PT98124A - PROCESS FOR THE PREPARATION OF NEW PROLONGED ACID INSULIN ANALOGS AND PHARMACEUTICAL COMPOSITIONS THAT CONTAIN THEM - Google Patents
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Description
"PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE NOVOS ANALOGOS DE INSULINA COM ACÇAO PROLONGADA E DE COM POSIÇÕES FARMACÊUTICAS <«UE OS CONTÉM"" PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF NEW PROLONGED INSULIN ANALOGS AND PHARMACEUTICAL POSITIONS < "EU OS CONTAINS"
Campo da Invrnção A presente invenção refere-se a novos análogos da insulina com lima acção prolongada, a um processo para a prepara ção destes análogos de insulina e a soluções injectáveis contendo os novos análogos de insulina.Field of the Invention The present invention relates to novel long-acting insulin analogues, a process for the preparation of such insulin analogues and injectable solutions containing the novel insulin analogues.
Antecedentes da InvençãoBackground of the Invention
Os análogos da insulina com uma acção de insylina pro longada foram descritos previamente nas patentes de invenção europeias EP 019^86^A e EP 025^516α .Insulin analogs with a prolonged insylin action have been described previously in European Patents EP 0194 864 A and EP 0255 516.
Ba patente de invenção europeia EP ΟΙ^δόΗ-Α descreve--se análogos de insulina humana prolongados nos quais o grupo carboxilo do C-terminal da cadeia B está bloqueado com u« resíduo amido ou áster e o resíduo do aminoácido na posição A*t, AI7, B13 e B21 podem estar substituídos por Glâ. Na patente te de invenção europeia EP G25*f5l6A descreve-se uma insulina hu mana do mesmo tipo descrito na patente de invenção europeia EP OI9M+86A mas ainda contendo uma modificação na posição A21,European Patent Specification EP-A-1 describes human prolonged insulin analogues in which the C-terminal carboxyl group of the B chain is blocked with an amido or ester residue and the amino acid residue at the A- t, Al7, B13 and B21 may be replaced by Gla. A human insulin of the same type described in European patent EP O9M + 86A is described in EP patent specification EP G25 * f516A but further containing a modification at position A21,
Alguns dos análogos de insulina podem, contudo, exibir uma potência biológica demasiado baixa ou um grau de prolongamento que pode ser demasiado curto para os fins em vista. É um objectivo da presente invenção desenvolver novos análogos de insulina com acção de insulina prolongada que não apresentem os inconvenientes citados anteriormente.Some of the insulin analogs may, however, exhibit too low biological potency or a degree of prolongation that may be too short for the purposes in view. It is an object of the present invention to provide novel insulin analogs with prolonged insulin action which do not exhibit the aforementioned drawbacks.
Sumário da InvençãoSummary of the Invention
De acordo com a presente invenção, verificou-se de for ma surpreendente que a introdução de uma carga positiva na extremidade N-terminal da cadeia B dá origem a análogos de insulina com uma acção de insulina muito prolongada, quando comparada com a insulina humana, e ainda com uma grande potência in vivo.According to the present invention, it has been surprisingly found that the introduction of a positive charge at the N-terminal end of the B chain gives rise to insulin analogues with a very prolonged insulin action, when compared to human insulin, and still with great potency in vivo.
No seu aspecto mais amplo, a presente invenção está, portanto, relacionada com novos análogos de insulina humana nos quais pelo menos um dos resíduos de aminoácido de BI a B6 foi substituído por um resíduo de um aminoácido básico, isto é, um resíduo de lisina ou um resíduo de arginina (Lys ou Arg).In its broadest aspect, the present invention is therefore related to novel human insulin analogues in which at least one of the amino acid residues of B 1 to B 6 has been replaced by a residue of a basic amino acid, i.e. a lysine residue or an arginine residue (Lys or Arg).
Para se obter uma estabilidade melhorada dos novos análogos de insulina, a asparagina na posição A21 (Asn) pode ainda ser substituída por um outro resíduo de aminoácido.In order to achieve improved stability of the novel insulin analogues, the asparagine at position A21 (Asn) can be further substituted by another amino acid residue.
