KR100653153B1 - 수용성 중합체의 입체장애 유도체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 알칸산 또는 알칸산 유도체에 공유 결합된 하나 이상의 말단을 갖는, 수용성 비펩티드계 중합체 골격을 포함하는 입체장애 중합체 (여기서, 산 또는 산 유도체기의 카르보닐기에 인접한 탄소는 여기에 돌출된 알킬 또는 아릴기를 갖는다) 를 제공한다. 알킬 또는 아릴기의 입체 효과는 중합체 유도체의 가수분해 안정성을 더 조절하기 쉽게 한다. 중합체 골격은 폴리(에틸렌글리콜) 일 수 있다.
입체장애 유도체

Description

수용성 중합체의 입체장애 유도체 {STERICALLY HINDERED DERIVATIVES OF WATER SOLUBLE POLYMERS}
본 발명은 일반적으로 수용성 비(非)펩티드계 중합체, 및 상기 중합체의 가수분해 특성을 조절하는 방법에 관한 것이다.
분자 및 표면으로의, 폴리(에틸렌 옥시드) (PEO 로 약칭) 로도 또한 공지되어 있는 친수성 중합체 폴리(에틸렌 글리콜) (PEG 로 약칭) 의 공유 부착은 생명공학 및 의학에서 상당한 유용성을 가진다. 가장 일반적인 형태의 PEG 는 각 말단이 히드록실기로 종료되는 선형 중합체이다:
Figure 112002019369723-pct00001
상기 중합체, 알파-, 오메가-디히드록시폴리(에틸렌 글리콜) 은, -PEG 기호가 하기 화학식을 나타내는 것으로 이해되는 HO-PEG-OH 의 간략한 형태로 나타낼 수 있다:
Figure 112002019369723-pct00002
(식 중, n 은 전형적으로 약 3 내지 약 4000 의 범위이다).
PEG 는 통상, 하나의 말단은 비교적 불활성인 메톡시기이고, 다른 말단은 화학적으로 변형되기 쉬운 히드록실기인 메톡시-PEG-OH 또는 간단히 mPEG 로 사용된 다. mPEG 의 화학식을 하기에 나타낸다.
Figure 112002019369723-pct00003
하기 나타내는 에틸렌 옥시드 및 프로필렌 옥시드의 랜덤 또는 블록 공중합체는 그 화학성질이 PEG 와 밀접히 연관되어 있으며, 다수의 적용에서 PEG 에 대체될 수 있다.
Figure 112002019369723-pct00004
(식 중, 각각의 R 은 독립적으로 H 또는 CH3 이다).
PEG 를 단백질과 같은 분자에 커플링시키기 위해서, 종종 그 말단에 관능기를 갖는 PEG 유도체를 제조함으로써, PEG 를 "활성화"시킬 필요가 있다. 관능기는 PEG 가 커플링될 분자 상에 사용가능한 반응기의 유형에 따라 선택된다. 예를 들어, PEG-단백질 콘쥬게이트를 형성하기 위해, 관능기는 단백질 상의 아미노기와 반응하도록 선택될 수 있다.
PEG 는 물 및 다수 유기 용매 중의 용해도, 독성 부재, 및 면역원성 부재의 특성을 갖는 중합체이다. PEG 의 하나의 용도는 불용성 분자에 중합체를 공유 부착하여, 생성 PEG 분자 "콘쥬게이트" 를 가용성으로 만드는 것이다. 예를 들어, 수불용성 약물인 파클리탁셀은, PEG 에 커플링되면 수용성이 되는 것으로 나타났다 [Greenwald 등, J. Org. Chem., 60:331-336 (1995)].
생리적 조건 하에서 보다 복잡한 분자 (전구약물) 의 분해에 의해 약물이 방출되는 전구약물 접근법은 약물 전달의 강력한 구성요소이다. 전구약물은, 예를 들어 생리적 조건 하에서 분해가능한 결합을 이용하여 약물에 PEG 를 결합시킴으로써 형성될 수 있다. 생체 내에서 PEG 전구약물의 수명은 PEG 를 약물에 결합시키는 관능기의 유형에 근거한다. 일반적으로, PEG 카르복실산 또는 활성화 PEG 카르복실산과 약물 상의 알콜기와의 반응으로 형성되는 에스테르 결합은 생리적 조건 하에서 가수분해되어 약물을 방출하는 반면, 약물 상의 아민기로부터 형성된 아미드 및 카르바메이트 결합은 안정하여, 유리 약물을 방출하도록 가수분해되지 않는다.
N-히드록실숙신이미드 에스테르와 같은 특정한 PEG 의 활성화 에스테르의 사용은, 이들 에스테르가 너무 반응성이 커서, 에스테르의 가수분해가 수용액 중에서 거의 즉시 일어나므로 문제가 될 수 있다. PEG 에스테르로부터의 약물의 가수분해성 전달은, 말단 PEG 산소, 및 부착된 카르복실산 또는 카르복실산 유도체의 카르보닐기 사이의 스페이서에서 결합 메틸렌기의 수를 조절함으로써, 어느 정도 바람직하게 조절될 수 있음이 나타났다. 예를 들어, 미국 특허 제 5,672,662 호에서 Harris 등은, 해당 에스테르 유도체에서 더 낮은 가수분해 반응성이 바람직한 경우, 카르복시메틸 PEG (하기에 나타냄) 의 대안으로서 PEG 부탄산과 PEG 프로판산 (하기에 나타냄), 및 이들의 활성화 유도체를 기재하고 있다.
Figure 112002019369723-pct00005
PEG 부탄산
Figure 112002019369723-pct00006
PEG 프로판산
Figure 112002019369723-pct00007
카르복시메틸 PEG
수성 완충액에서, 상기 변형된 PEG 산의 에스테르의 가수분해는, 카르복실기 및 PEG 산소 사이에서 -CH2- 스페이서의 수를 변화시킴으로써 유용하게 조절될 수 있다.
활성화 중합체 유도체의 가수분해성 분해를 더욱 조절하는 방법이 당분야에서 요청되고 있다.
발명의 개요
본 발명은 하나 이상의 말단 카르복실산 또는 카르복실산 유도체기를 갖는 수용성 비펩티드계 중합체기를 제공한다. 중합체의 산 또는 산 유도체기는 카르복실산의 카르보닐기에 인접한 탄소 (α-탄소) 상의 알킬 또는 아릴기의 존재에 의해 입체장애를 받는다. 알킬 또는 아릴기의 입체 효과로, 중합체 유도체의 가수분해성 분해 속도를 더 크게 조절할 수 있다. 예를 들어, 숙신이미딜 에스테르와 같은 활성화 카르복실산 유도체, 및 본 발명의 중합체를 작은 약물 분자, 효소 또는 단백질과 같은 생물학 활성제에 커플링시켜 생성되는 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트는 둘 다, α-탄소 알킬 또는 아릴기의 존재로 인해 가수분해에 보다 안정하다.
본 발명의 입체장애 중합체에는, 하나 이상의 말단을 갖는 수용성 비펩티드 계 중합체 골격이 포함되며, 말단은 하기 화학식에 공유 결합된다:
Figure 112002019369723-pct00008
(식 중:
L 은 중합체 골격 말단으로의 결합점이며;
Q 는 O 또는 S 이고;
m 은 0 내지 약 20 이고;
Z 는 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
X 는 이탈기이다).
