KR20090118879A - Human growth hormone derivative linked with polyethyleneglycol, method for the preparation thereof and pharmaceutical composition comprising the same - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A PEG-human growth hormone complex is provided to minimize biological activation and last activation in a body. CONSTITUTION: A PEG-human growth hormone complex contains a human growth hormone and polyethyleneglycol(PEG) of 20 kDa-50 kDa. The PEG is methoxyPEG aldehyde(Mpeg-ALD). A pharmaceutical composition for treating dwarfism and growth hormone deficiency or diabetic ulcer contains PEG-human growth hormone complex.

Description

폴리에틸렌글리콜로 화학적으로 수식된 인간 성장 호르몬, 이의 제조방법 및 용도 {Human growth hormone derivative linked with polyethyleneglycol, method for the preparation thereof and pharmaceutical composition comprising the same}Human growth hormone derivative linked with polyethyleneglycol, method for the preparation sugar and pharmaceutical composition comprising the same}

본 발명은 현재 치료용 단백질로 널리 사용되고 있는 인간 성장 호르몬을 PEG로 화학적 수식을 시킨 결합체에 관한 것이다.The present invention relates to a conjugate obtained by chemically modifying human growth hormone (PEG), which is currently widely used as a therapeutic protein.

인간 성장 호르몬은 뇌하수체 전엽에서 분비되는 당화되어 있지 않은 펩타이드 호르몬으로서, 인체 여러 조직의 수용체에 결합하여 다른 성장 인자의 분비를 촉진하거나 또는, 직접 작용하여 인체 여러 부위의 성장을 촉진하는 것으로 알려져 있다. 사람의 놔하수체에서 추출한 성장 호르몬이 뇌하수체성 난장이증의 치료에 효과가 있음이 밝혀진 후, 인간 성장 호르몬의 수요가 폭발적으로 증가하였으나 인간의 뇌하수체로부터 성장 호르몬을 추출 정제하는 경우 그 양이 매우 제한적이며, 사망한 인간의 뇌하수체로부터 추출한 인간 성장 호르몬을 투여 받은 어린이가 성장 호르몬 추출시 오염된 바이러스에 의한 치명적인 신경계 질환(Creutsfelt-Jacob Disease)으로 사망한 후 미국 식품의약국(FDA)에서는 사망한 사람의 뇌하수체로부 터 추출 정제한 호르몬의 사용을 금지시킨 바 있다(Science, 234, 22(1986).Human growth hormone is an unglycosylated peptide hormone secreted from the anterior pituitary gland, and is known to bind to receptors of various tissues of the human body to promote the secretion of other growth factors or to directly act to promote the growth of various parts of the human body. After the growth hormone from human hypothalamus was found to be effective in the treatment of pituitary dysplasia, the demand for human growth hormone increased explosively, but the amount of the growth hormone extracted from human pituitary gland was very limited. A child who received human growth hormone extracted from a dead human pituitary gland died of a Creutsfelt-Jacob Disease caused by a contaminated virus during growth hormone extraction and died in the US Food and Drug Administration (FDA). The use of purified hormones from the pituitary gland has been banned (Science, 234, 22 (1986)).

그러나, 제넨텍(Genentech)사의 유전자 재조합 기법으로 대장균에서 생합성된 인간 성장 호르몬이 FDA로부터 희귀 의약품으로 허가를 받은 후, 일라이 릴리(Eli Lilly)사, 덴마크의 노르디스크(Nordisk)사 등에 의해서도 재조합 인간 성장 호르몬이 상업화되게 되었다. 현재에는 성장 호르몬 결핍증 및 터너 증후군(Turner syndrome)으로 인한 왜소증 치료, 및 성인의 성장 호르몬 결핍증, 만성 신장 부전(Chronic Renal Insufficiency, CRI) 등의 치료에 사용되고 있으나, 골다공증, 상처, 화상 및 불임 등에 대해서도 임상시험이 행해지고 있어 인간 성장 호르몬을 적용하는 질환이 크게 늘어날 것으로 보인다. 인간 성장 호르몬은 환자에게 1주일에 3번, 또는 매일 1회 피하 주사로 투여되어야 적절한 혈청 수준을 유지할 수 있다. 인간 성장 호르몬을 만성적으로 수용하는 환자에 대해 번번한 피하주사 투여는 환자의 삶의 질을 저하시키고, 상체 형성 내지 불균등한 기관성장(differential organ growth) 등과 같은 복합병의 문제를 야기할 수 있다 (J. Clin. Invest, 0.93, 1163(1994)).However, after human growth hormone synthesized in Escherichia coli by Genentech's genetic recombination technology was approved by the FDA as a rare drug, it was also used by Eli Lilly, Nordisk, Denmark, and others. This became commercial. Currently, it is used for the treatment of dwarfism caused by growth hormone deficiency and Turner syndrome, and the treatment of growth hormone deficiency and chronic renal failure (CRI) in adults, but it is also used for osteoporosis, wounds, burns and infertility. Clinical trials are underway and the number of diseases that apply human growth hormone will increase significantly. Human growth hormone must be administered to the patient three times a week or once daily to maintain proper serum levels. Frequent subcutaneous injections for patients chronically receiving human growth hormone may degrade the patient's quality of life and may cause complications such as upper body formation or differential organ growth (such as J. Clin.Invest, 0.93, 1163 (1994)).

따라서, 인간 성장 호르몬의 반복 주입에 관련된 문제를 해결하기 위해 인간 성장호르몬의 생물학적 활성을 유지하면서 생체내 잔류기간을 증가시키기 위한 다양한 연구가 진행되었다. 그 중 인간 성장 호르몬을 폴리락타이드, 폴리글리콜라이드와 같은 생체 적합성, 생분해성 중합체 매트릭스 내에 캡슐화하여 1주일 이상에 걸쳐 생체 내에서 방출하는 성방방출(Sustained release)형 조성물로 제조하는 연구가 시도되어 생분해성 중합체의 조합 및 캡슐화 연구가 진행되었으며, 제넨텍 사에서는 뉴트로핀 데폿(Nutropin Depot)이라는 제품으로 판매하였다. 그러나, 이들 조절 방출 장치는 인간 성장 호르몬을 과량으로 투여해야 하는 단점이 있고, 초기에 생체 내에서 종종 많이 방출되고, 그 후에는 적게 방출되는데, 이들 조절 방출 장치 내에서의 인간 성장 호르몬의 농도가 높아지면 호르몬 분자가 수일 후에 응집되어 생물학적 활성이 감소되고, 생체 내에서 면역원이 되는 문제점이 발생되었다.Therefore, various studies have been conducted to increase the in vivo residence time while maintaining the biological activity of human growth hormone to solve the problems related to the repeated injection of human growth hormone. Among them, a study has been attempted to produce a sustained release composition which encapsulates human growth hormone in a biocompatible, biodegradable polymer matrix such as polylactide and polyglycolide and releases it in vivo over one week. Biodegradable polymer combinations and encapsulation studies were conducted, and Genentech sold it as a product called Nutropin Depot. However, these controlled release devices have the disadvantage of overdosing human growth hormones, and are often released in vivo initially and then less frequently, the concentration of human growth hormones in these controlled release devices When higher, hormone molecules aggregate after several days, reducing biological activity, causing problems of immunogen in vivo.

한편, 인간 성장 호르몬을 비롯한 단백질 의약품의 생체 내 잔류 기간을 증가시키기 위하여 단백질과 PEG와 같은 고분자를 결합시키는 방법이 도입되었다. 단백질 의약품을 고분자와 결합시키면 단백질 분자의 표면 특성을 변화시켜 물 또는 유기용매에 대한 용해도를 증가시킬 수 있고, 생체 적합성이 증가됨으로써 면역 반응성이 감소되며, 생체 내에서의 안전성을 증가시키고, 장관 시스템, 신장, 비장 또는 간에 의한 소실(clearance)이 보다 천천히 이루어질 수 있다. 다만, 단백질의 분자량이 작을 경우 장관 시스템 또는 신장에서 여과되어 소실될 수 있으나, PEG와 같은 고분자를 결합시키면 이를 방지할 수 있다(J. Biol. Chem., 263, 15064(1988)). PEG는 HO-(-CH2CH2O-)n-H 의 구조를 갖는 고분자 화합물로, 친수성이 강하기 때문에 의약 단백질에 결합시키면 그 용해도를 증가시킬 수 있다. 또한, 효소활성, 수용체 결합과 같은 주요 생물학적 기능들을 유지하면서 결합된 단백질의 분자량을 증가시켜, 신장 여과를 감소시키고, 외부항원을 인식하는 세포와 항체로부터 단백질을 보호하며, 분해효소에 의한 단백질의 분해도 감소시킬 수 있다. 또한, 단백질에 결합 가능한 PEG의 분자량 범위는 대략 1,000 ~ 100,000으로, PEG 분자량이 1,000 이상일 경우에는 독성이 상당히 낮은 편으로 알려져 있는데, PEG의 분자량 범위가 1,000 ~ 6,000인 것은 전신에 분포하고, 신장을 통해 대사되며, 특히 분자량 40,000의 PEG는 혈액과 간을 포함한 기관들에 분포되고, 대사는 간에서 이루어지는 것으로 알려져 있다. Meanwhile, a method of combining a protein such as PEG with a protein has been introduced to increase the in vivo retention period of protein pharmaceuticals including human growth hormone. Combining protein drugs with polymers can alter the surface properties of protein molecules to increase their solubility in water or organic solvents, increase biocompatibility, reduce immune responsiveness, increase in vivo safety, and intestinal system Clearance by the kidneys, spleen or liver can be made more slowly. However, if the molecular weight of the protein is small, it may be lost by filtration in the intestinal system or kidney, but can be prevented by binding a polymer such as PEG (J. Biol. Chem., 263, 15064 (1988)). PEG is a high-molecular compound having a structure of HO-(-CH2CH2O-) n-H. Since PEG is strongly hydrophilic, binding to a pharmaceutical protein can increase its solubility. It also increases the molecular weight of the bound protein while maintaining key biological functions such as enzymatic activity and receptor binding, thereby reducing kidney filtration, protecting the protein from cells and antibodies that recognize external antigens, and Degradation can also be reduced. In addition, the molecular weight range of PEG that can bind to protein is approximately 1,000 to 100,000, and when the molecular weight of PEG is 1,000 or more, toxicity is known to be relatively low. The molecular weight range of PEG to 1,000 to 6,000 is distributed throughout the body, and the kidney It is known to be metabolized, and in particular, PEG with a molecular weight of 40,000 is distributed in organs including blood and liver. Metabolism is known to occur in the liver.