Também pode ser introduzida uma carga positiva adicional mediante bloqueamento do grupo carboxilo C-terminal na posição B30, de preferência, por meio de um grupo amido ou éster.An additional positive charge may also be introduced by blocking the C-terminal carboxyl group at the B30 position, preferably by means of an amido or ester group.
Se os presentes análogos de insulina forem preparados pelo método designado por transpeptidação (para pormenores ver adiante) deve ser ainda uma vantagem que o grupo amino ligado â extremidade C-terminal do substituinte resíduo Lys ou Arg seja um resíduo de prolina. 3If the present insulin analogs are prepared by the method termed transpeptidation (for details see below) it should still be an advantage that the amino group attached to the C-terminal end of the substituent residue Lys or Arg is a proline residue. 3
A invenção refere-se ainda a um método para a prepara çio dos novos análogos de insulina pelo meio do qual um precursor de biossíntese do análogo de insulina se converte em análogos de insulina por conversão enzimática e química e refere-se a soluções de insulina que contêm os novos análogos de insulina. A designação "análogos de insulina", tal como aqui se utiliza, significa um composto que apresenta uma estrutura molecular similar â de insulina incluindo as pontes de dissu]. fureto entre Cys^ e Cys®^ e entre Cys^^ e Cys®^ e uma pon- A6 All te interna de dissulfureto entre Cys e Cys e que apresen tam actividade de insulina.The invention further relates to a method for the preparation of the novel insulin analogues by means of which a biosynthetic precursor of the insulin analog converts to insulin analogues by enzymatic and chemical conversion and relates to insulin solutions which contain the new insulin analogues. The term " insulin analogs " as used herein means a compound having a molecular structure similar to insulin including dissolution bridges. C® e falkyl and Cys^ e and Cys ^ e and an internal disulfide bond between Cys and Cys and which have insulin activity.
Descrição pormenorizada da presente invençãoDetailed description of the present invention
Os presentes análogos de insulina são representados pe la seguinte formula geral rs_snThe present insulin analogues are represented by the following general formula rs_sn
A(l-6)-Cys-A(8-19)-Cys-ZA (1-6) -Cys-A (8-19) -Cys-Z
I I (I) s sI I (s) s
I I s sI I s s
I I X1-X2-X3-X4-X5-X6-Cys-B(8-18)-Cys-B(20-29)-Y na qual Z representa Asn ou outro aminoácido natural X-^ representa Phe, Lys ou Arg, X2 representa Vai, Lys ou Arg, X3 representa Asn, Lys, Arg ou Pro, X^ representa Gin, Lys, Arg, ou Pro, X^ representa His, Lys, Arg ou Pro, representa Lys, Arg,Leu ou Proj e Y representa um resíduo de treonina no qual a grupo carboxilo se encontra, eventualmente bloqueado por um grupo éster ou amido, com a condição de pelo menos um dos símbolos X-p X2> X^, X^, Xjj e X^ representar Lys ou Arg.(20-29) -Y in which Z represents Asn or another natural amino acid X-1 represents Phe, Lys or Arg X 1 represents H 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, R 2, and Y represents a threonine residue in which the carboxyl group is optionally blocked by an ester or amido group, with the proviso that at least one of Xp X2 > X1, X2, X1 and X2 are Lys or Arg.
Comparado com a insulina humana, a modificação áa car ga obtém-se pela substituição de um ou mais resíduos de amino-ácidos nas posições de BI a Bô por um resíduo de arginina ou de lisina. Além disso, o grupo carboxilo C-terminal da cadeia--B pode ser bloqueado com um grupo éster ou amido.Compared with human insulin, carbamate modification is obtained by the substitution of one or more amino acid residues at the positions of B 1 to B 6 by an arginine or lysine residue. In addition, the C-terminal carboxyl group of the -B chain can be blocked with an ester or amido group.