적합한 수용성 비펩티드계 중합체 골격의 예에는 폴리(알킬렌 글리콜), 폴리(옥시에틸화 폴리올), 폴리(올레핀계 알콜), 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(히드록시프로필메타크릴아미드), 폴리(α-히드록시산), 폴리(비닐 알콜), 폴리포스파젠, 폴리옥사졸린, 폴리(N-아크릴로일모르폴린), 및 이들의 공중합체, 삼원중합체 및 혼합물이 포함된다. 하나의 구현예에서, 중합체 골격은 약 200 Da 내지 약 100,000 Da 의 평균 분자량을 갖는 폴리(에틸렌 글리콜) 이다.
Z 부분의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸 및 벤질이 포함된다. 하나의 구현예에서, Z 는 C1-C8 알킬 또는 치환 알킬이다.
이탈기 X 는, 예를 들어 염소 또는 브롬과 같은 할로겐, N-숙신이미딜옥시, 술포-N-숙신이미딜옥시, 1-벤조트리아졸릴옥시, 히드록실, 1-이미다졸릴 및 p-니트로페닐옥시일 수 있다.
본 발명에는 또한, 본 발명의 중합체 및 생물학 활성제의 생물학 활성 콘쥬게이트 및 상기 콘쥬게이트의 제조 방법이 포함된다.
Z 부분으로 사용되는 알킬 또는 아릴기의 길이 또는 크기를 변화시킴으로써, 중합체를 사용하여 제조되는 중합체 유도체의 가수분해 안정성을 조절하고 조작하는 능력이 증가된 본 발명의 중합체가 제공된다. 가수분해성 분해 속도의 더 나은 조절로, 당업자가 특정한 분해 특성을 요구하는 구체적 최종 용도를 위한 중합체 콘스트럭트를 제조할 수 있다.
발명의 상세한 설명
당분야 및 본원에서 사용되는 "관능기", "활성 부분, "활성기", "반응 부위", "화학적 반응기" 및 "화학적 반응 부분" 이라는 용어들은 분자의 구별되고 정의가능한 일부 또는 단위를 의미한다. 이 용어들은 화학 분야에서 어느 정도 동의어로 사용되며, 본원에서는 일부 기능 또는 활성을 수행하고, 다른 분자에 반응성을 갖는 분자의 일부를 나타낸다. 관능기와 함께 사용될 때의 "활성" 이라는 용어는, 반응하기 위해 강력한 촉매 또는 매우 비실용적인 반응 조건이 필요한 기들과 대조적으로, 다른 분자 상의 친전자성 또는 친핵성기와 쉽게 반응하는 관능기들을 포함하기 위한 것이다. 예를 들어, 당분야에 이해되는 바와 같이, "활성 에스테르" 라는 용어에는 아민과 같은 친핵성기와 쉽게 반응하는 에스테르들이 포함될 것이다. 전형적으로, 활성 에스테르는 수분 내에 수성 매질 중의 아민과 반응할 것이지만, 메틸 또는 에틸 에스테르와 같은 특정 에스테르는 친핵성기와 반응하기 위해서 강력한 촉매가 필요하다.
"결합" 또는 "링커" 라는 용어는 본원에서, 화학 반응의 결과로 보통 형성되는 기 또는 결합을 의미하기 위해 사용되며, 전형적으로는 공유 결합이다. 가수분해적으로 안정한 결합이란, 수중에서 실질적으로 안정하고, 유용한 pH, 예컨대 생리적 조건 하에서, 연장된 시기 동안, 어쩌면 무한정까지도 물과 반응하지 않는 결합을 의미한다. 가수분해적으로 불안정하거나 분해가능한 결합이란, 수중 또는 수용액, 에컨대 혈액 중에서 분해가능한 결합을 의미한다. 효소적으로 불안정한 또는 분해가능한 결합이란, 하나 이상의 효소에 의해 분해될 수 있는 결합을 의미한다. 당분야에 이해되는 바와 같이, PEG 및 관련 중합체에는 중합체 골격 내에 분해가능한 결합, 또는 중합체 골격 및 중합체 분자의 하나 이상의 말단 관능기 사이에 링커기가 포함될 수 있다. 예를 들어, PEG 카르복실산 또는 활성화 PEG 카르복실산과, 생물학 활성제 상의 알콜기와의 반응으로 형성되는 에스테르 결합은 일반적으로 생리적 조건 하에 가수분해되어 제제를 방출한다. 기타 가수분해적으로 분해가능한 결합에는 카르보네이트 결합; 아민 및 알데히드 간의 반응으로 생성되는 이민 결합 (예컨대, 본원에 참고문헌으로 삽입되는 Ouchi 등, Polymer Preprints, 38(1):582-3 (1997) 참조); 알콜과 포스페이트기의 반응으로 형성되는 포스페이트 에스테르 결합; 히드라지드 및 알데히드의 반응 생성물인 히드로존 결합; 알데히드 및 알콜의 반응 생성물인 아세탈 결합; 포르메이트 및 알콜의 반응 생성물인 오르토에스테르 결합; 예컨대 PEG 와 같은 중합체 말단의 아민기, 및 펩티드의 카르 복실기에 의해 형성되는 펩티드 결합; 및 예컨대 중합체 말단의 포스포르아미디트기, 및 올리고뉴클레오티드의 5' 히드록실기에 의해 형성되는 올리고뉴클레오티드기가 포함된다.
본원에서 사용되는 "생물학 활성 분자", "생물학 활성 부분" 또는 "생물학 활성제" 라는 용어는, 바이러스, 박테리아, 진균, 식물, 동물 및 인간을 포함하지만 이에 제한되지는 않는 생물학 개체의 임의의 물리적 또는 생화학적 특성에 영향을 미칠 수 있는 임의 물질을 의미한다. 특히, 본원에서 사용되는 바로는, 생물학 활성 분자에는 인간 또는 기타 동물에서의 질환을 진단, 치료 경감, 처치 또는 예방하기 위한, 또는 이와는 달리 인간 또는 동물의 물리적 또는 정신적 복지를 증강시키기 위한 임의 물질이 포함된다. 생물학 활성 분자의 예에는, 펩티드, 단백질, 효소, 소분자 약물, 염료, 지질, 뉴클레오시드, 올리고뉴클레오티드, 세포, 바이러스, 리포좀, 미립 및 마이셀 (micelle) 이 포함되지만 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에 사용하기 적합한 생물학 활성제 군에는 항생제, 항진균제, 항바이러스제, 소염제, 항암제, 심혈관 약제, 항불안제, 호르몬, 성장 인자, 스테로이드 약제 등이 포함되지만 이에 제한되는 것은 아니다.
