JP6297969B2 - 部位特異的モノpeg化エキセンジン類似体およびその調製方法 - Google Patents

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Description

概要
本発明は、部位特異的モノPEG化エキセンジン類似体、調製方法、および薬学的使用に関する。
1960年代に、MclntyreおよびElrickらは、グルコースを経口投与すると、静脈内注入するよりもはるかに大きなインスリン応答が誘導されるという「インクレチン効果」を発見した。Perleyらによって行われた別の研究により、この「インクレチン効果」が、食後のインスリン放出の50%超を構成することが実証された。1986年に、Nauckらが、2型糖尿病(T2DM)患者では「インクレチン効果」が低下していることを発見した。このことから、インクレチン系の異常がT2DMの病因の1つであり得ることが示唆された。
インクレチンは、GLP−1およびグルコース依存性インスリン分泌刺激ペプチド(GIP)を含めて、消化管に由来しグルコースレベルに依存するホルモンであり、食後のインスリン分泌を刺激することができる。GLP−1は、T2DMの治療戦略の開発において、より重要な役割を果たすと思われる。GLP−1は、インスリン分泌を促進して血糖値を管理し、同時に、膵島β細胞の増殖を刺激し、β細胞のアポトーシスを防止し、グルカゴン放出、胃腸運動、および胃液分泌を抑制し、胃内容排出を遅延させ、満腹をもたらし、食欲を抑える。しかし、GLP−1は、in vivoではDPP−IVによって急速に分解され、半減期は1〜2分と短い。その結果として、その用途および開発は限定されている。
トカゲのHeloderma suspectumの唾液から単離されるエキセンジン−4は、39個のアミノ酸を有するGLP−1類似体であり、GLP−1との相同性は53%である。これは、GLP−1と同様にGLP−1受容体に結合して、T2DMを治療するためにインスリン分泌を刺激し、空腹を軽減し、食後の血中グルコースを低下させることができる。GLP−1のN末端から2番目のアミノ酸残基はアラニンであり、エキセンジン−4ではこれがグリシンに置換されている。これにより、in vivoでのジペプチダーゼ(DPP−IV)による分解に対する耐性が与えられて、半減期が1〜2分から2〜4時間に延びる。それゆえに、これは、1日2回投与される収載製品(listed product)に開発された(Byetta、Amylin Corporation)。
しかし、頻回の注射により患者のコンプライアンスは低いため、徐放性剤形に関する飽くなき研究が行われている。例えば、リラグルチド(NN−2211)がNovo Nordiskによって開発され、1日1回投与され、Exenatide LAR(PLGAマイクロスフェア)がAmylinによって開発され、毎週1回投与されている。したがって、長時間作用製剤または非注射製剤が、研究および開発のトレンドとなっている。
長時間作用性治療用ペプチド/タンパク質に関して最も広く研究され使用されている医薬製剤技術は、PEG化である。活性化ポリエチレングリコール(PEG)誘導体は、治療用タンパク質上の特定の接近可能なアミノ酸残基と反応して、新しい分子を形成する。最もよく研究され広く使用されている医用長時間作用性ペプチド/タンパク質技術は、ペグ化技術である。この技術により、活性化ポリエチレングリコール試薬とペプチドまたはタンパク質上の特定のアミノ酸残基との反応によって、新しい分子を形成することができる。1種の水溶性高分子としてのポリエチレングリコールは、タンパク質/ペプチドに次の特徴を与えた可能性がある:(1)薬物溶解性の向上、(2)免疫原性の低下、(3)腎クリアランスの減少に起因する血中半減期の延長。これらの特徴は、薬物作用の延長および患者のコンプライアンスの改善に寄与する。
一般に、PEG化技術は、活性化PEG誘導体をペプチドまたはタンパク質上の活性残基(活性の順に、メルカプト、アミノ、カルボキシなど)と反応させて、安定な化学結合を有するPEG化生成物を形成させる。しかし、多数の反応性残基が存在するため、異なる残基がPEG化された様々なモノPEG化生成物の混合物が生じる。さらに、PEGのモル比が高く、かつ反応が継続される状況では、マルチPEG化化合物が形成される場合があり、このことは、in vivoでの薬物の活性および有効性に大いに影響を及ぼし得る。さらに、マルチPEG化生成物の品質管理は困難である。したがって、PEG化された市販薬は、基本的にはモノPEG化されたものである。
モノPEG化の位置は、ペプチド薬またはタンパク質薬の活性に大いに影響を及ぼすため、最良の任意選択の活性部位を有するモノPEG化生成物を調製することが必要である。
部位特異的PEG化の既存技術は、以下の2つのタイプを含む。
