JPS62116598A - インシユリン誘導体の製造方法 - Google Patents

インシユリン誘導体の製造方法

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JPS62116598A
JPS62116598A JP61266447A JP26644786A JPS62116598A JP S62116598 A JPS62116598 A JP S62116598A JP 61266447 A JP61266447 A JP 61266447A JP 26644786 A JP26644786 A JP 26644786A JP S62116598 A JPS62116598 A JP S62116598A
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Kazuyuki Morihara
森原 和之
Tatsu Oka
岡 達
Hiroshige Tsuzuki
続木 博茂
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Shionogi and Co Ltd
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  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

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】 本発明は大インシュリンの製造方法に関するものである
。本発明者らはトリプシンまたはカルボニル側塩基性ア
ミノ酸残基に特異性を示すトリプシン様酵素の作用によ
りデス−830−インシュリンに1〜100倍モル量の
スレオニン誘導体を反応させて、ついで得られる縮合物
から保護基を除去してインシュリンを得る方法を発見し
た。
インシュリンは糖尿病の治療薬として代替品のない貴重
な薬物であり、現在主として牛インシュリンおよび豚イ
ンシュリンが治療に用いられている。しかし、これらの
インシュリンは構成アミノ酸の一部が人インシュリンと
異なっているため、体内で抗体が産生されることがあり
、抗体が産生されるとそれ以後のインシュリンの治療効
果が著しく低下するなどの問題を生じる。したがって、
工業的規模で行ないうる人インシュリンの合成方法の確
立が強く望まれている。
本発明者らの方法によれば、人インシュリンとB鎖30
位のアミノ酸のみが異なる豚インシュリンを原料に用い
て人インシュリンを容易に合成することができる。この
ようにして得られる人インシュリンが理想的な治療用イ
ンシュリンであることは論を俟たない。
豚デスオクタペプチドインシュリンと人インシュリンオ
クタペプチドから大インシュリンを得る試ミハ、エム・
ニー・ルツテンベルク(M、A。
Ruttenberg )がサイエンス(5cienc
e) 177巻623頁(1972年)に、およびアー
ル・オーベルマイヤー(R8Qbarmeiar )ら
がサイツシュリフト・シュア・ヒジオロジツシエ・ヘミ
−(Zeitschrift fiir Physio
logischa Chemie) 357巻759頁
(1976年)に発表しているように既になされている
が、何れも化学的手段によるものであり、前者において
は工程の最後にアルカリ処理を含み、これに伴う副反応
がさけられない。また後者の場合は反応が非特異的で多
くの副反応を生じるため、精製が複雑かつ困難となり収
率も著しく低い。従って、工業的規模では到底行ない得
ない。
一方、本発明者らの方法はデスーB30−インシュリン
とL−スレオニン誘導体とを酵素反応により縮合させて
インシュリンを得る方法で、公知の化学的手段による方
法とは異なり、反応が特異的で副反応も生ぜず、ラセミ
化も起きず、未反応原料を損なわずに回収できる、等の
利点を有する。
さらに同方法では、1〜100倍モル量のし一スレオニ
ン誘導体を用いることにより、通常の酵素反応では当然
起きるB鎖22位のアルギニンのカルボニル側切断が防
止され、したがって通常の酵素反応では必須であるアル
ギニン側鎖への保護基導入が不必要である。
同方法は、トリプシンまたはカルボニル偵j塩基性アミ
ノ酸残基に特異性を示すトリプシン様酵素の存在下に、
B鎖30位のアミノ酸が欠けたデスーB30−インシュ
リン(以下化合物■と記す)に1〜100倍モル量のL
−スレオニン誘導体(以下化合物■と記す)を反応させ
、ついで得られる縮合物から保護基を除去することより
なる。
化合物Iは下記の一般式で表わされる。
CH。
CH−OR’ I HffiN−CH−COOR” (式中 R1は水素またはヒドロキシ基の保護基、R″
はカルボキシル基の保護基をそれぞれ表わす。) 上記の化合物■は豚起源のインシュリンにカルボキシペ
プチダーゼAを作用させることにより得られ、例えば、
イ・ダブりニー・シュミット(E。
W、 Schmitt)らがホツペーセイラーズ・サイ
トシュリフト・フユア・ヒジオロジツシエ・ヘミ−()
!oppe−5ayler’s Zaitschrtf
t fiir PhysciologischeChe