"알킬, "알켄" 및 "알콕시" 라는 용어에는 선형 사슬 또는 분지형 알킬, 알켄 및 알콕시가 각각 포함된다. "저급 알킬" 이라는 용어는 C1-C6 알킬을 의미한다. "알콕시" 라는 용어는, 예를 들어 화학식 -OR 또는 -ROR1 (식 중, R 및 R1 은 각각 독립적으로 선택된 알킬이다) 의 산소 치환 알킬을 의미한다. "치환 알킬" 및 "치환 알켄" 이라는 용어는, 이에 제한되지는 않지만, C3-C6 시클로알킬, 예컨대 시클로프로필, 시클로부틸 등; 아세틸렌; 시아노; 알콕시, 예컨대 메톡시, 에톡시 등; 저급 알카노일옥시, 예컨대 아세톡시; 히드록시; 카르복실; 아미노; 저급 알킬아미노, 예컨대 메틸아미노; 케톤; 할로, 예컨대 클로로 또는 브로모; 페닐; 치환 페닐 등과 같은, 하나 이상의 비방해성 치환기로 치환된 알킬 및 알켄을 각각 의미한다. "할로겐" 이라는 용어에는 불소, 염소, 요오드 및 브롬이 포함된다.
"아릴" 이란 각각 5 또는 6 개 탄소수인 하나 이상의 방향족 고리를 의미한다. 다중 아릴 고리는 나프틸에서와 같이 융합되거나, 비페닐에서와 같이 융합되지 않을 수 있다. 아릴 고리는 하나 이상의 고리형 탄화수소, 헤테로아릴 또는 헤테로시클릭 고리로 융합되거나, 융합되지 않을 수 있다.
"치환 아릴" 이란 치환기로서 하나 이상의 비방해성 기를 갖는 아릴이다.
"비방해성 치환기" 는 안정한 화합물을 생성하는 기들이다. 적합한 비방해성 치환기 또는 라디칼에는 할로, C1-C10 알킬, C2-C10 알케닐, C2-C10 알키닐, C1-C10 알콕시, C7-C12 아랄킬, C7-C12 알카릴, C3-C10 시클로알킬, C3-C10 시클로알케닐, 페닐, 치환 페닐, 톨루오일, 자일레닐, 비페닐, C2-C12 알콕시알킬, C7-C12 알콕시아릴, C7-C12 아릴옥시알킬, C6-C12 옥시아릴, C1-C6 알킬술피닐, C1-C10 알킬술포닐, -(CH2)m-O-(C1-C10 알킬) (여기서, m 은 1 내지 8 이다), 아릴, 치환 아릴, 치환 알콕시, 플루오로알킬, 헤테로시클릭 라디칼, 치환 헤테로시클릭 라디칼, 니트로알킬, -NO2, -CN, -NRC(O)-(C1-C10 알킬), -C(O)-(C1-C10 알킬), C2-C10 티오알킬, -C(O)O-(C1-C10 알킬), -OH, -SO2, =S, -COOH, -NR2, 카르보닐, -C(O)-(C1-C10 알킬)-CF3, -C(O)-CF3, -C(O)NR2, -(C1-C10 알킬)-S-(C6-C12 아릴), -C(O)-(C6-C12 아릴), -(CH2)m-O-(CH2)m-O-(C1-C10 알킬) (식 중, m 은 1 내지 8 이다), -C(O)NR2, -C(S)NR2, -SO2NR2, -NRC(O)NR2, -NRC(S)NR2, 이들의 염 등이 포함되지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 본원에서 사용되는 각각의 R 은 H, 알킬 또는 치환 알킬, 아릴 또는 치환 아릴, 아랄킬 또는 알카릴이다.
본 발명은 하나 이상의 말단을 갖는 수용성 비펩티드계 중합체 골격을 포함하는 입체장애 중합체를 제공하며, 말단은 하기 화학식에 공유 결합된다:
Figure 112002019369723-pct00009
(식 중:
L 은 중합체 골격 말단으로의 결합점이며;
Q 는 O 또는 S 이고;
m 은 0 내지 약 20 이고;
Z 는 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
X 는 이탈기이다).
수용성 비펩티드계 중합체의 중합체 골격은 폴리(에틸렌 글리콜) (즉, PEG) 일 수 있다. 그러나, 기타 관련 중합체도 또한 본 발명의 실시에 사용하기 적합하고, PEG 또는 폴리(에틸렌 글리콜) 이라는 용어의 사용은 이러한 관점을 포함하고자 하며 배제하고자 함이 아닌 것이 이해되어야 한다. PEG 라는 용어에는, 알콕시 PEG, 2 관능성 PEG, 다중가지 PEG, 갈래진 PEG, 분지형 PEG, 돌출 PEG, 또는 내부에 분해가능 결합을 갖는 PEG 를 포함하는 임의 형태의 폴리(에틸렌 글리콜) 이 포함된다.
PEG 는 전형적으로 투명하고, 무색, 무취이며, 수용성이고, 열에 안정하고, 다양한 화학 제제에 불활성이고, 가수분해되거나 저하되지 않고, 일반적으로 무독성이다. 폴리(에틸렌 글리콜) 은 생체적합성으로 여겨진다, 즉 PEG 는 해를 끼치지 않고 생체 조직 또는 개체와 공존할 수 있다. 보다 구체적으로는, PEG 는 실질적으로 비면역원성이다, 즉 PEG 는 체내에서 면역 반응을 일으키지 않는 경향이 있다. 체내에서 생물학 활성제와 같은 일부 바람직한 기능을 갖는 분자에 부착되는 경우, PEG 는 제제를 차폐시키고 임의 면역 반응을 감소시키거나 제거하여, 개체가 제제의 존재를 견딜 수 있게 한다. PEG 콘쥬게이트는 실질적인 면역 반응을 일으키거나 응고 또는 기타 바람직하지 않는 효과를 유도하지 않는 경향이 있다. 화학식
Figure 112002019369723-pct00010
(식 중, n 은 약 3 내지 약 4000, 전형적으로 약 3 내지 약 2000 이다) 을 갖는 PEG 는 본 발명의 실시에 유용한 하나의 중합체이다. 약 200 Da 내지 약 100,000 Da 의 분자량을 갖는 PEG 가 특히 중합체 골격으로서 유용하다.
중합체 골격은 선형 또는 분지형일 수 있다. 분지형 중합체 골격이 당분야에 일반적으로 공지되어 있다. 전형적으로, 분지형 중합체는 중앙의 분지 코어 부분 및 중앙의 분지 코어에 결합된 다수의 선형 중합체 사슬을 갖는다. PEG 는 일반적으로 에틸렌 옥시드를 글리세롤, 펜타에리트리톨 및 소르비톨과 같은 다양한 폴리올에 첨가하여 제조될 수 있는 분지 형태로 사용된다. 중앙의 분지 부분은 또한 라이신과 같은 몇몇 아미노산으로부터 유도될 수 있다. 분지형 폴리(에틸렌 글리콜) 은 화학식 R-(PEG-OH)m (식 중, R 은 글리세롤 또는 펜타에리트리톨과 같은 중앙 부분을 나타내며, m 은 가지의 수를 나타낸다) 으로 나타낼 수 있다. 본원에 그 전문이 참고문헌으로 삽입된 미국 특허 제 5,932,462 호에 기재된 것들과 같은 다중가지 PEG 분자도 또한 중합체 골격으로서 사용될 수 있다.
분지형 PEG 는 또한 화학식 PEG(-YCHZ2)n (식 중, Y 는 결합기이고, Z 는 정해진 길이의 원자 사슬에 의해 CH 에 결합된 활성화 말단기이다) 로 나타내는 갈래진 PEG 형태일 수 있다.
또다른 분지 형태인 돌출 PEG 는 PEG 사슬의 말단이 아닌 PEG 골격을 따라, 카르복실과 같은 반응기를 갖는다.
