JPH03218395A - モチリン様活性を有するポリペプチド及びその用途 - Google Patents

モチリン様活性を有するポリペプチド及びその用途

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JPH03218395A
JPH03218395A JP1329449A JP32944989A JPH03218395A JP H03218395 A JPH03218395 A JP H03218395A JP 1329449 A JP1329449 A JP 1329449A JP 32944989 A JP32944989 A JP 32944989A JP H03218395 A JPH03218395 A JP H03218395A
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隆彦 三谷
Haruo Takahashi
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Kenichi Tanaka
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Katsuya Fujimura
克也 藤村
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洋平 小林
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喜一 澤井
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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】 (産業上の利用分野) 本発明はモチリン様活性を有する新規なポリペプチド及
びその用途に係る。
本発明によるポリペプチドは医薬成分として、殊に消化
管障害の治療に用いることができる。
(従来の技術) モチリンは、ブラウン等によりブタの上部小腸粘膜から
初めて単離され、構造の決定された物質であり、ペプチ
ドホルモンの一種である[”Gastroentero
 logy” 第62巻第401− 404頁(197
2年)及び”Can . J . B1ochem .
 ”第52巻第7−10頁(1874年)コ。このブタ
モチリンは22個のアミノ酸から構成されており、分子
量は約2700である。
一方、ヒト由来のモチリンについては、本発明者等によ
ってそのcDNAクローンが単離されると共に構造決定
がなされ、そのアミノ酸配列はブタ由来のものと同一で
あることが明らかにされた[特願昭e2− 10975
7 (特開昭83 − 276489)]。
モチリンの生理作用としては消化管運動冗進作用及び消
化管平滑筋収縮作用が良く知られている。
これらの作用の中で、消化管運動冗進作用に関しては、
例えば胃における内容物の排出時間を短縮する作用が報
告されており [”Gastroenterology
”第80巻第458 − 460頁(1981年)コ、
又消化管平滑筋収縮作用に関してはウサギやヒトの胃前
庭部及び十二指腸に対して神経経路に依存せずに強い収
縮をもたらすことが知られている。尚、モチリンは胃腸
運動を冗進させ、しかも格別の副作用が何等報告されて
いないので、術後等における胃腸障害の治療や胃腸障害
の診断等に有効なものと考えられてきた[因に、術後に
おけるイレウス(腸管麻痺)等の治療には、従来一般に
プロスタグランジン等が用いられているが、副作用の強
い点に問題があるコ。
モチリンの 13位はメチオニンであるが、これをロイ
シン又はノルロイシンに変換したアミノ酸構造を有する
ポリペプチドもモチリンと同様な生理活性を示すことが
報告されており [′”Scad. J.Gastro
enterology”第11巻第11!II − 2
03頁(1978 年)等]、従って13位のメチオニ
ンが活性に及ぼす影響は殆どないものと考えられている
(発明が解決しようとする課題及び発明の目的)慣用技
術によれば、モチリンは一般にブタ由来のものであって
、抽出により得られており、大量生産が極めて困難であ
った。一方、化学合成法を利用する場合にも、モチリン
