JPS62255435A - 安定性タンパク質及びタンパク質の安定化法 - Google Patents
安定性タンパク質及びタンパク質の安定化法Info
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- A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07K—PEPTIDES
- C07K1/00—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
- C07K1/107—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides
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- C07K1/1077—General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length by chemical modification of precursor peptides by covalent attachment of residues or functional groups by covalent attachment of residues other than amino acids or peptide residues, e.g. sugars, polyols, fatty acids
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- C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
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- C08B37/0063—Glycosaminoglycans or mucopolysaccharides, e.g. keratan sulfate; Derivatives thereof, e.g. fucoidan
- C08B37/0069—Chondroitin-4-sulfate, i.e. chondroitin sulfate A; Dermatan sulfate, i.e. chondroitin sulfate B or beta-heparin; Chondroitin-6-sulfate, i.e. chondroitin sulfate C; Derivatives thereof
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。
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、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質の分
類の物質とその生体内での安定化に関するものである。
類の物質とその生体内での安定化に関するものである。
タンパク質と酵素は、その他のペプチドやポリペプチド
と同様に、動物及び人間の体内一般には71、塩7J、
アミダーゼ及び/またはエステラーゼを含む水溶液中で
急速に減成する傾向にある。このため、こうした物質は
工業9診断及び治療での使用が限られている。従来、こ
れらの物質はポリマーに化学的に結合させることにより
、ある程度安定化させることができると報告されている
が、この結合は、反対に修飾したり或いは問題の物質の
所望の特性をそこないさえする傾向にあり、及び/また
は、偶然の有毒効果を生み出して修飾された物質を生物
学的に不適合なものとすることもある。更に、添加した
ポリマーは、動物或いは人間の体内で生物分解されない
こともあり、そのため例え結合物質が放出され意図した
効果をもたらしたとしても、毒性水準にまで達する場合
がある。
と同様に、動物及び人間の体内一般には71、塩7J、
アミダーゼ及び/またはエステラーゼを含む水溶液中で
急速に減成する傾向にある。このため、こうした物質は
工業9診断及び治療での使用が限られている。従来、こ
れらの物質はポリマーに化学的に結合させることにより
、ある程度安定化させることができると報告されている
が、この結合は、反対に修飾したり或いは問題の物質の
所望の特性をそこないさえする傾向にあり、及び/また
は、偶然の有毒効果を生み出して修飾された物質を生物
学的に不適合なものとすることもある。更に、添加した
ポリマーは、動物或いは人間の体内で生物分解されない
こともあり、そのため例え結合物質が放出され意図した
効果をもたらしたとしても、毒性水準にまで達する場合
がある。
本発明は、動物或いは人間の体内での代謝及び減成に対
して耐性のある新規な修飾ペプチドの分類を提供するも
のであり、これは、ペプチドをコンドロイチンに化学的
に結合させることにより製造される。コンドロイチンを
使用する利点は、その分子が体全体に見られ、生物適合
性があり、種依存性がなく、かつ体内に導入した場合に
直接作用して、艮期吋もとの修飾されていないペプチド
の効果を生じるが、その際、加水分解、けん化脱アミド
化、また、その他の形のいわゆる“持続放出″不均等化
に介入しないペプチドとの結合生成物を生じるという事
実にある。
して耐性のある新規な修飾ペプチドの分類を提供するも
のであり、これは、ペプチドをコンドロイチンに化学的
