KR20220161422A - 비시날 디올에 대한 선택적인 반응을 위한 접합체 - Google Patents

비시날 디올에 대한 선택적인 반응을 위한 접합체 Download PDF

Info

Publication number
KR20220161422A
KR20220161422A KR1020227037611A KR20227037611A KR20220161422A KR 20220161422 A KR20220161422 A KR 20220161422A KR 1020227037611 A KR1020227037611 A KR 1020227037611A KR 20227037611 A KR20227037611 A KR 20227037611A KR 20220161422 A KR20220161422 A KR 20220161422A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
insulin
drug substance
chain
formulas
formula
Prior art date
Application number
KR1020227037611A
Other languages
English (en)
Inventor
알보르즈 마다비
라이언 켈리 스펜서
잭 조셉 스틸
징신 리앙
미르나 에크람 안와르 샤케르
디아오 첸
사치타난드 말리
Original Assignee
프로토머 테크놀로지스 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 프로토머 테크놀로지스 인크. filed Critical 프로토머 테크놀로지스 인크.
Publication of KR20220161422A publication Critical patent/KR20220161422A/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/54—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic compound
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides
    • A61K38/16—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • A61K38/17—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • A61K38/22—Hormones
    • A61K38/28—Insulins
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/54—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic compound
    • A61K47/542—Carboxylic acids, e.g. a fatty acid or an amino acid
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/51—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent
    • A61K47/54—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the non-active ingredient being a modifying agent the modifying agent being an organic compound
    • A61K47/545—Heterocyclic compounds
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61P—SPECIFIC THERAPEUTIC ACTIVITY OF CHEMICAL COMPOUNDS OR MEDICINAL PREPARATIONS
    • A61P3/00—Drugs for disorders of the metabolism
    • A61P3/08—Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis
    • A61P3/10—Drugs for disorders of the metabolism for glucose homeostasis for hyperglycaemia, e.g. antidiabetics
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02—Boron compounds
    • C07F5/025—Boronic and borinic acid compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K14/00—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof
    • C07K14/435—Peptides having more than 20 amino acids; Gastrins; Somatostatins; Melanotropins; Derivatives thereof from animals; from humans
    • C07K14/575—Hormones
    • C07K14/62—Insulins

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Diabetes (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Endocrinology (AREA)
  • Proteomics, Peptides & Aminoacids (AREA)
  • Gastroenterology & Hepatology (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Obesity (AREA)
  • Genetics & Genomics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Emergency Medicine (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)
  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

본 개시내용의 실시형태는 다른 디올의 존재 하에 특정 비시날 디올에 선택적으로 결합할 수 있는 센서에 관한 것이다. 이러한 보로네이트화된 비시날 디올-반응성 센서 화합물은 특정 비시날 디올의 수준을 감지할 수 있고 체내에서 이러한 분자에 대해 반응할 수 있다. 특정 실시형태에서, 비시날 디올은 시스 디올, 예를 들어, 글루코스와 같은 헥소스이다. 특정 실시형태에서 센서는 약물 물질에 접합되어 있고, 센서는 비시날 디올에 대한 반응으로 생물물리학적 특성, 약동학, 및/또는 약물 물질의 활성을 변경할 수 있다. 약물 물질은 폴리펩티드, 예컨대 인슐린, 인간 내분비 또는 인크레틴 펩티드, 또는 이들의 유사체일 수 있거나 이들을 포함할 수 있고, 비시날 디올-반응성 센서를 함유하는 하나 이상의 변형된 아미노산을 함유할 수 있다.

