KR20160136695A - The synthesis method of cyclic peptide by pre-activation cyclization and cyclic peptide synthesized thereby - Google Patents

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KR20160136695A KR1020150070578A KR20150070578A KR20160136695A KR 20160136695 A KR20160136695 A KR 20160136695A KR 1020150070578 A KR1020150070578 A KR 1020150070578A KR 20150070578 A KR20150070578 A KR 20150070578A KR 20160136695 A KR20160136695 A KR 20160136695A
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Abstract

The present invention relates to a synthesis method of a cyclic peptide, and a cyclic peptide synthesized thereby. The synthesis method of a cyclic peptide comprises the following steps: (A) forming a linear peptide which has amine groups at both ends and consists of 20-50 amino acids; (B) protecting one amine end group of the linear peptide with a protective group, and mixing the other amine end group of the linear peptide and a succinyl compound to form a carboxyl group; (C) causing a reaction between the carboxyl group formed on the linear peptide and a hydroxyl group-containing cyclic compound, thereby forming an ester group; (D) removing the protective group which protects one amine end group of the linear peptide; and (E) causing a reaction between the protective group-free amine formed on one side of the linear peptide and the ester group formed on the other side of the linear peptide, thereby forming a cyclic peptide. Accordingly, the synthesis method of a cyclic peptide can make a peptide consisting of at least 20 amino acids into a cyclic peptide unlike a conventional synthesis method.

Description

고리형 펩타이드의 사전 활성화 합성방법 및 이에 따라 합성된 고리형 펩타이드{The synthesis method of cyclic peptide by pre-activation cyclization and cyclic peptide synthesized thereby}The present invention relates to a method for preactivating cyclic peptides and a cyclic peptide synthesized by the method,

본 발명은 종래에는 합성이 매우 어려웠던 아미노산 20개 이상의 거대 선형 펩타이드를 이용한 거대 고리형 펩타이드의 합성방법 및 이에 따라 합성된 고리형 펩타이드에 관한 것이다.The present invention relates to a method for synthesizing macrocyclic peptides using 20 or more amino acid giant linear peptides, which have been difficult to synthesize in the past, and to the thus synthesized cyclic peptides.

고리형 펩타이드(cyclic peptide)는 약물, 신소재 등의 개발에 있어 일반적인 선형 펩타이드에 비하여 많은 장점을 가지고 있다. 특히 단백질분해효소에 대한 저항이 크며 또한 입체 형태가 제한되어 구조적으로 안정하다는 장점이 있다.The cyclic peptide has many advantages over conventional linear peptides in the development of drugs and new materials. In particular, it has a high resistance to proteolytic enzymes and is structurally stable due to limited stereoselectivity.

상기 고리형 펩타이드의 이러한 구조적 강성은 접힌 단백질의 안정화된 상태를 더욱 모방하고 대상 바인딩과 관련된 엔트로피 페널티를 최소화 하는데 도움이 된다. 이러한 이유로 인해, 고리형 펩타이드는 유망한 고분자량 약물 후보로 고려되고 있다.This structural stiffness of the cyclic peptide further aids in mimicking the stabilized state of the folded protein and minimizing entropic penalties associated with binding of the target. For this reason, cyclic peptides are considered as promising high molecular weight drug candidates.

또한, 고리형 펩타이드는 자기 조립(self-assembly)을 위한 빌딩 블록의 특성을 보여주고, 안정한 2차 구조, 비정상적으로 높은 열안정성 및 잘 제어된 형태학적 특징을 가진 자기 조립된 펩타이드 나노구조로의 형성이 가능하다. In addition, the cyclic peptides demonstrate the properties of building blocks for self-assembly and can be used as self-assembled peptide nanostructures with a stable secondary structure, abnormally high thermal stability, and well-controlled morphological characteristics. Lt; / RTI >

종래에 펩타이드 고리화(cyclization)에 대한 많은 합성방법이 개발되었으나, 이는 상대적으로 저분자량, 예컨대 아미노산이 20개 미만의 펩타이드를 이용한 고리화 반응에 관한 것이 대부분으로서, 이러한 저분자량 고리형 펩타이드의 제조는 주로 간단하고 쉽게 수행될 수 있다. Conventionally, many synthetic methods for peptide cyclization have been developed, but most of them relate to a cyclization reaction using a relatively low molecular weight peptide, for example, less than 20 amino acids, and the production of such a low molecular weight cyclic peptide Can be performed simply and easily.

그러나, 아미노산이 20개 이상인 거대 고리형 펩타이드는 합성이 매우 어려우며 합성 수율 또한 너무 낮아 연구에 필요한 정도의 양은 합성이 가능하지만, 상업화를 위한 대량 생산은 거의 불가능한 상황이다.However, macrocyclic peptides with more than 20 amino acids are very difficult to synthesize and synthesis yields are too low to synthesize as much as needed for research, but mass production for commercialization is almost impossible.

펩타이드 또는 단백질은 생물학적 방법에 의해 고리화될 수 있다. 그러나, 비극성, 양친매성 및 화학적으로 변형된 펩타이드로 만들어지는 것은 제한된다. Peptides or proteins can be cyclized by biological methods. However, the production of nonpolar, amphipathic and chemically modified peptides is limited.

구체적으로, 선형 펩타이드의 양 말단은 분자 사이의 고리화를 위해 아주 가까이 놓이는데, 상기 분자 사이의 반응을 위해, 펩타이드 고리화 반응은 고희석 상태 하에서 수행된다. 상기 분자간 고리화 반응은 일반적인 분자간 반응 보다 훨씬 느릴 뿐만 아니라, 전형적으로 서로 작용이 감소하여 충분히 가까이 놓여진 양 말단에 의해 고리화되어 거대 고리형 펩타이드를 합성하는 것은 매우 어렵다.Specifically, both ends of the linear peptide are placed very close for cyclization between the molecules, and for the reaction between the molecules, the peptide cyclization reaction is carried out under high heptic state. The intermolecular cyclisation reaction is much slower than the general intermolecular reaction, and it is typically very difficult to synthesize macrocyclic peptides by cyclization by both ends placed close enough together, typically with reduced interactions.

고리형 펩타이드 합성방법 중에서 보호된 펩타이드 단편 말단 사이의 아미드 결합은 고리화를 위한 가장 일반적인 방법 중 하나이다. 그러나, 상기 방법의 첫째 문제는 아미드 형성에 사용된 대부분의 커플링 시약이 장기적인 고리화 반응을 수행되는 동안 분해된다. 그러므로 수일동안 지속되는 거대 선형 펩타이드를 이용한 고리화 반응에는 상기 커플링 시약을 사용할 수 없다.Among the cyclic peptide synthesis methods, the amide bond between the protected peptide fragment ends is one of the most common methods for cyclization. However, the first problem of the above method is that most of the coupling reagents used for amide formation are decomposed during the long-term cyclization reaction. Therefore, the above coupling reagent can not be used for the cyclization reaction using the macro linear peptide which lasts for several days.

두 번째 문제는 거대 선형 펩타이드의 친핵성 아민은 느린 고리화 반응 및 카르복실 활성화 단계 동안 커플링 시약에 의해 말단-캡핑(end-capping)이 일어날 수 있으며, 이에 대한 확률은 고리형 반응 시간이 오래 걸리는 고분자량 펩타이드(거대 선형 펩타이드)가 저분자량 펩타이드보다 더 높게 된다. 구아니디노(Guanidino) 형성은 영구적으로 아민 반응성이 종료된 말단-캡핑(end-capping)의 일반적인 예이다. 거대 고리형 펩타이드가 말단-캡핑(end-capping)된 경우, 그들은 종종 고속 액체 크로마토그래피(HPLC)에서 고리화된 펩타이드와 유사한 체류시간이 나타난다.The second problem is that nucleophilic amines in macrocyclic peptides can undergo slow cyclization and end-capping by coupling reagents during the carboxyl activation step, with the probability that the cyclic reaction time is long The higher molecular weight peptides (macrolide peptides) are higher than the lower molecular weight peptides. Guanidino formation is a common example of end-capping with permanently amine-terminated reactions. When macrocyclic peptides are end-capped, they often exhibit residence times similar to those of the cyclized peptides on high performance liquid chromatography (HPLC).