상기 PEG 형태에 덧붙여, 중합체를 또한 골격 내에 약하거나 분해가능한 결합으로 제조할 수 있다. 예를 들어, PEG 를 가수분해되기 쉬운 중합체 골격 내에 에스테르 결합으로 제조할 수 있다. 하기에 나타낸 바와 같이, 상기 가수분해는 저분자량의 단편들로 중합체를 절단시킨다:
Figure 112002019369723-pct00011
당업자는 폴리(에틸렌 글리콜) 또는 PEG 라는 용어가 모든 상기 형태를 나타내거나 포함함을 이해할 것이다.
다수의 기타 중합체도 또한 본 발명을 위해 적합하다. 2 내지 약 300 개 말단을 갖는 비펩티드계 수용성 중합체 골격이 특히 본 발명에 유용하다. 적합한 중합체의 예에는 폴리(프로필렌 글리콜) ("PPG"), 에틸렌 글리콜과 프로필렌 글리콜의 공중합체 등과 같은 기타 폴리(알킬렌 글리콜), 폴리(옥시에틸화 폴리올), 폴리(올레핀계 알콜), 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(히드록시프로필메타크릴아미드), 폴리(α-히드록시산), 폴리(비닐 알콜), 폴리포스파젠, 폴리옥사졸린, 본원에 그 전문이 참고문헌으로 삽입된 미국 특허 제 5,629,384 호에 기재된 것과 같은 폴리(N-아크릴로일모르폴린), 및 이들의 공중합체, 삼원중합체 및 혼합물이 포함되지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 중합체 골격의 각 사슬의 분자량은 다양할 수 있지만, 전형적으로 약 100 Da 내지 약 100,000 Da, 종종 약 6,000 Da 내지 약 80,000 Da 의 범위이다.
당업자는 실질적으로 수용성인 비펩티드계 중합체 골격의 상기 리스트가 전체를 나타낸 것이 아니라 단순한 예시이고, 상기 기재된 성질을 갖는 모든 중합체 물질이 포함됨을 인지할 것이다.
Z 부분을 위해 적합한 알킬 및 아릴기의 예에는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소 프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸 및 벤질이 포함된다. 하나의 구현예에서, Z 는 C1-C8 알킬 또는 치환 알킬이다.
α-탄소 및 Q 부분 사이의 선택적인 CH2 스페이서는 분자의 가수분해성 분해 속도를 추가적으로 지연시키는 효과를 제공할 수 있다. 하나의 구현예에서, m 은 1 내지 약 10 이다.
X 는 이탈기이다, 즉 X 를 포함하는 분자를 친핵 반응으로 치환시킬 수 있다. X 가 히드록시인 경우에서와 같은 일부 경우에서, 효과적인 이탈기가 되기 위해서는 N,N'-디시클로헥실카르보디이미드 (DCC) 와 같은 분자와의 반응으로 기를 활성화시켜야 한다. 적합한 X 부분의 예에는 염소 및 브롬과 같은 할로겐, N-숙신이미딜옥시, 술포-N-숙신이미딜옥시, 1-벤조트리아졸릴옥시, 히드록실, 1-이미다졸릴 및 p-니트로페닐옥시가 포함된다. 하나의 양상에서, 중합체는 말단 카르복실산기를 갖는다 (즉, X 는 히드록실이다).
하나의 구현예에서, 본 발명의 중합체는 하기 구조를 갖는다:
Figure 112002019369723-pct00012
(식 중:
POLY 는 PEG 와 같은 수용성 비펩티드계 중합체 골격이며;
R' 은 캡핑기이고;
Q, m, Z 및 X 는 상기에 정의된 바와 같다).
R' 은 상기 유형의 중합체를 위해 당분야에 공지된 임의의 적합한 캡핑기일 수 있다. 예를 들어, R' 은 알콕시기 (예컨대 메톡시) 와 같은 비교적 불활성의 캡핑기일 수 있다.
이와는 달리, R' 은 관능기일 수 있다. 적합한 관능기의 예에는 히드록실, 보호 히드록실, N-히드록시숙신이미딜 에스테르 및 1-벤조트리아졸릴 에스테르와 같은 활성 에스테르, N-히드록시숙신이미딜 카르보네이트 및 1-벤조트리아졸릴 카르보네이트와 같은 활성 카르보네이트, 아세탈, 알데히드, 알데히드 히드레이트, 알케닐, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 활성 술폰, 아민, 보호 아민, 히드라지드, 보호 히드라지드, 티올, 보호 티올, 카르복실산, 보호 카르복실산, 이소시아네이트, 이소티오시아네이트, 말레이미드, 비닐술폰, 디티오피리딘, 비닐피리딘, 요오도아세트아미드, 에폭시드, 글리옥살, 디온, 메실레이트, 토실레이트 및 트레실레이트가 포함된다. 관능기는 전형적으로 생물학 활성제 상의 관능기로의 부착을 위해 선택된다. 이해되는 바와 같이, 선택되는 R' 부분은 X 기와 양립할 수 있어서, X 와의 반응이 일어나지 않아야 한다.
당분야에서 이해되는 바와 같이, "보호된" 이라는 용어는 특정한 반응 조건 하에서 화학적으로 반응성인 관능기의 반응을 예방하는 보호기 또는 부분의 존재를 의미한다. 보호기는 보호될 화학적 반응기의 유형에 따라 다양할 것이다. 예를 들어, 화학적 반응기가 아민 또는 히드라지드이면, 보호기는 tert-부틸옥시카르보닐 (t-Boc) 및 9-플루오레닐메톡시카르보닐 (Fmoc) 의 군으로부터 선택될 수 있다. 화학적 반응기가 티올이면, 보호기는 오르토피리딜디술피드일 수 있다. 화학적 반 응기가 부탄산 또는 프로피온산과 같은 카르복실산이거나 히드록실기이면, 보호기는 벤질, 또는 메틸 또는 에틸과 같은 알킬기일 수 있다. 당분야에 공지된 기타 보호기도 또한 본 발명에 사용될 수 있다.