mie) 359巻799頁(1978年)に記載して
いる方法により製造できる。またアクロモバクタ−・リ
ティカス(Achromobactar 1yticu
s)が産生するリジンに特異性を有し、リシ′ンのカル
ボニル側を切断する酵素を用いても容易に製造すること
ができる。同酵素の分離および性状については、正本ら
がアグリカルチュラル・アンド・バイオロジカル・ケミ
ストリー(Agricultural and Bio
logical Chemistry) 42巻144
3頁(1978年)に発表しており、同論文においては
上記性状を有する酵素をプロテアーゼIと称している。
化合物Iは、その側鎖官能基であるヒドロキシ基が保護
されていなくとも反応に供しうるが、保護基を導入する
ならは、ペプチド合成反応で通常利用される保護基、例
えば、t−ブチル、ペンシル、アセチルなどを用いると
よい。また、化合物■のカルボキシル基は保護きれてい
ることが必要で、通常用いられるカルボキシル基の保護
基を使用すればよい。例えば、t−ブチル、ペンシルな
どのアルキルおよびアラルキルエステルの形で修飾する
上記の保護基の選択においては、それらの保護基の導入
または除去処理において、インシュリンを変性したり失
活したりしないものを選択するよう考慮すべきである。
ペプチド合成に用いる保護基については、エム・ポダン
スツキー(M、 Bodanszky)らがペプチド・
シンセンス(Peptide 5ynthesiS)第
2版(1976年)(ジョン・ウィリー・アンド・サン
ス(John Wiley & 5ons))に詳しく
記載している。
なお、保護基の選択においては、−回の保護基脱離操作
により同時に除去できものを選ぶのが好ましいことは論
を俟たない。
同方法で使用する酵素は、トリプシンまたは各種動植物
および微生物起源のカルボキンル側塩基性アミノ酸に特
異性を示すトリプシン様酵素などを含む。トリブレン様
酵素としては、例えば、ストレプトマイ゛セス属菌から
抽出分離された酵素がある。同酵素については電属らが
アーキパス・才ブ・バイオケミストリー・アンド・バイ
オフイジクス(Arch、 Biochem、 Bio
phys、 > 126巻971頁(1968年)に、
吉田らがエフイービーニス・レターズ(FEBS Le
tt、 ) 15巻129頁(1971年)に記載して
いる。使用する酵素は混在するキモトリプシンまたはキ
モトリプシン様の活性を除去する目的でトンルーし一フ
ェニルアラニンクロロメチルケトン(TPCK)などで
処理するとよい。
化合物Iと化合物■の縮合反応は上記の酵素のペプチド
結合形成反応に適した条件で行なわれる。pHは5〜8
、特に6〜7付近が好ましく、反応温度は0〜50℃、
とくに20〜40℃がよい。化合物Iと化合物■の濃度
は可能なかぎり高いことがのぞましい。さらに化合物工
と化合物■は1:1〜100:1のモル比で反応させる
のがよく、とくに20:1〜1〜100:1付近がよい
。反応液には水と混合しろる適当な有機溶媒を加える。
有機溶媒の添加は、反応液中の水の濃度を下げて、逆反
応である加水分解反応を抑えるだけでなく、化合物Iお
よび化合物■の溶解性を著しく高める点で効果がある。
有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、グリセ
リンなどを単独で°または組合せて用いる。とくに0〜
65%、とくに40〜60%の濃度で用いるとよい。一
般に、有機溶媒を用いる場合は、原料の溶解度、酵素の
変性や加水分解反応などを考慮して水に対する割合を決
定する0反応液の緩衝剤としては、トリスヒドロキシメ
チルアミノメタン(トリス)や炭酸塩などが用いられる
反応液の酵素濃度は基質濃度や酵素の活性で異なってく
るが、市販結晶トリプシンを用いる場合は1mg/m1
〜10 mg/ ml付近がよい。酵素はそのまま用い
てもよいし、適当な不溶性担体に結合又は包含させた固
定化酵素として用いてもよい。
反応時間は、反応条件により異なるが、通常は酵素反応
が平衝に達するに要する時間をとればよく、通常3〜7
2時間、多くの場合6〜24時間程度である。
反応終了後はペプチドの分離法として通常用いられる方
法を組合せて利用し、B鎖30位スレオニンがカルボキ
シル基に保護基を省しかつヒドロキシ基に保護基を有し
ていてもよい人インシュリンを得、ついで目的とする人
インシュリンを得る。
例えば、反応終了後反応液をゲル濾過にかけ、未反応の
化合物Iおよび酵素を単離回収する。回収した化合物■
および酵素はそのまま再使用が可能である。残部を適当
なりロマトグラフイーに付し、生成したB鎖30位スレ
オニンがカルボキシル基に保護基を有しかつヒドロキシ
基に保護基を有シテいてもよい大インシュリンと未反応
デス−B2O−インシュリンを分離する。後者は化合物
■として再使用できる。前者は更に保護基脱離反応に付
し、人インシュリンとする。
保護基の脱離方法は用いる保護基によって異なるが、通
常の脱離方法に準じて行えばよく、例えば、ヒドロキシ
基やカルボキシル基の保護基として使用されるt−ブチ
ル基は、カチオン捕捉剤(例えばアニソール)の存在下
トリフルオロ酢酸で処理すると脱離する。前者のように
単一の脱離処理で除去できる保護基をスレオニンの側鎖