Description

비시날 디올에 대한 선택적인 반응을 위한 접합체
관련 출원의 교차 참조
본 출원은 2020년 3월 31일에 출원되었고 명칭이 "변형된 아미노산을 함유하는 인슐린"인 미국 임시 출원 제63/002,662호의 우선권의 이익을 주장하며 그 전체 내용은 인용되어 본원에 포함된다.
서열 목록
본 출원은 전자 형식의 서열 목록과 함께 제출되고 있다. 서열 목록은 2021년 3월 30일에 생성된 "203819_ST25.txt" 파일로 제공되며 크기는 8795바이트이다. 서열 목록의 전자 형식 정보는 그 전체가 인용되어 본원에 포함된다.
보론산은 일반적으로 히드록실에 결합하는 경향이 있는 루이스 산(Lewis acid)으로 간주되며, 그 이유는 루이스 산으로서 보론산은 예를 들어 히드록시드 음이온과 같은 루이스 염기와 착물을 형성할 수 있기 때문이다. 따라서, 보론산을 포함하는 보로네이트를 함유하는 분자는 히드록실기에 결합하는 일반적인 경향이 있다. 이러한 결합 경향은 보로네이트기가 히드록실에 결합하고, 용매 및 완충액 조건에 따라, 보로네이트가 히드록실 함유 분자의 히드록실기에 가수분해가능한 보로네이트-에스터 결합을 형성할 수 있는 보로네이트화된(boronated) 표지 시약에 의한 히드록실-함유기의 검출에 사용될 수 있다. 보로네이트 에스터 결합의 강도와 가역성은 일반적으로 보로네이트의 유형, 완충액 조건, 보로네이트가 결합하는 히드록실기-함유 분자의 조성을 비롯한 다양한 요인에 의해 영향을 받는다.
본 개시내용의 실시형태의 하나 이상의 양태는 특정 비시날 디올(vicinal diol)에 대한 바람직한 선택성 또는 적합한 친화성을 동시에 가질 수 있는 동시에, 다른 디올에 대한 감소된 친화성을 가질 수 있는 보로네이트화된(boronated) 센서에 관한 것이다. 특정 실시형태에서 보로네이트화된 센서는 특정 수준의 특정 비시날 디올에 반응하여 체내에서 약물 물질의 약동학(pharmacokinetic) 및 약력학(pharmacodynamics)을 조절하는데 사용될 수 있다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태는 다음의 실시형태 1 내지 15를 포함한다:
1. 화학식 I로 표시되는 화합물로서:
Figure pct00001
,
상기, 화학식 I에서,
R은 화학식 FF1 내지 FF24로부터 선택되고,
Z는 다음 중 하나로부터 선택되고:
a) NH2 또는 OH,
b) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 약물 물질에 대한 공유 결합,
c) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, N-말단 아민 또는 폴리펩티드 약물 물질에서 하나 이상의 아미노산의 엡실론 아미노기에 대한 공유 결합, 및
d) J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH―(선택적인 링커)―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 또는 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로 표시되는 기;
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고;
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
J는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산 또는 하나 이상의 아미노산이고, 상기 폴리펩티드 약물 물질 중의 하나 이상의 아미노산 각각은 화학식 I'로 표시되고:
Figure pct00002
,
상기, 화학식 I'에서,
Figure pct00003
및
Figure pct00004
는 폴리펩티드 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
*은 Z의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고,
상기 화학식 FF1 내지 FF24에 대해:
Figure pct00005
Figure pct00006
,
X는 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 화학식 I의 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
인덱스 i는 1 내지 20의 범위의 정수이고;
B1 및 B2는 동일하거나 상이하고 각각은 독립적으로 화학식 F1 내지 F9로부터 선택되는 기를 나타내고; 그리고
B3은 화학식 F1 내지 F11로부터 선택되는 하나로 표시되는 기이고,
Figure pct00007
,
상기, 화학식 F1 내지 F9 각각에 대해:
하나의 R1은 (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m---을 나타내고, 상기 ---은 화학식 I의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
없거나, 1개, 또는 2개의 R1 각각은 독립적으로 F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고,
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수이고;
F5의 하나의 R1은 B(OH)2를 나타내고, 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고, 그리고
화학식 F10에서, 인덱스 j는 1 내지 13의 범위의 정수인, 화합물.
2. 화학식 II로 표시되는 화합물로서:
Figure pct00008
,
상기, 화학식 II에서:
(i) R은 화학식 FF25 내지 FF31으로부터 선택되고;
FF25 내지 FF31의 B1 및 B2는 동일하거나 상이하고, 각각은 독립적으로 화학식 F12 내지 F19로부터 선택되고; 그리고
Z는 NH2이고 임의의 약물 물질에 접합되어 있지 않거나;
또는
(ii) R은 화학식 FF25 내지 FF31으로부터 선택되고;
B1 및 B2는 각각 독립적으로 화학식 F20 내지 F27로부터 선택되고; 그리고
Z는 다음 중 하나로부터 선택되고:
a) OH,
b) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 약물 물질에 대한 공유 결합,
c) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, N-말단 아민 또는 폴리펩티드 약물 물질에서 하나 이상의 아미노산의 엡실론 아미노기에 대한 공유 결합, 및
d) J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH―(선택적인 링커)―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 또는 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로 표시되는 기,
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고,
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
J는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산 또는 하나 이상의 아미노산이고, 상기 폴리펩티드 약물 물질 중의 하나 이상의 아미노산 각각은 화학식 II'로 표시되고;
또는
(iii) R은 화학식 FF32 내지FF33으로부터 선택되고,
FF32 중의 B1 및 B2는 각각 독립적으로 화학식 F28 내지 F35로부터 선택되고;
FF33 중의 B1 및 B2는 각각 독립적으로 화학식 F36 내지 F43으로부터 선택되고; 그리고
Z는 다음 중 하나로부터 선택되고:
a) 약물 물질,
b) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, N-말단 아민 또는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산의 엡실론 아미노기로의 공유 결합, 및
c) J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH―(선택적인 링커)―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 또는 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로 표시되는 기,
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고,
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
J는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산 또는 하나 이상의 아미노산이고, 상기 폴리펩티드 약물 물질 중의 하나 이상의 아미노산 각각은 화학식 II'로 표시되고;
상기, 화학식 II'에 대해:
Figure pct00009
,
Figure pct00010
및
Figure pct00011
는 폴리펩티드 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
*은 Z의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
상기 화학식 FF25 내지 FF33에 대해:
Figure pct00012
,
X는 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 화학식 II의 Z에 대한 공유 결합을 나타내고; 그리고
인덱스 i는 1 내지 20의 범위의 정수이고;
상기, 화학식 F12 내지 F19 각각에 대해:
Figure pct00013
,
B1 또는 B2의 하나의 R1은 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 약물 물질에 대한 공유 결합을 나타내고;
하나의 R1 은, B1 및 B2 각각에서, (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m--- 이고, 상기 ---은 화학식 II의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
각각의 B1 및 B2의 없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 독립적으로 COOH, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고;
상기, 화학식 F20 내지 F25 각각에 대해:
Figure pct00014
,
하나의 R1은(C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m--- 이고, 상기 ---은 화학식 II의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
다음 중 하나:
(a) 동일한 B1 및/또는 B2 상의 1 또는 2개의 R1은 COOH를 나타내고, 상기 적어도 하나의 COOH는 약물 물질에 접합되어 있지 않고/않거나,
(b) 1 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3을 나타내고, 상기 인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수이고, 그리고
없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CH3, CF3, 또는 OCF3을 나타내고, 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고;
상기, 화학식 F26 내지 F27 각각에 대해:
Figure pct00015
,
하나의 R1은(C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m--- 이고, 상기 ---은 화학식 II의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 COOH, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고;
상기, 화학식 F28 내지 F35 각각에 대해:
Figure pct00016
,
B1의 하나의 R1은 (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m---을 나타내고, 상기 ---은 화학식 II의 Z에 대한, 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 공유 결합을 나타내고;
각각의 B1 및 B2에 대한 하나의 R1은 B1과 B2 사이의 공유 결합이고, 상기 공유 결합은 ―(S=O)―, ―(S(=O)(=O)―, ―(CF2)―,―(C=O)―, ―(CH2)m SCH2CO(CH2)k ―, ―(CH2)m S(CH2)2CO(CH2)k ―, 및 ―(CH2)m (CO)NH(CH2)k―로부터 선택되고;
(i) B2의 2개의 R1기는 COOH이고 이들 2개의 R1기는 약물 물질에 접합되어 있지 않거나, (ii) B1 및/또는 B2의 1 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, CH=O, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, 또는 ―(SO2)NH(CH2)mCH3을 나타내고;
B1 및/또는 B2의 없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 CH=O, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CH3, CF3, CHF2, 또는 OCF3을 나타내고;
나머지 R1은 H를 나타내고;
인덱스 k는 1 내지 7의 범위의 정수이고; 그리고
인덱스 m은 1 내지 7의 범위의 정수이고;
상기, 화학식 F36 내지 F43 각각에 대해:
Figure pct00017
B1 및 B2 각각에 대한 하나의 R1은 설폭시민기에 대한 공유 결합이고 이에 따라 B1 및 B2는 설폭시민기에 의해 함께 연결되고, 상기 설폭시민의 아미노기는 화학식 II의 Z에, 산 함유 링커를 통해 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통해, 공유적으로 연결되고;
(i) B1 및/또는 B2의 2개의 R1기는 COOH이고 이들 2개의 R1기는 약물 물질에 접합되어 있지 않거나, (ii) B1 및/또는 B2의 1 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, CH=O, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, 또는 ―(SO2)NH(CH2)mCH3을 나타내고;
B1 및/또는 B2의 없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 CH=O, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CH3, CF3, CHF2, 또는 OCF3을 나타내고;
나머지 R1은 H를 나타내고;
인덱스 k는 1 내지 7의 범위의 정수이고; 그리고
인덱스 m은 1 내지 7의 범위의 정수인, 화합물.
3. 약물 물질을 포함하는 화합물로서, 상기 약물 물질은 인슐린을 포함하고 인슐린은 화학식 III에 의해 표시되는 하나 이상의 변형된 아미노산을 함유하는, 화합물:
Figure pct00018
,
상기, 화학식 III에서,
R은 화학식 FF1 내지 FF24로부터 선택되고,
Z는 선택적인 링커, J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH(CO) 링커―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 및 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로부터 선택되고,
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고,
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
J는 화학식 III'에 의해 설명되고:
Figure pct00019
,
상기, 화학식 III'에서:
Figure pct00020
및
Figure pct00021
는 인슐린의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
*은 Z의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
상기 화학식 FF1 내지 FF24에 대해:
Figure pct00022
Figure pct00023
,
X는 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 화학식 III의 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
인덱스 i는 1 내지 20의 범위의 정수이고;
B1 및 B2는 동일하거나 상이하고, 각각은 독립적으로 화학식 F1 내지 F9로부터 선택되는 기를 나타내고; 그리고
B3은 화학식 F1 내지 F11로부터 선택되는 기를 나타내고;
Figure pct00024
,
상기, 화학식 F1 내지 F9 각각에 대해:
하나의 R1은 (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m---을 나타내고, 상기 ---은 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수이고;
F5의 하나의 R1은 B(OH)2를 나타내고; 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고, 그리고
화학식 F10에서, 인덱스 j는 1 내지 13의 범위의 정수인, 화합물.
4. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 선택적인 링커가 R에 직접적으로 접합된 적어도 하나의 작용기를 갖는 L-또는 D-아미노산이거나, 선택적인 링커가 화학식 FL1 내지 FL9로부터 선택되는, 화합물로서:
Figure pct00025
,
상기, 화학식 FL1 내지 FL9에서:
Z''는 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
R''는 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
p는 1 내지 5의 범위의 정수이고;
q는 1 내지 5의 범위의 정수이고; 그리고
r은 1 내지 5의 범위의 정수인, 화합물.
5. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 화합물이 실시형태 1 내지 3에 의해 기술된 바와 같이 추가로 변형된 약물 물질이고/이거나 하나 이상의 아민은 각각 독립적으로 아세틸화 또는 알킬화된, 화합물.
6. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 약물 물질이 인간 인슐린 또는 이의 유사체를 포함하는 인슐린이고, 인슐린이 A-사슬 및 B-사슬을 포함하는, 화합물.
7. 실시형태 1 또는 2 중 어느 하나에 있어서, 약물 물질이 폴리펩티드 약물 물질 또는 인간 펩티드 호르몬을 포함하는, 화합물.
8. 실시형태 6에 있어서, 인슐린이 각각 독립적으로 인슐린의 A-사슬 및/또는 B-사슬에 부가된 1 또는 2개의 펩티드 서열을 포함하고, 각각의 펩티드 서열이 독립적으로 1 내지 20개의 연속 잔기를 포함하는, 화합물.
9. 실시형태 6에 있어서, 인슐린이 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같이 각각 독립적으로 변형된 2 내지 10개의 아미노산을 포함하는, 화합물.
10. 실시형태 6에 있어서, 인슐린이 각각 독립적으로 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같이 하나 이상의 변형을 포함하고, 상기 각각의 하나 이상의 변형이 하기와 같이 위치하는 화합물로서:
(i) 아미노산 측쇄 상 및/또는 인슐린의 A-사슬 및/또는 B-사슬의 N- 및/또는 C- 말단에 부착된 최대 20개 잔기의 폴리펩티드의 N-말단에; 및/또는
(ii) 인슐린 A- 또는 B-사슬의 B1, B21, B22, B29, A1, A22, 또는 A3 잔기의 4개 잔기 이내; 및/또는
(iii) 아미노산의 측쇄 상 및/또는 인슐린의 A-사슬 및 또는 B-사슬에 부착되거나 통합된 폴리펩티드의 N-말단에, 상기 폴리펩티드는 서열 (X2)nX1(X2)m을 포함하며 상기 식에서: X1은 리신 잔기의 측쇄가 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같이 변형된 리신 잔기이고; 각각의 X2는 독립적으로 아미노산 K, P, E, G, N, M, A, R, L, W, S, F, V, C, H, D, I, Y, Q, T, 또는 X1의 기로부터 선택되고; 인덱스 m은 0 내지 20의 범위의 정수이고; 그리고 인덱스 n은 0 내지 18의 범위의 정수인, 화합물.
11. 실시형태 1 또는 2 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 접합체로서, 상기 실시형태 1 또는 2 중 어느 하나에 따른 화합물은, 약물 물질에, 직접적으로 또는 공유 링커를 통해 접합되고, 단 접합은 Z가 화학식 II의 NH2인 경우 Z를 통하지 않는, 접합체.
12. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나의 화합물이 실시형태 1 내지 11 중 어느 한 항의 화합물의 제조를 위한 중간체 화합물로서 사용되는, 화합물.
13. 실시형태 5 또는 6 중 어느 한 항에 있어서, 화합물이 화학식 IV, V, 또는 VI에 의해 기술된 바와 같은 하나 이상의 변형을 함유하고,
상기 화학식 IV에 대해:
Figure pct00026
,
Figure pct00027
및
Figure pct00028
는 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고; 그리고
R은 화학식 F111, F222, F333, F444, 및 F555로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pct00029
,
상기 화학식 F111, F222, F333, F444, 및 F555에서:
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
R1에 부착된 각각의 탄소 원자는 독립적으로 (R) 또는 (S) 입체화학을 갖고;
각각의 R1은 독립적으로 ―H, ―OR3, ―N(R3)2, ―SR3, ―OH, ―OCH3, ―OR5, NHC(O)CH3, ―CH2R3, ―C(O)NHOH, ―NHC(O)CH3, ―CH2OH, ―CH2OR5, ―NH2, ―CH2R4, -OR8, ―R6,―R8, 및 ―R7로부터 선택되고,
각각의 R3은 독립적으로 ―H, 아세틸, 포스페이트, ―R2, ―SO2R2, ―S(O)R2, ―P(O)(OR2)2, ―C(O)R2, ―CO2R2, 및 ―C(O)N(R2)2로부터 선택되고,
각각의 R2는 독립적으로 ―H, 선택적으로 치환된 C1-6 지방족 고리, 선택적으로 치환된 페닐 고리, 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 선택적으로 치환된 5 내지 6원 단일환형 헤테로아릴 고리, 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 7원 헤테로환 고리, 및 화학식 IV의 R에 대한 알킬 또는 아미드 공유 결합으로부터 선택되고,
각각의 R4는 독립적으로 ―H, ―OH, ―OR3, ―N(R3)2, ―OR5, 및 ―SR3으로부터 선택되고,
각각의 R5는 독립적으로 모노-사카라이드, 다이-사카라이드, 트리-사카라이드, 펜토스, 및 헥소스로부터 선택되고,
각각의 R6은 독립적으로 ―NCOCH2―, ―(OCH2CH2)n―, ―O―C1-9 알킬렌기, 및 하나 이상의 메틸렌기가 ―O―, ―(CH2)n―, ―OCH2―, ―N(R2)C(O)―, ―N(R2)C(O)N(R2)―, ―SO2―, ―SO2N(R2)―, ―N(R2)SO2―, ―S―, ―N(R2)―, ―C(O)―, ―OC(O)―, ―C(O)O―, ―C(O)N(R2)―, 또는 ―N(R2)SO2N(R2)―로 선택적으로 치환된, 치환된 C1-9 알킬렌기로부터 선택되고, 상기 인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고,
각각의 R7은 독립적으로 ―N(R2)2, ―F, ―Cl, ―Br, ―I, ―SH, ―OR2, ―SR2, ―NH2, ―N3, ―C≡CR2, ―CH2C≡CH, ―C≡CH, ―CO2R2, ―C(O)R2,―OSO2R2 ―N(R2)2, ―OR2, ―SR2, ―CH3, ―CH2NH2, 및 화학식 IV의 R에 대한 직접적인 결합으로부터 선택되고,
R8은 (i) L-세린, D-세린, L-트레오닌, D-트레오닌, L-알로트레오닌, 또는 D-알로트레오닌 중 하나의 측쇄이고 화학식 IV의 R에 해당하며, 상기 화학식 IV에서 인덱스 n=1이거나, (ii) 리신, 시스테인, 2,3-디아미노프로피온산에 대한 아미드 결합, 또는 (iii) ―CH2C(CH2OH)2CH2NH2이고, 그리고
구조식 F111, F222, F333, F444, 및/또는 F555는 선택적으로 하나 이상의 아세틸, 아세틸렌, 아세토니드, 및/또는 피나콜 보호기를 포함하고;
상기 화학식 V에 대해:
Figure pct00030
,
Figure pct00031
및
Figure pct00032
는 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
R은 X-Y를 나타내고,
상기 X는 트리아졸, 아미드 결합, 이민 결합, 또는 티오에터 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
Y는 화학식 F200 내지 F203으로 표시되는 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pct00033
,
X1은 X에 대한 공유 결합을 나타내고;
X2는 SH, OH, 또는 NH2를 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 8의 범위의 정수이고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
상기 화학식 VI에 대해:
Figure pct00034
,
Figure pct00035
및
Figure pct00036
는 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
Z는 아미노산, ―(CH2)p―, ―CH2(OCH2CH2)p―, ―SCH2―, ―S(CH2)2―, ―NH―, ―NH(CO)―, ―(CO)NH―, ―S(CH2)kNH―, ―트리아졸―(CH2)k―NH―, 트리아졸, 아미드 결합, 이민 결합, 및 티오에터 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
인덱스 k는 3 내지 5의 범위의 정수이고;
인덱스 p는 1 내지 8의 범위의 정수이고; 그리고
R은 화학식 F203 내지 F205으로 제시되는 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pct00037
,
상기 X3은 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
X4는 SH, OH, 또는 NH2를 나타내고
인덱스 q는 1 내지 8의 범위의 정수이고; 그리고
인덱스 m은 1 내지 8의 범위의 정수인, 화합물.
14. 실시형태 1 내지 13 중 어느 하나의 화합물의 제조 방법으로서, 선택적으로, 상기 B1 및 B2는 먼저 FF1 내지 FF33으로 표시되는 구조식 중 하나에 접합되고 생성된 접합체는 이어서 약물 물질에 공유적으로 연결되거나, 선택적으로, FF1 내지 FF33으로 표시되는 구조식은 먼저 약물 물질에 접합되고 그 후 B1 및 B2는 FF1 내지 FF33의 상응하는 구조식에 공유적으로 연결되는, 방법.
15. 실시형태 1 내지 13 중 어느 하나의 화합물을 치료제 또는 예방제로서 인간 대상체에 투여하는 방법.
본 발명의 실시형태의 특징 및 이점은 첨부된 도면과 함께 고려될 때 다음의 상세한 설명을 참조함으로써 더 잘 이해될 것이다.
도 1 내지 도 24는 각각 실시예 1 내지 24의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
도 25는 변형된 인슐린 1의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
도 26a는 변형된 인슐린 2에 접합된 변형제의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
도 26b는 변형된 인슐린 2의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
도 27 및 도 28은 각각 변형된 인슐린 3 및 4의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
신체의 특정 비시날 디올에 선택적으로 결합하고 이에 반응하는 센서(예컨대, 분자 센서)의 능력은 다른 디올 또는 기타 비시날 디올에 대한 결합을 감소시키면서 관심 비시날 디올에 결합함으로써 촉진된다. 대부분의 보로네이트는 디올 함유 분자에 결합하지만, 보로네이트(예컨대 보로네이트-기반 센서)를 사용하여 선택성을 달성하는 것이 항상 쉬운 것은 아니다; 이는 시스 디올을 포함한 대부분의 디올을 다양한 정도로 결합시키는 일반적인 경향 때문이다. 관심의 특정 비시날 디올에 대한 이러한 센서의 개선된 결합 친화성은 종종 선택성 또는 친화성을 희생시키면서 달성되며; 생리학적 수준의 범위 내에서 특정 비시날 디올에 대한 선택성의 발달은 상이한 비시날 디올의 히드록실 배향(orientation)을 구별할 수 있는 특정 분자 스캐폴드의 식별에 의해 촉진된다. 특정 비시날 디올에 대한 선택성을 증가시키면서 동시에 관심 있는 디올에 대한 친화성을 유지하기 위해 특이적 또는 특정 기하구조에 보로네이트를 위치시키는 스캐폴드의 개발은 보로네이트의 상이한 펜던트기 중 어떤 특정 스캐폴드 기하구조가 히드록실에 대한 결합에 영향을 미치는 지를 이해하거나 식별함으로써 촉진된다.
본 개시내용의 특정 실시형태에서, 특정 스캐폴드 분자는 보로네이트의 히드록실기가 비시날 디올을 함유하는 헥소스(hexose)와 결합하도록 공간적으로 배향되도록 (예를 들어, 3차원 공간에서) 보로네이트를 배향시키는 것으로 확인되었으며, 보론기 상의 히드록실의 배향과 비시날 디올 분자의 히드록실의 배향을 일치시키면 선택성이 향상된다. 선택성을 추가로 제공하기 위해, 보로네이트는 적절하거나 적합한 스캐폴드와 함께 페닐보로네이트의 벤젠 고리 상의 특정 작용기로 변형되며, 이는 관심 있는 비시날 디올에 대한 결합의 더 높은 선택성을 제공할 수 있고 체내의 다른 디올로부터 멀어지게 할 수 있다. 특정 실시형태에서, 비시날 디올 센서는 약물 물질에 접합되며, 비시날 디올 센서는 알부민 및/또는 글로불린을 포함하는 혈액 및/또는 혈장 내 순환 단백질과 같은 체내 단백질 및/또는 약물 물질과의 분자 내(intramolecular) 및 분자 간(intermolecular) 상호작용을 제공한다. 특정 실시형태에서, 특정 비시날 디올에 대한 센서의 선택적 결합은 분자 내 및 분자 간 결합의 정도를 변화시키고 이에 의해 체내에서 약물 물질의 약동학 및 전체 활성을 조절하고; 이러한 효과는 존재하는 비시날 디올의 수준에 의해 제어될 수 있다. 특정 실시형태에서 약물 물질은 펩티드 호르몬이고, 특정 실시형태에서, 펩티드 호르몬은 인슐린, 글루카곤, 또는 다른 인크레틴 호르몬과 같은 인간 펩티드 호르몬이다. 특정 실시형태에서 센서는 글루코스 내의 비시날 디올에 대해 선택적이고, 이러한 선택성은 글루코스에 대한 친화성을 유지하면서 동시에 혈액 내의 다른 당에 대한 친화성을 감소시키면서 향상된다. 특정 실시형태에서, 스캐폴드 및 (예를 들어, 이와 조합하여) 보로네이트 상의 펜던트기는 혈액 내 글루코스 및/또는 다른 비시날 디올의 수준에 기초하여 접합된 약물 물질의 전체 활성 및/또는 약동학을 제어할 수 있게 한다.
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태는 접합된 보로네이트를 갖는 특정 스캐폴드 분자를 함유하는 센서를 제공하며, 스캐폴드는 보로네이트의 히드록실기가 글루코스와 같은 선택된 헥소스의 특정 히드록실 배향과 결합하는데 도움이 되는 거리 내에서 서로 가까이 배향되도록 보로네이트를 3차원 기하학으로 배향하는데 사용되었다. 본 개시내용에 제시된 센서 분자는 3가지 메커니즘을 통해 선택성을 향상시킨다: (1) 스캐폴드는 페닐보로네이트의 보론기 상의 히드록실의 배향과 선택성을 향상시키는 비시날 디올 분자의 히드록실의 배향을 일치시키는 것을 촉진한다; (2) 페닐보로네이트의 전자 구조에 영향을 미치고 이에 의해 생리학적 pH에서 비시날 디올에 대한 가역적 결합을 선호하는 페닐보론산의 벤젠 고리에 부착되거나 그 근처에 부착된 특정 작용기를 식별함으로써 추가 선택성 이득이 수득된다; 그리고 (3) 페닐보로네이트 또는 센서 스캐폴드에 부착된 작용기는 입체 장애를 제공하여 원치 않는 헥소스에 대한 결합을 감소시키는 동시에 글루코스와 같은 관심 당에 대한 결합을 유지하는데 도움이 된다. 본 개시내용에서 함께 조합된 이러한 효과는 관심 있는 비시날 디올-함유 분자에 대한 결합의 원하는 또는 적합한 선택성을 제공하고 신체의 다른 디올로부터 멀어지게 한다. 특정 실시형태에서, 비시날 디올 센서는 약물 물질에 접합되며, 비시날 디올 센서는 체내 단백질과 분자 내 및/또는 분자 간 상호작용을 제공한다. 이러한 단백질은 알부민, 글리코실화된 단백질, 및/또는 면역글로불린과 같은 혈액 및/또는 인간 혈장의 순환 단백질을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서 관심 분자 내의 특정 비시날 디올에 대한 센서의 선택적 결합은 분자 내 및 분자 간 결합의 정도를 변화시키고 이에 의해 체내에서 약물 물질의 약동학 및 전체 활성을 조절한다. 특정 실시형태에서 약물 물질은 펩티드 호르몬이고 이의 특정 실시형태에서 펩티드 호르몬은 인슐린과 같은 인크레틴 호르몬이고 비시날 디올 함유 분자는 글루코스이지만, 본 개시내용은 이에 제한되지 않는다.
정의
다음 설명은 본 개시내용의 주제의 선택된 예시적인 실시형태를 도시하고 설명한다. 당업자라면, 본 개시내용의 주제는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 본원에서 설명하는 실시형태에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다는 것을 인식할 수 있다.
다음의 상세한 설명에서, 본 개시내용의 실시형태들 중 일부에 대한 보다 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부사항이 제시된다. 그러나, 당업자는 본 개시내용의 실시형태가 다양한 적합한 형태로 실시될 수 있고, 이러한 특정 세부사항에 반드시 제한되지 않는다는 것을 이해할 것이다. 공개된 모든 특징은 달리 명시적으로 언급되지 않는 한 동일하거나 동등하거나 유사한 목적을 제공하는 비교가능한 특징으로 대체될 수 있다. 따라서, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 개시된 각 특징은 일련의 동등하거나 유사한 특징의 한 예일뿐이다. 유사하게, 달리 표시되지 않는 한, 일 실시형태의 특징은 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다른 실시형태에 통합될 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 본원에서 사용되는 모든 용어(기술 용어 및 과학 용어 포함)는 본 개시내용이 속하는 당업자에게 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의된 것과 같은 용어는 관련 기술 및/또는 본 명세서의 맥락에서 그 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 여기에 명시적으로 정의되지 않는 한 이상화되거나 지나치게 형식적인 의미로 해석되어서는 안 된다는 것이 추가로 이해될 것이다.
예를 들어, 달리 정의되지 않는 한, 명세서 전체에 사용된 모든 화학 용어 및 작용기 명칭은 원소 주기율표, CAS 버전, 문헌[Handbook of Chemistry and Physics, 75th Ed.], 내부 표지에 따라 식별된다. 특정 작용기는 문헌[Organic Chemistry, Thomas Sorrell, University Science Books, Sausalito, 1999]; 문헌[Larock, Comprehensive Organic Transformations, VCH Publishers, Inc., New York, 1989]; 문헌[Carruthers, Some Modern Methods of Organic Synthesis, 3rd Edition, Cambridge University Press, Cambridge, 1987]; 및 문헌[Smith and March, March's Advanced Organic Chemistry, 5th Edition, John Wiley & Sons, Inc., New York, 2001]에 각각 기술된 바와 같이, 유기화학의 일반 원리뿐만 아니라 특정 작용 모이어티 및 반응성에 의해 기술된 바와 동일한 의미가 부여된다.
본원에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시형태를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 개시내용을 한정하려는 의도가 아니다. 본원에서 사용된 바와 같이, "하나의"("a", "an", 및 "the")와 같은 단수 형태는 문맥이 명백하게 달리 나타내지 않는 한 복수 형태를 포함하는 것으로 의도되며 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 본 명세서에서 사용될 때 용어 "포함하다(comprises)", "포함하는(comprising)", "포함하는(includes)", "포함하는(including)" 및 이들의 변형은 언급된 첨가제, 성분, 특징, 정수, 작용, 작업, 요소, 그룹, 구성요소, 및/또는 모이어티의 존재를 한정하지만, 하나 이상의 다른 첨가제, 성분, 특징, 정수, 작용, 작업, 요소, 그룹, 구성요소 또는 모이어티의 존재 또는 추가를 배제하지 않음이 추가로 이해될 것이다. 본원에서 사용된 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 관련된 나열된 항목 중 하나 이상의 임의의 모든 조합을 포함한다. "다음 중 적어도 하나"와 같은 표현은 요소 목록 앞에 올 때 요소의 전체 목록을 수정하며 목록의 개별 요소를 수정하지 않는다.
용어 "제1", "제2", "제3" 등은 다양한 요소, 구성요소, 영역, 층, 및/또는 섹션을 설명하기 위해 본원에서 사용될 수 있지만, 이러한 요소, 구성요소, 영역, 층, 및/또는 섹션은 이러한 용어로 제한되어서는 안 된다. 이러한 서수 용어는 한 요소, 구성요소, 영역, 층, 또는 섹션을 다른 요소, 구성요소, 영역, 층, 또는 섹션과 구별하는데 사용된다. 따라서, 이하에서 설명되는 제1 요소, 구성요소, 영역, 층, 또는 섹션은 본 개시내용의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 제2 요소, 구성요소, 영역, 층, 또는 섹션으로 명명될 수 있다.
본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "실질적으로", "약", 및 유사한 용어는 정도의 용어가 아니라 근사치의 용어로 사용되며, 당업자가 인식할 수 있는 측정 또는 계산된 값의 고유한 편차를 설명하기 위한 것이다. 또한, 본 개시내용의 실시형태를 설명할 때 "~할 수 있다"의 사용은 "본 개시내용의 하나 이상의 실시형태"를 지칭한다. 본원에서 사용된 바와 같이, 용어 "사용하다(use)", "사용하는(using)", 및 "사용된(used)"은 각각 용어 "이용하다(utilize)", "이용하는(utilizing)", 및 "이용되는(utilized)"과 동의어로 간주될 수 있다. 또한, "예시적인"이라는 용어는 예시 또는 설명을 지칭하기 위한 것이다.
본원에 인용된 임의의 수치 범위는 인용된 범위 내에 포함된 동일한 수치 정밀도의 모든 하위 범위를 포함하도록 의도된다. 예를 들어, "1.0에서 10.0"의 범위는 인용된 최소값 1.0과 인용된 최대값 10.0 사이(포함하여)의 모든 하위 범위를 포함하는 것으로, 즉, 예를 들어 2.4 내지 7.6과 같은 1.0 이상의 최소값 및 10.0 이하의 최대값을 갖는 것으로 의도된다. 본원에 인용된 임의의 최대 수치 제한은 그 안에 포함된 모든 더 낮은 수치 제한을 포함하도록 의도되고, 본 명세서에 인용된 임의의 최소 수치 제한은 그 안에 포함된 모든 더 높은 수치 제한을 포함하도록 의도된다. 따라서, 출원인은 본원에 명시적으로 인용된 범위 내에 포함된 임의의 하위 범위를 명시적으로 인용하기 위해, 청구범위를 포함하여, 본 명세서를 수정할 권리를 보유한다.
용어 "CASRN" 또는 "CAS 번호"와 상호교환적으로 사용되는 본원에서 사용된 용어 "CAS #"는 공개 과학문헌에 설명된 모든 화학 물질에 화학 물질요약 서비스(CAS: Chemical Abstracts Service)가 할당한 고유한 숫자 식별자를 지칭한다.
특정 실시형태에서, "공유적으로 연결된", "공유적으로 접합된", 또는 "공유 접합을 통한"이라는 용어는 2개 이상의 원자, 기, 또는 화학적 모이어티가 화학적 결합을 통해 결합되거나 연결되어 있음을 나타내기 위해 상호교환적으로 사용될 수 있다. 특정 실시형태에서, 화학적 결합(특정 실시형태에서 공유 결합으로 지칭될 수 있음)은, "직접적으로 결합된"이라는 용어에 의해 표시되는 바와 같이, 2개의 원자, 기, 또는 화학적 모이어티 간에 직접적인 하나 이상의 공유된 전자 쌍(예컨대, 단일 결합, 이중 결합, 또는 삼중 결합)일 수 있다(예컨대, 이로 이루어질 수 있다). 특정 실시형태에서, 화학적 (공유) 결합은 하나 이상의 원자 또는 작용기를 추가로 포함할 수 있고, 당업계에서 해당 작용기의 상응하는 명칭을 사용하여 지칭될 수 있다. 예를 들어, -S-S-기를 포함하는 공유 결합은 이황화 결합으로 지칭될 수 있으며; -(C=O)-기를 포함하는 공유 결합은 카보닐 결합으로 지칭될 수 있고; -(CF2)-기를 포함하는 공유 결합은 디플루오로메틸렌 결합 등으로 지칭될 수 있다. 공유 결합 내의 결합 또는 작용기의 유형은 명시적으로 언급되지 않는 한, 예를 들어 특정 기로부터 선택되거나 포함되는 것으로 기술되는 경우 제한되지 않는다. 적합한 공유 결합의 유형 또는 종류는 설명 및/또는 맥락에서 이해될 것이다.
특정 실시형태에서, 아미노산의 측쇄는 문헌[Bioconjugate Techniques (Third edition), edited by Greg T. Hermanson, Academic Press, Boston, 2013]에 일반적으로 기술된 바와 같이 임의의 수의 화학 결합(예컨대, 결합 모이어티)을 통해 공유적으로 연결될 수 있다(예컨대, 연결 또는 가교-결합). 예를 들어, 측쇄는 아미드, 에스터, 에터, 티오에터, 이소우레아, 이민, 트리아졸, 또는 하나의 펩티드, 단백질, 또는 합성 중합체를 제2의 펩티드, 단백질, 또는 합성 중합체에 공유적으로 연결하기 위해 당업계에서 이용가능한 임의의 적합한 공유 접합 화학을 통해 공유적으로 연결될 수 있다. 용어 중합체는 폴리펩티드를 포함한다. 용어 "공유 접합 화학"은 결합 모이어티에 포함된 하나 이상의 작용기, 및/또는 결합 모이어티를 형성하는데 사용되는 화학 반응을 지칭할 수 있다.
용어 "비시날 디올"은 2개의 히드록실기가 인접 위치를 차지하는, 즉 인접한 원자에 부착된 분자 기를 지칭한다. 이러한 분자는 당 예컨대 헥소스, 글루코스, 만노스, 및 프룩토스를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