は22個の構成アミノ酸からなるポリペプチドであるた
めに、大量に且つ廉価に得ることが困難であった。即ち
、モチリンは消化管障害の治療や診断等における有効性
が期待されているにも拘らず、その生産性がネックとな
って臨床応用に汎用されるには至っていなかったのであ
る。
それ故に、所謂「バイオテクノロジー」を応用してモチ
リン様生理活性を有するポリペプチドを廉価に製造する
ための研究がなされてきた(特開昭63 − 7119
5公報及び本発明者等が開発の特願昭63 − 208
006明細書に記載の方法等)。
バイオテクノロジーを利用する上記の方法においては、
プロムシアンを用いて切断する工程を有しており、この
場合に生じ且つC末端側のホモセリン残基を含む余分な
ペプチドを酵素処理により除去する操作が行われていた
更に、モチリンと同等又はそれ以上の活性を示ずアミノ
酸構造改変物に関する研究も行われてきた(特公昭61
 − 26559公報及び本発明者等が開発の特願昭6
4 − 286明細書に記載されたもの等)。
上記のような公知技術及び関連技術を考慮して開発され
るべき本発明の主たる目的は、モチリンと同等又はそれ
以上の生理活性を有し且つ調製が容易な、即ちプロムシ
アンにより切断すれハ得ラれ、従って酵素処理を必要と
せずに調製することのできるモチリン様ポリペプチド 
(モチリンアナログ、即ち「類縁体」)を提供すること
にある。
本発明の附随的な、但し重要な目的は、効率的に且つ廉
価に提供できる、上記のポリペプチドを有効成分とする
医薬品、即ち消化管障害治療剤を提供することにある。
(課題を解決し、目的を達成する手段及び作用) 本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、発酵法により得ら
れ且つ13位がメチオニン (Met)以外のアミノ酸
残基であるポリペプチドに関して、ブロムシアンにより
切断した後に、C末端部分を酵素により更に処理しなく
とも、プロムシアンにより切断して得られるポリペプチ
ド自体が、モチリンと同等又はそれ以上の活性を有する
ことを見い出し、又その一部におけるアミノ酸を変換し
たモチリンアナログもモチリンと同等又はそれ以上の活
性を有することを見い出し、これによって本発明を基本
的には完成するに至った。
従って、本発明は、一観点に立てば、一般式(1′) Phe− zl− AI− Z2− B2−Thr− 
B3− A2−Glu− Z3C −Arg− Xl−
Gln−Glu−Lys−Glu−Arg− D −L
ysGly−  E  −  Y [式中Z+、Z2及びZ3は疎水性側鎖を有するアミノ
酸残基を意味しN  A+及びA2はペプチド鎖の中で
折れ曲がり構造を取り得るアミノ酸残基を意味し、B2
及びB3は芳香環をもつ側鎖を有するアミノ酸残基を意
味し、CはGln, Glu又はAspを意味し、X,
はMet以外のアミノ酸残基を意味し、DはAsn, 
Glu又はAspを意味し、EはGln、Lys又はA
rgを意味し、YはOH又はホモセリン (ホモセリン
ラクトンをも含み「Hse」で表す)又はC末端に10
個以内のアミノ酸を有する任意のポリペプチドを意味す
る]にて示され且つモチリン様活性を有しているポリペ
プチドであることを基本的な特徴とするものであり、こ
れにより既述の課題を解決すると共に、既述の主目的を
達成するものである。
上記の一般式(1′)中において、13位のX,がメチ
オニン (Met)以外のアミノ酸残基と規定されてい
る理由は、メチオニン残基であると、プロムシアンによ
る処理により、この部分においても切断が生じて所望の
薬理作用を有するモチリン様ポリペプチドを得ることが
できないためである。尚、13位がメチオニン残基の場
合でも、コスト的には不利であるが、この部位に関して
化学合成法を適用して適当な保護基を付ける等の手段を
講じてプロムシアン処理による切断が生じないようにな
し、その後にプロムシアン処理してC末端にホモセリ9 ン又はホモセリンラクトンを形成させ、次いで上記の保
護基を脱離させれば13位がメチオニン(Met)残基
である以外は上記の一般式(1”)にてボされるポリペ
プチドと全く同一のポリペプチドを得ることができる。
更に、上記の一般式(ビ)において、1位のアミノ酸が
