JPH04187699A - 新規な利尿ペプチド - Google Patents

新規な利尿ペプチド

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JPH04187699A
JPH04187699A JP2316675A JP31667590A JPH04187699A JP H04187699 A JPH04187699 A JP H04187699A JP 2316675 A JP2316675 A JP 2316675A JP 31667590 A JP31667590 A JP 31667590A JP H04187699 A JPH04187699 A JP H04187699A
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JP
Japan
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peptide
diuretic
amino acids
lys
eel
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JP2316675A
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Yoshio Takei
竹井 祥郎
Akiyoshi Takahashi
明義 高橋
Kenji Ando
安藤 研司
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Nippon Steel Corp
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Sumitomo Metal Industries 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】 (産業上の利用分野) 本発明は、新規な利尿ベプチドム二関し、より詳しくは
、従来の利尿ペプチドとは異なったタイプの心室組織細
胞から得られる利尿ペプチドに関する。また、本発明は
このペプチドの製造方法および、このペプチドを有効成
分とする薬剤組成物、特に降圧剤および利尿剤にも関す
る。
(従来の技術) 心臓或いは脳が体液バランス調節に重要な働きを担うホ
ルモンを分泌しでいるという報告がなされ、このような
ホルモンとして心房性ナトリウム利尿ペプチド(以下、
ANPと略す)および脳ナトリウム利尿ペプチド(以下
、BNPと略す)のアミノ酸配列が明らかにされている
。心房を主たるオリジンとするANPはヒト(寒川等、
BBRC118: 131−139.1984) 、ラ
ット(寒川等、BBRC121: 585−592.1
984) 、ブタ(Forssman等、Ce1l T
i5sue Res、 238: 425−430.1
984)、ウナギ(竹井等、BBIIC164: 53
7−543.1989)等で構造が決定された。BNP
はブタ (須藤等、BBRC155: 726−732
、1988)、ヒト (須藤等、BBRC159: 1
427−1434゜1989)、ラット(小島等BBR
C159: 1420−1426゜1989) 、ウナ
ギ(竹井等、BBRC170: 883−89L 19
90)等で構造決定された。また、ウナギBNPに類似
した構造の、第2のブタBNP  (C型ナトリウム利
尿ペプチド: CNP)が報告された(須藤等、BBI
?C168:863−870.1990)。
上記のこれまでに見出された利尿ペプチドは、第1図に
示すように、いずれもシスティンとシスティン間のジス
ルフィド結合(S−5結合)により形成された17個の
アミノ酸からなる環状構造(基本骨格)は高度に保存さ
れており、基本骨格内のアミノ酸の置換、あるいはN末
端やC末端から延びた部分のアミノ酸の数および種類に
違いが見られる。しかし、いずれのペプチドも、C末端
側システィンのC末端方向にはペプチド鎖は延びていな
