KR100353392B1 - Method of Preparing the PEG-Protein Composition Having Enhanced Biological Activity - Google Patents

Method of Preparing the PEG-Protein Composition Having Enhanced Biological Activity Download PDF

Info

Publication number
KR100353392B1
KR100353392B1 KR1020000012405A KR20000012405A KR100353392B1 KR 100353392 B1 KR100353392 B1 KR 100353392B1 KR 1020000012405 A KR1020000012405 A KR 1020000012405A KR 20000012405 A KR20000012405 A KR 20000012405A KR 100353392 B1 KR100353392 B1 KR 100353392B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
peg
ifn
bioactive protein
protein
active site
Prior art date
Application number
KR1020000012405A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20010092029A (en
Inventor
노광
이정훈
현창민
이준희
김승덕
Original Assignee
선바이오(주)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 선바이오(주) filed Critical 선바이오(주)
Priority to KR1020000012405A priority Critical patent/KR100353392B1/en
Publication of KR20010092029A publication Critical patent/KR20010092029A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR100353392B1 publication Critical patent/KR100353392B1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/46Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates
    • C07K14/47Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans from vertebrates from mammals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K1/00General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length
    • C07K1/06General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents
    • C07K1/061General methods for the preparation of peptides, i.e. processes for the organic chemical preparation of peptides or proteins of any length using protecting groups or activating agents using protecting groups
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/52Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • C07K14/54Interleukins [IL]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/52Cytokines; Lymphokines; Interferons
    • C07K14/555Interferons [IFN]
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K14/00Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/575Hormones
    • C07K14/62Insulins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K2319/00Fusion polypeptide

Abstract

본 발명은 높은 생체 활성도를 갖는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체를 제조하는 방법에 관한 것으로, 그 구성은 생체 활성 단백질의 활성부위를 가수분해 가능한 블록킹물질로 블록킹하는 단계; 상기 생체 활성 단백질의 활성부위 이외의 부위에 가수분해에 저항성이 있는 PEG유도체를 결합시키는 단계; 상기 생체 활성 단백질 활성부위에 결합된 상기 블록킹물질을 가수분해하여 제거하는 단계;로 이루어져, PEG결합의 장점인 체내 잔류시간의 증가 및 항원성의 감소 등의 효과를 지니는 동시에 인터페론 등의 생체 활성 단백질의 생체 활성도를 높은 수준으로 유지할 수 있게 한다.The present invention relates to a method for preparing a conjugate of a bioactive protein and PEG having a high bioactivity, the composition comprises the steps of blocking the active site of the bioactive protein with a hydrolyzable blocking material; Coupling a PEG derivative resistant to hydrolysis to a site other than the active site of the bioactive protein; Hydrolyzing and removing the blocking material bound to the active site of the bioactive protein; and having the effect of increasing the retention time in the body and reducing antigenicity, which are advantages of PEG binding, It is possible to maintain high levels of bioactivity.

Description

높은 생체 활성도를 갖는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체 제조방법{Method of Preparing the PEG-Protein Composition Having Enhanced Biological Activity}Method of preparing the PEG-Protein Composition Having Enhanced Biological Activity}

본 발명은 폴리에틸렌 글리콜(polyethylene glycol, 이하 'PEG'라 함)과 인터페론 등의 생체 활성 단백질의 결합체로서 높은 생체 활성도를 갖는 제조방법에 관한 것으로, PEG결합의 장점인 체내 잔류시간의 증가 및 항원성의 감소 등의 효과를 지니는 동시에 인터페론 등의 생체 활성 단백질의 생체 활성도를 높은 수준으로 유지할 수 있는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method having a high bioactivity as a combination of a polyethylene glycol (hereinafter referred to as "PEG") and a bioactive protein such as interferon, the increase in the residence time and antigenic properties of the advantages of PEG binding The present invention relates to a method for preparing a conjugate of a bioactive protein and PEG, which has a reduction effect and can maintain a high level of bioactivity of a bioactive protein such as interferon.

생체 활성 단백질의 대표적인 예로서 인터페론(이하 'IFN'이라 함)은 면역체계를 구성하는 여러종류의 백혈구의 작용을 조절하는 물질로서 그 특성은 바이러스의 복제를 억제시키는 항바이러스 성질과 세포분열을 억제시키는 성질 등이 있다. 인간의 IFN은 그 원천 및 항원성에 따라 세가지로 구분될 수 있는데, 백혈구에서출원하는 α-IFN, 피브로블라스트(fibroblast)에서 출원하는 β-IFN, 그리고 B cell에서 출원하는 γ-IFN이 있다. 유전자 조작으로 생산된 리콤비넌트(recombinent) 형태의 IFN은 이미 개발되어 시판되고 있다. 이 세가지의 IFN은 항원성 및 구조적 특성으로 인하여 다시 세분화될 수 있으며, 현재 알려진 바로는 24가지 이상의 α-IFN이 존재한다. α-IFN은 현재 FDA의 승인을 받아 환자에게 쓰여지고 있으며, 해당 질병으로서는 헤어리셀 류케미아(hairy cell leukemia), 성기에 나타나는 부종, 카포시즈 사르코마(Kaposi's Sarcoma), non-A, non-B형 만성간염, C형 간염 등이 있다. 이외에도 α-IFN이 적용될 수 있는 질병으로서는 미엘로제너스 류케미아(myelogenous leukemia), 멀티플 미엘로마(multiple myeloma), 슈퍼피샬 블래더 캔서(superficial bladder cancer), 스킨 캔서(skin cancer), 리날셀 카르시노마(renal cell carcinoma), 오바리안 캔서(ovarian cancer), 티셀 림포마(T cell lymphoma), 글리오마(glioma) 등이 있으며, 약물요법과 병행하여 사용할 경우에는 폐암, 직장암, 유방암 등에도 효과가 있다고 보고되었다.As a representative example of a bioactive protein, interferon (hereinafter referred to as 'IFN') is a substance that modulates the action of various types of white blood cells that make up the immune system, and its properties inhibit antiviral properties and cell division. There is a property to let. Human IFN can be classified into three types according to its source and antigenicity. There are α-IFN filed in white blood cells, β-IFN filed in fibroblast, and γ-IFN filed in B cell. Recombinent forms of IFN produced by genetic engineering have already been developed and are commercially available. These three IFNs can be subdivided again due to their antigenic and structural properties, and there are currently more than 24 α-IFNs known. α-IFN is currently approved by the FDA and is used in patients, including hairy cell leukemia, genital edema, Kaposi's Sarcoma, non-A, and non-B types. Chronic hepatitis and hepatitis C. Other diseases in which α-IFN can be applied include myelogenous leukemia, multiple myeloma, superficial bladder cancer, skin cancer, and linalcell carsi. Renal cell carcinoma, ovarian cancer, T-cell lymphoma, and glioma are also effective when used in combination with drug therapy for lung cancer, rectal cancer, and breast cancer. Has been reported.

α-IFN은 세포의 작용에 관여하는 물질로서 DNA와 RNA의 복제, 단백질 합성 등의 작용에 영향을 미친다. 세포 살상능력이 있는 α-IFN은 따라서 질환세포 뿐만이 아니라 건강세포에도 그 작용을 끼치며, 이로 인하여 부작용이 초래된다. 흔히 발생되는 부작용으로는 발열, 피곤, 두통, 오한 등과 같은 독감과 유사한 증세,어지럼증, 기침, 장기능의 이상, 간의 손상, 적혈구 수의 감소, 백혈구 및 혈소판 수의 감소 등이 있다.α-IFN is a substance involved in the function of the cell and affects the replication of DNA and RNA, protein synthesis, and the like. Α-IFN, which has cell killing ability, therefore acts not only on diseased cells but also on healthy cells, resulting in side effects. Common side effects include flu-like symptoms such as fever, tiredness, headache, chills, dizziness, cough, abnormal bowel function, liver damage, decreased red blood cell count, and reduced white blood cell and platelet count.

