JPH02108699A - 上皮細胞成長因子誘導体 - Google Patents

上皮細胞成長因子誘導体

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JPH02108699A
JPH02108699A JP63259752A JP25975288A JPH02108699A JP H02108699 A JPH02108699 A JP H02108699A JP 63259752 A JP63259752 A JP 63259752A JP 25975288 A JP25975288 A JP 25975288A JP H02108699 A JPH02108699 A JP H02108699A
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JP
Japan
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egf
growth factor
polyethylene glycol
cell growth
epithelial cell
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JP63259752A
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Yoshio Kajimura
梶村 芳雄
Toshihiko Sumida
隅田 利彦
Koichi Tamura
浩一 田村
Toshiyuki Uesugi
上杉 利幸
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Wakunaga Pharmaceutical Co Ltd
Original Assignee
Wakunaga Pharmaceutical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発゛明の背景〕 技術分野 本発明は、新規な上皮細胞成長因子誘導体に関する。さ
らに詳細には、本発明は、ヒト上皮細胞成長因子とポリ
エチレングリコールとの複合体に関するものである。
先行技術 成長因子(Growth faetor)とは、rin
vivoまたはIn vltroにおいて動物細胞の成
長を促進するものであって栄養物質でないもの」であり
、[:Ann、  Rev、  Bloches、、 
 45,531−558(f97B))  、 従来の
ホルモンやその担体なども成長因子の範時に入る。
このような因子は、現在、約40種類知られている。
これらの成長因子のうち、上皮細胞成長因子はヒトや馬
の尿中からも、ウサギ、ラットおよびマウスの顎下腺か
らも単離され、補乳動物中にその種を越えて存在してい
ることが知られている(Adv、 Mctab、 Di
s、、 8.2fi5(1975)、特開昭56−25
112号公報等〕。なかでも、ヒト上皮細胞成長因子(
human Eplderlal Growth Fa
−ctor:hEGP)は、1975年にコーエン(S
、 Cohen)らにより人尿中から単離された上皮組
織の増殖角化を促進するヒト由来の因子として紹介され
(Proc、 Natl、 Acad、 Sci、υS
^、 72.1317(1975) )、また同年グレ
ゴリ−(H,Gregory)らによって人尿中から単
離された胃酸分泌抑制作用をもつヒトウロガストロン(
husan Llrogastrone:h−LIG)
として紹介された[Nature、 257.325(
1975) ]ポポリペブチと同一物質であって、分子
量が約6000で53残基のアミノ酸によりなっていて
その分子中に3本のジスルフィド結合を有するポリペプ
チド〔代謝、17.51〜5g (1980) )であ
るということが現在わかっている(以下上皮細胞成長因
子をEGFと記す)。
そして、EGFの生理活性および薬理活性として現在ま
でに報告されているものは、胃酸分泌抑制作用(Cut
、18.1877(1975) 、1d1d、、23.
95](1982)) 、抗潰瘍作用(Cut、22.
927(1981)、Br1d。
J、Surg、、84.830(1977)) 、消化
管粘膜保護作用(特開昭60−9686号公報)、DN
A合成促進作用(Gut、22.927(1981)、
J、Physiol、、 325.35(19g2) 
) 、角膜修復作用〔特開昭59−65020号公報〕
、カルシウム遊離促進作用(Endocrlnolog
y、107.270(1980)) 、創傷治癒促進作
用(Plast、 Rlconstr、 Surg、、
  84.7[i8 (1979)、J、 Surg、
 Res、、33.164(19g2)) 、抗炎症作
用(特開昭60−115784号公報)および鎮痛作用
(特開昭60−115785号公報)等がある。
しかしながら、EGFが不安定であるため、体内に投与
した場合、血中ですみやかに代謝され、治療効果が充分
期待できず、医薬品化に至っていないのが現状である(
InL、J、Pharm、、 48.1−9(19H)