に結合させることにより製造される。コンドロイチンを
使用する利点は、その分子が体全体に見られ、生物適合
性があり、種依存性がなく、かつ体内に導入した場合に
直接作用して、艮期吋もとの修飾されていないペプチド
の効果を生じるが、その際、加水分解、けん化脱アミド
化、また、その他の形のいわゆる“持続放出″不均等化
に介入しないペプチドとの結合生成物を生じるという事
実にある。
従って、本発明の目的は、ペプチド及びペプチド類似物
質を生体内で安定な修飾された形に変換することにある
。
質を生体内で安定な修飾された形に変換することにある
。
本発明のもう一つの目的は、かかる物質を体内で持続効
果を有する形に変換することにある。
果を有する形に変換することにある。
本発明のその他の目的及び先行技術に優る本発明の利点
は、水引1111中の説明から明確になるであろう。
は、水引1111中の説明から明確になるであろう。
あるタンパク質性物質の安定化については、アブラハム
・アブコラスキー及びフランク・ディビスが、著書[8
8剤としての酵素」、ホルセンバーグ及びlコバーツ編
集、ニューヨーク:ジョンウィリー アンド サンズ(
1981年) L A brahamAbuchow
ski and Frank [)avis、 E
nzymesAs [)rugs、 [d、by l
l−1olcenbcr and Roberts、
New York :John Wiley &
5ons(1981)]の“]可溶性ポリマーー酵素
付加体の章で検討している。
・アブコラスキー及びフランク・ディビスが、著書[8
8剤としての酵素」、ホルセンバーグ及びlコバーツ編
集、ニューヨーク:ジョンウィリー アンド サンズ(
1981年) L A brahamAbuchow
ski and Frank [)avis、 E
nzymesAs [)rugs、 [d、by l
l−1olcenbcr and Roberts、
New York :John Wiley &
5ons(1981)]の“]可溶性ポリマーー酵素
付加体の章で検討している。
ダニシェフスキーとシスコピツク(炭水化物研究」第1
6巻199頁(1971年)は、グリコスアミノグリカ
ンの構造−機能関係を研究中に、あるアミノ酸のアミノ
機能をグリコスアミノグリカンのカルボキシル基に共有
結合させることがでさることを光見した。勿論、これは
従来のアミド化である。本発明の物質を作るのに同様の
反応を使用したものもあるが、ダニシェフスキーとシス
コピツクは、本発明の結合薬剤をvJ造していないし、
もしくはその製造の可能性を示唆してはいない。
6巻199頁(1971年)は、グリコスアミノグリカ
ンの構造−機能関係を研究中に、あるアミノ酸のアミノ
機能をグリコスアミノグリカンのカルボキシル基に共有
結合させることがでさることを光見した。勿論、これは
従来のアミド化である。本発明の物質を作るのに同様の
反応を使用したものもあるが、ダニシェフスキーとシス
コピツクは、本発明の結合薬剤をvJ造していないし、
もしくはその製造の可能性を示唆してはいない。
ミルら、米国特許第4,003,792号は、タンパク
質が植物源の酸性多糖類、特にアルギン酸、ペクヂン酸
、セルロース酸及びカラジーナンに結合し14ることを
教示している。かかる多糖類は植物炭水化物で、動物の
血液や組成とは組番れないものであり、本発明で使用す
るコンドロイチンとは化学的、生理学的に明らかに異な
っている。
質が植物源の酸性多糖類、特にアルギン酸、ペクヂン酸
、セルロース酸及びカラジーナンに結合し14ることを
教示している。かかる多糖類は植物炭水化物で、動物の
血液や組成とは組番れないものであり、本発明で使用す
るコンドロイチンとは化学的、生理学的に明らかに異な
っている。
V、+ス及びパーク、米国特許第4,060,081号
及び第4,059,572j3は、ムコ多11(基本的
にはグリコスアミノグリカンと同−域を占めるはるかに
古い用語)のイオン特性をタンパク?tのイオン的凝結
成いは複合体形成に使用している。例えば、人工皮庖装
剤はコンドロイチン硫酸塩とコラーゲンから調製される
。
及び第4,059,572j3は、ムコ多11(基本的
にはグリコスアミノグリカンと同−域を占めるはるかに
古い用語)のイオン特性をタンパク?tのイオン的凝結
成いは複合体形成に使用している。例えば、人工皮庖装
剤はコンドロイチン硫酸塩とコラーゲンから調製される
。
ワルトンら、ケミカルアブス1−ラク1〜.98.38
0.166902u (1983)は、コンドロイチ
ンMi ?l mが薬剤と結合して、コンドロイチンの
酵素による或いはその他の減成に続いて活Ti桑剤を放
出する副薬剤を作り出すことができることを開示してい
る。
0.166902u (1983)は、コンドロイチ
ンMi ?l mが薬剤と結合して、コンドロイチンの
酵素による或いはその他の減成に続いて活Ti桑剤を放
出する副薬剤を作り出すことができることを開示してい
る。
ワルトンらの生成物と迫って、本発明の生成物は副薬剤
ではない。反対に、我々のコント[Jイチンーペブヂド
化合物はそれ自体薬剤であり、ペプチドが事実上安定化
して、その活性が重大に延長されることを除いてもどの
ペプチドと同じ効果を生じる。この効果は、例えコンド
ロイチンの一部が生体内で減成し、ペプチドと結合した
分子h)の低いコンドロイチンを残すとしても達成され
る。
ではない。反対に、我々のコント[Jイチンーペブヂド
化合物はそれ自体薬剤であり、ペプチドが事実上安定化
して、その活性が重大に延長されることを除いてもどの
