KR100758755B1 - Glp-1 유사체 융합 단백질 - Google Patents

Glp-1 유사체 융합 단백질 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특정 IgG4-Fc 유도체에 융합된 특정 GLP-1 유사체를 제공한다. 이들 융합 단백질은 증가된 반감기, 감소된 면역원성, 및 감소된 이펙터 활성을 갖는다. 융합 단백질은 당뇨병, 비만, 과민성 대장 증후군, 및 혈장 글루코스를 저하시키거나 위 및(또는) 장 운동성을 저해하고 위 및(또는) 장 공복화를 저해하거나, 식품 섭취를 저해함으로써 이로울 수 있는 기타 증상을 치료하는데 유용하다.
이종 융합 단백질, 글루카곤-유사 펩티드 유사체, 생체내 반감기, 면역원성, 이펙터 활성, 당뇨병, 비만

Description

GLP-1 유사체 융합 단백질 {GLP-1 ANALOG FUSION PROTEINS}
본 발명은 펩티드의 생체내 반감기를 연장시키는 효과를 갖는 단백질에 융합된 글루카콘-유사 펩티드 유사체(glucagon-like peptide analog)에 관한 것이다. 이들 융합 단백질은 다양한 다른 증상이나 장애 뿐만 아니라 당뇨병을 치료하는데 사용될 수 있다.
글루카콘-유사 펩티드-1(GLP-1) 유사체와 유도체는 2형 당뇨병 치료를 위한 임상 시험에서 유망성을 나타낸다. GLP-1은 인슐린 분비 자극, 글루카곤 분비 저해, 위 공복화 저해, 위 운동성 또는 장 운동성 저해, 및 체중 감량 유도와 같은 수많은 생물학적 효과를 유도한다. GLP-1의 중대한 특징은, 인슐린 요법이나 인슐린 발현을 증가시킴으로써 작용하는 몇몇 유형의 경구 요법을 사용할 때 저혈당증이 나타나는 부수적 위험없이 인슐린 분비를 자극하는 능력이 있다는 것이다.
GLP-1 펩티드가 관여하는 치료법의 유용성은 GLP-1(1-37)이 빈약하게 활성적이고, 자연 발생적인 2가지의 말단절단된 펩티드, 즉 GLP-1(7-37)OH와 GLP-1(7-36)NH2가 생체내에서 신속하게 제거되고 매우 짧은 생체내 반감기를 갖는다는 사실에 의해 제한되어 왔다. 내생적으로 생산된 디펩티딜-펩티다제 Ⅳ(DPP-Ⅳ)가 N-말 단 히스티딘과 알라닌 잔기를 제거함으로써 순환중인 GLP-1 펩티드를 불활성화시키고, 이것이 짧은 생체내 반감기의 주된 이유인 것으로 알려져 있다.
생물학적 활성을 유지하면서 GLP-1 펩티드의 제거 반감기를 연장시키거나 신체로부터 펩티드의 제거율을 감소시키기 위하여 다양한 접근법이 수행되어 왔다. 하나의 접근법은 면역글로불린의 Fc 부분에 GLP-1 펩티드를 융합시키는 것을 포함한다. 면역글로불린은 전형적으로 생체내에서 순환 반감기가 길다. 예를 들어, IgG 분자는 인간에서 23 일까지의 반감기를 가질 수 있다. 면역글로불린의 Fc 부분은 부분적으로 이러한 생체내 안정성에 관여한다. GLP-1-Fc 융합 단백질은 GLP-1 분자의 생물학적 활성을 보존하면서 면역글로불린의 Fc 부분에 의해 제공되는 안정성을 이용한다.
비록 이 접근법이 GLP-1 치료법에 이용가능하기는 하지만(WO 02/46227 참조), 지속된 기간에 걸쳐 반복적으로 투여될 때 다양한 융합 단백질의 항원성에 관하여 일반적인 염려가 있다. 당뇨병 환자는 일단 그 질환으로 진단되면 그의 전 생애 동안 치료되어야만 하기 때문에 이것은 특히 GLP-1-Fc 융합 치료법에 대한 염려이다. 부가적으로, Fc 부분이 원치않는 이펙터(effector) 기능을 보유하면 Fc 융합 단백질 치료법이 근심거리일 수 있다.
본 발명은 반복되고 지속된 투여 후 면역 반응을 유도하는 위험이 감소되고 더 이상 이펙터 기능을 갖지 않는 특정 GLP-1-Fc 융합 단백질을 동정함으로써 GLP-1-Fc 융합물의 투여와 관련된 잠재적 면역원성 및 이펙터 활성과 관련된 문제점을 극복하기 위한 것이다. 이들 특정 융합 단백질은 분자의 Fc 부분 뿐만 아니라 GLP-1 부분의 다양한 위치에서 치환을 갖는다. 본원에 기재된 치환은 증가된 효능, 증가된 생체내 안정성, 이펙터 기능의 제거, 및 분자가 면역계의 적응 요소에 의해 인식될 가능성의 감소를 제공한다.
본 발명의 화합물은
서열번호 7의 서열인
Ala-Glu-Ser-Lys-Tyr-Gly-Pro-Pro-Cys-Pro-Pro-Cys-Pro-Ala-Pro-
Xaa 16 -Xaa 17 -Xaa 18 -Gly-Gly-Pro-Ser-Val-Phe-Leu-Phe-Pro-Pro-Lys-Pro-
Lys-Asp-Thr-Leu-Met-Ile-Ser-Arg-Thr-Pro-Glu-Val-Thr-Cys-Val-
Val-Val-Asp-Val-Ser-Gln-Glu-Asp-Pro-Glu-Val-Gln-Phe-Asn-Trp-
Tyr-Val-Asp-Gly-Val-Glu-Val-His-Asn-Ala-Lys-Thr-Lys-Pro-Arg-
Glu-Glu-Gln-Phe-Xaa 80 -Ser-Thr-Tyr-Arg-Val-Val-Ser-Val-Leu-Thr-
Val-Leu-His-Gln-Asp-Trp-Leu-Asn-Gly-Lys-Glu-Tyr-Lys-Cys-Lys-
Val-Ser-Asn-Lys-Gly-Leu-Pro-Ser-Ser-Ile-Glu-Lys-Thr-Ile-Ser-
Lys-Ala-Lys-Gly-Gln-Pro-Arg-Glu-Pro-Gln-Val-Tyr-Thr-Leu-Pro-
Pro-Ser-Gln-Glu-Glu-Met-Thr-Lys-Asn-Gln-Val-Ser-Leu-Thr-Cys-
Leu-Val-Lys-Gly-Phe-Tyr-Pro-Ser-Asp-Ile-Ala-Val-Glu-Trp-Glu-
Ser-Asn-Gly-Gln-Pro-Glu-Asn-Asn-Tyr-Lys-Thr-Thr-Pro-Pro-Val-
Leu-Asp-Ser-Asp-Gly-Ser-Phe-Phe-Leu-Tyr-Ser-Arg-Leu-Thr-Val-
Asp-Lys-Ser-Arg-Trp-Gln-Glu-Gly-Asn-Val-Phe-Ser-Cys-Ser-Val-
Met-His-Glu-Ala-Leu-His-Asn-His-Tyr-Thr-Gln-Lys-Ser-Leu-Ser-
Leu-Ser-Leu-Gly-Xaa 230 (서열번호 7)
(여기에서,
위치 16에 있는 Xaa는 Pro 또는 Glu이고;
위치 17에 있는 Xaa는 Phe, Val 또는 Ala이며;
위치 18에 있는 Xaa는 Leu, Glu 또는 Ala이고;
위치 80에 있는 Xaa는 Asn 또는 Ala이며;
위치 230에 있는 Xaa는 Lys이거나 존재하지 않음)
을 포함하는 면역글로불린의 Fc 부분에 융합된,
a) (서열번호 1)
His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Gly-Gly
(여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨);
b) (서열번호 2)
His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Gly
(여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨);
c) (서열번호 3)
His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Gly-Pro
(여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨);
d) (서열번호 4)
His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro
(여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨);
e) (서열번호 5)
His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Gly
(여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨);
f) (서열번호 6)
His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly
(여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨)
으로 구성된 군으로부터 선택되는 서열을 포함하는 GLP-1 유사체를 포함하는 이종(heterologous) 융합 단백질을 포함한다.
본 발명의 이종 융합 단백질에서는 GLP-1 유사체 부분의 C-말단과 Fc 부분의 N-말단이, 바람직하게는 서열 Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(서열번호 8)의 G-풍부 펩티드 링커의 1, 1.5 또는 2 반복물을 통해 서로 융합된다.
본 발명은 또한 본 발명의 이종 융합 단백질을 코딩하는 폴리뉴클레오티드, 및 그러한 폴리뉴클레오티드를 포함하는 벡터 및 숙주 세포를 포함한다. 본원에서 논의된 이종 융합 단백질을 투여하는 것을 포함하는, 인슐린 의존성 및 비-인슐린 의존성 당뇨병, 비만, 및 다양한 기타 장애 및 증상을 앓고 있는 환자의 치료 방법 또한 본 발명에 포함된다.
본 발명의 이종 융합 단백질은 GLP-1 유사체 부분과 Fc 부분을 포함한다. GLP-1 유사체 부분과 Fc 부분은, 인간에서 지속되고 반복된 투여 후 항체 형성을 유도할 가능성을 감소시키면서, Fc 서열에 융합되지 않은 천연 GLP-1 또는 GLP-1 유사체에 비해 증가된 효능과 생체내 안정성을 단백질에게 제공하는 천연 GLP-1 서열과 인간 IgG4 서열에 대한 치환을 각각 포함한다.