フェニルアラニン (phe)となっているが、この位
置のアミノ酸残基は芳香環をもつ側鎖を有するアミノ酸
残基であれば差し支ネないことも判明した。
従って、本発明によるポリペプチドは、本質的には、一
般式(1) BH − 71− AI− Z2− B2−Thr− 
B3− A2−Glu− z3−C −Arg− X 
−Gln−Glu−Lys−Glu−Arg− D −
Lys−Gly− E − Y [式中zI1Z2、Z3、A1、A2、B2、B3、C
,  D1E1 及びYは前記の意味を有し、BIは芳
香環をもつ側鎖を有するアミノ酸残基を意味し、Xは任
意のアミノ酸残基を意味するコ にて示され且つモチリン様活性を有しているポリ10 ペプチドであることを本質的な特徴とするものである。
既述の附随的な目的は、上記の一般式(1)にて示され
るポリペプチドを有効成分とする消化管障害治療剤によ
り達成される。
本発明による前記のポリペプチドにおいて、疎水性側鎖
を有するアミノ酸の残基としてはバリン(Va l )
、イソロイシン (Ile)、ロイシン (Leu)等
の残基を例示することができ、ペプチド鎖の中で折れ曲
がり構造を取り得るアミノ酸の残基としてはプロリン 
(Pro)、グリシン(Gly)、セリン(Ser )
等の残基を例示することができ、芳香環をもつ側鎖を有
するアミノ酸の残基としてはフェニルアラニン (Ph
e)、チロシン (Tyr)等の残基を例示することが
できる。
(実施例等) 次に製造例、薬理活性試験例及び製剤例に関連して本発
明を更に詳細に説明する。
尚、以下においてはモチリンの13位におけるメチオニ
ンがロイシンに変換されたモチリンアナ11ー ログについて説明するが、発酵法を用いれば、13位の
アミノ酸残基がメチオニン残基以外であれば同様にして
他のモチリンアナログを調製し得ること、並びに13位
がメチオニン残基の場合であっても、既述のように、こ
の部位に関して化学合成法を適用して適当な保護基を付
ける等の手段を講じてプロムシアン処理による切断が生
じないようになし、その後にプロムシアン処理してC末
端にホモセリン又はホモセリンラクトンを形成させ、次
いで上記の保護基を脱離させれば13位がメチオニン残
基であるモチリンアナログを調製し得ることに留意され
度い。
髪盗j ペプチドの合成はアプライドバイオシステムズ社のべプ
チドシンセサイザー43OAを用いて行った。
例えば、以下に示すアミノ酸配列を有するポリペプチド 一12ー 56 Phe−Thr 15  16 Glu−Lys 1   2   3   4 Phe−Val−Pro−11e 11   12   13   14 Gln−Arg−Leu−Gln 21   22   23 Gly−Gin−Hse を合成する場合には、 するポリペプチド l 2 3 4 Phe−Val−Pro−11e 11  12  13  14 Gln−Arg−Leu−Gln 21  22  23  24 (ily−Gln−Met−Gly を合成する。
合成したポリベブチドサンプルの精製は、ウォーターズ
社製マイクロボンダスフェアのC−18カラム (19
mm x 15cm)を用い、■PLCにより7891
0 Tyr−Gly−Glu−Leu 17   18   19   20 Glu−Arg−Asn−Lys 先ず次のアミ 56 Phe−Thr 15  16 Glu−Lys 25 Sep ノ酸配列を有 78910 Tyr−Gly−Glu−Leu− 17   18   19   20 Glu−Arg−Asn−Lys− 13ー 溶出液:0.1%トリフルオ口酢酸中30%から60%
のア七トニトリルの直線勾配、30分間 流速 : 7.O ml/min 精製サンプル1 0mgを秤取して70%蟻酸溶液30
mlに溶解させ、プロムシアン 50mgを添加し、3
7゜Cでllli − 24時間反応させた。次いで、
蒸留水200mlを添加し、凍結乾燥させることにより
蟻酸及びプロムシアンを除去した。これについて再度ウ
ォーターズ社製マイクロボンダスフェアのC−18カラ
ム (1!1mm x 15cm)を用い且つ前記と同
一の条件でI{PLOにより精製した。
このHPLCによるメインピーク部分を回収して凍結乾
燥し、その一部をアブライドバイオシステムズ社のべプ
チドシークエンサーにて調べた処、サンプルはメチオニ