또한, 비경구 (parenteral) 경로를 통해 투여되는 의학적, 약리학적으로 유용한 단백질들은 항원성을 가지고, 대체로 수용성이 낮으며, 체내 잔존기간이 짧다는 단점을 극복하고자 하는 연구가 수행되고 있다. 미국 등록특허 4179337호에서는, 항원성의 감소, 수용성의 증가, 체내 잔류 기간 증가 등의 효과를 가지는 PEG와 결합된 단백질 및 효소 등의 치료제가 공지되었다. 또한, 생리활성 단백질을 PEG와 결합시켜 그 단점을 극복하고자 하는 시도가 이루어지고 있는데, 예컨대, 리보뉴클레아제 (ribonuclease) 및 수퍼옥사이드 디스뮤타제 (superoxide dismutase)를 PEG와 결합시킨 바 있다(Veronese et al., 1985). 또한, 미국 등록특허 4766106호, 미국 등록특허 4917888호에서는, 단백질에 PEG를 포함한 폴리머(polymer, 중합체)를 결합시켜 단백질의 수용성을 증가시켰으며, 미국 등록특허 4902502호에서는, PEG나 다른 중합체들을 재조합 단백질에 결합시켜 항원성을 줄이고, 체내 잔존 기간을 증가시켰다.In addition, medical and pharmacologically useful proteins administered through the parenteral route have been studied to overcome the disadvantages of having antigenicity, low water solubility, and short duration of life in the body. In US Pat. No. 4179337, therapeutic agents such as proteins and enzymes coupled with PEG are known which have the effect of reducing antigenicity, increasing water solubility, increasing retention time in the body, and the like. In addition, attempts have been made to overcome the shortcomings by combining bioactive proteins with PEG. For example, ribonuclease and superoxide dismutase have been combined with PEG (Veronese). et al., 1985). In addition, U.S. Patent No. 4766106 and U.S. Patent No. 4917888 increase the water solubility of the protein by binding a polymer containing PEG to the protein. In U.S. Patent No. 4902502, PEG or other polymers are recombined. Binding to proteins reduced antigenicity and increased duration of life in the body.

한편, PEG와 단백질의 결합에는 상기의 장점 외에 단점이 존재하는 데, PEG는 대개 결합할 단백질의 하나 또는 그 이상의 자유 리신(lysine, Lys) 잔기에 공유결합이 이루어 지는 데, 이때 단백질의 표면 부위 중 단백질의 활성도와 직접적인 관계가 있는 부위가 PEG와 결합할 경우, 그 부위는 더 이상 생물학적 기능을 수 행할 수 없게 되어 단백질의 활성도가 감소하게 된다. 또한, PEG와 리신 잔기의 결합은 대개 무작위적으로 일어나게 되므로 결합 위치에 따라 많은 종류의 PEG-단백질 배합체(conjugate)들이 혼합물로 존재하게 되면서 원하는 배합체를 순수 분리하는 과정이 복잡하고, 어려워지게 된다. 이와 같이, 인간 성장 호르몬은 그 표면에 10개의 자유 라이신 잔기가 존재하는 데, 이 잔기들 중 어느 것과 PEG가 결합하는 경우에 인간 성장 호르몬의 생물학적 활성을 유지하는 지에 대하여 관심이 고조되고 있다. 제넨텍사의 논문[Clark et al., The Journal of Biological Chemistry, 271, 21969(1996)] 및 국제 공개 공보 제WO 93/00109 호)에서는, PEG로 수식화된 형태로서, 인간 성장 호르몬의 면역 반응 촉진제가 공지되었으며, 인간 성장 호르몬에 PEG를 결합시킨 다양한 페길레이션(PEGylation) 방법도 공지되었다[P. McGoff et al., Chem. Pharm. Bull., 36, 3070(1988); Chamow, S.M. et al., Bioconjugate Chem., 5, 133(1994); Teh, L.C. et al., Biochem. Biophys. Res. Comm., 150, 391(1988)] 이때, 사용된 PEG는 분자량이 5,000 kDa 이었으며, 전골수 세포주 (Premyeloid cell line)인 FDC-P1을 사용한 세포 증식 분석을 통해 인간 성장 호르몬 1분자당 결합된 PEG 분자의 수가 증가할수록 그 활성이 감소됨을 확인하였다. On the other hand, there are disadvantages to the PEG-protein binding in addition to the above advantages, PEG is usually covalently bonded to one or more free lysine (Lys) residues of the protein to be bound, wherein the surface portion of the protein When a site directly related to the activity of the heavy protein binds to PEG, the site is no longer able to perform biological functions, thereby reducing the activity of the protein. In addition, the binding of PEG and lysine residues usually occurs randomly, so that many kinds of PEG-protein conjugates exist as a mixture depending on the binding position, thereby making the process of pure separation of the desired combination complicated and difficult. do. As such, human growth hormone has ten free lysine residues on its surface, and interest in maintaining the biological activity of human growth hormone when PEG binds to any of these residues. In Genentech's paper (Clark et al., The Journal of Biological Chemistry, 271, 21969 (1996)) and International Publication No. WO 93/00109), PEG-modified forms of the immune response promoter of human growth hormone Various PEGylation methods are known, in which PEG is coupled to human growth hormone [P. McGoff et al., Chem. Pharm. Bull., 36, 3070 (1988); Chamow, S.M. et al., Bioconjugate Chem., 5, 133 (1994); Teh, L.C. et al., Biochem. Biophys. Res. Comm., 150, 391 (1988)] In this case, the PEG used had a molecular weight of 5,000 kDa, and the PEG bound to one molecule of human growth hormone was analyzed by cell proliferation assay using FDC-P1, a premyeloid cell line. It was confirmed that the activity decreased as the number of molecules increased.

또한, 미국 특허 제 5766897 호 및 국제 공개 특허 공보 제 W000/42175 호는 인간 성장 호르몬과 PEG를 결합시킴에 있어서, PEG가 인간 성장 호르몬의 활성부위와 반응하는 것을 피하기 위하여 PEG-말레이미드를 사용하여 PEG가 시스테인과 선택적으로 반응하도록 하였다. 그러나, 상기 PEG를 사용하는 경우 인간 성장 호르 몬에 다이설파이드 결합에 관여하지 않은 자유 시스테인 잔기가 존재해야 하나 인간 성장 호르몬에 존재하는 4개의 시스테인 잔기가 모두 다이설파이드 결합에 참여하고 있어 인위적으로 시스테인 잔기가 삽입된 인간 성장 호르몬 변형체를 사용하여 페길레이션 반응을 수행하였다. 그러나, 상기 방법은 페길레이션 반응에 사용한 인간 성장 호르몬이 천연형이 아니며, 자유 시스테인이 존재하는 단백질을 발현시키고, 정제하는 과정이 통상적으로 용이하지 않기 때문에 원료 물질을 수득하기가 어렵다는 문제점이 있다.U.S. Patent No. 5766897 and International Publication No. W000 / 42175 also disclose the use of PEG-maleimide to bind PEG with human growth hormone to avoid reacting with the active site of human growth hormone. PEG was allowed to react selectively with cysteine. However, when the PEG is used, there should be free cysteine residues that are not involved in disulfide bonds in human growth hormone, but all four cysteine residues in human growth hormone participate in disulfide bonds. The PEGylation reaction was performed using the human growth hormone variant inserted therein. However, this method has a problem in that it is difficult to obtain a raw material because the human growth hormone used in the PEGylation reaction is not a natural type and the process of expressing and purifying a protein in which free cysteine is present is usually not easy.

한편, 단백질 및 펩타이드에 PEG를 화학적으로 접합하여 새로운 활성 물질을 제조하는 과정은 PEG의 화학적 구조가 매우 중요한 요인으로 작용한다. 대부분의 단백질 약물의 경우 세포의 수용체와 결합한 후 세포 내-외의 신호작용을 통하여 약물의 효과를 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 단백질의 표면에 수용성이 우수하고, 수용액 하의 움직임이 매우 큰 PEG를 접합하는 경우에는 수용체 결합이 매우 크게 장애를 받는다. 따라서, 단백질에 PEG를 접합시키는 경우 매우 심각한 활성 저하를 가져올 수 있어 결합부위 및 결합되는 PEG의 분자구조에 대한 많은 고찰이 요구된다.On the other hand, the process of chemically conjugating PEG to proteins and peptides to produce new active substances is a very important factor of the chemical structure of PEG. Most protein drugs show the effects of the drug through intracellular and extracellular signaling after binding to cellular receptors. As shown in FIG. 1, when binding to PEG, which has excellent water solubility on the surface of the protein and has a very high motion under an aqueous solution, receptor binding is very disturbed. Therefore, when PEG is conjugated to a protein, it can lead to a very serious deterioration of activity, requiring much consideration of the binding site and the molecular structure of the PEG to be bound.