천연 GLP-1은 처음 6개의 아미노산이 분자로부터 절단되도록 생체내에서 가공된다. 따라서, 당업계에서의 관행에 의해, GLP-1의 아미노 말단은 7번으로, 카르복시-말단은 37번으로 지정된다. 폴리펩티드에 있는 다른 아미노산은 서열번호 9에 나타내어진 바와 같이 연속적으로 번호매겨진다. 예를 들어, 위치 8은 알라닌이고 위치 22는 글리신이다. 가공된 펩티드는 C-말단 글리신 잔기가 제거되고 아미드 기로 대체되도록 생체내에서 추가로 변형될 수 있다. 따라서, GLP-1(7-37)OH와 GLP-1(7-36)아미드는 분자의 두 천연 형태를 나타낸다. GLP-1(7-37)OH는 하기 서열번호 9의 아미노산 서열을 갖는다.
Figure 112005072078047-pct00001
이종 융합 단백질의 GLP-1 유사체 부분은 천연 GLP-1(7-37)에 대해 위치 8, 22 및 36에서 3개의 주요 치환을 포함한다. 위치 8에서의 치환은 내생적 효소 디펩티딜-펩티다제 Ⅳ(DPP-Ⅳ)가 유사체를 불활성화시키는 속도를 감소시킨다. DPP-Ⅳ는 2번째와 3번째 아미노산 사이(위치 8과 9 사이)에서 천연 GLP-1을 절단하고, 그 결과로 생성된 분자는 덜 활성적이다. 따라서, 본 발명의 이종 융합 단백질은 DPP-Ⅳ에 대해 내성이 있다. 위치 22에서의 치환은 분자가 응집할 가능성을 감소시키고 분자의 효능을 증가시킨다. 전체 융합 단백질에서의 위치 36의 치환 뿐만 아니라 8 및 22가 변화된 유사체에서의 위치 36의 치환은 융합 단백질이 인간에서 반복되고 지속된 투여 후에 중화 면역 반응을 유도할 위험을 감소시킨다.
체액성 및 세포-매개성 면역 반응 둘 다의 발생에서 중추적인 사건은 T-헬퍼(TH) 세포의 활성화와 클론 확장(clonal expansion)이다. TH 세포 활성화는 항원-제시 세포(APC)의 존재 하에 클래스 Ⅱ 주요 조직적합성(MHC) 분자에 결합된 가공된 항원성 펩티드와 T-세포 수용체(TCR)-CD3 복합체의 상호작용에 의해 개시된다. 항원과 TH 세포의 상호작용은 휴지 TH 세포가 세포 주기로 진입(G0에서 G1 전이)하도록 유도하는 생화학적 사건의 연쇄반응(cascade)을 개시시킨다. 활성화된 T 세포는 세포 주기를 통해 진행하고, 증식하여, 기억 세포(memory cell)나 이펙터 세포로 분화한다.
하기 서열이 잠재적 에피토프를 동정하기 위해 분석되었다.
Figure 112005072078047-pct00002
이 서열은 천연 서열에 대해 위치 8 및 22에서 변화된 GLP-1 유사체 서열로, 그 뒤쪽에 2 카피의 G-풍부 링커 서열이 있고, 그 뒤쪽에 인간 IgG4로부터 유래된 Fc 영역의 처음 10개의 아미노산 서열이 있다. 본원에 사용된 에피토프는 항체가 결합할 수 있는 단백질 분자의 영역을 말한다. 면역원성 에피토프는 전체 단백질이 면역원일 때 항체 반응을 유발하는 단백질의 부분으로 정의된다. 에피토프 맵핑(epitope mapping)은 이들 패턴에 함유된 정보를 추출하기 위한 진보된 통계학적 분석 기술과 결합된, 변화하는(sliding) 9개의 아미노산 윈도우를 이용한 서열의 스캐닝을 포함하였다. 에피매트릭스(EpiMatrix, 상표명)로 알려진 사유의 소프트웨어 팩키지를 이용하여, 서열을 분석하고 T-세포에게 제시될 때 면역 반응을 유발할 가능성이 매우 높은 펩티드를 동정하였다. 8개의 매우 보편적인 대립형질이 클래스 Ⅱ MHC 수용체 상호작용에 대한 분석에 사용되었다. 이들 대립형질은 DRB1*0101, DRB1*0301, DRB1*0401, DRB1*0701, DRB1*0801, DRB1*1101, DRB1*1301 및 DRB1*1501을 포함하였다.
강력한 에피토프가 GLP-1 유사체 부분의 C-말단과 링커 시작의 접합부에 위치할 것으로 예상되었다. 이 에피토프의 서열은 DRB1*0801과 상호작용하는 Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg-Gly-Gly-Gly(서열번호 11)이다. 본 발명은 이 에피토프가 GLP-1 유사체 C-말단을 하기 서열 중 하나로 변화시킴으로써 제거될 수 있다는 발견을 포함한다.
Figure 112005072078047-pct00003
본 발명의 이종 융합 단백질은 인간 IgG4로부터 유래된 Fc 부분을 함유하지만, 야생형 인간 서열에 비해 하나 이상의 치환을 포함한다. 본원에 사용된 면역글로불린의 Fc 부분은 면역학 분야에서 그 용어에 보편적으로 주어지는 의미를 갖는다. 구체적으로, 이 용어는 항체 중에서 2가지 항원 결합 부위(Fab 단편)를 함유하지 않는 항체 단편을 말한다. Fc 부분은 비공유적 상호작용 및 이황화물 결합을 통해 연결된, 2개의 중쇄로부터의 항체의 불변영역으로 이루어진다. Fc 부분은 힌지(hinge) 영역을 포함할 수 있고 항체의 C-말단으로 CH2 및 CH3 영역을 통해 연장될 수 있다. Fc 부분은 추가로 하나 이상의 글리코실화 부위를 포함할 수 있다.
상이한 이펙터 기능 및 약동학적 성질을 갖는 5가지 유형의 인간 면역글로불린이 있다. IgG는 인간에서의 혈청 반감기가 약 23 일인, 5가지 유형 중 가장 안정한 것이다. 각각 이펙터 기능으로 알려진 상이한 생물학적 기능을 갖는 4가지 IgG 서브클래스(G1, G2, G3 및 G4)가 있다. 이들 이펙터 기능은 일반적으로 Fc 수용체(FcγR)와의 상호작용을 통해서 매개되거나, C1q에 결합하고 보체를 고정함으로써 매개된다. 보체 인자에 대한 결합이 보체 매개된 세포 용해에 이르게 할 수 있는 반면, FcγR에 대한 결합은 항체 의존적 세포 매개 세포용해에 이르게 할 수 있다. Fc 부분이 반감기를 연장시키는 그의 능력만을 위해 사용되고 있는 이종 Fc 융합 단백질을 설계함에 있어서, 임의의 이펙터 기능을 최소화하는 것이 중요하다. 따라서, 본 발명의 이종 융합 단백질은 인간 IgG4 Fc 영역으로부터 유래되는데, 이는 다른 IgG 서브-타입에 비해 FcγR과 보체 인자에 결합하는 그의 감소된 능력 때문이다. 그러나, IgG4는 인간에서 표적 세포를 고갈시키는 것으로 나타났다[Issacs 등(1996) Clin. Exp. Immunol. 106: 427-433]. 본 발명의 이종 융합 단백질은 인슐린 발현을 유도하는 췌장에서의 베타 세포를 표적으로 하므로, Fc 융합 단백질에서 IgG4 유래된 영역의 사용은 췌장 베타 세포 상에 존재하는 GLP-1 수용체와 융합 단백질의 상호작용을 통해 췌장 베타 세포에 대한 면역 반응을 개시시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 이종 융합 단백질의 일부인 IgG4 Fc 영역은 이펙터 기능을 제거하는 치환을 함유한다. 본 발명의 융합 단백질의 IgG4 Fc 부분은 잔기 233에 있는 글루타메이트 대신 프롤린으로 치환, 잔기 234에 있는 페닐알라닌 대신 알라닌 또는 발린으로 치환, 및 잔기 235에 있는 류신 대신 알라닌 또는 글루타메이트로 치환(EU 번호매김, [Kabat, E.A. 등(1991) Sequences of Proteins of Immunological Interest, 5판, U.S. Dept. of Health and Human Services, Bethesda, MD, NIH Publication no. 91-3242])중 하나 이상을 함유할 수 있다. 이들 잔기는 서열번호 7에서 위치 16, 17 및 18에 해당한다. 추가로, 서열번호 7의 위치 80에 해당하는 잔기 297(EU 번호매김)에 있는 Asn 대신 Ala으로 치환함으로써 IgG4 Fc 영역에 있는 N-연결 글리코실화 위치를 제거하는 것이, 잔존 이펙터 활성이 이종 융합 단백질에서 제거되는 것을 보장하는 또 다른 방법이다.
부가하여, 본 발명의 이종 융합 단백질의 IgG4 Fc 부분은 중쇄 다이머 형성을 안정화하고 반(half)-IgG4 Fc 쇄의 형성을 방지하는 치환을 함유한다. 본 발명의 이종 융합 단백질은 바람직하게는 이황화물 결합 및 다양한 비공유적 상호작용에 의해 서로 결합된 다이머로서 존재한다. 야생형 IgG4는 잔기 224(EU 번호매김)에서 시작하는 Pro-Pro-Cys-Pro-Ser-Cys(서열번호 18) 모티프를 함유한다. 단일 GLP-1 유사체-Fc 쇄에 있는 이 모티프는 또 다른 GLP-1 유사체-Fc 쇄에 있는 상응하는 모티프와 이황화물 결합을 형성한다. 그러나, 모티프에 세린이 존재하면 단일 쇄 융합 단백질이 형성된다. 본 발명은 228(EU 번호매김)의 위치에 있는 세린이 프롤린(서열번호 7의 아미노산 잔기 11)으로 치환되도록 IgG4 서열이 추가로 변형된 이종 Fc 융합 단백질을 포함한다.