특정 실시형태에서, 펩티드, 단백질, 또는 합성 중합체는 당업계에서 이해되고 정의된 클릭 화학 반응을 사용하여 변형된 인슐린에 연결될 수 있다. 적합한 클릭 화학 반응의 비제한적 예는 고리화첨가 반응(cycloaddition reaction) 예컨대 3+2 고리화첨가, 변형-촉진 알킨-니트론 고리화첨가, 변형된 알켄의 반응, 알켄 및 테트라진 역수요 디엘-알더(Diels-Alder), 구리(I)-촉매화된 아지드-알킨 고리화첨가(CuAAC), 변형-촉진 아지드-알킨 고리화첨가, 스타우딩거 라이게이션(Staudinger ligation), 친핵 고리-열림 반응, 및 탄소-탄소 다중 결합에 대한 부가를 포함할 수 있다. 이러한 반응의 일부가 예를 들어 문헌[H. C. Kolb, M. G. Finn and K. B. Sharpless (2001)]; 문헌[클릭 화학: Diverse Chemical Function from a Few Good Reactions, Angewandte Chemie International Edition 40 (11): 2004―2021]; 문헌[Kolb and Sharpless, Drug Discovery Today 8:1128-1137, 2003]; 문헌[Huisgen, R. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1963, 2, 565]; 및 문헌[Agard, N. J.; Baskin, J. M.; Prescher, J. A.; Lo, A.; Bertozzi, C. R. ACS Chem. Biol. 2006, 1, 644]에 기술되어 있다. 당업자는 이러한 클릭 반응에 적합한 완충액, pH, 및 반응 조건을 선택할 수 있다. 예를 들어, CuAAC 반응을 위해 EDTA와 같은 킬레이트제의 사용은 피해야 한다. 특정 실시형태에서 공유 접합은 당업계에 공지된 "생물직교 반응"의 결과일 수 있다. 이러한 반응은, 예를 들어, 문헌[Sletten, Ellen M.; Bertozzi, Carolyn R. (2009). Bioorthogonal Chemistry: Fishing for Selectivity in a Sea of Functionality, Angewandte Chemie International Edition 48 (38): 6974―98.]; 및 문헌[Prescher, Jennifer A; Bertozzi, Carolyn R (2005). Chemistry in living systems, Nature Chemical Biology 1 (1): 13―21]에 기술되어 있다. 특정 실시형태에서, 단위는, 예를 들어 문헌[Dawson, P. E.; Muir, T. W.]; 문헌[Clark-Lewis, I.; Kent, S. B. (1994) Synthesis of proteins by native chemical ligation, Science 266 (5186): 776―778]에 기술된 바와 같이 천연 화학적 라이게이션을 사용하여 연결될 수 있다.
용어 "치환된"은 명명된 기의 적어도 하나의 수소 원자가 비-수소 원자, 작용기, 펩티드, 링커 등으로 대체됨을 나타낸다. 치환 구조(본 명세서에서 "치환체"로 지칭될 수 있음)는 명시적으로 언급되지 않는 한 특별히 제한되지 않으며, 당업계에서 이용가능한 임의의 적합한 작용기, 아미노산, 폴리펩티드 등을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 치환체 자체가 추가로 치환될 수 있다.
용어 "인슐린"은 인슐린 수용체에 결합하고 이를 활성화할 수 있거나, 생체 내 투여될 때 혈당의 측정가능한 감소를 유발할 수 있는 인슐린의 야생형 및 변경된 형태를 모두 포함한다. 특정 실시형태에서, 인슐린은 정제, 합성, 또는 재조합 형태의 모든 종의 인슐린을 포함하고, 예를 들어 인간 인슐린, 돼지 인슐린, 소 인슐린, 양 인슐린, 및 토끼 인슐린을 포함할 수 있다.
특정 실시형태에서 인슐린은 성숙한 인슐린으로 추가로 처리될 수 있는 당업계에 공지된 바와 같은 프로인슐린(예를 들어, 인슐린의 전구체)일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.
인슐린이 인슐린의 변형된 형태인 경우, 인슐린은 당업계의 임의의 적합한 기술을 사용하여 변경될 수 있다. 예를 들어, 인슐린은 화학적으로 변경될 수 있고/있거나(예를 들어, PEG기 또는 지방 아실 사슬과 같은 화학적 모이어티의 추가에 의해) 돌연변이될 수 있다(예를 들어, 아미노산의 부가, 결실, 또는 치환을 포함할 수 있음). 인슐린이 하나 이상의 돌연변이를 포함하는 경우, 돌연변이는 당업계의 표준 용어를 사용하여 표시될 수 있지만, 인슐린 유사체는 당업계에 공지된 하나 이상의 돌연변이를 함유할 수 있으며, 이러한 돌연변이 중 일부는 생물물리학적 특성 또는 안정성 및 분해 저항성을 포함하여 분자의 다양한 양태를 변경(향상)할 수 있는 것으로 이해된다. 특정 실시형태에서, 예를 들어, 용어 "desB30"은 B30 아미노산 잔기가 결여된 인슐린을 지칭한다.
특정 실시양태에서, 용어 "상동성 퍼센트"는 최적 정렬 후 2개의 서열 사이의 서열 동일성 백분율을 지칭하고; 동일한 서열은 100%의 상동성 퍼센트를 갖는다. 최적 정렬은 이러한 알고리즘의 구현 또는 시각적 비교를 포함하여, 문헌[Pearson and Lipman, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 85:2444 (1988)]의 유사성 검색 방법에 의해, 또는 문헌[Neddleman and Wunsch, J. Mol. Biol. 48:443 (1970)]의 유사성 검색 방법에 대해 기술된 일반적인 방법에 의해 기술된 임의의 적합한 상동성 정렬 알고리즘을 사용하여 수행될 수 있다. "인슐린 A-사슬"은 야생형 인간 인슐린의 A-사슬과 가장 높은 상동성 퍼센트를 갖는 인슐린의 사슬이다. "인슐린 B-사슬"은 야생형 인간 인슐린의 B-사슬과 가장 높은 상동성 퍼센트를 갖는 인슐린의 사슬이다. 특정 실시형태에서, 인슐린의 A-사슬 및 B-사슬은 하나 이상의 펩티드, 예를 들어 당업계에 공지된 바와 같은 c-펩티드 또는 이의 단축된 버전을 통해 함께 연결될 수 있다.
특정 실시형태에서, 용어 "알부민"은 인간 혈청 알부민 단백질에 대해 적어도 60%의 상동성 퍼센트를 갖는 인간 혈청 알부민 또는 단백질을 지칭한다. 특정 실시형태에서 알부민은 접합 과정을 위해 추가로 화학적으로 변형될 수 있음을 이해해야 한다. 이러한 변형은 하나 이상의 공유적으로 연결된 링커를 포함할 수 있다.
특정 실시형태에서, 본원에 사용된 "치료 조성물"은 치료 효과를 갖도록 의도된 물질 또는 물질의 혼합물, 예컨대 약학 조성물, 유전 물질, 생물학적 제제, 및 기타 물질을 지칭한다. 약학 조성물은 치료적 특성, 보충 빈도를 감소시키는 농도 등으로 체내에서 기능하도록 구성될 수 있다. 특정 실시형태에서 "치료적 유효량" 및 "예방적 유효량"은 질환 또는 질환의 명백한 증상의 치료, 예방, 또는 관리에서 치료학적 이점을 제공하는 양을 지칭한다. 치료적 유효량은 질환, 질환의 증상, 또는 질환에 대한 소인을 치료(cure), 치유(heal), 경감(alleviate), 완화(relieve), 변경(alter), 치료(remedy), 개선(ameliorate), 향상(improve), 또는 영향(affect)을 미칠 목적으로 질환 또는 병태, 질환의 증상, 또는 질환에 대한 소인을 치료할 수 있다. 치료적으로 유효한 세트 또는 특정 양은 일반 의사에 의해 쉽게 결정될 수 있고, 예를 들어, 질환의 유형, 환자의 병력 및 연령, 질환의 단계, 및 기타 치료제의 투여와 같이, 당업계에 공지된 인자에 따라 달라질 수 있다.
비시날 디올 센서
본 개시내용에 제시된 센서 스캐폴드 및 특정 보로네이트 작용기는 예를 들어 다른 디올-함유 분자보다 하나의 비시날 디올-함유 분자에 우선적으로 결합함으로써, 비시날 디올-함유 분자와 다른 디올-함유 분자를 구별할 수 있는 분자(센서)에 대한 프레임워크를 제공한다. 예를 들어, 적절하거나 적합한 보로네이트를 갖는 센서 스캐폴드는 특정 헥소스에 결합할 수 있는 센서 분자를 제공하는 동시에 또한 비시날 디올이 없는 유사한 구조를 갖는 다른 당을 거부하거나 무시할 수 있는 센서 분자를 제공하기 위해 본원에 제시된 방법을 사용하여 합성될 수 있다. 예를 들어, 글루코스에 결합하지만 락테이트 및/또는 프룩토스를 적극적으로 거부하거나 무시하는(예컨대, 결합하지 않는) 센서가 개발될 수 있다. 임의의 설명 이론의 정확성에 구속되지 않고, 본 개시내용에 제시된 센서 분자는 3가지 메커니즘의 임의의 조합을 통해 향상된 선택성을 가질 수 있다고 여겨진다: (1) 스캐폴드는 페닐보로네이트의 보론 히드록실기와 비시날 디올 분자의 히드록실을 상보적인 배향으로 위치시킬 수 있다; (2) 페닐보론산의 벤젠 고리 또는 그 근처에 부착된 특정 작용기는 생리학적 pH에서 비시날 디올에 대한 가역적 결합을 선호하도록 페닐보로네이트의 전자 구조를 변경할 수 있다; 그리고 (3) 페닐 보로네이트 및/또는 센서 스캐폴드에 부착된 작용기는 입체 장애를 증가시키고 원하지 않는(예컨대, 비-표적) 헥소스(디올)에 대한 결합을 감소시키면서 글루코스와 같은 관심 분자(관심 당으로도 지칭될 수 있음)에 대한 결합을 유지할 수 있다. 이러한 효과는 개별적으로 또는 함께 조합되어 본 개시내용의 실시형태에서 관심 비시날 디올에 대해 선택적인 결합을 제공하고 신체의 다른 디올로부터 멀어지게 한다. 특정 실시형태에서, 비시날 디올 센서는 약물 물질에 접합되고, 비시날 디올 센서는 약물 물질과 체내 하나 이상의 단백질 사이의 분자 내 및/또는 분자 간 상호작용을 제공하고/하거나 향상시킬 수 있다.
센서 선택성에 대한 위 메커니즘의 영향은 표 1에 제공된 데이터에서 부분적으로 설명될 수 있다. 선택성은 스캐폴드 분자(예컨대, 단편)의 적절하거나 적합한 사용을 통해 먼저 달성되거나 향상될 수 있다. 예를 들어, 실시예 9, 10, 11, 12, 및 13의 화합물은 모두 유사한 페닐보로네이트를 사용하지만, 글루코스에 대해 크게 다른 친화성을 나타낸다. 표 1에 제시된 바와 같이, 실시예 9는 군 내에서 글루코스에 대한 가장 낮은 Kd 값(예를 들어, 가장 높은 친화도)을 제공하는 반면, 실시예 11은 프룩토스에 대해 가장 높은 Kd(예를 들어, 가장 낮은 친화도)를 제공한다. 이러한 비-직관적인 선택성 반응은 주로 스캐폴드 분자에 의해 구동되는데, 그 이유는 이러한 모든 예가 유사한 니트로-치환된 페닐보로네이트를 사용하기 때문이다. 실시예 9와 10의 비교는 스캐폴드의 추가 CH2-CH2기(예컨대, 실시예 10에서와 같이)가 프룩토스 결합에 거의 영향을 미치지 않으면서 글루코스 결합을 실질적으로 파괴할 수 있음을 보여준다. 반대로, 스캐폴드에 CH2-CH2기를 첨가하면 락테이트에 대한 친화성이 증가한다(예컨대, 락테이트에 대한 Kd 값 감소). 따라서, 글루코스 친화성은 보로네이트 사이의 추가 거리에 의해 감소되는 반면, 락테이트 친화성은 증가된다. 이러한 실시예는 본 개시내용에 제시된 스캐폴드가 특정 헥소스에(예를 들어, 일련의 경쟁 헥소스에 대해 더 높은 친화도로) 선택적으로 결합하는 비시날 디올 센서의 능력에 큰 영향을 미칠 수 있음을 예시한다.
예를 들어, 동일한 보로네이트를 사용하지만 스캐폴드 분자(예컨대 단편)가 다른 두 센서 간에 또 다른 비교가 이루어질 수 있다. 표 1로부터 실시예 2 및 실시예 14의 디올 친화성의 비교는 실시예 14의 스캐폴드가 락테이트보다 글루코스에 대해 더 높은 선택성 값을 제공하는 반면, 실시예 2의 스캐폴드는 락테이트보다 프룩토스에 대해 더 높은 선택성 값을 제공함을 보여준다. 이러한 예상치 못한 결과는 실시예 2 및 14의 스캐폴드를 실험적으로 식별하고 이들의 결합 특이성을 후속 분석함으로써 발견되었다.
결합 선택성에 영향을 미치는 두 번째 요소는 페닐보로네이트의 벤젠 고리에 있는 작용기의 위치 및 특성(예컨대, 조성)이다. 비시날 디올 센서에 대한 페닐보로네이트의 접합 지점(예컨대, 벤젠 고리의 보론 부착(치환체)에 대한 벤젠 고리의 접합 지점)과 벤젠 고리에 있는 다른 작용기(예컨대, 페닐보로네이트 고리의 보론기에 대한 오르토-, 메타-, 또는 파라-)의 위치 및 동일성(예컨대, 조성) 둘 모두는 선택성에 영향을 미친다. 페닐보로네이트의 전자 끌개 기(Electron withdrawing group)는 일반적으로 더 낮은 pKa 값을 제공하며(예컨대, 이온화를 돕기 때문에), 일반적으로 5원 옥사보롤 고리 보로네이트의 고리 변형(예컨대, 화학식 F2, F13, 또는 F29)은 기하 구조를 왜곡하고 또한 pKa 값을 더 낮춘다. 플루오린 및/또는 CF3기가 전자 끌개 기로 사용될 수 있지만, 벤젠 고리에 니트로기를 도입하면 pKa를 낮추는데 극적인 효과가 있을 수 있다. 이러한 효과는 보로네이트를 변경하는 동안 스캐폴드 분자가 일정하게 유지될 때 관찰하기 가장 쉽다. 예를 들어, 실시예 4 내지 8의 화합물은 동일한 스캐폴드 분자를 사용하지만 상이한 작용기를 함유하는 페닐보로네이트를 가지며, 글루코스, 프룩토스, 및 락테이트에 대해 상이한 결합 선택성을 나타낸다. 이러한 예는, 예를 들어 페닐보로네이트 고리에 NO2기의 존재가 글루코스에 대한 친화성을 향상시킬 수 있고, 두 개의 상이한 보로네이트 또는 페닐보로네이트를 함유하는 이종이작용성 센서가 두 개의 유사한(또는 동일한) 보로네이트를 함유하는 비시날 디올 센서보다 상이한 당 선택성을 나타낸다는 것을 예시한다. 더욱이, 본 개시내용의 양태는, 예를 들어 표 1에서 실시예 5와 7의 친화도의 비교에 의해 나타낸 바와 같이, 동일한 스캐폴드 상에서 보록솔(boroxole) 보로네이트와 조합된 니트로-치환된 보로네이트를 포함한다. 실시예 5의 동종이작용성 보로네이트기는 실시예 7의 이종이작용성 보로네이트에 비해 글루코스에 대해 더 좋지 않은 친화성을 제공한다. 고리 변형 보록솔을 사용하면 화합물의 나머지 구조가 실시예 5와 7 사이에 유사함에도 불구하고, 글루코스, 프룩토스, 및 락테이트에 대한 친화성이 대략 7배 증가한다.
유사하게, 예를 들어, 실시예 9와 15의 화합물의 비교는 보로네이트에 니트로기의 도입이 특정 스캐폴드에서 글루코스 친화성을 향상시키고, 이러한 친화성 향상이 보로네이트 작용기의 전자 끌기 특성 때문만은 아님을(플루오린도 전자 끌기이기 때문에) 보여준다. 따라서, 페닐보로네이트 고리의 더 강한 전자 끌개 기가 항상 보로네이트의 pKa를 조절하여 생리학적 pH에서 당 결합을 향상시킨다는 오랜 가정과 대조적으로, 이는 항상 그런 것은 아니다(예컨대, 작용기의 다른 양태가 작용할 수 있음). 실시예 9 및 15는 본 개시내용의 일부 스캐폴드에 대해, 니트로기가 페닐보로네이트 고리 상의 등가 플루오로기보다 친화성을 더 잘 향상시킨다는 것을 보여준다. 페닐보로네이트 상의 작용기의 중요성은 유사한 스캐폴드 구조를 갖는 예시 화합물의 비교함으로써 더욱 강조된다. 예를 들어, 센서 선택성에 대한 작용기의 중요성은 실시예 14 대 실시예 18, 실시예 11 대 실시예 20, 실시예 12 대 실시예 21 및 23의 비교, 및 실시예 1 내지 3 내에서 또는 실시예 4 내지 8 내에서의 비교 및 표 1에 열거된 이러한 분자의 상응하는 친화도에 의해 알 수 있다. 이러한 예는 소정의 스캐폴드 분자에 대한 페닐보로네이트 고리에 대한 작용기 배치의 효과가 관심 당에 대한, 예를 들어 글루코스에 대한 센서 결합 및 선택성을 향상시킬 수 있고 프룩토스 또는 락테이트를 포함하여 분자를 함유하는 다른 히드록실기를 멀어지게 할 수 있음을 설명한다. 따라서, 일부 실시형태에서, 본 개시내용에 기재된 바와 같이 확인된 스캐폴드 분자 및 이러한 스캐폴드에 접합된 특이적 보로네이트는 관심 비시날 디올(예를 들어, 글루코스)에 대한 우선적인 결합 선택성을 갖고 다른 비시날 디올(예를 들어, 프룩토스) 또는 히드록실 함유 분자(예를 들어, 락테이트)로부터 멀어지게 하는 비시날 디올 센서를 포함한다.
선택성에 영향을 미치는 세 번째 구조적 요인은 한 당 분자에 다른 당 분자에 대한 결합을 선호하는 입체 장애 또는 전하 효과이다. 예를 들어, 스캐폴드에 대한 아민(아미드)기 대 산성기의 영향은 표 1의 실시예 1 내지 3을 비교하여 알 수 있다. 스캐폴드의 치환체 산 또는 아미드기는 글루코스 대 락테이트 또는 프룩토스에 대한 이러한 센서의 결합 친화성의 차이에 기여할 수 있다. 표 1의 실시예 1 내지 3 및 4 내지 8과, 산성기 또는 아미드기를 포함하는 스캐폴드를 사용한 실시예의 비교는 스캐폴드에 대한 산성기 대 아미드 기의 전반적인 영향을 보여주며, 이러한 효과는 보로네이트의 전자 구조에 직접 영향을 미치지 않지만 다른 한 쌍의 비시날 디올과 센서의 결합을 입체적으로 방해하여 선택성에 영향을 미칠 수 있는 보로네이트 상의 치환체로 더 확장된다. 종합하면, 스캐폴드 분자, 페닐보로네이트 고리 상의 작용기, 및 페닐보로네이트 고리 바로 근처 또는 본 개시내용의 특정 실시형태에 포함된 스캐폴드 상의 작용기의 조합된 효과는 개시된 센서가 특정 비시날 디올에 대한 결합을 달성하는 접근방식 중 일부를 보여준다. 표 1의 이러한 실시예 및 관련 결합 친화성은 선택성 향상에서 확인된 효과 중 적어도 일부를 입증한다.
특정 실시형태에서, 비시날 디올 센서는 인크레틴 펩티드에 접합되어 글루코스와 같은 특정 비시날 디올에 반응하여 신체의 약동학을 제어한다. 특정 실시형태에서, 인크레틴 펩티드는 폴리펩티드이고 이는 예를 들어 인슐린일 수 있다. 인슐린은 혈당 수치의 중요한 조절자이다. 건강한 사람에게는, 인슐린이 존재하고 췌장에서 분비되어 혈당 수치를 낮추는 역할을 한다. 일반적으로 당뇨병(diabetes)이라고 하는 당뇨병(DM: Diabetes mellitus)은 장기간에 걸쳐 고혈당 수치가 유지되는 대사성 질환의 군이다.
특정 실시형태에서 비시날 디올 센서는 단일 보론산 분자(또는 기) 또는 다중 보론산 분자(또는 기)를 함유할 수 있고, 센서 스캐폴드 및/또는 보로네이트는 나프탈렌, 안트라센, 바이페닐, 안트라퀴논, 페난트렌, 크리센, 피렌, 코로넨, 코라눌렌, 테트라센, 펜타센, 또는 트리페닐렌 스캐폴드에 직접적으로 부착되거나 이를 포함한다. 이러한 스캐폴드는 니트로, 플루오로, 알코올, 티올, 트리플루오로메틸, 및/또는 메톡시 작용기와 같은 추가 치환체를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 두 개 이상의 스캐폴드는 직접적으로 또는 하나 이상의 아미노산을 통해 함께 접합될 수 있다. 스캐폴드는 약물 또는 약물 물질에 추가로 접합될 수 있고 원하는 디올 함유 분자 또는 단백질을 구별하는 능력을 부여할 수 있다. 특정 실시형태는 추가 선택성 및 기능을 제공할 수 있는 이러한 스캐폴드의 다중 사본을 포함할 수 있다.
특정 용도에서, 본원에 기술된 변형된 인슐린은 주사에 의해, 또는 다른 경로에 의해 신체에 전달될 수 있고 비-데포(non-depot) 형태의 가용성 글루코스에 가역적으로 결합할 수 있다. 특정 용도에서 본원에 기술된 변형된 인슐린은 주사 또는 다른 경로에 의해 신체에 전달될 수 있고, 데포 및/또는 가용성 형태의 가용성 글루코스에 가역적으로 결합할 수 있다. 특정 실시형태에서 본원에 기술된 변형된 인슐린은 신체의 국소 데포로부터 연장된 기간에 걸쳐 추가로 방출될 수 있다. 특정 실시형태에서 변형된 인슐린은 혈액 및/또는 혈청 알부민과 같은 혈장 내 단백질에 결합하고 변형된 인슐린이 방출되는 것은 혈액 내 글루코스 수준에 의존하여 상승된 혈당 수준에서 혈청 알부민으로부터 더 많은 양의 변형된 인슐린이 방출되도록 한다. 이러한 방출 속도는 혈당 수준 또는 디올 함유 분자를 비롯한 혈액 내 다른 소분자 수준에 따라 달라질 수 있다. 특정 실시형태에서, 본원에 기술된 변형된 인슐린의 방출, 생체이용률, 및/또는 용해도는 혈액 및/또는 혈청 글루코스 농도 및/또는 체내 다른 소분자의 농도의 함수로서 제어될 수 있다. 특정 실시형태는 본원에 기술된 임의의 화합물의 중간체 화합물을 포함하며; 중간체 화합물은 하나 이상의 보호기(예컨대, Boc, Fmoc 등)를 선택적으로 함유할 수 있고, 특정 실시형태에서 하나 이상의 보호기는 본 개시내용의 화합물 또는 중간체의 임의의 하위집합에 독립적으로 존재한다.
변형된 인슐린은, 이에 제한되지 않지만, PEG기 또는 지방 아실 사슬과 같은 화학적 모이어티의 첨가에 의해, 야생형 인슐린과 비교하여 화학적으로 변경된 인슐린을 말한다. 변경된 인슐린은 아미노산의 부가, 결실, 또는 치환을 포함하여 돌연변이될 수 있다. 인슐린의 상이한 프로토머가 이러한 변화로부터 생성될 수 있고 특정 실시형태에 포함될 수 있다. 일반적으로 활성 형태의 인슐린은 이러한 변형이 11개 미만이다(예컨대, 1-4, 1-3, 1-9, 1-8, 1-7, 1-6, 2-6, 2-5, 2-4, 1-5, 1-2, 2-9, 2-8, 2-7, 2-3, 3-9, 3-8, 3-7, 3-6, 3-5, 3-4, 4-9, 4-8, 4-7, 4-6, 4-5, 5-9, 5-8, 5-7, 5-6, 6-9, 6-8, 6-7, 7-9, 7-8, 8-9, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 또는 1). 인간 인슐린의 야생형 서열(A-사슬 및 B-사슬)은 아미노산 서열 GIVEQCCTSICSLYQLENYCN(SEQ ID NO:2)을 갖는 A-사슬, 및 아미노산 서열 FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT(SEQ ID NO:3)를 갖는 B-사슬을 갖는다.
인간 인슐린은 다음과 같은 순서로 아미노산 A8, A9, A10, 및 B30에서 토끼, 돼지, 소, 및 양 인슐린과 상이하다: 인간의 경우 Thr, Ser, Ile, Thr; 토끼의 경우 Thr, Ser, Ile, Ser; 돼지의 경우 Thr, Ser, Ile, Ala; 양의 경우 Ala, Gly, Val, Ala; 및 소의 경우 Ala, Ser, Val, Ala. 인슐린에 대한 변형은 특정 실시형태에서 B-사슬의 B1, B2, B28, 또는 B29, 또는 B28 및 B29 위치에서 돌연변이된 인슐린을 포함할 수 있다. 인슐린에 대한 변형은 특정 실시형태에서 A1, A2, A21, 또는 A-사슬의 다른 위치에서 돌연변이된 인슐린을 포함할 수 있다. 예를 들어, 인슐린 리스프로는 B-사슬의 C-말단에 있는 리신과 프롤린 잔기가 반전된 속효성(fast acting) 변형된 인슐린이다. 인슐린 아스파트는 B28 위치에서 프롤린이 아스파르트산으로 치환된 속효성 변형된 인슐린이다. 본 개시내용의 특정 실시형태에서 B28 및 B29에서의 돌연변이는 추가 돌연변이와 함께 올 수 있는 것으로 고려된다. 인슐린 글루리신은 B3 위치에서 아스파르트산이 리신 잔기로 대체되고, B29 위치에서 리신이 글루탐산 잔기로 대체된 속효성 변형된 인슐린이다.
특정 실시형태에서 본원의 인슐린의 등전점은 아미노산의 첨가 또는 치환에 의해 야생형 인간 인슐린에 비해 이동되거나 달리 달성될 수 있고, 특정 실시형태에서 변형된 인슐린의 등전점은 글루코스에 의해 조절될 수 있다. 예를 들어, 인슐린 글라진(glargine)은 B-펩티드의 C-말단에 2개의 아르기닌 잔기가 첨가되고 A21이 글리신으로 대체된 기저 인슐린이다. 인슐린은 잔기 B1, B2, B3, B26, B27, B28, B29, B30 중 하나 이상을 갖지 않을 수 있다. 특정 실시형태에서, 인슐린 분자는 A-사슬 또는 B-사슬의 N- 또는 C-말단에 추가의 아미노산 잔기를 함유한다. 특정 실시형태에서, 하나 이상의 아미노산 잔기는 위치 A0, A21, B0, 및/또는 B31에 위치하거나 누락되어 있다. 특정 실시형태에서, 본 개시내용의 인슐린 분자는 하나 이상의 아미노산이 산성 형태로 대체되도록 돌연변이된다. 예로서, 아스파라긴은 아스파르트산 또는 글루탐산으로 대체될 수 있고, 유사하게 글루타민은 아스파르트산 또는 글루탐산으로 대체될 수 있다. 특정 실시형태에서, A21은 아스파르트산일 수 있고, B3은 아스파르트산일 수 있거나, 또는 두 위치 모두 아스파르트산을 함유할 수 있다(예를 들어, 동시에). 당업자는 생물학적 활성을 유지하는 인슐린에 대해 이전에 보고된, 또는 널리 허용되는 돌연변이 또는 변형을 만드는 것이 가능하고, 변형된 인슐린이 본 개시내용의 실시형태에서 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 특정 실시형태에서, 인슐린은 임의의 위치에서 지방산에 연결될 수 있거나, 인슐린의 N-말단 상의 리신 또는 알파-아미노기의 측쇄 상의 것을 포함하는 임의의 아미노기에서 지방산으로 아실화될 수 있고 지방산은 C8, C9, C10, C11, C12, C14, C15, C16, C17, C18을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서 변형된 인슐린에 대한 지방산 또는 지방 이산의 조합 및 PEG 링커 접합은 변형된 인슐린의 혈청 반감기를 증가시키거나 변형된 인슐린에 연장된 방출 특성을 부여하는데 사용되며, 이러한 연장된 방출은 12시간 내지 7일 사이일 수 있다. 특정 실시양태에서, 지방산 사슬은 8 내지 20개의 탄소 길이이다. 예로서, 이러한 변형은 미리스트산이 B29에서 리신에 공유적으로 접합되고 B30이 결실되거나 부재하는 인슐린 디터머에서의 변형과 유사할 수 있다. 특정 실시형태에서, 인슐린 분자의 위치 B28은 리신이고 이러한 리신의 엡실론(ε)-아미노기는 지방산 또는 변형된 지방산 또는 이산에 접합된다. 특정 실시형태에서, 인슐린의 B-사슬의 C-말단에 또는 근처에 있는 리신은 화학식 I 내지 III에 의해 기술된 아미노산으로 대체된다. 특정 실시형태에서, 변형된 인슐린의 활성, 생체이용률, 용해도, 등전점, 전하, 및/또는 소수성은 화학적 변형을 통해 또는 인슐린과 공유적으로 결합되거나 혼합된 본원에 기술된 변형된 인슐린과 당과 같은 소분자의 상호작용의 결과로서 제어될 수 있다.
특정 실시형태에서, 본 개시내용의 변형된 인슐린 분자는 비제한적으로 다음의 인슐린 분자 중 하나를 포함하는 돌연변이 및/또는 화학적 변형을 포함한다: NεB29-옥타노일-ArgB0GlyA21AspB3ArgB31ArgB32-HI, NεB29-옥타노일-ArgB31ArgB32-HI, NεB29-옥타노일-ArgA0ArgB31ArgB32-HI, NεB28-미리스토일-GlyA21LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-미리스토일-GlyA21GlnB3LysB28ProB30ArgB31ArgB32-HI, NεB28-미리스토일-ArgA0GlyA21LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-미리스토일-ArgA0GlyA21GlnB3LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-미리스토일-ArgA0GlyA21AspB3LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-미리스토일-LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-미리스토일-ArgA0LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-옥타노일-GlyA21LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-옥타노일-GlyA21GlnB3LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-옥타노일-ArgA0GlyA21LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB29-팔미토일-HI, NεB29-미리소틸-HI, NεB28-팔미토일-LysB28ProB29-HI, NεB28-미리스토일-LysB28ProB29-HI, NεB29-팔미토일-데스(B30)-HI, NεB30-미리스토일-ThrB29LysB30-HI, NεB30-팔미토일-ThrB29LysB30-HI, NεB29-(N-팔미토일-γ-글루타밀)-데스(B30)-HI, NεB29-(N-리토콜일-γ-글루타밀)-데스(B30)-HI, NεB29-(ω-카복시헵타데카노일)-데스(B30)-HI, NεB29-(ω-카복시헵타데카노일)-HI, NεB29-옥타노일-HI, NεB29-미리스토일-GlyA21ArgB31ArgB31-HI, NεB29-미리스토일-GlyA21GlnB3ArgB31ArgB32-HI, NεB29-미리스토일-ArgA0GlyA21ArgB31ArgB32-HI, NεB29-ArgA0GlyA21GlnB3ArgB31ArgB32-HI, NεB29-미리스토일-ArgA0GlyA21AspB3ArgB31ArgB32-HI, NεB29-미리스토일-ArgB31ArgB32-HI, NεB29-미리스토일-ArgA0ArgB31ArgB32-HI, NεB29-옥타노일-GlyA21ArgB31ArgB32-HI, NεB29-옥타노일-GlyA21GlnB3ArgB31ArgB32-HI, NεB29-옥타노일-ArgA0GlyA21ArgB31ArgB32-HI, NεB29-옥타노일-ArgA0GlyA21GlnB3ArgB31ArgB32-HI, NεB28-옥타노일-ArgA0GlyA21GlnB3LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-옥타노일-ArgA0GlyA21AspB3LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-옥타노일-LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI, NεB28-옥타노일-ArgA0LysB28ProB29ArgB31ArgB32-HI. NεB29-펜타노일-GlyA21ArgB31ArgB32-HI, NαB1-헥사노일-GlyA21ArgB31ArgB32-HI, NαA1-헵타노일-GlyA21ArgB31ArgB32-HI, NεB29-옥타노일-NαB1-옥타노일-GlyA21ArgB31ArgB32-HI, NεB29-프로피오닐-NαA1-프로피오닐-GlyA21ArgB31ArgB32-HI, NαA1-아세틸-NαB1-아세틸-GlyA21ArgB31ArgB32-HI, NεB29-포밀-NαA1-포밀-NαB1-포밀-GlyA21ArgB31ArgB32-HI, NεB29-포밀-데스(B26)-HI, NαB1-아세틸-AspB28-HI, NεB29-프로피오닐-NαA1-프로피오닐-NαB1-프로피오닐-AspB1AspB3AspB21-HI, NεB29-펜타노일-GlyA21-HI, NαB1-헥사노일-GlyA21-HI, NαA1-헵타노일-GlyA21-HI, NεB29-옥타노일-NαB1-옥타노일-GlyA21-HI, NεB29-프로피오닐-NαA1-프로피오닐-GlyA21-HI, NαA1-아세틸-NαB1-아세틸-GlyA21-HI, NεB29-포밀-NαA1-포밀-NαB1-포밀-GlyA21-HI, NεB29-부티릴-데스(B30)-HI, NαB31-부티릴-데스(B30)-HI, NαA1-부티릴-데스(B30)-HI, NεB29-부티릴-NαB31-부티릴-데스(B30)-HI, NεB29-부티릴-NαA1-부티릴-데스(B30)-HI, NαA1-부티릴-NαB31-부티릴-데스(B30)-HI, NεB29-부티릴-NαA1-부티릴-NαB31-부티릴-데스(B30)-HI, LysB28ProB29-HI (인슐린 리스프로), AspB28-HI (인슐린 아스파트), LysB3GluB29-HI (인슐린 글루리신), ArgB31ArgB32-HI (인슐린 글라진), NεB29-미리스토일-데스(B30)-HI (인슐린 디터머), AlaB26-HI, AspB1-HI, ArgA0-HI, AspB1GluB13-HI, GlyA21-HI, GlyA21ArgB31ArgB32-HI, ArgA0ArgB31ArgB32-HI, ArgA0GlyA21ArgB31ArgB32-HI, 데스(B30)-HI, 데스(B27)-HI, 데스(B28-B30)-HI, 데스(B1)-HI, 데스(B1-B3)-HINεB29-트리데카노일-데스(B30)-HI, NεB29-테트라데카노일-데스(B30)-HI, NεB29-데카노일-데스(B30)-HI, NεB29-도데카노일-데스(B30)-HI, NεB29-트리데카노일-GlyA21-데스(B30)-HI, NεB29-테트라데카노일-GlyA21-데스(B30)-HI, NεB29-데카노일-GlyA21-데스(B30)-HI, NεB29-도데카노일-GlyA21-데스(B30)-HI, NεB29-트리데카노일-GlyA21GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-테트라데카노일-GlyA21GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-데카노일-GlyA21-GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-도데카노일-GlyA21-GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-트리데카노일-AlaA21-데스(B30)-HI, NεB29-테트라데카노일-AlaA21-데스(B30)-HI, NεB29-데카노일-AlaA21-데스(B30)-HI, NεB29-도데카노일-AlaA21-데스(B30)-HI, NεB29-트리데카노일-AlaA21-GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-테트라데카노일-AlaA21GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-데카노일-AlaA21GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-도데카노일-AlaA21GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-트리데카노일-GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-테트라데카노일-GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-데카노일-GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-도데카노일-GlnB3-데스(B30)-HI, NεB29-Z1-GlyA21-HI, NεB29-Z2-GlyA21-HI, NεB29-Z4-GlyA21-HI, NεB29-Z3-GlyA21-HI, NεB29-Z1-AlaA21-HI, NεB29-Z2-AlaA21-HI, NεB29-Z4-AlaA21-HI, NεB29-Z3-AlaA21-HI,NεB29-Z1-GlyA21GlnB3-HI, NεB29-Z2-GlyA21GlnB3-HI, NεB29-Z4-GlyA21GlnB3-HI, NεB29-Z3-GlyA21GlnB3-HI, NεB29-Z1-AlaA21GlnB3-HI, NεB29-Z2-AlaA21GlnB3-HI, NεB29-Z4-AlaA21GlnB3-HI, NεB29-Z3-AlaA21GlnB3-HI, NεB29-Z1-GlnB3-HI, NεB29-Z2-GlnB3-HI, NεB29-Z4-GlnB3-HI, NεB29-Z3-GlnB3-HI, NεB29-Z1-GluB30-HI, NεB29-Z2-GluB30-HI, NεB29-Z4-GluB30-HI, NεB29-Z3-GluB30-HI, NεB29-Z1-GlyA21GluB30-HI, NεB29-Z2-GlyA21GluB30-HI, NεB29-Z4-GlyA21GluB30-HI, NεB29-Z3-GlyA21GluB30-HI, NεB29-Z1-GlyA21GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z2-GlyA21GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z4-GlyA21GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z3-GlyA21GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z1-AlaA21GluB30-HI, NεB29-Z2-AlaA21GluB30-HI, NεB29-Z4-AlaA21GlnB30-HI, NεB29-Z3-AlaA21GluB30-HI, NεB29-Z1-AlaA21GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z2-AlaA21GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z4-AlaA21GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z3-AlaA21GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z1-GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z2-GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z4-GlnB3GluB30-HI, NεB29-Z3-GlnB3GluB30-HI 그리고 상기 Z1은 트리데카노일이고, Z2는 테트라데카노일이고, Z3은 도데카노일이고, Z4는 데카노일이고, HI는 인간 인슐린이다.
특정 실시형태에서, 인슐린 분자는 다음의 돌연변이 및/또는 화학적 변형을 갖는다: NεB28-XXXXX-LysB28ProB29-HI, NαB1-XXXXX-LysB28ProB29-HI, NαA1-XXXXX-LysB28ProB29-HI, NεB28-XXXXX-NαB1-XXXXX-LysB28ProB29-HI, NεB28-XXXXX-NαA1-XXXXX-LysB28ProB29-HI, NαA1-XXXXX-NαB1-XXXXX-LysB28ProB29-HI, NεB28-XXXXX-NαA1-XXXXX-NαB1-XXXXX-LysB28ProB29-HI, NεB29-XXXXX-HI, NαB1-XXXXX-HI, NαA1-XXXXX-HI, NεB29-XXXXX-NαB1-XXXXX-HI, NεB29-XXXXX-NαA1-XXXXX-HI, NαA1-XXXXX-NαB1-XXXXX-HI, NεB29-XXXXX-NαA1-XXXXX-NαB1-XXXXX-HI, NεB29-YYYYY-HI, NαB1-YYYYY-HI, NαA1-YYYYY-HI, NεB29-YYYYY-NαB1-YYYYY-HI, NεB29-YYYYY-NαA1-YYYYY-HI, NαA1-YYYYY-NαB1-YYYYY-HI, NεB29-YYYYY-NαA1-YYYYY-NαB1-YYYYY-HI, NεB28-YYYYY-LysB28ProB29-HI, NεB21-YYYYY-LysB28ProB29-HI, NαA1-YYYYY-LysB28ProB29-HI, NεB28-YYYYY-NαB1-YYYYY-LysB28ProB29-HI, NεB28-YYYYY-NαA1-YYYYY-LysB28ProB29-HI, NαA1-YYYYY-NαB1-YYYYY-LysB28ProB29-HI, NεB28-YYYYY-NαA1-YYYYY-NαB1-YYYYY-LysB28ProB29-HI, 그리고 상기 YYYYY는 아세틸 또는 포밀 중 하나이고 상기 XXXXX는 프로피오닐, 부티릴, 펜타노일, 헥사노일, 헵타노일, 옥타노일, 노나노일, 또는 데카노일 중 하나이고 HI는 인간 인슐린이다.
본원에서 논의된 바와 같이, 인슐린 분자는 예를 들어, 카복실 또는 반응성 에스터, 아민, 히드록실, 알데히드, 설프히드릴, 말레이미딜, 알키닐, 아지도, 등의 모이어티를 포함하여, 인슐린 구조 내에 자연적으로 존재하고/하거나 접합 전에 첨가되는 반응성 모이어티를 통해 접합될 수 있다. 인슐린은 자연적으로 NHS-에스터, 이소시아네이트, 및/또는 이소티오시아네이트가 공유 접합될 수 있는 반응성 알파-말단 아민 및 엡실론-아민 리신기를 포함한다. 특정 실시형태에서, 본원에서 기술된 실시형태의 변형된 아미노산 외에 대안적인(예를 들어, 추가적인) 접합 지점을 제공하기 위해 적합한 아미노산(예컨대, 리신 및/또는 비-천연 아미노산)이 아미노산 서열에 첨가되거나 치환된 변형된 인슐린이 사용될 수 있다. 또한, 접합 과정은 접합 전에 특정 반응성 모이어티를 선택적으로 차단하거나 보호함으로써 제어될 수 있음이 이해될 것이다. 특정 실시형태에서 인슐린은 이들 변형의 임의의 조합을 포함할 수 있고 본 개시내용은 또한 전술된 변형 중 임의의 것을 포함하는 비-인간 인슐린(예를 들어, 돼지 인슐린, 소 인슐린, 토끼 인슐린, 양 인슐린 등)의 변형된 형태를 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 특정 실시형태는 이들 및, 본원에 기술되거나 참조된 비-천연 아미노산을 포함하고 본원에 기술된 비-인간 인슐린에 대한 그러한 변형을 포함하여, 미국 특허 제5,474,978호; 제5,461,031호; 제4,421,685호; 제7,387,996호; 제6,869,930호; 제6,174,856호; 제6,011,007호; 제5,866,538호; 제5,750,4976호; 제906,028호; 제6,551,992호; 제6,465,426호; 제6,444,641호; 제6,335,316호; 제6,268,335호; 제6,051,551호; 제6,034,054호; 제5,952,297호; 제5,922,675호; 제5,747,642호; 제5,693,609호; 제5,650,486호; 제5,547,929호; 및 제5,504,188호; 및 미국 특허 출원 제2015/0353619호와 같은 특정한 기타 이전에 기술된 변형된 인슐린을 포함할 수 있다. 또한 특정 실시형태에서 인슐린은 Mn 218,000 이하의 폴리에틸렌 글리콜 중합체에 공유적으로 접합되거나, 알부민에 공유적으로 접합될 수 있음을 이해해야 한다.
특정 실시형태에서, 변형된 인슐린은 효소를 사용하여 비-보로네이트화된 폴리펩티드에 추가로 접합된다. 특정 실시형태에서 펩티드 단편의 N- 또는 C-말단 잔기는 펩티드가 인슐린에 접합되도록 하는 펩티드 리가제에 대한 인식 서열로서 작용할 수 있고, 특정 다른 실시형태에서 인슐린은 하나 이상의 추가 아미노산을 사용하여 발현되어 인슐린의 A- 또는 B-사슬의 말단 중 하나가 효소에 의해 인식되어 관심의 비-보로네이트화된 폴리펩티드가 인슐린에 부착될 수 있다. 특정 실시형태에서 폴리펩티드는 단백질 리가제를 사용하여 인슐린 A- 및/또는 B-사슬의 C-말단에 첨가된다. 특정 실시형태에서 폴리펩티드는 단백질 리가제를 사용하여 인슐린 A- 및/또는 B-사슬의 N-말단에 첨가된다. 특정 실시형태에서 폴리펩티드는 소르타제, 부텔라제, 트립실리가제, 서브틸리신, 펩틸리가제, 또는 이들 리가제에 대해 적어도 75% 상동성을 갖는 효소로 이루어진 군으로부터 선택된 단백질 리가제를 사용하여 변형된 인슐린에 접합된다. 특정 실시형태에서 이는 문헌[Muir TW, Sondhi D, Cole PA. Expressed protein ligation: a general method for protein engineering. Proc Natl Acad Sci U S A. 1998;95(12):6705―6710]에 기술된 바와 같이 발현된 단백질 라이게이션을 통해 달성된다. 특정한 다른 실시형태에서 폴리펩티드는 스타우딩거 반응을 이용하고 예를 들어 문헌[Nilsson, B. L.; Kiessling, L. L.; Raines, R. T. (2000). "Staudinger ligation: A peptide from a thioester and azide". Org. Lett. 2 (13): 1939―1941]에 기술된 바와 같이, 스타우딩거 라이게이션을 사용하여 변형된 인슐린에 연결된다. 특정한 다른 실시형태에서 폴리펩티드는, 예를 들어, 문헌[Zhang Y, Xu C, Kam HY, Lee CL, Li X. 2013, "Protein chemical synthesis by serine/threonine ligation." Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 17:6657-6662]에 기술된 바와 같이, Ser/Thr 라이게이션을 사용하여 변형된 인슐린에 접합된다. 특정 실시형태에서 B-사슬 자체는 32개 미만의 아미노산 또는 34개 미만의 아미노산을 갖고 특정 실시형태에서 인슐린은 3개 대신 4개의 이황화 결합을 갖는다.
펩티드 또는 단백질 또는 합성 중합체 또는 변형된 인슐린 자체에 대한 변형된 인슐린의 공유 접합, 및 분자 특성은 접합을 확인하고 화학량론을 수정하기 위해 LC-MS 또는 SDS-폴리아크릴아미드 겔 이동 분석으로 시험될 수 있다. 다양한 링커 화학 및 최종 기능화가 시험될 수 있다. 이들 링커 중 일부는 단백질에 대한 직교 화학을 함유할 수 있고, 특정 실시형태에서 링커는 비시날 디올 센서를 약물 물질과 공유적으로 연결하고 비시날 디올 센서와 추가로 상호작용하는 임의의 선택적인 분자는 클릭 화학 또는 다양한 유사한 생체직교 화학 반응으로 알려진 것들, 예를 들어, 문헌[Rostovtsev, V.V., Green, L.G., Fokin, V.V. & Sharpless, K.B. A stepwise huisgen cycloaddition process: copper(I)-catalyzed regioselective "ligation" of azides and terminal alkynes. Angew. Chem. Int. Ed. 41, 2596-2599 (2002)]에 기술된 바와 같이 적절하거나 적합한 구리-배위 리간드를 사용하는 구리-촉매화된 3+2 고리화첨가 반응(클릭 반응)에 의해 달성될 수 있다. 또한, 알킨 또는 알키닐 프로브에 대한 말단 아지드의 구리 없는 접합이 문헌[Liang, Y., Mackey, J.L., Lopez, S.A., Liu, F. & Houk, K.N. Control and design of mutual orthogonality in bioorthogonal cycloadditions. J. Am. Chem. Soc. 134, 17904-17907 (2012)] 및 문헌[Beatty, K.E. et al. Live-cell imaging of cellular proteins by a strain-promoted azide-alkyne cycloaddition. Chembiochem 11, 2092-2095 (2010)]에 의해 기술된 바와 같이 사용될 수 있다.