いか、あっても6個までのアミノ酸からなるものである
(発明が解決しようとする課題) 前述のような、心房あるいは脳より単回された利尿ペプ
チドの構造解析や、血液中のこれらの利尿ペプチドの定
量により、体液バランス調節の機構がある程度解明され
たが、なお不明な部分があった。また、ヘテロジーナス
な測定方法(例えば、ヒトANPに特異的であるが、ラ
ノ)ANPを30%は測り込む測定方法でラットを測定
する)による定量値と、ホモジーナスな測定方法(例え
ば、ラッ)ANPに特異的な測定方法でラットを測定す
る)による定量値との間に測り込み程度を換算しても一
致しないという矛盾点が見られた。
従って、体液バランス調節機構や高血圧の原因の解明に
はさらに他の利尿ペプチドを見出すことを含めた研究が
必要とされた。
(課題を解決するための手段) 本発明者等は、これまで発見されたものとは別種の利尿
ペプチドの存在を予測し、このペプチドの発見が体液バ
ランス調節機構や高血圧の原因解明に大きな役割を果た
すであろうとの推測のもとに研究を進めた。そして、従
来利尿ペプチドの単離材料として用いられていなかった
心室に注目することにより、心室組織細胞が産生ずる強
い降圧因子を見出し、この活性因子が新規な利尿ペプチ
ドであることをつきとめ、さらに検討を加えて本発明を
完成させた。
即ち、本発明は、主に心室組織細胞から得られ、17個
のアミノ酸からなる利尿ペプチド基本骨格のC末端側の
システィンからC末端方向にアミノ酸が6個超結合した
、水・ナトリウム利尿作用、降圧作用および平滑筋弛緩
作用を有するペプチドを要旨とする。本発明者等はこの
ペプチドを心室ナトリウム利尿ペプチド(νentri
cular natriuretic peptide
 : V N P )と命名した。以後、心室ナトリウ
ム利尿ペプチドをVNPと略す。
主に心室から草創されるこのペプチドは、従来のANP
やBNPと同様の降圧作用、利尿作用および平滑筋弛緩
作用を示し、両末端がシスティンである17個のアミノ
酸からなる基本構造を有する点で似ているが、基本構造
のC末端側ノスティンのC末端から延びる長いペプチド
鎖を有する点で従来のものと異なる。
また、分子量は、従来のものが3000±300程度で
あるのに対し、本発明のペプチドは4000±400で
ある点でも特徴がある。
本発明はさらに、次の一般式(1)で示されるアミノ酸
配列を有するペプチドおよびその塩である。
X−5er−1 X−^5n−5er−2 χ−Phe−Asn−5er−1 X−5er−Phe−Asrl−5er−1χ−Lys
−5er−Phe−Asn−5er−のいずれかであり
、 Yは、 HO−、 HO−Asn−、 HO−3er−4sn−、 HO−Leu−5er−Asn−、 HO−Lys−Leu−3er−Asn−、HO−As
n−Lys−Leu−5er−Asn−、HO−Gly
−Asn−Lys−Leu−5er−Asn−、HO−
Thr−Gly−^5n−Lys−Leu−Ser−A
sn−、HO−Lys−Thr−Gly−Asn−Ly
s−Leu−3er−Asn−、)10−Lys−Ly
s−Thr−Gly−Asn−Lys−Leu−5er
−Asn−、)10−Lys−Lys−Lys−Thr
−Gly−Asn−Lys−Leu−5er−^sn−
、HO−1ie−Lys−Lys−Lys−Thr−G
 Iy−A−sn−Lys−Leu−5er−Asn−
、 HO−Phe−11e−Lys−Lys−Lys −T
hr−G ly−Asn −Lys−Leu−5er−
Asn−、 HO−Gly−Phe−11e−Lys−Lys−Ly
s−Thr−G 1y−Asn−Lys−Leu−5e
r−Asn−、 HO−Asn−G ] y−Phe−+1e−Lys−
Lys−Lys−Thr−G ] y−Asn−Lys
−Leu−5er−Asn− のいずれかであり、 Xは水素、Tyr−または放射性アイソトープ標識体と
結合しうる官能基を意味する。ペプチド中の7ステイン
残基は相互にジスルフィド結合で架橋されていてもよい
。下線部以外のアミノ酸は他のアミノ酸で置換されてい