천연 분자에 존재하는 C-말단 리신 잔기는 본원에서 논의되는 이종 융합 단백질의 IgG4 유도체 Fc 부분에서 결실될 수 있다(서열번호 7의 위치 230; 리신이 결실되어 데스-K로 언급됨). 리신이 C-말단 코돈에 의해 코딩되는 몇몇 세포 타입(예컨대, NS0 세포)에서 발현된 융합 단백질은 분자의 일부가 C-말단 아미노산으로 리신을 갖고 일부가 리신이 결실된 점에서 이질적이다. 결실은 몇몇 타입의 포유류 세포에서의 발현 동안에 프로테아제 작용에서 기인한다. 따라서, 이 이질성을 피하기 위하여, Fc 융합 발현 작제물은 리신에 대한 C-말단 코돈이 결여되어 있는 것이 바람직하다.
본원에서 논의된 GLP-1 유사체 부분의 C-말단 아미노산은 글리신-풍부 링커를 통해 IgG4 Fc 유사체 부분의 N-말단에 융합되는 것이 바람직하다. 본 발명의 이종 융합 단백질의 생체내 기능과 안정성은 잠재적으로 원치않는 도메인 상호작용을 방지하는 작은 펩티드 링커를 부가함으로써 최적화될 수 있다. 추가로, 글리신-풍부 링커는 GLP-1 유사체 부분이 췌장의 베타 세포와 같은 표적 세포 상의 GLP-1 수용체와 생산적으로 상호작용할 수 있도록 상당한 구조적 유연성을 제공한다. 그러나, 이들 링커는 융합 단백질이 생체내에서 면역원성이 될 위험을 상당히 증가시킬 수 있다. 따라서, 길이는 원치않는 도메인 상호작용을 방지하고(거나) 생물학적 활성 및(또는) 안정성을 최적화하는데 필요한 것보다 길지 않은 것이 바람직하다. 바람직한 글리신-풍부 링커는 서열 Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(서열번호 8)을 포함한다. 이 링커의 더 많은 카피가 본 발명의 이종 융합 단백질에 사용될 수는 있지만, 지속되고 반복된 투여와 관련된 면역원성의 위험을 최소화하기 위해 이 링커의 단일 카피가 사용되는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 GLP-1-Fc 이종 융합 단백질은 하기 단백질을 포함한다.
Figure 112005072078047-pct00004
특정 이종 융합 단백질을 언급하기 위해 본원에서 사용된 명명법은 아래와 같이 정의된다. 융합 단백질의 GLP-1 부분에 대한 특정 치환은 치환되는 특정 아미노산 다음에 잔기 번호를 사용하여 표시된다. GLP-1(7-37)은 성숙 융합 단백질의 GLP-1 부분이 위치 7에 있는 His로 시작하고 위치 37에 있는 Gly으로 끝남을 가리킨다. L은 서열 Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(서열번호 8)을 갖는 링커를 말한다. L 바로 앞에 있는 숫자는 Fc 부분으로부터 GLP-1 부분을 분리시키는 링커의 수를 말한다. 1.5L로 특정된 링커는 서열 Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(서열번호 19)을 말한다. IgG4는 서열번호 7로 특정된 인간 IgG4 Fc 서열의 유사체를 말한다. 이종 융합 단백질의 IgG4 Fc 부분에서의 치환은 괄호 안에 표시된다. 야생형 아미노산이 그의 보편적 약어에 의해 특정되고, 그 뒤쪽에 EU 번호매김 체계를 이용한 전체 IgG4 서열에서의 위치 번호가 있으며, 그 뒤쪽에 그 위치에서 치환되는 아미노산이 그의 보편적 약어에 의해 특정된다.
비록 본 발명의 이종 융합 단백질이 각종 상이한 방법에 의해 제조될 수는 있지만, 융합 단백질의 크기 때문에 재조합적 방법이 바람직하다. 본 발명의 목적상, 본원에 개시되고 청구된 바와 같이, 하기 일반적인 분자생물학 용어와 약어가 아래에 정의된다.
본원에 사용된 "염기 쌍" 또는 "bp"는 DNA 또는 RNA를 말한다. 약어 A, C, G 및 T는 그들이 DNA 분자에 나타날 때, 5'-모노포스페이트 형태의 데옥시리보뉴클레오시드인 (데옥시)아데노신, (데옥시)시티딘, (데옥시)구아노신 및 티미딘에 각각 해당한다. 약어 U, C, G 및 A는 그들이 RNA 분자에 나타날 때, 5'-모노포스페이트 형태의 리보뉴클레오시드인 우리딘, 시티딘, 구아노신 및 아데노신에 각각 해당한다. 이중가닥 DNA에서, 염기 쌍은 T와 A 또는 G와 C의 결합을 말할 수 있다. DNA/RNA에서, 이종이중체(heteroduplex) 염기쌍은 U와 A 또는 G와 C의 결합을 말할 수 있다(하기 "상보적"의 정의 참조).
DNA의 "분해" 또는 "제한"은 DNA에 있는 특정 서열에만 작용하는 제한효소("서열-특이적 엔도뉴클레아제")로의 DNA의 촉매적 절단을 말한다. 본원에 사용된 다양한 제한효소가 상업적으로 입수가능하고 그들의 반응 조건, 보조인자 및 기타 요구조건이 당업자에게 알려진 바와 같이 사용되었다. 특정 제한효소에 대한 적절한 완충액과 기질의 양은 제조자에 의해 특정되거나 문헌에서 쉽게 찾아볼 수 있다.
"라이게이션"은 2개의 이중가닥 핵산 단편 사이에 포스포디에스테르 결합을 형성하는 과정을 말한다. 다르게 제공되지 않으면, 라이게이션은 공지의 완충액과 T4 DNA 리가아제와 같은 DNA 리가아제를 이용하는 조건을 이용하여 달성될 수 있다.
"플라스미드"는 (대체로) 염색체 외 자가-복제 유전자 요소를 말한다.
본원에 사용된 "재조합 DNA 클로닝 벡터"는 하나 이상의 부가적 DNA 절편이 부가될 수 있거나 부가된 DNA 분자를 포함하는, 플라스미드와 파지 등을 비롯한 임의의 자가 복제성 물질을 말한다.
본원에 사용된 "재조합 DNA 발현 벡터"는 삽입된 DNA의 전사를 제어하는 프로모터가 혼입된 임의의 재조합 DNA 클로닝 벡터를 말한다.
"전사"는 DNA의 뉴클레오티드 서열에 함유된 정보가 상보적 RNA 서열로 전달되는 과정을 말한다.
"형질감염"은 임의의 코딩 서열이 사실상 발현되든 발현되지 않든 무관하게 숙주 세포가 발현 벡터를 획득하는 것을 말한다. 수많은 형질감염 방법, 예를 들어 인산칼슘 공동-침전법, 리포좀 형질감염법 및 전기천공법이 당업자에게 알려져 있다. 성공적인 형질감염은 일반적으로 이 벡터의 어떠한 작동 징후가 숙주 세포 내에서 발생할 때 인정된다.
"형질전환"은 DNA가 염색체 외 요소로서 또는 염색체 통합에 의해 복제가능하도록 유기체로 DNA를 도입하는 것을 말한다. 박테리아 및 진핵 숙주를 형질전환시키는 방법이 당업계에 잘 알려져 있고, 핵 주입, 프로토플라스트(protoplast) 융합, 또는 염화칼슘을 이용한 칼슘 처리에 의해서와 같은 그러한 방법 중 많은 것이 문헌 [J. Sambrook, 등, Molecular Cloning: A Laboratory Manual(1989)]에 요약되어 있다. 일반적으로, 효모로 DNA를 도입할 때 용어 형질전환은 용어 형질감염에 대립되는 것으로 사용된다.
본원에 사용된 "번역"은 전령 RNA(mRNA)의 유전자 정보가 폴리펩티드 쇄의 합성을 특정하고 지시하는데 사용되는 과정을 말한다.
"벡터"는 적절한 제어 서열과 결합될 때, 형질감염 및(또는) 형질전환되는 숙주 세포에게 특정 성질을 부여하는, 적절한 단백질 분자에 상응하는 폴리뉴클레오티드 서열을 갖는 유전자 조작에서 세포의 형질감염 및(또는) 형질전환을 위해 사용되는 핵산 화합물을 말한다. 플라스미드, 바이러스 및 박테리오파지가 적당한 벡터이다. 인공적 벡터가 제한효소와 리가아제를 이용하여 상이한 공급원으로부터의 DNA 분자를 절단하고 결합함으로써 제작된다. 본원에 사용된 용어 "벡터"는 재조합 DNA 클로닝 벡터와 재조합 DNA 발현 벡터를 포함한다.
본원에 사용된 "상보적" 또는 "상보성"은 이중가닥 핵산에서 수소 결합을 통해 결합하는 염기의 쌍(퓨린과 피리미딘)을 말한다. 구아닌과 시토신; 아데닌과 티민; 및 아데닌과 우라실의 염기 쌍이 상보적이다.
"프라이머"는 효소적 또는 합성적 연장을 위한 개시 기질로서 기능하는 핵산 단편을 말한다.
"프로모터"는 DNA의 RNA로의 전사를 지시하는 DNA 서열을 말한다.
"프로브"는 또 다른 핵산 화합물과 혼성화되는 핵산 화합물 또는 그의 단편을 말한다.
"리더 서열"은 관심있는 목적 폴리펩티드를 생산하기 위하여 효소적으로 또는 화학적으로 제거될 수 있는 아미노산 서열을 말한다.