ン (Met)の位置で正しく切断され且つC末端がホ
モセリン (llse )に変換されたポリペプチドを
生じていることが確認された。
アミノ酸の一部を種々に変換したものも上記゛と同様に
ペプチドシンセサイザーで合成した後に14 HPLCで精製することにより得ることができた。
目1区且蓋鬼』(腸管収縮活性の測定)(1)C末端に
Hse又はHseを含むポリペプチドを有するモチリン
アナログの活性確認製造例で得られたポリペプチドの内
で下記の3種類のポリペプチドを被験物質とし、一方化
学合成法により得られたし一ロイシンー13−モチリン
を対照物質として、ウサギ十二指腸を用いるマグヌス法
[”J. Pharm. Pharm.”第28巻第8
50 − 651頁(197G年)]により腸管収縮活
性を測定した結果は第1図に示される通りであった。
ポリペプチド Phe4al−Pro−11e−Phe−Thr−Ty
r−Gly−Glu−LeuGln−Arg−Leu−
Gln−Glu−Lys−Glu−Arg−Asn−L
ys−Gly−Gln−Rt R1 はそれぞれ以下の配列を有するものであった (A) Hse CB) Asp−Gly−11e−Phe−Hse(C
) Arg−lie−Phe−use−15− 第1図から明らかなように10−8Mのアセチルコリン
による収縮を100%とした場合に、本発明によるポリ
ペプチドが示す腸管収縮活性はL一ロイシンー13−モ
チリンと同レベル又はそれ以上であることが確認された
(2)一部アミノ酸を変換したモチリンアナログの活性
確認 アミノ酸の一部を変換した種々のモチリンアナログにつ
いて、上記の第(1)項と同様にマグヌス法により腸管
収縮活性を測定し、それぞれEDsgを求め、モチリン
の示す活性を100%として比較した結果は下記の表1
に示される通りであった。
尚、表1にはC末端がHseにて表示されているが、こ
の部分はホモセリン、ホモセリンラクトン又はナトリウ
ム塩の形であっても、活性はほぼ同等であった。
更に、C末端の}lseが0■のものも活性は同等であ
ることが確認された。
−18 =コ=エコー  エエ= ヒトモチリンに関して、その活性中心はN末端付近のア
ミノ酸配列にあるものと称せられているが、N末端付近
のアミノ酸と活性の発現程度とには次のような法則性が
あり、従ってアミノ酸の変換により活性の向上をもたら
し得ることが、表1に示される結果から判る。
(a)モチリンの3位におけるProと8位におけるG
lyを、比較的折れ曲がり構造を取り易い”y+ Se
r又はAsnに変換したモチリンアナログはモチリンと
同等乃至それ以上の活性を示すが、折れ曲がり構造を取
り難い Ileに変換したモチリンアナログは活性にお
いて著し《低下する。
尚、上記の場合に、殊に3位をcryに変換したモチリ
ンアナログは活性が著しく高く、元のモチリンの2倍近
くになる。
(b)モチリンの2位におけるVal14位における 
lie及び10位におけるLeuは疎水性側鎖を有する
アミノ酸であるが、これらのアミノ酸が相互に置き換え
られた構造のモチリンアナ18ー ログもモチリンと同等乃至それ以上の活性を示す。
(C)モチリンの1位及び5位におけるPhe及び7位
におけるTyrは芳香環をもつ側鎖を有するアミノ酸で
あるが、これらのアミノ酸が相互に置き換えられた構造
のモチリンアナログはモチリンと同等の活性を示すが、
他のアミノ酸例えばlieに変換したモチリンアナログ
は活性が著しく低下してしまう。
(d)モチリンのC末端側に関しては、活性中心ではな
いが、電荷や極性を有するアミノ酸で構成されており、
殊に生体内での活性保持に重要であると称されている。
そこで供試用の関連モチリンアナログとしては、C末端
側の部位において正又は負の電荷を増加させるように留
意したアミノ酸構造を有するものを調製し、活性を調べ
たのであるが、活性に変化は殆ど見られず、従って全体
的な電荷バランスが保持されていれば、多少のアミノ酸
変換では活性に及ぼす影響は少ないものと推測される。
1!3 生理゛性試 例2(イヌを用いた活性測定)製造例で得
られたポリペプチドであって、Rl の部位がホモセリ
ン (I{se)てあるポリペプチドを被験物質とし、
一方化学的に合成されたし一ロイシンー13−モチリン