이에 의하여, 본 발명자들은 상기 문제점을 극복하기 위해 천연형 인간 성장 호르몬에 하나의 PEG 분자를 아미노 말단에 결합시킨 결합체(모노-PEG-hGH)를 제조 하고, PEG 분자의 선형, 이중가지형, 및 삼중가지형 등 다양한 형태를 도입하여 PEG 접합체의 최적화된 형태를 도출하고자 한다.Thereby, the present inventors have prepared a conjugate (mono-PEG-hGH) in which one PEG molecule is bonded to the amino terminus to a natural human growth hormone to overcome the above problems, and the linear, bi-branched, and Various forms such as triple branched form are introduced to derive the optimized form of PEG conjugates.

본 발명의 목적은 인간 성장 호르몬의 특정 부위, 구체적으로는, 아미노 말단에 PEG 한 분자를 선택적으로 결합시켜 생물학적 활성 저하를 최소화시키면서 인간 성장 호르몬의 안전성 및 체내 잔류 시간을 증가시켜 생체내 활성이 지속되도록 하는 PEG-인간 성장 호르몬 결합체를 제공하는 것이다. It is an object of the present invention to selectively bind a molecule of PEG to a specific site of human growth hormone, specifically, an amino terminus, thereby increasing the safety and retention time of human growth hormone while minimizing degradation of biological activity, thereby sustaining in vivo activity. To provide a PEG-human growth hormone conjugate.

또한, 상기 PEG 접합체에서 가장 활성 및 기능이 최적화된 PEG-인간 성장 호르몬 결합체를 제공하는 것이다. It is also to provide a PEG-human growth hormone conjugate that is most optimized for activity and function in the PEG conjugate.

상기 목적에 따라, 본 발명은 인간 성장 호르몬 및 20 kDa ~ 50 kDa의 분자량을 가지는 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG)을 포함하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체를 제공한다.In accordance with this object, the present invention provides a PEG-human growth hormone conjugate comprising human growth hormone and polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 20 kDa to 50 kDa.

또한, 본 발명은 인간 성장 호르몬 및 20 kDa ~ 50 kDa의 분자량을 가지는 PEG를 환원제의 존재하에서 반응시키는 것을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 제조방법을 제공한다.The present invention also provides a method for producing a PEG-human growth hormone conjugate, characterized in that the human growth hormone and PEG having a molecular weight of 20 kDa to 50 kDa are reacted in the presence of a reducing agent.

또한, 본 발명은 상기 PEG-인간 성장 호르몬 결합체를 유효성분으로 포함하는, 왜소증 및 성장 호르몬 결핍증 치료용 약학 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition for treating dwarfism and growth hormone deficiency comprising the PEG-human growth hormone conjugate as an active ingredient.

또한, 본 발명은 상기 PEG-인간 성장 호르몬 결합체를 유효성분으로 포함하는, 당뇨성 궤양 질환 치료용 약학 조성물을 제공한다.The present invention also provides a pharmaceutical composition for treating diabetic ulcer disease, comprising the PEG-human growth hormone conjugate as an active ingredient.

생체 내에서 인간 성장 호르몬이 그 역할을 수행하기 위해서는 목적 세포의 막에 존재하는 인간 성장 호르몬 수용체와 결합해야 하며, 인간 성장 호르몬과 수용체와의 결합은 인간 성장 호르몬 내에 있는 2가지의 수용체 결합부위에 의해 이루어진다고 알려져 있다 (Cunninghum et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3401 (1991)). 이때 인간 성장 호르몬의 아미노 말단은 수용체와의 결합에 영향을 미치지 않는 것으로 알려져 있다 (Recent Progress In Hormone Research, 48, 253(1992)).In order for a human growth hormone to play its role in vivo, the human growth hormone must bind to a human growth hormone receptor present in the membrane of the target cell, and the binding of the human growth hormone to the receptor binds to two receptor binding sites in the human growth hormone. (Cunninghum et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 3401 (1991)). The amino terminus of human growth hormone is not known to affect binding to the receptor (Recent Progress In Hormone Research, 48, 253 (1992)).

바람직하게는, 본 발명에 사용되는 PEG 중합체 분자는 수용성 PEG 중합체 중에서 선택될 수 있으며, 통상적으로 PEG 중합체로 단백질을 화학적으로 수식할 때 PEG의 활성화기에 따라 라이신 잔기의 ε-아미노기, 시스테인 잔기 또는 히스티딘 잔기에 결합할 수 있다. 그러나, 이들 활성화 기를 갖는 PEG 중합체들을 이용하면 인간 성장 호르몬에 1개 이상의 PEG 분자가 결합을 한다. 이렇게 여러 부위에 결합한 PEG 분자들은 인간 성장 호르몬 및 이의 수용체의 결합을 구조적으로 방해하여 그 활성을 상실할 수 있다. 이에, 한 분자의 인간 성장 호르몬에 한 분자의 PEG 만 결합하기 위해 생리적 환경에서 침전되지 않도록 수성이어야 하며, 인간 성장 호르몬의 아미노 말단의 α-아미노기에 특이적으로 결합할 수 있도록 단일 반응 알데히드기를 가져야 한다. 또한, PEG 중합체의 분자량은 제한되지 않으나, 23 kDa가 가장 바람직하다.Preferably, the PEG polymer molecules used in the present invention may be selected from water soluble PEG polymers, and typically the ε-amino group of the lysine residue, cysteine residue or histidine, depending on the activator of the PEG when chemically modifying the protein with the PEG polymer. Can bind to a residue. However, using PEG polymers with these activating groups, one or more PEG molecules bind to human growth hormone. PEG molecules bound to various sites may lose their activity by structurally interfering with the binding of human growth hormone and its receptor. Thus, in order to bind only one molecule of PEG to one molecule of human growth hormone, it must be aqueous so as not to precipitate in the physiological environment, and must have a single reaction aldehyde group to specifically bind to the α-amino group of the amino terminus of the human growth hormone. do. In addition, the molecular weight of the PEG polymer is not limited, but 23 kDa is most preferred.

바람직하게는, PEG의 분자 형태에 있어서도 선형, 이중가지형, 삼중가지형, 및 다중가지형 등의 다양하게 선택될 수 있으며, PEG의 분자구조를 고려해 볼 때 삼중가지형이 가장 바람직한 것으로 여겨진다. Preferably, the molecular form of PEG may be variously selected from linear, bi-branched, triple-branched, and multi-branched, etc., and considering the molecular structure of PEG, the triple-branched form is considered to be the most preferable.

바람직하게는, 결합이 환원제의 존재하에서 인간 성장 호르몬과 알콕시-PEG-알데히드의 페길레이션 반응이 수행될 수 있다. 이때, 알콕시-PEG-알데히드는 메톡시-PEG-알데히드이고, 환원제는 NaCNBH3 이다. 페길레이션 반응 후, 모노-PEG-인간 성장 호르몬 결합체를 수득하기 위하여 음이온 교환 크로마토그래피로 겉보기 전하의 차이를 비교하여 인간 성장 호르몬의 아미노 말단에 모노-PEG-인간 성장 호르몬이 결합된 결합체를 분리할 수 있으며, 분리된 피크는 SDS-PAGE를 통해 모노-PEG-인간성장호르몬 여부를 확인할 수 있다.Preferably, the PEGylation reaction of human growth hormone with alkoxy-PEG-aldehyde can be carried out in the presence of a reducing agent. At this time, the alkoxy-PEG-aldehyde is methoxy-PEG-aldehyde and the reducing agent is NaCNBH 3 . After the PEGylation reaction, the difference in apparent charge was compared by anion exchange chromatography to obtain a mono-PEG-human growth hormone conjugate to isolate the conjugate bound to the mono-PEG-human growth hormone at the amino terminus of human growth hormone. The separated peaks may be identified by mono-PEG-human growth hormone through SDS-PAGE.

바람직하게는, 모노-PEG-인간 성장 호르몬 결합체에서 PEG가 인간 성장 호르몬의 아미노 말단에 특이적으로 결합 여부를 확인하기 위해 펩타이드 지도를 작성하여 미변형 인간 성장 호르몬의 펩타이드 지도 및 공지된 인간 성장 호르몬 펩타이드 지도(Journal of chromatography A, 808, 121(1998); Analytical Biochemistry, 122, 348(1982); Biotechnology and Applied Biochemistry, 10, 326(1988))의 피크 패턴과 비교하여 반응 여부 및 PEG의 위치를 확인할 수 있다. 즉, PEG가 결합된 경우에는 프로테아제에 의해 절단된 단백질의 HPLC 피크 패턴이 비변형 인간 성장 호르몬을 동일한 프로테아제로 절단한 경우와 상이하다. 상기 발생된 차이는 프로테아제 절단체 중 어느 한 곳에 PEG의 결합에 의한 피크 패턴을 나타내며, 그 피크 패턴의 차이로 PEG 결합 여부와 결합 위치를 확인할 수 있다.Preferably, in the mono-PEG-human growth hormone conjugate, a peptide map is prepared to determine whether PEG specifically binds to the amino terminus of human growth hormone, thereby producing a peptide map of the unmodified human growth hormone and a known human growth hormone. The reaction status and PEG position were compared to the peak patterns of the peptide maps (Journal of chromatography A, 808, 121 (1998); Analytical Biochemistry, 122, 348 (1982); Biotechnology and Applied Biochemistry, 10, 326 (1988)). You can check it. In other words, when PEG is bound, the HPLC peak pattern of the protein cleaved by the protease is different from that when unmodified human growth hormone is cleaved with the same protease. The generated difference represents the peak pattern by PEG binding to any one of the protease cleavage, and the difference in the peak pattern can confirm whether the PEG binding and the binding position.

바람직하게는, 본 발명에 따른 프로테아제는 트립신(trypsin), 서브틸리신(subtilisin) 또는 엔도프로테인아제 글루-시(endoproteinase Glu-C) 등이 이용 될 수 있으며, 트립신이 가장 바람직하다.Preferably, the protease according to the present invention may be used trypsin, subtilisin or endoproteinase Glu-C, and trypsin is most preferred.