많은 종류의 자연적인 또는 유전자 재조합으로 생산된 단백질은 의학적인 그리고 약리학적인 효능을 가지고 있다. 그러나 치료제로서 주사되었을 경우에는 항원성을 발현할 수도 있고, 수용성이 낮아서 주사제로서의 어려움이 있을 수 있으며, 또한 체내 잔류기간이 짧아서 약리효과가 좋지 않을 수도 있다. 이러한 어려움을 극복하기 위해서 단백질과 PEG를 결합시키는 방법이 이용되어 왔으며, 이는 미국특허 4,179,337에서 처음 밝혀졌다. 1979년 발표되어 1996년에 효력을 상실한 이 특허에 의하면 PEG와 결합된 단백질 및 효소 등을 치료제로 사용할 경우 PEG가 가지는 장점인 항원성의 감소, 수용성의 증가, 체내 잔류기간의 증가 등의 잇점을 보인다고 하였다. PEG의 사용에 관한 최초의 특허인 이 특허가 효력 만기된 지금의 추세는 PEG와 결합한 특정한 단백질에 관한 물질특허, 해당 PEG-단백질에 관한 물질특허 등으로 점차 세분화 되어가고 있다.Many kinds of natural or genetically produced proteins have medical and pharmacological effects. However, when injected as a therapeutic agent, it may express antigenicity, have low water solubility, may have difficulty as an injection, and the pharmacological effect may not be good due to a short period of stay in the body. To overcome this difficulty, a method of combining protein and PEG has been used, which was first disclosed in US Pat. No. 4,179,337. The patent, which was published in 1979 and lost its effectiveness in 1996, shows that the use of PEG-associated proteins and enzymes as therapeutic agents has the advantages of reduced antigenicity, increased water solubility, and increased retention in the body. It was. The current trend of expiration of this patent, the first patent on the use of PEG, is gradually being subdivided into material patents for specific proteins bound to PEG, and material patents for the corresponding PEG-proteins.

단백질과 PEG가 결합되었을 때 상기와 같은 장점으로 인하여 부작용이 많이 감소하는 것은 사실이지만, 동시에 결점으로서는 PEG와의 결합 후에는 그 단백질의 생체 활성도(biological activity)가 무척 감소한다는 점이다. PEG가 단백질과 결합할때 단백질 표면의 아미노산과 PEG가 공유결합을 일으켜 PEG가 단백질의 표면에 부착되어 있는 형태를 지니게 되는데, 이때 단백질의 표면 부위중 단백질의 활성도와 직접적인 관계가 있는 부위가 PEG와 결합하면 그 부위가 생물학적 작용을 더이상 할 수 없게 됨으로써 활성도가 감소하게 되는 것이다. 따라서 단백질의 활성도를 유지하면서 어떻게 PEG결합을 진행하느냐 하는 것이 최근 연구의 초점이 되고 있다.It is true that the side effects are greatly reduced due to the above advantages when the protein and PEG are combined, but at the same time, the drawback is that the biological activity of the protein is greatly reduced after binding to PEG. When PEG binds to a protein, amino acids on the surface of the protein and PEG form a covalent bond, so that PEG is attached to the surface of the protein. When bound, the site is no longer capable of biological activity, thereby reducing its activity. Therefore, how PEG proceeds while maintaining protein activity has been the focus of recent research.

미국특허 5,382,657(1995.1.17)에 의하면, PEG가 IFN과 결합할 때 활성도가 대폭 감소한다는 사실을 인정하였다. 그리고 IFN의 활성도를 최대한 유지하기 위해서는 IFN의 표면에 부착되는 PEG의 숫자를 최소한으로 정해야 한다는 사실도 인정하였다. 이는 왜냐하면 부착되는 PEG의 숫자가 많아질수록 IFN의 활성부위가 건드려질 확률도 그 만큼 커지기 때문이다. 이러한 이유로써 결합할 PEG의 개수를 최소화하면서 동시에 PEG의 장점을 발휘하기 위해서는 사용하는 PEG의 분자량을 최대한 큰 것을 선택할 수 밖에 없다. 각 IFN분자에 결합하는 PEG의 개수가 1개나 2개밖에 허용되지 않을 경우 그 PEG의 분자량은 최소한 5,000, 나아가서는 10,000 내지 20,000 정도 되는 것을 선택하여야 한다. 이 특허에서 밝힌 바에 따르면, 분자량 5,000정도의 PEG를 사용하였을 경우, PEG를 1개 결합시켰을 경우 IFN의 활성도가 60% 감소하였고, PEG를 2개 결합시켰을 경우 IFN의 활성도가 96% 감소하였다. 그리고 분자량 10,000정도의 PEG를 사용하였을 경우, PEG를 1개 결합시켰을 경우 IFN의 활성도가 75%감소하였고, PEG를 2개 결합시켰을 경우 IFN의 활성도가 98% 감소하였다. 이러한 결과로 미루어보면 PEG를 2개 결합시켰을 경우 IFN의 활성도가 96-98%나 감소하여 이 조건은 선택이 불가능하며, PEG를 1개만 결합시켰을 경우에도 IFN의 활성도가 60-75% 감소하여 심각한 손실을 초래하였다.U. S. Patent 5,382, 657 (1995.1.17) acknowledged that the activity was significantly reduced when PEG bound IFN. In addition, it was recognized that the number of PEG attached to the surface of the IFN should be minimized in order to maintain the maximum activity of the IFN. This is because the greater the number of PEG attached, the greater the probability of touching the active site of IFN. For this reason, in order to minimize the number of PEG to be bound and at the same time show the advantages of PEG, it is inevitable to select the largest molecular weight of the PEG used. If only one or two PEGs are bound to each IFN molecule, the molecular weight of the PEG should be chosen to be at least 5,000, even 10,000 to 20,000. According to the patent, when PEG of about 5,000 molecular weight was used, IFN activity was reduced by 60% when one PEG was bound, and IFN activity was reduced by 96% when two PEGs were bound. When PEG with molecular weight of about 10,000 was used, IFN activity was reduced by 75% when one PEG was bound, and IFN activity was reduced by 98% when two PEGs were bound. As a result, IFN activity decreased by 96-98% when two PEGs were combined, and this condition was not selectable. When one PEG was bound, IFN activity decreased by 60-75% Resulted in a loss.

미국특허 5,951,974(1999.9.14)에 의하면, IFN-α 2b와 PEG를 결합시킴에 있어서 PEG가 IFN의 활성부위와 반응하는 것을 피하기 위하여, PEG가 IFN의 His34와 선택적으로 반응하는 것을 꾀하였다. IFN-α 2b에는 표면에 반응 가능한 아미노산이 8개 있으며, 그것들은 Cys1, Lys31, His34, Lys49, Lys83, Lys121, Lys131,Lys134이다. IFN의 His34를 표적으로 하여 PEG와 반응을 시켰을 경우, His34, Cys1, Lys121이 반응되는 것으로 나타났으며 His34가 반응된 것이 55%, Cys1이 반응된 것이 15%, Lys121이 반응된 것이 15%로 나타났다. 이것은 IFN 한 분자당 PEG를 1개씩만 부착시키고자 하였을 때 나타난 결과이다. 그리고 Cytopathic Assay를 통한 생체 활성도를 조사해 본 결과, 각 IFN분자당 PEG(분자량 12,000)가 1.0-1.3개 결합된 결과 생체 활성도는 74-76% 감소하였다.According to US Pat. No. 5,951,974 (1999.9.14), PEG is intended to selectively react with His34 of IFN to avoid PEG reacting with the active site of IFN in binding PEG with IFN-α 2b. IFN-α 2b has eight amino acids reactive to the surface, and they are Cys1, Lys31, His34, Lys49, Lys83, Lys121, Lys131, Lys134. When 34 was reacted with PEG by targeting His34 of IFN, His34, Cys1, and Lys121 were reacted. His34 reacted 55%, Cys1 reacted 15%, Lys121 reacted 15% appear. This is the result of trying to attach only one PEG per molecule of IFN. In addition, as a result of investigating the bioactivity through the cytopathic assay, 1.0-1.3 PEG (molecular weight 12,000) was combined for each IFN molecule, resulting in a 74-76% decrease in bioactivity.