문헌 중 말단 관능기의 구체적 예에는 N-숙신이미딜 카르보네이트 (예로 미국 특허 제 5,281,698 호, 제 5,468,478 호를 참조), 아민 (예로, Buckmann 등, Makromol. Chem. 182:1379 (1981), Zaplipsky 등, Eur. Polym. J. 19:1177 (1983) 참조), 히드라지드 (예로, Andresz 등, Makromol. Chem. 179:301 (1978) 참조), 숙신이미딜 프로피오네이트 및 숙신이미딜 부타노에이트 (예로, Olson 등의 Poly(ethylene glycol) Chemistry & Biological Applications, pp 170-181, Harris & Zaplipsky 편저, ACS, Washington, DC, 1997 및 미국 특허 제 5,672,662 호 참조), 숙신이미딜 숙시네이트 (예로, Abuchowski 등, Cancer Biochem. Biophys. 7:175 (1984) 및 Joppich 등, Macrolol. Chem. 180:1381 (1979) 참조), 숙신이미딜 에스테르 (예로 미국 특허 제 4,670,417 호 참조), 벤조트리아졸 카르보네이트 (예로, 미국 특허 제 5,650,234 호 참조), 글리시딜 에테르 (예로, Pitha 등, Eur. J. Biochem. 94:11 (1979), Elling 등, Biotech. App. Biochem. 13:354 (1991) 참조), 옥시카르보닐이미다졸 (예로, Beauchamp 등, Anal. Biochem. 131:25 (1983), Tondelli 등, J. Controlled Release 1:251 (1985) 참조), p-니트로페닐 카르보네이트 (예로, Veronese 등, Appl. Biochem. Biotech., 11:141 (1985) 및 Sartore 등, Appl. Biochem. Biotech., 27:45 (1991) 참조), 알데히드 (예로, Harris 등, J. Polym. Sci. Chem. Ed. 22:341 (1984), 미국 특허 제 5,824,784 호, 미국 특허 제 5,252,714 호 참조), 말레이미드 (예로, Goodson 등, Bio/Technology 8:343 (1990), Romani 등의 Chemistry of Peptides and Proteins 2:29 (1984) 및 Kogan, Synthetic Comm. 22:2417 (1992) 참조), 오르토피리딜-디술피드 (예로, Woghiren 등, Bioconj. Chem. 4:314 (1993) 참조), 아크릴롤 (예로, Sawhney 등, Macromolecules, 26:581 (1993) 참조), 비닐술폰 (예로, 미국 특허 제 5,900,461 호 참조) 이 포함된다. 또한, 본 발명의 중합체 두 분자도 또한 아미노산 라이신에 결합되어, N-히드록시숙신이미드로 더욱 활성화되어 활성 N-숙신이미딜 부분을 형성할 수 있는 2 치환 라이신을 형성할 수 있다 (예로, 미국 특허 제 5,932,462 호 참조). 모든 상기 참고문헌은 본원에 참고문헌으로 삽입된다.
R' 은 또한 화학식 -W-D (식 중, W 는 링커이며 D 는 생물학 활성제이다) 를 가질 수 있다. 이와는 달리, 중합체 구조는 R' 이 -Q(CH2)mCHZC(O)X (식 중, Q, m, Z 및 X 는 상기에 정의된 바와 같다) 와 같은 호모 2 관능 분자일 수 있다.
본 발명의 다중가지 중합체의 예를 하기에 나타낸다:
Figure 112002019369723-pct00013
(식 중:
POLY 는 PEG 와 같은 수용성 비펩티드계 중합체 골격이며;
R 은 글리콜 또는 펜타에리트리톨과 같은 중앙의 코어 분자이고;
q 는 2 내지 약 300 의 정수이고;
Q, m, Z 및 X 는 상기에 정의된 바와 같다).
본 발명의 중합체의 추가되는 예에는 하기 화학식의 중합체가 포함된다:
Figure 112002019369723-pct00014
(식 중:
PEG 는 폴리(에틸렌 글리콜) 이고;
X, m 및 Z 는 상기에 정의된 바와 같다).
활성화 여부와 상관 없이, 본 발명의 중합체는 반응 혼합물로부터 정제될 수 있다. 하나의 정제 방법에는 중합체가 본질적으로 불용성인 반면 반응물이 가용성인 용매로부터의 침전이 관여된다. 적합한 용매에는 에틸 에테르 또는 이소프로판올이 포함된다. 이와는 달리, 중합체는 이온 교환, 크기 배제, 실리카 겔 또는 역상 크로마토그래피를 사용하여 정제될 수 있다.
모든 상기 구현예에서, α-알킬 또는 α-아릴기 (Z) 의 존재는, 알킬 또는 아릴기의 입체 및 전기적 효과로 인해, 중합체에 가수분해에 대한 더 큰 안정성을 부여한다. 입체 효과는, 메틸을 에틸로 대체하는 경우에서와 같이, 알킬 또는 아릴기의 크기를 증가시킴으로써 증가될 수 있다. 달리 말하면, Z 내 탄소수가 증가할수록, 가수분해 속도는 감소된다. 상기에서 주지되는 바와 같이, 상기 입체 효과의 이용은 또한 카르복실기로부터 Q 부분의 거리 변화 (즉, m 값의 조절) 에 의해 수득되는 전기적 효과와 복합하여 적용될 수 있다. m 및 Z 둘 다를 조절함으로써, 가수분해 속도를 보다 유연한 방식으로 조절할 수 있다.
효소 분해를 일으키는 효소 촉매 반응에 효소 활성 부위 및 중합체 간의 정확한 공간적 일치가 관여하므로, 입체 효과는 상기 반응에서도 매우 중요할 수 있다. 본 발명의 중합체는 또한 가수분해성 분해에 덧붙여, 효소 분해를 더욱 제어하거나 조절하는데 사용될 수 있다.
생물학 활성제와 커플링되는 경우, 본 발명의 중합체는 생성 중합체 콘쥬게이트의 가수분해성 분해 속도의 조절을 도울 것이다. 예로서, 본 발명의 중합체가 알콜 또는 티올과 커플링되어 각각 에스테르 또는 티오에스테르를 형성하는 경우, 에스테르 또는 티오에스테르는 가수분해에 보다 안정하다. 따라서, 알콜 또는 티올기를 갖는 약물을 본 발명의 중합체로 유도체화시켜, α-알킬 또는 α-아릴기의 선택에 의해, 상기 에스테르 또는 티오에스테르로부터 약물의 가수분해성 방출을 조절할 수 있다.
본 발명은 하나 이상의 말단을 갖는 수용성 비펩티드계 중합체 골격을 포함하는 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트를 제공하며, 말단은 하기 화학식에 공유 결합된다:
Figure 112002019369723-pct00015
(식 중:
L 은 중합체 골격 말단으로의 결합점이며;
Q 는 O 또는 S 이고;
m 은 0 내지 약 20 이고;
Z 는 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
W 는 링커이고;
D 는 생물학 활성제이다).
링커 W 는 생물학적 활성제를 중합체 골격으로 부착하는데 사용되는 관능기의 잔기이다. 하나의 구현예에서, W 는 O, S 또는 NH 이다.
적합한 생물학 활성제의 예에는 펩티드, 단백질, 효소, 소분자 약물, 염료, 지질, 뉴클레오시드, 올리고뉴클레오시드, 세포, 바이러스, 리포좀, 미립 및 마이셀이 포함된다.
본 발명에는 또한 화학식 I 의 중합체를 생물학 활성제와 반응시켜, 본 발명의 중합체의 생물학 활성 콘쥬게이트를 제조하는 방법이 포함된다.
하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위해 주어지며, 본 발명을 제한하는 것으로 간주될 수 없다.
실시예 1
mPEG-O-CH 2 CH(CH 3 )CO 2 H 및 mPEG-O-CH 2 CH(CH 3 )CO 2 NS (NS = N-숙신이미딜) 의 제조
반응:
Figure 112002019369723-pct00016
1. mPEG5000-O-CH2CH(CH3)CN 의 제조
MPEG5000OH (4.0 g) 및 메타크릴로니트릴 (1.0 ml) 을 벤젠 (5.0 ml), 디클로로메탄 (6.5 ml) 및 KOH (H2O 중 50%; 0.15 ml) 의 혼합물 중에 실온에서 3 일 동안 교반하였다. 생성 혼합물에 10% 수성 NaH2PO4 200 ml 을 첨가하였다. 디클로로메탄 200 ml (100 + 50 + 50 ml) 로 추출하기 전에, 혼합물을 10 분 동안 교반하였다. 유기상을 MgSO4 상에서 건조하고 농축하여, 에틸 에테르 (50 ml) 중에 침전시켰다. 침전물을 여과에 의해 수합하고 실온에서 진공 하에 건조하여, 백색 분말 3.17 g 을 수득하였다.