官能基およびカルボキシル基の保護に用いると、脱離処
理が簡単で収率も向上する。カルボキシル末端がその他
のエステルになっている場合も適当な加水分解処理によ
り保護基を除去できる。
本発明のB鎖30位スレオニンがカルボキシル基に保護
基を有しかつヒドロキシ基に保護基を有していてもよい
人インシュリンから得られるインツユリンは先に記載し
たように血糖降下作用を有する糖尿病治療薬としてまた
は試薬として有用である。本発明者らの方法で豚インシ
ュリンより合成した人インシュリンはマウスに対する血
糖降下作用試験において牛インシュリンと同等の効果を
示した。
本発明化合物より合成した人インシュリンは、市販の豚
インシュリンや牛インシュリンと同様に製剤化し、人に
投与される。すなわち、塩化亜鉛などを加えて亜鉛複合
体にしたり、リン酸水素ナトリウムや酢酸ナトリウム等
の緩衝剤を加えたり等張剤とするため塩化ナトリウムを
加えるなど、さらに、クレゾール、フェノール、パラオ
キシ安息香酸アルキルエステル(例えば、メチル、エチ
ル、プロピノ呟 ブチルエステルなど)などの防腐剤を
加えるなどの市販インシュリン製剤に用いられる調製法
を利用し、注射剤を製造する。かかる注射剤の投与量は
患者の症状に応じて異なるが、市販のインシュリン製剤
の投与と同様に行なえばよく、成人1日約1〜100単
位を投与するようにするとよい。
以下に実施例において、本発明化合物の製造例を示すが
、実施例は本発明を何ら限定するものでない。
なお、実施例で用いる略号は下記の意味を表わす Ala   アラニン   IlaイソロイシンArg
   アルギニン  LeuロイシンAsn   アス
パラギン LysリジンASり   アスパラギン酸P
heフェニルアラニンCySOs Hシスティン酸 P
roプロリンGlu   グルタミン酸 Serセリン
Gln   グルタミン  Thrスレオニンc1y 
  グリシン   TyrチロシンHis   ヒスチ
ジン  ValバリンOBu’  t−ブチルエステル
残基 また、デスーB30−インシュリンとはインシュリンB
鎖の30位アミノ酸が欠損しているインシュリン、例え
ば、豚インシュリンではアラニンが欠損しているインシ
ュリンをいう。
実施例1 (1)デスーB30−インシュリン(豚型)豚インシュ
リン500mgを0.1M炭酸水素アンモニウム(pH
8,3)100mlに溶解し、結晶カルボキシペプチダ
ーゼA(ワーシングトン社製、ジイソブロピルフルオロ
ホスヘート処理、49 u/mg) 5 mgを添加し
て室温で8時間反応させる。アラニンの生成量が0.7
7M/LMインシュリンのときに反応を止め、反応物を
凍結乾燥後、0.5M酢酸に溶解し超微細粒のセファデ
ックスG500カラム(3,5X95cm)に吸着させ
、0.5M酢酸で1フラクシヨンあたり11゜5mlで
溶出する。フラクションの40〜60番を集め凍結乾燥
し標記化合物460mgを得る。収率92%。
生成物を酸加水分解(6M塩酸、110℃、24時間)
に付して得たアミノ酸分析値は下記のとおりである。括
弧内の数値は理論値を示す。以下においても同様。
Lys  1 、 OO(1)、His  1.91(
2)、Arg  O,95(1)、Asp  3.21
(3)、Thr  2 、09 (2)、S@r  2
.97(3)、Glu  7.35(7)、c17 4
 、29 (4)、Ala  1.26(1)、CyS
OsH5、94(6)、Val  3.86(4)、I
le  1 、55 (2)、Leu  6.53(6
)、ryr  4.08(4)、Pbo2 、22 (
3)、Pro  1.2(1)。
(2) [B 30− Thr −OBu’ ]−イン
シュリン(豚型) (1)の生成物100mg(10mM)とL−スレオニ
ン−t−ブチルエステル154mg(500mM) x
タノール/ジメチルホルムアミド混液(1:1)1.0
5m1に溶解し、結晶トリプシン(ワーシングトン社製
、3回再結晶)4mgを含有する0、5M硼酸塩緩衝液
(pH6,5)0.75m1と混合する。なお、この混
合液にはトシル−し−フェニルアラニンクロロメチルケ
トン(以下TPCKと記ス)が最終濃度0.01mMで
含有されるようにしておく。同混合液を37°Cで1晩
保つ。高速液体クロマトグラフィーにより目的化合物の
生成を確認し収率を求めると75%であった。混合液を
氷酢酸で酸性としたのち超微細粒のセファデックスG5
0のカラム(4,2x130cm)でゲル濾過を行ない
、トリブンン含有分画、標記インシュリン誘導体を含有
する分画、L−スレオニン−t−ブチルエステル含有分
画に分ける。酵素活性およびニンヒドリン反応を測定し
、トリプシンおよびスレオニンt−ブチルエステルは各
々50%回収されることか確認された。インシュリン誘
導体を含有する分画を凍結乾燥し、標記化合物の粗粉末
89LI1gを得る。
次いで、0.01Mトリス緩衝液(pH7,6)と7M
ft素で緩衝化したDEAE−セファデックスA25の
カラム(1,9X24.5cm)に上記生成物を4°C
でかけ、上記緩衝液を800m1流したのち食塩濃度0
.3Mまで直線的に濃度勾配をつけた溶出を行ない、0
.08〜0.09M濃度付近の分画Aと0.13〜0.