미국특허 5,981,709(1999. 11. 9)에 의하면, IFN 한 분자당 PEG가 다수 결합하는 것은 불리하다는 것을 인정하였으며, 따라서 IFN 한 분자당 PEG를 1개씩 결합시키는 것을 꾀하였다. 이때 사용된 PEG유도체는 분자량이 12,000인 PEG-석시니미딜 카보네이트(SC-PEG)였다. 반응의 방법으로서는 IFN:SC-PEG를 1:2의 몰비율로 혼합하여 pH6.5에서 반응시켜 하나의 PEG가 결합된 IFN(1-PEG-IFN)과 두개의 PEG가 결합된 IFN(2-PEG-IFN)의 혼합물을 얻었다. 이 혼합물을 트리플로로아세트산으로 산처리하여 1-PEG-IFN을 얻는다고 하였다. 여기서 2-PEG-IFN이 가지고 있는 두 개의 PEG중 하나가 산처리로 인하여 떨어져 나오는 것인지, 아니면 2-PEC-IFN분자들만 선택적으로 분해 또는 처리되는 것인지의 이유에 대하여는 설명이 없다. 이렇게 하여 얻어진 1-PEG-IFN의 생체 활성도를 CPE(Cytophathic Effect) assay로 조사하였다. 이때 사용된 CPE assay는 A549 사람폐암 세포에 EMC 바이러스를 감염시킨 모델이었다. 결과적으로 1-PEG-IFN의 생체 활성도는 71% 감소한 것으로 나타났다.According to U.S. Patent 5,981,709 (November 9, 1999), it was recognized that it was disadvantageous to bind a large number of PEGs per molecule of IFN, and thus, one PEG per molecule of IFN was intended. The PEG derivatives used were PEG-succinimidyl carbonate (SC-PEG) having a molecular weight of 12,000. As a method of reaction, IFN: SC-PEG was mixed at a molar ratio of 1: 2 and reacted at pH 6.5 to react with one PEG-linked IFN (1-PEG-IFN) and two PEG-linked IFNs (2- A mixture of PEG-IFN) was obtained. The mixture was acid treated with trifluoroacetic acid to give 1-PEG-IFN. There is no explanation as to whether one of the two PEGs of 2-PEG-IFN is separated by acid treatment or whether only 2-PEC-IFN molecules are selectively degraded or treated. The bioactivity of 1-PEG-IFN thus obtained was examined by CPE (Cytophathic Effect) assay. The CPE assay used was a model in which A549 human lung cancer cells were infected with EMC virus. As a result, the bioactivity of 1-PEG-IFN was reduced by 71%.

미국특허 5,985,265(1999.11.16)에 의하면, IFN의 N-말단 아미노산을 표적으로 하여 PEG 결합반응을 시도하였다. 이때 사용된 PEG 유도체는 분자량 12,000인PEG-알데하이드였다. 이 반응은 혼합물을 생산하였으나 칼럼 크로마토그래피를 통하여 N-말단에만 PEG가 결합한 형태의 PEG-IFN을 분리하였다. 이렇게 얻어진 PEG-IFN의 생체 활성도는 인간의 헬라(HeLa)세포의 항바이러스성 성질을 시험하는 모델에서 측정되었으며, 여기서 생체 활성도는 80%감소한 것으로 나타났다.According to US Pat. No. 5,985,265 (Nov. 16, 1999), PEG-binding reaction was attempted by targeting the N-terminal amino acid of IFN. The PEG derivative used at this time was PEG-aldehyde having a molecular weight of 12,000. This reaction produced a mixture, but PEG-IFN was isolated from the N-terminus by PEG. The bioactivity of PEG-IFN thus obtained was measured in a model testing the antiviral properties of human HeLa cells, where the bioactivity was found to be 80% reduced.

이상의 예에서 보듯이, IFN의 생체 활성도를 최대한 유지하면서 PEG결합을 시키는 것이 쉽지 않다는 것이 밝혀졌다. 그리고 모든 예에서 IFN 한 분자당 결합시킬 수 있는 PEG의 개수는 하나였다. PEG를 두 개 결합시켰을 경우 활성도가 너무나 크게 감소하기 때문에 PEG 숫자를 하나로 제한 할 수 밖에 없었다. PEG를 하나만 결합시켰음에도 불구하고 생체 활성도는 60-80%감소하였다.As shown in the above example, it was found that it is not easy to PEG bond while maintaining the bioactivity of IFN to the maximum. In all cases, the number of PEGs that could be bound per molecule of IFN was one. When two PEGs were combined, the activity was reduced so much that the number of PEGs was limited to one. Despite only one PEG bound, bioactivity was reduced by 60-80%.

일반적으로 PEG의 장점인 항원성의 감소, 알레르기 반응의 감소등의 효과를 크게하려면 목표 단백질 한 분자당 PEG를 1개 결합시키는 것보다는 여러개 결합 시킬수록 유리하다고 알려져있다. 그러나 1개 이상의 PEG가 결합할 경우 생체 활성도의 감소가 너무 극심하여 이는 채택될 수 없었다.In general, it is known that it is more advantageous to combine several PEGs than one PEG per molecule of a target protein to increase the effects of PEG, such as reduction of antigenicity and reduction of allergic reaction. However, when more than one PEG binds, the decrease in bioactivity was so severe that it could not be adopted.

본 발명은 상기한 제문제점을 해소하기 위한 것으로, 본 발명이 기존의 알려진 기술보다 뛰어난 점은 IFN과 같은 생체 활성 단백질에 생체 활성도의 감소가 크지 않게 1개 이상의 PEG를 부착할 수 있으므로써 PEG가 부여할 수 있는 장점을 극대화하였다는 것이다.The present invention is to solve the above problems, the advantage of the present invention over the known technology is that PEG can be attached to one or more PEG in bioactive proteins such as IFN so that the decrease in bioactivity is not significant It is to maximize the advantages that can be given.

다수의 PEG가 결합되면 단백질 표면의 항원성 발현 가능성이 있는 부위도 그만큼 폭넓게 가리워 질 수 있으므로 면역 반응 관련 부작용 가능성이 그 만큼 감소하게 된다. 더불어 다수의 PEG가 결합될 수 있으면 결합되는 PEG의 총분자량도 그 만큼 증가하므로 체내 반감기간의 증가등 약리작용의 효과가 향상된다. 예를 들어 1개의 PEG만 결합 가능한 경우에는 사용된 PEG의 분자량이 10,000이라면 10,000 만큼만 총 분자량이 증가하는 것이지만, 반면에 3개의 PEG가 결합 가능한 경우라면 이때 사용된 PEG의 분자량이 10,000이면 총분자량은 30,000만큼 증가하는 것이다.When a large number of PEGs are combined, the site of antigenic expression on the protein surface can be covered so broadly that the likelihood of side effects related to the immune response is reduced. In addition, if a large number of PEG can be combined, the total molecular weight of the PEG is also increased by that amount, so the effect of pharmacological effects such as increase in the half-life of the body is improved. For example, if only one PEG is capable of binding, the total molecular weight increases by 10,000 if the molecular weight of the used PEG is 10,000, whereas if the molecular weight of the PEG used is 10,000, the total molecular weight is 10,000. That's an increase of 30,000.