を対照物質とし、イヌ生体を用いるバルーン法により 
2.0μg/kg/hr投与時の腸管収縮活性を測定し
た結果は、第2A図及び第2B図に示される通りであっ
た。
この第2A図及び第2B図から明らかなように、本発明
によるポリペプチド (L一ロイシン−13−モチリン
ーホモセリンは、腸管収縮活性において、L一ロイシン
ー13−モチリンと比較して有意に高いこと並びに腸管
収縮活性の発現が極めて自然発生的なことが確認された
尚、23位のホモセリンがラクトン環を形成しているも
のも、薬理活性はホモセリン型のものと同等であること
が確認された。
更に、L一ロイシン−13−モチリンーホモセリン及び
そのナトリウム塩を被験物質1及び2とし、既述の場合
と同様に、イヌ生体を用いるバルーン法20 により腸管収縮活性を測定し、2.0μg/kg/hr
投与時の十二指腸における収縮活性を求め、対照物質と
してのし−ロイシン−13−モチリンが示す収縮活性を
100%として比較した結果は下記の表2に示される通
りであり、両被験物質は共に対照物質よりも10 − 
20%程度活性の高いことが判明した。
聚」 更に又、腸管収縮活性を存する公知物質であって、術後
におけるイレウスの治療に現在臨床使用されている薬物
であるプロスタグランジンFe6t,が示す腸管収縮活
性を上記と同様にバルーン法に゛より測定し、当該薬物
の活性と、従来技術によるボ−21− リペプチドであるし一ロイシン−13−モチリンの活性
、並びに本発明によるポリペプチドであるし一ロイシン
ー13−モチリンーホモセリン及びそのナトリウム塩が
示す活性とを比較した結果は第3図に示される通りであ
り、本発明によるポリペプチドは現在汎用されている薬
物であるプロスタグランジンF23と比較する場合に遥
かに低濃度で活性を示し、従って投与量を極めて低く抑
え得ることが判明した。
これらの事実を考慮に入れ且つ第2A図及び第2B図か
ら明らかなように、本発明によるポリペプチド、殊にL
一ロイシン−13−モチリンーホモセリンはL一ロイシ
ンー13−モチリンと比較する場合にも更に自然発現的
な腸管収縮作用を示すので、使用安全性や作用面におい
て既存薬物よりも遥かに優れた薬物として利用し得るポ
リペプチドを本発明は提供するものと云うことができる
KヱL 本発明によるポリペプチド (製造例によるし一ロイシ
ンー13−モチリンーホモセリン)を精製水に溶解22 させ、ポリペプチドとしてlmg宛含有するように無菌
的にバイアルに分注し、凍結乾燥にて水分を除去し、密
封することにより乾燥粉末剤を得た。
この剤は、用時には注射用生理食塩水等により溶解せし
められる。
(発明の効果) 本発明によるポリペプチドは、公知のし一ロイシンー1
3−モチリンと同等又はそれ以上の生理活性を示す。
本発明によるモチリン様ポリペプチド (モチリンアナ
ログ)の内でC末端側にUse (ホモセリン又はホモ
セリンラクトン残基)を有しているものは従来最終製品
としてではなく、中間体として利用されてきたものに相
当する。本発明は、C末端側にHseが存在しても活性
が低下せず、むしろ向上する場合のあることが見い出し
たことを基礎とするものであり、従って本発明による上
記のポリペプチドの調製に際しては従来行われてきた酵
素処理工程が省略され、その結果として当然のことなが
ら製造コストが低下する。尚、C末端にl{se−23
− のみを有するモチリンアナログは遺伝子工学的には、例
えば本発明者等が先に開発した方法(特願昭83− 2
08006)を利用して、即ちモチリンアナログ同士を
タンデムに結合させている部分のアミノ酸を例えばMe
t−Glyile−Phe−Metとし、該アミノ酸配
列をコードしている遺伝子を用い且つ大腸菌等の宿主で
発現させた後にプロムシアンで処理することにより容易
に調製することができる。
更に、モチリンアナログ同士をタンデムに結合させてい
るアミノ酸配列に相当する遺伝子部分を適当に変換する
ことによってC末端部分を任意のペプチドとなすことも
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図ハL−ロイシン−13−モチリンのC末端側に}
Ise, Asp−Gly−11e−Phe−Hse又
はArg−11e−Phe−Hseを脊している本発明