"분비 신호 서열"은 일반적으로 더 큰 폴리펩티드의 N-말단 영역에 존재하는, 소포체와 같은 세포막 구획과 그 폴리펩티드의 결합, 및 그 폴리펩티드의 원형질막을 통한 분비를 개시시키는 기능을 하는 아미노산 서열을 말한다.
야생형 인간 IgG4 단백질은 다양한 공급원으로부터 수득될 수 있다. 예를 들어, 이들 단백질은 관심있는 mRNA를 검출가능한 수준으로 발현하는 세포로부터 제조된 cDNA 라이브러리로부터 수득될 수 있다. 라이브러리는 관심있는 특정 단백질에 대한 공개된 DNA 또는 단백질 서열을 이용하여 설계된 프로브로 스크리닝될 수 있다. 예를 들어, 면역글로불린 경쇄 또는 중쇄 불변영역은 문헌 [Adams 등(1980) Biochemistry 19: 2711-2719]; [Goughet 등(1980) Biochemistry 19: 2702-2710]; [Dolby 등(1980) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 77: 6027-6031]; [Rice 등(1982) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 79: 7862-7862]; [Falkner 등(1982) Nature 298: 286-288] 및 [Morrison 등(1984) Ann. Rev. Immunol. 2: 239-256]에 기재되어 있다.
선택된 프로브로의 cDNA 또는 게놈 라이브러리의 스크리닝은 문헌 [Sambrook 등, Molecular Cloning: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY(1989)]에 기재된 것과 같은 표준 과정을 이용하여 수행될 수 있다. 면역글로불린 단백질을 코딩하는 유전자를 단리하는 대체 수단은 PCR 방법론을 이용하는 것이다(상기 Sambrook 등의 문헌; 문헌 [Dieffenbach 등, PCR Primer: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, NY(1995)]). PCR 프라이머는 공개된 서열에 기초하여 설계될 수 있다.
일반적으로 특정 라이브러리로부터 클로닝된 전장 야생형 서열은, 융합 단백질의 일부인 GLP-1 유사체에 더 긴 혈장 반감기를 부여하는 능력을 보유하는 본 발명의 IgG4 Fc 유사체 단편을 생성하기 위한 기질로서 작용할 수 있다. IgG4 Fc 유사체 단편은 이 단편의 원하는 말단에 상응하는 서열과 혼성화되도록 설계된 프라이머로 PCR 기술을 이용하여 생성될 수 있다. PCR 프라이머는 또한 발현 벡터로의 클로닝을 용이하게 하는 제한 효소 부위가 생성되도록 설계될 수 있다.
본 발명의 GLP-1 유사체를 코딩하는 DNA는 화학적으로 합성된 DNA 뿐만 아니라 상기한 것들과 같은 클로닝 방법을 포함하는 각종 상이한 방법에 의해 제조될 수 있다. 짧은 길이의 코딩 펩티드이면 화학적 합성이 매력적일 수 있다. 프리프로글루카곤(preproglucagon) 유전자의 서열 뿐만 아니라 GLP-1에 대한 아미노산 서열이 공개되어 있다(문헌 [Lopez 등(1983) Proc. Natl. Acad. Sci., USA 80: 5485-5489]; [Bell 등(1983) Nature, 302: 716-718]; [Heinrich, G. 등(1984) Endocrinol, 115: 2176-2181]; [Ghiglione, M. 등(1984) Diabetologia 27: 599-600]). 따라서, 프라이머는 천연 서열에 기초하여 본원에 기재된 GLP-1 유사체를 코딩하는 DNA를 생성하도록 설계될 수 있다.
그런 다음 GLP-1 유사체를 코딩하는 DNA를, 본원에 기재된 IgG Fc 단백질을 코딩하는 DNA에 프레임에 맞게(in-frame) 라이게이션시킴으로써 융합 단백질을 코딩하는 유전자가 제작될 수 있다. 야생형 GLP-1 및 IgG4 Fc 단편을 코딩하는 DNA는 라이게이션 전, 또는 전체 융합 단백질을 코딩하는 cDNA에서 돌연변이화될 수 있다. 다양한 돌연변이유발 기술이 당업계에 잘 알려져 있다. GLP-1 유사체를 코딩하는 유전자와 IgG4 Fc 유사체 단백질을 코딩하는 유전자는 또한 G-풍부 링커 펩티드를 코딩하는 DNA를 통해 프레임에 맞게 결합될 수 있다. 본 발명의 바람직한 이종 융합 단백질 중 하나인 Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1L-IgG4(S228P, F234A, L235A, 데스K (위치 230의 리신이 결실된 것))를 코딩하는 바람직한 DNA 서열이 하기 서열번호 20으로 제공된다.
Figure 112005072078047-pct00005
숙주세포는 이종 융합 단백질 생산을 위해 본원에 기재된 발현 또는 클로닝 벡터로 형질감염 또는 형질전환되고, 프로모터를 유도하거나, 형질전환체를 선별하거나, 원하는 서열을 코딩하는 유전자를 증폭하기 위해 적절하게 변형된 통상적인 영양 배지에서 배양된다. 배지, 온도, pH 등과 같은 배양 조건은 과도한 실험없이 당업자에 의해 선택될 수 있다. 일반적으로, 세포 배양물의 생산성을 최대화하기 위한 원리, 프로토콜 및 실제적 기술은 문헌 [Mammalian Cell Biotechnology: A Practical Approach, M. Butler, ed.(IRL Press, 1991)] 및 상기 Sambrook 등의 문헌에서 찾아볼 수 있다. 형질감염 방법, 예를 들어 CaPO4법 및 전기천공법은 당업자에게 알려져 있다. 포유류 세포 숙주 체계 형질전환의 일반적 측면은 미국특허 제4,399,216호에 기재되어 있다. 효모로의 형질전환은 전형적으로 문헌 [van Solingen 등, J Bact . 130(2): 946-7(1977)] 및 [Hsiao 등, Proc . Natl . Acad . Sci. USA 76(8): 3829-33(1979)]의 방법에 따라 수행된다. 그러나, 핵 미세주입법, 전기천공법, 무손상 세포와의 박테리아 프로토플라스트 융합법, 또는 다가 양이온(예를 들어, 폴리브렌이나 폴리오르니틴)에 의한 방법과 같은, 세포로 DNA를 도입하는 다른 방법도 이용될 수 있다. 포유류 세포를 형질전환시키기 위한 다양한 기술에 대해서는 문헌 [Keown 등, Methods in Enzymology 185: 527-37(1990)] 및 [Mansour 등, Nature 336(6197): 348-52(1988)]을 참조할 수 있다.
본원에서 벡터 중의 핵산(예를 들어, DNA)을 클로닝하거나 발현시키기 위해 적당한 숙주 세포는 효모나 고등 진핵 세포를 포함한다.
필라멘트상 진균이나 효모와 같은 진핵 미생물이 융합 단백질 벡터를 위해 적당한 클로닝 또는 발현 숙주이다. 사카로마이세스 세레비지에(Saccharomyces cerevisiae)는 보편적으로 사용되는 하등 진핵 숙주 미생물이다. 다른 것들로는 시조사카로마이세스 폼베(Schizosaccharomyces pombe)([Beach 및 Nurse, Nature 290: 140-3(1981)]; 1995년 5월 2일 공개된 EP 139,383); 예를 들어, 케이. 락티스(K. lactis)(MW98-8C, CBS683, CBS4574)[de Louvencourt 등, J. Bacteriol . 154(2): 737-42(1983)], 케이. 플라질리스(K. flagilis)(ATCC 12,424), 케이. 불가리쿠스(K. bulgaricus)(ATCC 16,045), 케이. 위커라미(K. wickeramii)(ATCC 24,178), 케이. 왈티(K. waltii)(ATCC 56,500), 케이. 드로소필라럼(K. drosophilarum)(ATCC 36,906)[Van den Berg 등, Bio/Technology 8(2): 135-9(1990)], 케이. 써모톨러란스(K. thermotolerans) 및 케이. 막시아누스(K. marxianus)와 같은 클루이베로마이세스(Kluyveromyces) 숙주(미국특허 제4,943,529호; 문헌 [Fleer 등, Bio/Technology 9(10): 968-75(1991)]); 야로위아(yarrowia)(EP 402,226); 피치아 패스토리스(Pichia pastoris)(EP 183,070)[Sreekrishna 등, J. Basic Microbiol . 28(4): 265-78(1988)]; 캔디다(Candida); 트리코더마 레에시아(Trichoderma reesia)(EP 244,234); 뉴로스포라 크라싸(Neurospora crassa)[Case 등, Proc . Natl . Acad Sci . USA 76(10): 5259-63(1979)]; 스완니오마이세스 옥시덴탈리스(Schwanniomyces occidentalis)(1990년 10월 31일 공개된 EP 394,538)와 같은 스완니오마이세스; 및 예를 들어, 뉴로스포라, 페니실리움(Penicillium), 톨리포클라디움(Tolypocladium)(1991년 1월 10일 공개된 WO 91/00357)과 같은 필라멘트상 진균; 및 에이. 니듈란스(A. nidulans)(문헌 [Ballance 등, Biochem . Biophys . Res. Comm. 112(1): 284-9(1983)]; [Tilburn 등, Gene 26(2-3): 205-21(1983)]; [Yelton 등, Proc . Natl . Acad . Sci . USA 81(5): 1470-4(1984)]) 및 에이. 나이거(A. niger)[Kelly 및 Hynes, EMBO J. 4(2): 475-9(1985)]와 같은 아스퍼질러스(Aspergillus) 숙주가 있다. 메탄올자화(methylotropic) 효모는 한세눌라(Hansenula), 캔디다, 클로에케라(Kloeckera), 피치아, 사카로마이세스, 토루롭시스(Torulopsis) 및 로도토룰라(Rhodotorula)로 구성된 속(genus)으로부터 선택된다. 이 클래스의 효모의 예시인 구체적 종의 목록은 문헌 [C. Antony, The Biochemistry of Methylotrophs, 269(1982)]에서 찾아볼 수 있다.