이와 같이 1개이상 다수의 PEG가 결합 가능한 기술이라면 약리 효과면에서 기존의 기술보다 월등히 향상된 결과를 기대할 수 있는 것이다.As described above, if one or more PEGs can be combined, the pharmacological effect can be expected to be significantly improved than the conventional technology.

즉, 본 발명의 목적은 대부분의 생체 활성도를 유지하면서 다수의 PEG를 한 분자의 생체 활성 단백질에 결합시킬 수 있는 방법을 제공함에 있다.That is, an object of the present invention is to provide a method capable of binding a large number of PEGs to one molecule of bioactive protein while maintaining most of the bioactivity.

도 1은 실시예 1에 따른 HPLC 분석 결과 그래프,1 is a graph of HPLC analysis results according to Example 1,

도 2는 실시예 2에 따른 HPLC 분석 결과 그래프이다.2 is a graph of HPLC analysis results according to Example 2.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 높은 생체 활성도를 갖는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체를 제조하는 방법에 있어서, 생체 활성 단백질의 활성부위를 가수분해 가능한 블록킹물질로 블록킹하는 단계; 상기 생체 활성 단백질의 활성부위 이외의 부위에 가수분해에 저항력이 있는 PEG유도체를 결합시키는 단계; 상기 생체 활성 단백질 활성부위에 결합된 상기 블록킹물질을 가수분해하여 제거하는 단계;로 이루어진 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체 제조방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a method for preparing a conjugate of a bioactive protein and PEG having a high bioactivity, comprising the steps of: blocking the active site of the bioactive protein with a hydrolyzable blocking material; Binding a PEG derivative resistant to hydrolysis to a site other than an active site of the bioactive protein; It provides a method for producing a conjugate of a bioactive protein and PEG consisting of; hydrolyzing and removing the blocking material bound to the bioactive protein active site.

상기 제조방법에 있어서, 상기 생체 활성 단백질은 인터페론, G-CSF, 인터루킨(interleukin), 인슐린, TNF, 너브그로쓰팩터(nerve growth factor), 그로쓰팩터(growth factor), EGF, EFO, GM-CSF 등으로 이루어진 군에서 선택될 수있다.In the preparation method, the bioactive protein is interferon, G-CSF, interleukin, insulin, TNF, nub growth factor, growth factor, EGF, EFO, GM- It may be selected from the group consisting of CSF and the like.

그리고 상기 제조방법에 있어서, 상기 블록킹물질은 가수분해에 민감한 PEG유도체나 가수분해 가능한 당인 것이 바람직하다.In the above production method, the blocking substance is preferably a PEG derivative or a hydrolyzable sugar that is sensitive to hydrolysis.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.

본 발명의 구성을 통하여 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 이유는 본 발명에서는 생체 활성 단백질의 활성부위 이외의 부위에 PEG가 결합되도록 유도하기 때문이다.The purpose of the present invention can be achieved through the configuration of the present invention is that the present invention induces PEG to be bound to a site other than the active site of the bioactive protein.

앞서 언급한대로 본 발명의 과정은 크게 세단계로 나뉠 수 있으며, 첫번째 단계에서는 반응력이 약한 PEG유도체나 당을 상기 블록킹물질로서 IFN과 반응시켜 IFN의 활성부위를 형성하는 아미노산이 PEG 또는 당과 결합되도록 유도한다. 두번째 단계에서는 반응력이 강한 종류의 PEG유도체를 첫 단계에서 얻어진 중간체와 다시 반응시켜 약한 PEG 또는 당과 강한 PEG가 모두 결합된 형태의 생체 활성 단백질과 PEG 결합체를 얻는다. 세번째 단계에서는 가수분해 조건하에서 약한 PEG 또는 당이 가수분해되어 떨어져 나오게끔 유도하고 결과적으로 강한 PEG만이 결합된 형태로 남는, 목적하는 생체 활성 단백질과 PEG 결합체를 얻을 수 있게 된다.As mentioned above, the process of the present invention can be largely divided into three stages, and in the first stage, the amino acid forming the active site of IFN is bound to PEG or sugar by reacting a weakly reactive PEG derivative or sugar with IFN as the blocking substance. Induce. In the second step, the reactive PEG species are reacted again with the intermediate obtained in the first step to obtain a bioactive protein and PEG conjugate in the form of both weak PEG or sugar and strong PEG. In the third step, it is possible to obtain the desired bioactive protein and PEG conjugate, under hydrolysis conditions, inducing the weak PEG or sugar to hydrolyze off and consequently leaving only the strong PEG bound.

먼저 반응력이 약한 PEG유도체를 블록킹물질로 사용하는 것을 설명하면, 우선적으로 반응력이 약한 PEG유도체를 생체 활성 단백질의 활성부위에 우선 결합시키고 이후 강한 PEG유도체를 결합시킨 다음, 가수분해과정을 통해 약한 PEG유도체를 떼어내는 과정을 거치는데, 이러한 과정을 거치는 이유는 PEG유도체와 단백질의 반응시 그 단백질의 활성부위가 우선적으로 PEG와 결합한다는 사실을 본 발명에서확인하였고, 따라서 그러한 사실을 유용하게 적용하기 위하여 약한 반응력을 가진 PEG유도체를 먼저 반응시켜 활성부위를 잠정적으로 선점하도록 하는 것이다.First of all, the use of the PEG reductant with weak reaction force as a blocking material will be described. First, the PEG reductant with low reaction force is first bound to the active site of the bioactive protein, and then the strong PEG derivative is bound to the weak PEG through hydrolysis. Deriving the derivative, the reason for this process was confirmed in the present invention that the active site of the protein in the reaction of the PEG derivative and the protein preferentially binds to the PEG, and thus to apply such fact usefully In order to react the PEG derivative with a weak reaction force first to preemptively occupy the active site.

그리고 그 다음 단계로서 가수분해에 저항력이 있는 PEG유도체는 거의 영구적으로 단백질에 결합되고 또한 이들이 반응하는 부위는 단백질의 활성부위를 벗어난 지점으로 되는 이유로 하여, 마지막 단계에서 약한 PEG유도체들이 떨어져 나가면 활성부위가 다시 원상태로 노출되어 생체 활성도가 대부분 유지되는 본 발명의 목적하는 최종 물질인 생체 활성 단백질과 PEG 결합체를 얻게 되는 것이다.As a next step, the PEG derivatives that are resistant to hydrolysis are almost permanently bound to the protein, and the sites where they react are out of the active site of the protein, so that at the last step, the weak PEG derivatives drop off the active site. Is again exposed to its original state to obtain a biologically active protein and a PEG conjugate, which are the final target substances of the present invention, which retain most of the biological activity.

첫단계에서 사용되는 PEG유도체는 PEG-석시니미딜 석시네이트(PEG-succinimidyl succinate, SS-PEG)로서 백본에 에스테르그룹이 존재함으로 해서 가수분해를 통하여 PEG가 분리되는 성질을 가지고 있으며 그러한 성질이 본 발명에 이용된다.The PEG derivative used in the first step is PEG-succinimidyl succinate (SS-PEG), which has a property of separating PEG through hydrolysis due to the presence of ester groups in the backbone. It is used in the invention.