によるポリペプチドを被験物質とし、アセチルコリン及
びL一ロイシンー13−モチリンを対照物質とし、これ
ら物質が示す腸管収縮活性をマグヌス法によって測定し
た結果゛を示すグラフ、第2A図はイヌ生体を用いてバ
ルーン法により、本発明によるポリペプチドであるし一
ロイシン=13−モチリンーホモセリン投与時の腸管の
運動変化の推移を描記した波形図であり、第2B図は第
2A図と同様の、但し対照物質であるし一ロイシンー1
3−モチリンを投与した場合の波形図であり、第3図は
L一ロイシン−13−モチリン並びに本発明によるポリ
ペプチドであるL一ロイシン13−モチリンーホモセリ
ン及びそのナトリウム塩が種々の濃度において示す腸管
収縮活性を、公知の汎用薬物であるプロスタグランジン
の示す腸管収縮活性と比較して示したグラフである。 −25 符開平 3 ZH539b (9)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)一般式(1) B_1−Z_1−A_1−Z_2−B_2−Thr−B
    _3−A_2−Glu−Z_3−C−Arg−X−Gl
    n−Glu−Lys−Glu−Arg−D−Lys−G
    ly−E−Y [式中Z_1、Z_2及びZ_3は疎水性側鎖を有する
    アミノ酸残基を意味し、A_1及びA_2はペプチド鎖
    の中で折れ曲がり構造を取り得るアミノ酸残基を意味し
    、B_1、B_2及びB_3は芳香環をもつ側鎖を有す
    るアミノ酸残基を意味し、CはGln、Glu又はAs
    pを意味し、Xは任意のアミノ酸残基を意味し、DはA
    sn、Glu又はAspを意味し、EはGln、Lys
    又はArgを意味し、YはOH又はホモセリン(ホモセ
    リンラクトンをも含み「Hse」で表す)又はC末端に
    10個以内のアミノ酸を有す る任意のポリペプチドを意味する] にて示され且つモチリン様活性を有していることを特徴
    とする、ポリペプチド。
  2. (2)Z_1がバリン(Val)又はロイシン(Leu
    )を意味し、Z_2がイソロイシン(Ile)又はロイ
    シン(Leu)を意味し、Z_3がロイシン(Leu)
    又はイソロイシン(Ile)を意味し、A_1がプロリ
    ン(Pro)又はグリシン(Gly)を意味し、A_2
    がグリシン(Gly)又はセリン(Ser)を意味し、
    B_1、B_2及びB_3がフェニルアラニン(Phe
    )又はチロシン(Tyr)を意味し、Cがグルタミン(
    Gln)を意味し、Dがアスパラギン(Asn)を意味
    し、Eがグルタミン(Gln)を意味し、Xがロイシン
    (Leu)又はメチオニン(Met)を意味し、Yがホ
    モセリン(Hse)を意味している、請求項(1)に記
    載のポリペプチド。
  3. (3)一般式(1) B_1−Z_1−A_1−Z_2−B_2−Thr−B
    _3−A_2−Glu−Z_3−C−Arg−X−Gl
    n−Glu−Lys−Glu−Arg−D−Lys−G
    ly−E−Y [式中Z_1、Z_2及びZ_3は疎水性側鎖を有する
    アミノ酸残基を意味し、A_1及びA_2はペプチド鎖
    の中で折れ曲がり構造を取り得るアミノ酸残基を意味し
    、B_1、B_2及びB_3は芳香環をもつ側鎖を有す
    るアミノ酸残基を意味し、CはGln、Glu又はAs
    pを意味し、Xは任意のアミノ酸残基を意味し、DはA
    sn、Glu又はAspを意味し、EはGln、Lys
    又はArgを意味し、YはOH又はホモセリン(ホモセ
    リンラクトンをも含み「Hse」で表す)又はC末端に
    10個以内のアミノ酸を有す る任意のポリペプチドを意味する] にて示され且つモチリン様活性を有しているポリペプチ
    ドを有効成分としていることを特徴とする、消化管障害
    治療剤。
JP1329449A 1989-01-06 1989-12-21 モチリン様活性を有するポリペプチド及びその用途 Expired - Lifetime JPH0742319B2 (ja)

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