이에, 반응이 수행되는 동안 형성된 많은 부산물까지 고려한다면, 말단-캡핑(end-capping)된 펩타이드의 존재는 종종 많은 정제 단계를 필요로 하므로 원하는 고리형 펩타이드는 매우 낮은 수율로 수득된다.Thus, considering the many by-products formed during the reaction, the presence of end-capped peptides often requires many purification steps, so that the desired cyclic peptides are obtained in very low yields.

따라서, 아미노산 20개 이상의 거대 선형 펩타이드를 이용하여 빠르고 높은 수율로 거대 고리형 펩타이드를 제조하는 방법이 요구되고 있다. Thus, there is a need for a method for producing macrocyclic peptides at a rapid and high yield using 20 or more amino acid giant linear peptides.

대한민국 공개특허 제2014-0078366호Korea Patent Publication No. 2014-0078366 대한민국 공개특허 제2015-0038611호Korea Patent Publication No. 2015-0038611 대한민국 등록특허 제1413746호Korean Patent No. 1413746

본 발명의 목적은 종래에는 불가능했던 아미노산 20개 이상의 거대 선형 펩타이드를 이용하여 고대 고리형 펩타이드를 제조할 수 있는 합성방법을 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide a synthesis method capable of producing an ancient cyclic peptide using 20 or more amino acid giant linear peptides which have not been possible in the past.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 합성방법에 따라 합성된 거대 고리형 펩타이드를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a macrocyclic peptide synthesized according to the above synthesis method.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 거대 고리형 펩타이드의 합성방법은 (A) 양 말단에 아민기를 포함하며, 아미노산이 20 내지 50개인 선형 펩타이드를 형성하는 단계;In order to accomplish the above object, the present invention provides a method of synthesizing a macrocyclic peptide comprising the steps of: (A) forming a linear peptide having an amino group at both terminals and having 20 to 50 amino acids;

(B) 상기 선형 펩타이드의 일측 아민 말단기를 보호기로 보호하고, 다른 아민 말단기와 석시닐화 화합물을 반응시켜 카르복실기를 형성하는 단계;(B) protecting one side amine terminal group of the linear peptide with a protecting group and reacting another amine terminal group with a succinylation compound to form a carboxyl group;

(C) 상기 선형 펩타이드에 형성된 카르복실기와 하이드록시기 함유 고리 화합물을 반응시켜 에스테르기를 형성하는 단계;(C) reacting a carboxyl group formed on the linear peptide with a hydroxyl group-containing cyclic compound to form an ester group;

(D) 상기 선형 펩타이드의 일측 아민 말단기를 보호하는 보호기를 제거하는 단계; 및(D) removing a protecting group protecting one terminal amine group of the linear peptide; And

(E) 상기 선형 펩타이드의 일측에 구비된 보호기가 제거된 아민기와 다른 측에 구비된 에스테르기를 반응시켜 고리형 펩타이드를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.(E) forming an annular peptide by reacting an amine group on one side of the linear peptide with a protecting group removed and an ester group on the other side.

상기 (A)단계에서 양 말단의 아민기 중 하나의 아민기는 라이신 또는 오르니틴의 결합으로 형성된 것일 수 있다. In step (A), one of the amine groups at both terminals may be formed by a bond of lysine or ornithine.

상기 (B)단계에서 석시닐화 화합물은 석신산 무수물, 석신산 및 석신산 모노메틸 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. In the step (B), the succinylated compound may be at least one member selected from the group consisting of succinic anhydride, succinic acid and succinic acid monomethyl ester.

상기 (B)단계에서 선형 펩타이드의 보호되지 않은 다른 아민기는 석시닐화 화합물, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 및 디이소프로필아민(DIPEA)과 혼합되어 상온에서 2 내지 8시간 동안 반응됨으로써 카르복실기를 형성할 수 있다.In step (B), another unprotected amine group of the linear peptide is mixed with a succinylation compound, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and diisopropylamine (DIPEA) and reacted at room temperature for 2 to 8 hours To form a carboxyl group.

상기 선형 펩타이드, 석시닐화 화합물 및 디이소프로필아민(DIPEA)는 1 : 5-20 : 5-20의 몰비로 혼합될 수 있다.The linear peptide, succinylated compound and diisopropylamine (DIPEA) may be mixed in a molar ratio of 1: 5-20: 5-20.

상기 (C)단계에서 하이드록시기 함유 고리 화합물은 N-하이드록시석신이미드(NHS, N-hydroxysuccinimide) 및 N-하이드록시술포석신이미드(sulfo-NHS, N-hydroxysulfosuccinimide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. In the step (C), the hydroxyl group-containing cyclic compound is selected from the group consisting of N-hydroxysuccinimide (NHS) and N-hydroxysulfosuccinimide (N-hydroxysulfosuccinimide) It may be more than one kind.

상기 (C)단계에서 선형 펩타이드에 형성된 카르복실기는 하이드록시기 함유 고리 화합물 및 N,N'-디이소프로필카보디이미드와 혼합되어 상온에서 2 내지 8시간 동안 반응됨으로써 에스테르기를 형성할 수 있다.In the step (C), the carboxyl group formed on the linear peptide may be reacted at room temperature for 2 to 8 hours to form an ester group by mixing with a hydroxyl group-containing cyclic compound and N, N' -diisopropylcarbodiimide.

상기 선형 펩타이드, 하이드록시기 함유 고리 화합물 및 N,N'-디이소프로필카보디이미드는 1 : 2-10 : 1-5의 몰비로 혼합될 수 있다.The linear peptide, the hydroxyl group-containing cyclic compound and the N, N' -diisopropylcarbodiimide may be mixed in a molar ratio of 1: 2-10: 1-5.

상기 (D)단계에서 보호기는 아세트산, 트리플로로에탄올(TFE) 및 메틸렌클로라이드가 1 : 1-5 : 5-15의 중량비로 혼합된 보호기 제거 용액으로 제거될 수 있다. 또는 상기 (D)단계에서 보호기는 트리플루오로아세트산, 트리이소프로필실란 및 메틸렌클로라이드가 1 : 1-10 : 10-30의 중량비로 혼합된 보호기 제거 용액으로 제거될 수 있다.In step (D), the protecting group may be removed with a protecting group removing solution mixed with acetic acid, trifluoroethanol (TFE) and methylene chloride in a weight ratio of 1: 1-5: 5-15. Alternatively, in the step (D), the protecting group may be removed with a protecting group removing solution mixed with trifluoroacetic acid, triisopropylsilane and methylene chloride in a weight ratio of 1: 10: 10-30.

상기 (E)단계에서 선형 펩타이드와 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 및 디이소프로필아민(DIPEA)를 상온에서 2분 내지 72시간 동안 반응함으로써 고리형 펩타이드를 형성할 수 있다.In step (E), the cyclic peptide can be formed by reacting the linear peptide with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and diisopropylamine (DIPEA) at room temperature for 2 minutes to 72 hours.

상기 (E)단계 이후에 선형 펩타이드를 1,2-에탄디티올, 티오아니솔 및 트리플루오로아세트산으로 이루어진 혼합액으로 상온에서 1 내지 3시간 동안 반응시킨 후 tert-부틸메틸에테르(TBME)로 처리하는 단계를 추가할 수 있다.After the step (E), the linear peptide is reacted with a mixture of 1,2-ethanedithiol, thioanisole and trifluoroacetic acid at room temperature for 1 to 3 hours and then treated with tert -butyl methyl ether (TBME) Can be added.

상기 혼합액은 1,2-에탄디티올, 티오아니솔 및 트리플루오로아세트산이 1 : 1 : 30-40의 중량비로 혼합된 것일 수 있다.The mixed solution may be a mixture of 1,2-ethanedithiol, thioanisole, and trifluoroacetic acid in a weight ratio of 1: 1: 30-40.