바람직하게는, 본 발명에 따른 모노-PEG-인간 성장 호르몬의 생물학적 활성을 측정은 공지문헌(Acta Endocrinologica., 119, 326(1988); J. Biolo. Chem., 271(36), 21969(1996); J. endocrinol. Invest., 21, 768(1998))에 따라 수행될 수 있으며, NB2 세포주를 가지고, 세포 증식 분석을 하여 시험관 내의 활성을 측정하는 방법 등이 있다.Preferably, the measurement of the biological activity of the mono-PEG-human growth hormone according to the present invention is known from Acta Endocrinologica., 119, 326 (1988); J. Biolo. Chem., 271 (36), 21969 (1996). J. endocrinol.Invest., 21, 768 (1998)), and have an NB2 cell line, and cell proliferation assay to measure the activity in vitro.

상기한 과제 해결 수단에 의한 본 발명에 따르면, 아미노 말단에 PEG 한 분자를 선택적으로 결합시켜 생물학적 활성 저하를 최소화시키고, 인간 성장 호르몬의 안전성 및 체내 잔류 시간을 증가시킴으로써 생체 내 활성이 지속 가능하다. According to the present invention by the above-mentioned means for solving the problem, in vivo activity is sustained by selectively binding a molecule of PEG to the amino terminal to minimize biological activity degradation, increase the safety and human residence time of human growth hormone.

이하 본 발명을 하기 실시예에 의해 상세히 설명하고자 하나, 하기 실시예는 본 발명을 구체적으로 예시하기 의한 것일 뿐 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples, but the following examples are not intended to limit the scope of the present invention only by exemplifying the present invention in detail.

실시예 1: 아미노 말단에 PEG화 된 인간 성장 호르몬 결합체 제조Example 1 Preparation of Human Growth Hormone Conjugates PEGylated at the Amino Terminals

100 mM 인산칼륨 완충 용액(pH 6.0)에 인간 성장 호르몬을 5mg/mL가 되도록 준비한 후, 평균 분자량 5, 10, 20(이중가지형) 및 23 kDa(삼중가지형)인 4가지 활성화된 메톡시-PEG-알데히드(Shearwater사 및 NOF 사)를 인간 성장 호르몬 : 메톡시-PEG-알데히드의 몰비가 1:2.5, 1:5, 1:7.5 및 1:10이 되도록 상기 용액을 각각 주입하였다. 상기 반응 용액에 환원제인 NaCNBH3(Sigma사, 미국)를 최종 20 mM이 되도록 첨가한 후, 4℃에서 4시간 동안 반응시켰다. After preparing the human growth hormone to 5 mg / mL in 100 mM potassium phosphate buffer solution (pH 6.0), the four activated methoxy with average molecular weight of 5, 10, 20 (double branch) and 23 kDa (triple branch) -PEG-aldehyde (Shearwater and NOF) was injected with the solution so that the molar ratio of human growth hormone: methoxy-PEG-aldehyde was 1: 2.5, 1: 5, 1: 7.5 and 1:10. To the reaction solution was added a reducing agent NaCNBH 3 (Sigma, USA) to the final 20 mM, and then reacted at 4 ℃ for 4 hours.

전처리 단계로서, 반응 종료 및 저분자 물질 제거를 위하여 HiPrep 26/10 탈염(Desalting) 컬럼(GE 헬스케어 사)을 이용하였다. 우선, 2CV(컬럼 부피)의 20 mM 트리스 완충용액(Tris buffer, pH 7.5)으로 컬럼을 평형화시킨 후, 반응 혼합물을 점적하고, 파장 280nm의 자외부 합광계로 검출하였다. 한편, 저분자 물질 제거 방법은 다음과 같다. As a pretreatment step, a HiPrep 26/10 Desalting column (GE Healthcare, Inc.) was used to terminate the reaction and remove the low molecular weight material. First, the column was equilibrated with 2CV (column volume) 20 mM Tris buffer (pH 7.5), and then the reaction mixture was dropped and detected with an ultraviolet photometer having a wavelength of 280 nm. On the other hand, the low molecular material removal method is as follows.

동일한 완충 용액으로 용출하면 크기가 더 큰 PEG로 수식된 인간 성장 호르몬이 먼저 용출되어 나온 다음, 미반응 물질들이 나중에 용출되어 나오므로 저분자 물질을 제거할 수 있었다.Elution with the same buffer solution allowed the removal of low molecular weight material because the larger PEG-modified human growth hormone was eluted first and then the unreacted material was later eluted.

실시예 2: 아미노 말단에 모노-PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 분리Example 2: Isolation of Mono-PEG-Human Growth Hormone Conjugate at the Amino Terminal

실시예 1로부터 수득한 용출 용액으로부터 PEG로 수식된 인간 성장 호르몬을 분리, 정제하기 위해 다음과 같이 수행하였다. In order to isolate and purify the human growth hormone modified with PEG from the elution solution obtained in Example 1, it was carried out as follows.

HPLC 기기(Waters사 600s)를 이용하여 이온교환컬럼(10×100 mm, Source15Q handpacked)에 20mM Tris-HCl(pH 7.5) 완충용액으로 평형화시켰다. PEG화된 반응 혼합물을 컬럼상에 부하시킨 후, 1M NaCl 완충용액으로 20분동안 0 ~ 100 %까지 자동 농도 구배 방법 및 염 농도 구배 방법을 이용하여 멀티-PEG-인간 성장 호르몬, 모노-PEG-인간 성장 호르몬 및 비변형 인간 성장 호르몬으로 용출시켰다. The HPLC instrument (600s, Waters) was equilibrated in an ion exchange column (10 × 100 mm, Source15Q handpacked) with 20 mM Tris-HCl (pH 7.5) buffer. The PEGylated reaction mixture was loaded on a column and then multi-PEG-human growth hormone, mono-PEG-human using an automatic concentration gradient method and a salt concentration gradient method from 0-100% for 20 minutes with 1M NaCl buffer. Eluted with growth hormone and unmodified human growth hormone.

도 2는 이온교환 크로마토그래피를 이용한 모노-PEG-인간 성장 호르몬의 분 리 과정을 나타낸 것이다. PEG 접합 반응의 경우 인간 성장 호르몬의 N-말단에 선택적으로 이루어지고 있으나, 일부 PEG의 경우 N-말단 이외의 부위에 접합되어 한 개 이상의 PEG가 접합된 인간 성장 호르몬이 부산물로 나온다. 도 2b에 나타낸 바와 같이, SDS-PAGE를 통하여 a ~ c가 멀티-PEG-인간성장 호르몬임을 확인하였다. Figure 2 shows the separation of mono-PEG-human growth hormone using ion exchange chromatography. The PEG conjugation reaction is selectively performed at the N-terminus of human growth hormone, but some PEGs are conjugated to a portion other than the N-terminus to produce one or more PEG-conjugated human growth hormones as by-products. As shown in Figure 2b, through SDS-PAGE it was confirmed that a ~ c is a multi-PEG-human growth hormone.

도 3은 PEG (분자량 5kDa, 10kDa, 20kDa 및 23kDa) 및 인간 성장 호르몬 결합 반응물의 이온 교환 크로마토그래피 결과를 나타낸 것이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 낮은 NaCl 농도 하에 PEG의 분자량이 증가함에 따라 PEG-인간 성장 호르몬이 용출됨을 확인할 수 있었으며, 이는 PEG 분자에 기인하는 수용액 하의 높은 유동성 때문인 것으로 사료된다. 특히, 23 kDa의 PEG의 경우 20 kDa의 PEG에 비하여 매우 높은 유동성을 같는 것으로 관찰되었다. Figure 3 shows the ion exchange chromatography results of PEG (molecular weight 5kDa, 10kDa, 20kDa and 23kDa) and human growth hormone binding reactants. As shown in FIG. 3, it was confirmed that PEG-human growth hormone was eluted with increasing molecular weight of PEG under low NaCl concentration, which is considered to be due to high fluidity under aqueous solution due to PEG molecules. In particular, 23 kDa PEG was observed to have very high flowability compared to 20 kDa PEG.

도 4a는 PEG 5kDa-인간성장호르몬 결합체의 SDS-PAGE 젤 결과를 나타낸 것이며, 도 4b는 가장 최적화된 반응 비율을 알아보기 위한 것으로, PEG 5kDa의 비율에 따른 모노-PEG-인간 성장 호르몬의 수득율을 나타낸 그래프이다. 도 4a에 나타낸 바와 같이, PEG/hGH의 비율이 증가함에 따라 보다 많은 모노-PEG-인간 성장 호르몬이 생성됨을 확인할 수 있었다. 반면, 반응비의 증가는 부산물 (side product)의 증가를 초래하기 때문에 반응비의 최적화가 필요함을 알 수 있었다. 대략적으로 PEG 5 kDa의 경우 5 ~ 10의 반응비가 최적화 조건임을 본 실험을 통하여 도출할 수 있었다. Figure 4a shows the SDS-PAGE gel results of PEG 5kDa-human growth hormone conjugate, Figure 4b is to find the most optimized reaction rate, the yield of mono-PEG-human growth hormone according to the ratio of PEG 5kDa The graph shown. As shown in Figure 4a, as the ratio of PEG / hGH increased it was confirmed that more mono-PEG-human growth hormone is produced. On the other hand, it was found that the increase of the reaction ratio leads to the increase of the side product, and therefore, the optimization of the reaction ratio is necessary. In the case of PEG 5 kDa, the reaction ratio of 5 to 10 was optimized through this experiment.

도 5a는 PEG 10kDa-인간성장호르몬 결합체의 SDS-PAGE 젤 결과를 나타낸 것이며, 도 5b는 PEG 10kDa의 비율에 따른 모노-PEG-인간 성장 호르몬의 수득율을 나 타낸 그래프이다. PEG 10kDa를 인간 성장 호르몬에 접합하는 경우도 PEG 5 kDa와 동일하게 약 5 ~ 10의 반응비가 최적화비 임을 확인할 수 있었다. Figure 5a shows the SDS-PAGE gel results of PEG 10kDa-human growth hormone conjugate, Figure 5b is a graph showing the yield of mono-PEG-human growth hormone according to the ratio of PEG 10kDa. In the case of conjugation of PEG 10kDa to human growth hormone, the reaction ratio of about 5 to 10 was the same as the PEG 5 kDa.