본 발명의 융합 단백질의 발현을 위해 적당한 숙주 세포는 다세포 유기체로부터 유래된다. 무척추 세포의 예는 식물 세포 뿐만 아니라 드로소필라 S2와 스포도프테라(Spodoptera) Sp, 스포도프테라 하이5(high5)와 같은 곤충 세포를 포함한다. 유용한 포유류 숙주 세포주의 예는 NS0 골수종 세포, 중국 햄스터 난소(CHO), SP2 및 COS 세포를 포함한다. 보다 구체적인 예는 SV40에 의해 형질전환된 원숭이 신장 CV1 주(COS-7, ATCC CRL 1651); 인간 배아 신장 주(현탁 배양에서의 성장을 위해 서브클로닝된 293 또는 293 세포, 문헌 [Graham 등, J. Gen Virol ., 36(1): 59-74(1977)]); 중국 햄스터 난소 세포/-DHFR(CHO, [Urlaub 및 Chasin, Proc . Natl. Acad . Sci . USA, 77(7): 4216-20(1980)]); 마우스 세르톨리 세포(TM4, [Mather, Biol . Reprod . 23(1): 243-52(1980)]); 인간 폐 세포(W138, ATCC CCL 75); 인간 간 세포(HepG2, HB 8065); 및 마우스 유방암 세포(MMT 060562, ATCC CCL 51)를 포함한다. 본 발명의 Fc 융합 단백질을 생산하기 위해 바람직한 세포주는 유러피언 컬렉션 오브 셀 컬쳐즈(ECACC, 카탈로그 #85110503)로부터 입수가능하고 문헌 [Galfre, G. 및 Milstein, C.(1981) Methods in Enzymology 73(13): 3-46] 및 [Preparation of Monoclonal Antibodies: Strategies and Procedures, Academic Press, N.Y., N.Y.]에 기재된 NS0 골수종 세포주이다.
본 발명의 융합 단백질은 직접 생산되거나, 또는 신호 서열이나 성숙 융합 단백질의 N-말단에서 특이적 절단 부위를 생성하는 기타 부가적인 서열을 갖는 단백질로서 재조합적으로 생산될 수 있다. 일반적으로, 신호 서열은 벡터의 성분일 수 있거나, 벡터로 삽입되는 융합 단백질-코딩 DNA의 일부일 수 있다. 효모 분비를 위해 신호 서열은 예를 들어, 효모 인버타제 리더, 알파 인자 리더(사카로마이세스 및 클루이베로마이세스 cc-인자 리더, 후자는 미국특허 제5,010,182호에 기재되어 있음), 또는 산 포스파타제 리더, 씨. 알비칸스(C. albicans) 글루코아밀라제 리더(EP 362,179), 또는 WO 90/13646에 기재된 신호일 수 있다. 포유류 세포 발현에서, 포유류 신호 서열은 단백질의 분비를 지시하는데 사용될 수 있으며, 그 예로는 바이러스 분비 리더 뿐만 아니라 동일하거나 관련된 종의 분비된 폴리펩티드로부터의 신호 서열이 있다.
발현 및 클로닝 벡터는 모두 벡터가 하나 이상의 선택된 숙주 세포에서 복제될 수 있도록 하는 핵산 서열을 함유한다. 발현 및 클로닝 벡터는 전형적으로 선별 마커로도 명명되는 선별 유전자를 함유할 것이다. 전형적인 선별 유전자는 (a) 항생제 또는 기타 독소, 예를 들어 네오마이신, 메토트렉세이트 또는 테트라사이클린에 대한 내성을 부여하거나, (b) 영양요구성 결핍을 보상하거나, (c) 복합 배지로부터 이용가능하지 않은 결정적 영영소를 제공(예를 들어, 바실러스의 경우에 D-알라닌 라세마제를 코딩하는 유전자)하는 단백질을 코딩한다.
포유류 세포를 위해 적당한 선별 마커의 예로는 DHFR이나 티미딘 키나아제와 같은, 융합 단백질-코딩 핵산을 획득할 수 있는 세포의 동정을 가능하게 하는 것들이 있다. 야생형 DHFR이 사용될 때 적절한 숙주 세포는 문헌 [Urlaub 및 Chasin, Proc. Natl . Acad . Sci . USA, 77(7): 4216-20(1980)]에 기재된 바와 같이 제조되고 증식된, DHFR 활성이 결핍된 CHO 세포주이다. 효모에서 사용하기 위해 적당한 선별 유전자는 효모 플라스미드 YRp7에 존재하는 trp1 유전자이다(문헌 [Stinchcomb 등, Nature 282(5734): 39-43(1979)]; [Kingsman 등, Gene 7(2): 141-52(1979)]; [Tschumper 등, Gene 10(2): 157-66(1980)]). trp1 유전자는 트립토판에서 성장하는 능력이 결여된 효모의 돌연변이체 균주, 예를 들어, ATCC 번호 44076 또는 PEPC1[Jones, Genetics 85: 23-33(1977)]을 위한 선별 마커를 제공한다.
발현 및 클로닝 벡터는 보통 mRNA 합성을 지시하는 융합 단백질-코딩 핵산 서열에 작동가능하게 연결된 프로모터를 함유한다. 다양한 잠재적 숙주 세포에 의해 인식되는 프로모터가 잘 알려져 있다. 효모 숙주와 사용하기에 적당한 프로모터 서열의 예는 3-포스포글리세레이트 키나아제[Hitzeman 등, J. Biol . Chem . 255(24): 12073-80(1980)] 또는 에놀라제, 글리세르알데히드-3-포스페이트 데하이드로게나제, 헥소키나아제, 피루베이트 데카르복실라제, 포스포프럭토키나아제, 글루코스-6-포스페이트 이소머라제, 3-포스포글리세레이트 뮤타아제, 피루베이트 키나아제, 트리오스 포스페이트 이소머라제, 포스포글루코스 이소머라제 및 글루코키나아제와 같은, 다른 해당 효소(문헌 [Hess 등, J. Adv . Enzyme Reg ., 7: 149(1968)]; [Holland, Biochemistry, 17(23): 4900-7(1978)])의 프로모터를 포함한다. 성장 조건에 의해 제어되는 전사의 부가적인 장점을 갖는 유도성 프로모터인 다른 효모 프로모터는 알콜 데하이드로게나제 2, 이소사이토크롬 C, 산 포스파타제, 질소 대사와 관련된 분해 효소, 메탈로티오네인, 글리세르알데히드-3-포스페이트 데하이드로게나제 및 말토스와 갈락토스 이용을 담당하는 효소의 프로모터 영역이다. 효모 발현에서 사용하기 위한 적당한 벡터와 프로모터는 EP 73,657에 추가로 기재되어 있다. 포유류 숙주 세포에서 벡터로부터의 융합 단백질-코딩 mRNA의 전사는, 예를 들어 폴리오마 바이러스, 계두 바이러스, 아데노바이러스(예컨대, 아데노바이러스 2), 소 유두종 바이러스, 조류 육종 바이러스, 사이토메갈로바이러스, 레트로바이러스, B형 간염 바이러스 및 원숭이 바이러스 40(SV40)과 같은 바이러스의 게놈으로부터 얻은 프로모터, 이종 포유류 프로모터로부터 얻은 프로모터(예컨대, 액틴 프로모터 또는 면역글로불린 프로모터), 및 열-쇼크 프로모터로부터 얻은 프로모터에 의해 제어될 수 있으며, 단 그러한 프로모터가 숙주 세포 체계와 적합성이어야 한다.
고등 진핵생물에 의한 융합 단백질 코딩 폴리뉴클레오티드의 전사는 인핸서 서열을 벡터에 삽입함으로써 증가될 수 있다. 인핸서는 DNA의 전사를 증가시키기 위하여 프로모터 상에 작용하는, 보통 약 10 내지 300 bp의 시스-작용성 요소이다. 많은 인핸서 서열이 현재 포유류 유전자(글로빈, 엘라스타제, 알부민, α-페토단백질 및 인슐린)로부터 알려져 있다. 그러나, 전형적으로는 진핵 세포 바이러스로부터의 인핸서를 사용할 것이다. 그 예로는 복제 기점의 뒤쪽편에 있는 SV40 인핸서(bp 100-270), 사이토메갈로바이러스 초기 프로모터 인핸서, 복제 기점의 뒤쪽편에 있는 폴리오마 인핸서, 및 아데노바이러스 인핸서가 포함된다. 인핸서는 융합 단백질 코딩 서열에 대해 5' 또는 3' 위치에서 벡터로 스플라이싱될 수 있지만, 바람직하게는 프로모터로부터 5' 부위에 위치한다.
진핵 숙주 세포(효모, 진균, 곤충, 식물, 동물, 인간 또는 기타 다세포 유기체로부터의 유핵 세포)에서 사용되는 발현 벡터는 또한 전사의 종결과 mRNA의 안정화에 필요한 서열을 함유할 것이다. 그러한 서열은 진핵 또는 바이러스 DNA들이나 cDNA들의 5' 및 종종 3' 비번역 영역으로부터 보편적으로 입수가능하다. 이들 영역은 융합 단백질을 코딩하는 mRNA의 비번역 부분에서 폴리아데닐화된 단편으로 전사되는 뉴클레오티드 절편을 함유한다.