두번째단계에서 사용되는 PEG유도체는 백본에 에스테르그룹이 존재하지 않는 종류의 PEG유도체로서 PEG가 분리될 염려가 없는 것으로 이러한 성질이 본 발명에서 이용된다. 이때 사용될 수 있는 PEG유도체에는 여러 종류가 있으며 예를 들면 PEG-석시나미드(PEG-succinamide, SSA-PEG), PEG-석시니미딜 프로피오네이트(PEG-succinimidyl propionate, SP-PEG), PEG-석시니미딜 카르복시메틸(PEG-succinimidyl carboxymethyl, SCM-PEG), PEG-석시니미딜 카르보네이트(PEG-succinimidyl carbonate, SC-PEG) 등이 있다.The PEG derivative used in the second step is a kind of PEG derivative having no ester group in the backbone, and there is no fear of PEG separation. This property is used in the present invention. There are several types of PEG derivatives that can be used, for example PEG-succinamide (PEG-succinamide, SSA-PEG), PEG-succinimidyl propionate (SP-PEG), PEG- Succinimidyl carboxymethyl (PEG-succinimidyl carbonate, SC-PEG), and the like.

본 발명에서 제시하는 또 하나의 방법으로, 블록킹물질을 당을 사용하여 활성부위를 블록킹시키는 방법이다. 이때 사용하는 당으로서는 말토즈(maltose), 트레할로즈(trehalose), 사이알릭산(sialic acid), 히아루론산(hyaluronic acid) 등이 사용될 수 있다. 적절한 양의 당을 먼저 생체 활성 단백질과 반응시킴으로서 활성부위을 블록킹하고, 두번째단계로서 가수분해에 저항력이 있는 PEG유도체, 즉 SSA-PEG, SP-PEG, SCM-PEG, SC-PEG 등을 반응시키는 것이다. 그리고 세번째 단계인 가수분해 공정을 통해 생체 활성 단백질의 활성부위를 블록킹하고 있던 당을 분리시키는 것이다.In another method of the present invention, a blocking material is used to block the active site using sugar. Maltose, trehalose, sialic acid, hyaluronic acid, and the like may be used as the sugar to be used. An appropriate amount of sugar is first reacted with a bioactive protein to block the active site, and the second step is to react with PEG derivatives that are resistant to hydrolysis, ie, SSA-PEG, SP-PEG, SCM-PEG, SC-PEG, etc. . And the third step is to separate the sugar blocking the active site of the biologically active protein through a hydrolysis process.

본 발명은 앞서 설명한 바와 같이 생체 의약품의 생체 활성도를 유지하면서 PEG와의 결합이 이루어진다는 점에서 특이하며, 이를 가능케하는 것은 첫단계에서 생체 의약품의 활성부위를 PEG유도체 또는 당으로서 먼저 블록킹한다는 점이다. 이와 같은 개념은 생체 활성 단백질 뿐만 아니라 다른 여러종류의 생체 의약품에서도 보편적으로 사용할 수 있을 것이다.As described above, the present invention is unique in that the binding to PEG is performed while maintaining the bioactivity of the biopharmaceutical, which enables the first step of blocking the active site of the biopharmaceutical as a PEG derivative or a sugar. Such a concept would be universally used not only for bioactive proteins but also for many other types of biopharmaceuticals.

다른 종류의 생체 의약품을 예로 든다면, G-CSF(granulocyte-colony stimulating factor), EFO(erythropoietin), IL(interleukin), 그로쓰팩터(growth factor), 인슐린, 너브그로쓰팩터(nerve growth factor), IFN베타, IFN감마, IFN오메가, IFN타우, TNF(tumor necrosis factor), EGF(epidermal growth factor), GM-CSF(granulocyte macrophage-colony stimulating factor) 등이 있다.Other biologics include, for example, granulocyte-colony stimulating factor (G-CSF), erythropoietin (EFO), interleukin (IL), growth factor, insulin, and nerve growth factor. , IFN beta, IFN gamma, IFN omega, IFN tau, tumor necrosis factor (TNF), epidermal growth factor (EGF), and granulocyte macrophage-colony stimulating factor (GM-CSF).

실시예 1.Example 1.

0.15M, pH7.8인 나트륨-포스페이트(Na-phosphate) 10ml에 IFN알파(40mg)를 용해시킨다. 상온에서 교반을 진행시키고 다음으로 상기의 첫단계 작업으로서 IFN알파:SS-PEG의 몰비율이 1:3의 질량만큼 SS-PEG(분자량 5,000)를 정량하여 IFN알파 용액에 첨가시키고 교반을 계속한다. 두시간 가량 반응을 진행시킨 다음 과량의 글리신을 넣고 반응을 켄칭(quenching)시킨다. 여기서 소량의 샘플을 채취하고 이를 샘플A라고 한다. 샘플A는 다른 샘플과 더불어 HPLC를 통한 분석과 생체 활성도 측정을 위한 CPE 어세이(assay)를 실시한다. 용액은 다이알리시스를 실시하여 반응된 SS-PEG와 글리신 등을 분리 배출시킨다.Dissolve IFN alpha (40 mg) in 10 ml of sodium-phosphate (0.15 M, pH 7.8). The mixture is stirred at room temperature, and then, as the first step, the ratio of SSN-PEG (molecular weight 5,000) is added to the IFNalpha solution by molar ratio of IFN alpha: SS-PEG of 1: 3, and the stirring is continued. . The reaction proceeds for about two hours, then excess glycine is added and the reaction is quenched. A small amount of sample is taken here and this is called Sample A. Sample A performs a CPE assay for analysis via HPLC and measurement of bioactivity along with other samples. The solution is dialed out to separate the reacted SS-PEG and glycine.

다음 단계로서 이미 앞서 얻어진 PEG-IFN용액에 PEG-IFN:SSA-PEG의 몰비율이 1:5정도의 질량만큼 SSA-PEG(분자량 5,000)을 정량하여 넣고 교반한다. 두시간 가량 반응을 진행시킨 다음 과량의 글리신을 넣고 반응을 켄칭(quenching)시킨다. 여기서 소량의 샘플을 채취하고 이를 샘플B라고 한다. 얻어진 용액은 다이알리시스를 통하여 버퍼교환을 하는데 최종 버퍼의 pH가 5.5-6.5, 나트륨-포스페이트의 농도가 0.5M이 되도록 한다. 이렇게 얻어진 PEG-IFN용액을 28-30℃의 온도에서 24시간 인큐베이션시키며 천천히 교반시킨다. 그후에는 다시 버퍼교환을 통하여 PEG-IFN용액의 버퍼가 pH7.0-7.5, 나트륨-포스페이트 농도가 0.15M이 되도록 조절한다. 여기서 다시 샘플을 채취하고 이를 샘플C라고 명한다. 이 실험의 목적에 의하면 샘플A는 가수분해에 약한 SS-PEG가 결합된 PEG-IFN용액이고, 샘플B는 SS-PEG가 결합한 PEG-IFN에 다시 SSA-PEG가 결합된 PEG-IFN용액이고, 샘플C는 가수분해를 통하여 SS-PEG가 분리되어 떨어져 나가고 SSA-PEG만이 IFN에 결합되어 있는 형태의 PEG-IFN인 것이다. 샘플A,B,C의 HPLC분석은 사이즈 익스클루젼 칼럼(size exclusion column)을 사용하여 대략적인 분자량의 측정으로 결합된 PEG의 개수를 추정하는 것이다.As a next step, the amount of SSA-PEG (molecular weight 5,000) is added to the PEG-IFN solution already obtained by quantifying the amount of PEG-IFN: SSA-PEG by about 1: 5 and stirred. The reaction proceeds for about two hours, then excess glycine is added and the reaction is quenched. A small sample is taken here and this is called Sample B. The resulting solution is buffer exchanged through dialisis so that the pH of the final buffer is 5.5-6.5 and the concentration of sodium-phosphate is 0.5M. The PEG-IFN solution thus obtained is incubated at a temperature of 28-30 ° C. for 24 hours and stirred slowly. Afterwards, the buffer of PEG-IFN solution was adjusted to pH 7.0-7.5 and sodium-phosphate concentration of 0.15M by buffer exchange again. The sample is taken again and named sample C. For the purpose of this experiment, Sample A is a PEG-IFN solution with SS-PEG bound to hydrolysis, Sample B is a PEG-IFN solution with SSA-PEG bound to PEG-IFN with SS-PEG bound, Sample C is PEG-IFN in which SS-PEG is separated and separated through hydrolysis, and only SSA-PEG is bound to IFN. HPLC analysis of samples A, B and C is to estimate the number of bound PEG by measuring the approximate molecular weight using a size exclusion column.