14M濃度付近の分画Bを順次得る。各分画を直ちに3
〜4日間冷所で0.01M酢酸アンモニウム溶液に対し
て透析した後凍結乾燥し、分画Aより粉末35mgを、
分画Bより27mgを得る。高速液体クロマトグラフィ
ーおよびポリアクリルアミドゲル電気泳動により、前者
が標記化合物であり後者がデスーB30−インシュリン
(豚型)と標記化合物の混合物であることが確認された
標記化合物の高速液体クロマトグラフィーおよびポリア
クリルアミドゲル電気泳動による測定値を以下に示す。
ポリアクリルアミドゲル電気泳動(pH8;10%ゲル
; 18 、1 mA/cm’ ;泳動時間100分)
:移動距$4.3cm。
高速液体クロマトグラフィー[ヌクレオシル(Nucl
eosil ) 7 CIa (Macherey−N
age1社製) ; 4mmX50mm(プレカラム)
および4mmX250rrIn(メインカラム);32
%アセトニトリル−パン77  tI液(5mMリン酸
、5mti・n−ブチルスルホン酸ナトリウム、50m
M硫酸ナトリウム、pH3、O);流速:毎分2mlコ
ニ保持時間13.2分。
(3)大インシュリン 7二”) −ルo 、2n+1を含むトリフルオロ酢酸
2mlを上記■で得た化合物30mgに加え、室温で3
0分保つ、窒素気流中でトリフルオロ酢酸を除き、IN
酢酸2mlの存在下、エーテル15m1でアニソールを
抽出した後、酢酸部を凍結乾燥し標記化合物28mgを
得る。原料の純度を77%とすると収率43%である。
氷晶はアミノ酸分析値、スラブゲル電気泳動、高速液体
クロマトグラムにより標記化合物と同定した。
(1)と同様の条件で行なったアミノ酸分析の結果は下
記のとおりである。
Lys  1.00(1)、)Iis  1 、89 
(2)、Arg  0.87(1)、Asp  3 、
32 (3)、Ihr  3 、16 (3)、Ser
  2 、99 (3)、Glu  7 、35 (7
)、Pro  1.29(1)、Gly  4.39(
4)、Ala  1 、26 (1)、CySOsH4
,6(6)、Val  3 、93 (4)、11e 
 1.61(2)、Leu  6.51(6)、Tyr
  3.68(4)、Phe  3 、19 (3)。
スラブゲル電気泳動(pH8;10%ゲル;18 、1
 mA/cm” ;泳動時間100分):移動距離6.
0cm、高速液体クロマトグラフィ−ロヌクレオシル(
Nucleosil ) 7 C+ s (Mache
rey−Nage1社製) ; 4mmX 50mm(
プレカラム)および4mX250mm(メインカラム)
;32%アセトニトリル−バッファー溶液(5mMリン
酸、5mM・n−プチルスルホン酸ナトリウム、50m
M硫酸ナトリウム、pH3,0);流速:毎分2mlコ
ニ保持時間4.97分。
特許出願人  塩野義製薬株式会社 代 理 人  弁理士 潮1)雄− −ユ□□、劇J

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)B鎖30位スレオニンがカルボキシル基に保護基
    を有しかつヒドロキシ基に保護基を有していてもよい人
    インシュリンを保護基の脱離処理に付して人インシュリ
    ンを得ることを特徴とする人インシュリンの製造方法。
JP61266447A 1981-10-30 1986-11-07 インシユリン誘導体の製造方法 Granted JPS62116598A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5191288A (ja) * 1974-12-21 1976-08-10
JPS54135789A (en) * 1978-04-13 1979-10-22 Nippon Soda Co Ltd Preparation of human insulin

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