Se o símbolo Z não representar a asparagina pode representar um aminoácido neutro, por exemplo, valina, glutamina, isoleucina, leucina, fenilalanina, tiros iria, çetionina ou, de preferência, glicir^seríns,treonina ou alaninçwZ pçde aindarepre sentar um aminoácido acídico como o ácido glutâmico ou o ácido aspártico, ou um aminoácido básico, como, por exemplo, lisina, arginina ou histidina. De preferência, Z representa glicina, alanina ou serina. São exemplos de grupos que bloqueiam o grupo carboxilo C-terminal no resíduo de aminoácido na posição B30 (treonina) os grupos éster, tais como, alcoxi inferior, de preferência com não mais de 8 átomos de carbono, vantajosamente com menos de 5 átomos de carbono. São grupos alcoxi preferidos os grupos metoxi, etoxi e tert-butoxi. 1If Z does not represent asparagine, it may represent a neutral amino acid, for example, valine, glutamine, isoleucine, leucine, phenylalanine, guanidine, guanidine, or preferably glycyrrhizin, threonine or alanine, and may be an acidic amino acid such as glutamic acid or aspartic acid, or a basic amino acid, such as, for example, lysine, arginine or histidine. Preferably, Z represents glycine, alanine or serine. Examples of groups which block the C-terminal carboxyl group at the amino acid residue at the B30 (threonine) position are ester groups, such as lower alkoxy, preferably not more than 8 carbon atoms, advantageously less than 5 atoms. carbon. Preferred alkoxy groups are methoxy, ethoxy and tert-butoxy groups. 1
0 grupo bloqueador pode ainda ser ura grupo amido de ffênnulá· geral -NR^ na qual e R2, iguais ou diferentes, re presentam cada um, um átomo de hidrogénio ou um grupo alquilo, de preferência com até 8'átomos de carbono. De preferência, »1 e representam, cada um, um átomo de hidrogénio.The blocking group may also be an amine group of the general formula -NR 4 wherein R 2, which may be the same or different, each represents a hydrogen atom or an alkyl group, preferably having up to 8 carbon atoms. Preferably, 1 and each represents a hydrogen atom.
Uma vez que os compostos de fórmula geral I se podem aplicar em clinica sob a forma de soluções possuindo uma acçao prolongada, pode ocorrer uma diminuição na imunogenicidade quando se compara com as suspensões correntemente utilizadas de insulina porcina ou humana. 0 grau de prolongamento pode ser aumentado e controlado pela adição de iões de zinco.Since the compounds of Formula I can be applied clinically in the form of solutions having a prolonged action, a decrease in immunogenicity may occur as compared to commonly used suspensions of porcine or human insulin. The degree of prolongation can be increased and controlled by the addition of zinc ions.
Os parâmetros que podem controlar o grau de prolongamento do efeito da insulina são a concentração de zinco e a escolha do composto de fórmula geral I. Os valores preferidos para o teor de zinco situam-se entre 0 e cerca de 2 mg/ml, de preferência entre Θ e 200JUg/ml, de zincoj ô ôom maior preferência entre cerca de 20 e 200Jig/ml, numa preparação contendo cerca de 2^0 nmoles de um composto de fórmula geral I por ml. Quando se utiliza outras concentrações do composto de fórmula geral I, o teor do zinco deverá ser ajustado de forma correspondente . A acção prolongada das soluções dos compostos de fdrmu la geral I na presença de iões zinco, está relacionada com a baixa solubilidade destes compostos a pH neutro. 0 pH da solução injectável da presente invenção deve ser, de preferência, inferior ao pH fisiológico, sendo o limi te superior o valor de pH ao qual ocorre a precipitação. No 6Parameters which can control the degree of prolongation of the insulin effect are the concentration of zinc and the choice of the compound of formula I. Preferred values for the zinc content are from 0 to about 2 mg / ml, from preferably between Θ and 200 æg / ml, preferably between about 20 and 200 æg / ml, in a preparation containing about 2 æmoles of a compound of formula I per ml. When other concentrations of the compound of formula I are used, the zinc content should be adjusted accordingly. The prolonged action of the solutions of the general formula I compounds in the presence of zinc ions is related to the low solubility of these compounds at neutral pH. The pH of the injectable solution of the present invention should preferably be less than the physiological pH, the upper limit being the pH value at which precipitation occurs. No 6