또한, 상기한 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 거대 고리형 펩타이드는 상기 합성방법에 따라 합성된 아미노산이 20 내지 50개인 거대 고리형 펩타이드일 수 있다.The macrocyclic peptide of the present invention may be a macrocyclic peptide having 20 to 50 amino acids synthesized according to the above synthetic method.

본 발명의 거대 고리형 펩타이드는 아미노산 20개 이상의 거대 선형 펩타이드를 이용하여 높은 효율과 빠른 반응 속도로 거대 펩타이드 고리화 반응을 수행할 수 있으며, 이로 인하여 거대 고리형 펩타이드를 대량 생산할 수 있다. 구체적으로, 아미노산이 25개인 거대 선형 펩타이드 1 mg을 반응시키면 거대 고리형 펩타이드 0.01 mg 내지 0.9 mg이 수득된다.The macrocyclic peptide of the present invention can carry out a macropeptide cyclization reaction with high efficiency and a fast reaction rate by using 20 or more amino acid giant linear peptide, thereby mass-producing the macrocyclic peptide. Specifically, when 1 mg of a giant linear peptide having 25 amino acids is reacted, a macrocyclic peptide of 0.01 mg to 0.9 mg is obtained.

또한, 본 발명은 고리형 펩타이드를 합성시 문제가 되어 왔단 아민 말단-캡핑(amine end-capping)이라는 사이드 반응을 완전히 제거할 수 있다.In addition, the present invention can completely eliminate the side reaction called amine end-capping, which has been a problem in the synthesis of the cyclic peptide.

이러한 본 발명의 거대 고리형 펩타이드는 부자연스러운(constrained) 구조 및 단백질 가수분해 안정성(proteolytic stability)으로 인하여 타겟에 강하고, 선택적으로 결합할 수 있어 약물로서 가치가 높다. 또한, 단백질-단백질 상호작용 등 작용부위가 넓은 타겟에 매우 적합하다. 상기 단백질-단백질 상호작용 등 거대 생체분자를 타겟으로 하는 약물을 만드는 것은 약물 개발의 현대적인 추세이므로 거대 고리형 펩타이드는 약물로서 매우 높은 시장성을 가지고 있다.The macrocyclic peptide of the present invention is strong against a target due to its constrained structure and proteolytic stability, and can be selectively bound, thus being highly valuable as a drug. In addition, it is very suitable for a target having a wide action site such as protein-protein interaction. The above-mentioned macromolecule peptides have very high marketability as a drug since the drug-targeting of macromolecules such as protein-protein interactions is a modern trend of drug development.

뿐만 아니라, 본 발명의 거대 고리형 펩타이드는 소재로서 매우 좋은 물성을 가지고 있는데, 특히 자기 조립(self-assembly) 소재로 좋은 특성을 지니고 있다. 상기와 같이 자기 조립된 거대 고리형 펩타이드는 약물, 약물 전달체, 유전자 전달체, 전자 재료, 센서 재료 등 매우 다양한 곳에 활용이 가능하다.In addition, the macrocyclic peptide of the present invention has very good physical properties as a material, and has good characteristics as a self-assembly material. The self-assembled macrocyclic peptide as described above can be used in a wide variety of fields such as drugs, drug delivery systems, gene delivery materials, electronic materials, and sensor materials.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 활성화된 에스테르기가 구비된 거대 선형 펩타이드에 대한 매트릭스-보조 레이저 탈착/이온화 비행시간형 질량 분광 분석(MALDI-TOF MS)을 측정한 그래프이다.
도 2는 본 발명에 따라 제조된 거대 고리형 펩타이드에 대한 매트릭스-보조 레이저 탈착/이온화 비행시간형 질량 분광 분석(MALDI-TOF MS)을 측정한 그래프이다.
도 3은 a) 비교예 1에 따른 SN2 반응 및 b) 본 발명의 일 실시예에 따른 사전 활성화된 NHS 에스테르 반응을 이용하여 제조된 거대 고리형 펩타이드를 RP-HPLC를 측정한 그래프이다.
도 4는 a) 비교예 1에 따른 SN2 반응 및 b) 본 발명의 일 실시예에 따른 사전 활성화된 NHS 에스테르 반응을 이용하여 제조된 거대 고리형 펩타이드를 MALDI-TOF MS로 측정한 그래프이다.
도 5 본 발명의 일 실시예의 합성방법에 따라 고리화 반응을 수행 시 a) 3분 및 b) 6시간 후의 RP-HPLC를 측정한 그래프이다.
Figure 1 is a graph of matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) measurements of giant linear peptides with activated ester groups prepared according to the present invention.
Figure 2 is a graph of matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) measurements of macrocyclic peptides prepared according to the present invention.
FIG. 3 is a graph showing RP-HPLC of a macrocyclic peptide prepared using a) S N 2 reaction according to Comparative Example 1 and b) a pre-activated NHS ester reaction according to one embodiment of the present invention.
4 is a graph showing the results of a) the S N 2 reaction according to Comparative Example 1 and b) the macrocyclic peptide prepared using the pre-activated NHS ester reaction according to one embodiment of the present invention by MALDI-TOF MS .
5 is a graph showing RP-HPLC measurement of a) 3 minutes and b) 6 hours after the cyclization reaction according to the synthesis method of one embodiment of the present invention.

본 발명은 종래에는 불가능했던 아미노산 20개 이상의 거대 선형 펩타이드를 이용하여 거대 고리형 펩타이드를 제조할 수 있는 합성방법 및 이에 따라 합성된 고리형 펩타이드에 관한 것이다.
The present invention relates to a synthetic method capable of producing macrocyclic peptides using 20 or more amino acid giant linear peptides which have not been possible in the past, and a cyclic peptide thus synthesized.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 발명의 고리형 펩타이드를 합성하는 방법은 (A) 양 말단에 아민기를 포함하며, 고분자량 선형 펩타이드를 형성하는 단계; (B) 상기 선형 펩타이드의 일측 아민 말단기를 보호기로 보호하고, 다른 아민 말단기와 석시닐화 화합물을 반응시켜 카르복실기를 형성하는 단계; (C) 상기 선형 펩타이드에 형성된 카르복실기와 하이드록시기 함유 고리 화합물을 반응시켜 에스테르기를 형성하는 단계; (D) 상기 선형 펩타이드의 일측 아민 말단기를 보호하는 보호기를 제거하는 단계; 및 (E) 상기 선형 펩타이드의 일측에 구비된 보호기가 제거된 아민과 다른 측에 구비된 에스테르기를 반응시켜 고리형 펩타이드를 형성하는 단계;를 포함할 수 있다.The method for synthesizing the cyclic peptide of the present invention comprises the steps of (A) forming a high molecular weight linear peptide comprising an amine group at both terminals; (B) protecting one side amine terminal group of the linear peptide with a protecting group and reacting another amine terminal group with a succinylation compound to form a carboxyl group; (C) reacting a carboxyl group formed on the linear peptide with a hydroxyl group-containing cyclic compound to form an ester group; (D) removing a protecting group protecting one terminal amine group of the linear peptide; And (E) reacting an amine having a protected group on one side of the linear peptide and an ester group on the other side to form a cyclic peptide.

상기 본 발명의 고리형 펩타이드를 합성하는 방법은 일예로, 하기 [반응식 1]로 표시될 수 있으며, [반응식 1]에 나타낸 선형 펩타이드 및 고리형 펩타이드는 거대 펩타이드를 보여주기 위한 대표적인 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니다.The method of synthesizing the cyclic peptide of the present invention can be represented by the following Reaction Scheme 1, and the linear peptide and the cyclic peptide shown in Scheme 1 are representative examples for showing a large peptide. But is not limited thereto.