도 6a는 PEG 20kDa-인간성장호르몬 결합체의 SDS-PAGE 젤 결과를 나타낸 것이며, 도 6b는 PEG 20kDa의 비율에 따른 모노-PEG-인간 성장 호르몬의 수득율을 나타낸 그래프이다. Figure 6a shows the SDS-PAGE gel results of PEG 20kDa-human growth hormone conjugate, Figure 6b is a graph showing the yield of mono-PEG-human growth hormone according to the ratio of PEG 20kDa.

도 7a는 PEG 23kDa-인간성장호르몬 결합체의 SDS-PAGE 젤 결과를 나타낸 것이며, 도 7b는 PEG 23kDa의 비율에 따른 모노-PEG-인간 성장 호르몬의 수득율을 나타낸 그래프이다. 저분자량의 PEG와 고분자량의 PEG 사이의 반응성 차이는 확인되지 않았으며, 5 ~ 10의 반응비가 최적화비 임을 확인할 수 있었다. Figure 7a shows the SDS-PAGE gel results of PEG 23kDa-human growth hormone conjugate, Figure 7b is a graph showing the yield of mono-PEG-human growth hormone according to the ratio of PEG 23kDa. The difference in reactivity between the low molecular weight PEG and the high molecular weight PEG was not confirmed, and the reaction ratio of 5 to 10 was found to be an optimization ratio.

실시예 3: 분리된 모노-PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 분석Example 3: Analysis of Isolated Mono-PEG-Human Growth Hormone Conjugates

상기의 실시예 2를 통하여 제조된 모노-PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 특성을 확인하기 위하여 하기와 같은 실험을 실시하였다. In order to confirm the properties of the mono-PEG-human growth hormone conjugate prepared through Example 2, the following experiment was carried out.

<3-1> 크기 배제 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography)<3-1> Gel Permeation Chromatography

모노-PEG-인간 성장 호르몬을 크기배재 크로마토그래피를 이용하여 분석하였다. 도 8a에 나타낸 바와 같이, 접합된 PEG의 분자량이 증가함에 따라 보다 작은 용출부피를 나타냄을 확인할 수 있었다. Mono-PEG-human growth hormone was analyzed using size exclusion chromatography. As shown in Figure 8a, it was confirmed that the smaller the elution volume as the molecular weight of the conjugated PEG increases.

<3-2> SDS 단백질 전기영동 실험 (SDS-PAGE)<3-2> SDS Protein Electrophoresis Experiment (SDS-PAGE)

모노-PEG-인간 성장 호르몬을 전기영동 (SDS-PAGE)를 통하여 분석하였으며, 이때 12% 젤을 사용하였다. 도 8b에 나타낸 바와 같이, PEG의 분자량이 증가함에 따라 젤상의 이동거리가 짧아짐을 확인할 수 있었으며, 특히 23 kDa PEG 접합체의 경우 젤상의 크기가 75 kDa 스탠다드와 유사하였고, 크기의 증가가 매우 우수함을 확인할 수 있었다.Mono-PEG-human growth hormone was analyzed via electrophoresis (SDS-PAGE), where 12% gel was used. As shown in Figure 8b, as the molecular weight of the PEG increased the gel phase movement was shortened, especially in the case of the 23 kDa PEG conjugate gel size is similar to the 75 kDa standard, the increase in size is very good I could confirm it.

<3-3> 펩티드 지도화 (Peptide Mapping)<3-3> Peptide Mapping

모노-PEG-인간 성장 호르몬을 펩티드 지도화를 통하여 PEG 접합위치를 확인하였다. 인간 성장 호르몬의 펩티드 지도의 피크는 공지 문헌을 참조하였다(Journal of Chromatography A, 808, 121(1998); Analytical Biochemistry, 122, 348(1982); 및 Biotechnology and Applied Biochemistry, 10, 326(1988)). Mono-PEG-human growth hormone was identified by PEG mapping via PEG mapping. The peaks of the peptide maps of human growth hormone have been referred to known literature ( Journal of Chromatography A , 808, 121 (1998); Analytical Biochemistry , 122, 348 (1982); and Biotechnology and Applied Biochemistry , 10, 326 (1988)). .

모노-PEG-인간 성장 호르몬 및 비변형 인간 성장 호르몬을 0.5M Tris-HCl (pH7.5) 완충 용액 중 농도가 1.5 mg/ml이 되도록 준비하였다. 상기와 같은 완충용액 중 1 mg/ml 트립신 (로슈사, 스위스) 22.5 ul를 각각의 성장호르몬 용액 1 ml과 혼합하여 37℃ 항온조에서 4시간 동안 반응시켜 각각의 단백질을 절단하였다. 단백질 절단물을 C18 HPLC 컬럼을 이용하여 분리하였으며, 이때 분리용매로 0.1% 트리플루오로아세트산 내의 아세토니트릴 선형 기울기를 사용하였다. Mono-PEG-human growth hormone and unmodified human growth hormone were prepared to have a concentration of 1.5 mg / ml in 0.5M Tris-HCl (pH7.5) buffer solution. 22.5 ul of 1 mg / ml trypsin (Roche, Switzerland) in the above buffer was mixed with 1 ml of each growth hormone solution, and reacted for 4 hours in a 37 ° C incubator to cleave each protein. Protein cleavage was separated using a C18 HPLC column, using acetonitrile linear gradient in 0.1% trifluoroacetic acid as a separation solvent.

도 9에 나타낸 바와 같이, 비변형 인간 성장 호르몬의 경우 N-말단 트립신 분해물이 약 27분에 용출되었으나 모노-PEG-인간 성장 호르몬의 경우 동일 시간에 용출피크가 없어짐을 확인할 수 있었다. 이를 통하여 PEG 분자가 인간성장 호르몬의 N-말단에 접합되어 있음을 확인하였다. 또한, 약 57 ~ 61분 내외에서 PEG가 접합된 인간 성장 호르몬 N-말단 분해물이 용출됨을 확인하였으며, PEG의 분자량이 증가함에 따라 용출시간이 증가함을 확인하였다. As shown in FIG. 9, in the case of the unmodified human growth hormone, the N-terminal trypsin digest was eluted at about 27 minutes, but in the case of mono-PEG-human growth hormone, the elution peak disappeared at the same time. This confirmed that the PEG molecule is conjugated to the N-terminus of human growth hormone. In addition, it was confirmed that the PEG-conjugated human growth hormone N-terminal degradation product was eluted within about 57 to 61 minutes, and the elution time was increased as the molecular weight of PEG increased.

실시예 4: 시험관내 활성(In Vitro Bioactivities)Example 4: In Vitro Bioactivities

아미노 말단 모노-PEG-인간 성장 호르몬의 시험관 내 활성도 측정은 인간 성장 호르몬 의존성 유사 분열을 하는 세포인 랫트 노드 림포마(Rat node lymphoma) 세포주 NB2 세포(ECACC, European Collection of Cell Cultures, ECACC #97041101)를 이용하여 시험관내 분석을 하였다. 피셔 배양액(Fisher's medium)에 10% 소 태아 혈청(FBS, feta bovine serum), 0.075% NaCO3, 0.05 mM 2-메르캅토에탄올 및 2 mM 글루타민을 첨가하여 세포를 배양한 후, 분석을 위해서 10% FBS에서 1% FBS 배양액을 사용하였다. 96 웰 플레이트의 웰 당 약 20,000개의 세포를 주입한 후, 상기 실시예에서 분리한 각각의 아미노 말단 모노-PEG화된 인간 성장 호르몬 및 비변형 인간 성장 호르몬(Native hGH)을 각각 희석하여 농도별로 첨가한 후 24시간 동안 37℃, CO2 배양기에서 배양하였다. 후속하여, 세포의 성장 정도를 측정하기 위해 세포 염색약(cell titer 96 Aqueous One Solution, Promega사, 미국)을 각 웰에 10uL씩 넣은 후 2시간 동안 배양한 다음 590nm 흡광도를 측정하여 각 시료의 역가를 계산하였다. In vitro activity measurement of amino-terminated mono-PEG-human growth hormone was assessed in rat node lymphoma cell line NB2 cells (ECACC, European Collection of Cell Cultures, ECACC # 97041101), which are human growth hormone-dependent mitosis cells. In vitro analysis was performed using Fischer's medium was incubated with 10% fetal bovine serum (FBS), 0.075% NaCO 3 , 0.05 mM 2-mercaptoethanol and 2 mM glutamine in Fisher's medium and then 10% for analysis. 1% FBS culture was used in FBS. After injecting about 20,000 cells per well of a 96 well plate, each of the amino terminal mono-PEGylated human growth hormone and the unmodified human growth hormone (Native hGH) isolated in the above example was diluted and added in different concentrations. After incubation for 24 hours at 37 ℃, CO 2 incubator. Subsequently, to measure the growth of the cells, 10 μL of cell dye (Cell titer 96 Aqueous One Solution, Promega, USA) was added to each well, followed by incubation for 2 hours, and then the absorbance of each sample was measured by measuring 590 nm absorbance. Calculated.