てもよい。) 上記−殺伐(1)においてZおよびYを除いた部分の、
システィンからシスティンまでの17個のアミノ酸から
なるペプチド鎖がここでいう基本骨格に相当する。
XがTyr−または放射性アイソトープ標識体と結合し
ろる官能基である場合、本発明のペプチドを放射性アイ
ソトープで標識することができ、それにより、その血中
濃度の測定、あるいは半減期や作用部位の測定により本
発明ペプチドの代謝動態の解明に利用できる。
本願明細書および図面で使用するアミノ酸の略号は次の
意味である。
旦文主表記 cry : グリノン、   Leu :  ロイノン
、11e : イソロイシン、Ser :  セリン、
Thr:トレオニン、  Asp :  アスパラギン
酸Asn : アスパラギン、Lys :  リシン、
Arg : アルギニン、  Cys :  システィ
ン、Phe : フェニルアラニン、 Met : メチオニン、 Trp:)リプトファン、
Tyr : チロシン 二叉主人起 Gニゲリシン、    L : ロイシン、I:イソロ
イシン、  S : セリン、T: トレオニン、  
 D: アスパラギン酸N:アスパラギン、 K: リ
シン、 R:アルギニン、   C: システィン、F:フェニ
ルアラニン、 M:メチオニン、   W: トリプトファン、A:ア
ラニン、    Q:グルタミン、V:ハリン、   
  Y:チロシン ウナギ心室より得られるVNPは、−殺伐(1)におい
てZがX−Lys−5er−Phe−Asn−5erで
、Yが)10−Asn−GIy−Phe−11e−Ly
s−Lys−Lys−Thr−GIy−Asn−Lys
−Leu−5er−Asn−で表されるペプチドであり
、36個のアミノ酸からなる。
本発明においては、36個のアミノ酸からなる完全なペ
プチドの形でなくても、N末端側システィンからC末端
側システィンまでの17個のアミノ酸からなる利尿ペプ
チド基本骨格が保持された一般式(1)で表されるペプ
チドであればよい。これらのペプチドは後述のように利
尿作用、陵圧作用および平滑筋弛緩作用を有し、有用で
ある。
また、−殺伐(1)における基本骨格中、下線部のアミ
ノ酸はこの配列順位に位置することが必要だが、下線部
以外のアミノ酸については別の種類のアミノ酸でW換さ
れていてもよい。
本発明の利尿ペプチドの製造方法としては、該ペプチド
を産生ずる細胞より回収する方法がある。
産生細胞としては、ウナギ等の角類、鳥類、哺乳類ある
いは両生類等から摘出した心室組織細胞、それらを細胞
培養により増殖させた細胞、あるいは遺伝子組み換え手
段によって目的のペプチドを産生するよう番こした細胞
がある。これらの細胞より本発明の利尿ペプチドを単離
精製するには、抽出、ゲル濾過クロマトグラフィー、イ
オン交換クロマトグラフィー、高速液体クロマトグラフ
ィー、電気泳動、再結晶等のペプチドの単離精製に通常
用いられる処理を組み合わせて行うことができ、特に逆
相の高速液体クロマトグラフィーを含む方法が好ましい
あるいは、このように単離精製したVNPの分析により
判明したアミノ酸配列の情報に基づき、アミノ酸から化
学的に合成することができる。合成法としては、例えば
、Yanagisawa等の固相法アミノ酸合成法、液
相法アミノ酸合成法等の慣用のペプチド合成方法が使用
できる。
さらに本発明は、上記利尿ペプチドを有効成分とする薬
剤組成物、特に降圧剤および利尿剤に関する。
以下、ウナギを使用した場合の例について詳細に説明す
る。
ウナギは海水および淡水の両相を移動し生息するため、
外界のナトリウム濃度の激変に適応しうる体液バランス
調節機能を有し、この調節機能に強力な活性をもつ利尿
ペプチドが関与していることが期待される、またウナギ
の心房および脳から得られたANPおよびBNPの構造
と活性が解明されている(特願平1−210836号お
よび特願平1−338922号として先に出i1)ため
、調1!ff機構解明の対象とするのに適している。
ウナギVNPの単離精製法の一例を次に示す。
まず、ウナギから心室を摘出する。ウナギを用いた場合