[반응식 1][Reaction Scheme 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

먼저, 상기 (A)단계에서는 [화학식 4]로 표시되는 화합물과 같이 양 말단에 아민기를 포함하며, 아미노산이 20 내지 50개인 거대 선형 펩타이드를 형성한다.First, in step (A), a giant linear peptide having an amino group at both terminals and having amino acids of 20 to 50 is formed like the compound represented by formula (4).

고리형 펩타이드를 형성하기 위하여 상기 선형 펩타이드의 양 말단에는 아민기가 구비되는데, 상기 양 말단 중 일측 말단의 아민기는 라이신(lysine) 또는 오르니틴(ornithine)의 결합으로 형성된 아민기이며, 다른 말단의 아민기는 선형 펩타이드 내 아미노산에 기본적으로 있는 아민기이다.In order to form a cyclic peptide, an amine group is provided at both ends of the linear peptide, wherein the amine group at one end of the two terminals is an amine group formed by a bond of lysine or ornithine, The group is an amine group that is basically an amino acid in the linear peptide.

본 발명에 이용된 선형 펩타이드는 종래에 고리형으로 제조되기 불가능한 크기인 아미노산 20 내지 50개를 함유하는 거대 펩타이드이다.The linear peptide used in the present invention is a macromolecule containing 20 to 50 amino acids which are conventionally large enough not to be produced in a cyclic form.

다음으로, 상기 (B)단계에서는 [화학식 3]으로 표시되는 화합물과 같이 선형 펩타이드의 일측 아민 말단기를 보호기로 보호하고, 보호기로 보호되지 않은 다른 측 아민 말단기와 석시닐화 화합물을 반응시켜 선형 펩타이드의 말단에 카르복실기를 형성한다.Next, in step (B), the amine side group of one side of the linear peptide is protected with a protecting group such as the compound represented by the general formula (3), and the other side amine end group not protected by a protecting group is reacted with a succinylated compound, A carboxyl group is formed at the terminal of the peptide.

상기 보호기로 보호되는 아민기는 라이신의 결합으로 형성된 아민기로서, 고리화 시킬때 용이하게 반응을 수행하기 위하여 라이신 또는 오르니틴의 결합으로 형성된 아민기를 보호한다. The amine group protected by the protecting group is an amine group formed by the linkage of lysine and protects the amine group formed by the linkage of lysine or ornithine to facilitate the reaction when cyclizing.

구체적으로, 선형 펩타이드의 다른 측 말단에 구비된 아민기는 석시닐화 화합물, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 및 디이소프로필아민(DIPEA)과 혼합되어 23 내지 26 ℃의 상온에서 2 내지 72시간 동안 반응됨으로써 카르복실기를 형성한다. 상기 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)은 용매로 사용된다.Specifically, the amine group at the other end of the linear peptide is mixed with a succinylation compound, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and diisopropylamine (DIPEA) And reacted for 72 hours to form a carboxyl group. The N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is used as a solvent.

상기 선형 펩타이드, 석시닐화 화합물 및 디이소프로필아민(DIPEA)은 1 : 5-20 : 5-20의 몰비, 바람직하게는 1 : 8-12 : 8-12의 몰비로 혼합된다. The linear peptide, succinylated compound and diisopropylamine (DIPEA) are mixed in a molar ratio of 1: 5-20: 5-20, preferably 1: 8-12: 8-12.

선형 펩타이드를 기준으로 석시닐화 화합물 및/또는 디이소프로필아민(DIPEA)의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 아민기와 석시닐화 화합물의 반응이 용이하게 진행되지 못하여 카르복실기가 형성되지 않은 화합물이 다량 형성될 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 부반응이 많이 발생할 수 있다. When the content of the succinylated compound and / or the diisopropylamine (DIPEA) is less than the lower limit based on the linear peptide, the reaction between the amine group and the succinylated compound does not proceed easily, so that a large amount of a compound having no carboxyl group can be formed If it exceeds the upper limit value, side reactions may occur.

특히, 상기 석시닐화 화합물 및 디이소프로필아민(DIPEA)는 1 : 1의 몰비로 혼합되는 것이 바람직한데, 상기 몰비를 벗어나는 경우에는 부반응에 의하여 수율이 현저하게 저하될 수 있다. In particular, it is preferable that the succinylated compound and diisopropylamine (DIPEA) are mixed at a molar ratio of 1: 1. If the molar ratio is out of the range, the yield may be significantly lowered due to side reactions.

상기 석시닐화 화합물은 석신산 무수물, 석신산 및 석신산 모노메틸 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다.The succinylated compound may be at least one selected from the group consisting of succinic anhydride, succinic acid, and succinic acid monomethyl ester.

다음으로, 상기 (C)단계에서는 (B)단계에서 선형 펩타이드에 형성된 카르복실기와 하이드록시기 함유 고리 화합물을 반응시켜 [화학식 2]로 표시되는 화합물과 같이 활성화된 에스테르기를 형성한다.Next, in step (C), a carboxyl group formed on the linear peptide and a hydroxyl group-containing cyclic compound are reacted in step (B) to form an activated ester group like the compound represented by the formula (2).

상기 선형 펩타이드에 형성된 카르복실기와 하이드록시기 함유 고리 화합물을 반응시켜 활성화된 에스테르기를 형성함으로써, 선형 펩타이드의 다른 말단기에 구비된 아민기와 상기 에스테르기가 쉽게 반응이 수행되어 고리화를 이루도록 한다.By reacting a carboxyl group formed on the linear peptide with a hydroxyl group-containing cyclic compound to form an activated ester group, the amine group and the ester group provided at the other end of the linear peptide are easily reacted to cause cyclization.

구체적으로, 상기 선형 펩타이드에 형성된 카르복실기는 하이드록시기 함유 고리 화합물 및 N,N'-디이소프로필카보디이미드와 혼합되어 23 내지 26 ℃의 상온에서 2 내지 8시간 동안 반응됨으로써 활성화된 에스테르기를 형성한다.Specifically, the carboxyl group formed on the linear peptide is mixed with a hydroxyl group-containing cyclic compound and N, N' -diisopropylcarbodiimide and reacted at room temperature of 23 to 26 ° C for 2 to 8 hours to form an activated ester group do.

상기 선형 펩타이드, 하이드록시기 함유 고리 화합물 및 N,N'-디이소프로필카보디이미드는 1 : 2-10 : 1-5의 몰비, 바람직하게는 1 : 3-6 : 1-2의 몰비로 혼합된다.The linear peptide, the hydroxyl group-containing cyclic compound and the N, N' -diisopropylcarbodiimide are used in a molar ratio of 1: 2-10: 1-5, preferably 1: 3-6: 1-2 Mixed.

선형 펩타이드를 기준으로 하이드록시기 함유 고리 화합물 및/또는 N,N'-디이소프로필카보디이미드의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 카르복실기와 하이드록시기 함유 고리 화합물의 반응이 원활히 수행되지 않을 수 있으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 부반응으로 인해 수율이 낮아질 수 있다.When the content of the hydroxyl group-containing cyclic compound and / or N, N' -diisopropylcarbodiimide is less than the lower limit value based on the linear peptide, the reaction between the carboxyl group and the hydroxyl group-containing cyclic compound may not be performed smoothly If the upper limit is exceeded, the yield may be lowered due to the side reaction.

상기 하이드록시기 함유 고리 화합물은 N-하이드록시석신이미드(NHS, N-hydroxysuccinimide) 및 N-하이드록시술포석신이미드(sulfo-NHS, N-hydroxysulfosuccinimide)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 들 수 있다.The hydroxyl group-containing cyclic compound may be at least one selected from the group consisting of N-hydroxysuccinimide (NHS) and N-hydroxysulfosuccinimide (N-hydroxysulfosuccinimide) .

다음으로, 상기 (D)단계에서는 상기 선형 펩타이드의 일측 아민 말단기를 보호하는 보호기를 제거한다.Next, in step (D), a protecting group for protecting the terminal amine terminal group of the linear peptide is removed.