)そこで、血中での徐放化に伴う作用持続化が期待し得
る化合物が望まれるところである。
〔発明の概要〕
要旨 本発明は、上記問題を解決することを目的とし、鋭意研
究を重ねた結果、EGFにポリエチレングリコールを化
学的に結合させることにより、血清中で徐々にEGF様
活性を示すことを見出し、この知見をもとに新規な誘導
体を合成し、これを提供することにより上記目的を達成
しようとするものである。
従って、本発明によるEGF誘導体は、h−EGFの3
個の1級アミノ基の少なくとも一つにポリエチレングリ
コールが結合してなること、を特徴とするものである。
また、本発明によるEGF誘導体の好ましい態様は、ポ
リエチレングリコールが分子量的1.000〜10,0
00のものであること、である。
効果 本発明によるEGF誘導体は、血清中で、容易に代謝さ
れるようなことがなく徐々にEGF様活性を示すため、
本誘導体単独で徐放性製剤および持続性製剤として応用
可能である。
また、水溶性および脂溶性の両親媒性を有するため任意
の製剤化が可能であり、更に、これによって体内吸収お
よび動態も改善されることより、幅広い治療効果が期待
できる。
h−EGFにポリエチレングリコールを結合させること
によって得られるこのような効果は、思いがけなかった
ことと解される。
〔発明の詳細な説明〕
EGF誘導体 本発明によるEGF誘導体は、h−EGFの3個の1級
アミノ基の少なくとも一つにポリエチレングリコールが
化学的に結合した複合体である。
ポリエチレングリコールの結合はその一方の水酸基末端
側を介するものであるが、この結合部位のアミノ基は、
h−EGFのN末端アミノ基、および2つのリジンの遊
離1級アミノ基のうちの1ケ所または複数ケ所のアミノ
基であり、結合様式は共有結合であればよい。
本発明におけるh−EGFとポリエチレングリコールと
の結合様式は、h−EGFのアミノ基とポリエチレング
リコールの末端基が直接結合したもの、および間接的に
結合したもの、いずれをも含むものである。
この様な結合様式として、下記の様なものがある。
(1)   ポリエチレングリコールの水酸基とh−E
GFのアミノ基とを後述するようなスペーサ−を介して
結合させた構造を有するもの ポリエチレングリコールを下式に示されるようなカルボ
ン酸誘導体(詳細後記)とし、このカルボキシル基とh
−EGFのアミノ基とを結合(アミド結合の形成)させ
た構造を有するもの R+0CH2CH2+。0CH2C00H式中RはHl
または水酸基の保護基。
なお、このカルボン酸誘導体の詳細については「タンパ
ク質ハイブリッド」、稲田祐二編、共立出版発行、19
87.4.1発行(初版)を参照されたい。
(2)式で示されるポリエチレングリコール誘導体のカ
ルボキシル基とh−EGFのアミノ基とを後述するよう
なスペーサーを介して結合させた構造を有するもの (4)  h −E G Fのアミノ基にエチレンオキ
サイドを順次付加させた構造を有するもの (5)  ポリエチレングリコールの水酸基とh−EG
Fのアミノ基とが直接脱水結合した構造を有するもの この場合のスペーサーとしては、h−EGF側のアミノ
基とポリエチレングリコール側の水酸基または前記のカ
ルボキシル誘導体のカルボキシル基とを架橋可能な比較
的鎖長の短い二官能性化合物、がある。そのようなスペ
ーサーの具体例は、たとえば特開昭58−152847
号、同61−112042号公報、J、Iimunol
 、Methodslo、 161 (1971i)、
J、Cl1n、Enderinol、Metaboli
sm、44゜91 (1977)、Blochemj、
、 32.1119(1938) 、J、Am。
ChcIl、Soc、、8G、1839(1984) 
、FEBS t、eu、、 16.39<1971)、
USpat、3.In54.090.1ma+unoc
hemlstry、6 。
53(In2)、J、H1stche+g、Cytoe
hc+a、、 22.1084(1974)およびJo
urnal of Biochemistry、78,
235(1975)に開示されている。本発明で好まし
いスペーサーとしては塩化シアヌルがある。
なお、ポリエチレングリコール分子におけるh−EGF
と結合していない側の水酸基末端側は、必要に応じて、
水酸基の保護基たとえば炭化水素残基たとえばアルキル
基(好ましくは炭素数1〜3のアルキル基)またはアリ
ール基たとえばフェニル基または低級アルキル置換フェ
ニル基とエーテル結合した状態であってもよい。
本発明によるEGF誘導体は、任意の酸またはアルカリ
との塩であってもよい。この塩を形成する位置は、EG
Fにおける1級アミノ基または遊離のカルボキシル基の
部位である。
なお、本発明でh−EGFというときは、その生理活性
すなわち上皮細胞成長能を維持している限り、構成アミ
ノ酸の一部の欠失および他アミノ酸との置換により生じ
たその誘導体をも包含するものとする。
h−EGFは、例えば生体成分より単離する方法〔特開
昭58−99418号、同58−219124号、同5
9−204123号公報等、特公昭44−12744号
、同53−4527号、同59−50315号、同59