Figure 112002019369723-pct00017
2. mPEG5000-O-CH2CH(CH3)CONH2 의 제조
mPEG5000-O-CH2CH(CH3)CN (3.17 g) 을 진한 HCl 14 ml 중에 용해시키고, 용액 을 실온에서 3 일 동안 교반하였다. 생성 용액을 물 300 ml 로 희석하고, NaCl 45 g 을 첨가하였다. 생성물을 디클로로메탄 (3 ×100 ml) 으로 추출하고, 추출액을 MgSO4 상에서 건조하였다. 용액을 농축하고, 생성물을 에틸 에테르 (50 ml) 중에 침전시켰다. 생성물을 여과에 의해 수합하고 실온에서 진공 하에 건조하여, 백색 분말 2.6 g 을 수득하였다.
Figure 112002019369723-pct00018
3. mPEG5000-O-CH2CH(CH3)CO2H 의 제조
8% KOH 100 ml 중의 mPEG5000-O-CH2CH(CH3)CONH2 의 2.6 g 용액을 실온에서 3 일 동안 교반한 후, pH 를 HCl 로 2.0 으로 보정하였다. 생성물을 메틸렌 클로라이드 100 ml 로 추출하고, 추출액을 MgSO4 상에서 건조하였다. 이어서, 용액을 농축하고, 생성물에 에틸 에테르 200 ml 을 첨가하여 침전시켰다. 생성물을 여과에 의해 수합하고 실온에서 진공 하에 건조하여, 백색 분말 1.7 g 을 수득하였다. 생성물을 DEAE 세파로오스 상에서 우선 물로, 이어서 1M NaCl 용출액으로 칼럼을 용출시키면서 크로마토그래피하여 더욱 정제하였다. 생성물을 메틸렌 클로라이드로 NaCl 로부터 추출하고, 유기층을 MgSO4 상에서 건조하였다. 메틸렌 클로라이드 용액을 농축하고, 생성물을 에틸 에테르 약 30 ml 로부터 침전시켰다. 여과에 의해 수합하고 실온에서 진공 하에 건조하여, 백색 분말 0.8 g 을 수득하였다. Ultrahydrogel 250 상의 겔 투과 크로마토그래피에서 단일 피크가 나타났다.
Figure 112002019369723-pct00019
알파 메틸 양성자에 대한 PEG 골격 양성자의 적분비는 100% 치환을 나타내었다.
4. CH3-O-PEG5000-O-CH2CH(CH3)CO2NS (NS = N-숙신이미딜) 의 제조
CH3-O-mPEG5000-O-CH2CH(CH3)CO2H (0.6 g) 을 메틸렌 클로라이드 50 ml 중에 용해시키고, 메틸렌 클로라이드 2 ml 중의 N-히드록시숙신이미드 (0.0144 g) 및 N,N-디시클로헥실카르보디이미드 (0.026) 를 첨가하였다. 하룻밤 동안 교반한 후, 혼합물을 여과하고, 여액을 진공 하에 농축하였다. 여액에 이소프로판올을 첨가하여 생성물을 침전시킨 후, 여과에 의해 수합하고 진공 하에 건조하여, 백색 분말 0.4 g 을 수득하였다. NS 기에 대한 PEG 골격 양성자의 적분 대조는 100% 치환을 나타내었다.
Figure 112002019369723-pct00020
실시예 2
mPEG-O-CH 2 CH 2 CH(CH 3 )CO 2 H 및 mPEG-O-CH 2 CH 2 CH(CH 3 )CO 2 NS 의 제조
반응:
Figure 112002019369723-pct00021
1. CH3-O-PEG-O-CH2CH2C(CH3)(CO2H)2 의 제조
건조 디옥산 150 ml 중 디에틸 메틸말로네이트 (9.6 ml) 을 아르곤 하에서 톨루엔 60 ml 중의 NaH (2.4 g) 에 적가하였다. 톨루엔 250 ml 중의 MPEG5000 메실레이트 (30 g) 를 공비 증류시켜 톨루엔 150 ml 을 제거하고, 잔류물을 상기 디에틸 메틸말로네이트 용액에 첨가하였다. 혼합물을 3 - 4 시간 동안 환류시킨 후 진공 하에서 건조하도록 증발시키고, 진공 중에서 하룻밤 동안 건조하였다. 이어서, 건조 물질을 1N NaOH 200 ml 중에 용해시키고, 용액을 실온에서 2 일 동안 교반하고, pH 를 1N HCl 로 3 으로 보정하였다. NaCl 을 용액에 약 15% 의 농도로 첨가한 후, 혼합물을 몇 부분의 CH2Cl2 350 ml 로 추출하였다. 합한 추출액을 Na2 SO4 상에서 건조하고, 진공 하에 농축하고, 이소프로판올/에테르 (1:1) 를 생성물에 첨가하여 침전시켰다. 생성물을 여과에 의해 수합하고 진공 하에 하룻밤 동안 건조하 여, 생성물 24.7 g 을 백색 분말로 수득하였다. GPC (Ultrahydrogel 250) 에서 생성물의 98% 가 순수한 것으로 나타났다.
Figure 112002019369723-pct00022
2. CH3-O-PEG5000-O-CH2CH2CH(CH3)CO2H 의 제조
CH3-O-PEG5000-O-CH2CH2C(CH3)(CO2H) 2 (20 g) 을 톨루엔 300 ml 중에 용해시키고, 생성 용액을 3 시간 동안 환류시켰다. 이어서, 용액을 진공 하에 농축하고, 이소프로판올/에테르 (1:1) 를 잔류물에 첨가하여 침전시켜, 여과에 의해 수합하고 진공 하에 하룻밤 동안 건조하여, 백색 분말 18.8 g 을 수득하였다. GPC (Ultrahydrogel 250) 에서 생성물의 95% 가 순수한 것으로 나타났다.
Figure 112002019369723-pct00023
3. CH3-O-PEG5000-O-CH2CH2CH(CH3)CO2NS (NS = N-숙신이미딜) 의 제조
CH3-O-PEG5000-O-CH2CH2CH(CH3)CO2H (3.8 g) 을 메틸렌 클로라이드 40 ml 중에 용해시키고, 메틸렌 클로라이드 3 ml 중의 N-히드록시숙신이미드 (0.094 g, 1.07 당량) 및 N,N-디시클로헥실카르보디이미드 (0.166 g, 1.07 당량) 를 첨가하였다. 하룻밤 동안 교반한 후, 혼합물을 여과하고, 여액을 진공 하에 농축하였다. 여액에 이소프로판올 및 에틸 에테르의 1:1 혼합물을 첨가하여 생성물을 침전시킨 후, 여과에 의해 수합하고 진공 하에 건조하여, 백색 분말 3.2 g 을 수득하였다. NS 기에 대한 PEG 골격 양성자의 적분비는 > 95% 치환을 나타내었다.