상기 선형 펩타이드를 보호기 제거 용액으로 5 내지 15회 처리함으로써, 상기 라이신 또는 오르니틴의 아민기를 보호하는 보호기를 제거한다. By treating the linear peptide with the protecting group removing solution 5 to 15 times, the protecting group protecting the amine group of the lysine or ornithine is removed.

상기 보호기 제거 용액은 아세트산, 트리플로로에탄올(TFE) 및 메틸렌클로라이드가 1 : 1-5 : 5-15의 중량비, 바람직하게는 1 : 1-3 : 5-8의 중량비로 혼합된 용액; 또는 트리플루오로아세트산(trifluoroacetic acid), 트리이소프로필실란(triisopropylsilane) 및 메틸렌클로라이드가 1 : 1-10 : 10-30의 중량비, 바람직하게는 1 : 1-5 : 12-20의 중량비로 혼합된 용액이다.The protecting group removing solution is a solution in which acetic acid, trifluoroethanol (TFE) and methylene chloride are mixed in a weight ratio of 1: 1-5: 5-15, preferably 1: 1-3: 5-8; Or trifluoroacetic acid, triisopropylsilane and methylene chloride are mixed in a weight ratio of 1: 1-10: 10-30, preferably 1: 1-5: 12-20, Solution.

상기 아세트산을 기준으로 트리플로로에탄올(TFE) 및/또는 메틸렌클로라이드의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 보호기가 제거되지 않아 고리화된 펩타이드를 수득할 수 없으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 펩타이드의 손상을 일으킬 수 있다.If the content of triflouro ethanol (TFE) and / or methylene chloride is less than the lower limit based on the acetic acid, the cyclized peptide can not be obtained because the protecting group is not removed. If the content exceeds the upper limit, Can cause.

또한, 상기 트리플루오로아세트산을 기준으로 트리이소프로필실란 및/또는 메틸렌클로라이드의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 보호기가 제거되지 않아 고리화된 펩타이드를 수득할 수 없으며, 상기 상한치 초과인 경우에는 펩타이드의 손상을 일으킬 수 있다.When the content of triisopropylsilane and / or methylene chloride is less than the lower limit of the above-mentioned trifluoroacetic acid, the cyclic peptide can not be obtained because the protecting group is not removed. If the content of triisopropylsilane and / or methylene chloride is higher than the upper limit, It can cause damage.

다음으로, 상기 (E)단계에서는 상기 선형 펩타이드의 일측에 구비된 보호기가 제거된 아민기와 다른 측에 구비된 에스테르기를 반응시켜 [화학식 1]로 표시되는 화합물과 같이 거대 고리형 펩타이드를 형성한다.Next, in step (E), a macromolecule-like peptide is formed by reacting an amine group having a protected group on one side of the linear peptide and an ester group on the other side to form a compound represented by Chemical Formula 1.

구체적으로, 상기 선형 펩타이드는 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 및 디이소프로필아민(DIPEA)과 혼합되어 상온에서 2분 내지 72시간, 바람직하게는 2분 내지 30시간동안 반응을 수행하여 거대 고리형 펩타이드를 형성한다. Specifically, the linear peptide is mixed with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and diisopropylamine (DIPEA) and reacted at room temperature for 2 minutes to 72 hours, preferably 2 minutes to 30 hours To form macrocyclic peptides.

상기 거대 고리형 펩타이드의 합성은 일부분이 수지와 결합된 선형 펩타이드를 이용하여 수행되므로 상기 (E)단계 이후에, 수지를 절단하기 위하여 1,2-에탄디티올, 티오아니솔 및 트리플루오로아세트산으로 이루어진 혼합액으로 상온에서 1 내지 3시간 동안 교반한 후 상기 트리플루오로아세트산을 제거하기 위하여 펩타이드는 용해되지 않고 트리플루오로아세트산만 용해되는 tert-부틸메틸에테르(TBME)로 처리하는 과정을 추가로 수행할 수 있다. Since synthesis of the macrocyclic peptide is carried out using a linear peptide coupled with a resin, after the step (E), a step of dissolving 1,2-ethanedithiol, thioanisole and trifluoroacetic acid , And the mixture was stirred at room temperature for 1 to 3 hours. Then, to remove the trifluoroacetic acid, a process of treating the peptide with tert -butyl methyl ether (TBME) in which only the trifluoroacetic acid was dissolved Can be performed.

상기 혼합액은 1,2-에탄디티올, 티오아니솔 및 트리플루오로아세트산이 1 : 1 : 30-40의 중량비, 바람직하게는 1 : 1 : 35-38의 중량비로 혼합된다. 1,2-에탄디티올 및 티오아니솔을 기준으로 트리플루오로아세트산의 함량이 상기 하한치 미만인 경우에는 수지가 절단되지 못할 수 있다.
The mixed solution is mixed with 1,2-ethanedithiol, thioanisole and trifluoroacetic acid in a weight ratio of 1: 1: 30-40, preferably 1: 1: 35-38. If the content of trifluoroacetic acid based on 1,2-ethanedithiol and thioanisole is below the lower limit, the resin may not be cleaved.

본 발명은 아미노산이 20 내지 50개인 고분자량 거대 선형 펩타이드를 이용하여 높은 수율과 빠른 반응 속도로 고리화시키는 것에 특징이 있다. 그렇지만, 이에 한정하는 것은 아니고 저분자량의 선형 펩타이드를 고리화 시키는 방법으로도 본 발명이 사용될 수 있다.
The present invention is characterized in that it is cyclized at a high yield and a fast reaction rate using a high molecular weight macroscopic linear peptide having an amino acid of 20 to 50. However, the present invention is not limited thereto, and the present invention can also be used as a method of cyclizing low molecular weight linear peptides.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the present invention. Such variations and modifications are intended to be within the scope of the appended claims.

실시예 1. 거대 고리형 펩타이드의 합성Example 1. Synthesis of macrocyclic peptide

Tribute 펩타이드 합성기(Protein Technologies, Inc)를 사용하여 표준 Fmoc 프로토콜에 따라 링크(Rink) 아미드 MBHA 수지 LL(Novabiochem) 상에서 펩타이드를 합성하였다. 라이신을 제외하고는 표준 아미노산 보호기로 사용하고, 상기 라이신은 각각 산에 불안정한 메톡시트리틸(Mmt)기로 보호하여 선형 펩타이드를 제조하였다.Peptides were synthesized on a Rink amide MBHA resin LL (Novabiochem) according to the standard Fmoc protocol using a Tribute peptide synthesizer (Protein Technologies, Inc). Except that lysine was used as a standard amino acid protecting group, and the lysine was protected with an acid labile methoxytrityl (Mmt) group to prepare a linear peptide.

상기 선형 펩타이드를 고리화(cyclization)하기 위하여, 상기 선형 펩타이드가 부착된 수지(일측 N-말단은 Mmt로 보호, 다른 측 N-말단은 반응에 관여, 펩타이드: 20 mmol)와 1 mL N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 석신산 무수물(20 mg, 200 mmol), DIPEA (35.4 mL, 200 mmol)을 혼합하여 상온에서 4시간 동안 교반함으로써 펩타이드의 N-말단에 카르복실기를 형성하였다. 반응이 완료된 후, 카르복실기가 형성된 펩타이드와 메틸렌 클로라이드(MC), N-하이드록시석신이미드(NHS)(9.2 mg, 80 mmol), N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC; 6.26 mL , 40 mmol)를 혼합하여 상온에서 4시간 동안 교반함으로써, 활성화된 에스테르기를 형성하였다. 반응이 완료된 후, 아민 말단-캡핑을 유발할 수 있는 커플링제를 완전히 제거하기 위하여 MC 및 디메틸포름아미드(DMF)로 세척하고, 라이신 측쇄에 구비된 Mmt 그룹을 제거하기 위하여 펩타이드 결합된 수지를 10% 아세트산 용액(AcOH:TFE:MC = 1:2:7 중량비)으로 여러번(1 min X 10) 처리하였다.In order to cyclize the linear peptide, the linear peptide-attached resin (one side N-terminal protected by Mmt and the other N-terminal involved in the reaction, peptide: 20 mmol) and 1 mL N -methyl 2-pyrrolidone (NMP), succinic anhydride (20 mg, 200 mmol) and DIPEA (35.4 mL, 200 mmol) were mixed and stirred at room temperature for 4 hours to form a carboxyl group at the N-terminus of the peptide. After the reaction was completed, the carboxylated peptide was reacted with methylene chloride (MC), N -hydroxysuccinimide (NHS) (9.2 mg, 80 mmol) and N, N'- diisopropylcarbodiimide (DIC; , 40 mmol) were mixed and stirred at room temperature for 4 hours to form an activated ester group. After the reaction was completed, the reaction mixture was washed with MC and dimethylformamide (DMF) to completely remove the coupling agent capable of causing amine end-capping, and 10% of the peptide-bound resin was removed to remove the Mmt group contained in the lysine side chain. (1 min X 10) with acetic acid solution (AcOH: TFE: MC = 1: 2: 7 weight ratio).