r valor de pH fisiológico, os compostos de fórmula geral I des ta invenção apresentam baixa solubilidade. Obtiveram-se solu ções estiveis contendo cerca de 2^-0 nmoles/ml dos compostos de fórmula geral I, a um pH de cerca de 5*5· 0 limite supe rior depende dos componentes da solução, isto é, reagente de isotonia, agente conservante e concentração de zinco e, final mente do composto de fórmula geral I escolhido. Não existe limite inferior de pH para as soluções e a estabilidade quími ca dos compostos de fdrmula geral I na qual Z não representa um resíduo de asparagina, é grande, mesmo a pH 3. 0 inter valo de pH preferido para as soluções injectéveis desta inven ção situa-se entre cerca de 2,5 e 8,5, de preferência entre cerca de ^,5 e 8. São especialmente preferidos intervalos de pH compreendidos entre cerca de 2,5 e 5>5> com maior preferência entre cerca de 3 e U·, 5·At the physiological pH value, the compounds of the general formula I of the invention have low solubility. There were obtained standard solutions containing about 2-40 nmoles / ml of the compounds of formula I at a pH of about 5%. The upper limit depends on the components of the solution, i.e. isotonic reagent, preservative agent and zinc concentration, and finally the compound of formula I chosen. There is no lower pH limit for the solutions and the chemical stability of the compounds of the general formula I in which Z does not represent an asparagine residue is large even at pH 3. The preferred pH range for the injectable solutions of this invention The pH ranges from about 2.5 to 8.5, preferably from about 5.5 to 8. pH ranges of from about 2.5 to 5> 5 g. more preferably from about 3 to about 5,
Um outro aspecto desta invenção consiste em proporcio nar uma melhor flexibilidade para os doentes. Com duas soluções aquosas, uma contendo um composto de fdrmula geral I e a outra contendo um sal de zinco, o doente pode obter o grau prg, tendido de acção prolongada e 0 perfil desejado, pela mistura das duas soluções de forma apropriada. Assim, o doente tem, utilizando duas soluções de reserva, a possibilidade de escolher uma acção e um esquema para a injecção da manhã e uma ou tra acção e um outro esquema para a injecção da noite. De preferência, a solução de zinco desta invenção contém cerca de 2 jig a 20 mg de zinco por ml.A further aspect of this invention is to provide improved flexibility for patients. With two aqueous solutions, one containing a compound of the general formula I and the other containing a zinc salt, the patient may obtain the desired long-acting prgd and the desired profile by mixing the two solutions appropriately. Thus, the patient has, by using two stock solutions, the possibility of choosing an action and scheme for the morning injection and one or more action and another scheme for the evening injection. Preferably, the zinc solution of this invention contains about 2 μg to 20 mg of zinc per ml.
Alternativamente, ambas as soluções de reserva podem conter zinco, quer em concentrações iguais quer diferentes e/ou ambas as soluções de reserva podem conter um composto de fór mula geral I, quer com o mesmo composto quer com um composto diferente.Alternatively, both stock solutions may contain zinc, either in equal or different concentrations and / or both stock solutions may contain a compound of formula I, either with the same compound or with a different compound.
De preferência, as soluções injectáveis desta invenção têm uma concentração compreendida entre cerca de 60 e 6 000 nmoles de um composto de fórmula geral I por ml.Preferably, the injectable solutions of this invention have a concentration of between about 60 and 6,000 nmoles of a compound of formula I per ml.
Sao exemplos dos novos análogos de insulina de acordo com esta invenção:Examples of the novel insulin analogs according to this invention are:
ArgB3, SerA2\ Thr^^-N^ insulina humanaArgB3, SerA2?