ペプチドと同じ効果を生じる。この効果は、例えコンド
ロイチンの一部が生体内で減成し、ペプチドと結合した
分子h)の低いコンドロイチンを残すとしても達成され
る。
スノーデン、3 +ochemica et 3 c
ophys+caA Cta 、 703.21〜2
5 (1982)は、コラーゲン原繊維が一ンドロイチ
ン硫酸塩溶液中で安定化し、安定性はコンドロイチンの
濃度が大きいほど上昇することを見出した。しかし、化
学的結合は関係しておらず、溶液中のコラーゲンとコン
ドロイチンの物理的近接のみが関与していた。更に、例
えコラーゲン原繊維の安定化が治療上重要な操作であっ
たとしても、体内でそうした効果を生じさせるために充
分なコンドロイチン硫酸塩を注入することは、その情況
では実行不可能である。
ophys+caA Cta 、 703.21〜2
5 (1982)は、コラーゲン原繊維が一ンドロイチ
ン硫酸塩溶液中で安定化し、安定性はコンドロイチンの
濃度が大きいほど上昇することを見出した。しかし、化
学的結合は関係しておらず、溶液中のコラーゲンとコン
ドロイチンの物理的近接のみが関与していた。更に、例
えコラーゲン原繊維の安定化が治療上重要な操作であっ
たとしても、体内でそうした効果を生じさせるために充
分なコンドロイチン硫酸塩を注入することは、その情況
では実行不可能である。
ボクら「薬理学研究情報」14巻113〜120 (1
982> (Pharmacological R
e5earch Colmunications 、
14. 113〜120(19g2)は、スーパー側キ
シドジスムターゼ(’SOD”)等のタンパク質に結合
した合成ポリマー、ポリエチレングリコールを使用する
と、その安定性が増し、その変性或いは一般的消化を防
ぐことができ、それににす@環中の活性及び寿命が増加
することを指摘した。しかし、合成ポリマーであるポリ
エチレングリコールは動物或いは人間の体に独特なもの
ではなく、上記のかかる物質の一般的欠点を有している
。
982> (Pharmacological R
e5earch Colmunications 、
14. 113〜120(19g2)は、スーパー側キ
シドジスムターゼ(’SOD”)等のタンパク質に結合
した合成ポリマー、ポリエチレングリコールを使用する
と、その安定性が増し、その変性或いは一般的消化を防
ぐことができ、それににす@環中の活性及び寿命が増加
することを指摘した。しかし、合成ポリマーであるポリ
エチレングリコールは動物或いは人間の体に独特なもの
ではなく、上記のかかる物質の一般的欠点を有している
。
バラノフら[実験生物学及び医薬報告195巻、357
〜359(1983)[Bullctinor Ex
pcrimental B 1olooy and
Medicine 、 95,357〜359 (19
83) ]は、インシュノンを合成ポリマー゛ボリレネ
ート″に結合させ、その生成物をうさぎに経口投与して
有望な成果を19だ。当然のことなから゛′ポリセネー
トパは、天然ポリマーコンドロイチンとは無関係である
。
〜359(1983)[Bullctinor Ex
pcrimental B 1olooy and
Medicine 、 95,357〜359 (19
83) ]は、インシュノンを合成ポリマー゛ボリレネ
ート″に結合させ、その生成物をうさぎに経口投与して
有望な成果を19だ。当然のことなから゛′ポリセネー
トパは、天然ポリマーコンドロイチンとは無関係である
。
本発明によると、コンドロイチンを、以下により詳細に
定義するような広範な分類のペプチドの1桑的に活性な
物質と既知の方法で反応させ、生体内で安定かつ長期間
にわたりもとのペプチドの製薬活性を発揮するエステル
及び/また(よそのアミド誘導体を製造する。
定義するような広範な分類のペプチドの1桑的に活性な
物質と既知の方法で反応させ、生体内で安定かつ長期間
にわたりもとのペプチドの製薬活性を発揮するエステル
及び/また(よそのアミド誘導体を製造する。
コンドロイチンの反復構造単位を以下に示1′。
コンドロイチン反復弔位
J、4本釣コンドロイチン構造において、Q及びRは共
に水M%である。コンドロイチンは、Qの水M B4が
tiA M塩となったコンドロイチン−4−スルフェー
ト(C4S)及びRの水M基が硫酸塩となったコンドロ
イチン−6−スルフェート(C6S)という2つの形の
どちらかの形で最も一般的に浮石づる。本発明に関して
は、いずれの形のコンドロイチンも使用することができ
、コンドロイチンとペプチドは、主にアミドまたはエス
テル結合によって共有結合し、広範な範囲の分子量(例
えば、1ゴJ、そ5,000〜100,000ダルトン
)で、コンドロイチンを使用することができることに注
目すべきである。安定性は、主にコンドロイチンとペプ
チドの共有結合の後形成される架橋結合によって増加す
ると考えられる。図面かられかるように、ベブチードの
水MQiA、OH、カルボキシルM、COOト1、及び
アミンI、NHzとのエステル結合−C00Y、或いは
アミド結合−CONHYによる共有結合(特にカルボキ
シル基、C0OH及び水酸i、s、oH)のために、コ
ンドロイチンでは様々な官能基が使用できる。
に水M%である。コンドロイチンは、Qの水M B4が
tiA M塩となったコンドロイチン−4−スルフェー
ト(C4S)及びRの水M基が硫酸塩となったコンドロ
イチン−6−スルフェート(C6S)という2つの形の
どちらかの形で最も一般的に浮石づる。本発明に関して