−50316号、同59−42650号公報等〕や比学
的に合成する方法〔特開昭59−27858号公報等〕
および遺伝子工学的手法により造成する方法〔特開昭5
7−122096号、同58−216697号、同59
−42650号公報等〕が提案されており、合目的的な
任意の方法により調製するこができる。このようにして
調製されたh−EGFは、高純度であることが好ましい
h−EGFのアミノ酸配列は、例えば上記公報に開示さ
れている。
一方、本発明におけるポリエチレングリコールは、一般
式 %式% で示される分子量的200〜4,000,000の一般
的に定義されるようなポリエーテルであるが、好ましく
は分子量的1,000〜 10.000のものであり、さらに好ましくは分子量的
2,000〜4,000のものである。これらの化合物
は、いずれもフリーデル−クラフッ型触媒(たとえば塩
化アルミニウムなどの金属塩化物)、酸あるいはアルカ
リ触媒下でエチレンオキサイドを重合させるなど、合目
的的な任意の方法)により調製することができる。一端
の−OHは前記Rによってエーテル化されていてもよい
ことは前記したところである。
EGF誘導体に製造法 本発明によるEGF誘導体は、上記h−EGFとポリエ
チレングリコールとを前者のアミノ基および後者の一方
の水酸基末端側を介して結合させる任意の方法により調
製することができる。
この結果反応は、例えばアミノ基と水酸基とを架橋可能
な二価性のスペーサーを使用して行なうことができるこ
とは前記した通りである。
またこの結合反応は、例えば、ポリエチレングリコール
の水酸基の一方の水酸基末端側にカルボキシル基を導入
し、これをあらかじめオキザリルクロリド、チオニルク
ロリド、チオニルプロミド、ジシクロへキシルカルボジ
イミド、N、N’  −ジスクシンイミジルカーボネー
ト、エチル−クロロカーボネート等で酸ハロゲン化物、
酸無水物、混合酸無水物あるいは活性ニス、チル化体等
の反応性酸誘導体とした後、これをh−EGFと反応さ
せるか(他方の水酸基は一般的な方法に従って前記のR
基で保護してもよい)、カルボキシル化したポリエチレ
ングリコールを、このように活性化型にしないで、アミ
ノ基とカルボキシル基とを縮合させることが可能な任意
の縮合剤(例えば、N。
N′ −ジシクロへキシルカルボジイミド、NrN′ 
−ジエチルカルボジイミド、塩酸1−エチル−3−(3
−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、1−エト
キシカルボニル−2−エトキシ−1,2−ジヒドロキノ
リン、N、N’  −ジスクシンイミジルカーボネート
などをあげることができる)の存在下で、h−EGFと
ポリエチレングリコールとを縮合させることにより行う
ことができる。
好ましくは、カルボキシル化したポリエチレングリコー
ルを活性化型(反応性酸誘導体)としたもの、さらに好
ましくは、活性エステル基を導入したもの、を用いるの
がよい。活性エステル基としては、例えばフェニル系エ
ステル(たとえば2゜4.5−)リクロロフエ/−ル、
p−二トロフェノール等のカルボン酸エステル等)およ
びO−アシルヒドロキシルアミン系のエステル(たとえ
ばN−オキシフタルイミド、N−オキシコハク酸イミド
のカルボン酸エステル等)が挙げられるが、通常N−オ
キシコハク酸イミドのカルボン酸エステル基等を用いる
ことができる。
本発明によるEGF誘導体はこのようにしてつくった場
合は、h−EGFとポリエチレングリコールとがスペー
サー(すなわち−CH2C0−基)を介して結合したも
のといえる。
後記実験例では、ポリエチレングリコール(PEG)の
反応性酸誘導体としてモノメトキシポリエチレングリコ
リル−N−スクシンイミジルサクシネートを用いた。
なお、これらの反応はいずれも、反応性水素を有しない
溶媒すなわちアプロチック溶媒中で行なうことが好まし
く、このような溶媒としては、例えばジクロロメタン、
クロロホルム、酢酸エチル、ベンゼン、アセトン、N、
N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等を
使用することができる。
また、h−EGFにポリエチレングリコールを結合させ
る方法として、h−EGFのアミノ基にエチレンオキサ
イドを順次反応させていき、このアミノ基の部位にポリ
エチレングリコール分子を形成させる方法も可能である
以上のようにして製造した本発明によるEGF誘導体は
、任意の酸またはアルカリによって塩の形にすることも
できる。塩を形成する位置は、EGFにおける1級アミ
ノ基または遊離のカルボキシル基の部位であることは前
記した通りである。
実験例 1、化合物の合成 PEG−h−EGF複合体 a、製法 h −E G F (20mg)に対して、平均分子量
3000の活性化ポリエチレングリコール(商品名:サ
ンブライトVFM4101、日本油脂株式会社)(モノ
メトキシポリエチレングリコリル−N−スクシンイミジ
ルサクシネート)50011gをPBS  pH7,2
,3mlに溶解した。この混合液を静かに振り混ぜなが
ら、室温で30分間反応させた。次に、この反応液を精
密濾過膜(商品名:マイレクスGV、ポアサイズ:0.