특정 실시양태에서, 본 개시내용의 화합물에 대한 추가 변형은 비시날 디올 센서와 상호작용하는 하나 이상의 히드록실을 함유하는 화학적 엔터티의 부착을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 비시날 디올 센서와 상호작용하는 기는 탄수화물, 하나 이상의 시스-디올 함유 분자, 하나 이상의 포스페이트기, 하나 이상의 카테콜기, 하나 이상의 파르네실기, 이소파르네실기, 지방산 또는 이산기, 및/또는 기타 디올-함유 분자와 같은 기를 포함한다.
특정 실시형태에서, 약물 물질은 인슐린이고 비시날 디올 센서와 상호작용하는 추가 기가 신체의 글루코스 수준에 대한 센서의 반응 프로파일을 조절하기 위해 첨가된다. 이의 특정 실시형태에서, 변형된 인슐린에서 아미노산의 측쇄는 하나 이상의 화학 구조, 또는 변형된 인슐린이 접합된 단백질 및/또는 폴리펩티드를 함유하고, 특정 실시형태에서 하나 이상의 화학 구조는 화학식 F111, F222, F333으로 기술되고:
Figure pct00038
상기 식에서:
ㆍ 각각의 R1은 독립적으로 (R) 또는 (S) 입체화학을 갖고 독립적으로 H, OR3, N(R3)2, SR3, OH, OCH3, OR5, R6―R7, NHC(O)CH3, CH2R3, NHC(O)CH3, CH2OH, CH2OR5, NH2, R2, 또는 CH2R4로부터 선택되고;
ㆍ 각각의 R2는 독립적으로 H 또는 H 또는 C1-6 지방족, 페닐, 질소, 산소, 또는 황으로부터 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 5 내지 6원 단일환형 헤테로아릴 고리, 또는 질소, 산소, 또는 황으로부터 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 7원 헤테로환 고리로부터 선택되는 선택적으로 치환된 기로부터 선택되고;
ㆍ 각각의 R3은 독립적으로 H, 아세틸, 포스페이트, R2, SO2R2, S(O)R2, P(O)(OR2)2, C(O)R2, CO2R2, 또는 C(O)N(R2)2로부터 선택되고;
ㆍ 각각의 R4는 독립적으로 H, OH, OR3, N(R3)2, OR5, 또는 SR3으로부터 선택되고;
ㆍ 각각의 R5는 독립적으로 모노- 디- 또는 트리-사카라이드, 펜토스, 또는 헥소스로부터 선택되고;
ㆍ 각각의 R6은 독립적으로 링커, NCOCH2, OCH2CH2, OC1-9 알킬렌, 하나 이상의 메틸렌이 ―O―, ―CH2―, ―OCH2―, ―N(R2)C(O)―, ―N(R2)C(O)N(R2)―, ―SO2―, ―SO2N(R2)―, ―N(R2)SO2―, ―S―, ―N(R2)―, ―C(O)―, ―OC(O)―, ―C(O)O―, ―C(O)N(R2)―, 또는 ―N(R2)SO2N(R2)―으로 선택적으로 치환된, 치환된 C1-9 알킬렌으로부터 선택되고;
ㆍ 각각의 R7은 독립적으로 N(R2)2, F, Cl, Br, I, SH, OR2, SR2, NH2, N3, C≡CR2, CH2C≡CH, C≡CH, CO2R2, C(O)R2, 또는 OSO2R2. N(R2)2, OR2, SR2 또는 CH2NH2로부터 선택되고; 그리고
ㆍ 특정 실시형태에서, 구조식 F111, F222, 및 F333은 다양한 링커를 통해 변형된 인슐린에 또는 변형된 인슐린이 공유적으로 접합되는 약물 또는 단백질에 공유적으로 접합될 수 있다.
특정 실시형태에서 아노머성 탄소에 연결된 -OR5로 인한 글리코시드 결합은 α: DOWN 또는 β: UP 배열일 수 있다. 특정 실시형태에서, 변형된 인슐린은 아미노에틸글루코스, 아미노에틸바이만노스, 아미노에틸트리만노스, D-글루코스, D-갈락토스, D-알로스, D-만노스, D-글루코스, D-요도오스, D-탈로스, N-아지도만노사민(ManNAz) 또는 N-아지도갈락토스아민(GalNAz), 또는 N-아지도글루코스아민(GlcNAz), 2′-플루오로리보스, 2′-디옥시리보스, 글루코스, 수크로스, 말토스, 만노스, 이들의 유도체(예컨대, 글루코사민, 만노사민, 메틸글루코스, 메틸만노스, 에틸글루코스, 에틸만노스, 등), 솔비톨, 이노시톨, 갈락시톨, 둘시톨, 자일리톨, 아라비톨, 및/또는 이들의 더 고차원 조합(예컨대 선형 및/또는 분지형 바이만노스, 선형 및/또는 분지형 트리만노스), 시스-디올 함유 분자, 카테콜, 트리스, DOPA 분자 예컨대 L-DOPA 또는 L-3,4-디히드록시페닐알라닌으로 이루어진 군을 함유하거나, 부분적으로 이로부터 선택되는 하나 이상의 공유 접합체를 함유하도록 이의 본래의 형태로부터 변형된 약물 물질과 혼합되거나 약물 물질에 공유적으로 접합된다. 특정 실시형태에서, 변형된 인슐린은 카테콜에 접합된다.
특정 실시형태에서, F111, F222, 및 F333으로 표시되는 구조식은 아미드 결합, 하나 이상의 알킬기, 트리아졸 연결, 선택적인 공유 링커, 또는 이들의 조합과 같은 변형된 인슐린 또는 약물 물질에 대해 다양한 링커를 통해 공유적으로 접합될 수 있다.
특정 실시형태에서, 하나 이상의 비시날 디올 센서를 함유하는 변형된 인슐린은 아미노에틸글루코스, 아미노에틸바이만노스, 아미노에틸트리만노스, D-글루코스, D-갈락토스, D-알로스, D-만노스, D-글루코스, D-요도오스, D-탈로스, N-아지도만노사민(ManNAz), 또는 N-아지도갈락토스아민(GalNAz) 또는 N-아지도글루코스아민(GlcNAz), 2′-플루오로리보스, 2′-디옥시리보스, 글루코스, 수크로스, 말토스, 만노스, 이들의 유도체(예컨대, 글루코사민, 만노사민, 메틸글루코스, 메틸만노스, 에틸글루코스, 에틸만노스, 등), 솔비톨, 이노시톨, 갈락시톨, 둘시톨, 자일리톨, 아라비톨, 및/또는 이들의 더 고차원 조합(예컨대 선형 및/또는 분지형 바이만노스, 선형 및/또는 분지형 트리만노스), 시스-디올 함유 분자, 카테콜, 트리스, DOPA 분자 예컨대 L-DOPA 또는 L-3,4-디히드록시페닐알라닌으로 이루어진 군을 함유하거나, 부분적으로 이로부터 선택되는 하나 이상의 공유 접합체를 함유하는 물질과 혼합되거나 이에 공유적으로 접합된다. 특정 실시형태에서, 변형된 인슐린은 다음을 포함하는 아미노산을 함유한다:
Figure pct00039
특정 실시형태에서, 하나 이상의 비시날 디올 센서를 함유하는 변형된 인슐린은 아지도글루코스와 같은 변형된 글루코스에 접합된다. 예를 들어, M이 1, 2, 3, 4, 5, 6 중 하나인 M-아지도-M-디옥시-D-글루코스. 특정 실시형태에서, 아지드 함유 당은 예를 들어 클릭 화학을 통해 말단 알킨과 연결될 수 있다(이러한 말단 알킨은 예를 들어 L-호모프로파길글리신 또는 알킨 측쇄와 함께 본원에 기술된 기타 아미노산과 같은 아미노산의 측쇄로서 존재할 수 있음). 당 상의 아지드기는 예를 들어 트리아졸 결합을 생성하는 구리 촉매화된 클릭 반응에 의해 알킨기에 연결될 수 있거나, 특정 실시형태에서 그 자체가 아미노산의 측쇄에 연결되는 사이클로옥틴에 연결될 수 있다. 특정 실시형태에서, 변형된 인슐린은 그 자체로 또는 지방 아실 또는 지방-이산에 대한 공유 접합과 같은 공유 변형을 통해 혈액 내 알부민과 상호작용할 수 있고, 특정 실시형태에서 이러한 상호작용의 친화성은 글루코스에 기초하여 조절될 수 있다. 특정 실시형태에서, 인슐린은 당의 중합체, 디올을 함유하는 중합체, 및/또는 폴리사카라이드를 함유하는 약학적으로 허용되는 담체의 일부로서 혼합된다.
특정 실시형태에서, 하나 이상의 인공 아미노산이 변형된 인슐린 또는 비시날 디올 센서의 구조에 연결된 링커에 포함될 수 있다. 모든 천연 단백질의 빌딩 블록인 20가지 상이한 천연(표준) 아미노산이 존재한다. 비-표준 아미노산 또는 인공 아미노산은 표준 아미노산과 구별되는 측쇄를 가지며 일반적으로 단백질에는 존재하지 않는다. 인공 아미노산을 재조합 단백질 및/또는 합성된 펩타이드에 통합하면 선택적으로 기능화되고 변형될 수 있는 화학기의 도입이 가능하다. 이는 단백질 서열의 특정 위치에서 인슐린의 선택적인 화학적 변형을 가능하게 하기 때문에 변형된 인슐린의 개발에 특히 유용하다. 특정 실시형태에서, 인공 아미노산은 pKa, 단백질 도메인의 국소 소수성뿐만 아니라 응집 및 접힘 특성을 조절하기 위해, 또는 열안정성, 응집 거동, 용액 안정성, 응집 감소, 형태 변화 및/또는 서로에 대한 인슐린의 A 사슬 및 B 사슬의 이동을 비롯한 새로운 화학 및/또는 화학적 및/또는 물리적 특성을 도입하기 위해 변형된 인슐린에서 사용될 수 있다. 특정 실시형태에서, 화학식 FX15 내지 FX28에 의해 기술된 하기 인공 아미노산 중 하나 이상이 변형된 인슐린에 사용될 수 있다:
Figure pct00040
상기 식에서,
각각의 R1은 독립적으로 H, NH2, NO2, Cl, CF3, I, COCH3, CN, C≡CH, N3, 또는 Br로부터 선택되고;
각각의 R2는 독립적으로 NH2, CF3, H, 또는 CH3으로부터 선택되고;
a. 각각의 R3은 독립적으로 C≡CH, H, N3, 또는 비닐기로부터 선택되고
b. 각각의 R4는 독립적으로 NH2, R2, 또는 R3으로부터 선택되고
c. 각각의 R5는 독립적으로 S 또는 NH로부터 선택되고
d. 인덱스 n은 1 내지 4의 범위의 정수이고,
인덱스 j는 1 내지 14의 범위의 정수이고, 그리고
k는 1 내지 14의 범위의 정수이다.
더욱이, 특정 실시형태에서, 이전에 공개된 단백질 생성 또는 비단백질 생성 인공 아미노산 중 하나 이상은 비시날 디올 센서를 약물 물질에 연결하는 구조의 일부로서 및/또는 약물 물질의 일부로서 사용될 수 있으며, 여기서 약물 물질이 인슐린 또는 다른 펩티드인 경우, 인공 아미노산이 인슐린 또는 펩티드에 존재할 수 있다. 예를 들어, 특정 실시형태에서 다음의 인공 아미노산의 하나 이상이 문헌[Liu, C. C.; Schultz, P. G. (2010). "Adding new chemistries to the genetic code". Annual Review of Biochemistry 79: 413―44]에 제공된 아미노산 목록 및 문헌에 기술되고 참조된 방법에 기초하여 사용될 수 있다. 특정 실시형태에서 인공 아미노산은 펩티드 합성에 의해 혼입될 수 있으며 이는 본원에 언급된 아미노산뿐만 아니라 이전에 보고된 비-단백질 생성 아미노산을 포함한다. 예를 들어, 비-제한적으로, β-아미노산을 포함하는 이러한 비-단백질 생성 아미노산의 포트폴리오는 Sigma Aldrich로부터 상업적으로 입수 가능하며 2,3 디아미노프로피노산, 2,4 디아미노프로피노산, 오르니틴, 임의의 베타 또는 알파 아미노산과 같은 아미노산을 포함한다. 예로서, F26 내지 F41에 기술된 단백질 생성 인공 아미노산은 US2008/0044854호, US8518666호, US8980581호, US2008/0044854호, US2014/0045261호, US2004/0053390호, US7229634호, US8236344호, US2005/0196427호, US2010/0247433호, US7198915호, US7723070호, US2002/0042097호, US2004/0058415호, US2008/0026422호, US2008/0160609호, US2010/0184193호, US2012/0077228호, US2014/025599호, US7198915호, US7632492호, 및 US7723070호를 포함하는 미국 특허 및 미국 특허 출원에 기술된 방법 및 접근법을 사용하여 재조합 단백질 발현을 통해 통합될 수 있을 뿐만 아니라 기타 단백질 생성 인공 아미노산은 US7736872호, US7816320호, US7829310호, US7829659호, US7883866호, US8097702호, 및 US8946148호에 기술된 방법 및 접근법을 사용하여 재조합적으로 도입될 수 있다.
특정 실시형태에서 환형 아미노산 예컨대 3- 히드록시프롤린, 4-히드록시프롤린, 아지리딘-2-카복실산, 아제티딘-2-카복실산, 피페리딘-2-카복실산, 3-카복시-모폴린, 3-카복시-티아모폴린, 4- 옥사프롤린, 피로글루탐산, l,3-옥사졸리딘-4-카복실산, l,3-티아졸리딘-4-카복실산, 3-티아프롤린, 4-티아프롤린, 3-셀레노프롤린, 4-셀레노프롤린, 4- 케토프롤린, 3,4-디히드로프롤린, 4-아미노프롤린, 4-플루오로프롤린, 4,4-디플루오로프롤린, 4-클로로프롤린, 4,4-디클로로프롤린, 4-브로모프롤린, 4,4-디브로모프롤린, 4-메틸프롤린, 4-에틸프롤린, 4-사이클로헥실프롤린, 3-페닐프롤린, 4-페닐프롤린, 3,4-페닐프롤린, 4-아지도프롤린, 4-카복시프롤린, a-메틸프롤린, a-에틸프롤린, a-프로필프롤린, a-알릴프롤린, a-벤질프롤린, a-(4-플루오로벤질)프롤린, a-(2-클로로벤질)프롤린, a-(3-클로로벤질)프롤린, a-(2-브로모벤질)프롤린, a-(4-브로모벤질)프롤린, a-(4-메틸벤질)프롤린, a-(디페닐메틸)프롤린, a-(나프틸메틸)-프롤린, D-프롤린, 또는 L-호모프롤린, (2S, 4S)-4-플루오로-L-프롤린, (2S, 4R)-4-플루오로-L-프롤린, (2S)-3,4-디히드로-L-프롤린, (2S, 4S)-4-히드록시-L-프롤린, (2S, 4R)-4-히드록시-L-프롤린, (2S,4S)-4-아지도-L-프롤린, (2S)-4,4-디플루오로-L-프롤린, (2S)-아제티딘-2-카복실산, (2S)-피페리딘-2-카복실산, 또는 (4R)-1,3-티아졸리딘-4-카복실산이 변형된 인슐린에서 사용될 수 있다.
특정 실시형태에서, 아미노산의 세트 또는 특이적 배향은 예를 들어 문헌[Albericio, F. (2000). Solid-Phase Synthesis: A Practical Guide (1 ed.). Boca Raton: CRC Press. P. 848]의 방법을 사용하여 변형된 인슐린의 합성에 의해 달성되는 것으로 이해되어야 한다.
특정 실시형태에서 변형된 인슐린은 디올, 카테콜, 헥소스 당, 글루코스, 자일로스, 푸코스, 갈락토사민, 글루코사민, 만노사민, 갈락토스, 만노스, 프룩토스, 갈락투론산, 글루쿠론산, 이두론산, 만누론산, 아세틸 갈락토사민, 아세틸 글루코사민, 아세틸 만노사민, 아세틸 무라민산, 2-케토-3-디옥시-글리세로-갈락토-노논산, 아세틸 뉴라민산, 글리콜릴 뉴라민산, 신경전달물질, 도파민, 및/또는 디사카라이드, 및/또는 사카라이드의 중합체 및/또는 디올에 결합할 수 있다.
특정 실시형태에서, 관심 단백질(또는 관심 분자)에 결합하거나 관심 소분자에 대한 결합 및 반응성을 포함하는 관심 생물물리학적 특성을 갖는 세트 또는 특정 변형된 인슐린은 고체 지지체 상에서 표준 FMOC 또는 BOC 보호된 아미노산 합성을 사용하여 재조합적으로 발현되고 화학적으로 변형되고/되거나 화학적으로 합성되는 변형된 인슐린의 라이브러리를 스크리닝함으로써 수득될 수 있다.
특정 실시형태에서 변형된 인슐린은 하기 구조에 의해 기술된 화학 구조에 추가로 접합된다:
Figure pct00041
상기 식에서:
ㆍ 각각의 R1은 독립적으로 H, F, Cl, CH3, B(OH)2, C≡N, NO2, R4로부터 선택되거나 2개의 인접한 R1은 CH2-O--- 및 B(OH)---이고 상기 ---은 2개의 인접한 R1기 사이의 결합이고;
ㆍ 각각의 R2는 H, C≡N, (SO2)NH(R4), 또는 R4로부터 선택되고;
ㆍ 각각의 R3은 C≡N, CONH(R4), NH(R4), (SO2)NH(R4), 또는 R4로부터 선택되고;
ㆍ 각각의 R4는 H, N3, C≡CH, ―CH2N(R5) 또는 링커로부터 선택되고; 그리고
ㆍ 각각의 R5는 H 또는 예를 들어, 리신의 엡실론 아민에 대한 아미드 결합을 통해, 리신 측쇄와 같은 아미노산 측쇄에 구조를 공유적으로 연결하는 링커로부터 선택된다.
특정 실시형태에서 비시날 디올 센서가 접합된 변형된 인슐린 또는 약물 물질은 아미드 결합을 사용하여 하기 화학식 F500 내지 F520에 의해 기술된 구조에 추가로 공유적으로 접합될 수 있다:
Figure pct00042
특정 실시형태에서 이러한 변형은 MIDA 접합된 보로네이트 또는 MIDA 보로네이트를 제조하기 위한 N-메틸이미노디아세트산(MIDA: methyliminodiacetic acid) 기의 사용을 포함할 수 있고 이러한 변형은 최종 사용 구조를 향한 보로네이트의 제조 동안 사용될 수 있다. 특정 실시형태에서 보론산 피나콜 에스터가 최종 구조에 사용되며 상기 피나콜기는 당업자에 의해 용이하게 제거될 수 있다. MIDA-보호된 보로네이트 에스테르는 용이하게 취급되고, 공기 중에서 안정하며, 크로마토그래피와 호환되며, 표준 무수 교차-커플링 조건에서 반응성이 없으며 실온에서 1 M NaOH, 또는 심지어는 NaHCO3과 같은 온화한 수성 염기성 조건에서, 또는 문헌[Lee, S. J. et al. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 466]에 기술된 바와 같이 용이하게 탈보호된다.
이전에 문헌[Nature 493, 241-245 (2013)]; 문헌[Menting, J.G. et al. Protective hinge in insulin opens to enable its receptor engagement. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 111, E3395-3404 (2014)]에 보고된 바와 같이 야생형 인슐린이 인슐린 수용체에 결합하는 생물학적 메커니즘. 특정 실시형태에서, 변형된 인슐린 상의 비시날 디올에 대한 글루코스의 결합은 인슐린의 생체이용률, 이의 용해도, 및/또는 인슐린 수용체에 관여하는 이의 능력을 조절하는데 사용될 수 있다. 이러한 인슐린의 활성은 예를 들어, 비제한적으로, 추적자로서 TyrA14-125I 인간 인슐린과 결합하는 시험관 내 인슐린 수용체를 사용하고, 인슐린 수용체 모노클로날 항체와 함께 항체 결합 비드를 사용함으로써 측정될 수 있다. 하나 이상의 실시형태에서, 동물 모델은 당업자에게 쉽게 명백한 방법을 사용하여 글루코스 도전 동안을 포함하여, 인슐린 활성의 생체 내 평가에 사용될 수 있다. 특정 실시형태에서 변형된 인슐린은 가용성 글루코스의 농도 변화가 변형된 인슐린이 글루코스 수송체에 결합하는 친화도를 조절할 수 있도록 글루코스 수송체에 결합하도록 추가로 변형되거나 조작된다. 특정 실시형태에서 변형된 인슐린은 체내에서 경구 투여된 소분자에 결합할 수 있고, 특정 실시형태에서 이러한 결합은 변형된 인슐린의 활성을 조절하기 위해 사용될 수 있다. 특정 실시양태에서, 변형된 인슐린은 신체의 혈당 수준 및/또는 대사에 직접 또는 간접적으로 영향을 미치는 또 다른 단백질 및/또는 약물에 부착될 수 있다. 인슐린 이외에, 특정 실시형태에서 비시날 디올 센서는 글루카곤, GLP-1, GLP-1 유사체, GLP-1 수용체 작용제, IGF1, 아밀린, 및 릴렉신으로 이루어진 군으로부터 선택되는 펩티드 및/또는 인크레틴 호르몬에 접합된다. 특정 실시형태에서 인슐린 및/또는 이러한 인크레틴은 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 적어도 하나의 구조를 함유한다. 특정 실시형태에서 인슐린은 각각 독립적으로 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같은, 적어도 2개의 구조를 함유한다. 특정 실시형태에서, 2 내지 20개의 아미노산을 포함하는 적어도 하나의 펩티드 서열은 독립적으로 인슐린의 A-사슬 및/또는 B-사슬에 첨가될 수 있거나 이로부터 제거(결실)될 수 있다.
특정 실시형태에서, 변형된 인슐린은 부분적으로 또는 완전히 재조합 단백질로서 발현되고 화학식 I 내지 VI에 상응하는 측쇄는 화학적 변형을 통해 리신과 같은 기존 아미노산의 측쇄에 도입된다. 대장균(E. coli)에서의 인슐린 발현에 대한 절차가 알려져 있으며 문헌[Jonasson, Eur. J. Biochem. 236:656-661 (1996)]; 문헌[Cowley, FEBS Lett. 402:124- 130 (1997)]; 문헌[Cho, Biotechnol. Bioprocess Eng. 6: 144- 149 (2001)]; 문헌[Tikhonov, Protein Exp. Pur. 21: 176-182 (2001)]; 문헌[Malik, Protein Exp. Pur 55: 100-1 1 1 (2007)]; 문헌[Min, J. Biotech. 151 :350-356 (2011))]에 기술된 절차를 사용하여 당업자에 의해 용이하게 수행될 수 있다. 가장 일반적인 절차에서, 단백질은 핵분열 단백질 또는 친화성 태그가 있는 단일-사슬 프로인슐린 구조로서 발현된다. 변형된 인슐린은 프로인슐린의 일부로서 발현될 수 있으며, 그런 다음 관심 보로네이트에 대한 아미드 결합을 통해 접합되도록 화학적으로 변형될 수 있다. 이러한 접근법은 처리 단계 수를 줄임으로써 우수한 수율을 제공하고 실험 복잡성을 줄이며 천연과 같은 방식으로 다시 접히게 하며, 예를 들어, 문헌[Jonasson, Eur. J. Biochem. 236:656-661 (1996)]; 문헌[Cho, Biotechnol Bioprocess Eng. 6: 144- 149 (2001)]; 문헌[Tikhonov, Protein Exp. Pur. 21 : 176-182 (2001)]; 문헌[Min, J. Biotech. 151 :350-356 (201 1))]을 참조한다. 대장균(E. coli)에서 발현되는 경우, 프로인슐린은 일반적으로 봉입체(inclusion body)에서 발견되며 당업자에 의해 용이하게 정제될 수 있다.
특정 실시형태에서 하나 이상의 비시날 디올 센서를 함유하는 변형된 인슐린은 주사용으로 제형화될 수 있다. 예를 들어, 인간과 같은 대상체에 주사하기 위해 제형화될 수 있고, 조성물은 멸균 주사가능한 약학 조성물과 같은 약학 조성물일 수 있다. 조성물은 피하 주사용으로 제형화될 수 있다. 특정 실시형태에서, 조성물은 경피, 피내, 경점막, 비강, 흡입성, 또는 근육 내 투여용으로 제형화된다. 조성물은 경구 투여 형태 또는 폐 투여 형태로 제형화될 수 있다. 주사에 적합한 약학 조성물은 예를 들어 당, 다가알코올 예컨대 만니톨 및 솔비톨, 페놀, 메타 크레졸, 염화 나트륨을 함유하는 멸균 수용액을 포함할 수 있고 분산액은 글리세롤, 액체 폴리에틸렌 글리콜, 및 이들의 혼합물 중에서 및 오일 중에서 제조될 수 있고 담체는 예를 들어 물, 사카라이드, 에탄올, 폴리올(예를 들어, 글리세롤, 프로필렌 글리콜, 및 액체 폴리에틸렌 글리콜, 등), 및/또는 적합한 이들의 혼합물을 함유하는 용매 또는 분산 매질일 수 있다. 당업자는 본 개시내용의 변형된 인슐린의 적용 및 사용 방법에 가장 적합하도록 세트 또는 특정 제형이 개발될 수 있음을 인식한다. 약학 조성물의 제형화 및 제조, 투여 경로 및 적합한 약학적으로 허용되는 담체를 포함하는 일반적인 고려사항은 예를 들어 문헌[Remington's Pharmaceutical Sciences, 19th ed., Mack Publishing Co., Easton, Pa., 1995]에서 확인할 수 있다. 특정 실시형태에서 약학 조성물은 아연, 즉, Zn2+ 및/또는 폴리사카라이드를 포함할 수 있다. 예를 들어 미국특허 제9,034,818호에 기술된 특정 아연 제형. 예를 들어, 약학 조성물은 M이 1 내지 11이고 N이 6 내지 1인 약 M:N의 변형된 인슐린에 대한 몰비로 아연을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 이러한 변형된 인슐린은 펌프에 저장될 수 있고, 신체 외부 또는 내부에 있는 펌프는 변형된 인슐린을 방출한다. 특정 경우에, 펌프를 사용하여 일정한 양의 변형된 인슐린을 방출할 수 있으며, 인슐린은 인슐린의 비시날 디올 센서를 기반으로 하여 글루코스에 반응하고, 혈액 내 글루코스 수준 또는 주사 부위로부터의 방출 속도에 따라 활성을 자동으로 조정할 수 있다. 특정 경우에, 조성물은 투여의 용이함 및 투여량의 균일성을 위해 투여 단위 형태로 제형화될 수 있다. 특정 경우에, 약학 조성물은 변형된 인슐린에 의해 제공되는 효과에 외에 속효성 또는 기저-인슐린을 제공하는 제2 인슐린 유형을 추가로 포함할 수 있다.
또 다른 양태에서 본 개시내용은 키트가 비시날 디올 센서뿐만 아니라 약학적으로 허용되는 담체를 함유하고 주사를 위해 주사기 또는 펜을 포함할 수 있는 변형된 인슐린을 포함하는 키트를 포함한다. 다양한 실시형태에서, 키트는 액체 담체와 함께 변형된 인슐린을 포함하는 약학 조성물로 사전 충전된 주사기 또는 펜을 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 키트는 건조 담체 및 빈 주사기 또는 펜과 함께 변형된 인슐린을 포함하는 약학 조성물을 포함하는 바이알과 같은 별도의 용기를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 이러한 키트는 소정의 조성물을 재구성하기 위해 사용될 수 있는 액체 담체를 갖는 별도의 용기를 포함할 수 있으며, 이는 이후 주사기 또는 펜으로 흡수될 수 있다. 특정 실시형태에서, 키트는 지침서를 포함할 수 있다. 특정 실시형태에서, 키트는 주어진 시점에 또는 규칙적인 간격으로 주사될 변형된 인슐린의 적절하거나 적합한 용량을 국부적으로 또는 원격으로 계산하는 혈당 측정 장치를 포함할 수 있다. 이러한 투여 요법은 환자마다 고유하며, 예를 들어 사람 또는 컴퓨터에 의해 펌프를 프로그래밍하는 지침으로서 제공될 수 있다. 키트는 혈당 측정치를 로컬 또는 다른 곳(예컨대, 클라우드)에서 두 번째 컴퓨터로 전송한 다음 특정 시간에 환자가 사용해야 하는 변형된 인슐린의 정확한 양을 계산하는 전자 장치를 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 본 개시내용의 실시형태는 본원에 기술된 변형된 인슐린을 포함하는 조성물을 대상체에게 투여하는 것을 포함하는, 대상체의 질환 또는 병태를 치료하는 방법에 관한 것으로서, 인슐린은 글루코스에 반응하는 비시날 디올 센서를 함유한다. 특정 경우에, 질환 또는 병태는 고혈당증, 2형 당뇨병, 내당능 장애, 1형 당뇨병, 비만, 대사 증후군 X, 또는 이상지질혈증, 임신 중 당뇨병, 당뇨병 전증, 알츠하이머 질환, MODY 1, MODY 2 또는 MODY 3 당뇨병, 기분 장애, 및/또는 정신 장애일 수 있다. 이러한 조합 접근법은 인슐린 증감제(insulin sensitizer) 또는 당뇨병에 대한 2차 약물(예컨대 메트포르민, 글리타존과 같은 비구아나이드와 같은 것) 또는/및 인슐린 분비 촉진제(예를 들어, 설포닌우레아, GLP-1, 엑센딘-4 등과 같은 것) 및/또는 아밀린을 투여받는 인슐린 저항성 환자에게도 사용될 수 있음이 이해될 것이다.
본 개시내용의 변형된 인슐린은 적어도 하나의 추가 요법을 받고 있거나 적어도 하나의 추가 약물 또는 치료 단백질을 복용하고 있는 환자에게 투여될 수 있다. 적어도 하나의 추가 요법은 투여된 변형된 인슐린과 동일한 질환 또는 장애를 치료하기 위한 것이다. 특정 실시형태에서, 적어도 하나의 추가 요법은 변형된 인슐린의 부작용을 치료하기 위해 의도된다. 두 요법의 기간은 상이하거나 동일할 수 있으며, 환자가 두 요법의 혜택을 받는 기간이 있는 한 동일하거나 상이한 일정으로 투여될 수 있다. 환자가 두 가지 요법으로부터 혜택을 받는 기간이 있는 한, 두 가지 이상의 요법은 동일하거나 상이한 제형 내에서 투여될 수 있다. 이들 접근법 중 임의의 것이 대상체에게 하나 초과의 항-당뇨병 약물을 투여하는데 사용될 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서 합리적인 이익 대 위험 비율의 질환 또는 병태의 치료에 적합하거나 충분한 양인(예를 들어, 증상을 개선하거나, 진행을 지연시키거나, 재발을 예방 또는 지연하거나, 발병을 지연시키는 것을 의미함) 변형된 인슐린의 치료 유효량이 사용된다. 이는 독성과 효능 및 추가적인 안전성의 균형을 포함할 수 있다. 추가적인 안전성이란, 예를 들어 수면 중 주어진 시간 프레임에서의 혈당 수치와 같이, 환자가 그 분자의 수준을 능동적으로 모니터링하지 않는 경우에도, 변형된 인슐린이 혈당 수준 또는 펩티드가 반응하는 다른 분자 수준의 변화에 반응할 수 있음을 의미한다. 일반적으로, 치료 효능 및 독성은 세포 배양 또는 실험 동물의 생체 내 표준 약리학적 절차에 의해 결정될 수 있으며, 예를 들어 약물의 치료 지수에 대한 ED50 및 LD50을 측정할 수 있다. 다양한 실시형태에서, 변형된 인슐린을 포함하는 인슐린의 평균 1일 용량은 5 내지 400 U의 범위이다(예를 들어, 30 내지 150 U, 여기서 인슐린 1단위는 약 0.04 mg임). 특정 실시형태에서, 변형된 인슐린의 양은 1일 기준으로 또는 2일 기준으로 또는 3일마다 또는 4일마다 투여된다. 특정 실시형태에서, 기준은 컴퓨터에 의해 계산될 수 있는 알고리즘에 의해 결정된다. 특정 실시형태에서, 이들 용량의 5 내지 10배의 변형된 인슐린의 양은 매주 기준 또는 규칙적인 간격으로 투여된다. 특정 실시형태에서, 이들 용량의 10 내지 20배의 변형된 인슐린의 양이 격주 기준으로 또는 규칙적인 간격으로 투여된다. 특정 실시형태에서, 이들 용량의 20 내지 40배의 변형된 인슐린의 양이 매월 기준으로 투여된다.
하기 실시예 및 실험 데이터는 예시적인 목적으로만 제공되며, 본 개시내용의 실시형태의 범위를 제한하지 않는다.
실시예
소분자 디올-센서 및 변형된 인슐린의 제조.
실시예 1
(3-((2R,4R)-4-(5-보로노-2-(메틸설포닐)벤즈아미도)-2-카바모일피롤리딘-1-카보닐)-4-(메틸설포닐)페닐)보론산
Figure pct00043
실시예 1의 합성:
링크-아미드 수지(1.2 mmol/eq, 150 mg)를 DMF(5 mL) 중에서 20분 동안 팽윤시켰다. 용액을 질소 기류 하에서 제거하고 DMF(5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하였다. 1-[Bis(디메틸아미노)메틸렌]-1H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리디늄 3-옥시드 헥사플루오로포스페이트(HATU, 190 mg, 0.5 mmol)를 포함하는 (2R,4R)-1-(((9H-플루오렌-9-일)메톡시)카보닐)-4-((((9H-플루오렌-9-일)메톡시)카보닐)아미노)피롤리딘-2-카복실산(280 mg, 0.5 mmol)의 용액, 및 DMF(5 mL) 중의 DIPEA(200 μL)를 수지에 첨가하고 50℃에서 20분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF(5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고DMF(5 mL) 중의 HATU(380 mg, 1 mmol) 및 DIPEA(200 μL)와 함께 5-보로노-2-(메틸설포닐)벤조산(244 mg, 1 mmol)의 용액을 수지에 첨가하고 50℃에서 30분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척한 다음 DCM(2 x 5 mL)로 세척하였다. 트리이소프로필 실란 및 물을 포함하는 트리플루오로아세트산의 용액(95:2.5:2.5, 5 mL)을 수지에 첨가하고 90분 동안 혼합하였다. 용액을 수집하고 진공 하에 건조하였고, DMSO(100 μL)에 용해하고 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 20% ACN 내지 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 60% ACN 구배를 사용하여 C18 컬럼 상에서 10분에 걸쳐 역상(RP: reverse-phase) 플래시 크로마토그래피로 분획화하였다. 순수한 분획을 단리하고, 합치고, 동결하고, 동결건조하여 실시예 1을 백색 분말(20 mg)로서 수득하였다. 예상 질량 [M+H]: 582.11; 관측치 [M+H]:582.07
도 1은 실시예 1의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 2
((2S,4S)-1-(1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카보닐)-4-(1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복사미도)피롤리딘-2-카보닐)글리신
Figure pct00044
실시예 2의 합성:
클로로트리틸 수지(1.5 mmol/eq, 300 mg)를 건조 DCM(5 mL) 중에서 30분 동안 팽윤시켰다. 용매를 질소 기류 하에서 제거하고 DIPEA(1 M)와 함께 DCM 중의 Fmoc-글리신(0.5 M) 용액을 즉시 첨가하고 1시간 동안 부드럽게 혼합하였다. 혼합물을 DCM으로 세척하고, 비반응 부위를 DCM 및 DIEA(1 M)의 용액 중의 20%의 MeOH의 용액으로 캡핑하고 1시간 동안 혼합하였다. 수지를 DCM(2 x 5 mL)으로 세척한 다음 DMF(2 x 5 mL)로 세척하였다. 용액을 질소 기류 하에서 제거하고, DMF(5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하였다. 1-[Bis(디메틸아미노)메틸렌]-1H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리디늄 3-옥시드 헥사플루오로포스페이트(HATU, 190 mg, 0.5 mmol)를 포함하는 (2R,4R)-1-(((9H-플루오렌-9-일)메톡시)카보닐)-4-((((9H-플루오렌-9-일)메톡시)카보닐)아미노)피롤리딘-2-카복실산(280 mg, 0.5 mmol)의 용액, 및 DMF(5 mL) 중의 DIPEA(200 μl)를 수지에 첨가하고 50℃에서 20분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고, DMF(5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고, DMF(5 mL) 중의 HATU(380 mg, 1 mmol) 및 DIPEA(200 μL)와 함께 1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복실산(177 mg, 1 mmol)의 용액을 수지에 첨가하고 50℃에서 30분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척한 다음 DCM(3 x 5 mL)으로 세척하였다. 트리이소프로필 실란 및 물을 포함하는 트리플루오로아세트산의 용액(95:2.5:2.5, 5 mL)을 수지에 첨가하고 90분 동안 혼합하였다. 용액을 수집하고 진공 하에 건조하였고, DMSO(100 μL)에 용해하고 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 20% ACN 내지 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 60% ACN 구배를 사용하여 C18 컬럼 상에서 10분에 걸쳐 역상(RP: reverse-phase) 플래시 크로마토그래피로 분획화하였다. 순수한 분획을 단리하고, 합치고, 동결하고, 동결건조하여 실시예 2를 백색 분말(27 mg)로서 수득하였다. 예상 질량 [M+H]: 508.16; 관측치 [M+H]: 508.13
도 2는 실시예 2의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 3
((2S,4S)-1-(5-보로노-2-니트로벤조일)-4-(1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복사미도)피롤리딘-2-카보닐)글리신
Figure pct00045
실시예 3의 합성.
클로로트리틸 수지(1.5 mmol/eq, 300 mg)를 건조 DCM(5 mL) 중에서 30분 동안 팽윤시켰다. 용매를 질소 기류 하에서 제거하고 DIPEA(1 M)와 함께 DCM 중의 Fmoc-글리신(0.5 M) 용액을 즉시 첨가하고 1시간 동안 부드럽게 혼합하였다. 혼합물을 DCM으로 세척하고, 비반응 부위를 DCM 및 DIEA(1 M)의 용액 중의 20%의 MeOH의 용액으로 캡핑하고 1시간 동안 혼합하였다. 수지를 DCM(2 x 5 mL)으로 세척한 다음 DMF(2 x 5 mL)로 세척하였다. 용액을 질소 기류 하에서 제거하고, DMF(5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하였다. 1-[Bis(디메틸아미노)메틸렌]-1H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리디늄 3-옥시드 헥사플루오로포스페이트(HATU, 190 mg, 0.5 mmol), 및 DMF(5 mL) 중의 DIPEA(200 μL)와 함께 (2R,4R)-1-(((9H-플루오렌-9-일)메톡시)카보닐)-4-((1-(4,4-디메틸-2,6-디옥소사이클로헥실리덴)에틸)아미노)피롤리딘-2-카복실산(258 mg, 0.5 mmol) 용액을 수지에 첨가하고 50℃에서 20분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF(5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF(5 mL) 중의 HATU(190 mg, 0.5 mmol) 및 DIPEA(200 μL)와 함께 5-보로노-2-니트로벤조산(105 mg, 0.5 mmol) 용액을 수지에 첨가하고 50℃에서 30분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF 중의 4% 히드라진 용액(3 x 5 mL)을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF(5 mL) 중의 HATU(190 mg, 0.5 mmol) 및 DIPEA(200 μL)와 함께 1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복실산(89 mg, 0.5 mmol)의 용액을 수지에 첨가하고 50℃에서 30분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척한 다음 DCM(3 x 5 mL)으로 세척하였다. 트리이소프로필 실란 및 물을 포함하는 트리플루오로아세트산의 용액(95:2.5:2.5, 5 mL)을 수지에 첨가하고 90분 동안 혼합하였다. 용액을 수집하고 진공 하에 건조하였고, DMSO(100 μL)에 용해하고 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 20% ACN 내지 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 60% ACN 구배를 사용하여 C18 컬럼 상에서 10분에 걸쳐 역상(RP: reverse-phase) 플래시 크로마토그래피로 분획화하였다. 순수한 분획을 단리하고, 합치고, 동결하고, 동결건조하여 실시예 3을 백색 분말(15 mg)로서 수득하였다. 예상 질량 [M+H]: 541.15; 관측치 [M+H]: 541.13
도 3은 실시예 3의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 4
(S)-(3-((1-아미노-3-(1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복사미도)-1-옥소프로판-2-일)카바모일)-5-니트로페닐)보론산
Figure pct00046
실시예 4의 합성:
링크-아미드 수지(1.2 mmol/eq, 150 mg)를 DMF(5 mL) 중에서 20분 동안 팽윤시켰다. 용액을 질소 기류 하에서 제거하고 DMF(5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하였다. 1-[Bis(디메틸아미노)메틸렌]-1H-1,2,3-트리아졸로[4,5-b]피리디늄 3-옥시드 헥사플루오로포스페이트(HATU, 190 mg, 0.5 mmol), 및 DMF(5 mL) 중의 DIPEA(200 μL)와 함께 Fmoc-Nβ-(4,4-디메틸-2,6-디옥소사이클로헥스-1-일리덴)-3-메틸부틸-L-2,3-디아미노프로피온산(266 mg, 0.5 mmol)의 용액을 수지에 첨가하고 50℃에서 20분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF(5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF(5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF(5 mL) 중의 HATU(190 mg, 0.5 mmol) 및 DIPEA(200 μL)와 함께 3-보로노-5-니트로벤조산(105 mg, 0.5 mmol) 용액을 수지에 첨가하고 50℃에서 30분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF 중의 4% 히드라진 용액(3 x 5 mL)을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF(5 mL) 중의 HATU(190 mg, 0.5 mmol) 및 DIPEA(200 μL)와 함께 1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복실산(89 mg, 0.5 mmol)의 용액을 수지에 첨가하고 50℃에서 30분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척한 다음 DCM(3 x 5 mL)으로 세척하였다. 트리이소프로필 실란 및 물을 포함하는 트리플루오로아세트산의 용액(95:2.5:2.5, 5 mL)을 수지에 첨가하고 90분 동안 혼합하였다. 용액을 수집하고 진공 하에 건조하였고, DMSO(100 μL)에 용해하고 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 20% ACN 내지 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 60% ACN 구배를 사용하여 C18 컬럼 상에서 10분에 걸쳐 역상(RP: reverse-phase) 플래시 크로마토그래피로 분획화하였다. 순수한 분획을 단리하고, 합치고, 동결하고, 동결건조하여 실시예 4를 백색 분말(11 mg)로서 수득하였다. 예상 질량 [M+H]: 457.13; 관측치 [M+H]: 457.00 [M+H-H2O]: 440.13
도 4는 실시예 4의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 5
(S)-(3-((1-아미노-3-(5-보로노-2-니트로벤즈아미도)-1-옥소프로판-2-일)카바모일)-4-니트로페닐)보론산
Figure pct00047
실시예 5를 실시예 4와 유사하게 합성하였으며 F27 및 F1을 함유한다. 예상 질량 [M+H]: 490.11; 관측치 [M+H]: 490.00
도 5는 실시예 5의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 6
(S)-(3-((1-아미노-3-(1-히드록시-4-(트리플루오로메틸)-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복사미도)-1-옥소프로판-2-일)카바모일)-5-니트로페닐)보론산
Figure pct00048
실시예 6을 실시예 4와 유사하게 합성하였으며 F27, F1, 및 F2를 함유한다. 예상 질량 [M+H]: 525.11; 관측치 [M+H]: 525.00 [M+H-H2O]: 508.07
도 6은 실시예 6의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 7
(S)-(3-((1-아미노-3-(1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복사미도)-1-옥소프로판-2-일)카바모일)-4-니트로페닐)보론산
Figure pct00049
실시예 7을 실시예 4와 유사하게 합성하였으며 F27, F1, 및 F2를 함유한다. 예상 질량 [M+H]: 457.13; 관측치 [M+H]: 457.07 [M+H-H2O]: 439.07
도 7은 실시예 7의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 8
(S)-(2-((1-아미노-3-(3-보로노티오펜-2-카복사미도)-1-옥소프로판-2-일)카바모일)티오펜-3-일)보론산
Figure pct00050
실시예 8을 실시예 4와 유사하게 합성하였으며 F27, F1, 및 F2를 함유한다. 예상 질량 [M+H]: 411.05; [M+H-2xH2O]: 376.00
도 8은 실시예 8의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 9
N-(3-(3-보로노-5-니트로벤즈아미도)프로필)-N-(3-보로노-5-니트로벤조일)글리신
Figure pct00051
실시예 9의 합성:
클로로트리틸 수지(1.5 mmol/eq, 300 mg)를 건조 DCM(5 mL) 중에서 30분 동안 팽윤시켰다. 용매를 질소 기류 하에서 제거하고 DIPEA(1 M)와 함께 DCM 중의 브로모아세트산(1 M) 용액을 즉시 첨가하고 1시간 동안 부드럽게 혼합하였다. 혼합물을 DCM으로 세척하고 비반응 부위를 DCM 및 DIEA(1 M)의 용액 중의 20%의 MeOH 용액으로 캡핑하고 1시간 동안 혼합하였다. 수지를 DCM(2 x 5 mL)으로 세척한 다음 DMF(2 x 5 mL)로 세척하였다. DMF(5 mL) 중의 1,3-디아미노프로판(1 M) 용액을 수지에 첨가하고 50℃에서 10분 동안 가열하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고 DMF 중의 1 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 M, 1 mL), 옥시마(0.5 M, 2 mL)와 함께 DMF 중의 3-보로노-5-니트로벤조산(0.2 M, 5 mL) 용액 및 50℃에서 30분 동안 가열하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척한 다음 DCM(3 x 5 mL)으로 세척하였다. 트리이소프로필 실란 및 물을 포함하는 트리플루오로아세트산의 용액(95:2.5:2.5, 5 mL)을 수지에 첨가하고 90분 동안 혼합하였다. 용액을 수집하고 진공 하에 건조하였고, DMSO(100 μL)에 용해하고 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 20% ACN 내지 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 60% ACN 구배를 사용하여 C18 컬럼 상에서 10분에 걸쳐 역상(RP: reverse-phase) 플래시 크로마토그래피로 분획화하였다. 순수한 분획을 단리하고, 합치고, 동결하고, 동결건조하여 실시예 9를 백색 분말(15 mg)로서 수득하였다. 예상 질량 [M+H]: 519.13; 관측치 [M+H]:519.20 [M+H-H2O]:501.33
도 9는 실시예 9의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 10
N-(4-(3-보로노-5-니트로벤즈아미도)부틸)-N-(3-보로노-5-니트로벤조일)글리신
Figure pct00052
실시예 10을 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF2 및 F1로부터 유도된다. 예상 질량 [M+H]: 533.14; 관측치 [M+H]: 533.27; [M+H-H2O]: 515.2
도 10은 실시예 10의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 11
N-(5-(3-보로노-5-니트로벤즈아미도)펜틸)-N-(3-보로노-5-니트로벤조일)글리신
Figure pct00053
실시예 11을 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF2 및 F1 로부터 유도된다. 예상 질량 [M+H]: 547.16; 관측치 [M+H]: 547.18; [M+H-H2O]:529.17
도 11은 실시예 11의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 12
N-(4-((3-보로노-5-니트로벤즈아미도)메틸)벤질)-N-(3-보로노-5-니트로벤조일)글리신
Figure pct00054
실시예 12를 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF8 및 F1로부터 유도된다. 예상 질량 [M+H]: 581.14; 관측치 [M+H-H2O]: 563.16
도 12는 실시예 12의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 13
N-(3-((3-보로노-5-니트로벤즈아미도)메틸)벤질)-N-(3-보로노-5-니트로벤조일)글리신
Figure pct00055
실시예 13을 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF4 및 F1로부터 유도된다. 예상 질량 [M+H]: 581.14; 관측치 [M+H]: 581.18 [M+H-H2O]:563.16
도 13은 실시예 13의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 14
N-(2-아미노-2-옥소에틸)-1-히드록시-N-((1R,2R)-2-(1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복사미도)사이클로헥실)-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복사미드
Figure pct00056
실시예 14의 합성:
링크-아미드 수지(1.2 mmol/eq, 150 mg)를 DMF(5 mL) 중에서 20분 동안 팽윤시켰다. 용액을 질소 기류 하에서 제거하고 DMF(5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액을 수지에 첨가하고 5분 동안 혼합하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하였다. DMF 중의 1 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 M, 1 mL)와 함께 DMF(1 M, 5 mL) 중의 브로모아세트산을 수지에 첨가하고 50℃에서 10분 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 DMF(2 x 5 mL)로 세척하였다. DMF 중의 (1R,2S)-사이클로헥산-1,2-디아민(2 M, 5 mL) 용액을 반응 혼합물에 첨가하고 50℃에서 10분 동안 가열하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고, DMF 중의 1 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 M, 1 mL), 옥시마(0.5 M, 2 mL)와 함께 DMF 중의 1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복실산(0.2 M, 5 mL) 용액을 첨가하고 50℃에서 30분 동안 가열하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척한 다음 DCM(3 x 5 mL)으로 세척하였다. 트리이소프로필 실란 및 물을 포함하는 트리플루오로아세트산의 용액(95:2.5:2.5, 5 mL)을 수지에 첨가하고 90분 동안 혼합하였다. 용액을 수집하고 진공 하에 건조하였고, DMSO(100 μL)에 용해하고 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 20% ACN 내지 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 60% ACN 구배를 사용하여 C18 컬럼 상에서 10분에 걸쳐 역상(RP: reverse-phase) 플래시 크로마토그래피로 분획화하였다. 순수한 분획을 단리하고, 합치고, 동결하고, 동결건조하여 실시예 14를 백색 분말(5 mg)로서 수득하였다. 예상 질량 [M+H]: 492.19; 관측치 [M+H]: 492.14 [M+H-H2O]: 475.27; [M+Na]:513.07
도 14는 실시예 14의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 15
N-(3-(3-보로노-4-플루오로벤즈아미도)프로필)-N-(3-보로노-4-플루오로벤조일)글리신
Figure pct00057
실시예 15를 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF2 및 F1로부터 유도된다. 예상 질량 [M+H]: 465.14; 관측치 [M+H]: 465.2; [M+H-H2O]:447.1
도 15는 실시예 15의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 16
N-(5-(3-보로노-4-플루오로벤즈아미도)펜틸)-N-(3-보로노-4-플루오로벤조일)글리신
Figure pct00058
실시예 16을 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF2 및 F1로부터 유도된다. 예상 질량 [M+H]: 493.17; 관측치 [M+H]: 493.1
도 16은 실시예 16의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 17
N-(3-((3-보로노-4-플루오로벤즈아미도)메틸)벤질)-N-(3-보로노-4-플루오로벤조일)글리신
Figure pct00059
실시예 17을 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF4 및 F1로부터 유도된다. 예상 질량 [M+H]: 527.15; 관측치 [M+H]: 527.1; [M+H-H2O]:509.1
도 17은 실시예 17의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 18
N-((1S,2R)-2-(3-보로노-4-플루오로벤즈아미도)사이클로헥실)-N-(3-보로노-4-플루오로벤조일)글리신
Figure pct00060
실시예 18을 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF5 및 F1로부터 유도된다. 예상 질량 [M+H]: 505.17; 관측치 [M+H]: 505.1
도 18은 실시예 18의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 19
N-(3-(4-보로노-3-플루오로벤즈아미도)프로필)-N-(4-보로노-3-플루오로벤조일)글리신
Figure pct00061
실시예 19를 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF2 및 F1을 함유한다. 예상 질량 [M+H]: 465.14; 관측치 [M+H]: 465.1; [M+H-H2O]:447.1
도 19는 실시예 19의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 20
N-(5-(4-보로노-3-플루오로벤즈아미도)펜틸)-N-(4-보로노-3-플루오로벤조일)글리신
Figure pct00062
실시예 20을 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF2 및 F1을 함유한다. 예상 질량 [M+H]: 493.17; 관측치 [M+H]: 493.1; [M+H-H2O]:475.1
도 20은 실시예 20의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 21
N-(4-((4-보로노-3-플루오로벤즈아미도)메틸)벤질)-N-(4-보로노-3-플루오로벤조일)글리신
Figure pct00063
실시예 21을 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF8 및 F1을 함유한다. 예상 질량 [M+H]: 527.15; 관측치 [M+H]: 527.0
도 21은 실시예 21의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 22
N-(3-((4-보로노-3-플루오로벤즈아미도)메틸)벤질)-N-(4-보로노-3-플루오로벤조일)글리신
Figure pct00064
실시예 22를 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF4 및 F1을 함유한다. 예상 질량 [M+H]: 527.15; 관측치 [M+H]: 527.05
도 22는 실시예 22의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 23
(3-((4-((N-(2-아미노-2-옥소에틸)-3-보로노-5-브로모벤즈아미도)메틸)벤질)카바모일)-5-브로모페닐)보론산
Figure pct00065
실시예 23을 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF8 및 F1을 함유한다. 예상 질량 [M+H]:648.87; 관측치 [M+H]: 648.9
도 23은 실시예 23의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 24
N-(3-((3-보로노-5-브로모벤즈아미도)메틸)벤질)-N-(3-보로노-5-브로모벤조일)글리신
Figure pct00066
실시예 24를 실시예 9와 유사하게 합성하였으며 FF4 및 F1을 함유한다. 예상 질량 [M+H]:648.87; 관측치 [M+H]: 648.9
도 24는 실시예 24의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
인슐린인 약물 물질을 포함하는 화합물의 실시예:
변형된 인슐린 1
Figure pct00067
변형된 인슐린 1의 합성
화학식 I 내지 VI로부터 2개의 변형된 아미노산을 함유하는 변형된 인슐린의 합성:
하기는 변형된 아미노산으로 인슐린을 생성하는 예시적인 방법이다. 다음 방법은 변형된 아미노산으로 인슐린을 합성하는 방법의 예시일 뿐이다. 유사한 바람직한 특성을 갖는 유사한 인슐린을 생성하기 위해 다른 방법이 적합하게 사용될 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 기술된 방법이 특정 예에서 변형된 인슐린의 합성과 연관될 수 있지만, 당업자는 기술된 방법을 이용하여 다른 인슐린 유사체 및/또는 이들의 연관된 서열을 합성할 수 있다. 또한, 당업자는 적합한 A-사슬, B-사슬, 및/또는 완전한 인슐린을 선택하고 본원에 기술된 다양한 센서 분자와 조합하기 위해 기술된 방법을 유사하게 이용할 수 있다.
다음의 인슐린 사슬 서열이 하기 기술되거나 참조된다:
GIVEQCCTSICSLYQLENYCN (SEQ ID NO:1)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT (SEQ ID NO:2)
GKFVNQHLCGSHLVEALYLVCGKRGFFYTPKT (SEQ ID NO:4)
KPFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT (SEQ ID NO:5)
KPGSEHESAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPK (SEQ ID NO:6)
FVNQHLCGSHLVEALYLVCGKRGFFYTPKT (SEQ ID NO:7)
KGPEGESAGSEGESVNQHLCGSHLVEALYLVCGKRGFFYTPRT (SEQ ID NO:8)
GIVEQCCTSICSLYQLENYCNASEKPSEA (SEQ ID NO:9)
KPGSEVGESAIKPGSEGESVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT (SEQ ID NO:10)
KPGSSAEEGESAKPGSEGESVNQHLCGSHLVEALYLVCGKRGFFYTPKT (SEQ ID NO:11)
GIVEQCCTSICSLYQLENYCNKLSESG (SEQ ID NO:12)
KGREDEAYGNIKPGWEGESKPFVNQHLCGSHLVEALYLVCGKRGFFYTPKT (SEQ ID NO:13)
KPSGERSEGAIKPGSEGSEKFVNQHLCGSHLVEALYLVCGKRGFFYTPKT (SEQ ID NO:14)
KPGSEHESAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGKEGFFYTPKT (SEQ ID NO:15)
GIVEQCCTSICSLYQLENYCNAEGSK (SEQ ID NO:16)
KPGSEHESAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPRT (SEQ ID NO:17)
KPGIVEQCCTSICSLYQLENYCN (SEQ ID NO:18)
KPGSEHESAFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPK (SEQ ID NO:19)
GIVKPCCTSICSLYQLENYCN (SEQ ID NO:20)
완전한 인슐린의 합성은 2개의 사슬인 A 사슬과 B 사슬의 조합에 의해(예컨대 개별 합성 후 연결) 수행될 수 있다. 변형된 인슐린 1의 합성 예에서, 사슬 B는 A 사슬과 B 사슬을 연결하기 전에 센서로 변형된다. 다음 프로토콜은 인슐린의 첫 번째 사슬인 사슬 A의 일반적인 합성을 설명한다.
사슬 A의 합성:
서열: GIVEQC(Acm)C(Acm)TSIC(Acm)SLYQLENYCN
A-사슬 및 변형된 A-사슬(예컨대, 센서에 접합될 A-사슬)의 합성을 통상적인 고체상 펩티드 합성(SPPS: solid-phase peptide synthesis)을 사용하여 달성하였다.
Tentagel S RAM 저부하(LL) 수지(0.26 mmol/eq)를 DMF:DCM(50:50, v:v)의 혼합물에서 5분 동안 팽윤시켰다. 수지 상의 Fmoc 보호기를 DMF(4 mL) 중 20% 피페리딘으로 90°C에서 2분 동안 제거하였다. 탈보호된 수지를 DMF(4 x 5 mL)로 세척하였다. DMF 중의 0.5 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 mL), 0.5 M 옥시마(0.5 mL), 및 0.2 M Fmoc-Asp(α-tBu)-OH(0.2 M)의 용액을 90℃에서 수지에 커플링하였다. 각 아미노산 커플링 단계는 다음을 포함한다: i) 90℃에서 DMF 중의 20% 피페리딘으로 탈보호; ii) DMF로 세척; iii) 90℃에서 DMF 중의 0.5 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 mL), 0.5 M 옥시마, 및 0.2 M Fmoc-아미노산을 사용한 Fmoc 보호된 아미노산의 활성화 및 커플링; iv) DMF로 세척.
A-사슬의 전체적인 탈보호 및 단리.
조 펩티드를 TFA:TIPS:H2O(95:2.5:2.5)에서 전체적으로 탈보호하고 2시간 동안 부드럽게 교반하였다. 조 용액을 여과하고 펩티드를 차가운 에터에 침전시키고 원심분리하고 추가의 차가운 에터로 세척하였다. 상등액을 따라내고 조 펩티드를 질소 가스의 부드러운 흐름 하에 건조시켰다. 조 펩티드를 물 중 20% ACN에 용해시키고 C18 컬럼 상에서 RP-HPLC로 분획화하였다.
다음의 프로토콜은 인슐린의 두 번째 사슬인 사슬 B의 일반적인 합성을 설명한다.
B-사슬 합성:
고상 펩티드 합성(SPPS)을 사용한 B-사슬 및 변형된(예컨대 센서-접합된) B-사슬의 합성.
MPA 수지(0.22 mmol/eq)를 DMF:DCM(50:50, v:v)의 혼합물에서 팽윤시켰다. DMF 중의 DIPEA(1 M)를 포함하는 요오드화 칼륨(125 mM) 용액을 Fmoc-Thr(tBu)-OH(0.2 M)와 함께 반응 용기에 첨가하였다. 반응 용기를 90℃로 가열하였다. 각각의 아미노산 커플링 단계는 다음을 포함한다: i) 90℃에서 DMF 중의 20% 피페리딘으로 탈보호; ii) DMF로 세척; iii) 90℃에서 DMF 중의 0.5 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC), 0.5 M 옥시마, 및 0.2 M Fmoc-아미노산(2.5 mL)을 사용한 Fmoc 보호된 아미노산의 활성화 및 커플링; iv) DMF로 세척. Fmoc-Arg(Pbf)-OH를 위에서 설명한 방법을 사용하여 두 번 커플링하였다. 서열의 마지막 잔기를 상기 방법을 사용하여 Boc-Gly-OH로서 커플링하여, 수지에 부착된 서열 Boc-GK(Dde)FVNQHLC(Acm)GSHLVEALYLVCGK(Dde)RGFFYTPKT를 갖는 조 펩티드를 생성하였다.
B-사슬 내의 Lys 잔기에 대한 Lys-N-ε-1-(4,4-디메틸-2,6-디옥소사이클로헥스-1-일리덴)에틸(Dde)의 탈보호 및 ((1 S ,2 R )-2-아미노사이클로헥실)글리신의 첨가
리신 잔기 상의 Dde 보호기를 DMF(3 x 5 mL, 3분 혼합) 중 4% 히드라진으로 제거하고, DMF(5 x 5 mL)로 세척하였다. 리신 잔기의 측쇄를 서브-단량체 합성을 통해 (3-(아미노메틸)벤질)글리신에 커플링하였다. DMF 중 1 M N,N' 디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 M, 1 mL)가 포함된 DMF(1 M, 5 mL) 중 브로모아세트산을 조 B-사슬 펩티드에 첨가하고 50℃에서 10분 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 DMF(2 x 5 mL)로 세척하였다. DMF 중의 1,3-페닐렌디메탄아민(2 M, 5 mL) 용액을 반응 혼합물에 첨가하고 50℃에서 10분 동안 가열하여 Boc-GK((3-(아미노메틸)벤질)글리신)FVNQHLC(Acm)GSHLVEALYLVCGK((3-(아미노메틸)벤질)글리신)RGFFYTPKT를 수득하였다.
조 변형된 B-사슬 상의 (3-(아미노메틸)벤질)글리신에 1-히드록시-1,3-디히드로벤조[ c ][1,2]옥사보롤-6-카복실산 첨가.
(3-(아미노메틸)벤질)글리신의 유리 아민을 DMF 중의 1 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 M, 1 mL), 옥시마(0.5 M, 2 mL)를 포함하는 DMF 중의 1-히드록시-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복실산(0.2 M, 5 mL)에 커플링하고 50℃에서 30분 동안 가열하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하여, 기능화된 서열을 생성하였다.
전체적인 탈보호, 수지 절단, 및 조 B-사슬에 DTDP 첨가.
이전 단계의 조 기능화된 B-사슬 서열을 TFA:TIPS:H2O(95:2.5:2.5, 5 mL) 중 2,2,-디티오피리딘(DTDP, 100 mg)으로 전체적으로 탈보호하고 실온에서 2시간 동안 부드럽게 교반하였다. 조 펩티드를 차가운 에터(50 mL)에 침전시키고, 원심분리하고, 따라내고, 추가의 차가운 에터(50 mL)로 세척하고, 다시 원심분리하였다. 상등액을 따라내고 조 펩티드를 질소 가스의 부드러운 흐름 하에 건조시켰다. 조 펩티드를 물 중의 20% CAN에 용해시키고 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 20% ACN 내지 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 50% ACN 구배를 사용하여 C18 컬럼 상에서 30분에 걸쳐 RP-HPLC로 분획화하였다. 분획을 수집하고, 동결하고, 동결건조하였다.
인슐린 및 변형된 인슐린의 A 및 B 사슬의 결합.
2개의 합성 사슬(예컨대 A-사슬 및 B-사슬)을 6 M 우레아를 포함하는 0.2 M NH4HCO3 중에 pH 8에서 1:1 몰 비로 혼합하였다. 혼합물을 1시간 동안 부드럽게 교반하고, 물로 희석하고, 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 20% ACN 내지 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 50% ACN 구배를 사용하여 C18 컬럼 상에서 RP-HPLC로 45분에 걸쳐 분획화하였다.
Cys-Acm 보호기의 탈보호, 유리 티올의 산화, 및 변형된 인슐린의 최종 접힘.
이전 단계에서 결합된 중간체를 빙초산 및 물에 용해시키고 격렬하게 와류시켰다. 빙초산(20 당량) 중 요오드 용액을 반응 혼합물에 첨가하고 10분 동안 부드럽게 교반하였다. 아스코르브산(5 mM) 용액을 반응 혼합물에 직접 첨가하였다. 혼합물을 물 중 20% ACN으로 희석하고 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 20% ACN 내지 0.1% TFA를 포함하는 물 중의 50% ACN 구배를 사용하여 Higgins C18 컬럼 상에서 RP-HPLC로 45분에 걸쳐 분획화하였다. 분획을 단리하고, 합하고, 동결하고, 동결건조하여 실시예 25를 백색 분말(1.1 mg)로서 수득하였다. 예상 질량 6940. 관측 질량 [M+5-4H2O]+5:1383.6; [M+4-4H2O]+4: 1729.05
도 25는 실시예 25의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
변형된 인슐린 2
Figure pct00068
변형된 인슐린 2의 합성:
변형된 인슐린 2의 예시적인 합성에서, 변형제(예컨대, 센서 전구체)를 완전한 인슐린(A-사슬 및 B-사슬이 이미 결합됨)에 커플링하여 변형된 인슐린을 생성하였다. 예를 들어, 다음 예시적인 방법은 변형제의 합성 및 변형제의 야생형 인슐린에 대한 커플링을 설명한다.
Figure pct00069
변형제의 합성
클로로트리틸 수지(1.5 mmol/eq, 300 mg)를 건조 DCM(5 mL) 중에서 30분 동안 팽윤시켰다. 용매를 질소 기류 하에서 제거하고 DIPEA(1 M)와 함께 DCM 중의 Fmoc-beta-Ala-OH(0.5 M) 용액을 즉시 첨가하고 1시간 동안 부드럽게 혼합하였다. 혼합물을 DCM으로 세척하고, 비반응 부위를 DCM 및 DIEA(1 M)의 용액 중의 20%의 MeOH의 용액으로 캡핑하고 1시간 동안 혼합하였다. 수지를 DCM(2 x 5 mL)으로 세척한 다음 DMF(2 x 5 mL)로 세척하였다. A. DMF(3 x 5 mL) 중의 20% 피페리딘 용액 을 수지에 첨가하고 DMF(3 x 5 mL)로 세척하였다. DMF 중의 1 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 M, 1 mL)의 브로모아세트산(1 M) 용액 및 50℃에서 30분 동안 가열하였다. DMF(5 mL) 중의 1,3-디아미노프로판(1 M) 용액을 수지에 첨가하고 50℃에서 10분 동안 가열하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하고, DMF 중의 1 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 M, 1 mL), 옥시마(0.5 M, 2 mL)를 포함하는 DMF 중의 3-보로노-5-니트로벤조산(0.2 M, 5 mL) 용액 및 50℃에서 30분 동안 가열하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척한 다음 DCM(3 x 5 mL)으로 세척하였다. DCM(5 mL) 중의 20% 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로-프로판-2-올(HFIP)의 절단 용액을 수지에 첨가하고 90분 동안 교반하였다. 용액을 수집하고 수지를 DCM(5 mL) 중의 HFIP 추가 용액으로 세척하였다. 용액을 합하고 진공 하에 건조하여 조 생성물을 수득하였다. 조 생성물을 건조 DMF에 용해하고, 3-(에틸이미노메틸렌아미노)-N,N-디메틸프로판-1-아민(EDC, 60 mg, 2 당량. 이전 단계로부터 100% 수율 가정) 및 N-히드록시숙신이미드(NHS, 30 mg, 2 당량. 이전 단계로부터 100% 수율 가정)를 조 생성물에 첨가하고 90분 동안 교반하였다. 묽은 산(물 중 100 mM HCl, 20 mL)을 혼합물에 첨가하고, 생성물을 에틸 아세테이트(2 x 50 mL)로 추출하였다. 에틸 아세테이트 층을 합하고, 마그네슘 설페이트 상에서 건조시키고, 여과한 다음, 진공 하에 건조시켜 (3-((3-((3-보로노-5-니트로페닐)(2-((2,5-디옥소피롤리딘-1-일)옥시)-2-옥소에틸)아미노)프로필)아미노)-5-니트로페닐)보론산을 미정제 결정질로서 수득하였다. 조 생성물을 DMSO(100 μL)에 용해하고 C18 컬럼 상에서 플래시 크로마토그래피로 분획화하였다. 순수 분획물을 합하고, 동결하고, 동결건조하여 순수한 NHS-활성화된 변형제를 수득하였다. 예상 질량 [M+H]+1: 671.18, 관측치 [M+H]+1:671.33.
도 26a는 변형제의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
WT 인슐린에 변형제 첨가
야생형(WT) 인슐린(10 mg)을 pH 11.5(1 mL)의 100 mM 인산 칼륨에 용해하였다. NHS-활성화된 변형제를 DMSO(10 mg/mL) 중에 용해하고 50 μL를 WT 인슐린 용액에 첨가하였다. 혼합물을 1시간 동안 부드럽게 교반하고, 물(3 mL) 중의 20% ACN으로 희석하고 C18 컬럼 상에서 RP-HPLC로 분획화하였다. 순수 분획물을 합하고, 동결하고, 동결건조하여 순수한 변형된 인슐린을 수득하였다. 예상 질량 [M+4H]+4 1595.75, 관측치 [M+4H-4H2O]+4: 1577.8.
도 26b는 변형된 인슐린의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
변형된 인슐린 3
Figure pct00070
변형된 인슐린 3의 합성.
변형된 인슐린 3의 A-사슬을 변형된 인슐린 1과 관련하여 기술된 방법을 사용하여 합성하였다. 또한, 수지에 부착된 Boc-GK(Dde)FVNQHLC(Acm)GSHLVEALYLVCGK(Dde)RGFFYTPK(Dde)T 서열을 갖는 조 펩티드를 변형된 인슐린 1의 B-사슬에 대해 기술된 방법을 사용하여 합성하였다.
B-사슬 합성 계속: B-사슬 내의 Lys 잔기 상의 Lys-N-ε-1-(4,4-디메틸-2,6-디옥소사이클로헥스-1-일리덴)에틸(Dde)의 탈보호 및 4-아미노피롤리딘-2-카복실산(4-Pro)의 첨가.
리신 잔기 상의 Dde 보호기를 DMF(3 x 5 mL, 3분 혼합) 중 4% 히드라진으로 제거하고, DMF(5 x 5 mL)로 세척하였다. 리신 잔기의 측쇄를DMF 중의 1 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 M, 1 mL), 옥시마(0.5 M, 2 mL)를 포함하는 DMF(0.2 M, 5 mL) 중의 1-(((9H-플루오렌-9-일)메톡시)카보닐)-4-((((9H-플루오렌-9-일)메톡시)카보닐)아미노)피롤리딘-2-카복실산(Fmoc-4-아미노-Fmoc-Pro-OH)에 커플링하고 50℃에서 30분 동안 가열하였다. 4-아미노-Pro 상의 Fmoc 보호기를 50℃에서 DMF(2 x 3 mL) 중의 20% 피페리딘으로 제거하고 DMF(3 x 5 mL)로 세척하여 다음의 서열을 수득하였다: Boc-GK(4-Pro)FVNQHLC(Acm)GSHLVEALYLVCGK(4-Pro)RGFFYTPK(4-Pro)T
변형된 B-사슬의 4-Pro에 1-히드록시-4-(트리플루오로메틸)-1,3-디히드로벤조[ c ][1,2]옥사보롤-6-카복실산의 첨가.
4-아미노 프롤린(4-Pro)의 유리 아민을 DMF 중의 1 M N,N'-디이소프로필카보디이미드(DIC, 1 M, 1 mL), 옥시마(0.5 M, 2 mL)를 포함하는 DMF 중의 1-히드록시-4-(트리플루오로메틸)-1,3-디히드로벤조[c][1,2]옥사보롤-6-카복실산(0.2 M, 5 mL)에 커플링하고 50℃에서 30분 동안 가열하였다. 수지를 DMF(3 x 5 mL)로 세척하여 기능화된 서열을 생성하였다.
전체적인 탈보호, 수지 절단, 및 조 B-사슬에 DTDP 첨가.
이전 단계의 조 기능화된 B-사슬 서열을 탈보호하고 변형된 인슐린 1과 관련하여 기술된 것과 유사한 방법을 사용하여 A-사슬과 합하였다. 생성된 완전한 인슐린을 변형된 인슐린 1과 관련하여 기술된 것과 같이 추가로 탈보호하여 변형된 인슐린 3을 수득하였다. 예상 질량 [M+4]+4: 1924.5 관측치 [M+4-6H2O]+4 1897.7.
도 27은 인슐린의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
실시예 28: 변형된 인슐린 4
Figure pct00071
변형된 인슐린 4를 변형된 인슐린 3과 유사하게 합성하였다. 예상 질량 [M+5]+5: 1359.5 관측치 [M+5-6H2O]+5 1338.1.
도 28은 인슐린의 합성을 확인하는 질량 스펙트럼 플롯이다.
변형된 인슐린 5
Figure pct00072
변형된 인슐린 5는 변형된 인슐린 2와 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 6
Figure pct00073
변형된 인슐린 6은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 7
Figure pct00074
변형된 인슐린 7은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 8
Figure pct00075
변형된 인슐린 8은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 9
Figure pct00076
변형된 인슐린 9는 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 10
Figure pct00077
변형된 인슐린 10은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 11
Figure pct00078
변형된 인슐린 11은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 12
Figure pct00079
변형된 인슐린 12는 변형된 인슐린 3과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 13
Figure pct00080
변형된 인슐린 13은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 14
Figure pct00081
변형된 인슐린 14는 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 15
Figure pct00082
변형된 인슐린 15는 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 16
Figure pct00083
변형된 인슐린 16은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 17
Figure pct00084
변형된 인슐린 17은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 18
Figure pct00085
변형된 인슐린 18은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 19
Figure pct00086
변형된 인슐린 19는 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 20
Figure pct00087
변형된 인슐린 20은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 21
Figure pct00088
변형된 인슐린 21은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 22
Figure pct00089
변형된 인슐린 22는 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 23
Figure pct00090
변형된 인슐린 23은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 24
Figure pct00091
변형된 인슐린 24는 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 25
Figure pct00092
변형된 인슐린 25는 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 26
Figure pct00093
변형된 인슐린 26은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 27
Figure pct00094
변형된 인슐린 27은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 28
Figure pct00095
변형된 인슐린 28은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 29
Figure pct00096
변형된 인슐린 29는 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 30
Figure pct00097
변형된 인슐린 30은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 31
Figure pct00098
변형된 인슐린 31은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 32
Figure pct00099
변형된 인슐린 32는 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 33
Figure pct00100
변형된 인슐린 33은 변형된 인슐린 1과 유사하게 제조될 수 있다.
변형된 인슐린 34
Figure pct00101
변형된 인슐린 34는 변형된 인슐린 2와 유사하게 제조될 수 있다.
알리자린 레드 S(ARS: alizarin red S) 치환 분석을 사용한 글루코스 결합(Kd)의 측정.
알리자린 레드 S(ARS)와 실시예 1 내지 24 각각의 화합물 사이의 결합 이벤트에 대한 연관 상수를 당업계의 표준 방법을 사용하여 결정하였다. 0.1 M 인산염 완충액, pH 7.4에서 10-5 M ARS의 3중 적정은 25℃에서 농도가 0 내지 0.1 M 범위인 예시 화합물의 연속 희석에 대해 96-웰 플레이트에서 수행하였다. 예시 화합물-ARS 용액을 25℃에서 5 내지 45분 동안 인큐베이션하고, 여기 파장 468 nm 및 방출 파장 585 nm를 사용하여 흡광도 강도를 측정하였다. 강도의 변화를 예시 화합물의 농도에 대해 플롯팅하고, 강도 데이터를 피팅하여 ARS 결합에 대한 연관 상수를 산출하였다.
표적당 화합물(target sugar compound)(예를 들어, 글루코스)과 보로네이트 화합물 사이의 결합에 대한 연관 상수를 예시 화합물에 결합된 ARS의 치환을 통해 결정하였다. 0.1 M 인산염 완충액, pH 7.4 중의 10-5 M ARS 및 0.1 M 예시 화합물의 3중 웰을 25℃에서 농도가 0 내지 2.0 M 범위인 표적당 화합물의 연속 희석에 대해 96-웰 플레이트에서 적정하였다. 보로네이트-ARS-탄수화물 용액을 25℃에서 30 내지 60분 동안 인큐베이션하고 플레이트 판독기에서 여기 파장 468 nm 및 방출 파장 585 nm에서 각 웰의 강도를 측정하였다. 강도의 변화를 표적당 화합물의 농도에 대해 플롯팅하고, 데이터를 단일 -부위 경쟁 방정식에 피팅하였다.
Figure pct00102
보로네이트 화합물-표적당 화합물 결합 이벤트에 대한 연관 상수를 산출하였다.
표 1은 글루코스, 프룩토스, 및 락테이트에 대한 실시예 1 내지 24의 결합 상수를 나타낸다.
Figure pct00103
Figure pct00104
본 개시내용의 하나 이상의 실시형태는 다음의 실시형태 1 내지 43을 포함한다:
1. 화학식 I로 표시되는 화합물로서:
Figure pct00105
,
상기, 화학식 I에서,
R은 화학식 FF1 내지 FF24로부터 선택되고,
Z는 다음 중 하나로부터 선택되고:
a) NH2 또는 OH,
b) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 약물 물질에 대한 공유 결합,
c) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, N-말단 아민 또는 폴리펩티드 약물 물질에서 하나 이상의 아미노산의 엡실론 아미노기에 대한 공유 결합, 및
d) J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH―(선택적인 링커)―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 또는 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로 표시되는 기;
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고;
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수, 예를 들어 4 내지 12, 5 내지 10, 또는 6 내지 8의 정수이고; 그리고
J는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산 또는 하나 이상의 아미노산이고, 상기 폴리펩티드 약물 물질 중의 하나 이상의 아미노산 각각은 화학식 I'로 표시되고:
Figure pct00106
,
상기, 화학식 I'에서,
Figure pct00107
및
Figure pct00108
는 폴리펩티드 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
*은 Z의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8이고,
상기 화학식 FF1 내지 FF24에 대해:
Figure pct00109
Figure pct00110
,
X는 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 화학식 I의 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
인덱스 i는 1 내지 20의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 18, 3 내지 16, 4 내지 14, 6 내지 12, 또는 8 내지 10의 정수이고;
B1 및 B2는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 화학식 F1 내지 F9로부터 선택되는 하나로 표시되는 기이고; 그리고
B3은 화학식 F1 내지 F11로부터 선택되는 하나로 표시되는 기이고,
Figure pct00111
,
상기, 화학식 F1 내지 F9 각각에 대해:
하나의 R1은 (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m---을 나타내고, 상기 ---은 화학식 I의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
없거나, 1개, 또는 2개의 R1 각각은 독립적으로 F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고,
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 12, 3 내지 10, 4 내지 8, 또는 5 내지 7의 정수이고;
F5의 하나의 R1은 B(OH)2를 나타내고, 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고, 그리고
화학식 F10에서, 인덱스 j는 1 내지 13의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 12, 3 내지 10, 4 내지 8, 또는 5 내지 7의 정수인, 화합물.
2. 화학식 II로 표시되는 화합물로서:
Figure pct00112
,
상기, 화학식 II에서:
(i) R은 화학식 FF25 내지 FF31으로부터 선택되고;
FF25 내지 FF31의 B1 및 B2는 동일하거나 상이하고, 각각은 독립적으로 화학식 F12 내지 F19로부터 선택되고; 그리고
Z는 NH2이고 임의의 약물 물질에 접합되어 있지 않거나;
또는
(ii) R은 화학식 FF25 내지 FF31으로부터 선택되고;
B1 및 B2는 각각 독립적으로 화학식 F20 내지 F27로부터 선택되고; 그리고
Z는 다음 중 하나로부터 선택되고:
a) OH
b) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 약물 물질에 대한 공유 결합,
c) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, N-말단 아민 또는 폴리펩티드 약물 물질에서 하나 이상의 아미노산의 엡실론 아미노기에 대한 공유 결합, 및
d) J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH―(선택적인 링커)―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 또는 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로 표시되는 기,
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고,
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수, 예를 들어 4 내지 12, 5 내지 10, 또는 6 내지 8의 정수이고; 그리고
J는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산 또는 하나 이상의 아미노산이고, 상기 폴리펩티드 약물 물질 중의 하나 이상의 아미노산 각각은 화학식 II'로 표시되고;
또는
(iii) R은 화학식 FF32 내지FF33으로부터 선택되고,
FF32 중의 B1 및 B2는 각각 독립적으로 화학식 F28 내지 F35로부터 선택되고;
FF33 중의 B1 및 B2는 각각 독립적으로 화학식 F36 내지 F43으로부터 선택되고; 그리고
Z는 다음 중 하나로부터 선택되고:
a) 약물 물질,
b) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, N-말단 아민 또는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산의 엡실론 아미노기로의 공유 결합, 및
c) J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH―(선택적인 링커)―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 또는 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로 표시되는 기,
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고,