상기 보호기가 제거된 펩타이드 결합된 수지와 NMP(3 mL), 2% DIPEA를 혼합하여 상온에서 교반하여 거대 고리형 펩타이드가 제조되었다.The peptide-bound resin from which the protecting group had been removed, NMP (3 mL) and 2% DIPEA were mixed and stirred at room temperature to prepare a macrocyclic peptide.

또한, 수지를 절단시키기 위하여 수지가 부착된 거대 고리형 펩타이드를 혼합액(트리플루오로아세트산 : 1,2-에탄디티올 : 티오아니솔 = 95 : 2.5 : 2.5)으로 2시간 동안 처리한 다음 트리플루오로아세트산을 제거하기 위하여 tert-부틸메틸에테르(TBME)에 용해시켰다. In order to cut the resin, the macroreticular peptide to which the resin was attached was treated with a mixture solution (trifluoroacetic acid: 1,2-ethanedithiol: thioanisole = 95: 2.5: 2.5) for 2 hours, Was dissolved in tert -butyl methyl ether (TBME) to remove the rosacet acid.

실시예 1에 따라 제조된 거대 고리형 펩타이드는 [도 2]에 표시되었다.
The macrocyclic peptide prepared according to Example 1 is shown in Fig.

비교예Comparative Example 1.  One. 브로모Bromo 아세트산 이용 Using acetic acid

Tribute 펩타이드 합성기(Protein Technologies, Inc)를 사용하여 표준 Fmoc 프로토콜에 따라 링크(Rink) 아미드 MBHA 수지 LL(Novabiochem) 상에서 펩타이드를 합성하였다. 시스테인을 제외하고는 표준 아미노산 보호기로 사용하고, 상기 시스테인은 각각 산에 불안정한 메톡시트리틸(Mmt)기로 보호하여 선형 펩타이드를 제조하였다.Peptides were synthesized on a Rink amide MBHA resin LL (Novabiochem) according to the standard Fmoc protocol using a Tribute peptide synthesizer (Protein Technologies, Inc). Except that cysteine was used as a standard amino acid protecting group, and the cysteine was protected with an acid labile methoxytrityl (Mmt) group, respectively, to prepare a linear peptide.

상기 선형 펩타이드를 고리화(cyclization)하기 위하여, 상기 선형 펩타이드가 부착된 수지(일측 N-말단은 Mmt로 보호, 다른 측 N-말단은 반응에 관여, 펩타이드: 20 mmol)와 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 내에서 30 분 동안 팽윤시키고, 수지에 고정된 펩타이드의 N-말단부에 브로모아세트산을 결합시켰다. 그 후, 수지에 첨가하기 전에, 브로모아세트산(28 mg, 200 mol)과 N,N-디이소프로필카르보이미드(15.5 uL, 100 umol)를 N-메틸-2-피롤리돈에서 혼합한 용액을 10분 동안 인큐베이션(incubation)하여 카르복실기를 활성화한 후, 수지에 첨가한 다음 프릿(Restek)이 담긴 6 mL 폴리프로필렌 튜브에 넣고 1 시간 동안 상온에서 반응을 진행하였다. 그 다음, N-메틸-2-피롤리돈과 디클로로메탄(DCM)으로 세척하였다. 시스테인으로부터 Mmt 보호기를 제거하기 위하여, 상기 수지를 디클로로메탄 중의 1% 트리플루오로아세트산(TFA)으로 7차례 이상 각각 1분 동안 처리하였다. 그 후, N-메틸-2-피롤리돈 중의 1% 디이소프로필에틸아민(DIPEA) 3 mL에서 실온에서 밤새 교반하여 분자 내 고리화반응을 진행하였다.
In order to cyclize the linear peptide, the linear peptide-attached resin (one side N-terminal protected with Mmt and the other N-terminal involved in the reaction, peptide: 20 mmol) and N-methyl- -Pyrrolidone (NMP) for 30 minutes, and the bromoacetic acid was bound to the N-terminal portion of the peptide immobilized on the resin. Thereafter, bromoacetic acid (28 mg, 200 mol) and N, N-diisopropylcarbodiimide (15.5 uL, 100 umol) were mixed in N-methyl-2-pyrrolidone The solution was incubated for 10 minutes to activate the carboxyl group, added to the resin, placed in a 6 mL polypropylene tube containing a frit, and the reaction was allowed to proceed at room temperature for 1 hour. It was then washed with N-methyl-2-pyrrolidone and dichloromethane (DCM). To remove the Mmt protecting group from cysteine, the resin was treated with 1% trifluoroacetic acid (TFA) in dichloromethane for at least 7 minutes each for 1 minute. Thereafter, the mixture was stirred at room temperature overnight in 3 mL of 1% diisopropylethylamine (DIPEA) in N-methyl-2-pyrrolidone to proceed an intramolecular cyclization reaction.

<< 시험예Test Example >>

본 발명의 거대 고리형 펩타이드의 제조를 위해, 25개 아미노산으로 이루어진 긴 선형 펩타이드를 사용하였다. 비교예 1 역시 25개 아미노산으로 이루어진 긴 선형 펩타이드를 사용하였다.For the production of the macrocyclic peptides of the present invention, a long linear peptide consisting of 25 amino acids was used. Comparative Example 1 also used a long linear peptide consisting of 25 amino acids.

시험예Test Example 1.  One. MALDIMALDI -- TOFTOF MS 측정  MS measurement

도 1은 활성화된 에스테르기가 구비된 거대 선형 펩타이드에 대한 매트릭스-보조 레이저 탈착/이온화 비행시간형 질량 분광 분석(MALDI-TOF MS; Microflex LRF20, Bruker)을 측정하였으며, 도 2는 거대 고리형 펩타이드에 대한 매트릭스-보조 레이저 탈착/이온화 비행시간형 질량 분광 분석(MALDI-TOF MS)을 측정하였다.Figure 1 shows the measurement of matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS; Microflex LRF20, Bruker) for macroscopic linear peptides with activated ester groups, The matrix-assisted laser desorption / ionization time-of-flight mass spectrometry (MALDI-TOF MS) was measured.

도 1에 도시된 바와 같이, 카르복실기에서 NHS 에스테르기로의 변화가 원활히 수행되었음을 확인하였으며, 상기 NHS 에스테르기는 보호기 제거 및 이온화 과정에서도 안정한 것을 확인하였다.As shown in FIG. 1, it was confirmed that the change from the carboxyl group to the NHS ester group was smoothly performed, and that the NHS ester group was stable even in the removal of the protecting group and ionization.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 질량 분석 데이터로 고리화된 펩타이드가 성공적으로 형성되었음을 확인하였고, 선형 또는 고리형 펩타이드보다 높은 분자량을 갖는 말단-캡핑된 생성물은 검출되지 않은 것을 확인하였다.
In addition, as shown in Fig. 2, it was confirmed that the cyclized peptide was successfully formed by the mass spectrometry data, and the end-capped product having a higher molecular weight than the linear or cyclic peptide was not detected.