22μm)に通して不溶物を除去した。炉液を2倍に希
釈してHPLC(逆相)で未反応物のh−EGF、ポリ
エチレングリコールとPEG−h−EGF複合体を分離
し、複合体を分取した。この時に使用した条件を以下に
示した。
カラム:東洋曹達 0DS−1207 (φ4.6x250) 移動相;グラジェント(10%B→50%B→80%B
→80%B)40分 5分  15分 A:1%アセトニトリル、0.05%トリフルオロ酢酸
B:80%アセトニトリル、0.05%トリフルオロ酢
酸流 速二11/分 温度:40℃ 検 出:UV(多波長) b、構造の確認 HPLC(逆相)の分析の結果(第1図参照)から複合
体は2種類合成(早く溶出したものをA、遅く溶出した
ものをB)されていた。これら2種類の複合体をHPL
C(分子篩)に付して分離したところ、B、A、h−E
GFの順に溶出した(第2図参照)。また、これらA、
BをPBS(pH7,2)に18μg/ml、11μg
/l含むように添加し、50℃で90分放置した。これ
らの反応液を同様にHPLC(逆相または分子篩)で分
析した結果(第3〜6図参照)、Aの場合、分解物はh
−EGFあるいはh−EGFの類似物であった。Bの場
合の分解物は、Aの類似物、h−EGFの類似物であっ
た。これらの結果を総合するとAは1分子のPEGによ
って修飾されており、Bは2分子のPEGによって修飾
されていることが明らかとなった。
なお、第1図〜第6図中横軸は溶出時間、縦軸はピーク
高さを示す。
以下にHPLC(分子篩)の条件を示した。
カラム:^5ahipakシリーズ(GS−510)移
動相:A:B−30ニア0 温度二30℃ 流速=11/分 検 出:UV(多波長) 2、化合物の評価 in vitroで、本発明におけるPEG−h−EG
F複合体をプラズマ中で処理し、その分解速度、及び、
その分解物の生物学的活性(EGFレセプターへの結合
能)を測定し、更に、この結果よりこの製剤の血中動態
を予想した。
a、サンプルの調製 PEG−h−EGF複合体−A及びBは、それぞれ、0
℃でサンプリングバッファー20.05N酢酸10.2
5%B S A/5alinepH4,O(100ml
の5aline(大塚製薬工場(株)、霧に7に887
)に0.25gのB S A (SIGMA。
Bovine AlbuIIlin)及び300μIの
酢酸(和光純薬工業(株) 、答EPGOO10)を加
えて、充分撹拌し溶解させた)に溶解して用いることと
した。
一方、プラズマは、SD系雌雄性ラット3匹28W)の
腹部大動脈よりヘパリン加採血されたものを、10 t
aMN a HP O4/ sal ine水溶液でp
H7,4に調整して用いることとした。
下表の通り、サンプリングバッファー2に溶解したサン
プル(50μl)に、2ooμmのサンプリングバッフ
y−1(PBS ()10.25%BSA、pH7,4
(上記PBS (−)水溶液100m1に、0.25g
のB S A (SIGMA、Bovine−^Iub
umln 、 No、a−8[122,1f27F−0
599)を溶解したpH7,4のもの)を加え、サンプ
リング溶液とした。次に、この溶液に200μlのサン
プリングバッファー1または、プラズマを加え、37℃
で下記の通りインキュベートした。
b、ラジオ・レセプター・ア゛ツセイ(以下:(最終濃
度二μg/III ) バッファー (時間) (サンプル数) 尚、インキュベート時の反応液のpHは7.4に調整し
た。
上記インキュベート終了後、サンプル溶液を直ちに0℃
に移し、パインディングバッファー(M19910.2
5%BSA、pH7,4(9,8gの199培地(白水
製薬(株)、コードNo、05909.$035706
)及び、2.5gのBSA(上記同等品)をILの蒸溜
水に加え、充分撹拌し溶解させた後、10%N a H
CO3水溶液を適量加えpH7,4に調整した)で12
5倍に希釈した。次に、このうち40μlを分取しラジ
オ・レセプター・アッセイを行い、溶液中のEGF量を
71)J定した。
アッセイの前日に、コンフレンド(単層)まで増殖した
A431細胞をトリプシン/EDTA溶液で分散させ、
それを、2 X 105eel Is/vel lずつ
24穴のマルチプレートに植えた。この後、24時間培
養した。
アッセイ当日、このプレートに植えられた細胞を約0.