다양한 형태의 융합 단백질이 배양 배지나 숙주 세포 용해물로부터 회수될 수 있다. 막-결합되어 있는 경우, 그것은 적당한 계면활성제 용액(예를 들어, 트리톤-X 100)을 이용하거나 효소 절단에 의해 막으로부터 방출될 수 있다. 융합 단백질의 발현에 사용되는 세포는 동결-해동 사이클링, 초음파처리, 기계적 파쇄 또는 세포 용해제와 같은, 다양한 물리적 또는 화학적 수단에 의해 파쇄될 수 있다.
일단 본 발명의 이종 융합 단백질이 적절한 숙주 세포에서 발현되면, 유사체는 단리되고 정제될 수 있다. 아래 과정이 적당한 정제 과정의 예시이다. 카르복시메틸 셀룰로스 상에서의 분획화; 세파덱스 G-75와 같은 젤 여과; DEAE 또는 모노-Q와 같은 음이온 교환 수지; CM 또는 모노-S와 같은 양이온 교환; 에피토프-태깅된 형태의 폴리펩티드를 결합시키는 금속 킬레이팅 칼럼; 역상 HPLC; 크로마토포커싱; 실리카 젤; 에탄올 침전; 및 황산암모늄 침전.
다양한 단백질 정제방법이 사용될 수 있으며 그러한 방법은 당업계에 알려져 있고, 예를 들어 문헌 [Deutscher, Methods in Enzymology 182: 83-9(1990)] 및 [Scopes, Protein Purification: Principles and Practice, Springer-Verlag, NY(1982)]에 기재되어 있다. 선택되는 정제 단계(들)는 사용되는 생산 방법의 성질과 생산되는 특정 융합 단백질에 의존할 것이다. 예를 들어, Fc 단편을 포함하는 융합 단백질은 단백질 A 또는 단백질 G 친화도 매트릭스를 사용하여 효과적으로 정제될 수 있다. 저 또는 고 pH 완충액이 친화도 매트릭스로부터 융합 단백질을 용출시키는데 사용될 수 있다. 온화한 용출 조건이 융합 단백질의 비가역적 변성을 방지하는데 있어서 도와줄 것이다.
본 발명의 이종 융합 단백질은 하나 이상의 부형제로 제제화될 수 있다. 본 발명의 융합 단백질은 약제학적으로 허용되는 완충제와 배합될 수 있으며, pH는 허용되는 안정성과, 비경구 투여와 같은 투여를 위해 허용되는 pH를 제공하기 위하여 조정될 수 있다. 임의로, 하나 이상의 약제학적-허용 항-미생물제가 첨가될 수 있다. 메타-크레졸과 페놀이 바람직한 약제학적-허용 항-미생물제이다. 하나 이상의 약제학적-허용 염이 이온 강도 또는 장성(tonicity)을 조정하기 위하여 첨가될 수 있다. 하나 이상의 부형제가 제제의 등장성을 추가로 조정하기 위하여 첨가될 수 있다. 글리세린은 등장성-조정 부형제의 예이다. "약제학적으로 허용되는"은 인간 또는 기타 동물에 대한 투여를 위해 적당함을 의미하고, 따라서 독성 요소나 바람직하지 않은 오염물질을 함유하지 않고 그 안에 있는 활성 화합물의 활성을 방해하지 않는다.
본 발명의 이종 융합 단백질은 용액 제제나 적당한 희석제로 재구성될 수 있는 동결건조된 분말로서 제제화될 수 있다. 동결건조된 제형은 재구성된 제품의 의도된 사용중 저장수명(in-use shelf-life)에 걸쳐 용액의 pH를 유지하는 완충 능력을 갖거나 갖지 않는 융합 단백질이 안정한 것이다. 동결건조 전 본원에 논의된 이종 융합 단백질을 포함하는 용액은 재구성 후 등장성 용액의 형성을 가능하게 하도록 실질적으로 등장성인 것이 바람직하다.
본 발명의 이종 융합 단백질의 약제학적-허용 염 형태는 본 발명의 범위 내에 있다. 산 부가염을 형성하는데 보편적으로 사용되는 산은 염산, 브롬화수소산, 요오드화수소산, 황산, 인산 등과 같은 무기산, 및 p-톨루엔설폰산, 메탄설폰산, 옥살산, p-브로모페닐-설폰산, 탄산, 숙신산, 시트르산, 벤조산, 아세트산 등과 같은 유기산이다. 바람직한 산 부가염은 염산 및 브롬화수소산과 같은 무기산으로 형성된 것들이다.
염기 부가염은 암모늄 또는 알칼리 또는 알칼리 토 금속 수산화물, 탄산염, 중탄산염 등과 같은 무기 염기로부터 유래된 것들을 포함한다. 따라서, 본 발명의 염을 제조하는데 유용한 그러한 염기는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화암모늄, 탄산칼륨 등을 포함한다.
본 발명의 이종 융합 단백질은 생물학적 활성을 갖는다. 생물학적 활성은 생체내에서 GLP-1 수용체에 결합하고 그를 활성화시키고 반응을 유발하는 융합 단백질의 능력을 말한다. 반응은 인슐린 분비, 글루카콘 억제, 식욕 저해, 체중 감량, 포만감 유도, 아팝토시스(apoptosis) 저해, 췌장 베타 세포 증식의 유도, 및 췌장 베타 세포의 분화를 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다. 대표적인 많은 GLP-1 융합 단백질을 시험관내 및 생체내 활성에 대해 시험하였다. 실시예 1 및 2는 인간 GLP-1 수용체와 상호작용하고 그를 활성화시키는 융합 단백질의 능력에 기초한 시험관내 활성을 제공한다. 2개 세트의 실험에서, 인간 GLP-1 수용체를 과잉-발현하는 HEK293 세포가 사용되었다. 이들 세포에서 GLP-1 수용체의 활성화는 차례로 사이클릭 AMP 반응 요소(CRE)에 의해 주도되는 리포터 유전자의 발현을 유도하는 아데닐릴 사이클라제 활성화를 유발한다. 실시예 1(표 1)은 리포터 유전자가 베타 락타마제인 데이터를 제공하고, 실시예 2(표 2)는 리포터 유전자가 루시퍼라제인 데이터를 제공한다. 실시예 3은 래트에게 본 발명의 이종 융합 단백질 중 하나를 투여한 후 생성된 데이터를 제공한다. 데이터를 종합하면, 융합 단백질이 GLP-1 수용체에 결합하여 그를 활성화시킬 수 있으며, Val8-GLP-1(7-37)OH보다 시험관내에서 더욱 강력한 것으로 보인다. 부가하여, 래트에서 생성된 데이터는 융합 단백질이 생체내에서 활성적이고 천연 GLP-1보다 더 긴 반감기를 가짐을 가리킨다.
이종 융합 단백질의 투여는 통상적 지식을 가진 내과의에 의해 효과적인 것으로 알려져 있는 임의의 경로를 통할 수 있다. 말초 비경구 투여가 하나의 그러한 방법이다. 비경구 투여는 멸균 주사기 또는 주입 펌프와 같은 임의의 다른 기계적 장치에 의해 체내로 제형을 주사하는 것임이 의학적 문헌에서 보편적으로 이해된다. 말초 비경구 경로는 정맥내, 근육내, 피하 및 복강내 투여 경로를 포함할 수 있다.
본 발명의 이종 융합 단백질은 또한 비경구 경로가 아닌 경구, 직장, 비강, 또는 하부 호흡기 경로에 의한 투여에 적합할 수 있다. 이들 비경구가 아닌 경로 중, 하부 호흡기 경로와 경구 경로가 바람직하다.
본 발명의 융합 단백질은 광범위하게 다양한 질환 및 증상을 치료하는데 사용될 수 있다. 본 발명의 융합 단백질은 일차적으로 "GLP-1 수용체"로 언급되는 수용체에 작용함으로써 그들의 생물학적 효과를 발휘한다. 따라서 GLP-1 수용체 자극 또는 GLP-1 화합물의 투여에 우호적으로 반응하는 질환 및(또는) 증상을 갖는 대상체는 본 발명의 GLP-1 융합 단백질로 치료될 수 있다. 이들 대상체는 "GLP-1 화합물로의 치료를 필요로 한다" 또는 "GLP-1 수용체 자극을 필요로 한다"라고 말해진다. 비-인슐린 의존성 당뇨병, 인슐린 의존성 당뇨병, 졸중(WO 00/16797 참조), 심근경색(WO 98/08531 참조), 비만(WO 98/19698 참조), 수술 후 이화 변화(미국특허 제6,006,753호 참조), 기능성 소화불량 및 과민성 대장 증후군(WO 99/64060 참조)을 갖는 대상체가 포함된다. GLP-1 화합물로의 예방적 치료를 요구하는 대상체, 예를 들어 비-인슐린 의존성 당뇨병이 발병할 위험에 있는 대상체(WO 00/07617 참조)도 포함된다. 손상된 글루코스 내성 또는 손상된 절식 글루코스를 갖는 대상체, 체중이 대상체의 신장과 체격에 대한 정상 체중의 약 25%를 상회하는 대상체, 부분적 췌장절제술을 시술받은 대상체, 한 사람 이상의 부모가 비-인슐린 의존성 당뇨병에 걸린 대상체, 임신성 당뇨에 걸렸던 대상체, 및 급성 또는 만성 췌장염에 걸렸던 대상체는 비-인슐린 의존성 당뇨병이 발병할 위험이 있다.