Figure 112002019369723-pct00024
실시예 3
활성화 α-알킬알칸산을 이용한 리소자임의 PEG 화 (PEGylation)
50 pH 6.5 완충액 (50 mM 소듐 포스페이트/50 mM NaCl) 중의 리소자임 용액 (3 mg/ml) 4 ml 에 PEG 알카노에이트의 N-숙신이미딜 에스테르 20 mg 을 첨가하고, 22℃ 에서의 반응 진행을 205 nm 파장의 모세관 전기영동으로 모니터링하였다. 미반응 단백질에 해당하는 피크 면적을 시간에 따라 플롯팅하여, PEG 화 반응 중 리소자임의 반감기를 플롯으로부터 결정하였다. N-숙신이미딜 mPEG5K α-메틸프로파노에이트를 이용한 반감기는 100 분이었으나, N-숙신이미딜 mPEG5K α-메틸부타노에이트를 이용한 반감기는 120 분이었다. 비-α-알킬화 유사체, mPEG5K N-숙신이미딜 프로파노에이트 또는 mPEG5K N-숙신이미딜 부타노에이트 중 어느 하나를 이용한 PEG 화의 반감기는 30 분이었다.
실시예 4
N-숙신이미딜 mPEG α-알킬알카노에이트의 가수분해 속도
pH 8.1 및 25℃ 에서 가수분해 연구를 수행하였다. 전형적인 실험에서, PEG 알카노에이트 또는 PEG-α-알킬알카노에이트의 N-숙신이미딜 에스테르 1 - 2 mg 을 완충액 3 ml 중에 용해시켜, 큐벳에 옮겼다. 260 nm 에서의 흡광도를 Molecular Devices SpectraMax Plus uv-visible 분광측정기를 이용하여 모니터링하였다. 일차 역학 플롯으로부터 가수분해 반감기를 결정하였다. N-숙신이미딜 mPEG5K α-메틸프로파노에이트 및 N-숙신이미딜 mPEG5K α-메틸부타노에이트에서, 가수분해 반감기는 각각 33 분 및 44 분이었지만, 해당 비-α-알킬화 유사체, N-숙신이미딜 mPEG5K 프로파노에이트 및 mPEG5K 부타노에이트의 반감기는 20 분이었다.
실시예 5
8-가지-PEG 20KDa -퀴니딘 α-메틸부타노에이트
8-가지-PEG20KDa α-메틸 부탄산 (2.0 g, 0.1 mmol) 을 CHCl3 (3 ×50 ml) 로 진공 중에 공비 건조시켜, CH2Cl2 (25.0 ml) 중에 재용해시켰다. 상기 투명한 용액에 퀴니딘 (0.50 g, 1.5 mmol), DMAP (0.15 g, 1.2 mmol) 및 HOBt (cat.) 를 첨가하였다. 이어서, DCC (0.310 g, CH2Cl2 1 ml 중 1.5 mmol) 를 첨가하고, 혼합물을 아르곤 하에서 17 시간 동안 실온에서 교반하였다. 이어서, 혼합물을 진공 중에 농축하고, 잔류 시럽을 톨루엔 (100 ml) 중에 용해시키고, 셀라이트 마개를 통해 여과하였다. 톨루엔을 45℃ 에서 진공 중에 제거하고, 잔류물을 CH2Cl2 5 ml 로 처리하고 2-프로판올 (300 ml) 로 적정하였다. 진공 중에서 더 건조하여, 1H NMR 로 100% 치환을 나타내는 순수한 생성물 (2.0 g, 99%) 을 산출하였다.
실시예 6
역상 HPLC 에 의한 8-가지-PEG 20KDa -퀴니딘 α-메틸부타노에이트의 가수분해 연구
C-18 칼럼 (Betasil C18, 100 ×2, 5 ㎛, Keystone Scientific) 을 HP-1100 HPLC 시스템에 사용하였다. 용출액 A 는 수중 0.1% TFA 였고, 용출액 B 는 아세토니트릴이었다.
순수한 완충액 중의 가수분해 연구를 위해, 퀴니딘 콘쥬게이트를 8 mg/ml 의 최종 농도로 10 mM 포스페이트 완충액 중에 용해시켰다. 생성 용액을 37℃ 에서 밀봉 바이알 (각각 0.2 ml) 내로 피펫팅하였다. 시간 간격을 두고 바이알을 취해, 아세토니트릴 0.2 ml 을 첨가하였다. 여과 후, 시료를 UV 검출계가 장착된 RP-HPLC 에 의해 228 nm 파장에서 분석하였다. 데이타의 최소 제곱법 역학 처리로, 가수분해에 대해 46 시간의 반감기가 얻어졌다.
실시예 7
(피발로일옥시)메틸 mPEG 5KDa -α-메틸부타노에이트
mPEG5KDa α-메틸부탄산 (16.8 g, 3.4 mmol) 을 아세토니트릴 (500 ml) 중에 용해시키고, 진공 중에서 약 100 ml 로 농축하였다. 아르곤 하에 디클로로메탄 (100 ml) 을 첨가하고, 용액을 실온에서 교반하였다. 상기 투명한 무색 용액에 DBU (2.4 ml, 16.2 mmol), 이어서 클로로베틸 피발레이트 (2.4 ml, 16.6 mmol) 를 첨가하였다. 용액을 아르곤 하에서 17 시간 동안 실온에서 교반하였다. 이어서, 용액을 건조하도록 농축하고, 2-프로판올 (300 ml) 중에 용해시키고 얼음조에서 냉 각하여, 여과에 의해 수합된 백색 고체를 얻었다. 진공 중에 더욱 건조하여, (피발로일옥시)메틸 mPEG5KDa-α-메틸부타노에이트 (14.5 g, ~ 86%) 를 백색 고체로 얻었다.
Figure 112002019369723-pct00025

Claims (38)

  1. 하기 구조에 공유 결합되는 하나 이상의 말단을 갖는, 수용성 비펩티드계 중합체 골격을 포함하는 입체장애 중합체:
    Figure 112005065880703-pct00026
    (식 중:
    L 은 중합체 골격 말단으로의 결합점이며;
    Q 는 O 또는 S 이고;
    m 은 1 내지 약 20 이고;
    Z 는 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    X 는 이탈기이다).
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 수용성 비펩티드계 중합체 골격이 폴리(알킬렌 글리콜), 폴리(옥시에틸화 폴리올), 폴리(올레핀계 알콜), 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(히드록시프로필메타크릴아미드), 폴리(α-히드록시산), 폴리(비닐 알콜), 폴리포스파젠, 폴리옥사졸린, 폴리(N-아크릴로일모르폴린), 및 이들의 공중합체, 삼원중합체 및 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 중합체.
  3. 제 1 항에 있어서, 수용성 비펩티드계 중합체가 폴리(에틸렌 글리콜) 인 중합체.
  4. 제 3 항에 있어서, 폴리(에틸렌 글리콜) 이 약 200 Da 내지 약 100,000 Da 의 평균 분자량을 갖는 중합체.
  5. 제 1 항에 있어서, 수용성 비펩티드계 중합체가 약 2 내지 약 300 개의 말단을 갖는 중합체.
  6. 제 1 항에 있어서, Z 가 C1 - C8 알킬 또는 치환 알킬인 중합체.
  7. 제 1 항에 있어서, Z 가 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸 및 벤질로 구성된 군으로부터 선택되는 중합체.