시험예 2. 비교예 1과 고리화 효율 비교Test Example 2. Comparison of cyclization efficiency with Comparative Example 1

도 3은 a) 비교예 1에 따른 SN2 반응 및 b) 실시예 1에 따른 사전 활성화된 NHS 에스테르 반응을 이용하여 제조된 거대 고리형 펩타이드를 RP-HPLC를 측정한 그래프이다. 거대 고리형 펩타이드는 화살표로 나타내었다. FIG. 3 is a graph showing RP-HPLC of a macrocyclic peptide prepared using a) S N 2 reaction according to Comparative Example 1 and b) the pre-activated NHS ester reaction according to Example 1; Macrocyclic peptides are indicated by arrows.

또한, 도 4는 a) 비교예 1에 따른 SN2 반응 및 b) 실시예 1에 따른 사전 활성화된 NHS 에스테르 반응을 이용하여 제조된 거대 고리형 펩타이드를 MALDI-TOF MS로 측정한 그래프이다. 거대 고리형 펩타이드는 화살표로 나타내었다. 4 is a graph of a macrocyclic peptide prepared using a) S N 2 reaction according to Comparative Example 1 and b) the pre-activated NHS ester reaction according to Example 1 by MALDI-TOF MS. Macrocyclic peptides are indicated by arrows.

도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 실시예 1 및 비교예 1 모두 동일한 길이 및 서열을 갖는 선형 펩타이드를 이용하여 고리화 반응에 이용하였다. 비교예 1의 티올 매개 SN2 반응은 펩타이드 고리화를 위해 일반적으로 사용되는 방법이며, 가공하지 않은 거대 고리형 펩타이드는 티올 매개 SN2 반응에서 작은 피크로 나타났다(도 3a). 또한, MALDI 스펙트럼을 보면 순수한 생성물을 얻기 위해 다중 정제 단계를 필요로 할 많은 부산물이 함유되었다는 것을 알 수 있다(도 4a).As shown in Figs. 3 and 4, both Example 1 and Comparative Example 1 were used for the cyclization reaction using linear peptides having the same length and sequence. The thiol-mediated S N 2 reaction of Comparative Example 1 is a commonly used method for peptide cyclization and the untreated macrocyclic peptide has a small peak in the thiol-mediated S N 2 reaction (FIG. In addition, the MALDI spectrum shows that many by-products were involved which would require multiple purification steps to obtain the pure product (FIG. 4A).

반면, 실시예 1에 따라 제조시에는 거대 고리형 펩타이드가 주요 피크로 나타나는 것을 확인하였다(도 3b). 또한, MALDI 스펙트럼 분석 역시 거의 순수한 상태의 거대 고리형 펩타이드를 포함하는 것을 확인하였다(도 4b).
On the other hand, it was confirmed that macrocyclic peptides appeared as major peaks in the preparation according to Example 1 (Fig. 3B). In addition, it was confirmed that the MALDI spectral analysis also included macromolecule peptides in an almost pure state (Fig. 4B).

시험예Test Example 3. 반응 속도 측정  3. Measurement of reaction rate

도 5 실시예 1의 합성방법에 따라 고리화 반응을 수행 시 a) 3분 및 b) 6시간 후의 RP-HPLC를 측정한 그래프이다. 거대 고리형 펩타이드는 화살표로 나타내었다. 5 is a graph showing RP-HPLC measurement of a) 3 minutes and b) 6 hours after the cyclization reaction according to the synthesis method of Example 1. Macrocyclic peptides are indicated by arrows.

도 5에 도시된 바와 같이, 거대 고리형 펩타이드는 3분 후 나타났으며 거대 고리형 펩타이드에 대한 피크 강도는 6시간 후에도 거의 일정하게 유지되는 것을 확인하였다.As shown in FIG. 5, the macrocyclic peptide appeared after 3 minutes, and the peak intensity against the macrocyclic peptide remained almost constant even after 6 hours.

따라서, 고리화 반응은 매우 빠른 속도로 수행되고 상기 반응에 사용된 25-mer 펩타이드에 대하여 수분 내에 완성에 가까운 거대 고리형 펩타이드를 수득할 수 있다는 것을 확인하였다.Thus, it was confirmed that the cyclization reaction was carried out at a very high speed and that a macroreticular peptide close to complete in a few minutes was obtained with respect to the 25-mer peptide used in the above reaction.

본 발명에 따른 합성방법은 수용액 중의 나노구조로 자기 조립할 수 있는 양친매성 펩타이드를 포함하는 22-28개 아미노산이 함유된 여러 다른 펩타이드에도 적용하였다. 25개 아미노산이 함유된 펩타이드는 친수성으로 간주될 수 있다.The synthetic method according to the present invention was also applied to various other peptides containing 22-28 amino acids including an amphipathic peptide capable of self-assembly into a nanostructure in aqueous solution. Peptides containing 25 amino acids can be considered hydrophilic.

사전 활성화된 NHS 에스테르를 이용하는 전략은 빠른 반응 속도 및 고리화 생성물에 매우 효율적인 변환으로 양친매성 펩타이드로 잘 형성된다.
Strategies using preactivated NHS esters are well formed with amphipathic peptides with a fast reaction rate and a highly efficient conversion to the cyclization product.

본 발명의 거대 고리형 펩타이드 합성에서 아미드 결합은 종 또는 인 시츄(in situ) 활성화에 의해 형성된 아미노산 활성 에스테르를 이용하여 달성되며, 하이드록시기 함유 고리 화합물, 예컨대 N-하이드록시석신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)는 카르복실산을 활성화하기 위해 사용된다. Amide bonds in the macrocyclic peptide synthesis of the present invention are achieved using amino acid active esters formed by species or in situ activation, and include hydroxyl group containing cyclic compounds such as N -hydroxysuccinimide ( N -hydroxysuccinimide, NHS) is used to activate the carboxylic acid.

또한, 본 발명에 따른 커플링제 제거, 탈아민 및 고리화를 포함하는 연속되는 단계에서 NHS 에스테르 형성이 아민 말단 캡핑(amine end-capping)의 문제를 완전히 제거하였다.In addition, NHS ester formation completely eliminated the problem of amine end-capping in a subsequent step involving coupling agent removal, deamination and cyclization according to the present invention.

간단하지만, 이러한 새로운 방법은 높은 효율과 빠른 반응 속도로 거대 펩타이드 고리화 반응을 수행할 수 있으며, 이는 거대 고리형 펩타이드의 대량 생산에 적합하다.Although simple, these new methods can perform large peptide cyclization reactions with high efficiency and fast reaction rates, which are suitable for large-scale production of macrocyclic peptides.

이러한 본 발명의 합성방법은 아미노산의 개수가 많은 펩타이드 뿐만 아니라 아미노산 개수가 적은 펩타이드에도 효과적이다.
Such a synthesis method of the present invention is effective not only for peptides having a large number of amino acids but also for peptides having a small number of amino acids.

-물질- - Substance -

Fmoc-아미노산 및 커플링제는 Novabiochem(Germany) 및 AnaSpec (U.S.A.)으로부터 구입하였으며, 펩타이드 고리화 반응을 위한 일반적인 화학물질은 Sigma-Aldrich(U.S.A.) 및 Merck(Germany)에서 구입하였다.Fmoc-amino acids and coupling agents were purchased from Novabiochem (Germany) and AnaSpec (U.S.A.), and general chemicals for peptide cyclization reactions were purchased from Sigma-Aldrich (U.S.A.) and Merck (Germany).

또한, HPLC 용매는 Fisher Scientific(U.S.A.)에서 구입하였으며, 석신산 무수물 및 N-하이드록시석신이미드(N-hydroxysuccinimide, NHS)는 Sigma-Aldrich(U.S.A.)에서 구입하였다.
In addition, HPLC solvents were purchased from Fisher Scientific (USA), succinic anhydride and N - was purchased from hydroxy succinimide (N -hydroxysuccinimide, NHS) is a Sigma-Aldrich (USA).