1つ目は、構造体上の反応性残基の数を管理するものである。広く使用されている手法は、最良の任意選択の位置で変異させるもの、または合成プロセスでシステインを付加し、続いて、メルカプト反応性PEG誘導体(PEG化マレイミドアミンなど)をシステインに結合させるものである。しかし、i)この方法は、薬物の構造を変化させて、薬物の有効性および毒性を不明確にしてしまい、ii)システインは容易に酸化され得るため、システインの導入は、タンパク質の安定性に影響を及ぼす可能性がある。他の手法は、リシンのアミノ基をPEG化部位と考え、反応させる必要のある特定のリシン以外のリシンをアルカリ性アルギニンで置換する。この手法もまた、構造変化が原因で、医薬品の有効性および毒性に大いに影響を及ぼす。本出願の発明者は、このような構造変化が治療用ペプチドの効果を大きく変えることを実験によって実証した。
2つ目は、酸性条件でポリエチレングリコールプロピオンアルデヒド誘導体を用いて、N末端アミノ基を修飾するものである。数名の研究者が、N末端アミノ基のpKaはリシン残基のアミノ基より小さい、すなわちアルカリ性の性質が強いことを見出している。したがって、リシンのアミノ基を用いたPEG化はアルカリ性条件(pH7〜8)で実施される必要があるのに対し、N末端アミノ基の場合は、リシンのアミノ基が反応しない酸性条件(pH5〜6)で実施される必要がある。したがって、数名の研究者が、酸性条件下でのN末端アミノ基の部位特異的PEG化を提唱した。しかし、この手法には2つの欠点がある。1つ目は、活性部位がN末端にある場合には適用できないことであり、2つ目は、PEG誘導体のモル比を最大5または10とした場合、回収率は50%〜60%にすぎず、その結果、コストが高くなり製造が不可能になることである。
システインがない場合、部位特異的PEG化によってエキセンジン−4類似体を修飾するためにPEGマレイミドを使用することができず、また、N末端活性部位(British Journal of Pharmacology、2003、140、339〜346を参照されたい)は、ポリエチレングリコールプロピオンアルデヒドを用いたN末端部位特異的PEG化に対応することができない。
エキセンジン−4類似体は、最大で4個のリシン、N末端アミノ基を含む場合は合計5個の潜在的な反応部位を含む。したがって、ポリエチレングリコールスクシンイミジル誘導体が、エキセンジン−4類似体の側鎖のアミノ基を修飾するのに使用される場合、このプロセスにより、マルチPEG化生成物およびモノPEG化生成物の混合物が必然的に生成されているとする。混合物のうちで、1種の化合物のみが、最良の活性な目標生成物である。
Younらは、Fmoc(9−フルオレニルメトキシカルボニル)を用いて、反応に関与することが望ましくないアミノ基を保護するための方法を提唱した(Biocomjugate Chem、2007、18,500〜506)。しかし、この手法にはかなり不都合な点がある。すなわち、Fmoc保護基は、アルカリ性環境で非常に脱落しやすい点である。実際に、ペプチド合成に関する多くの実験では、Fmoc保護基を除去するために塩基(20%ピペリジン)を使用する。エキセンジン−4類似体中のアミノ基のPEG化は、ある種のアルカリ性条件で起こりうる。これらの矛盾する状況によって、Fmocによって保護されているペプチドがアルカリ性条件でPEG化修飾される場合、Fmocは非常に脱落しやすく、必然的に、かなりの量のマルチPEG化副産物が生成される。
したがって、部位特異的モノPEG化エキセンジン−4類似体を調製するための方法を提供することが必要である。
詳細な説明
本発明は、部位特異的モノPEG化エキセンジン類似体を調製するための方法、および記載した方法によって調製される部位特異的モノPEG化エキセンジン類似体を提供するものである。
記載した本発明の目的を実現するために、本発明は、以下のステップ:
(1)エキセンジン−4類似体のペプチド原料を合成するステップであって、
ペプチドの一部のリシン残基を、保護基のDdeによって保護し、ここで、Ddeは、N−α−1−(4,4−ジメチル−2,6−ジオキソシクロヘキシ−1−イリデン)エチル(N−α−1−(4,4−dimethyl−2,6−dioxocyclohex−1−ylidene)ethyl)であるステップ、
(2)ペプチド材料とポリエチレングリコール試薬との反応をアルカリ性有機溶媒中で行い、Ddeを有していないLys残基をポリエチレングリコール基と結合させるステップ、
(3)ステップ(2)によって製造された生成物の保護基を除去し、分離し精製した後、PEG化エキセンジン類似体を得るステップ
を含む、部位特異的モノPEG化エキセンジン類似体を調製するための方法を提供する。
本発明において開示された方法では、アルカリ性条件に対する耐性がFmocより強い保護基としてDdeを利用して、Fmocの不安定性(脱落)に起因するマルチPEG化および様々な副産物を回避する。したがって、副産物が大きく減少し、これにより、大規模な調製が可能になる。