도 10에 나타낸 바와 같이, 약물의 농도가 증가함에 따라 세포의 증식이 유도되어 보다 많은 수의 세포가 배양기 내에 존재함을 확인할 수 있었다. 상기 결과를 바탕으로 EC50의 값을 산출하였다. 각각 계산된 EC50 값의 경우 인간 성장 호르몬 0.36 ng/ml, PEG5k-인간 성장 호르몬 0.76 ng/ml, PEG10k-인간 성장 호르몬 0.85 ng/ml, PEG20k-인간 성장 호르몬 1.63 ng/ml 및 PEG23k-인간 성장 호르몬 0.99 ng/ml 임을 확인하였다. As shown in FIG. 10, as the concentration of the drug was increased, the proliferation of cells was induced, indicating that a greater number of cells were present in the incubator. Based on the results, the value of EC50 was calculated. For each calculated EC50 value, human growth hormone 0.36 ng / ml, PEG5k-human growth hormone 0.76 ng / ml, PEG10k-human growth hormone 0.85 ng / ml, PEG20k-human growth hormone 1.63 ng / ml and PEG23k-human growth hormone 0.99 ng / ml was confirmed.

또한, PEG23k-인간 성장 호르몬의 경우 분자량이 증가하여도 오히려 역가가 증가됨을 PEG20k-인간 성장 호르몬과의 비교를 통하여 알 수 있었다. 이는 전술한 바와 같이, 인간 성장 호르몬에 접합된 PEG의 분자 구조가 삼중가지형 이기 때문에 세포의 수용체와의 결함이 보다 수월하기 때문인 것으로 판단될 수 있다.In addition, PEG23k-human growth hormone was found to increase the titer even if the molecular weight is increased through comparison with PEG20k-human growth hormone. As described above, it may be determined that the defect with the receptor of the cell is easier because the molecular structure of PEG conjugated to the human growth hormone is triple branched.

실시예 5: 생체 내 약물동력학적 특성 (Pharmacokinetics)Example 5: Pharmacokinetics in vivo

약물 동력학적 시험을 위하여 수컷 랫트(Sprague Dawley rat, 한림실험동물) 6주령의 경배부 피하에 아미노 말단 PEG-인간 성장 호르몬 및 각각의 모노 PEG-인간 성장 호르몬 결합체를 26G 주사기(1mL, (주)한국백신)로 100μg/kg 랫트, 200 mL를 모든 군에 대하여 1회 투여하였다. For pharmacokinetic testing, a 6-week-old subcutaneous subcutaneous amino acid PEG-human growth hormone and each mono PEG-human growth hormone conjugate was injected into a 26G syringe (1 mL, Ltd.) for pharmacokinetic testing. Korean vaccine), 100 μg / kg rat, 200 mL was administered once for all groups.

도 11a 및 11b에 나타낸 바와 같이, 비변형 hGH 및 모노 PEG-인간 성장 호르몬 결합체를 비교해 보면, 비변형 hGH는 최고 혈중 농도(Cmax)가 모노 PEG-인간 성장 호르몬 결합체보다 약 8배 높지만, 체내 반감기(Half-life)와 평균체류시간(MRT)은 1시간 및 1.6시간으로서 단기간 내에 소실되는 것을 볼 수 있었다. 또한, 20 kDa 및 23 kDa 모노-PEG-hGH를 비교해보면, 23 kDa 모노-PEG-hGH가 반감기 및 평균체류시간이 증가된 것을 알 수 있다. 따라서, 모노-PEG-hGH, 특히 23 kDa 모노-PEG-hGH를 투여하면 비변형 hGH보다 체내 지속 시간이 증가되어 단백질 치료에 있어서 경제적, 치료학적 측면을 획기적으로 변화시킬 수 있음을 알 수 있다.As shown in FIGS. 11A and 11B, comparing the unmodified hGH and mono PEG-human growth hormone conjugates, the unmodified hGH has a peak blood concentration (Cmax) about 8 times higher than the mono PEG-human growth hormone conjugate, but has a half-life in the body. Half-life and mean residence time (MRT) were lost within a short period of time, 1 hour and 1.6 hours. In addition, when comparing 20 kDa and 23 kDa mono-PEG-hGH, it can be seen that the half-life and average residence time of 23 kDa mono-PEG-hGH increased. Therefore, it can be seen that administration of mono-PEG-hGH, in particular 23 kDa mono-PEG-hGH, can increase the duration of the body than unmodified hGH, which can dramatically change the economic and therapeutic aspects of protein treatment.

실시예 6: 생체 내 활성 측정Example 6: In Vivo Activity Measurement

모노-PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 생체 내 활성을 측정하기 위하여 뇌하수체가 제거된 5주령의 수컷 랫트(Hypsectomized Sprague Dawley rat, SLC사, 일 본)를 이용하여 하기의 실험을 실시하였다.In order to measure the in vivo activity of the mono-PEG-human growth hormone conjugate, the following experiment was performed using a 5-week old male rat (Hypsectomized Sprague Dawley rat, SLC, Japan).

<6-1> 몸무게 증감 측정<6-1> Weight increase and decrease measurement

뇌하수체가 제거된 5주령의 수컷 랫트를 대상으로 몸무게 증가 시험을 수행하였다. 용매 대조군과 비변형 hGH, 모노-20 kDa, 23 kDa PEG-hGH 결합체를 랫트의 경배부 피하에 투여하였고, 표 1에 투여농도 및 용량을 나타내었다.Weight gain tests were performed on 5 week-old male rats whose pituitary glands were removed. Solvent control and unmodified hGH, mono-20 kDa, 23 kDa PEG-hGH conjugates were administered subcutaneously in rats, and the concentrations and doses are shown in Table 1.

그룹group 투여약물Medication 투여용량Dosage 투여방법Dosing method 1One PBS(대조군)PBS (Control) 500 ul500 ul 1회/1주, 2주간 투여Once / week, 2 weeks 22 hGH(Daily)hGH (Daily) 30 ㎍/회, 200 ul30 μg / time, 200 ul 1회/하루, 2주간 투여Once / day, 2 weeks 33 hGH(Bolus)hGH (Bolus) 210 ㎍/회, 500 ul210 μg / time, 500 ul 1회/1주, 2주간 투여Once / week, 2 weeks 44 20 kDa PEG-hGH20 kDa PEG-hGH 210 ㎍/회, 500 ul210 μg / time, 500 ul 1회/1주, 2주간 투여Once / week, 2 weeks 55 23 kDa PEG-hGH23 kDa PEG-hGH 630 ㎍/회, 500 ul630 μg / time, 500 ul 1회/1주, 2주간 투여Once / week, 2 weeks

도 12는 각 시료의 투여 후 몸무게 증감의 결과를 나타낸 것이다. 스탠다드로 사용한 비변형 인간 성장 호르몬은 1주(7일) 분량을 1회에 주입하여도 몸무게 증가 효과가 하루정도 지속되다가 급속하게 감소하여 일주일이 경과하자 주입하기 전의 상태로 돌아갔으며, 7일 경과 후, 두 번째 약물을 투입한 후에도 비슷한 경향을 보여 지속적인 활성이 없는 것으로 나타났다. 그러나, 매일 1회씩 투여하였을 때는 몸무게의 증가가 관찰되어, 비변형 인간 성장 호르몬이 지속적으로 생체내 활성을 갖기 위해서는 매일 투여해야 함을 확인하였다. 12 shows the results of weight increase and decrease after administration of each sample. The unmodified human growth hormone used as a standard, even if a week (7 days) dose is injected once, the weight gain effect lasts for about a day, then rapidly decreases, and returns to the state before the injection after 7 days. Later, after the second drug was injected, there was a similar tendency and there was no continuous activity. However, when administered once daily, an increase in body weight was observed, confirming that unmodified human growth hormone should be administered daily in order to have continuous in vivo activity.

반면, 모노 20 kDa 및 23 kDa PEG-hGH을 1회 투여하였을 경우 투여 후 각각 4일과 7일 동안 매일 비변형 hGH을 투여한 군과 같은 활성을 유지하였고, 특히 23 kDa PEG-hGH은 7일경과 2번째 주입 후, 매일 비변형 hGH을 투여한 군보다 뛰어난 활성을 2주까지 유지하였다. On the other hand, when mono 20 kDa and 23 kDa PEG-hGH were administered once, they maintained the same activity as the group that received unmodified hGH daily for 4 and 7 days after administration, in particular, 23 kDa PEG-hGH was observed after 7 days. After the second infusion, the activity was maintained up to two weeks better than the group that received daily unmodified hGH.

따라서, 모노 20 kDa 및 23 kDa PEG-hGH은 비변형 hGH과 비교하여 우수한 지속적인 활성을 가지며, 20 kDa 보다 23 kDa PEG-hGH의 지속적인 활성이 증가되었음을 확인할 수 있었다. 이를 통하여, 현재 1일/1회 주사형으로만 이용되고 있는 비변형 hGH의 치료학적 한계를 해결할 수 있다.Thus, mono 20 kDa and 23 kDa PEG-hGH has superior sustained activity compared to unmodified hGH, it was confirmed that the sustained activity of 23 kDa PEG-hGH increased than 20 kDa. Through this, it is possible to solve the therapeutic limitation of the unmodified hGH which is currently used only once daily / injection type.

<6-2> 성장판 증감 측정<6-2> growth plate increase and decrease measurement

도 13a 및 13b에 나타낸 바와 같이, 실시예 <6-1>에서 2주간 약물 투여후 뇌하수체 제거된 래트를 개복하고, 성장판을 추출하여 조지학적 단면을 촬영한 다음, 그 결과를 통계화하였다. 비변형 hGH을 1회 주입한 래트의 성장판 단면은 아무 약물도 주입하지 않은 대조군과 같은 성장판두께를 나타내어 전혀 성장이 이루어 지지 않았음을 확인할 수 있었고, 매일 비변형 hGH을 주입한 래트의 성장판두께는 대조군보다 약 1.5배 가량 두꺼워진 것을 확인할 수 있었다. As shown in FIGS. 13A and 13B, rats removed from the pituitary gland after drug administration for 2 weeks in Example <6-1> were opened, the growth plates were extracted, images of geological sections, and the results were statistically analyzed. The growth plate cross-section of rats injected with unmodified hGH showed the same growth plate thickness as the control group injected with no drug, indicating that no growth was achieved. The growth plate thickness of rats injected with unmodified hGH daily was About 1.5 times thicker than the control group was confirmed.