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수, 예를 들어 4 내지 12, 5 내지 10, 또는 6 내지 8의 정수이고; 그리고
J는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산 또는 하나 이상의 아미노산이고, 상기 폴리펩티드 약물 물질 중의 하나 이상의 아미노산 각각은 화학식 II'로 표시되고;
상기, 화학식 II'에 대해:
Figure pct00113
,
Figure pct00114
및
Figure pct00115
는 폴리펩티드 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
*은 Z의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수이고;
상기 화학식 FF25 내지 FF33에 대해:
Figure pct00116
,
X는 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 화학식 II의 Z에 대한 공유 결합을 나타내고; 그리고
인덱스 i는 1 내지 20의 범위의 정수, 예를 들어, 1, 2, 3, 4, 2 내지 18, 3 내지 16, 4 내지 14, 6 내지 12, 또는 8 내지 10의 정수이고;
상기, 화학식 F12 내지 F19 각각에 대해:
Figure pct00117
,
B1 또는 B2의 하나의 R1은 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 약물 물질에 대한 공유 결합을 나타내고;
하나의 R1 은, B1 및 B2 각각에서, (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m--- 이고, 상기 ---은 화학식 II의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
각각의 B1 및 B2의 없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 독립적으로 COOH, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 12, 3 내지 10, 4 내지 8, 또는 5 내지 7의 정수이고; 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고;
상기, 화학식 F20 내지 F25 각각에 대해:
Figure pct00118
,
하나의 R1은(C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m--- 이고, 상기 ---은 화학식 II의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
다음 중 하나:
(a) 동일한 B1 및/또는 B2 상의 1 또는 2개의 R1은 COOH를 나타내고, 상기 적어도 하나의 COOH는 약물 물질에 접합되어 있지 않고/않거나,
(b) 1 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3을 나타내고, 상기 인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 12, 3 내지 10, 4 내지 8, 또는 5 내지 7이고, 그리고
없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CH3, CF3, 또는 OCF3을 나타내고, 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고;
상기, 화학식 F26 내지 F27 각각에 대해:
Figure pct00119
,
하나의 R1은(C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m--- 이고, 상기 ---은 화학식 II의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 COOH, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 12, 3 내지 10, 4 내지 8, 또는 5 내지 7의 정수이고; 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고;
상기, 화학식 F28 내지 F35 각각에 대해:
Figure pct00120
,
B1의 하나의 R1은 (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m---을 나타내고, 상기 ---은 화학식 II의 Z에 대한, 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 공유 결합을 나타내고;
각각의 B1 및 B2에 대한 하나의 R1은 B1과 B2 사이의 공유 결합이고, 상기 공유 결합은 ―(S=O)―, ―(S(=O)(=O)―, ―(CF2)―,―(C=O)―, ―(CH2)m SCH2CO(CH2)k ―, ―(CH2)m S(CH2)2CO(CH2)k ―, 및 ―(CH2)m (CO)NH(CH2)k―로부터 선택되고;
(i) B2의 2개의 R1기는 COOH이고 이들 2개의 R1기는 약물 물질에 접합되어 있지 않거나, (ii) B1 및/또는 B2의 1 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, CH=O, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, 또는 ―(SO2)NH(CH2)mCH3을 나타내고;
B1 및/또는 B2의 없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 CH=O, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CH3, CF3, CHF2, 또는 OCF3을 나타내고;
나머지 R1은 H를 나타내고;
인덱스 k는 1 내지 7의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 6 또는 3 내지 5의 정수이고; 그리고
인덱스 m은 1 내지 7의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 6 또는 3 내지 5의 정수이고;
상기, 화학식 F36 내지 F43 각각에 대해:
Figure pct00121
B1 및 B2 각각에 대한 하나의 R1은 설폭시민기에 대한 공유 결합이고 이에 따라 B1 및 B2는 설폭시민기에 의해 함께 연결되고, 상기 설폭시민의 아미노기는 화학식 II의 Z에, 산 함유 링커를 통해 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통해, 공유적으로 연결되고;
(i) B1 및/또는 B2의 2개의 R1기는 COOH이고 이들 2개의 R1기는 약물 물질에 접합되어 있지 않거나, (ii) B1 및/또는 B2의 1 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, CH=O, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, 또는 ―(SO2)NH(CH2)mCH3을 나타내고;
B1 및/또는 B2의 없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 CH=O, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CH3, CF3, CHF2, 또는 OCF3을 나타내고;
나머지 R1은 H를 나타내고;
인덱스 k는 1 내지 7의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 6 또는 3 내지 5의 정수이고; 그리고
인덱스 m은 1 내지 7의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 6 또는 3 내지 5의 정수인, 화합물.
3. 약물 물질을 포함하는 화합물로서, 상기 약물 물질은 인슐린을 포함하고 인슐린은 화학식 III에 의해 표시되는 하나 이상의 변형된 아미노산을 함유하는, 화합물:
Figure pct00122
,
상기, 화학식 III에서,
R은 화학식 FF1 내지 FF24로부터 선택되고,
Z는 선택적인 링커, J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH(CO) 링커―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 및 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로부터 선택되고,
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고,
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수, 예를 들어 4 내지 12, 5 내지 10, 또는 6 내지 8의 정수이고; 그리고
J는 화학식 III'에 의해 설명되고:
Figure pct00123
,
상기, 화학식 III'에서:
Figure pct00124
및
Figure pct00125
는 인슐린의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
*은 Z의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수이고;
상기 화학식 FF1 내지 FF24에 대해:
Figure pct00126
Figure pct00127
,
X는 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 화학식 III의 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
인덱스 i는 1 내지 20의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 18, 3 내지 16, 4 내지 14, 6 내지 12, 또는 8 내지 10의 정수이고;
B1 및 B2는 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 화학식 F1 내지 F9로부터 선택되는 하나로 표시되는 기이고; 그리고
B3은 화학식 F1 내지 F11로부터 선택되는 하나로 표시되는 기이고;
Figure pct00128
,
상기, 화학식 F1 내지 F9 각각에 대해:
하나의 R1은 (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m---을 나타내고, 상기 ---은 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 12, 3 내지 10, 4 내지 8, 또는 5 내지 7의 정수이고;
F5의 하나의 R1은 B(OH)2를 나타내고; 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고, 그리고
화학식 F10에서, 인덱스 j는 1 내지 13의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 12, 3 내지 10, 4 내지 8, 또는 5 내지 7의 정수인, 화합물.
4. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 선택적인 링커가 R에 직접적으로 접합된 적어도 하나의 작용기를 갖는 L-또는 D-아미노산이거나, 선택적인 링커가 화학식 FL1 내지 FL9로부터 선택되는, 화합물로서:
Figure pct00129
,
상기, 화학식 FL1 내지 FL9에서:
Z''는 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
R''는 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
p는 1 내지 5의 범위의 정수이고;
q는 1 내지 5의 범위의 정수이고; 그리고
r은 1 내지 5의 범위의 정수인, 화합물.
5. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 화합물이 실시형태 1 내지 3에 의해 기술된 바와 같이 추가로 변형된 약물 물질이고/이거나 하나 이상의 아민이 각각 독립적으로 아세틸화 또는 알킬화된, 화합물.
6. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 약물 물질이 인간 인슐린 또는 이의 유사체를 포함하는 인슐린이고, 인슐린이 A-사슬 및 B-사슬을 포함하는, 화합물.
7. 실시형태 1 또는 2 중 어느 하나에 있어서, 약물 물질이 폴리펩티드 약물 물질 또는 인간 펩티드 호르몬을 포함하는, 화합물.
8. 실시형태 6에 있어서, 인슐린이 각각 독립적으로 인슐린의 A-사슬 및/또는 B-사슬에 첨가된 1 또는 2개의 펩티드 서열을 포함하고, 각각의 펩티드 서열이 독립적으로 1 내지 20개의 연속 잔기, 예를 들어, 2 내지 18, 3 내지 16, 4 내지 14, 6 내지 12, 또는 8 내지 10개의 연속 잔기를 포함하는, 화합물.
9. 실시형태 6에 있어서, 인슐린이 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같이 각각 독립적으로 변형된 2 내지 10개의 아미노산을 포함하는, 화합물.
10. 실시형태 6에 있어서, 인슐린이 각각 독립적으로 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같이 하나 이상의 변형을 포함하고, 상기 각각의 하나 이상의 변형이 하기와 같이 위치하는 화합물로서:
(i) 아미노산 측쇄 상 및/또는 인슐린의 A-사슬 및/또는 B-사슬의 N- 및/또는 C- 말단에 부착된 최대 20개 잔기의 폴리펩티드의 N-말단에; 및/또는
(ii) 인슐린 A- 또는 B-사슬의 B1, B21, B22, B29, A1, A22, 또는 A3 잔기의 4개 잔기 이내; 및/또는
(iii) 아미노산의 측쇄 상 및/또는 인슐린의 A-사슬 및 또는 B-사슬에 부착되거나 통합된 폴리펩티드의 N-말단에, 상기 폴리펩티드는 서열 (X2)nX1(X2)m(SEQ ID NO:3)을 포함하며 상기 식에서: X1은 리신 잔기의 측쇄가 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같이 변형된 리신 잔기이고; 각각의 X2는 독립적으로 아미노산 K, P, E, G, N, M, A, R, L, W, S, F, V, C, H, D, I, Y, Q, T, 또는 X1의 기로부터 선택되고; 인덱스 m은 0 내지 20의 범위의 정수이고(예를 들어, 1 내지 18, 2 내지 16, 3 내지 14, 4 내지 12, 5 내지 10, 또는 6 내지 8); 그리고 인덱스 n은 0 내지 18의 범위의 정수(예를 들어, 1 내지 16, 2 내지 14, 3 내지 12, 4 내지 10, 5 내지 9, 또는 6 내지 8)인, 화합물. SEQ ID NO:3은 폴리펩티드 서열의 가장 긴 변이체를 나타내고, 이의 더 짧은 하위서열을 포함하는 화합물.
11. 실시형태 1 또는 2 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 접합체로서, 상기 실시형태 1 또는 2 중 어느 하나에 따른 화합물은, 약물 물질에, 직접적으로 또는 공유 링커를 통해 접합되고, 단 접합은 Z가 화학식 II의 NH2인 경우 Z를 통하지 않는, 접합체.
12. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서, 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나의 화합물이 실시형태 1 내지 11 중 어느 한 항의 화합물의 제조를 위한 중간체 화합물로서 사용되는, 화합물.
13. 실시형태 5 또는 6 중 어느 한 항에 있어서, 화합물이 화학식 IV, V, 또는 VI에 의해 기술된 바와 같은 하나 이상의 변형을 함유하고,
상기 화학식 IV에 대해:
Figure pct00130
,
Figure pct00131
및
Figure pct00132
는 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수이고; 그리고
R은 화학식 F111, F222, F333, F444, 및 F555로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pct00133
,
상기 화학식 F111, F222, F333, F444, 및 F555에서:
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수이고;
R1에 부착된 각각의 탄소 원자는 독립적으로 (R) 또는 (S) 입체화학을 갖고;
각각의 R1은 독립적으로 ―H, ―OR3, ―N(R3)2, ―SR3, ―OH, ―OCH3, ―OR5, NHC(O)CH3, ―CH2R3, ―C(O)NHOH, ―NHC(O)CH3, ―CH2OH, ―CH2OR5, ―NH2, ―CH2R4, -OR8, ―R6,―R8, 및 ―R7로부터 선택되고,
각각의 R3은 독립적으로 ―H, 아세틸, 포스페이트, ―R2, ―SO2R2, ―S(O)R2, ―P(O)(OR2)2, ―C(O)R2, ―CO2R2, 및 ―C(O)N(R2)2로부터 선택되고,
각각의 R2는 독립적으로 ―H, 선택적으로 치환된 C1-6 지방족 고리, 선택적으로 치환된 페닐 고리, 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 선택적으로 치환된 5 내지 6원 단일환형 헤테로아릴 고리, 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 7원 헤테로환 고리, 및 화학식 IV의 R에 대한 알킬 또는 아미드 공유 결합으로부터 선택되고,
각각의 R4는 독립적으로 ―H, ―OH, ―OR3, ―N(R3)2, ―OR5, 및 ―SR3으로부터 선택되고,
각각의 R5는 독립적으로 모노-사카라이드, 다이-사카라이드, 트리-사카라이드, 펜토스, 및 헥소스로부터 선택되고,
각각의 R6은 독립적으로 ―NCOCH2―, ―(OCH2CH2)n―,―O―C1-9 알킬렌기, 및 하나 이상의 메틸렌기가 선택적으로―O―, ―(CH2)n―, ―OCH2―, ―N(R2)C(O)―, ―N(R2)C(O)N(R2)―, ―SO2―, ―SO2N(R2)―, ―N(R2)SO2―, ―S―, ―N(R2)―, ―C(O)―, ―OC(O)―, ―C(O)O―, ―C(O)N(R2)―, 또는 ―N(R2)SO2N(R2)―으로 치환된, 치환된 C1-9 알킬렌기로부터 선택되고, 상기 인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5이고,
각각의 R7은 독립적으로 ―N(R2)2, ―F, ―Cl, ―Br, ―I, ―SH, ―OR2, ―SR2, ―NH2, ―N3, ―C≡CR2, ―CH2C≡CH, ―C≡CH, ―CO2R2, ―C(O)R2,―OSO2R2 ―N(R2)2, ―OR2, ―SR2, ―CH3, ―CH2NH2, 및 화학식 IV의 R에 대한 직접적인 결합으로부터 선택되고,
R8은 (i) L-세린, D-세린, L-트레오닌, D-트레오닌, L-알로트레오닌, 또는 D-알로트레오닌 중 하나의 측쇄이고 화학식 IV의 R에 해당하며, 상기 화학식 IV에서 인덱스 n=1이거나, (ii) 리신, 시스테인, 2,3-디아미노프로피온산에 대한 아미드 결합, 또는 (iii) ―CH2C(CH2OH)2CH2NH2이고, 그리고
구조식 F111, F222, F333, F444, 및/또는 F555는 선택적으로 하나 이상의 아세틸, 아세틸렌, 아세토니드, 및/또는 피나콜 보호기를 포함하고;
상기 화학식 V에 대해:
Figure pct00134
,
Figure pct00135
및
Figure pct00136
는 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수이고;
R은 X-Y를 나타내고,
상기 X는 트리아졸, 아미드 결합, 이민 결합, 또는 티오에터 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
Y는 화학식 F200 내지 F203으로 표시되는 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pct00137
,
X1은 X에 대한 공유 결합을 나타내고;
X2는 SH, OH, 또는 NH2를 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수이고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수이고;
상기 화학식 VI에 대해:
Figure pct00138
,
Figure pct00139
및
Figure pct00140
는 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수이고;
Z는 아미노산, ―(CH2)p―, ―CH2(OCH2CH2)p―, ―SCH2―, ―S(CH2)2―, ―NH―, ―NH(CO)―, ―(CO)NH―, ―S(CH2)kNH―, ―트리아졸―(CH2)k―NH―, 트리아졸, 아미드 결합, 이민 결합, 및 티오에터 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
인덱스 k는 3 내지 5의 범위의 정수이고;
인덱스 p는 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수이고; 그리고
R은 화학식 F203 내지 F205으로 제시되는 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pct00141
,
상기 X3은 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
X4는 SH, OH, 또는 NH2를 나타내고
인덱스 q는 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수이고; 그리고
인덱스 m은 1 내지 8의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 7, 3 내지 6, 또는 4 내지 5의 정수인, 화합물.
14. 실시형태 1 내지 13 중 어느 하나의 화합물의 제조 방법으로서, 선택적으로, 상기 B1 및 B2는 먼저 FF1 내지 FF33으로 표시되는 구조식 중 하나에 접합되고 생성된 접합체는 이어서 약물 물질에 공유적으로 연결되거나, 선택적으로, FF1 내지 FF33으로 표시되는 구조식은 먼저 약물 물질에 접합되고 그 후 B1 및 B2는 FF1 내지 FF33의 상응하는 구조식에 공유적으로 연결되는, 방법.
15. 실시형태 1 내지 13 중 어느 하나의 화합물을 치료제 또는 예방제로서 인간 대상체에 투여하는 방법.
16. 실시형태 1 내지 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 하나 이상의 아민기가 독립적으로 아세틸화 또는 알킬화되는, 화합물.
17. 실시형태 6에 있어서, 인슐린이 각각 독립적으로 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같은 2, 3, 또는 4개의 변형을 포함하는, 화합물.
18. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인간 폴리펩티드 호르몬이거나 펩티드가 1, 2, 3, 또는 4개의 상이한 인간 펩티드 호르몬과 적어도 10% 상동성을 포함하고 이는 이중 또는 삼중 작용제, 하나 이상의 인간 폴리펩티드 호르몬 또는 이의 유사체에 기초한 하이브리드 합성 펩티드를 포함하는, 화합물.
19. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고 B-사슬의 잔기 21의 아미노산이 화학식 I, II, 또는 III으로 표시되는 변형된 아미노산인, 화합물.
20. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린의 B-사슬의 잔기 22의 4개 잔기 이내인 하나 이상의 잔기가 화학식 I, II, 또는 III에 의해 각각 독립적으로 표시되고, B- 및/또는 A-사슬의 C- 및/또는 N-말단에 부착된 폴리펩티드 중의 하나 이상의 추가 잔기가 화학식 I, II, 또는 III으로 독립적으로 표시되는, 화합물.
21. 실시형태 1 내지 3 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 변형된 아미노산이 A- 및/또는 B-사슬의 펩티드 서열 중의 주어진 잔기에서 아미노산을 치환하거나 변형된 아미노산이 A- 및/또는 B-사슬의 펩티드 서열의 말단 및/또는 내부에서 A- 및/또는 B-사슬의 펩티드 서열에 부착된, 화합물.
22. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, B-사슬의 잔기 21의 아미노산이 화학식 IV, V, 또는 VI로 표시되는 변형된 아미노산이고, A-사슬의 C-말단의 잔기가 화학식 I, II, 또는 III으로 표시되는, 화합물.
23. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, A-사슬의 C-말단의 4개 잔기 이내인 하나 이상의 잔기, 또는 A-사슬의 C-말단에 부착된 하나 이상의 잔기가 각각 독립적으로 화학식 I, II, 또는 III으로 표시되고 B-사슬의 잔기 22의 4개 잔기 이내인 하나 이상의 잔기가 각각 독립적으로 화학식 IV, V, 또는 VI로 표시되는, 화합물.
24. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, A-사슬의 C-말단의 4개 잔기 이내인 하나 이상의 잔기, 또는 A-사슬의 C-말단에 부착된 하나 이상의 잔기가 각각 독립적으로 화학식 I IV, V, 또는 VI으로 표시되고 B-사슬의 잔기 22의 4개 잔기 이내인 하나 이상의 잔기가 각각 독립적으로 화학식 I, II, 또는 III으로 표시되는, 화합물.
25. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 2개의 변형된 아미노산이 B-사슬의 C-말단 시스테인과 B-사슬의 C-말단 사이의 임의의 위치에서 인슐린의 B-사슬에 도입되고, 2개의 추가의 변형된 아미노산이 A-사슬의 말단 중 하나 또는 둘 모두에 부착되는 것을 포함하여 인슐린의 A-사슬의 어느 곳에나 도입되는, 화합물.
26. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 하나 이상의 잔기는 (i) B-사슬의 잔기 21의 4개 이내의 잔기이고/이거나 (ii) A- 및/또는 B-사슬의 N- 또는 C-말단의 6개 이내의 잔기이고/이거나 (iii) A-사슬의 잔기 13의 4개 이내의 잔기이고/이거나 (iv) 화학식 I, II, III, IV, V, 또는 VI에 의해 각각 독립적으로 표시되고, A-사슬의 C-말단의 4개 이내인 하나 이상의 잔기가 각각 독립적으로 화학식 I, II, III, IV, V, 또는 VI로 표시되는, 화합물.
27. 실시형태 1, 2, 또는 3 중 어느 하나에 있어서, B1 내지 B29의 범위의 B-사슬의 2개 이상의 아미노산이 천연 또는 비표준 또는 인공 아미노산으로 대체된, 변형된 인슐린.
28. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, A- 또는 B-사슬의 하나 이상의 아미노산이 천연 또는 비-표준 아미노산으로 대체된, 화합물.
29. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통해 최대 31개의 아미노산을 포함하는 폴리펩티드에 추가로 접합되는, 화합물.
30. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 A- 또는 B-사슬의 N- 또는 C-말단에서 최대 31개의 아미노산을 포함하는 폴리펩티드에 접합되는, 화합물.
31. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 A- 또는 B-사슬의 N- 또는 C-말단에서 최대 31개의 아미노산을 포함하는 폴리펩티드에 접합되고 폴리펩티드가 펩티드 결합을 통해 인슐린에 연결되는, 화합물.
32. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통해 최대 31개의 아미노산을 포함하는 폴리펩티드에 추가로 접합되고 상기 폴리펩티드의 측쇄의 하나 이상의 쌍이 공유적으로 연결되고, 이의 특정 실시형태에서 측쇄 사이의 공유 결합이 트리아졸 결합, 아지드-알킨 고리화첨가로부터 생성된 결합, 이황화 결합, 티오에스터 결합, 옥심 결합, 아미드 결합, 락탐 결합, 에스터 결합, 올레핀 결합, 이민 결합, 에스터 결합, 및 티오에터 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 결합인, 화합물.
33. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 화학식 I의 R의 적어도 하나의 1차 또는 하나의 2차 아민기가 아미드 결합을 통해 L- 및 D- 감마-글루탐산의 측쇄에 공유적으로 접합되고, 글루탐산의 N-말단이 아미드 결합을 통해 비치환된 또는 3 내지 16개 탄소, 예를 들어, 4 내지 14, 5 내지 12, 6 내지 11, 또는 7 내지 9개 탄소를 함유하는 일치환된 이산 알킬 사슬에 공유적으로 접합되는, 화합물.
34. 실시형태 2에 있어서, 화학식 FF25에 대해 인덱스 i가 0인, 변형된 인슐린.
35. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 1 내지 10개의 아미노산이 인슐린의 폴리펩티드 서열에 부착되어 있고 이들이 인슐린의 B-사슬의 잔기 1에 대한 N-말단에 부착되고 잔기 1에 대한 N-말단에 삽입된 잔기가 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 변형된 아미노산인, 화합물.
36. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 1 내지 10개의 아미노산이 인슐린의 B-사슬의 C-말단에 부착되고 인슐린의 위치 B29의 잔기가 화학식 I으로 기술된 변형된 아미노산인, 화합물.
37. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 최대 6개의 잔기가 인슐린의 폴리펩티드 서열에 부착되고 이들 중 적어도 2개가 화학식 I 내지 VI로 기술된 변형된 아미노산인, 화합물.
38. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 4 또는 5개의 분자 내 이황화 결합을 갖도록 변형된, 화합물.
39. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 효소를 사용하여 폴리펩티드에 연결된, 화합물.
40. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 효소를 사용하여 최대 31개의 아미노산을 포함하는 비-보로네이트화된 폴리펩티드에 연결된, 화합물.
41. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 최대 31개의 아미노산을 포함하는 폴리펩티드에 연결되고 폴리펩티드 서열 중의 적어도 2개의 아미노산의 측쇄가 선택적인 링커와 함께 또는 선택적인 링커를 통해 공유적으로 연결되는, 화합물.
42. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 화학식 F411 내지 F416에 의해 기술되는 구조에 아미드 결합을 사용하여 공유적으로 접합되거나 F411이 화학식 F412 내지 F416에 의해 기술된 구조에 아미드 결합을 사용하여 추가로 공유적으로 접합되는 구조를 포함하는 구조에 공유적으로 접합되는 화합물로서,
Figure pct00142
,
상기 R은 변형된 인슐린의 N-말단의 1차 또는 2차 아민, 또는 변형된 인슐린의 아미노산 서브세트의 측쇄에 있는 1차 또는 2차 아민을 나타내고, 상기 R에 대한 부착은 변형된 인슐린에 대한 부착 지점이고; 인덱스 n은 1 내지 14의 범위인 정수를 나타내고(예를 들어, 2 내지 12, 3 내지 10, 4 내지 8, 또는 5 내지 7), 인덱스 m은 1 내지 12의 범위의 정수를 나타내고(예를 들어, 3 내지 10, 4 내지 8, 또는 5 내지 7), 인덱스 o는 1 내지 6의 범위의 정수를 나타내고(예를 들어, 2 내지 5 또는 3 내지 4), 인덱스 p는 1 내지 12의 범위의 정수를 나타내고(예를 들어, 3 내지 10, 4 내지 8, 또는 5 내지 7), Z는―(C=O)-OH, -NH2, 콜레스테롤, 7-OH 콜레스테롤, 7,25-디히드록시콜레스테롤, 콜린산, 케노디옥시콜린산, 리토콜린산, 디옥시콜린산, 글리코콜린산, 글리코디옥시콜린산, 글리콜리토콜린산, 글리코케노디옥시콜린산, α-토코페롤, β-토코페롤, γ-토코페롤, δ-토코페롤, α토코트리에놀, β-토코트리에놀, γ-토코트리에놀, 또는 δ-토코트리에놀 중 하나를 나타내는, 화합물.
43. 실시형태 1 내지 3 및 13 중 어느 하나의 화합물에 있어서, 약물 물질이 화학식 FX15 내지 FX28에 의해 표시되는 하나 이상의 구조를 포함하는, 화합물로서:
Figure pct00143
,
상기 식에서,
각각의 R1은 독립적으로 H, NH2, NO2, Cl, CF3, I, COCH3, CN, C≡CH, N3, 또는 Br로부터 선택되고;
각각의 R2는 독립적으로 CF3, H, 또는 CH3으로부터 선택되고;
각각의 R3은 독립적으로 C≡CH, H, N3, 또는 비닐기로부터 선택되고;
각각의 R4는 독립적으로 NH2, R2, 또는 R3으로부터 선택되고;
각각의 R5는 독립적으로 S 또는 NH로부터 선택되고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 4의 범위의 정수, 예를 들어, 2 내지 3인, 화합물.
본 개시내용은 특정 예시적인 실시형태와 관련하여 설명되었지만, 본 개시내용은 개시된 실시형태로 제한되지 않고, 반대로, 다음 청구범위 및 그 등가물의 사상과 범위 내에 포함된 다양한 수정 및 등가 배열을 포함하도록 의도된다는 것이 이해되어야 한다.
SEQUENCE LISTING <110> PROTOMER TECHNOLOGIES INC. Mahdavi, Alborz <120> CONJUGATES FOR SELECTIVE RESPONSIVENESS TO VICINAL DIOLS <130> 203819WOPCT00 <160> 20 <170> PatentIn version 3.5 <210> 1 <211> 21 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Gly Ile Val Glu Gln Cys Cys Thr Ser Ile Cys Ser Leu Tyr Gln Leu 1 5 10 15 Glu Asn Tyr Cys Asn 20 <210> 2 <211> 30 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 2 Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr 1 5 10 15 Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr 20 25 30 <210> 3 <211> 39 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Linking sequence <220> <221> misc_feature <222> (1)..(18) <223> Xaa can be any naturally occurring amino acid <220> <221> misc_feature <222> (20)..(39) <223> Xaa can be any naturally occurring amino acid <400> 3 Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa 1 5 10 15 Xaa Xaa Lys Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa 20 25 30 Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa Xaa 35 <210> 4 <211> 32 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified insulin 1 - B-Chain <400> 4 Gly Lys Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala 1 5 10 15 Leu Tyr Leu Val Cys Gly Lys Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr 20 25 30 <210> 5 <211> 32 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified insulin 5 - B-chain <400> 5 Lys Pro Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala 1 5 10 15 Leu Tyr Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr 20 25 30 <210> 6 <211> 38 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified insulin 6 - B-chain <400> 6 Lys Pro Gly Ser Glu His Glu Ser Ala Phe Val Asn Gln His Leu Cys 1 5 10 15 Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly 20 25 30 Phe Phe Tyr Thr Pro Lys 35 <210> 7 <211> 30 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 7 - B-chain <400> 7 Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr 1 5 10 15 Leu Val Cys Gly Lys Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr 20 25 30 <210> 8 <211> 43 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 8 - B-chain <400> 8 Lys Gly Pro Glu Gly Glu Ser Ala Gly Ser Glu Gly Glu Ser Val Asn 1 5 10 15 Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys 20 25 30 Gly Lys Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Arg Thr 35 40 <210> 9 <211> 29 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 9 - A-chain <400> 9 Gly Ile Val Glu Gln Cys Cys Thr Ser Ile Cys Ser Leu Tyr Gln Leu 1 5 10 15 Glu Asn Tyr Cys Asn Ala Ser Glu Lys Pro Ser Glu Ala 20 25 <210> 10 <211> 48 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 9 - B-chain <400> 10 Lys Pro Gly Ser Glu Val Gly Glu Ser Ala Ile Lys Pro Gly Ser Glu 1 5 10 15 Gly Glu Ser Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala 20 25 30 Leu Tyr Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr 35 40 45 <210> 11 <211> 49 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 10 - B-chain <400> 11 Lys Pro Gly Ser Ser Ala Glu Glu Gly Glu Ser Ala Lys Pro Gly Ser 1 5 10 15 Glu Gly Glu Ser Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu 20 25 30 Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Lys Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys 35 40 45 Thr <210> 12 <211> 27 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 11 - A-chain <400> 12 Gly Ile Val Glu Gln Cys Cys Thr Ser Ile Cys Ser Leu Tyr Gln Leu 1 5 10 15 Glu Asn Tyr Cys Asn Lys Leu Ser Glu Ser Gly 20 25 <210> 13 <211> 51 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 11 - B-chain <400> 13 Lys Gly Arg Glu Asp Glu Ala Tyr Gly Asn Ile Lys Pro Gly Trp Glu 1 5 10 15 Gly Glu Ser Lys Pro Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu 20 25 30 Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Lys Arg Gly Phe Phe Tyr Thr 35 40 45 Pro Lys Thr 50 <210> 14 <211> 50 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 12 - B-chain <400> 14 Lys Pro Ser Gly Glu Arg Ser Glu Gly Ala Ile Lys Pro Gly Ser Glu 1 5 10 15 Gly Ser Glu Lys Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val 20 25 30 Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Lys Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro 35 40 45 Lys Thr 50 <210> 15 <211> 39 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 13 - B-chain <400> 15 Lys Pro Gly Ser Glu His Glu Ser Ala Phe Val Asn Gln His Leu Cys 1 5 10 15 Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Lys Glu Gly 20 25 30 Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr 35 <210> 16 <211> 26 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 14 - A-chain <400> 16 Gly Ile Val Glu Gln Cys Cys Thr Ser Ile Cys Ser Leu Tyr Gln Leu 1 5 10 15 Glu Asn Tyr Cys Asn Ala Glu Gly Ser Lys 20 25 <210> 17 <211> 39 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified Insulin 14 - B-chain <400> 17 Lys Pro Gly Ser Glu His Glu Ser Ala Phe Val Asn Gln His Leu Cys 1 5 10 15 Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly 20 25 30 Phe Phe Tyr Thr Pro Arg Thr 35 <210> 18 <211> 23 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified insulin 15 - A-chain <400> 18 Lys Pro Gly Ile Val Glu Gln Cys Cys Thr Ser Ile Cys Ser Leu Tyr 1 5 10 15 Gln Leu Glu Asn Tyr Cys Asn 20 <210> 19 <211> 38 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified insulin 15 - B-chain <400> 19 Lys Pro Gly Ser Glu His Glu Ser Ala Phe Val Asn Gln His Leu Cys 1 5 10 15 Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly 20 25 30 Phe Phe Tyr Thr Pro Lys 35 <210> 20 <211> 21 <212> PRT <213> Artificial Sequence <220> <223> Modified insulin 28 - A chain <400> 20 Gly Ile Val Lys Pro Cys Cys Thr Ser Ile Cys Ser Leu Tyr Gln Leu 1 5 10 15 Glu Asn Tyr Cys Asn 20