開示された方法に従って、ペプチド原料は、ポリエチレングリコール基に結合させるために、Ddeによって保護されていないLys残基上の位置を少なくとも1つ有するべきであり、好ましくは、部位特異的モノPEG化エキセンジン類似体の調製を容易にするために、Ddeによって保護されていないLys残基中の位置を1つだけ有するべきである。
開示された方法によれば、ペプチドのN末端は、Dde保護基またはFmoc保護基によって保護することができる。薬学的純度という面からは、Ddeで保護されたN末端の方がよい。しかし、Fmocで保護されたN末端はあまり多くのマルチPEG化エキセンジン類似体をもたらさないことが反応によって実証されたため、コストの点で、Fmocで保護されたN末端が選択される可能性が高い。
例えば、開示された方法によれば、具体的なペプチド原料は、以下の構造を有し得る。
(X)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−Y1−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−Y2−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Y3−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−Y4
(式中、XはFmocまたはDdeであり、ZはLeuまたはIleであり、Y1〜Y4はLysまたは(Dde)Lysであり、Y1〜Y4の少なくとも1つはLysであり、好ましくは、Y1〜Y4のうちで、Y2〜Y4のうちの1つだけがLysであり、残りが(Dde)Lysであり、より好ましくは、Y2はLysであり、Y1、Y3、およびY4は(Dde)Lysである。)
それにもかかわらず、本発明には、上記の配列のPEG化エキセンジン類似体を調製するにあたって制限はない。アミノ酸配列中に複数のLys残基(少なくとも2個のLys残基)があることを条件として、エキセンジン−4類似体を含むすべてのエキセンジン類似体の間で、本発明の方法は、モノPEG化エキセンジン類似体を調製するのに適切である。4個のLys残基を有するエキセンジン類似体の構造は比較的複雑であるため、本発明は、モノPEG化エキセンジン類似体を調製するために、4個のLys残基を有するペプチドを使用する。本発明の方法は、本出願者が中国特許出願CN101125207Aにおいて開示したPEG化エキセンジン類似体すべてを調製するのに適している。CN101125207Aにおいて開示された内容は、本出願に組込まれる。
本発明の製造方法によれば、PEG誘導体(PEG化誘導体)の分子量(MW)は20,000〜60,000Daである。さらに、CN101125207Aで開示されている分岐構造を有するポリエチレングリコールが、本発明の方法に従って使用され得る。
例えば、本発明の1つの実施形態は、以下のとおりである。
以下の手順による、部位特異的モノPEG化エキセンジン−4類似体の調製および精製。
1.保護基を有するエキセンジン−4類似体の合成
PEG化がN末端アミノ基において起こる場合、保護基を有する以下の構造のエキセンジン−4類似体が合成される:
His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−(Dde)Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−(Dde)Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−(Dde)Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−(Dde)Lys
PEG化がLys12の側鎖アミノ基において起こる場合、保護基を有する以下の構造のエキセンジン−4類似体が合成される:
(Fmoc)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−(Dde)Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−(Dde)Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−(Dde)Lysまたは
(Dde)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−(Dde)Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−(Dde)Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−(Dde)Lys;
PEG化がLys20の側鎖アミノ基において起こる場合、保護基を有する以下の構造のエキセンジン−4類似体が合成される:
(Fmoc)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−(Dde)Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−(Dde)Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−(Dde)Lysまたは
(Dde)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−(Dde)Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−(Dde)Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−(Dde)Lys;
PEG化がLys27の側鎖アミノ基において起こる場合、保護基を有する以下の構造のエキセンジン−4類似体が合成される:
(Fmoc)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−(Dde)Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−(Dde)Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−(Dde)Lysまたは
(Dde)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−(Dde)Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−(Dde)Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−(Dde)Lys;
PEG化がLys40の側鎖アミノ基において起こる場合、保護基を有する以下の構造のエキセンジン−4類似体が合成される:
(Fmoc)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−(Dde)Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−(Dde)Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−(Dde)Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−Lys、または
(Dde)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−(Dde)Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−(Dde)Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−(Dde)Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−Lys;
2.保護基を有するエキセンジン−4類似体および特定のモル比の分子量20,000〜60,000Daを有するPEG誘導体(好ましくは、40KD Y型PEG−NHSエステル)を適切な量の有機溶媒(好ましくはDMSO)中に溶解する。完全に溶解させた後、PEG誘導体と反応しない有機塩基を添加して、アルカリ性環境を実現する。試薬として、トリエチルアミン(TEA)、ジイソプロピルエチルアミン(DIEA)、4−ジメチルアミノピリシン(DMAP)、2,4,6−トリメチルピリシン(コリシン)、ルチジン(lutidine)、ピリジン(pyridine)などを使用することができる。
3.PEG化反応は、(40℃を超えない)特定の温度で一定期間、溶液系を保存することによって実施する。続いて、十分な量の試薬(好ましくはヒドラジン水化物)を添加して、Fmoc保護基およびDde保護基を除去する、特定の温度(40℃未満)でいくらかの時間で、すべての保護基が除去されている。
4.最終反応溶液を純水で10倍に希釈し、直ちにHCLまたは酢酸を用いてpHを5.0〜6.0に調整して、試料の安定性を確保する。次いで、SOURCE 30RPC充填剤および20mM酢酸を含む水:アセトニトリルまたは水:エタノール系を利用して、直線勾配溶離法による目標PEG化エキセンジン−4類似体の単離および精製を実現する。
5.さらに、陽イオン交換樹脂、10mMクエン酸緩衝塩、1.5M NaClを用いて、最終ステップから得られた(いくらかの有機溶媒、アセトニトリル、またはエタノールを含有する)目標化合物を精製して、勾配溶離法によって有機溶媒を除去する。