HPLC 분석결과를 첨부된 도면 도 1에 나타내었다.HPLC analysis results are shown in the accompanying drawings, FIG. 1.

HPLC분석에 의하면, 샘플A의 경우 한개의 PEG가 결합한 1-PEG-IFN, 두개의 PEG가 결합한 2-PEG-IFN의 혼합물로 나타났으며, 그 비율은 1-PEG-IFN:2-PEG-IFN=25%:75% 정도로 분석되었다.HPLC analysis showed that Sample A was a mixture of 1-PEG-IFN with one PEG bound and 2-PEG-IFN with two PEG bound, with the ratio 1-PEG-IFN: 2-PEG- IFN = 25%: 75%.

샘플B의 경우 1-PEG-IFN, 2-PEG-IFN, 3-PEG-IFN, 4-PEG-IFN의 혼합물로 나타났으며, 그 비율은 1-PEG-IFN:2-PEG-IFN:3-PEG-IFN:4-PEG-IFN=2%:15%:48%:35% 정도인 것으로 분석되었다.Sample B showed a mixture of 1-PEG-IFN, 2-PEG-IFN, 3-PEG-IFN, 4-PEG-IFN, with a ratio of 1-PEG-IFN: 2-PEG-IFN: 3 -PEG-IFN: 4-PEG-IFN = 2%: 15%: 48%: 35% was analyzed.

샘플C의 경우는 1-PEG-IFN, 2-PEG-IFN, 3-PEG-IFN의 혼합물로 나타났으며, 그 비율은 1-PEG-IFN:2-PEG-IFN:3-PEG-IFN=32%:47%:21% 정도로 분석되었다.Sample C showed a mixture of 1-PEG-IFN, 2-PEG-IFN, 3-PEG-IFN, and the ratio was 1-PEG-IFN: 2-PEG-IFN: 3-PEG-IFN = It was analyzed as 32%: 47%: 21%.

이로 미루어 보아 첫단계에서의 SS-PEG와 IFN의 결합반응이 진행되었으며, 그리고 두번째 단계에서도 SSA-PEG와 PEG-IFN의 반응이 진행되었고, 세번째의 가수분해 단계에서는 가수분해가 이루어져서 PEG가 부분적으로 떨어져 나온 것이 확인되었다. 이 세가지 샘플에 대하여 생체 활성도를 조사하기 위하여 CPE 어세이(Cytopathic effect assay)를 실시하였다. CPE 어세이는 EMC바이러스를 감염시킨 A549 사람 폐암 세포를 사용하여 CPE 어세이 측정 표준방법을 이용하였다.(참고문헌:Human Cytokines, Handbook for Basic Clinical Research, B. Aggarwal S. Gutterman, Blackwell Scientific Publications, 1991)This suggests that the reaction of SS-PEG and IFN proceeded in the first stage, and the reaction of SSA-PEG and PEG-IFN proceeded in the second stage, and in the third hydrolysis stage, the PEG was partially hydrolyzed. It was confirmed to fall off. The three samples were subjected to a Cytopathic Effect Assay to investigate bioactivity. The CPE assay used a standard method for measuring CPE assays using A549 human lung cancer cells infected with the EMC virus (Human Cytokines, Handbook for Basic Clinical Research, B. Aggarwal S. Gutterman, Blackwell Scientific Publications, 1991)

샘플A,B,C의 CPE 어세이 결과는 IFN 자체(PEG반응시키지 않은 원래의 native IFN)의 CPE 어세이 결과와 비교하여 분석하였다. Native IFN의 생체 활성도를 100%로 하였을 때 샘플A의 활성도는 6%, 샘플B의 활성도는 5%, 샘플C의 활성도는 46%로기록되었다. 이상의 어세이는 세번을 반복하여 시행한 다음 평균치를 계산한 것이다. 이 결과로 볼 때 샘플A는 94%의 활성도 감소를 나타냄으로써 IFN의 활성부위가 블록킹되었다는 것이 간접적으로 확인되었다. 샘플B는 95%의 활성도 감소를 나타냄으로써 더 이상의 활성도 감소는 발생하지 않았음을 나타내었다. 샘플C는 46% 활성도를 나타냄으로써 활성도가 대폭 복원되었음을 나타내었다.The CPE assay results of samples A, B and C were analyzed in comparison with the CPE assay results of IFN itself (original native IFN without PEG reaction). When the bioactivity of native IFN was 100%, the activity of sample A was 6%, the activity of sample B was 5%, and the activity of sample C was 46%. The above assay was repeated three times and then averaged. As a result, Sample A exhibited a 94% decrease in activity, which indirectly confirmed that the active site of IFN was blocked. Sample B showed a 95% decrease in activity, indicating that no further decrease in activity occurred. Sample C showed 46% activity, indicating that activity was significantly restored.

PEG-IFN 샘플의 CPE 어세이 결과CPE Assay Results from PEG-IFN Samples 구 분division CPE 어세이(% of control)CPE Assay (% of control) Assay #1Assay # 1 Assay #2Assay # 2 Assay #3Assay # 3 평균Average 샘플ASample A 55 88 44 66 샘플BSample B 44 44 66 55 샘플CSample C 4545 5454 3939 4646