  8. 제 1 항에 있어서, m 이 1 내지 약 10 인 중합체.
  9. 제 1 항에 있어서, X 가 염소, 브롬, N-숙신이미딜옥시, 술포-N-숙신이미딜옥시, 1-벤조트리아졸릴옥시, 히드록실, 1-이미다졸릴 및 p-니트로페닐옥시로 구성된 군으로부터 선택되는 중합체.
  10. 제 1 항에 있어서, 하기 구조를 갖는 중합체:
    Figure 112005065880703-pct00027
    (식 중:
    POLY 는 수용성 비펩티드계 중합체 골격이며;
    R' 은 캡핑기 또는 관능기이고;
    Q, m, Z 및 X 는 상기에 정의된 바와 같다).
  11. 제 10 항에 있어서, R' 이 메톡시인 중합체.
  12. 제 10 항에 있어서, R' 이 히드록실, 보호 히드록실, 활성 에스테르, 활성 카르보네이트, 아세탈, 알데히드, 알데히드 히드레이트, 알케닐, 아크릴레이트, 메타크릴레이트, 아크릴아미드, 활성 술폰, 아민, 보호 아민, 히드라지드, 보호 히드라지드, 티올, 보호 티올, 카르복실산, 보호 카르복실산, 이소시아네이트, 이소티오시아네이트, 말레이미드, 비닐술폰, 디티오피리딘, 비닐피리딘, 요오도아세트아미드, 에폭시드, 글리옥살, 디온, 메실레이트, 토실레이트 및 트레실레이트로 구성된 군으로부터 선택되는 관능기인 중합체.
  13. 제 10 항에 있어서, R' 이 -W-D (식 중, W 는 링커이고, D 는 생물학 활성제이다) 인 중합체.
  14. 제 10 항에 있어서, R' 이 -Q(CH2)mCHZC(O)X (식 중, Q, m, Z 및 X 는 상기에 정의된 바와 같다) 인 중합체.
  15. 제 10 항에 있어서, POLY 가 폴리(에틸렌 글리콜) 인 중합체.
  16. 제 15 항에 있어서, 폴리(에틸렌 글리콜) 이 약 200 Da 내지 약 100,000 Da 의 평균 분자량을 갖는 중합체.
  17. 제 10 항에 있어서, Z 가 C1 - C8 알킬 또는 치환 알킬인 중합체.
  18. 제 10 항에 있어서, Z 가 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸 및 벤질로 구성된 군으로부터 선택되는 중합체.
  19. 제 10 항에 있어서, m 이 1 내지 약 10 인 중합체.
  20. 제 10 항에 있어서, X 가 히드록실인 중합체.
  21. 제 1 항에 있어서, 하기 구조를 갖는 중합체:
    Figure 112005065880703-pct00028
    (식 중:
    POLY 는 수용성 비펩티드계 중합체 골격이며;
    R 은 중앙의 코어 분자이고;
    q 는 2 내지 약 300 의 정수이고;
    Q, m, Z 및 X 는 상기에 정의된 바와 같다).
  22. 제 21 항에 있어서, POLY 가 폴리(에틸렌 글리콜) 인 중합체.
  23. 제 22 항에 있어서, POLY 가 약 200 Da 내지 약 100,000 Da 의 평균 분자량을 갖는 중합체.
  24. 제 1 항에 있어서, 하기 구조를 갖는 중합체:
    Figure 112005065880703-pct00029
    (식 중:
    PEG 는 폴리(에틸렌 글리콜) 이고;
    X, m 및 Z 는 상기에 정의된 바와 같다).
  25. 제 24 항에 있어서, X 가 히드록실인 중합체.
  26. 제 1 항의 중합체를 생물학 활성제에 공유 부착시켜 수득되는 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트.
  27. 하기 구조에 공유 결합되는 하나 이상의 말단을 갖는, 수용성 비펩티드계 중합체 골격을 포함하는 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트:
    Figure 112005065880703-pct00030
    (식 중:
    L 은 중합체 골격 말단으로의 결합점이며;
    Q 는 O 또는 S 이고;
    m 은 1 내지 약 20 이고;
    Z 는 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    W 는 링커이고;
    D 는 생물학 활성제이다).
  28. 제 27 항에 있어서, W 가 O, S 및 NH 로 구성된 군으로부터 선택되는 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트.
  29. 제 27 항에 있어서, D 가 펩티드, 단백질, 효소, 소분자 약물, 염료, 지질,뉴클레오시드, 올리고뉴클레오티드, 세포, 바이러스, 리포좀, 미립 및 마이셀 (micelle) 로 구성된 군으로부터 선택되는 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트.
  30. 제 27 항에 있어서, 상기 수용성 비펩티드계 중합체 골격이 폴리(알킬렌 글리콜), 폴리(옥시에틸화 폴리올), 폴리(올레핀계 알콜), 폴리(비닐피롤리돈), 폴리(히드록시프로필메타크릴아미드), 폴리(α-히드록시산), 폴리(비닐 알콜), 폴리포스파젠, 폴리옥사졸린, 폴리(N-아크릴로일모르폴린), 및 이들의 공중합체, 삼원중합체 및 혼합물로 구성된 군으로부터 선택되는 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트.
  31. 제 27 항에 있어서, 상기 수용성 비펩티드계 중합체가 폴리(에틸렌 글리콜)인 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트.
  32. 제 27 항에 있어서, Z 가 C1-C8 알킬 또는 치환 알킬인 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트.
  33. 제 27 항에 있어서, Z 가 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, sec-부틸, t-부틸 및 벤질로 구성된 군으로부터 선택되는 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트.
  34. 제 27 항에 있어서, m 이 1 내지 약 10 인 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트.
  35. 제 27 항에 있어서, W 가 중합체 골격에 활성 제제를 부착하기 위해 이용되는 활성제의 관능기의 잔기인 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트.
  36. 하기를 포함하는, 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트의 제조 방법:
    하기 구조에 공유 결합되는 하나 이상의 말단을 갖는 중합체 골격을 포함하는, 수용성 비펩티드계 중합체를 제공:
    [화학식 I]
    Figure 112005065880703-pct00031
    (식 중:
    L 은 중합체 골격 말단으로의 결합점이며;
    Q 는 O 또는 S 이고;
    m 은 1 내지 약 20 이고;
    Z 는 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    X 는 이탈기이다),
    중합체와 생물학 활성제를 반응시켜 하기 구조에 공유 결합되는 하나 이상의 말단을 갖는 생물학 활성 중합체 콘쥬게이트를 형성:
    Figure 112005065880703-pct00032
    (식 중:
    L 은 중합체 골격 말단으로의 결합점이며;
    Q 는 O 또는 S 이고;
    m 은 1 내지 약 20 이고;
    Z 는 알킬, 치환 알킬, 아릴 및 치환 아릴로 구성된 군으로부터 선택되고;
    W 는 링커이고;
    D 는 생물학 활성제이다).
  37. 제 36 항에 있어서, W 가 O, S 및 NH 로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
  38. 제 36 항에 있어서, D 가 펩티드, 단백질, 효소, 소분자 약물, 염료, 지질, 뉴클레오시드, 올리고뉴클레오티드, 세포, 바이러스, 리포좀, 미립 및 마이셀로 구성된 군으로부터 선택되는 방법.
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