX. 4 is a table comparing the activities of the species shown in FIG. Amino acid sequence of Factor IX. FIG. 5 is a graphical representation of the pharmacokinetic properties of various GlycoPEGylated Factor IX molecules compared to non-PEGylated Factor IX. 1 is a table of representative modified sugar species used in the present invention. 1 is a table of representative modified sugar species used in the present invention. FIG. 5 is a table of sialyltransferases used to transfer modified sialic acid moieties, such as those described herein, and unmodified sialic acid moieties to acceptors.

Claims (11)

次式(I)
Figure 0004738346
(I)
(式中、
Dは、−OHおよびR−L−HN−から選択されるメンバーであり、
Gは、R−L−および−C(O)(C〜C)アルキルから選択されるメンバーであり、
は、直鎖または分枝ポリ(エチレングリコール)残基から選択されたメンバーを含む部分であり、
Lは、結合、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択されるメンバーであるリンカーであり、
DがOHである場合、GはR−L−であり、Gが−C(O)(C〜C)アルキルである場合、DはR−L−NH−であり、
L−R は、次式:
Figure 0004738346
〔式中、aは、0から20までの整数である〕である
を有する少なくとも1つの部分を含む第IX因子ペプチドであって、
前記式(I)で表される部分が、第IX因子ペプチドの157位のAsn残基、167位のAsn残基、及びそれらの組合せから選択される残基に結合したグリコシル残基に結合している、第IX因子ペプチド
Formula (I) :
Figure 0004738346
(I)
(Where
D is a member selected from —OH and R 1 -L-HN—
G is a member selected from R 1-L-and -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl,
R 1 is a moiety comprising a member selected from linear or branched poly (ethylene glycol) residues;
L is a linker that is a member selected from a bond, substituted or unsubstituted alkyl, and substituted or unsubstituted heteroalkyl;
When D is OH, G is R 1-L-, when G is -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl, D is Ri R 1 -L-NH- der,
LR 1 is represented by the following formula:
Figure 0004738346
[Wherein a is an integer from 0 to 20]
A Factor IX peptide comprising at least one moiety having,
The moiety represented by the formula (I) binds to a glycosyl residue bound to a residue selected from the Asn residue at position 157, the Asn residue at position 167, and combinations thereof of the Factor IX peptide. A Factor IX peptide .
が、
Figure 0004738346
(式中、
eおよびfは、1から2500からそれぞれ独立に選択される整数であり、
qは、0から20までの整数である)から選択されるメンバーである構造を有する、請求項1に記載の第IX因子ペプチド。
R 1 is
Figure 0004738346
(Where
e and f are integers independently selected from 1 to 2500,
2. The Factor IX peptide of claim 1 having a structure that is a member selected from q is an integer from 0 to 20.
が、
Figure 0004738346
(式中、
eおよびfは、1から2500からそれぞれ独立に選択される整数である)
から選択されるメンバーである構造を有する、請求項1に記載の第IX因子ペプチド。
R 1 is
Figure 0004738346
(Where
e and f are integers independently selected from 1 to 2500)
2. The Factor IX peptide of claim 1 having a structure that is a member selected from.
前記ペプチドが、配列番号1のアミノ酸配列を有する、請求項1から3のいずれか1項に記載の第IX因子ペプチド。4. The Factor IX peptide according to any one of claims 1 to 3 , wherein the peptide has the amino acid sequence of SEQ ID NO: 1. 請求項1から4のいずれか1項に記載の第IX因子ペプチドおよび薬学的に許容される担体を含む医薬製剤。A pharmaceutical preparation comprising the factor IX peptide according to any one of claims 1 to 4 and a pharmaceutically acceptable carrier. 請求項1から4のいずれか1項に記載の第IX因子ペプチドを含む、血液凝固刺激剤。A blood coagulation stimulant comprising the factor IX peptide according to any one of claims 1 to 4. 請求項1から4のいずれか1項に記載の第IX因子ペプチドを含む、血友病治療剤。A therapeutic agent for hemophilia comprising the factor IX peptide according to any one of claims 1 to 4. 次式(I):
Figure 0004738346
(I)
(式中、
Dは、−OHおよびR−L−HN−から選択されるメンバーであり、
Gは、R−L−および−C(O)(C〜C)アルキルから選択されるメンバーであり、
は、直鎖または分枝ポリ(エチレングリコール)残基から選択されるメンバーを含む部分であり、
Lは、結合、置換または非置換アルキル、および置換または非置換ヘテロアルキルから選択されるメンバーであるリンカーであり、
DがOHである場合、GはR−L−であり、Gが−C(O)(C〜C)アルキルである場合、DはR−L−NH−であり、
L−R が次式:
Figure 0004738346
〔式中、aは、0から20までの整数である〕である
を含む第IX因子ペプチドコンジュゲートであって、
前記式(I)で表される部分が、第IX因子ペプチドの157位のAsn残基、167位のAsn残基、及びそれらの組合せから選択される残基に結合したグリコシル残基に結合している第IXペプチドコンジュゲート、を製造する方法であり
(a)次式:
Figure 0004738346
を有するPEG−シアル酸供与体部分と、基質第IX因子ペプチドと、前記PEG−シアル酸を前記第IX因子ペプチドのアミノ酸またはグリコシル残基に転移する酵素と、を転移に適切な条件下で接触させること、を含む方法。
Formula (I):
Figure 0004738346
(I)
(Where
D is a member selected from —OH and R 1 -L-HN—
G is a member selected from R 1-L-and -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl,
R 1 is a moiety comprising a member selected from linear or branched poly (ethylene glycol) residues;
L is a linker that is a member selected from a bond, substituted or unsubstituted alkyl, and substituted or unsubstituted heteroalkyl;
When D is OH, G is R 1-L-, when G is -C (O) (C 1 ~C 6) alkyl, D is Ri R 1 -L-NH- der,
LR 1 represents the following formula:
Figure 0004738346
[Wherein a is an integer from 0 to 20]
A Factor IX peptide conjugate comprising,
The moiety represented by the formula (I) binds to a glycosyl residue bound to a residue selected from the Asn residue at position 157, the Asn residue at position 167, and combinations thereof of the Factor IX peptide. Wherein the first IX peptide conjugate is
(A) The following formula:
Figure 0004738346
A PEG-sialic acid donor moiety having a substrate , a substrate Factor IX peptide, and an enzyme that transfers the PEG-sialic acid to an amino acid or glycosyl residue of the Factor IX peptide under conditions suitable for transfer A method comprising.
が、以下:
Figure 0004738346
(式中、
eおよびfは、1から2500からそれぞれ独立に選択される整数であり、
qは、0から20までの整数である)
から選択されるメンバーである構造を有する、請求項に記載の方法。
R 1 is:
Figure 0004738346
(Where
e and f are integers independently selected from 1 to 2500,
q is an integer from 0 to 20)
9. The method of claim 8 , having a structure that is a member selected from.
が、以下:
Figure 0004738346
(式中、
eおよびfは、1から2500からそれぞれ独立に選択される整数である)
から選択されるメンバーである構造を有する、請求項に記載の方法。
R 1 is:
Figure 0004738346
(Where
e and f are integers independently selected from 1 to 2500)
9. The method of claim 8 , having a structure that is a member selected from.
前記第IX因子基質ペプチドが、配列番号1に記載のアミノ酸配列を有する、請求項8から10のいずれか1項に記載の方法。11. The method according to any one of claims 8 to 10, wherein the Factor IX substrate peptide has the amino acid sequence set forth in SEQ ID NO: 1.
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