ArgB3, ProB^, SerA2\ Thr^^-NEb, insulina humanaArgB3, ProB2, SerA2, Thr2, NEb, human insulin
ArgB3, GlyA2^, Thr^^-NH^ insulina humanaArgB3, GlyA2, Thr2 + NH3, human insulin
ArgB3, ProB^, GlyÂ2^, ThrB3B-NH2 insulina humanaArgB3, ProB2, Gly2, ThrB3B-NH2, human insulin
ArgB2, Ser^'2'1', ThrB3^-NH2 insulina humanaArgB 2, Ser 2 ', 1', ThrB 3 '-NH 2 human insulin
ArgB2, ProB3, SerA2\ ThrB3B-NH2 insulina humanaArgB2, ProB3, SerA2? ThrB3B-NH2 human insulin
ArgB2, GlyA2^, ThrB3^-NH2 insulina humanaArgB2, GlyA2, ThrB3, -NH2 human insulin
ArgB2, ProB3, GlyA21, ThrB30-NH2 insulina humanaArgB2, ProB3, GlyA21, ThrB30-NH2 human insulin
ArgB2, ArgB3, SerA2^, ThrB3^-NH2 insulina humanaArgB2, ArgB3, SerA2, ThrB3, -NH2 human insulin
ArgB2, ArgB3, SerA2^ insulina humanaArgB2, ArgB3, SerA2, human insulin
ArgB\ ProB3, SerA2^, ThrB3^-NH2 insulina humanaArgB? ProB3, SerA2?, ThrB3? -NH2 human insulin
ArgB\ ArgB3, ProB^, Gly^'2·1’, ThrB3° insulina humanaArgB ?, ArgB 3, ProB 2, Gly 2 '1', ThrB 3 'human insulin
ArgB3, GlyA2\ ThrB3^-NH2 insulina humanaArgB3, GlyA2? ThrB3? -NH2 human insulin
ArgB3, SerA2''', ThrB3^-NH2 insulina humanaArgB3, SerA2 ", ThrB3 → -NH2 human insulin
ArgB\ GlyA2^, ThrB3^-NH2 insulina humanaArgB? GlyA2?, ThrB3? -NH2 human insulin
ArgB^, SerA2·*·, ThrB3^-NH2 insulina humanaArgB2, SerA2, *, ThrB3 → -NH2 human insulin
ArgB\ ProB2, GlyA2\ ThrB3^-NH2 insulina humana.ArgB? ProB2, GlyA2? ThrB3? -NH2 human insulin.
Os novos análogos de insulina, de acordo com a presen te invenção, podem ser preparados por alteração do gene daThe novel insulin analogs according to the present invention may be prepared by altering the
proinsulina mediante a substituição de codio ou codões no sítio apropriado, no gene da proinsulina humana natural, por codao ou codões que codifica(m) o(s) resíduo(s) de aminoácido pretendido(s) como sufcstituinte(s) ou mediante a síntese da sequência completa de ADN que codifica o análogo de insulina pretendido. 0 gene que codifica o análogo de insulina desejado á, depois, inserido em um vector de expressão apropriado que quan do transferido para um organismo hospedeiro apropriado, por exemplo, para Ej. coli, Bacillus ou levedura, produ? o produ to pretendido. 0 produto expresso é âepois isolado das células ou do caldo de cultura, dependendo de o produto expresso ser ou não segregado das células.proinsulin by the substitution of codon or codons at the appropriate site in the natural human proinsulin gene, by codon or codons encoding the desired amino acid residue (s) as the substituent (s) or by synthesis of the complete DNA sequence encoding the desired insulin analogue. The gene encoding the desired insulin analog is then inserted into an appropriate expression vector which when transferred to a suitable host organism, for example, for example. coli, Bacillus or yeast, the desired product. The expressed product is then isolated from the cells or culture broth, depending on whether the expressed product is secreted from the cells or not.
Os novos análogos de insulina podem também ser preparados por síntese química por métodos análogos ao método descrito por Márki et al., Hoooe-Sevleís Z. Physiol. Chem.. ^60 (1979) 1619-1632. Podem ainda ser formadas a partir de cadeias A e B, preparadas in vitro separadamente contendo as substituições de resíduos de aminoácidos apropriados, após 0 que as cadeias A e B modificadas são ligadas uma à outra mediante for mação de pontes de dissulfureto de acordo com métodos conhecidos (Cf., por exemplo, Chance et al., In: Rick, DH., Gross, E., (eds.) Peptides; Synthesis - Structure - Function Proceedinas of the seventh American peptide Svmposium, Illinois, pp. 721-728)The novel insulin analogs may also be prepared by chemical synthesis by methods analogous to the method described by Márki et al., Hoooe-Sevleis Z. Physiol. Chem., 60, (1979) 1619-1632. They may also be formed from the A and B chains, prepared in vitro separately containing the appropriate amino acid residue substitutions, after which the modified A and B chains are linked to one another by formation of disulfide bridges according to methods (See, for example, Chance et al., In: Rick, DH, Gross, E., (eds.) Peptides: Synthesis - Structure - Function Proceedings of the Seventh American Peptide Svmposium, Illinois, pp. 721- 728)
Os análogos de insulina podem ainda ser preparados por um método análogo ao método descrito na patente de invenção europeia EP OI63529A, cuja descrição aqui se inclui como refe 9Insulin analogues may further be prepared by a method analogous to the method described in EP 0 167 6 299, the disclosure of which is hereby incorporated by reference.