그러나, 20 kDa PEG-hGH은 한번의 주입으로도 처음보다 성장판 두께가 향상되었으며, 특히 23 kDa PEG-hGH은 매일 비변형 hGH을 주입한 래트보다 통계적으로도 유의성있게 두께의 향상을 나타내었다. However, 20 kDa PEG-hGH improved the thickness of the growth plate from the first injection, especially 23 kDa PEG-hGH showed a statistically significant improvement of the thickness than the rat injected with the daily unmodified hGH.

따라서, 모노-PEG-인간 성장 호르몬 결합체는 몸무게를 향상시킬 뿐만 아니라 성장판 조직의 두께향상에서 실질적으로 효과가 있음을 확인할 수 있었다.Therefore, it was confirmed that the mono-PEG-human growth hormone conjugate is substantially effective in improving the thickness of the growth plate tissue as well as improving the weight.

<6-3> 투여량에 따른 모노-PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 몸무게 증감 측정<6-3> Body weight increase and decrease of mono-PEG-human growth hormone conjugate according to the dose

실시예 <6-1> 및 <6-2>에 나타낸 바와 같이, 그 효과가 우수한 23 kDa PEG-hGH의 투여량에 따른 생체 내 활성을 측정하기 위하여 뇌하수체가 제거된 5주령의 수컷 랫트를 이용하여 몸무게 증감을 측정하였다. 하기의 표 2과 같은 투여농도 및 용량으로, 용매 대조군, 비변형 인간 성장 호르몬 및 23 kDa PEG-hGH 결합체를 랫트의 경배부 피하에 26G 주사기로 투여하였다.As shown in Examples <6-1> and <6-2>, 5-week-old male rats whose pituitary glands were removed to measure in vivo activity according to the high dose of 23 kDa PEG-hGH The weight increase and decrease was measured. At the dosages and doses shown in Table 2 below, solvent controls, unmodified human growth hormone, and 23 kDa PEG-hGH conjugates were administered in 26G syringes subcutaneously in rats.

그룹group 투여약물Medication 투여용량Dosage 투여방법Dosing method 1One PBS(대조군)PBS (Control) 500 ul500 ul 1회/1주, 2주간 투여Once / week, 2 weeks 22 hGH(Daily)hGH (Daily) 30 ㎍/회, 200 ul30 μg / time, 200 ul 1회/하루, 2주간 투여Once / day, 2 weeks 33 23 kDa PEG-hGH23 kDa PEG-hGH 70 ㎍/회, 500 ul70 μg / time, 500 ul 1회/1주, 2주간 투여Once / week, 2 weeks 44 23 kDa PEG-hGH23 kDa PEG-hGH 210 ㎍/회, 500 ul210 μg / time, 500 ul 1회/1주, 2주간 투여Once / week, 2 weeks 55 23 kDa PEG-hGH23 kDa PEG-hGH 630 ㎍/회, 500 ul630 μg / time, 500 ul 1회/1주, 2주간 투여Once / week, 2 weeks

도 14에 나타낸 바와 같이, 실시예 <6-1>과 동일하게 비변형 hGH은 매일 주입하자 지속적인 몸무게의 증가를 나타내었으며, 다양한 주입량의 23 kDa PEG-hGH의 몸무게 증가는 주입량이 증가할수록 래트의 몸무게도 증가하였다. As shown in FIG. 14, the same unchanged hGH as in Example <6-1> showed a continuous increase in body weight after daily injection, and the increase in weight of 23 kDa PEG-hGH at various doses was increased in rats. I also gained weight.

그러나, 210ug 및 630ug의 투여된 23 kDa PEG-hGH는 7일 경과 후 매일 비변형 hGH을 주입한 군과 유사한 몸무게로 유지되는 것으로 확인되는 바, 1주(7일)에 한번 주입하여 유사한 생체내 활성을 나타내므로 과량의 주입량이 요구되지 않음을 확인할 수 있었다.However, 210 ug and 630 ug administered 23 kDa PEG-hGH was found to remain at the same body weight as the group that received the unmodified hGH daily after 7 days, and injected once a week (7 days) in a similar in vivo Since the activity is shown, it was confirmed that an excessive injection amount was not required.

또한, 실시예 <6-1>(도 12) 및 <6-3>(도 14)를 비교해 보면, 20 kDa PEG-hGH를 210 ug 투여군 및 23kDa PEG-hGH 70 ug 투여군의 경우 유사한 체중 증가 경향을 보이는 것을 알 수 있었으며, 23kDa PEG-hGH가 약 3배 정도의 향상된 체내 활성을 보이는 것을 확인할 수 있었다.In addition, when comparing Examples <6-1> (FIG. 12) and <6-3> (FIG. 14), a similar weight gain tendency was observed in a 210 ug group administered with 20 kDa PEG-hGH and a 70 ug group administered with 23 kDa PEG-hGH. It was found that the 23kDa PEG-hGH showed an enhanced body activity of about three times.

도 1은 hGH와 PEG의 접합 후 얻어지는 결과물 중 모노-PEG-hGH를 분리하는 과정에 관한 것이다.1 relates to a process for separating mono-PEG-hGH from the result obtained after conjugation of hGH and PEG.

도 2a는 hGH에 5 kDa의 PEG를 몰 비율별로 (hGH:PEG = 1:2.5, 1:5, 1:7.5 및 1:10) 개질한 결합체의 이온교환크로마토그래피의 크로마토그램을 도식화한 것이다.FIG. 2A is a schematic diagram of the chromatogram of ion exchange chromatography of a binder modified by molar ratio of 5 kDa PEG to hGH (hGH: PEG = 1: 2.5, 1: 5, 1: 7.5 and 1:10).

도 2b는 도 2a의 피크a 내지 f 의 SDS-폴리아크릴아마이드 젤 사진으로, 각각 레인 a 내지 c는 멀티-PEG-hGH, 레인 d는 모노-PEG-hGH, 레인 e는 hGH 미반응물 및 Lane f는 미반응 hGH 응집물에 관한 것이다.FIG. 2B is a photograph of SDS-polyacrylamide gel of peaks a to f of FIG. 2A, with lanes a to c as multi-PEG-hGH, lane d as mono-PEG-hGH, lane e as hGH unreacted and lane f, respectively. Relates to unreacted hGH aggregates.

도 3은 hGH에 5 kDa, 10 kDa, 20 kDa 및 23 kDa의 PEG를 개질한 PEG-hGH 결합 반응물의 이온교환크로마토그래피에 관한 것이다. Figure 3 relates to ion exchange chromatography of PEG-hGH binding reactants with PEG modified with 5 kDa, 10 kDa, 20 kDa and 23 kDa in hGH.

도 4a는 hGH에 PEG 5 kDa 을 비율별로 (1:2.5, 1:5, 1:7.5 및 1:10) 개질한 결합체의 SDS-폴리아크릴아마이드 젤 결과에 관한 것이다.FIG. 4A relates to SDS-polyacrylamide gel results of conjugates modified with the ratio of PEG 5 kDa to hGH (1: 2.5, 1: 5, 1: 7.5 and 1:10).

도 4b는 hGH에 PEG 5 kDa 을 비율별로 (1:2.5, 1:5, 1:7.5 및 1:10) 개질한 결합체의 미 반응물(Unreacted hGH), 기타 물질(Side Product) 및 PEG5k-hGH 결합체의 수득율을 나탄낸 것으로 최적 반응 비율에 관한 것이다.FIG. 4B shows unreacted hGH, other product (Side Product) and PEG5k-hGH conjugates of modified conjugates with PEG 5 kDa ratios (1: 2.5, 1: 5, 1: 7.5 and 1:10) in hGH It shows the yield of and relates to the optimal reaction rate.

도 5a는 hGH에 PEG 10 kDa 을 비율별로 개질한 결합체의 SDS-폴리아크릴아마이드 젤 사진에 관한 것이다.Figure 5a relates to a SDS-polyacrylamide gel picture of the conjugate modified by the ratio of PEG 10 kDa to hGH.

도 5b는 hGH에 PEG 10 kDa 을 비율별로 개질한 결합체의 미 반응물, 기타 물질 및 PEG5k-hGH 결합체의 수득율을 나탄낸 것으로 최적 반응 비율에 관한 것이다.Figure 5b shows the yield of unreacted materials, other substances and PEG5k-hGH conjugate of the conjugate modified by the ratio of PEG 10 kDa to hGH in relation to the optimum reaction ratio.

도 6a는 hGH에 PEG 20 kDa 을 비율별로 개질한 결합체의 SDS-폴리아크릴아마이드 젤 사진에 관한 것이다.FIG. 6A relates to a SDS-polyacrylamide gel photograph of a conjugate in which the ratio of 20 kDa PEG to hGH is modified.

도 6b는 hGH에 PEG 20 kDa 을 비율별로 개질한 결합체의 미 반응물, 기타 물질 및 PEG5k-hGH 결합체의 수득율을 나탄낸 것으로 최적 반응 비율에 관한 것이다.Figure 6b shows the yield of unreacted, other substances and PEG5k-hGH conjugate of the conjugate modified by the ratio of PEG 20 kDa to hGH in relation to the optimum reaction ratio.

도 7a는 hGH에 삼중가지형 PEG 23 kDa 을 비율별로 개질한 결합체의 SDS-폴리아크릴아마이드 젤 사진에 관한 것이다.FIG. 7A relates to a SDS-polyacrylamide gel photograph of a conjugate in which the ratio of tri-branched PEG 23 kDa to hGH is modified in proportion.

도 7b는 hGH에 PEG 23 kDa 을 비율별로 개질한 결합체의 미 반응물, 기타 물질 및 PEG5k-hGH 결합체의 수득율을 나탄낸 것으로 최적 반응 비율에 관한 것이다.Figure 7b shows the yield of unreacted, other substances and PEG5k-hGH conjugate of the conjugate modified by the ratio of PEG 23 kDa to hGH relative to the optimum reaction ratio.