、新鮮な材料を多量に揃えることができる点で有利であ
る。心室組織細胞を細胞培養により増殖させて多量に得
ることも可能である。
心室組織を華留水中で煮沸し、冷却後、酢酸を添加しホ
モジナイズして抽出を行う。得られた抽出液を遠心分離
して上清を得、減圧乾固の後、酢酸に熔解し、アセトン
を加えて遠心分離する。沈渣を酢酸に溶解してゲル濾過
および脱塩を行う。
ヒヨコ直腸標本弛緩活性のあるフラクノヨンを、陽イオ
ン交換高速液体クロマトグラフィー、逆相高速液体クロ
マトグラフィーにより精製する。
このようにして得られたウナギVNPを、自動アミノ酸
分解装置を用いたエドマン分解によってN末端より段階
的に切断し、高速液体クロマトグラフィーによってアミ
ノ酸配列を決定した。その結果は以下の通りである。
H−Lys−5er−Phe−Asn−5er−Cys
−Phe−Gly−Thr−Arg−門e t−Asp
−Arg−I Ie−Gly−3er−Trp−Ser
−G ly−Leu−Gly−Cys−八5n−5er
−Leu−Lys−Asn−Gly−Thr−Lys−
Lys−Lys−11e−Phe−Gly−Asn−0
)1また、得られたペプチドをアミノ酸分析して、次の
アミノ酸組成を得た。
Asp 4.7 (5) 、CM−Cys 2.4 (
2) 、Ser 4.6 (5)Gay 6.9 (6
) 、Arg 2.1 (2) 、Thr 2.0 (
2)、Met 0.9 (1) 、lie 1.9 (
2) 、Leu 2.2 (2)、Phe 2.5 (
3) 、Lys 5.0 (5) 、Trp  (])
、ただし、括弧内の数字は理論モル比である。
分子量は3.938であった。
合成ウナギVNPを抗原として家兎に免疫して得た抗体
と、ウナギVNPをBolton and Hunte
r法(Bo l ton等、Biochem、J、 1
33: 529−539.1973)で放射化した”2
5]−VNPを用いて、免疫学的定量法(ラジオイムノ
アッセイ)によってウナギにおけるVNPの血中濃度を
測定した。また、同様の方法によってウナギANPの血
中の濃度も測定した。
ウナギANP濃度が95±33 fmole/ ml 
(n = 12)であるのに対して、ウナギVNPil
1度は532±368 fmole/〆(n =12)
と高濃度であった。このことより、生体内において、A
NPよりもV N Pの役割が大きいことが推測される
(作用) 本発明の、心室組織細胞により得られ、17個のアミノ
酸からなる基本骨格のC末端側のノスティンからC末端
方向にアミノ酸が6個超伸長したペプチドは、水・ナト
リウム利尿作用、降圧作用および血管拡張作用を有する
。従って、利尿剤、陵圧剤および血管拡張剤等の治療剤
として利用できる。例えば、水分の過剰停滞が見られる
うっ血性心不全に対して利尿剤として5、また、血管拡
張効果が重要な役割を果たす高血圧症の治療に有用であ
る。
また、治療に用いられるだけでなく、生体の体液バラン
ス調節機能の解析や高血圧患者等の病態の解明の手がか
りともなり得る6 治療剤として投与する場合は、静脈内注射、筋肉的注射
、皮下注射等の非経口的投与、あるいは経口投与により
、または点眼剤等の局所投与により行うことができるが
、本発明の場合、静脈内注射が好ましい。投与量は、0
.01n IIIol 〜100n mol/ kgで
あり、静脈内注射の場合、体重および期待効果に応した
投与量を通常1〜10〆の生理的食塩水に熔解して用い
る。
本発明のペプチドを薬剤としで用いる場合は、該ペプチ
ドおよび添加剤を含む乳剤、水和剤、錠剤、水溶液、粉
剤、粒剤、カプセル剤、乳剤等の種々の形態に製剤化し
て使用できる。
上記製剤化に用いる添加剤には薬理的に許容しうる賦形
剤、崩壊剤、潤滑剤、結合剤、分散剤、可塑剤、充填剤
、担体等が使用できる。賦形剤としては乳糖、ぶどう糖
等が、崩壊剤としては澱粉、寒天束等が、潤滑剤として
はタルク、流動パラフィン等が、結合剤としては単ンロ
ンブ、エタノール等が、分散剤としてはメチルセルロー