본원에 기재된 GLP-1-Fc 융합 단백질의 유효량은 GLP-1 수용체 자극을 필요로 하는 대상체에게 투여될 때 허용될 수 없는 부작용을 유발하지 않으면서 목적하는 치료 및(또는) 예방 효과를 가져오는 양이다. "목적하는 치료 효과"는 하기 중 하나 이상을 포함한다. 1) 질환이나 증상과 관련된 징후(들)의 경감; 2) 질환이나 증상과 관련된 징후 개시의 지연; 3) 치료하지 않은 경우와 비교하여 증가된 수명; 및 4) 치료하지 않은 경우와 비교하여 더 높은 질의 삶. 예를 들어, 당뇨병을 치료하기 위한 본 발명의 GLP-1-Fc 융합 단백질의 "유효량"은 치료하지 않은 경우에 비해 혈당 농도의 더 큰 제어를 일으킴으로써, 망막증, 신경장해 또는 신장 질환과 같은 당뇨 합병증 발병의 지연을 일으키는 양이다. 당뇨병을 예방하기 위한 GLP-1-Fc 융합 단백질의 "유효량"은 치료하지 않은 경우와 비교하여, 설포닐 우레아, 티아졸리딘디온, 인슐린 및(또는) 비스구아니딘과 같은 항-저혈당 약물로의 치료를 요구하는 상승된 혈당 수준의 발병을 지연시키는 양이다.
환자의 혈당을 정상화시키는데 유효한 융합 단백질의 투여량은 대상체의 성별, 체중 및 연령, 혈당 조절 불능의 중증도, 투여 경로 및 생체이용률, 융합 단백질의 약동학적 프로파일, 효능 및 제제 등을 비롯한 많은 인자에 의존할 것이다. 투여량은 체중 1 ㎏ 당 0.01 내지 1 ㎎의 범위, 바람직하게는 체중 1 ㎏ 당 0.05 내지 0.5 ㎎의 범위에 있을 수 있다.
본 발명의 융합 단백질은 2 주에 1회 또는 1 주에 1회 투여되는 것이 바람직하다. 치료되는 질환에 따라, 융합 단백질을 1 주일에 2 내지 3회와 같이 더 빈번하게 투여하는 것이 필요할 수 있다.
본 발명은 하기 실시예를 언급하여 단지 비-제한적 예로서 설명될 것이다.
실시예 1 - 시험관내 GLP-1 수용체 활성화 분석
CRE-BLAM 시스템을 이용하여, 인간 GLP-1 수용체를 발현하는 HEK-293 세포를 폴리-d-리신 코팅된 96 웰 검정색 투명-바닥 플레이트로 20,000 내지 40,000개의 세포/웰/10% FBS를 갖는 100 ㎕ DMEM 배지로 접종한다. 접종 다음 날, 배지를 버리고 80 ㎕ 무-혈장 DMEM 배지를 가한다. 접종 3일째 날에, 투여량 반응 곡선을 만들기 위해 상이한 농도의 다양한 GLP-1-Fc 이종 융합 단백질을 함유하는 0.5% BSA를 갖는 20 ㎕의 무-혈장 DMEM 배지를 각 웰에 가한다. 일반적으로, 3 나노몰 내지 30 나노몰의 이종 GLP-1 Fc 융합 단백질을 함유하는 14가지 희석액을 EC50 값이 결정될 수 있는 투여량 반응 곡선을 만드는데 사용한다. 융합 단백질로 5 시간 인큐베이션한 후, 20 ㎕의 β-락타마제 기질(CCF2/AM, PanVera LLC)을 가하고 인큐베이션을 1 시간 동안 계속하고 그 시간에 사이토플루어(cytofluor) 상에서 형광을 결정하였다. 분석은 문헌 [Zlokarnik 등(1998), Science, 278: 84-88]에 추가로 기재되어 있다. 다양한 GLP-1-Fc 융합 단백질을 시험하고, EC50 값을 표 1에 나타낸다. 값은 매 실험과 함께 내부 대조군으로서 실행하는 Val8-GLP-1(7-37)OH에 대해 결정된 값에 상대적인 것이다.
Figure 112005072078047-pct00006
실시예 2 - 시험관내 GLP-1 수용체 활성화 분석
CRE-루시퍼라제 시스템을 이용하여, 인간 GLP-1 수용체를 발현하는 HEK-293 세포를 96 웰 플레이트로 30,000 세포/웰/80 ㎕ 저 혈청 DMEM F12 배지로 접종한다. 접종 다음 날, 0.5% BSA에 용해된 시험 단백질의 20 ㎕ 분취액을 혼합하고 5 시간 동안 세포와 함께 인큐베이션한다. 일반적으로, 3 pM 내지 3 nM을 함유하는 12가지 희석액을 세포 첨가 전에 각 시험 단백질에 대해 5× 농도로 제조하여 EC50 값이 결정되는 투여량 반응 곡선을 만든다. 인큐베이션 후, 100 ㎕의 루시퍼라제 시약을 각 플레이트에 직접 가하고 2 분간 온화하게 혼합한다. 플레이트를 Tri-lux 루미노미터에 위치시키고 루시퍼라제 발현으로부터 초래되는 광 출력을 계산한다. 다양한 GLP-1-Fc 융합 단백질을 시험하고, EC50 값을 표 2에 나타낸다. 값은 매 실험과 함께 내부 대조군으로서 실행하는 Val8-GLP-1(7-37)OH에 대해 결정된 값에 상대적인 것이다.
Figure 112005072078047-pct00007
실시예 3 래트에서 정맥내 글루코스 내성 시험
Fc 융합 단백질인 Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-L-IgG4(S228P, F234A, L235A)를 래트에서 정맥내 글루코스 내성 시험(IVGTT)으로 평가한다. 적어도 4마리의 래트를 3개의 군 각각에 포함시킨다. Ⅰ군은 비히클을 투여받고(표 3), Ⅱ군은 단일의 피하 주사로서 1.79 ㎎/㎏의 Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-L-IgG4(S228P, F234A, L235A)를 투여받고(표 4), Ⅲ군은 단일의 피하 주사로서 0.179 ㎎/㎏의 Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-L-IgG4(S228P, F234A, L235A)를 투여받는다(표 5). 래트에게 1 일째 아침에 피하 주사한다. 첫번째 주사 후 24 시간에, 래트 체중 1 g 당 1 ㎕의 글루코스(D50)를 볼루스로 주입한다. 혈액 샘플을 글루코스의 볼루스 주입 후 2, 4, 6, 10, 20 및 30 분에 채취한다.
Figure 112005072078047-pct00008
Figure 112005072078047-pct00009
Figure 112005072078047-pct00010
실시예 4 사이노몰거스 원숭이( Cynomolgus Monkey)에 대한 단일 피하 주사에 따른 약동학 연구
웅성 사이노몰거스 원숭이에게 피하(SC) 주사에 의한 0.1 ㎎/㎏으로 투여될 때, Fc 융합 단백질인 Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-L-IgG4(S228P, F234A, L235A)의 약동학(PK)을 특성분석하기 위하여 연구를 수행한다. RIA 항체는 GLP의 중간 부분에 대해 특이적이다. ELISA는 N-말단 특이적 포획 항체와 Fc 특이적 검출 항체를 이용한다. ELISA와 RIA 둘 다로부터의 결과 혈장 농도를 대표적 약동학 지수 값을 결정하는데 사용한다.
결과 PK 지수 값의 표시는 표 6에 요약되어 있다. RIA로부터의 단일-투여량 SC PK는 17.3 시간의 상응하는 Tmax를 갖는 446.7 ng/㎖의 평균 Cmax와 관련되어 있다. 평균 제거 반감기는 대략 79.3 시간(3.3 일)이다. ELISA로부터의 PK는 16.7 시간의 상응하는 Tmax를 갖는 292.2 ng/㎖의 평균 Cmax와 관련되어 있다. 평균 제거 반감기는 대략 51.6 시간(2.2 일)이다.
Figure 112005072078047-pct00011
실시예 5 반복 피하 주사에 따른 항체의 잠재적 형성의 평가
사이노몰거스 원숭이로부터의 지정된 혈청 샘플을 직접적 ELISA 포맷을 이용하여 Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-L-IgG4(S228P, F234A, L235A)에 대한 항체의 형성에 대해 시험한다. 마이크로타이터 플레이트를 0.1 ㎍/㎖ 농도로 Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-L-IgG4(S228P, F234A, L235A)로 코팅한다. 원숭이 혈청 샘플을 브로킹 용액(blocking solution)으로 50, 500, 1000 및 5000배 희석하고, 0.05 ㎖ 샘플/웰을 대략 1 시간 인큐베이션한다. 이차 항체인 염소<인간 Fab'2>-퍼옥시다제(인간에 대해 75% 교차 반응성을 가짐)를 블로킹제로 10,000배 희석하고, 0.05 ㎖/웰로 가하고, 대략 1 시간 인큐베이션한다. 테트라메틸벤지딘(TMB) 기질을 이용한 발색을 450 ㎚-630 ㎚에서 판독한다. 2회 판독치를 평균한다. GLP-1 항체를 양성 대조군으로 사용하였고 염소<토끼>(H+L)-퍼옥시다제 접합체가 검출을 위해 이차적으로 사용되는 것이다. 잠재적 면역원성을 평가하기 위하여 점 혈청 샘플을 투여 전, 두번째 투여 후 24 시간, 및 첫번째 및 두번째 SC 투여 후 168 시간에 모은다. G8E22-CEX-L-hIgG4에 대한 항체 역가의 존재를 투여전 혈청 샘플과 양성 대조군을 비교하여 해석한다. 결과의 표시는 표 7에 제시되어 있다.
Figure 112005072078047-pct00012
실시예 6 절식 상태 및 등급화된 정맥내 글루코스 주입 동안 사이노몰거스 원숭이에 대한 단일 피하 주사에 따른 약력학 연구
1기(연구 1일)에 비히클의 피하 주사를 투여한다. 그런 다음 5, 10 및 25 ㎎/㎏/분의 등급화된 정맥내 글루코스(20% 덱스트로스) 주입을 비히클 주사 직후 투여한다. 2기(연구 3일)에, GLP-1 융합 단백질(0.1 ㎎/㎏)의 피하 주사를 투여한다. 3기에, 등급화된 정맥내 글루코스 주입을 GLP-1 융합물 주사 후 대략 96 시간에 수행한다.