は、いずれの形のコンドロイチンも使用することができ
、コンドロイチンとペプチドは、主にアミドまたはエス
テル結合によって共有結合し、広範な範囲の分子量(例
えば、1ゴJ、そ5,000〜100,000ダルトン
)で、コンドロイチンを使用することができることに注
目すべきである。安定性は、主にコンドロイチンとペプ
チドの共有結合の後形成される架橋結合によって増加す
ると考えられる。図面かられかるように、ベブチードの
水MQiA、OH、カルボキシルM、COOト1、及び
アミンI、NHzとのエステル結合−C00Y、或いは
アミド結合−CONHYによる共有結合(特にカルボキ
シル基、C0OH及び水酸i、s、oH)のために、コ
ンドロイチンでは様々な官能基が使用できる。
本発明は一般に、単純ペプチド、ポリペプチド。
タンパク質、タンパク質性ホルモン、酵素などを包含す
るが、それらに限定されるものではないペプチド及びポ
リペプチドの安定化に適用できる。
るが、それらに限定されるものではないペプチド及びポ
リペプチドの安定化に適用できる。
これらの物質は、それらがアミド結合によって共に結合
したアミノ酸鎖であるということにおいて、V本釣には
全てペプチドである。便宜上、ここではそうした物質の
全てを言うのに“ペプチド″という飴を総称的に使用す
る。実施例には、スーパーオキシドジスムターゼ、イン
シュリン、インターフェロン、成長ホルモン、及びペル
オキシダーゼがあるが、これらは全て代表的な不安定タ
ンパク質である。インターフェロンは、本発明に従って
変更態様にかえた物質の特に適切な例である。
したアミノ酸鎖であるということにおいて、V本釣には
全てペプチドである。便宜上、ここではそうした物質の
全てを言うのに“ペプチド″という飴を総称的に使用す
る。実施例には、スーパーオキシドジスムターゼ、イン
シュリン、インターフェロン、成長ホルモン、及びペル
オキシダーゼがあるが、これらは全て代表的な不安定タ
ンパク質である。インターフェロンは、本発明に従って
変更態様にかえた物質の特に適切な例である。
これは、遊離した形で投与した場合に体内で急速に減成
するので、不活性化する前にその効果を発揮するために
高い(往々にして有毒な)投与量を注入しなければなら
ない。しかし、コンドロイチンと共有結合した場合、イ
ンターフェロンはより低くかつより少ない投与量で有効
に使用することができる。その他の実施例的なペプチド
には、アスパラギナーゼ、グルタマーゼ、アルギナーゼ
。
するので、不活性化する前にその効果を発揮するために
高い(往々にして有毒な)投与量を注入しなければなら
ない。しかし、コンドロイチンと共有結合した場合、イ
ンターフェロンはより低くかつより少ない投与量で有効
に使用することができる。その他の実施例的なペプチド
には、アスパラギナーゼ、グルタマーゼ、アルギナーゼ
。
アルギニンデアミナーゼ、ソマトメジン、ACTll、
FSLl、LH,ソマトスタチン、パップレシン、RN
アーゼ、エンドルフィン、エンケファリン、及びヘキソ
サミニダーゼA、ヘキソサミニダーヒB 、アルファー
グルコシダーゼ、スフインゴミエリナーゼ、アリルスル
フエターゼ等150以上の先天性代謝病に関係した酵素
がある。
FSLl、LH,ソマトスタチン、パップレシン、RN
アーゼ、エンドルフィン、エンケファリン、及びヘキソ
サミニダーゼA、ヘキソサミニダーヒB 、アルファー
グルコシダーゼ、スフインゴミエリナーゼ、アリルスル
フエターゼ等150以上の先天性代謝病に関係した酵素
がある。
コンドロイチンをペプチド出発原料と反応させて本発明
の新規な物質を得る反応は、関係する官能基によって既
知の方法で実施できる。
の新規な物質を得る反応は、関係する官能基によって既
知の方法で実施できる。
コンドロイチンとペプチドがそれぞれ水1al。
カルボキシル基を有している場合には、カルボジイミド
を使って両者を反応させることができ、或いは、カルボ
キシル基を混合無水物に転換して水[、%と反応させる
ことができる。こうした手順及びそれに必要な条件は全
て当業界で古くから行なわれ周知である。コンドロイチ
ンとペプチドがそれぞれカルボキシル基と水酸基を有し
ている場合も同様の手順を用いることができる。これら
の場合の生成物は全てエステルである。
を使って両者を反応させることができ、或いは、カルボ
キシル基を混合無水物に転換して水[、%と反応させる
ことができる。こうした手順及びそれに必要な条件は全
て当業界で古くから行なわれ周知である。コンドロイチ
ンとペプチドがそれぞれカルボキシル基と水酸基を有し
ている場合も同様の手順を用いることができる。これら
の場合の生成物は全てエステルである。
コンドロイチンとペプチド物質がそれぞれ水酸基とアミ
ノ基を有している場合(或いはその逆の場合)、水[1
の活性化によるクロロフォルメート部分とのカルバメー
ト結合及びそれに続くアミン機能どの結合を通して反応
を進めることができる。この手順及び適切な反応条件は
当業界に周知な従来のものである。同様に、2つの水M
基(コンドロイチン及びペプチド上の)の間にカルボネ
ート結合を形成さUることもできる。
ノ基を有している場合(或いはその逆の場合)、水[1
の活性化によるクロロフォルメート部分とのカルバメー
ト結合及びそれに続くアミン機能どの結合を通して反応
を進めることができる。この手順及び適切な反応条件は
当業界に周知な従来のものである。同様に、2つの水M
基(コンドロイチン及びペプチド上の)の間にカルボネ
ート結合を形成さUることもできる。