Claims (17)

(A) 양 말단에 아민기를 포함하는 선형 펩타이드를 형성하는 단계;
(B) 상기 선형 펩타이드의 일측 아민 말단기를 보호기로 보호하고, 다른 아민 말단기와 석시닐화 화합물을 혼합하여 카르복실기를 형성하는 단계;
(C) 상기 선형 펩타이드에 형성된 카르복실기와 하이드록시기 함유 고리 화합물을 반응시켜 에스테르기를 형성하는 단계;
(D) 상기 선형 펩타이드의 일측 아민 말단기를 보호하는 보호기를 제거하는 단계; 및
(E) 상기 선형 펩타이드의 일측에 구비된 보호기가 제거된 아민기와 다른 측에 구비된 에스테르기를 반응시켜 고리형 펩타이드를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법.
(A) forming linear peptides comprising amine groups at both ends;
(B) protecting one terminal amine terminal group of the linear peptide with a protecting group, and mixing another amine terminal group and a succinylated compound to form a carboxyl group;
(C) reacting a carboxyl group formed on the linear peptide with a hydroxyl group-containing cyclic compound to form an ester group;
(D) removing a protecting group protecting one terminal amine group of the linear peptide; And
(E) reacting an amine group on one side of the linear peptide with a protected amino group and an ester group on the other side to form a cyclic peptide.
제1항에 있어서, 상기 (A)단계에서 선형 펩타이드는 아미노산이 20 내지 50개인 고분자량인 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. The method according to claim 1, wherein in step (A), the linear peptide has a high molecular weight of 20 to 50 amino acids. 제1항에 있어서, 상기 (A)단계에서 양 말단기의 아민기 중 하나의 아민기는 라이신 또는 오르니틴의 결합으로 형성된 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. The method according to claim 1, wherein one of the amine groups in both end groups in the step (A) is formed by a bond of lysine or ornithine. 제1항에 있어서, 상기 (B)단계에서 석시닐화 화합물은 석신산 무수물, 석신산 및 석신산 모노메틸 에스테르로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. The method according to claim 1, wherein the succinylated compound in step (B) is at least one selected from the group consisting of succinic anhydride, succinic acid, and succinic acid monomethyl ester. 제1항에 있어서, 상기 (B)단계에서 선형 펩타이드의 보호되지 않은 다른 아민기는 석시닐화 화합물, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 및 디이소프로필아민(DIPEA)과 혼합되어 상온에서 2 내지 8시간 동안 반응됨으로써 카르복실기를 형성하는 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. The method according to claim 1, wherein in step (B), another unprotected amine group of the linear peptide is mixed with a succinylation compound, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and diisopropylamine (DIPEA) Wherein the peptide is reacted for 2 to 8 hours to form a carboxyl group. 제5항에 있어서, 상기 선형 펩타이드, 석시닐화 화합물 및 디이소프로필아민(DIPEA)는 1 : 5-20 : 5-20의 몰비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. 6. The method of claim 5, wherein the linear peptide, succinylated compound, and diisopropylamine (DIPEA) are mixed in a molar ratio of 1: 5-20: 5-20. 제5항에 있어서, 상기 석시닐화 화합물 및 디이소프로필아민(DIPEA)는 1 : 1의 몰비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. 6. The method according to claim 5, wherein the succinylated compound and diisopropylamine (DIPEA) are mixed at a molar ratio of 1: 1. 제1항에 있어서, 상기 (C)단계에서 하이드록시기 함유 고리 화합물은 N-하이드록시석신이미드(NHS) 및 N-하이드록시술포석신이미드(sulfo-NHS)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. The method according to claim 1, wherein the hydroxyl group-containing cyclic compound in step (C) is selected from the group consisting of N-hydroxysuccinimide (NHS) and N-hydroxysulfosuccinimide (sulfo-NHS) Or more of the amino acid sequence of the cyclic peptide. 제1항에 있어서, 상기 (C)단계에서 선형 펩타이드에 형성된 카르복실기는 하이드록시기 함유 고리 화합물 및 N,N'-디이소프로필카보디이미드와 혼합되어 상온에서 2 내지 8시간 동안 반응됨으로써 에스테르기를 형성하는 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. The method according to claim 1, wherein the carboxyl group formed in the linear peptide in the step (C) is mixed with a hydroxyl group-containing cyclic compound and N, N' -diisopropylcarbodiimide and reacted at room temperature for 2 to 8 hours, Wherein the peptide is a peptide. 제9항에 있어서, 상기 선형 펩타이드, 하이드록시기 함유 고리 화합물 및 N,N'-디이소프로필카보디이미드는 1 : 2-10 : 1-5의 몰비로 혼합되는 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. The cyclic peptide according to claim 9, wherein the linear peptide, the hydroxyl group-containing cyclic compound and the N, N' -diisopropylcarbodiimide are mixed in a molar ratio of 1: 2-10: 1-5. . 제1항에 있어서, 상기 (D)단계에서 보호기는 아세트산, 트리플로로에탄올(TFE) 및 메틸렌클로라이드가 1 : 1-5 : 5-15의 중량비로 혼합된 보호기 제거 용액으로 제거되는 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. The method of claim 1, wherein the protecting group is removed in a protecting group removing solution mixed with acetic acid, trifluoroethanol (TFE), and methylene chloride in a weight ratio of 1: 1-5: 5-15 Wherein the peptide is a peptide. 제1항에 있어서, 상기 (D)단계에서 보호기는 트리플루오로아세트산, 트리이소프로필실란 및 메틸렌클로라이드가 1 : 1-10 : 10-30의 중량비로 혼합된 보호기 제거 용액으로 제거되는 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. 2. The method according to claim 1, wherein in step (D), the protecting group is removed with a protecting group removing solution mixed with trifluoroacetic acid, triisopropylsilane and methylene chloride at a weight ratio of 1: 1-10: 10-30 Wherein the peptide is a peptide. 제1항에 있어서, 상기 (E)단계에서 선형 펩타이드와 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 및 디이소프로필아민(DIPEA)를 상온에서 2분 내지 72시간 동안 반응함으로써 고리형 펩타이드를 형성하는 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. The method of claim 1, wherein in step (E), the linear peptide is reacted with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and diisopropylamine (DIPEA) at room temperature for 2 minutes to 72 hours, Wherein the peptide is a peptide. 제1항에 있어서, 상기 (E)단계 이후에 선형 펩타이드를 1,2-에탄디티올, 티오아니솔 및 트리플루오로아세트산으로 이루어진 혼합액으로 상온에서 1 내지 3시간 동안 반응시킨 후 tert-부틸메틸에테르(TBME)로 처리하는 단계를 추가하는 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. The method of claim 1, wherein the (E) after step 1, 2-ethanedithiol a linear peptide in, thioanisole and tree was reacted for 1-3 hours at room temperature, a mixed solution consisting of ethyl fluoro tert - butyl methyl Ether &lt; / RTI &gt; (TBME). &Lt; / RTI &gt; 제14항에 있어서, 상기 혼합액은 1,2-에탄디티올, 티오아니솔 및 트리플루오로아세트산이 1 : 1 : 30-40의 중량비로 혼합된 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드의 합성방법. 15. The method of claim 14, wherein the mixed solution is prepared by mixing 1,2-ethanedithiol, thioanisole, and trifluoroacetic acid in a weight ratio of 1: 1: 30-40. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 합성방법에 따라 합성된 고리형 펩타이드.17. A cyclic peptide synthesized according to the synthesis method of any one of claims 1 to 15. 제16항에 있어서, 상기 고리형 펩타이드는 아미노산이 20 내지 50개인 고분자량인 것을 특징으로 하는 고리형 펩타이드.The cyclic peptide according to claim 16, wherein the cyclic peptide has a high molecular weight of 20 to 50 amino acids.
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