ス、エチルセルロース等が、可塑剤としてはグリセリン
、澱粉等が例示できる。
心室組織細胞より得られた完全なペプチドの他に、基本
骨格以外のアミノ酸の全部あるいは一部が欠如したペプ
チドについても、水 ナトリウム利尿作用、降圧作用お
よび血管拡張作用があることから、これらの作用自体は
基本骨格の存在により達成されると推測される。
心室組織細胞より得られた、従来の利尿ペプチドよりも
長いペプチド鎖を有するペプチドは、上記作用を長時間
持続させることができる、また、保存安定性の点で従来
の利尿ペプチドよりも優れていると考えられる。
実施例1 ウ ギVNPの  ・ +1 2500匹のウナギから心室のみを摘出しく225g)
、7倍量の蒸留水中で5分間煮沸した。冷却後、酢酸を
添加してIMとし、ポリトロンミキサーでホモジナイズ
することにより抽出を行った。得られた抽出液を250
00 X gで30分間遠心分離し、上清に冷却したア
セトンを滴加して67%とした後、16000Xgで3
0分間遠心分離して上清を得た。この上清を減圧乾固し
たのち、1M酢酸に溶解後アセトンを加えて98.5%
とし、16000 x gで30分間遠心分離した。そ
の沈渣を1M酢酸に再溶解し、セファデックスG25(
ファルマシア製、5 X82cm、溶離液:1M酢酸、
流速96me/h、フラクションサイズ:6.5d)で
ゲル濾過および脱塩を行った。
第2図に示すように、ヒヨコ直腸標本弛緩活性のあるフ
ラクションのうちピーク1を集め、その後の精製に用い
た。
1M!¥酸で平衡にしたSP−セファデックスC−25
(ファルマシア製、1.6 X 17cm)にかけ、2
Mピリジン−1M酢酸液で溶出した。その溶出液を陽イ
オン交換高速液体クロマトグラフィー(日本分光製、I
EC−CM、7.5 X75mm、流速1/分、フラク
ションサイズ2mりに供した。
10%アセトニトリルを含むギ酸アンモニウム(pH6
,8)の10mMからIMの直線濃度勾配で溶出した(
30分間)。ヒヨコ直腸標本弛緩活性のある両分を逆相
高速液体クロマトグラフィー(東ソー製、005−12
0T、4.6 X250 mm、流速1紙)分)ζ二か
け、0.1 %トリフルオロ酢酸を含むアセトニトリル
の10%から60%の直線濃度勾配で溶出しだ(40分
間)。活性のある両分を再度、逆相高速液体クロマトグ
ラフィー(同上ンにかけ、01%トリフルオロ酢酸を含
むアセトニトリルの20%から40%の直線濃度勾配で
溶出しく40分間)、純粋なウナギVNPを得た。さら
に、S−カルポキンルメチレート処理して、逆相高速液
体クロマトグラフィー(同上)にかけ再精製した。
実施例2 ウ ギVNPのム 実施例1で得られたペプチドと同しアミノ酸配列を有す
る36個のアミノ酸からなるペプチドを、Yanagi
sawa等の方法(Pro、 Na11.^cad、 
Sci、 ll5A 85・6964−6967.19
88)に準して合成した3即ちアプライド・ハイオノス
テムズ社製全自動ペプチド合成機を用い、エフモノク(
Fmoc)法によるアミノ酸のカップリングを行った。
得られた直鎖ウナギVNPのシスティンの保護基をヨウ
素による酸化によって除去すると同時にスルフィド結合
を形成させた。合成品は逆相高速液体クロマトグラフィ
ー (Waters PrepLCSysem 500
)によって精製した。
実施例1で用いた逆相高速液体クロマトグラフィー(東
ソー、005−1207)によって再精製し、この合成
ペプチドが、実施例1でウナギ心室より単動精製した天
然のウナギVNPと同一の溶出位置にあることを確認し
た。
実施例3 実に例2 テ合成したペプチドを生理食塩水に溶解し、
■0−′モル/l濃度の溶液を注射剤とした。
この注射剤を用いて降圧作用および利尿作用を検討した
広荻悲 1利尿作用] SD系ランドの膀胱に挿入したカニユーレから尿を採取
する。同時に大腿静脈に挿入したカニユーレによって血
圧を測定する。de Bold等の方法(1゜Ife 
Sci、 2B: 89−94.198])に準しる。
[降圧作用1 ウナギの背、膨大動脈にカニユーレを挿入し、血圧を測