コンドロイチンとペプチド物質がカルボキシル格とアミ
ノ基をそれぞれ有している場合(或いはその逆の場合)
、その反応は既知の手法を用いた既知の条件下での従来
のアミド形成の1つで、2つの分子間の水分子を除去す
る。出発物質のどちらか或いは両方が2つ以上の官能基
を有している場合には、混合生成物の生成を避けるため
に反応を望まない基を保護ツることが望ましい。これら
は当業界で周知の技術である。
ノ基をそれぞれ有している場合(或いはその逆の場合)
、その反応は既知の手法を用いた既知の条件下での従来
のアミド形成の1つで、2つの分子間の水分子を除去す
る。出発物質のどちらか或いは両方が2つ以上の官能基
を有している場合には、混合生成物の生成を避けるため
に反応を望まない基を保護ツることが望ましい。これら
は当業界で周知の技術である。
コンドロイチンーペプチド生成物の活性及び安定性は、
多くの方法で変えることができる。例えば、コンドロイ
チンのペプチドに対する分子比を変えることにより、コ
ンドロイチンの分子サイズを変えることにより(通常は
約5,000〜100,000ダルトンの分子帛範囲で
用いられる)、及びフンドロイチン自身内の架橋結合度
のぽか、コンドロイチンとペプチドの架橋結合度を変え
ることにより。
多くの方法で変えることができる。例えば、コンドロイ
チンのペプチドに対する分子比を変えることにより、コ
ンドロイチンの分子サイズを変えることにより(通常は
約5,000〜100,000ダルトンの分子帛範囲で
用いられる)、及びフンドロイチン自身内の架橋結合度
のぽか、コンドロイチンとペプチドの架橋結合度を変え
ることにより。
コンドロイチンはあるゆる軟骨含有生物(鳥からサメま
で)の他、あらゆる捕乳動物の体内に自然に見られる物
質′C″あるので、これをペプチド。
で)の他、あらゆる捕乳動物の体内に自然に見られる物
質′C″あるので、これをペプチド。
タンパク質、小ルセン或いは酵素に化学結合しても、予
明せぬ有毒効果を生み出すことはない。コンドロイチン
は完全な生物適合性を持ち、また、体内で完全に生物分
解Cきる(多くの合成ポリマーやデ4ニストランのよう
な自然のものと違って)ので、体内での形成には何の問
題も起らない。
明せぬ有毒効果を生み出すことはない。コンドロイチン
は完全な生物適合性を持ち、また、体内で完全に生物分
解Cきる(多くの合成ポリマーやデ4ニストランのよう
な自然のものと違って)ので、体内での形成には何の問
題も起らない。
本発明の反応生成物は水或いは等張塩溶液に溶解するこ
とにより、或いは生成物が難溶性の場合には水或いは等
張塩溶液に粉末にして懸濁することにより、都合よく投
薬用に調製される。後者の場合、生成物をジメチルスル
ホキシド。ジメチルホルムアミド等の適当な有機溶媒に
溶解し、水で・希釈してコロイド状懸濁液を形成し、真
空放散或いは水透析を行なって有機溶媒を除去すること
も可能である。溶液或いは懸濁液は、患者への適切な注
入濃度としてミリリットル当たり約5〜500I1gの
生成物を含んでいるのが適当であり、注入−樋は所望の
薬剤適値を提供するように選択するが、勿論、これは1
ト剤物?−1によって違ってくる。
とにより、或いは生成物が難溶性の場合には水或いは等
張塩溶液に粉末にして懸濁することにより、都合よく投
薬用に調製される。後者の場合、生成物をジメチルスル
ホキシド。ジメチルホルムアミド等の適当な有機溶媒に
溶解し、水で・希釈してコロイド状懸濁液を形成し、真
空放散或いは水透析を行なって有機溶媒を除去すること
も可能である。溶液或いは懸濁液は、患者への適切な注
入濃度としてミリリットル当たり約5〜500I1gの
生成物を含んでいるのが適当であり、注入−樋は所望の
薬剤適値を提供するように選択するが、勿論、これは1
ト剤物?−1によって違ってくる。
本発明のスーパーオキシドジスムターゼ(S。
D)及びインシュリンへの適用を説明する以下の実施例
は、本発明及びそれを実施することを予想した最善方法
を充分に説明するであろう。SODは分子間が約22.
000ダルトンの大きなタンパク質分子であるが、イン
シュリン分子は分子世が約6.000ダルトンで比較的
小さい。これらタンパク質は共に体内では非常に不安定
で、SOD半減期は約5分、インシュリン(インシュリ
ナーゼにより分解される)は約15分である。両者とも
自然の形では経口投与で効果を表わすことができない。
は、本発明及びそれを実施することを予想した最善方法
を充分に説明するであろう。SODは分子間が約22.
000ダルトンの大きなタンパク質分子であるが、イン
シュリン分子は分子世が約6.000ダルトンで比較的
小さい。これらタンパク質は共に体内では非常に不安定
で、SOD半減期は約5分、インシュリン(インシュリ
ナーゼにより分解される)は約15分である。両者とも
自然の形では経口投与で効果を表わすことができない。
SODとインシュリンは一般のタンパク質を代表するも
のと考え、それらが分子量、構造及び機能において相違
しているため、本発明を説明するのに選択したが、一方
はホルモン(インシュリン)であり、もう一方は酵素(
SOD)である。そうした多くの相違にも拘わらず、こ
れらの物質は共にコンドロイチンとの化学結合によるタ
ンパク質の安定化を有効に説明する。
のと考え、それらが分子量、構造及び機能において相違
しているため、本発明を説明するのに選択したが、一方
はホルモン(インシュリン)であり、もう一方は酵素(
SOD)である。そうした多くの相違にも拘わらず、こ
れらの物質は共にコンドロイチンとの化学結合によるタ