실시예 2Example 2

0.15M, pH7.8인 나트륨-포스페이트(Na-phosphate) 10ml에 IFN알파(40mg)를 용해시킨다. 상온에서 교반을 진행시키고 다음으로 상기의 첫단계 작업으로서 사이알릭산(sialic acid, 또는 N-acetylneuraminic acid)를 IFN:사이알릭산의 몰비율이 1:10 정도의 양만큼 정량한 다음 상기의 용액에 섞고 교반한다. 여기서 샘플을 채취하고 이를 샘플D라고 한다. 네시간 정도 반응을 진행시킨 다음, 두 번째 단계로서 SSA-PEG(분자량 5,000)를 IFN:SSA-PEG의 몰비율이 1:5정도의 양만큼 정량하여 상기의 용액에 섞고 교반한다. 이 반응을 두시간 가량 반응을 진행시킨 다음 과량의 글리신을 넣고 반응을 켄칭(quenching)시킨다. 그 다음 미반응물질들을 분리 정제하기 위하여 다이알리시스를 실시한다. 여기서 다시 샘플을 채취하고 이를 샘플E라고 한다. 여기서 얻어진 PEG-IFN용액을 버퍼교환을 시키며, 최종 버퍼의 pH가4.5-6.5, 나트륨-포스페이트의 농도가 0.5M이 되도록 한다. 이렇게 버퍼교환된 PEG-IFN용액을 25-30℃의 온도에서 24시간 인큐베이션시키며 천천히 교반시킨다. 그후에는 다시 버퍼교환을 통하여 PEG-IFN용액의 버퍼가 pH7.0-7.5, 나트륨-포스페이트 농도가 0.15M이 되도록 조절한다. 여기서 다시 샘플을 채취하고 이를 샘플F라고 명한다. 샘플D,E,F를 실시예 1에서와 같이 HPLC분석과 CPE 어세이를 실시한다.Dissolve IFN alpha (40 mg) in 10 ml of sodium-phosphate (0.15 M, pH 7.8). After stirring at room temperature, as the first step, the sialic acid (or N-acetylneuraminic acid) was quantified by the molar ratio of IFN: sialic acid in an amount of about 1:10 and then the solution described above. Mix and stir. The sample is taken here and is called sample D. After the reaction was performed for about 4 hours, as a second step, SSA-PEG (molecular weight 5,000) was quantified by the molar ratio of IFN: SSA-PEG in the amount of about 1: 5, mixed in the solution and stirred. The reaction is allowed to proceed for about 2 hours, then excess glycine is added and the reaction is quenched. Dialisis is then performed to isolate and purify the unreacted materials. The sample is taken again and this is called sample E. The PEG-IFN solution obtained here is buffer exchanged, and the final buffer has a pH of 4.5-6.5 and a concentration of sodium-phosphate of 0.5M. This buffer-exchanged PEG-IFN solution was incubated at a temperature of 25-30 ° C. for 24 hours and stirred slowly. Afterwards, the buffer of PEG-IFN solution was adjusted to pH 7.0-7.5 and sodium-phosphate concentration of 0.15M by buffer exchange again. The sample is taken again and named sample F. Samples D, E and F were subjected to HPLC analysis and CPE assay as in Example 1.

HPLC 분석결과를 첨부된 도면 도 2에 나타내었다.HPLC analysis results are shown in FIG. 2.

HPLC분석에 의하면, 샘플D의 경우 IFN에 사이알릭산이 적당량 결합된 만큼의 분자량 증가를 보였다. 샘플E는 PEG가 결합되어 1-PEG-IFN:2-PEG-IFN:3-PEG-IFN=26%:63%:11% 정도로 세가지 물질의 혼합물로 나타났다. 샘플F는 사이알릭산이 분리되어 나갔을 것으로 추측되며 PEG의 결합상태는 샘플E와 별반 변함이 없는 모습을 나타내었다.HPLC analysis showed that sample D showed an increase in molecular weight as much as the amount of sialic acid bound to IFN. Sample E showed a mixture of three substances with PEG bound to 1-PEG-IFN: 2-PEG-IFN: 3-PEG-IFN = 26%: 63%: 11%. It is assumed that sample F had separated sialic acid and PEG binding state showed no change with sample E.

CPE 어세이에 의하면 샘플D는 활성도가 21%, 샘플E는 17%, 샘플F는 38%를 나타냄으로써 마지막 단계에서 활성도가 회복되었음을 나타내었다.According to the CPE assay, Sample D showed 21% activity, Sample E 17%, and Sample F 38%, indicating that activity was restored at the last step.

PEG-IFN 샘플의 CPE 어세이 결과CPE Assay Results from PEG-IFN Samples 구 분division CPE 어세이(% of control)CPE Assay (% of control) Assay #1Assay # 1 Assay #2Assay # 2 Assay #3Assay # 3 평균Average 샘플DSample D 1818 2525 2121 2121 샘플ESample E 1717 1414 1919 1717 샘플FSample F 3535 4242 4141 3939

이상의 실시예 1과 실시예 2에서 밝힌 바와 같이 IFN 등의 생체 활성 단백질을 PEG반응 시킬 때 전단계로서 목표 단백질의 활성 부위를 적절히 블록킹 해주어다음 단계의 PEG반응에서 활성부위를 보호해 주는 개념이 효과가 있다는 것을 입증하였다. 이때 활성부위 블록킹으로 사용될 수 있는 방법으로는 가수분해에 민감한 종류의 PEG유도체 또는 당을 이용하는 것이 효과적임을 알 수 있었다. 이상과 같은 방법을 사용하였을 경우 생체 활성도가 39~46% 수준으로 높게 유지되었다. 본 발명이 특히 의미를 가지는 특징으로서는, 기존의 방법이 PEG 한개만을 결합한 경우에도 20~30% 정도 수준의 활성도 유지를 보인 반면, 본 발명은 PEG가 다수 결합하여 1-PEG-IFN, 2-PEG-IFN, 3-PEG-IFN의 혼합물로 존재함에도 불구하고 39~46%의 높은 활성도를 유지할 수 있었다는 점이다.As shown in Examples 1 and 2 above, the concept of protecting the active site in the next step of the PEG reaction by appropriately blocking the active site of the target protein as a previous step when PEG-reacting a bioactive protein such as IFN is effective. Proved that there is. At this time, it can be seen that it is effective to use a PEG derivative or a sugar sensitive to hydrolysis as a method that can be used as the active site blocking. When the above method was used, the bioactivity was maintained at a high level of 39-46%. As a feature of the present invention, the existing method maintains about 20 to 30% of activity even when only one PEG is bound, whereas the present invention is one-peg-IFN, 2-PEG by binding a large number of PEGs. Despite being present as a mixture of -IFN and 3-PEG-IFN, it was able to maintain a high activity of 39-46%.

상술한 본 발명의 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체를 제조하는 방법은 활성 부위를 가수분해 가능한 PEG유도체 또는 당으로 블록킹한 후 활성부위가 아닌 부위에 가수분해에 강한 PEG유도체를 결합시킨 다음 활성부위의 PEG유도체나 당을 가수분해시켜 떼어냄으로써 생체 활성 단백질의 생체 활성도를 높게 유지할 수 있으므로, 이 결과를 생체 의약품에 적용할 경우 그 약리효과를 높일 수 있다.In the method for preparing a conjugate of the bioactive protein and PEG of the present invention, the active site is blocked with a hydrolyzable PEG derivative or a sugar, and then the PEG derivative, which is resistant to hydrolysis, is bound to a non-active site. By hydrolysing and removing PEG derivatives or sugars, the bioactivity of the bioactive protein can be maintained high, and thus the pharmacological effect can be enhanced when applied to biopharmaceuticals.