6.10KD限外ろ過フィルムを用いて、ステップ5から得られたPEG化エキセンジン−4類似体の限外ろ過を実施する。純水を用いた脱塩のために、分子ふるいクロマトグラフィーを使用する。得られたPEG化エキセンジン−4類似体水溶液を凍結乾燥した後、PEG化エキセンジン−4類似体原料を得る。
本発明の目的を実現するために、前述の方法によって調製したPEG化エキセンジン類似体を提供する。
本発明の目的を実現するために、本発明はまた、エキセンジン類似体が以下の配列を有するPEG化エキセンジン類似体も提供する。
His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−Lys、
(式中、ZはLeu(配列番号1)またはIle(配列番号2)であり、1つのLys残基のアミノ基はポリエチレングリコールに結合している。)
好ましくは、前述の配列において、Lys20残基またはLys27残基のアミノ基は、ポリエチレングリコールに結合している。
本発明の目的を実現するために、本発明はまた、PEG化エキセンジン類似体を用いる、糖尿病または肥満の治療への使用も提供する。
本発明の方法によれば、不安定なFmocによって引き起こされるマルチPEG化を回避するために、より安定性の高い保護基としてのDdeを使用して、低いモル比の反応物質を用いてPEG化エキセンジン類似体を低コストおよび高回収率で得ることを実現する。本発明のPEG化エキセンジン類似体は部位特異的モノPEG化エキセンジン類似体であり、副生成物がわずかであるため、副生成物により生じる様々な副作用を回避するのに役立つ。
本発明のより詳細な説明のために、添付図面を用いて、具体的な実施方法を用いた個々の実施形態を説明する。しかしながら、本発明は、それら個々の実施形態に限定されない。
部位特異的に保護されたエキセンジン−4類似体のMALDI−TOF質量スペクトルである。 部位特異的に保護されたエキセンジン−4類似体のPEG化前およびPEG化後のHPLCクロマトグラムである。 PEG化エキセンジン−4類似体のSOURCE精製クロマトグラムである。 PEG化エキセンジン−4類似体のSP陽イオン交換精製クロマトグラムである。 PEG化エキセンジン−4類似体の分子ふるい脱塩クロマトグラムである。 C57 BL/6マウス腹腔内グルコース負荷試験(n=8)に対するモノPEG化HYBR−003−PEGの影響を示す図である。図中、aは、ブランクに対してP<0.01であり、bは対照に対してP<0.01である。
具体的な実施方法
(1)合成で使用されるアミノ酸単量体
Fmoc−His(Trt)−OH、Dde−His(Trt)−OH、Fmoc−Ala−OH、Fmoc−Gly−OH、Fmoc−Glu(OtBu)−OH、Fmoc−Thr(tBu)−OH、Fmoc−Phe−OH、Fmoc−Ser(tBu)−OH、Fmoc−Asp(OtBu)−OH、Fmoc−Leu−OH、Fmoc−Lys(Boc)−OH、Fmoc−Lys(Dde)−OH、Fmoc−Gln(Trt)−OH、Fmoc−Val−OH、Fmoc−ILe−OH、Fmoc−Trp(Boc)−OH、Fmoc−Asn(Trt)−OH、Fmoc−Pro−OH、Fmoc−Cys(Trt)−OH
上記の略語は次のとおりである。Fmocは9−フルオレニル−メトキシカルボニル、Bocはtert−ブトキシカルボニル基、Trtはトリチル、OtBuはtert−ブトキシ、tBuはtert−ブチル、DdeはN−α−1−(4,4−ジメチル−2,6−ジオキソシクロヘキシ−1−イリデン)エチル
(2)試薬:N,N−ジイソプロピルエチルアミン、ジイソプロピルカルボジイミド(DIC)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、ジクロロメタン、ヘキサヒドロピリジン、1−ヒドロキシベンゾトリアゾールトリアゾール、リンクアミド(Rink Amide)樹脂、ニンヒドリン、メタノール、トリイソプロピルシラン、トリフルオロ酢酸
(3)操作
A.合成:0.25mmolの規模で例示すると、リンクアミド樹脂0.5gおよびDIC/HOBt法を用いて活性化しておいたアミノ酸1mmolの存在下、反応器中でC末端からN末端に向かって配列を合成した。25℃の室温で反応を行い、この工程は以下のように実施した。
1.20%ピペリシンDMF溶液を用いることによって、保護基Fmocを除去した。各工程につき10分。
2.10mLのDMFを用いて3回洗浄し、液体を捨てる。
3.保護されたアミノ酸(1mmol)およびHOBt(1mmol)を10mLのDMFに溶解し、活性化するためにDIC(1mmol)を10分間添加した。
4.活性化されたアミノ酸の溶液を反応器に添加し、1時間振盪した。
5.DMFを用いて3回洗浄し、液体を捨てる。
6.ニンヒドリン反応が陰性である場合、続いてステップ1〜5を繰り返すべきである。陽性である場合、ステップ3〜5を繰り返す。
ペプチド鎖の合成を完了した後、メタノールで樹脂を洗浄し、それを乾燥させる。
B.保護基を除去し、過剰なペプチドを排除する