ンパク質の安定化を有効に説明する。
・実施例1
スーパーオキシドジスムターゼ
水1−中5110のスーパーオキシドジスムターゼ?7
J液に、水1−中5uのコンドロイチン硫酸塩A(シグ
マ ケミカル)4及び6−スルフニー1〜の混合液を加
え、混合液をI)ト14.75に調製した。
J液に、水1−中5uのコンドロイチン硫酸塩A(シグ
マ ケミカル)4及び6−スルフニー1〜の混合液を加
え、混合液をI)ト14.75に調製した。
水0.5m!:l中511CIの1−エチル−3(3−
ジメチル]ノミノボ[Jビル)−カルボジイミドハイド
ロク[1ライド(ECD)を加え、混合液を室温で6時
開撹拌してから一晩水に透析した。溶離のためのpH7
のリン酸塩緩衝液を用い、クロマトグラフィーで混合液
を更に精製した。精製した生成物はコンドロイチンに結
合したSODを72%含/υでい Iこ 。
ジメチル]ノミノボ[Jビル)−カルボジイミドハイド
ロク[1ライド(ECD)を加え、混合液を室温で6時
開撹拌してから一晩水に透析した。溶離のためのpH7
のリン酸塩緩衝液を用い、クロマトグラフィーで混合液
を更に精製した。精製した生成物はコンドロイチンに結
合したSODを72%含/υでい Iこ 。
タンパク質加水分解消化に対する安定性について、5O
D−コンドロイヂンI/1M塩Aをテスl−1゜た。T
O+11(+/−の生成物を会む水溶液をp H7。
D−コンドロイヂンI/1M塩Aをテスl−1゜た。T
O+11(+/−の生成物を会む水溶液をp H7。
8.23℃で50mco/Ia!Qのトリプシンでj8
俄し、アリコートを時々取り出してSOD活性を決定し
た。比較のためにSODだ番)を同様の条件下でトリプ
シンで培養した。40分後、保護しなかったSODの僅
かに約8%と比較して、5OD−コンドロイチン生成物
はおよそ88%が溶液中に残った。これは、8倍以上の
安定性の相違である。トリプシンは非常に特異的なプロ
テアーゼで、アルギニンとリシン残基でのみ分割するこ
とが知られているので、はるかに活発なプロテアーゼで
あるペプシンを用い、はぼ同様の手順で更にテストを行
なった。ペプシンの最適1)Hは約1.0〜1゜5であ
ることが知られているので、pHを低く(3,5)維持
した。試験したペプシンの最低濃度でさえ、分解は非常
に速かったが、保護しなかったSODに比べ、コンドロ
イチンによりある程度保:j!lされた。2分で後者は
本質的に全て分解したが、前者は3分で約5%が活性を
持ったまま残った。
俄し、アリコートを時々取り出してSOD活性を決定し
た。比較のためにSODだ番)を同様の条件下でトリプ
シンで培養した。40分後、保護しなかったSODの僅
かに約8%と比較して、5OD−コンドロイチン生成物
はおよそ88%が溶液中に残った。これは、8倍以上の
安定性の相違である。トリプシンは非常に特異的なプロ
テアーゼで、アルギニンとリシン残基でのみ分割するこ
とが知られているので、はるかに活発なプロテアーゼで
あるペプシンを用い、はぼ同様の手順で更にテストを行
なった。ペプシンの最適1)Hは約1.0〜1゜5であ
ることが知られているので、pHを低く(3,5)維持
した。試験したペプシンの最低濃度でさえ、分解は非常
に速かったが、保護しなかったSODに比べ、コンドロ
イチンによりある程度保:j!lされた。2分で後者は
本質的に全て分解したが、前者は3分で約5%が活性を
持ったまま残った。
=1ンドロイチンー保JSODと、保護していないSO
Dの生体内安定性を比較するために、ネズミで試験を行
なった。ネズミに2つの製剤(10mu/ 7 )の1
つを0.1−腹膜腔内に注射した。
Dの生体内安定性を比較するために、ネズミで試験を行
なった。ネズミに2つの製剤(10mu/ 7 )の1
つを0.1−腹膜腔内に注射した。
1時間後、血液標本をとり、血清をリン酸塩緩衝液(5
mM、Dト17)中り0?トゲラフイー(G−100)
で分析した。溶離前の血清についての試験では、対照集
団で低水準の5ODLか示さなかったため、血清調整中
に溶血を除外した。試験結果から、5OD−コンドロイ
チン製剤の僅かに0.5〜2%が1時間後に生体内で加
水分解したが、この時血清は対照のほぼ4倍のSODを
含有していたことがわかった。溶離液の高分子W分画(
100,000ダルトン以上)で、SOD活性のほぼ全
部が見られた。5OD−コンドロイチン製剤は腹膜腔内
注射を行なうことができ、循環器系へ入って生体内でタ
ンパク質加水分解減成を起こしがちな条件下で長時間に
わたり生き残ることができることが実験で実証された。
mM、Dト17)中り0?トゲラフイー(G−100)
で分析した。溶離前の血清についての試験では、対照集
団で低水準の5ODLか示さなかったため、血清調整中
に溶血を除外した。試験結果から、5OD−コンドロイ
チン製剤の僅かに0.5〜2%が1時間後に生体内で加
水分解したが、この時血清は対照のほぼ4倍のSODを
含有していたことがわかった。溶離液の高分子W分画(
100,000ダルトン以上)で、SOD活性のほぼ全
部が見られた。5OD−コンドロイチン製剤は腹膜腔内
注射を行なうことができ、循環器系へ入って生体内でタ
ンパク質加水分解減成を起こしがちな条件下で長時間に
わたり生き残ることができることが実験で実証された。
・実施例2
インシュリン
コンドロイチン硫酸塩Aナトリウム塩溶液(水0.5−
中50no>をインシュリン溶a(水2゜5越中50I
O>と混合し、混合溶液を1N塩酸でp Hl、6に調
整した。水0.5−中50mgの塩酸1−エチル−3(