Claims (43)

1. 화학식 I로 표시되는 화합물로서:
Figure pct00144
,
상기, 화학식 I에서,
R은 화학식 FF1 내지 FF24로부터 선택되고,
Z는 다음 중 하나로부터 선택되고:
a) NH2 또는 OH,
b) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 약물 물질에 대한 공유 결합,
c) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, N-말단 아민 또는 폴리펩티드 약물 물질에서 하나 이상의 아미노산의 엡실론 아미노기에 대한 공유 결합, 및
d) J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH―(선택적인 링커)―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 또는 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로 표시되는 기;
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고;
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
J는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산 또는 하나 이상의 아미노산이고, 상기 폴리펩티드 약물 물질 중의 하나 이상의 아미노산 각각은 화학식 I'로 표시되고:
Figure pct00145
,
상기, 화학식 I'에서,
Figure pct00146
및
Figure pct00147
는 폴리펩티드 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
*은 Z의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고,
상기 화학식 FF1 내지 FF24에 대해:
Figure pct00148

Figure pct00149
,
X는 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 화학식 I의 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
인덱스 i는 1 내지 20의 범위의 정수이고;
B1 및 B2는 동일하거나 상이하고, 각각은 독립적으로 화학식 F1 내지 F9로부터 선택되는 기를 나타내고; 그리고
B3은 화학식 F1 내지 F11로부터 선택되는 기를 나타내고,
Figure pct00150
,
상기, 화학식 F1 내지 F9 각각에 대해:
하나의 R1은 (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m---을 나타내고, 상기 ---은 화학식 I의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
없거나, 1개, 또는 2개의 R1 각각은 독립적으로 F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고,
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수이고;
F5의 하나의 R1은 B(OH)2를 나타내고, 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고, 그리고
화학식 F10에서, 인덱스 j는 1 내지 13의 범위의 정수인, 화합물.
화학식 II로 표시되는 화합물로서:
Figure pct00151
,
상기, 화학식 II에서:
(i) R은 화학식 FF25 내지 FF31으로부터 선택되고;
FF25 내지 FF31의 B1 및 B2는 동일하거나 상이하고, 각각은 독립적으로 화학식 F12 내지 F19로부터 선택되고; 그리고
Z는 NH2이고 임의의 약물 물질에 접합되어 있지 않거나;
또는
(ii) R은 화학식 FF25 내지 FF31으로부터 선택되고;
B1 및 B2는 각각 독립적으로 화학식 F20 내지 F27로부터 선택되고; 그리고
Z는 다음 중 하나로부터 선택되고:
a) OH
b) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 약물 물질에 대한 공유 결합,
c) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, N-말단 아민 또는 폴리펩티드 약물 물질에서 하나 이상의 아미노산의 엡실론 아미노기에 대한 공유 결합, 및
d) J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH―(선택적인 링커)―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 또는 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로 표시되는 기,
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고,
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
J는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산 또는 하나 이상의 아미노산이고, 상기 폴리펩티드 약물 물질 중의 하나 이상의 아미노산 각각은 화학식 II'로 표시되고;
또는
(iii) R은 화학식 FF32 내지FF33으로부터 선택되고,
FF32 중의 B1 및 B2는 각각 독립적으로 화학식 F28 내지 F35로부터 선택되고;
FF33 중의 B1 및 B2는 각각 독립적으로 화학식 F36 내지 F43으로부터 선택되고; 그리고
Z는 다음 중 하나로부터 선택되고:
a) 약물 물질,
b) 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, N-말단 아민 또는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산의 엡실론 아미노기로의 공유 결합, 및
c) J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH―(선택적인 링커)―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 또는 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로 표시되는 기,
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고,
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
J는 폴리펩티드 약물 물질 중의 아미노산 또는 하나 이상의 아미노산이고, 상기 폴리펩티드 약물 물질 중의 하나 이상의 아미노산 각각은 화학식 II'로 표시되고;
상기, 화학식 II'에 대해:
Figure pct00152
,
Figure pct00153
및
Figure pct00154
는 폴리펩티드 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
*은 Z의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
상기 화학식 FF25 내지 FF33에 대해:
Figure pct00155
,
X는 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 화학식 II의 Z에 대한 공유 결합을 나타내고; 그리고
인덱스 i는 1 내지 20의 범위의 정수이고;
상기, 화학식 F12 내지 F19 각각에 대해:
Figure pct00156
,
B1 또는 B2의 하나의 R1은 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 약물 물질에 대한 공유 결합을 나타내고;
하나의 R1 은, B1 및 B2 각각에서, (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m--- 이고, 상기 ---은 화학식 II의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
각각의 B1 및 B2의 없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 독립적으로 COOH, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고;
상기, 화학식 F20 내지 F25 각각에 대해:
Figure pct00157
,
하나의 R1은(C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m--- 이고, 상기 ---은 화학식 II의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
다음 중 하나:
a) 동일한 B1 및/또는 B2 상의 1 또는 2개의 R1은 COOH를 나타내고, 상기 적어도 하나의 COOH는 약물 물질에 접합되어 있지 않고/않거나,
b) 1 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3을 나타내고, 상기 인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수이고, 그리고
없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CH3, CF3, 또는 OCF3을 나타내고, 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고;
상기, 화학식 F26 내지 F27 각각에 대해:
Figure pct00158
,
하나의 R1은(C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m--- 이고, 상기 ---은 화학식 II의 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 COOH, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고;
상기, 화학식 F28 내지 F35 각각에 대해:
Figure pct00159
,
B1의 하나의 R1은 (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m---을 나타내고, 상기 ---은 화학식 II의 Z에 대한, 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 공유 결합을 나타내고;
각각의 B1 및 B2에 대한 하나의 R1은 B1과 B2 사이의 공유 결합이고, 상기 공유 결합은 ―(S=O)―, ―(S(=O)(=O)―, ―(CF2)―,―(C=O)―, ―(CH2)m SCH2CO(CH2)k ―, ―(CH2)m S(CH2)2CO(CH2)k ―, 및 ―(CH2)m (CO)NH(CH2)k―로부터 선택되고;
(i) B2의 2개의 R1기는 COOH이고 이들 2개의 R1기는 약물 물질에 접합되어 있지 않거나, (ii) B1 및/또는 B2의 1 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, CH=O, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, 또는 ―(SO2)NH(CH2)mCH3을 나타내고;
B1 및/또는 B2의 없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 CH=O, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CH3, CF3, CHF2, 또는 OCF3을 나타내고;
나머지 R1은 H를 나타내고;
인덱스 k는 1 내지 7의 범위의 정수이고; 그리고
인덱스 m은 1 내지 7의 범위의 정수이고;
상기, 화학식 F36 내지 F43 각각에 대해:
Figure pct00160