등급화된 정맥내 글루코스 주입 과정을 16-시간 철야 절식 후 진정된 원숭이에서 수행한다. 2가지 정맥내 글루코스 주입에 대해, 기저선을 결정하기 위하여 기저선 샘플을 20 분간 매 10 분에 채취할 것이다. 단계적으로-증가하는 글루코스 주입을 5 ㎎/㎏/분의 속도로 +20 분에 시작한 후, 10 ㎎/㎏/분 및 25 ㎎/㎏/분으로 주입한다. 각 주입 속도를 20 분의 기간 동안 투여한다. 글루코스, 인슐린 및 글루카곤을 측정하기 위하여 혈액 샘플을 10 분 간격으로 채취한다. 1기와 3기에 대해 대략 1.0 ㎖의 혈액을 -20 분, -10 분, 0 분의 글루코스 주입 전, 및 글루코스 주입 후 10, 20, 30, 40, 50 및 60 분에 모은다.
데이터의 표시는 표 8에 나타내어져 있다.
Figure 112005072078047-pct00013
글루카곤 수준은 비히클과 GLP-1 융합 단백질 투여된 원숭이 사이에 통계학적으로 상이하지 않았다.
실시예 7 절식 상태 및 등급화된 정맥내 글루코스 주입 동안 세 상이한 투여량의 단일 피하 주사에 따른 약력학 연구
장기간 캐뉼러를 꽂은 래트를 비히클 대조군(염수) 또는 3개의 처리군(GLP-1 융합 단백질; 0.0179 ㎎/㎏, 0.179 ㎎/㎏ 또는 1.79 ㎎/㎏) 중 하나로 지정하였다. GLP-1 융합 단백질과 비히클을 피하 주사를 통해 투여한다. 처리 후 24 시간에, 밤새 절식시킨(16 h) 래트를 등급화된 정맥내 글루코스 주입 시험한다. 등급화된 글루코스 주입 시험은 기저선 염수 주입 기간(20 분)에 이어, 각각 5 및 15 ㎎/㎏/분의 2가지 30 분 글루코스 주입기로 이루어진다. 혈장 샘플을 -20, -10 분, 0 분의 글루코스 주입 전(기저선), 및 10, 20, 30, 40, 50 및 60 분에 모은다.
데이터의 표시는 표 9에 나타내어져 있다.
Figure 112005072078047-pct00014
서열목록 전자파일 첨부

Claims (24)

  1. 서열번호 7의 서열인
    Ala-Glu-Ser-Lys-Tyr-Gly-Pro-Pro-Cys-Pro-Pro-Cys-Pro-Ala-Pro-
    Xaa16 -Xaa17 -Xaa18 -Gly-Gly-Pro-Ser-Val-Phe-Leu-Phe-Pro-Pro-Lys-Pro-
    Lys-Asp-Thr-Leu-Met-Ile-Ser-Arg-Thr-Pro-Glu-Val-Thr-Cys-Val-
    Val-Val-Asp-Val-Ser-Gln-Glu-Asp-Pro-Glu-Val-Gln-Phe-Asn-Trp-
    Tyr-Val-Asp-Gly-Val-Glu-Val-His-Asn-Ala-Lys-Thr-Lys-Pro-Arg-
    Glu-Glu-Gln-Phe-Xaa80 -Ser-Thr-Tyr-Arg-Val-Val-Ser-Val-Leu-Thr-
    Val-Leu-His-Gln-Asp-Trp-Leu-Asn-Gly-Lys-Glu-Tyr-Lys-Cys-Lys-
    Val-Ser-Asn-Lys-Gly-Leu-Pro-Ser-Ser-Ile-Glu-Lys-Thr-Ile-Ser-
    Lys-Ala-Lys-Gly-Gln-Pro-Arg-Glu-Pro-Gln-Val-Tyr-Thr-Leu-Pro-
    Pro-Ser-Gln-Glu-Glu-Met-Thr-Lys-Asn-Gln-Val-Ser-Leu-Thr-Cys-
    Leu-Val-Lys-Gly-Phe-Tyr-Pro-Ser-Asp-Ile-Ala-Val-Glu-Trp-Glu-
    Ser-Asn-Gly-Gln-Pro-Glu-Asn-Asn-Tyr-Lys-Thr-Thr-Pro-Pro-Val-
    Leu-Asp-Ser-Asp-Gly-Ser-Phe-Phe-Leu-Tyr-Ser-Arg-Leu-Thr-Val-
    Asp-Lys-Ser-Arg-Trp-Gln-Glu-Gly-Asn-Val-Phe-Ser-Cys-Ser-Val-
    Met-His-Glu-Ala-Leu-His-Asn-His-Tyr-Thr-Gln-Lys-Ser-Leu-Ser-
    Leu-Ser-Leu-Gly-Xaa230 (서열번호 7)
    (여기에서,
    위치 16에 있는 Xaa는 Pro 또는 Glu이고;
    위치 17에 있는 Xaa는 Phe, Val 또는 Ala이며;
    위치 18에 있는 Xaa는 Leu, Glu 또는 Ala이고;
    위치 80에 있는 Xaa는 Asn 또는 Ala이며;
    위치 230에 있는 Xaa는 Lys이거나 존재하지 않음)
    을 포함하는 면역글로불린의 Fc 부분에 융합된,
    a) (서열번호 1)
    His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
    Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Gly-Gly
    (여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨);
    b) (서열번호 2)
    His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
    Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Gly
    (여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨);
    c) (서열번호 3)
    His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
    Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Gly-Pro
    (여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨);
    d) (서열번호 4)
    His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
    Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro
    (여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨);
    e) (서열번호 5)
    His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
    Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Gly
    (여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨);
    f) (서열번호 6)
    His-Xaa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Glu-
    Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly
    (여기에서 Xaa8은 Gly 및 Val으로부터 선택됨)
    으로 구성된 군으로부터 선택되는 서열을 포함하는 GLP-1(글루카콘-유사 펩티드-1) 유사체를 포함하는 이종 융합 단백질.
  2. 제1항에 있어서, GLP-1 유사체의 C-말단 글리신 잔기가
    a) Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(서열번호 8);
    b) Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(서열번호 19); 및
    c) Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser-Gly-Gly-Gly-Gly-Ser(서열번호 21)
    으로 구성된 군으로부터 선택되는 서열을 포함하는 펩티드 링커를 통해 Fc 부분의 N-말단 알라닌 잔기에 융합되어 있는 이종 융합 단백질.
  3. 제2항에 있어서, 링커가 서열번호 8의 서열을 포함하는 것인 이종 융합 단백질.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, GLP-1 유사체의 위치 8에 있는 Xaa가 Gly인 이종 융합 단백질.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, GLP-1 유사체의 위치 8에 있는 Xaa가 Val인 이종 융합 단백질.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, GLP-1 유사체가 서열번호 1의 서열을 포함하는 것인 이종 융합 단백질.
  7. a) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1L-IgG4(S228P);
    b) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1L-IgG4(S228P, F234A, L235A);
    c) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1L-IgG4(S228P, N297A);
    d) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1L-IgG4(S228P, F234A, L235A, N297A);
    e) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1.5L-IgG4(S228P);
    f) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1.5L-IgG4(S228P, F234A, L235A);
    g) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1.5L-IgG4(S228P, N297A);
    h) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1.5L-IgG4(S228P, F234A, L235A, N297A);
    i) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-2L-IgG4(S228P);
    j) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-2L-IgG4(S228P, F234A, L235A);
    k) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-2L-IgG4(S228P, N297A);
    l) Gly8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-2L-IgG4(S228P, F234A, L235A, N297A); 및
    이들의 데스-K 형태
    로 구성된 군으로부터 선택되며, 여기서 1L 및 2L은 각각 서열번호 8의 링커의 1 및 2 반복물을 나타내고, 1.5L은 서열번호 19의 링커를 나타내고, 데스-K는 상기 IgG4에서 위치 230의 리신이 결실된 것을 나타내는 것인 이종 융합 단백질.
  8. a) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1L-IgG4(S228P);
    b) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1L-IgG4(S228P, F234A, L235A);
    c) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1L-IgG4(S228P, N297A);
    d) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1L-IgG4(S228P, F234A, L235A, N297A);
    e) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1.5L-IgG4(S228P);
    f) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1.5L-IgG4(S228P, F234A, L235A);
    g) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1.5L-IgG4(S228P, N297A);
    h) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-1.5L-IgG4(S228P, F234A, L235A, N297A);
    i) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-2L-IgG4(S228P);
    j) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-2L-IgG4(S228P, F234A, L235A);
    k) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-2L-IgG4(S228P, N297A);
    l) Val8-Glu22-Gly36-GLP-1(7-37)-2L-IgG4(S228P, F234A, L235A, N297A); 및
    이들의 데스-K 형태
    로 구성된 군으로부터 선택되며, 여기서 1L 및 2L은 각각 서열번호 8의 링커의 1 및 2 반복물을 나타내고, 1.5L은 서열번호 19의 링커를 나타내고, 데스-K는 상기 IgG4에서 위치 230의 리신이 결실된 것을 나타내는 것인 이종 융합 단백질.
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  21. 제1항 내지 제3항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항의 이종 융합 단백질을 약제학적으로 허용되는 부형제와 함께 포함하는, 비-인슐린 의존성 당뇨병을 치료하기 위한 약제학적 조성물.
  22. 제1항 내지 제3항, 제7항 및 제8항 중 어느 한 항의 이종 융합 단백질을 약제학적으로 허용되는 부형제와 함께 포함하는, 비만을 치료하거나 과체중 대상체에서 체중 감량을 유도하기 위한 약제학적 조성물.
  23. 삭제
  24. 삭제
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