3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド(ED
C)を加えてpHを4゜6に調整し、混合液を室温で6
時間撹拌した後、pHを7.0に調整し、−晩水に透析
して冷凍乾燥した。コンドロイチン−インシュリン反応
生成物の収率は理論の5096であった。
中50no>をインシュリン溶a(水2゜5越中50I
O>と混合し、混合溶液を1N塩酸でp Hl、6に調
整した。水0.5−中50mgの塩酸1−エチル−3(
3−ジメチルアミノプロピル)−カルボジイミド(ED
C)を加えてpHを4゜6に調整し、混合液を室温で6
時間撹拌した後、pHを7.0に調整し、−晩水に透析
して冷凍乾燥した。コンドロイチン−インシュリン反応
生成物の収率は理論の5096であった。
コンドロイチン−インシュリン反応生成物及び保護され
ていない(遊離)インシュリンについて、そのタンパク
質加水分解減成の相対的感受性を測定するために比較試
験を行なった。この目的で、一般的な非特異的タンパク
質加水分解酵素であり、多くの部位で分v1するという
理由からプロテアーゼKを選択した。従って、保護イン
シュリンのタンパク質加水分解に対する感度について、
トリプシンやキモトリプシン笠、少ない特異的分割部位
でのみインシュリン分子に作用するはるかに特異的なプ
ロテアーゼが与えるものより良好な認識が得られる。試
験の正確な条件は以下の通りである。
ていない(遊離)インシュリンについて、そのタンパク
質加水分解減成の相対的感受性を測定するために比較試
験を行なった。この目的で、一般的な非特異的タンパク
質加水分解酵素であり、多くの部位で分v1するという
理由からプロテアーゼKを選択した。従って、保護イン
シュリンのタンパク質加水分解に対する感度について、
トリプシンやキモトリプシン笠、少ない特異的分割部位
でのみインシュリン分子に作用するはるかに特異的なプ
ロテアーゼが与えるものより良好な認識が得られる。試
験の正確な条件は以下の通りである。
“”Tl離″インシュリンについては、1111gのイ
ンシュリンを1.0−のリン酸塩緩衝液、pH7゜5に
懸濁し、それに水1−当たり1 noの酵素を含むプロ
テア−げに溶Wt10μβを加え、所望の時間露出した
後、セファデックスG−50カラムで溶液全体をクロマ
ト分析し、タンパク質及びペプチドの溶離を278nl
lでの吸収を観察することにより測定した。所望の露出
時間各々について別の試験を行なった。各試験における
ペプチドの正味損失は、ボイドボリューム以外の全ての
両分を集め、真空下でそれらを乾燥して1.0m!2の
緩衝液に懸濁し、ビューレット沫でペプチドを分析覆る
ことにより決定した。
ンシュリンを1.0−のリン酸塩緩衝液、pH7゜5に
懸濁し、それに水1−当たり1 noの酵素を含むプロ
テア−げに溶Wt10μβを加え、所望の時間露出した
後、セファデックスG−50カラムで溶液全体をクロマ
ト分析し、タンパク質及びペプチドの溶離を278nl
lでの吸収を観察することにより測定した。所望の露出
時間各々について別の試験を行なった。各試験における
ペプチドの正味損失は、ボイドボリューム以外の全ての
両分を集め、真空下でそれらを乾燥して1.0m!2の
緩衝液に懸濁し、ビューレット沫でペプチドを分析覆る
ことにより決定した。
コンドロイチン−インシュリン反応生成物についての試
験では、後者2+++oを′fi離インシュリン111
1gと同等に使用した。
験では、後者2+++oを′fi離インシュリン111
1gと同等に使用した。
上記試験の結果から、コンドロイヂンーインシュリン反
応生成物は、タンパク質加水分解中の半減期で測定して
、遊離インシュリンの約7倍も安定していることが証明
されたが、保護インシュリン半減期の105分に比べ、
遊離インシュリンは15分ぐある。
応生成物は、タンパク質加水分解中の半減期で測定して
、遊離インシュリンの約7倍も安定していることが証明
されたが、保護インシュリン半減期の105分に比べ、
遊離インシュリンは15分ぐある。
上記の結果は、37℃水中培養中のコンドロイチン−保
護インシュリンの非酵素的減成について史に試験を行な
うことによって確証される傾向にある。12日後、(’
Eかに約22%のインシュリンが遊離1した形で放出さ
れた。高度に架橋結合したコンド1コイヂン製剤は、5
0.0OOaで0.5時間速心分離することにより部分
的に回収されたが、何ら混濁の徴候(即ち変性)を示さ
なかった。
護インシュリンの非酵素的減成について史に試験を行な
うことによって確証される傾向にある。12日後、(’
Eかに約22%のインシュリンが遊離1した形で放出さ
れた。高度に架橋結合したコンド1コイヂン製剤は、5
0.0OOaで0.5時間速心分離することにより部分
的に回収されたが、何ら混濁の徴候(即ち変性)を示さ
なかった。
血液グルコースの水準を下げた場合の結合及び遊離イン
シュリンの効力を比較するために動物研究を行なった。
シュリンの効力を比較するために動物研究を行なった。
平均体重20σの雌のCD−1スイス白ネズミを一晩絶
食させ、4つの集団に分けて使用した。インシュリンを
皮下注射し、血液標本(50μβ、複眼縁部採血による
)を0.5゜33.6及び24時間の間隔で採取した。
食させ、4つの集団に分けて使用した。インシュリンを
皮下注射し、血液標本(50μβ、複眼縁部採血による
)を0.5゜33.6及び24時間の間隔で採取した。
f1離インシュリンを1.4,2.8.5.7.11.