定した。竹井等の方法(Biochem、 Physi
ol、 、91^、 293−297.1988 iに
喉しる。
[平滑筋弛緩作用I CurrIc等の発見した方法(Scrence 22
1 + 585−592、1984)により、ヒヨコ直
腸標本弛緩活性を測定する。
その結果、降圧作用については第3図に示すように、利
尿作用については第4図G=示すように確認された。
実施例4 前記−殺伐においてZ =Fl−Lys−5er−Ph
e−Asn−5er−であり、Y =−Asn−5er
−Leu−OHである、25個のアミノ酸からなるペプ
チドを実施例2に記載の方法で化学的に合成した。
実施例5 実施例4で合成したベブチドム二ついて、実施例3と同
様の方法で利尿作用を検討した。結果は10n mol
e/ kgの投与でナトリウム排泄量の増加が39μE
qであり、36個のアミノ酸からなるペプチドと同程度
の利尿作用を示した。
(発明の効果) 以上詳述したように、本発明によれば、これまで見出さ
れた利尿ペプチドとは異なったタイプの、心室由来利尿
ペプチドが揚供できる。このペプチドは降圧作用、利尿
作用および平滑筋弛緩作用を示し、治療剤として有用で
あるのに加え、体液バランス調節機能や高血圧の原因解
明にも重要な役割を果たすことが期待される。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の利尿ペプチドのアミノ酸配列を示す図で
ある。 第2図はウナギ心室組織の粗抽出液をセファデックスG
25によるゲル濾過にかけた場合の、各画分の紫外吸収
度(280nm)および、ヒヨコ直腸標本弛緩活性をウ
ナギA N P活性に換算した値(黒抜きバー)である
。 第3図は、ウナギに1大した種々の濃度のv NPの降
圧作用をウナギANP  (e ANP) 、ウナギB
NP  (e BNP)およびヒトANP(hANP)
と比較した図である。 第4図は、ラットに圧入した種々の濃度のVNPのナト
リウム利尿作用をウナギANP(eANP)、ウナギB
NP  (e BNP)およびヒトANP(hANP)
 と比較した同である。 atlい!’1(LXlf\、IJ”t−(’+111
fi−ゝフラクション階

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)主に心室組織細胞から得られ、17個のアミノ酸
    からなる利尿ペプチド基本骨格のC末端側システインか
    らC末端方向にアミノ酸が6個超結合した、水・ナトリ
    ウム利尿作用、降圧作用および平滑筋弛緩作用を有する
    ペプチド。
  2. (2)分子量が4000±400である請求項1記載の
    ペプチド。
  3. (3)次の一般式で表されるペプチドおよびその塩。 【配列式があります。】 (式中、Zは、 【配列式があります。】 のいずれかであり、 Yは、 【配列式があります。】 のいずれかであり、 Xは水素、Tyr−または放射性アイソトープ標識体と
    結合しうる官能基を意味する。ペプチド中のシステイン
    残基は相互にジスルフィド結合で架橋されていてもよい
    。下線部以外のアミノ酸は他のアミノ酸で置換されてい
    てもよい。)
  4. (4)請求項1、2または3記載のペプチドを産生する
    細胞より該ペプチドを回収することを特徴とする請求項
    1、2または3記載のペプチドの製造方法。
  5. (5)回収を高速液体クロマトグラフィーを含む方法に
    よって行う請求項4記載の方法。
  6. (6)請求項1、2または3記載のペプチドまたはその
    塩を有効成分とし、薬剤的に許容しうる添加剤を含有す
    る薬剤組成物。
  7. (7)請求項1、2または3記載のペプチドまたはその
    塩を有効成分とする降圧剤。
  8. (8)請求項1、2または3記載のペプチドまたはその
    塩を有効成分とする利尿剤。
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