Claims (7)

높은 생체 활성도를 갖는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체를 제조하는 방법에 있어서,In the method for producing a conjugate of a bioactive protein and PEG having a high bioactivity, 생체 활성 단백질의 활성부위를 가수분해 가능한 블록킹물질로 블록킹하는 단계;Blocking the active site of the bioactive protein with a hydrolyzable blocking material; 상기 생체 활성 단백질의 활성부위 이외의 부위에 가수분해에 저항력이 있는 PEG유도체를 결합시키는 단계;Binding a PEG derivative resistant to hydrolysis to a site other than an active site of the bioactive protein; 상기 생체 활성 단백질 활성부위에 결합된 상기 블록킹물질을 가수분해하여 제거하는 단계;로 이루어진 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체 제조방법.Hydrolyzing and removing the blocking material bound to the bioactive protein active site; a method for preparing a conjugate of a bioactive protein and PEG consisting of: 제1항에 있어서, 상기 생체 활성 단백질은 인터페론, G-CSF, 인터루킨(interleukin), 인슐린, TNF, 너브그로쓰팩터(nerve growth factor), 그로쓰팩터(growth factor), EGF, EFO, GM-CSF 등으로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체 제조방법.The bioactive protein of claim 1, wherein the bioactive protein is interferon, G-CSF, interleukin, insulin, TNF, nucleus growth factor, growth factor, EGF, EFO, GM-. Method for producing a conjugate of a bioactive protein and PEG, characterized in that selected from the group consisting of CSF and the like. 제1항에 있어서, 상기 블록킹물질은 가수분해에 민감한 PEG유도체인 것을 특징으로 하는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체 제조방법.The method of claim 1, wherein the blocking material is a PEG-derived bioactive protein, characterized in that the PEG derivative is sensitive to hydrolysis. 제3항에 있어서, 상기 PEG유도체는 PEG-석시니미딜 석시네이트인 것을 특징으로 하는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체 제조방법.The method of claim 3, wherein the PEG derivative is PEG-succinimidyl succinate. 제1항에 있어서, 상기 블록킹물질은 가수분해 가능한 당인 것을 특징으로 하는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체 제조방법.The method of claim 1, wherein the blocking substance is a hydrolyzable sugar. 제5항에 있어서, 상기 당은 말토즈(maltose), 트레할로즈(trehalose), 사이알릭산(sialic acid), 히아루론산(hyaluronic acid) 등으로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체 제조방법.The bioactive protein and PEG according to claim 5, wherein the sugar is selected from the group consisting of maltose, trehalose, sialic acid, hyaluronic acid, and the like. Method of preparation of the conjugate. 제1항에 있어서, 상기 PEG유도체는 PEG-석시나미드(PEG-succinamide), PEG-석시니미딜 프로피오네이트(PEG-succinimidyl propionate), PEG-석시니미딜 카르복시메틸(PEG-succinimidyl carboxymethyl), PEG-석시니미딜 카르보네이트(PEG-succinimidyl carbonate) 등으로 이루어진 군에서 선택된 것임을 특징으로 하는 생체 활성 단백질과 PEG의 결합체 제조방법.The method of claim 1, wherein the PEG derivative is PEG-succinamide (PEG-succinimidyl propionate), PEG-succinimidyl carboxymethyl (PEG-succinimidyl carboxymethyl), PEG-succinimidyl carbonate (PEG-succinimidyl carbonate), etc. A method for preparing a conjugate of a bioactive protein and PEG, characterized in that selected from the group consisting of.
KR1020000012405A 2000-03-13 2000-03-13 Method of Preparing the PEG-Protein Composition Having Enhanced Biological Activity KR100353392B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000012405A KR100353392B1 (en) 2000-03-13 2000-03-13 Method of Preparing the PEG-Protein Composition Having Enhanced Biological Activity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020000012405A KR100353392B1 (en) 2000-03-13 2000-03-13 Method of Preparing the PEG-Protein Composition Having Enhanced Biological Activity

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20010092029A KR20010092029A (en) 2001-10-24
KR100353392B1 true KR100353392B1 (en) 2002-09-18

Family

ID=19654490

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020000012405A KR100353392B1 (en) 2000-03-13 2000-03-13 Method of Preparing the PEG-Protein Composition Having Enhanced Biological Activity

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100353392B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100473658B1 (en) * 2002-10-25 2005-03-10 드림바이오젠 주식회사 Transformed yeast system for developing therapeutic hybrid protein drug by site-specific modification

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100550206B1 (en) * 2002-03-18 2006-02-08 한국과학기술원 mono-PEGylated epidermal growth factor and the preparation method of thereof
KR100473659B1 (en) * 2002-10-25 2005-03-15 드림바이오젠 주식회사 Process for preparing hybrid protein replaced by available polymer at the saccharide chain by site-specific modification
KR100612484B1 (en) * 2004-09-02 2006-08-16 정용지 A PEG-EGF Conjugate and the Conjugation Process thereof

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179337A (en) * 1973-07-20 1979-12-18 Davis Frank F Non-immunogenic polypeptides
EP0593868A1 (en) * 1992-08-26 1994-04-27 F. Hoffmann-La Roche Ag PEG-interferon conjugates
WO1998040409A1 (en) * 1997-03-10 1998-09-17 Immunex Corporation Site protected protein modification
US5951974A (en) * 1993-11-10 1999-09-14 Enzon, Inc. Interferon polymer conjugates
WO1999048535A1 (en) * 1998-03-26 1999-09-30 Schering Corporation Formulations for protection of peg-interferon alpha conjugates
US5981709A (en) * 1997-12-19 1999-11-09 Enzon, Inc. α-interferon-polymer-conjugates having enhanced biological activity and methods of preparing the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4179337A (en) * 1973-07-20 1979-12-18 Davis Frank F Non-immunogenic polypeptides
EP0593868A1 (en) * 1992-08-26 1994-04-27 F. Hoffmann-La Roche Ag PEG-interferon conjugates
US5951974A (en) * 1993-11-10 1999-09-14 Enzon, Inc. Interferon polymer conjugates
WO1998040409A1 (en) * 1997-03-10 1998-09-17 Immunex Corporation Site protected protein modification
US5981709A (en) * 1997-12-19 1999-11-09 Enzon, Inc. α-interferon-polymer-conjugates having enhanced biological activity and methods of preparing the same
WO1999048535A1 (en) * 1998-03-26 1999-09-30 Schering Corporation Formulations for protection of peg-interferon alpha conjugates

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100473658B1 (en) * 2002-10-25 2005-03-10 드림바이오젠 주식회사 Transformed yeast system for developing therapeutic hybrid protein drug by site-specific modification

Also Published As

Publication number Publication date
KR20010092029A (en) 2001-10-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5981709A (en) α-interferon-polymer-conjugates having enhanced biological activity and methods of preparing the same
EP1039921B1 (en) Substantially pure histidine-linked protein polymer conjugates
RU2485134C2 (en) Polyethylene glycol modified interferon alpha 2b, producing and using preparation
JP3747070B2 (en) Improved interferon-polymer conjugate
US20060029573A1 (en) Pegylated interferon alpha-1b
EA013535B1 (en) Polymer conjugate of bioactive component (variants), method for producing and use thereof, pharmaceutical products on the base thereof
US8088899B2 (en) Human granulocyte-colony stimulating factor isoforms
KR101483814B1 (en) Interferon alpha 2a modified by polyethylene glycol, its synthesis process and application
JP2014525939A (en) Pegylated interferon λ1 complex
KR100353392B1 (en) Method of Preparing the PEG-Protein Composition Having Enhanced Biological Activity
US7311903B2 (en) Glycosylated human interferon alpha isoform
CN101491682A (en) PEG-IFN omega conjugate and preparation technique thereof
CN103012579A (en) Long-acting human interferon and preparation method thereof
RU2298560C2 (en) Conjugates of protein and polyethylene glycol derivative, pharmaceutical composition, method for control of viral infection
JPH03236400A (en) Chemically modified polypeptide and use thereof
RU2575796C2 (en) Pegylated recombinant consensus interferon version conjugate and preparation method and use thereof
RU2575796C9 (en) Pegylated recombinant consensus interferon version conjugate and preparation method and use thereof
JP4866612B2 (en) Bioactive complex
JPH03106900A (en) Saccharide chain-modified human interferon aggregate
WO2012053691A1 (en) Pegylated interferon alpha isomer
CN102824646A (en) Conjugate of polyethylene glycol interferon

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120906

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130906

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140910

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150907

Year of fee payment: 14

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160906

Year of fee payment: 15

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170906

Year of fee payment: 16

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180906

Year of fee payment: 17

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190827

Year of fee payment: 18