4゜22.8及び45.5μ9投与し、コンドロイチン
−インシュリン製剤は、46.96,121゜151及
び182μ9投与した。5.7μq以上の511tイン
シユリンを投与したネズミは30分で昏睡状態になり、
また全てのレベルで21111.’1間までにグルコー
スレベルの重大な反発があった。これに反しく、]ント
ドC1、イヂンーインシュ1ノン装hすを投与したネズ
ミで昏睡状態になったものはなく、それらの血液グルコ
ースレベルは24時間後でも継続した抑制を示し、従っ
て、製剤の延長した生体内活性が実証された。
4゜22.8及び45.5μ9投与し、コンドロイチン
−インシュリン製剤は、46.96,121゜151及
び182μ9投与した。5.7μq以上の511tイン
シユリンを投与したネズミは30分で昏睡状態になり、
また全てのレベルで21111.’1間までにグルコー
スレベルの重大な反発があった。これに反しく、]ント
ドC1、イヂンーインシュ1ノン装hすを投与したネズ
ミで昏睡状態になったものはなく、それらの血液グルコ
ースレベルは24時間後でも継続した抑制を示し、従っ
て、製剤の延長した生体内活性が実証された。
作用の持続についてコンドロイチン−インシュリン製剤
と、亜鉛との複合体であるために持続作用を有している
インシュリン製剤ウルトラレンチを比較するためにネズ
ミを使って同様の試験を行なったが、この製剤は遊離イ
ンシュリンよりも長門間貯蔵の形で作用を維持するちの
である。2つの製剤についての試験は、同じ投与fa(
5,7゜11、/1.22.8及び44.5μg)と同
じ時間で行なった。ウルトラレンチに関しては、全ての
動物が45分後に非常に不活発になるか、或いは昏睡状
態になった。コンドロイチン−インシュリン製剤ではそ
うした効果は起らなかった。また、ウルトラレンチは、
〕ンドロイチンーインシュリン製剤とほぼ同様な良好な
グルコース抑制を達成することはなく、また、最高投与
最の2つを除いた全てで著しい反発効果が観察された。
と、亜鉛との複合体であるために持続作用を有している
インシュリン製剤ウルトラレンチを比較するためにネズ
ミを使って同様の試験を行なったが、この製剤は遊離イ
ンシュリンよりも長門間貯蔵の形で作用を維持するちの
である。2つの製剤についての試験は、同じ投与fa(
5,7゜11、/1.22.8及び44.5μg)と同
じ時間で行なった。ウルトラレンチに関しては、全ての
動物が45分後に非常に不活発になるか、或いは昏睡状
態になった。コンドロイチン−インシュリン製剤ではそ
うした効果は起らなかった。また、ウルトラレンチは、
〕ンドロイチンーインシュリン製剤とほぼ同様な良好な
グルコース抑制を達成することはなく、また、最高投与
最の2つを除いた全てで著しい反発効果が観察された。
上記の試験から、コンドロイチン−インシュリン製剤は
、遊離インシュリンやウルトラレンチインシュリンより
本質的に安全水準が高いことがわかる。更に、ilJ剤
のタンパク質加水分解減成耐性によつC1この製剤は好
ましくは、III溶性被膜によって胃の環境から保護す
る投薬の形での経口投与の第1候補となる。
、遊離インシュリンやウルトラレンチインシュリンより
本質的に安全水準が高いことがわかる。更に、ilJ剤
のタンパク質加水分解減成耐性によつC1この製剤は好
ましくは、III溶性被膜によって胃の環境から保護す
る投薬の形での経口投与の第1候補となる。
我々は、本発明を出発物質、プロセス段階、材料及び条
件を含む特別な実施態様、及び生成物の形状や公式に関
して説明したが、そうした事柄は甲なる例証であって、
限定を意図するものでないことは理解されよう。」二記
の記述及び添附した特許請求の範囲から多くの修正や同
等物を実行できることは当業者に容易に明らかであろう
。
件を含む特別な実施態様、及び生成物の形状や公式に関
して説明したが、そうした事柄は甲なる例証であって、
限定を意図するものでないことは理解されよう。」二記
の記述及び添附した特許請求の範囲から多くの修正や同
等物を実行できることは当業者に容易に明らかであろう
。
Claims (22)
- (1)コンドロイチンが共有結合されており、そのため
非修飾物質に比較して生体内減成に対する安定性が増し
たことを特徴とする、ペプチド、ポリペプチド、タンパ
ク質、タンパク質性ホルモン、及び酵素の分類の化学修
飾された物質。 - (2)特許請求の範囲第1項記載の化学修飾されたペプ
チド。 - (3)特許請求の範囲第1項記載の化学修飾されたポリ
ペプチド。 - (4)特許請求の範囲第1項記載の化学修飾されたタン
パク質。 - (5)特許請求の範囲第1項記載の化学修飾されたタン
パク質性ホルモン。 - (6)特許請求の範囲第5項記載の化学修飾されたイン
シュリン。 - (7)特許請求の範囲第1項記載の化学修飾された酵素
。 - (8)特許請求の範囲第7項記載の化学修飾されたスー
パーオキシドジスムターゼ。 - (9)前記コンドロイチンがコンドロイチン−4−スル
フェートであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の化学修飾された物質。 - (10)前記コンドロイチンがコンドロイチン−6−ス
ルフェートであることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の化学修飾された物質。 - (11)前記コンドロイチンが約5,000〜約100
,000ダルトンの分子量を有することを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の化学修飾された物質。 - (12)コイドロイチンを共有結合することを特徴とす
る、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、タンパク質
性ホルモン、及び酵素の生体内減成に対する安定性を向
上させる方法。 - (13)生物活性ペプチドによって引き出される所望の
生理反応を強化或いは達成するために該生物活性ペプチ
ドを管理する方法において、所望の反応を延長するため
に該ペプチドをそれに共有結合したコンドロイチンと組
合わせて管理することを特徴とする方法。 - (14)前記ペプチドがタンパク質であることを特徴と
する特許請求の範囲第13項記載の方法。 - (15)前記ペプチドがタンパク質性ホルモンであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第13項記載の方法。 - (16)前記タンパク質性ホルモンがインシュリンであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第15項記載の方法
。 - (17)前記ペプチドが酵素であることを特徴とする特
許請求の範囲第13項記載の方法。 - (18)前記酵素がスーパーオキシドジスムターゼであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第17項記載の方法
。 - (19)前記コンドロイチンがコンドロイチン−4−ス
ルフェートであることを特徴とする特許請求の範囲13
項記載の方法。 - (20)前記コンドロイチンがコンドロイチン−6−ス
ルフェートであることを特徴とする特許請求の範囲第1
3項記載の方法。 - (21)前記コンドロイチンが約5,000〜約100
,000ダルトンの分子量を有することを特徴とする特
許請求の範囲第3項記載の方法。 - (22)生物活性ペプチドを、基本的には共有結合した
コンドロイチンを有する該ペプチドからなる生物活性的
に安定な形で管理することを特徴とする、生物活性ペプ
チドの管理によつて引き出される所望の生理反応の延長
方法。
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