ペプチドが結合した樹脂1gを反応器に添加し、次いで、溶解溶液(比率:アニソール2ml、メタノール2ml、トリイソプロピルシラン2ml、およびトリフルオロ酢酸6ml)を添加した。
室温で2時間、試料を振盪した。ろ過後、ろ液を回収した。少量の酢酸で樹脂を洗浄した。回収した試料を合わせ、濃縮した。沈殿物をろ過した後、ジエチルエーテルを沈殿物に添加し、少量のジエチルエーテルで試料を洗浄し、次いで、粗生成物を得た。
C.分取HPLCによって試料を分離および精製し、凍結乾燥した。
得られた粗生成物を少量の10%酢酸溶液に溶解し、カラムに載せ、分取HPLCによって精製し、次いで凍結乾燥した。質量分析法によって、得られたペプチドが必要とされる化合物であることを証明した。
クロマトグラムカラム:Boston C18、5um、100A、波長214nm、Waters製分取HPLC
勾配:10% 0.05% TFA/CAN−45% 0.05% TFA/CAN 20分、45% 0.05% TFA/CAN 10分。
図1は、部位特異的に保護されたエキセンジン−4類似体のMALDI−TOF質量スペクトルである。
部位特異的に保護されたエキセンジン−4類似体をPEG化するための方法
本実施形態では、エキセンジン−4類似体上のPEG化できる唯一の遊離側鎖アミノ基に結合し修飾するために、従来のアミノPEG誘導体、例えば、(SC−PEG、SS−PEG、NHS−PEGなど)を使用した。ここで、PEG誘導体は、好ましくは40KD Y型NHS−PEGから選択され、部位特異的に保護されたエキセンジン−4類似体は、
(Fmoc)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−(Dde)Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−(Dde)Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−(Dde)Lysまたは
(Fmoc)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−(Dde)Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−(Dde)Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−(Dde)Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−Lys
である。
部位特異的に保護されたエキセンジン−4類似体2gおよび40KD Y型NHS−PEG 26g(ペプチドに対するモル比は約1.5:1)をDMSO 400mLに溶解し、次いで、40℃で継続的に撹拌した。完全に溶解した後、トリエチルアミン(TEA)200uL(0.05%)を添加して、温度40℃でのPEG化反応を活性化し、2時間撹拌することによって、PEG化を実質的に完了させた(90%以上。保護されたエキセンジン−4類似体に基づいて算出)。次いで、ヒドラジン8ml(2%)を40℃で添加し、反応が終わるまで溶液を1時間撹拌して、保護基を除去した。最終反応溶液を純水で10倍に希釈し、6M HCLを用いてpHを6.0に直ちに調整し、次いで、4℃に冷却して保存した。
図2は、部位特異的に保護されたエキセンジン−4類似体のPEG化前およびPEG化後のHPLCクロマトグラムである。
PEG化エキセンジン−4類似体を単離および精製するための方法
純粋なPEG化エキセンジン−4類似体原料は、部位特異的に保護されたエキセンジン−4類似体の最終反応溶液の逆相HPLC、イオン交換、限外ろ過、分子ふるい、および凍結乾燥によって得ることができる。
A.SOURCE逆相HPLCによる精製
移動相:A相:20mM HAc、5%アセトニトリル;B相:20mM HAc、50%アセトニトリル
カラム:GE Fineline Pilot 35
充填剤:SOURCE 30RPC 175mL
流速:30mL/分
溶離勾配:試料を送達した後、カラム体積の2倍量で平衡化する。0〜30% 5分、30%〜100% 5分。
図3は、PEG化エキセンジン−4類似体のSOURCE精製クロマトグラムである。
B.SP陽イオン交換精製
移動相:A相:10mM pH3.5 CBS
B1相:10mM pH3.5 CBS+0.15M NaCL
B2相:10mM pH3.5 CBS+1.5M NaCL
クロマトグラフィーのカラム:GE XK 50
充填剤:SPセファロース Fast Flow 600mL
流速:30mL/分
勾配溶離:0%〜100% B1相20分、100% B1相〜B2相100% 0分
図4は、PEG化エキセンジン−4類似体のSP陽イオン交換精製クロマトグラムである。
C.限外ろ過
装置:10KD PALL剪断限外ろ過