B1 및 B2 각각에 대한 하나의 R1은 설폭시민기에 대한 공유 결합이고 이에 따라 B1 및 B2는 설폭시민기에 의해 함께 연결되고, 상기 설폭시민의 아미노기는 화학식 II의 Z에, 산 함유 링커를 통해 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통해, 공유적으로 연결되고;
(i) B1 및/또는 B2의 2개의 R1기는 COOH이고 이들 2개의 R1기는 약물 물질에 접합되어 있지 않거나, (ii) B1 및/또는 B2의 1 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 NO2, CH=O, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, 또는 ―(SO2)NH(CH2)mCH3을 나타내고;
B1 및/또는 B2의 없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 CH=O, F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CH3, CF3, CHF2, 또는 OCF3을 나타내고;
나머지 R1은 H를 나타내고;
인덱스 k는 1 내지 7의 범위의 정수이고; 그리고
인덱스 m은 1 내지 7의 범위의 정수인, 화합물.
약물 물질을 포함하는 화합물로서, 상기 약물 물질은 인슐린을 포함하고 상기 인슐린은 화학식 III으로 표시되는 하나 이상의 변형된 아미노산을 함유하는, 화합물로서:
Figure pct00161
,
상기, 화학식 III에서,
R은 화학식 FF1 내지 FF24로부터 선택되고,
Z는 선택적인 링커, J-SCH2―ø, J-S(CH2)2―ø, J―NH―ø, J―NH(CO) 링커―ø, J―S(CH2)kNH―ø, 및 J―트리아졸(CH2)kNH―ø로부터 선택되고,
상기 ―ø는 R에 대한 공유 결합이고,
인덱스 k는 3 내지 14의 범위의 정수이고; 그리고
J는 화학식 III'에 의해 설명되고:
Figure pct00162
,
상기, 화학식 III'에서:
Figure pct00163
및
Figure pct00164
는 인슐린의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
*은 Z의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
상기 화학식 FF1 내지 FF24에 대해:
Figure pct00165

Figure pct00166
,
X는 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통한, 화학식 III의 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
인덱스 i는 1 내지 20의 범위의 정수이고;
B1 및 B2는 동일하거나 상이하고, 각각은 독립적으로 화학식 F1 내지 F9의 것으로부터 선택되는 기를 나타내고; 그리고
B3은 화학식 F1 내지 F11로부터 선택되는 기를 나타내고;
Figure pct00167
,
상기, 화학식 F1 내지 F9 각각에 대해:
하나의 R1은 (C=O)---, S(=O)(=O)---, (CH2)m(C=O)---, 또는 (CH2)m---을 나타내고, 상기 ---은 나머지 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
없거나, 1개, 또는 2개의 R1은 각각 독립적으로 F, Cl, Br, OH, CH2-NH2, NH2, (C=O)-NH2, SO2CH3, CF3, NO2, CH3, OCH3, O(CH2)mCH3, ―(SO2)NH CH3, ―(SO2)NH(CH2)mCH3, 또는 OCF3을 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 14의 범위의 정수이고;
F5의 하나의 R1은 B(OH)2를 나타내고; 그리고
나머지 모든 R1은 H를 나타내고, 그리고
화학식 F10에서, 인덱스 j는 1 내지 13의 범위의 정수인, 화합물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 선택적인 링커가 R에 직접적으로 접합된 적어도 하나의 작용기를 갖는 L-또는 D-아미노산이거나, 선택적인 링커가 화학식 FL1 내지 FL9로부터 선택되는, 화합물로서:
Figure pct00168
,
상기, 화학식 FL1 내지 FL9에서:
Z''는 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
R''는 R에 대한 공유 결합을 나타내고;
p는 1 내지 5의 범위의 정수이고;
q는 1 내지 5의 범위의 정수이고; 그리고
r은 1 내지 5의 범위의 정수인, 화합물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 화합물이 제1항 내지 제3항에 의해 기술된 바와 같이 추가로 변형된 약물 물질이고/이거나 하나 이상의 아민이 각각 독립적으로 아세틸화 또는 알킬화된, 화합물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인간 인슐린 또는 이의 유사체를 포함하는 인슐린이고, 상기 인슐린이 A-사슬 및 B-사슬을 포함하는, 화합물.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 폴리펩티드 약물 물질 또는 인간 펩티드 호르몬을 포함하는, 화합물.
제6항에 있어서, 인슐린이 각각 독립적으로 인슐린의 A-사슬 및/또는 B-사슬에 부가된 1 또는 2개의 펩티드 서열을 포함하고, 각각의 펩티드 서열이 독립적으로 1 내지 20개의 연속 잔기를 포함하는, 화합물.
제6항에 있어서, 인슐린이 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같이 각각 독립적으로 변형된 2 내지 10개의 아미노산을 포함하는, 화합물.
제6항에 있어서, 인슐린이 각각 독립적으로 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같은 하나 이상의 변형을 포함하고, 상기 각각의 하나 이상의 변형이 하기와 같이 위치하는 화합물로서:
(i) 아미노산 측쇄 상 및/또는 인슐린의 A-사슬 및/또는 B-사슬의 N- 및/또는 C- 말단에 부착된 최대 20개 잔기의 폴리펩티드의 N-말단에; 및/또는
(ii) 인슐린 A- 또는 B-사슬의 B1, B21, B22, B29, A1, A22, 또는 A3 잔기의 4개 잔기 이내; 및/또는
(iii) 아미노산의 측쇄 상 및/또는 인슐린의 A-사슬 및 또는 B-사슬에 부착되거나 통합된 폴리펩티드의 N-말단에, 상기 폴리펩티드는 서열 (X2)nX1(X2)m을 포함하며 상기 식에서: X1은 리신 잔기의 측쇄가 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같이 변형된 리신 잔기이고; 각각의 X2는 독립적으로 아미노산 K, P, E, G, N, M, A, R, L, W, S, F, V, C, H, D, I, Y, Q, T, 또는 X1의 기로부터 선택되고; 인덱스 m은 0 내지 20의 범위의 정수이고; 그리고 인덱스 n은 0 내지 18의 범위의 정수인, 화합물.
제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 따른 화합물을 포함하는 접합체로서, 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 따른 화합물은, 약물 물질에, 직접적으로 또는 공유 링커를 통해 접합되고, 단 접합은 Z가 화학식 II의 NH2인 경우 Z를 통하지 않는, 접합체.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 화합물이 제1항 내지 제11항의 임의의 화합물의 제조를 위한 중간체 화합물로서 사용되는, 화합물.
제5항 또는 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 화합물이 화학식 IV, V, 또는 VI로 기술된 바와 같은 하나 이상의 변형을 함유하는, 화합물로서:
상기 화학식 IV에 대해:
Figure pct00169
,
Figure pct00170
및
Figure pct00171
는 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고; 그리고
R은 화학식 F111, F222, F333, F444, 및 F555로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pct00172
,
상기 화학식 F111, F222, F333, F444, 및 F555에서:
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
R1에 부착된 각각의 탄소 원자는 독립적으로 (R) 또는 (S) 입체화학을 갖고;
각각의 R1은 독립적으로 ―H, ―OR3, ―N(R3)2, ―SR3, ―OH, ―OCH3, ―OR5, NHC(O)CH3, ―CH2R3, ―C(O)NHOH, ―NHC(O)CH3, ―CH2OH, ―CH2OR5, ―NH2, ―CH2R4, -OR8, ―R6,―R8, 및 ―R7로부터 선택되고,
각각의 R3은 독립적으로 ―H, 아세틸, 포스페이트, ―R2, ―SO2R2, ―S(O)R2, ―P(O)(OR2)2, ―C(O)R2, ―CO2R2, 및 ―C(O)N(R2)2로부터 선택되고,
각각의 R2는 독립적으로 ―H, 선택적으로 치환된 C1-6 지방족 고리, 선택적으로 치환된 페닐 고리, 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1 내지 4개의 헤테로원자를 갖는 선택적으로 치환된 5 내지 6원 단일환형 헤테로아릴 고리, 질소, 산소, 및 황으로부터 선택된 1 내지 2개의 헤테로원자를 갖는 4 내지 7원 헤테로환 고리, 및 화학식 IV의 R에 대한 알킬 또는 아미드 공유 결합으로부터 선택되고,
각각의 R4는 독립적으로 ―H, ―OH, ―OR3, ―N(R3)2, ―OR5, 및 ―SR3으로부터 선택되고,
각각의 R5는 독립적으로 모노-사카라이드, 다이-사카라이드, 트리-사카라이드, 펜토스, 및 헥소스로부터 선택되고,
각각의 R6은 독립적으로 ―NCOCH2―, ―(OCH2CH2)n―, ―O―C1-9 알킬렌기, 및 하나 이상의 메틸렌기가 ―O―, ―(CH2)n―, ―OCH2―, ―N(R2)C(O)―, ―N(R2)C(O)N(R2)―, ―SO2―, ―SO2N(R2)―, ―N(R2)SO2―, ―S―, ―N(R2)―, ―C(O)―, ―OC(O)―, ―C(O)O―, ―C(O)N(R2)―, 또는 ―N(R2)SO2N(R2)―로 선택적으로 치환된, 치환된 C1-9 알킬렌기로부터 선택되고, 상기 인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고,
각각의 R7은 독립적으로 ―N(R2)2, ―F, ―Cl, ―Br, ―I, ―SH, ―OR2, ―SR2, ―NH2, ―N3, ―C≡CR2, ―CH2C≡CH, ―C≡CH, ―CO2R2, ―C(O)R2,―OSO2R2 ―N(R2)2, ―OR2, ―SR2, ―CH3, ―CH2NH2, 및 화학식 IV의 R에 대한 직접적인 결합으로부터 선택되고,
R8은 (i) L-세린, D-세린, L-트레오닌, D-트레오닌, L-알로트레오닌, 또는 D-알로트레오닌 중 하나의 측쇄이고 화학식 IV의 R에 해당하며, 상기 화학식 IV에서 인덱스 n=1이거나, (ii) 리신, 시스테인, 2,3-디아미노프로피온산에 대한 아미드 결합, 또는 (iii) ―CH2C(CH2OH)2CH2NH2이고, 그리고
구조식 F111, F222, F333, F444, 및/또는 F555는 선택적으로 하나 이상의 아세틸, 아세틸렌, 아세토니드, 및/또는 피나콜 보호기를 포함하고;
상기 화학식 V에 대해:
Figure pct00173
,
Figure pct00174
및
Figure pct00175
는 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
R은 X-Y를 나타내고,
상기 X는 트리아졸, 아미드 결합, 이민 결합, 또는 티오에터 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
Y는 화학식 F200 내지 F203으로 표시되는 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pct00176
,
X1은 X에 대한 공유 결합을 나타내고;
X2는 SH, OH, 또는 NH2를 나타내고;
인덱스 m은 1 내지 8의 범위의 정수이고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
상기 화학식 VI에 대해:
Figure pct00177
,
Figure pct00178
및
Figure pct00179
는 약물 물질의 나머지 부분에 대한 부착 지점을 나타내고;
인덱스 n은 1 내지 8의 범위의 정수이고;
Z는 아미노산, ―(CH2)p―, ―CH2(OCH2CH2)p―, ―SCH2―, ―S(CH2)2―, ―NH―, ―NH(CO)―, ―(CO)NH―, ―S(CH2)kNH―, ―트리아졸―(CH2)k―NH―, 트리아졸, 아미드 결합, 이민 결합, 및 티오에터 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되고;
인덱스 k는 3 내지 5의 범위의 정수이고;
인덱스 p는 1 내지 8의 범위의 정수이고; 그리고
R은 화학식 F203 내지 F205으로 제시되는 구조식으로 이루어진 군으로부터 선택되고:
Figure pct00180
,
상기 X3은 Z에 대한 공유 결합을 나타내고;
X4는 SH, OH, 또는 NH2를 나타내고
인덱스 q는 1 내지 8의 범위의 정수이고; 그리고
인덱스 m은 1 내지 8의 범위의 정수인, 화합물.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 화합물의 제조 방법으로서, 선택적으로, B1 및 B2는 먼저 FF1 내지 FF33으로 표시되는 구조식 중 하나에 접합되고 생성된 접합체는 이어서 약물 물질에 공유적으로 연결되거나, 선택적으로, FF1 내지 FF33으로 표시되는 구조식은 먼저 약물 물질에 접합되고 그 후 B1 및 B2는 FF1 내지 FF33의 상응하는 구조식에 공유적으로 연결되는, 방법.
치료제 또는 예방제로서 인간 대상체에 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항의 화합물을 투여하는 방법.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 아민기가 독립적으로 아세틸화 또는 알킬화된, 화합물.
제6항에 있어서, 인슐린이 각각 독립적으로 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 바와 같은 2, 3, 또는 4개의 변형을 포함하는, 화합물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인간 폴리펩티드 호르몬이거나 펩티드가 1, 2, 3, 또는 4개의 상이한 인간 펩티드 호르몬과 적어도 10% 상동성을 포함하고 이는 이중 또는 삼중 작용제, 하나 이상의 인간 폴리펩티드 호르몬 또는 이의 유사체에 기초한 하이브리드 합성 펩티드를 포함하는, 화합물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고 B-사슬의 잔기 21의 아미노산이 화학식 I, II, 또는 III으로 표시되는 변형된 아미노산인, 화합물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린의 B-사슬의 잔기 22의 4개 잔기 이내인 하나 이상의 잔기가 화학식 I, II, 또는 III에 의해 각각 독립적으로 표시되고, B- 및/또는 A-사슬의 C- 및/또는 N-말단에 부착된 폴리펩티드 중의 하나 이상의 추가 잔기가 화학식 I, II, 또는 III으로 독립적으로 표시되는, 화합물.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 변형된 아미노산이 A- 및/또는 B-사슬의 펩티드 서열 중의 주어진 잔기에서 아미노산을 치환하거나 변형된 아미노산이 A- 및/또는 B-사슬의 펩티드 서열의 말단 및/또는 내부에서 A- 및/또는 B-사슬의 펩티드 서열에 부착된, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, B-사슬의 잔기 21의 아미노산이 화학식 IV, V, 또는 VI로 표시되는 변형된 아미노산이고, A-사슬의 C-말단의 잔기가 화학식 I, II, 또는 III으로 표시되는, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, A-사슬의 C-말단의 4개 잔기 이내인 하나 이상의 잔기, 또는 A-사슬의 C-말단에 부착된 하나 이상의 잔기가 각각 독립적으로 화학식 I, II, 또는 III으로 표시되고 B-사슬의 잔기 22의 4개 잔기 이내인 하나 이상의 잔기가 각각 독립적으로 화학식 IV, V, 또는 VI로 표시되는, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, A-사슬의 C-말단의 4개 잔기 이내인 하나 이상의 잔기, 또는 A-사슬의 C-말단에 부착된 하나 이상의 잔기가 각각 독립적으로 화학식 I IV, V, 또는 VI으로 표시되고 B-사슬의 잔기 22의 4개 잔기 이내인 하나 이상의 잔기가 각각 독립적으로 화학식 I, II, 또는 III으로 표시되는, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 2개의 변형된 아미노산이 B-사슬의 C-말단 시스테인과 B-사슬의 C-말단 사이의 임의의 위치에서 인슐린의 B-사슬에 도입되고, 2개의 추가의 변형된 아미노산이 A-사슬의 말단 중 하나 또는 둘 모두에 부착되는 것을 포함하여 인슐린의 A-사슬의 어느 곳에나 도입되는, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 하나 이상의 잔기는 (i) B-사슬의 잔기 21의 4개 이내의 잔기이고/이거나 (ii) A- 및/또는 B-사슬의 N- 또는 C-말단의 6개 이내의 잔기이고/이거나 (iii) A-사슬의 잔기 13의 4개 이내의 잔기이고/이거나 (iv) 화학식 I, II, III, IV, V, 또는 VI에 의해 각각 독립적으로 표시되고, A-사슬의 C-말단의 4개 이내인 하나 이상의 잔기가 각각 독립적으로 화학식 I, II, III, IV, V, 또는 VI로 표시되는, 화합물.
제1항, 제2항, 또는 제3항 중 어느 한 항의 변형된 인슐린으로서, B1 내지 B29의 범위의 B-사슬의 2개 이상의 아미노산이 천연 또는 비표준 또는 인공 아미노산으로 대체된, 변형된 인슐린.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, A- 또는 B-사슬의 하나 이상의 아미노산이 천연 또는 비-표준 아미노산으로 대체된, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통해 최대 31개의 아미노산을 포함하는 폴리펩티드에 추가로 접합되는, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 A- 또는 B-사슬의 N- 또는 C-말단에서 최대 31개의 아미노산을 포함하는 폴리펩티드에 접합되는, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 A- 또는 B-사슬의 N- 또는 C-말단에서 최대 31개의 아미노산을 포함하는 폴리펩티드에 접합되고 폴리펩티드가 펩티드 결합을 통해 인슐린에 연결되는, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 직접적으로 또는 선택적인 링커를 통해 최대 31개의 아미노산을 포함하는 폴리펩티드에 추가로 접합되고 상기 폴리펩티드의 측쇄의 하나 이상의 쌍이 공유적으로 연결되고, 이의 특정 실시형태에서 측쇄 사이의 공유 결합이 트리아졸 결합, 아지드-알킨 고리화첨가로부터 생성된 결합, 이황화 결합, 티오에스터 결합, 옥심 결합, 아미드 결합, 락탐 결합, 에스터 결합, 올레핀 결합, 이민 결합, 에스터 결합, 및 티오에터 결합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 결합인, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 화학식 I의 R의 적어도 하나의 1차 또는 하나의 2차 아민기가 아미드 결합을 통해 L- 및 D- 감마-글루탐산의 측쇄에 공유적으로 접합되고, 글루탐산의 N-말단이 아미드 결합을 통해 비치환된 또는 3 내지 16개 탄소를 함유하는 일치환된 이산 알킬 사슬에 공유적으로 접합되는, 화합물.
제2항에 있어서, 화학식 FF25에 대해 인덱스 i가 0인, 변형된 인슐린.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 1 내지 10개의 아미노산이 인슐린의 폴리펩티드 서열에 부착되어 있고 이들이 인슐린의 B-사슬의 잔기 1에 대한 N-말단에 부착되고 잔기 1에 대한 N-말단에 삽입된 잔기가 화학식 I, II, 또는 III에 의해 기술된 변형된 아미노산인, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 1 내지 10개의 아미노산이 인슐린의 B-사슬의 C-말단에 부착되고 인슐린의 위치 B29의 잔기가 화학식 I으로 기술된 변형된 아미노산인, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 최대 6개의 잔기가 인슐린의 폴리펩티드 서열에 부착되고 이들 중 적어도 2개가 화학식 I 내지 VI로 기술된 변형된 아미노산인, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 4 또는 5개의 분자 내 이황화 결합을 갖도록 변형된, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 효소를 사용하여 폴리펩티드에 연결된, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 효소를 사용하여 최대 31개의 아미노산을 포함하는 비-보로네이트화된 폴리펩티드에 연결된, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 최대 31개의 아미노산을 포함하는 폴리펩티드에 연결되고 폴리펩티드 서열 중의 적어도 2개의 아미노산의 측쇄가 선택적인 링커와 함께 또는 선택적인 링커를 통해 공유적으로 연결되는, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 인슐린이고, 인슐린이 화학식 F411 내지 F416에 의해 기술되는 구조에 아미드 결합을 사용하여 공유적으로 접합되거나 F411이 화학식 F412 내지 F416에 의해 기술된 구조에 아미드 결합을 사용하여 추가로 공유적으로 접합되는 구조를 포함하는 구조에 공유적으로 접합되는 화합물로서:
Figure pct00181
,
상기 R은 변형된 인슐린의 N-말단의 1차 또는 2차 아민, 또는 변형된 인슐린의 아미노산 서브세트의 측쇄에 있는 1차 또는 2차 아민을 나타내고, 상기 R에 대한 부착은 변형된 인슐린에 대한 부착 지점이고; 인덱스 n은 1 내지 14의 범위인 정수를 나타내고, 인덱스 m은 1 내지 12의 범위의 정수를 나타내고, 인덱스 o는 1 내지 6의 범위의 정수를 나타내고, 인덱스 p는 1 내지 12의 범위의 정수를 나타내고, Z는―(C=O)-OH, -NH2, 콜레스테롤, 7-OH 콜레스테롤, 7,25-디히드록시콜레스테롤, 콜린산, 케노디옥시콜린산, 리토콜린산, 디옥시콜린산, 글리코콜린산, 글리코디옥시콜린산, 글리콜리토콜린산, 글리코케노디옥시콜린산, α-토코페롤, β-토코페롤, γ-토코페롤, δ-토코페롤, α토코트리에놀, β-토코트리에놀, γ-토코트리에놀, 또는 δ-토코트리에놀 중 하나를 나타내는, 화합물.
제1항 내지 제3항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 약물 물질이 화학식 FX15 내지 FX28에 의해 표시되는 하나 이상의 구조를 포함하는, 화합물로서:
Figure pct00182
,
상기 식에서,
각각의 R1은 독립적으로 H, NH2, NO2, Cl, CF3, I, COCH3, CN, C≡CH, N3, 또는 Br로부터 선택되고;
각각의 R2는 독립적으로 CF3, H, 또는 CH3으로부터 선택되고;
각각의 R3은 독립적으로 C≡CH, H, N3, 또는 비닐기로부터 선택되고;
각각의 R4는 독립적으로 NH2, R2, 또는 R3으로부터 선택되고;
각각의 R5는 독립적으로 S 또는 NH로부터 선택되고; 그리고
인덱스 n은 1 내지 4의 범위의 정수인, 화합물.
KR1020227037611A 2020-03-31 2021-03-31 비시날 디올에 대한 선택적인 반응을 위한 접합체 KR20220161422A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202063002662P 2020-03-31 2020-03-31
US63/002,662 2020-03-31
PCT/US2021/025261 WO2021202802A1 (en) 2020-03-31 2021-03-31 Conjugates for selective responsiveness to vicinal diols

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20220161422A true KR20220161422A (ko) 2022-12-06

Family

ID=75588297

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227037611A KR20220161422A (ko) 2020-03-31 2021-03-31 비시날 디올에 대한 선택적인 반응을 위한 접합체

Country Status (17)

Country Link
US (1) US20230134116A1 (ko)
EP (1) EP4126058A1 (ko)
JP (1) JP2023520049A (ko)
KR (1) KR20220161422A (ko)
CN (1) CN115843257A (ko)
AU (1) AU2021247169A1 (ko)
BR (1) BR112022019687A2 (ko)
CA (1) CA3173417A1 (ko)
CL (1) CL2022002662A1 (ko)
CO (1) CO2022014157A2 (ko)
CR (1) CR20220555A (ko)
EC (1) ECSP22076278A (ko)
GB (1) GB2610490A (ko)
IL (1) IL296804A (ko)
MX (1) MX2022012208A (ko)
PE (1) PE20230457A1 (ko)
WO (1) WO2021202802A1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2021382599A1 (en) * 2020-11-19 2023-06-22 Protomer Technologies Inc. Aromatic boron-containing compounds and insulin analogs
WO2023225534A1 (en) 2022-05-18 2023-11-23 Protomer Technologies Inc. Aromatic boron-containing compounds and related insulin analogs

Family Cites Families (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US906028A (en) 1908-03-27 1908-12-08 Herbert E Jennison Adjustable foot-block for radiators.
US4421685A (en) 1980-03-27 1983-12-20 Eli Lilly And Company Process for producing an insulin
BR9407508A (pt) 1993-09-17 1997-01-07 Novo Nordisk As Derivado de insulina composição farmaceutica e processo para o tratamento de diabete em um paciente com necessidade deste tratamento
US6869930B1 (en) 1993-09-17 2005-03-22 Novo Nordisk A/S Acylated insulin
US6011007A (en) 1993-09-17 2000-01-04 Novo Nordisk A/S Acylated insulin
US5461031A (en) 1994-06-16 1995-10-24 Eli Lilly And Company Monomeric insulin analog formulations
US5504188A (en) 1994-06-16 1996-04-02 Eli Lilly And Company Preparation of stable zinc insulin analog crystals
US5474978A (en) 1994-06-16 1995-12-12 Eli Lilly And Company Insulin analog formulations
US5547929A (en) 1994-09-12 1996-08-20 Eli Lilly And Company Insulin analog formulations
US5693609A (en) 1994-11-17 1997-12-02 Eli Lilly And Company Acylated insulin analogs
YU18596A (sh) 1995-03-31 1998-07-10 Eli Lilly And Company Analogne formulacije monomernog insulina
US5866538A (en) 1996-06-20 1999-02-02 Novo Nordisk A/S Insulin preparations containing NaCl
PE79099A1 (es) 1997-06-13 1999-08-24 Lilly Co Eli Formulaciones de insulina estables
US6444641B1 (en) 1997-10-24 2002-09-03 Eli Lilly Company Fatty acid-acylated insulin analogs
CN1276731A (zh) 1997-10-24 2000-12-13 伊莱利利公司 不溶性胰岛素组合物
ZA989744B (en) 1997-10-31 2000-04-26 Lilly Co Eli Method for administering acylated insulin.
DE69924232D1 (de) 1998-01-09 2005-04-21 Novo Nordisk As Stabilisierte insulin-zubereitungen
US6586207B2 (en) 2000-05-26 2003-07-01 California Institute Of Technology Overexpression of aminoacyl-tRNA synthetases for efficient production of engineered proteins containing amino acid analogues
JP2005526009A (ja) * 2001-12-02 2005-09-02 ノボ　ノルディスク　アクティーゼルスカブ 新規グルコース依存性インスリン
EP1490677A4 (en) 2002-02-27 2006-01-18 California Inst Of Techn COMPUTER METHOD FOR DESIGNING ENZYMES FOR THE INCORPORATION OF AMINO ACID ANALOGUES INTO PROTEINS
ATE496064T1 (de) 2002-05-07 2011-02-15 Novo Nordisk As Lösliche formulierungen, die monomeres insulin und acyliertes insulin enthalten
US7229634B2 (en) 2004-01-23 2007-06-12 California Institute Of Technology Engineered proteins, and methods of making and using
JP2007519422A (ja) 2004-02-02 2007-07-19 アンブレツクス・インコーポレイテツド 修飾されたヒト四螺旋バンドルポリペプチド及びそれらの使用
ATE541934T1 (de) 2004-12-22 2012-02-15 Ambrx Inc Zusammensetzungen von aminoacyl-trna-synthetase und verwendungen davon
AU2005322019B2 (en) 2004-12-22 2010-08-26 Ambrx, Inc. Formulations of human growth hormone comprising a non-naturally encoded amino acid
WO2007047668A2 (en) 2005-10-14 2007-04-26 California Institute Of Technology Use of non-canonical amino acids as metabolic markers for rapidly-dividing cells
US8518666B2 (en) 2006-03-03 2013-08-27 California Institute Of Technology Site-specific incorporation of amino acids into molecules
WO2007130453A2 (en) 2006-05-02 2007-11-15 Allozyne, Inc. Non-natural amino acid substituted polypeptides
US20080096819A1 (en) 2006-05-02 2008-04-24 Allozyne, Inc. Amino acid substituted molecules
NZ603812A (en) 2007-11-20 2014-06-27 Ambrx Inc Modified insulin polypeptides and their uses
US9996862B2 (en) 2012-07-23 2018-06-12 @Pay Ip Holdings Llc Point of sale email-based e-commerce
US9867869B2 (en) * 2012-12-12 2018-01-16 Massachusetts Institute Of Technology Insulin derivatives for diabetes treatment
US10640546B2 (en) 2014-06-10 2020-05-05 California Institute Of Technology Non-canonical insulins and their uses
WO2017070617A1 (en) * 2015-10-21 2017-04-27 Case Western Reserve University Diol-modified insulin analogues containing a glucose-regulated conformational switch
CN117624207A (zh) * 2017-11-09 2024-03-01 诺和诺德股份有限公司 葡萄糖敏感性白蛋白结合衍生物
CN112423741A (zh) * 2018-04-16 2021-02-26 犹他大学研究基金会 葡萄糖反应性胰岛素
TW202112397A (zh) * 2019-03-29 2021-04-01 丹麥商諾佛．儂迪克股份有限公司 葡萄糖敏感型胰島素衍生物
EP4003426A4 (en) * 2019-07-31 2023-07-05 Thermalin Inc. INSULIN ANALOGUES WITH GLUCOSE-REGULATED CONFORMATION SWITCH

Also Published As

Publication number Publication date
EP4126058A1 (en) 2023-02-08
CA3173417A1 (en) 2021-10-07
IL296804A (en) 2022-11-01
CO2022014157A2 (es) 2023-03-27
WO2021202802A1 (en) 2021-10-07
GB2610490A (en) 2023-03-08
CN115843257A (zh) 2023-03-24
CL2022002662A1 (es) 2023-07-21
BR112022019687A2 (pt) 2022-12-20
ECSP22076278A (es) 2022-12-30
MX2022012208A (es) 2022-12-15
GB202214274D0 (en) 2022-11-16
CR20220555A (es) 2023-01-23
US20230134116A1 (en) 2023-05-04
JP2023520049A (ja) 2023-05-15
AU2021247169A1 (en) 2022-10-20
PE20230457A1 (es) 2023-03-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3660041B1 (en) Insulin receptor partial agonists
US6451970B1 (en) Peptide derivatives
JP5762001B2 (ja) プロテアーゼ安定化インスリンアナログ
EP3922260A2 (en) Insulin receptor partial agonists and glp-1 analogues
US11052133B2 (en) Glucose responsive insulins
JPH11502204A (ja) 親油性のペプチドホルモン誘導体
AU2018273777B2 (en) Acylated insulin compound
KR20220161422A (ko) 비시날 디올에 대한 선택적인 반응을 위한 접합체
EP2877200B1 (en) O-linked carbohydrate-modified insulin analogues
KR20230110505A (ko) 방향족 붕소-함유 화합물 및 인슐린 유사체
WO2023225534A1 (en) Aromatic boron-containing compounds and related insulin analogs
CN116917297A (zh) 芳香族含硼化合物和胰岛素类似物
BR112017010481B1 (pt) Composto útil como agonista parcial de receptor de insulina, composição, e, uso de uma composição