51のPBS(−)溶液で洗浄した後、0.51のパイ
ンディングバッファーを加え1時間培養した。次に、こ
のバッファーを捨て、新たに410μlのパインディン
グバッファーを加え氷上に移した。次に、40μlの上
記サンプル溶液を加え0.5時間、4℃(氷上)でイン
キュベートした。この後、50μlの1251−EGF
溶液(約2.5万カウント)を加え1,5時間、4℃で
インキュベートした。こうして、競合反応させた後、フ
リーの1251−EGFを0.51のパインディングバ
ッファーで4回洗浄した。最後に、0.51の0.5N
  NaOH溶液を加え細胞に結合した1251−EG
Fを溶解した(−夜装置した)。この後、この溶液のカ
ウントをRI実験室のγ−カウンタで1ll)I定した
一方、EGFの濃度M1定用の検量線は以下の方法で作
製した。上記の方法で用意したプレート(氷上に移す時
)に、350μmのパインディングバッファーを加え0
.5時間、4℃でインキュベートした。次に、100μ
lの種々濃度のh−EGF溶液を加え0.5時間、4℃
でインキュベートした。次に、50μlの1251−E
GF溶液を加え1.5時間、4℃でインキュベートした
こうして、競合反応させた後、上記同様に洗浄しγ−カ
ウンタで測定した。
このようにして測定した後、検量線よりサンプル中のE
GFm度を決定した。
第7図に複合体−^、第8図に複合体−Bのプラズマ中
での経時的な分解の度合い(特異的EGFレセプター結
合能のあるEGFのリリース量)の結果を示した。この
時、横軸はインキュベート時間を、縦軸は各時間でのP
EG−h−EGF複合体よりリリースしたと思われるE
 G F m (添加した総量を100%とした時のE
GF相当量)を示した。
第7図にあるように、複合体−^はバッファー中と比べ
てプラズマ中で経時的に分解しEGFを徐々にリリース
したことが示された。また複合体−Bはバッファー中と
比べてプラズマ中で緩やかではあるが分解が進行するこ
とが示された。なお、この実験において、複合体−Aと
Bとを比較した場合、インキュベーション時間が20時
間以内ではAの方が経時的なリリース量が大きかった。
PEG−h−EGF複合体の溶解性 PEG−h−EGF複合体Aの水に対する溶解性を検討
した結果、1mg/lの濃度でも均一な水溶液とするこ
とができた。また、アセトニトリル、メタノールおよび
エタノールの各有機溶媒に対する溶解性を同様に検討し
た結果、各々、1mg/mlの濃度でも同様に均一な溶
液とすることができた。
以上のことより、本発明におけるEGF誘導体は、水お
よび有機溶媒の両溶媒に対して溶解性の高い両親媒性の
化合物であることが明らかとなりた。
【図面の簡単な説明】
第1図は、PEG−h−EGF複合体合成反応液のHP
LC(逆相系)によるクロマトグラフィーを示したもの
である。 第2図は、複合体A、B、およびh−EGFの混合物の
HPLC(分子篩)によるクロマトグラフィーを示した
ものである。 第3図は、複合体への分解処理後のHPLC(逆相系)
によるクロマトグラフィーを示したものである。 第4図は、複合体Aの分解処理後のHPLC(分子篩)
によるクロマトグラフィーを示したものである。 第5図は、複合体Bの分解処理後のHPLC(逆相系)
によるクロマトグラフィーを示したものである。 第6図は、複合体Bの分解処理後のHPLC(分子篩)
によるクロマトグラフィーを示したものである。 第7図は、複合体Aのバッファーまたはプラズマ中での
、経時的なh−EGFの放出ff1(%)を示したグラ
フである。 第8図は、複合体Bのバッファーまたはプラズマ中での
、経時的なh−EGFの放出ff1(%)を示したグラ
フである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ヒト上皮細胞成長因子の3個の1級アミノ基の少な
    くとも一つにポリエチレングリコールが結合してなる上
    皮細胞成長因子誘導体。 2、ポリエチレングリコールが分子量約 1,000〜10,000のものである請求項1記載の
    上皮細胞成長因子誘導体。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2006123737A1 (ja) * 2005-05-19 2006-11-23 Sumitomo Bakelite Company, Ltd. 医療材料用高分子化合物及び該高分子化合物を用いたバイオチップ用基板

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