プレフィルター添加体積は2400mLであり、ろ過後は400mLであった。
限外濾過(1000mL〜400mL)を3回繰り返した。
D.G25脱塩
移動相:水
クロマトグラフィーのカラム:GE XK 50
充填剤:G25;900mL
流速:30mL/分
試料の添加量:200mL
図5は、PEG化エキセンジン−4類似体の分子ふるい脱塩クロマトグラムである。
E.凍結乾燥
PEG化エキセンジン−4類似体純水溶液の共融点は約−5℃であり、したがって、1回目の凍結乾燥温度は−10℃に設定し、2回目は5℃に設定する。他のパラメーター(凍結時間およびオーブン温度など)は、試料の量、凍結乾燥器の性能、および個々の気候条件に応じて設定する。
正常C57マウスにおける腹腔内グルコース負荷試験(IPTT)
(1)材料
動物:Shanghai SLACCAS Laboratory Animal Co.からSPFレベルのC57マウスを購入した。会社の一時的な動物飼育施設で動物を飼育した。CLクラス。量:60匹、性別:雄。
試薬:エキセンジン−4類似体(0.125ug/ml);PEG化エキセンジン−4類似体(3.125ug/ml、未修飾のペプチドに基づいて算出);グルコースキット;20%グルコース注射;および生理食塩水注射。
(2)実験方法
薬剤投与チーム:PEG化エキセンジン−4類似体(3.125ug/ml、未修飾の(bare)ペプチドに基づいて算出)を各マウスに投与した。投与量0.2mL/20gのブランク群;0.2mL/20gの投与量で生理食塩水を各マウスに注射した。対照群:0.2mL/20gの投与量でエキセンジン−4類似体(0.125ug/ml)を各マウスに投与した。血中グルコースを検査する30分前に、0.2ml/体重20gの20%グルコース溶液を腹腔内注射することによって、血中グルコース負荷を実現した。投与後24時間後および72時間後に、試験した動物の血糖降下効果の持続期間を観察した。
(3)実験結果
図6は、個々のPEG化エキセンジン−4類似体の血糖降下効果の持続期間を示す。

Claims (6)

  1. 以下のステップ:
    (1)エキセンジン類似体のペプチド原料を合成するステップであって、前記ペプチド原料のリシン残基の一部は、N−α−1−(4,4−ジメチル−2,6−ジオキソシクロヘキシ−1−イリデン)エチルであるDdeによって保護されており、前記ペプチド原料が、保護されていないLys残基を1つだけ含む、ステップと、
    (2)ステップ(1)に記載のペプチド原料をアルカリ性有機溶媒中でPEG誘導体と反応させて、保護されていないLys残基をポリエチレングリコール基と結合させるステップと、
    (3)ステップ(2)で製造された生成物の保護基を除去し、前記生成物を単離、精製して、PEG化エキセンジン誘導体を得るステップと
    を含む、PEG化エキセンジン類似体を調製するための方法{ここで、前記PEG化エキセンジン誘導体は、His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−Lys−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−Lys−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Lys−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−Lys(式中、ZはLeu(配列番号1)またはIle(配列番号2)であり、1つのLys残基のアミノ基はポリエチレングリコールに結合している。)}。
  2. 前記ペプチド原料において、N末端がDdeまたはFmocによって保護されており、Fmocが9−フルオレニル−メトキシカルボニルである、請求項1に記載の方法。
  3. 前記ペプチド原料が以下の構造:(X)His−Gly−Glu−Gly−Thr−Phe−Thr−Ser−Asp−Leu−Ser−Y1−Gln−Z−Glu−Glu−Glu−Ala−Val−Y2−Leu−Phe−Ile−Glu−Trp−Leu−Y3−Asn−Gly−Gly−Pro−Ser−Ser−Gly−Ala−Pro−Pro−Pro−Ser−Y4、(式中、XはFmocまたはDdeであり、ZはLeuまたはIleであり、Y1〜Y4はLysまたは(Dde)Lysであり、Y1〜Y4の少なくとも1つはLysである)を有する、請求項1に記載の方法。
  4. Y1〜Y4において、Y2〜Y4のうちの1つだけがLysであり、残りが(Dde)Lysである、請求項3に記載の方法。
  5. Y2がLysであり、Y1、Y3、およびY4が(Dde)Lysである、請求項4に記載の方法。
  6. 請求項1から5の一項に記載の方法に従って調製した、PEG化エキセンジン類似体。
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