도 8a는 비변형 hGH 와 hGH에 5 kDa, 10 kDa, 20 kDa 및 23 kDa의 PEG를 개질한 PEG-hGH 결합체 중 모노-PEG-hGH의 크기 배제 크로마토그래피(GPC, Gel Permi Chromatography)의 크로마토그램을 나타낸 것이다.FIG. 8A is a chromatogram of unmodified hGH and size exclusion chromatography (GPC, Gel Permi Chromatography) of mono-PEG-hGH in PEG-hGH conjugates modified with 5 kDa, 10 kDa, 20 kDa and 23 kDa PEG It is shown.

도 8b는 비변형 hGH 와 hGH에 5 kDa, 10 kDa, 20 kDa 및 23 kDa의 PEG를 개질한 PEG-hGH 결합체 중 최종 분리된 모노-PEG-hGH의 SDS-폴리아크릴아마이드 젤 사진에 관한 것이다.FIG. 8B relates to the SDS-polyacrylamide gel photograph of mono-PEG-hGH finally isolated in unmodified hGH and PEG-hGH conjugate modified PEG at 5 kDa, 10 kDa, 20 kDa and 23 kDa.

도 9는 비변형 hGH 와 비변형 hGH 와 5 kDa, 10 kDa, 20 kDa, 23 kDa 모노-PEG-hGH의 펩티드 지도(Peptide mapping) 이다.9 is a peptide mapping of unmodified hGH and unmodified hGH with 5 kDa, 10 kDa, 20 kDa, 23 kDa mono-PEG-hGH.

도 10은 비변형 hGH, 5 kDa, 10 kDa, 20 kDa, 23 kDa 모노-PEG-hGH를 NB2세포에 투여하여 농도에 따른 세포 성장에 관한 것으로 시험관내 활성을 측정한 것이다.FIG. 10 shows the in vitro activity of unmodified hGH, 5 kDa, 10 kDa, 20 kDa, 23 kDa mono-PEG-hGH administered to NB2 cells, and cell growth according to concentration.

도 11a는 비변형 hGH, 20 kDa, 23 kDa 모노-PEG-hGH를 SD 랫트에 1회 투여하 여 hGH의 최고혈중농도(Cmax), 최고 혈중약물농도 시간(Tmax), 혈중약물농도 곡선하 면적(AUC), 반감기(Half-life), 소실(CL/F), 평균체류시간(MRT)에 관한 것으로 생체내 약물동력학적특성을 측정한 것이다.11a shows the highest blood concentration (Cmax), highest blood drug concentration time (Tmax), and blood drug concentration curve area of hGH with unmodified hGH, 20 kDa, 23 kDa mono-PEG-hGH administered once to SD rats. (AUC), half-life, loss (CL / F), mean residence time (MRT), and in vivo pharmacokinetic measurements.

도 11b는 비변형 hGH, 20 kDa, 23 kDa 모노-PEG-hGH를 SD 랫트에 투여하여 시간에 따른 hGH 혈중농도에 관한 것으로 생체내 약물동력학적특성을 측정한 것이다.FIG. 11B shows the pharmacokinetic characteristics of hGH over time as unmodified hGH, 20 kDa, and 23 kDa mono-PEG-hGH were administered to SD rats.

도 12는 용매 대조군, 비변형 hGH, 20 kDA, 23 kDa 모노-PEG-hGH를 뇌하수체가 제거된 랫트에 투여하여 시간에 따른 몸무게 증가에 관한 것으로, 비변형 hGH는 Daily 주사 및 2회 Bolus 주사하였고 20 kDA, 23 kDa 모노-PEG-hGH는 2회 주사 하여 생체내 활성을 측정한 것이다.Figure 12 relates to weight gain over time by administering a solvent control, unmodified hGH, 20 kDA, 23 kDa mono-PEG-hGH to rats without pituitary gland, and unmodified hGH was injected daily with Bolus injection 20 kDA, 23 kDa mono-PEG-hGH is measured in vivo for two injections.

도 13a는 용매 대조군, 비변형 hGH, 20 kDA, 23 kDa 모노-PEG-hGH를 뇌하수체가 제거된 랫트에 투여하여 2주후 랫트의 뼈 골격 단면을 촬영한 것으로 생체내 활성을 측정한 것이다.FIG. 13A shows a bone skeletal cross section of the rat after 2 weeks of administration of a solvent control group, unmodified hGH, 20 kDA, and 23 kDa mono-PEG-hGH to the pituitary gland from which rats were measured, and measured in vivo.

도 13 b는 도 13 a는 용매 대조군, 비변형 hGH, 20 kDA, 23 kDa 모노-PEG-hGH를 뇌하수체가 제거된 랫트에 투여하여 2주후 랫트의 뼈 골격 단면을 수치화 한 것으로 통계적으로 나타낸 것이다.Figure 13b is a statistical representation of the bone skeletal cross-section of the rat 2 weeks after the administration of the control group, unmodified hGH, 20 kDA, 23 kDa mono-PEG-hGH in the pituitary gland removed rats.

도 14는 용매 대조군, 비변형 hGH 및 다양한 복용량(Dose)의 23 kDa 모노-PEG-hGH를 뇌하수체가 제거된 랫트에 투여하여 시간에 따른 몸무게 증가에 관한 것으로, 비변형 hGH는 Daily 주사 하였고 23 kDa 모노-PEG-hGH는 2회 주사 하여 생체내 활성을 측정한 것이다.Figure 14 relates to weight gain over time by administering a solvent control, unmodified hGH and various doses of 23 kDa mono-PEG-hGH to rats without pituitary gland, where unmodified hGH was injected daily and 23 kDa Mono-PEG-hGH is measured in vivo for two injections.

도 15는 단백질-PEG 결합에서 PEG의 분자 구조 및 결합 부위에 따른 결합의 문제점을 나타낸 것이다. Figure 15 shows the problem of binding along the molecular structure and binding site of PEG in protein-PEG binding.

Claims (17)

인간 성장 호르몬 및 20 kDa ~ 50 kDa의 분자량을 가지는 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol, PEG)을 포함하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체.A PEG-human growth hormone conjugate comprising human growth hormone and polyethylene glycol (PEG) having a molecular weight of 20 kDa to 50 kDa. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, PEG는 메톡시폴리에틸렌 글리콜 알데히드(methoxyPEG aldehyde, mPEG-ALD)임을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체.PEG is a PEG-human growth hormone conjugate, characterized in that methoxypolyethylene glycol aldehyde (methoxyPEG aldehyde, mPEG-ALD). 제 1항에 있어서, The method of claim 1, PEG가 다중가지 형태임을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체.PEG-human growth hormone conjugate, characterized in that the PEG is in multiple forms. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, PEG가 삼중가지 형태임을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체. PEG-human growth hormone conjugate, characterized in that the PEG is in three forms. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, PEG가 23 kDa 의 분자량을 가지는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체.PEG-human growth hormone conjugate, wherein PEG has a molecular weight of 23 kDa. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, PEG가 모노 PEG 임을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체.PEG-human growth hormone conjugate, characterized in that PEG is mono PEG. 인간 성장 호르몬 및 20 kDa ~ 50 kDa의 분자량을 가지는 PEG를 환원제의 존재하에서 반응시키는 것을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 제조방법.A method for producing a PEG-human growth hormone conjugate, characterized by reacting human growth hormone and PEG having a molecular weight of 20 kDa to 50 kDa in the presence of a reducing agent. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein PEG는 메톡시폴리에틸렌 글리콜 알데히드(methoxyPEG aldehyde, mPEG-ALD)임을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 제조방법.PEG is a methoxy polyethylene glycol aldehyde (methoxyPEG aldehyde, mPEG-ALD), characterized in that the PEG-human growth hormone conjugate. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein PEG가 다중가지 형태임을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 제조방법.Method for producing a PEG-human growth hormone conjugate, characterized in that the PEG in multiple forms. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein PEG가 삼중가지 형태임을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 제조방법. Method for producing a PEG-human growth hormone conjugate, characterized in that the PEG is in three forms. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein PEG가 23 kDa 의 분자량을 가지는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 제조방법.A process for preparing a PEG-human growth hormone conjugate, wherein PEG has a molecular weight of 23 kDa. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein PEG가 모노 PEG 임을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 제조방법.Method for producing a PEG-human growth hormone conjugate, characterized in that the PEG is a mono PEG. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein PEG-인간 성장 호르몬의 반응 몰비가 2 ~ 20임을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬의 제조 방법.Method for producing PEG-human growth hormone, characterized in that the reaction molar ratio of PEG-human growth hormone is 2 to 20. 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 환원제가 NaCNBH3인 것을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 제조 방법.A method of producing a PEG-human growth hormone conjugate, characterized in that the reducing agent is NaCNBH 3 . 제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein PEG-인간 성장 호르몬의 반응 혼합물을 pH 5.0 ~ 7.0의 완충용액 하에서 1 ~ 24시간 반응하는 것을 특징으로 하는, PEG-인간 성장 호르몬 결합체의 제조방법. Method for producing a PEG-human growth hormone conjugate, characterized in that the reaction mixture of PEG-human growth hormone is reacted for 1 to 24 hours in a buffer solution of pH 5.0 ~ 7.0. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항을 유효성분으로 포함하는, 왜소증 및 성장 호르몬 결핍증 치료용 약학 조성물.A pharmaceutical composition for treating dwarfism and growth hormone deficiency, comprising any one of claims 1 to 6 as an active ingredient. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항을 유효성분으로 포함하는, 당뇨성 궤양 질환 치료용 약학 조성물.A pharmaceutical composition for treating diabetic ulcer disease, comprising any one of claims 1 to 6 as an active ingredient.
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