rência. Através deste método, um precursor de insulina humana no qual Lys^^ se liga a Gly^ por meio de itma ligação peptldica ou de uma cadeia peptídica de comprimento variável com pontes de dissulfureto nas posições correctas, é expresso e segregado pela levedura e em seguida convertido em insulina humana pela chamada reacção de transpeptidação. A reacçao de transpeptidação está descrita na patente de invenção norte-americana NQ 4 343 898, cuja descrição aqui se inclui como referência. Nesta reacção, a ligação peptídica ou a cadeia peptídica que liga Lys®^ a Gly^ é excisada sendo acoplado um grupo éster de treonina ou um grupo amido - B29 de treonina a extremidade C-terminal de Lys .the By this method, a human insulin precursor in which Lys3 binds to Gly2 by means of a peptide bond or peptide chain of variable length with disulfide bridges at the correct positions is expressed and secreted by yeast and thereafter converted into human insulin by the so-called transpeptidation reaction. The transpeptidation reaction is described in U.S. Patent No. 4,343,898, the disclosure of which is incorporated herein by reference. In this reaction, the peptide bond or the peptide chain linking Lys® to Gly® is excised and a threonine ester group or a threonine amido group B29 is coupled to the C-terminal end of Lys.
Assim, os novos análogos de insulina podem ser preparados por um método que consiste em fazer reagir um precursor de biossíntese de insulina de fórmula geral wq~ 'r" j S-S—|Thus, the novel insulin analogs may be prepared by a method which comprises reacting an insulin biosynthesis precursor of the general formula wq '' r " S-S- |
Ál-A(2-6)-Cys-A(8-19)-Cys-Z (II)Al-A (2-6) -Cys-A (8-19) -Cys-Z (II)
S S i i X1-X2-X3-X4-X5-X6-Cys-B(8-18)-Cys-B(20-28)-B29 na qual Q representa uma cadeia peptídica com q resíduos de aminoácidos, representando q zero ou um número inteiro de 1 a 33; T representa Lys ou Arg; r representa zero ou o numero inteiro 1; e Xp X2, Xg, X^, Xg, Xg e Z tem os significados definidos antes, com um composto de fórmula geral HY (III) na qual Y representa um resíduo protegido do aminoácido treonina comportando como protector do grupo carboxilo um grupo éster ou amidoj utilizando tripsina ou enzimas semelhantes à tripsina como catalisadores numa mistura de água e de um dissolvente orgânico. 0 grupo protector éster ou amido pode ser em seguida clivado por hidrólise ácida ou básica.(8-18) -Cys-B (20-28) -B29 in which Q represents a peptide chain with q amino acid residues, representing q zero or an integer from 1 to 33; T represents Lys or Arg; r represents zero or the integer 1; and X 1, X 2, X 2, X 2, X 2, X 2, X 2, and Z are as defined above, with a compound of the general formula HY (III) in which Y represents a protected residue of the amino acid threonine having a carboxyl group protecting group; amidoj using trypsin or trypsin-like enzymes as catalysts in a mixture of water and an organic solvent. The ester or amide protecting group may then be cleaved by acidic or basic hydrolysis.
Os compostos preferidos de fórmula geral III são Thr-Ní^, Lys (Boc) -N^, Thr (Bufc) -OB^ e Thr-OBu*".Preferred compounds of formula III are Thr-N-1, Lys (Boc) -N,, Thr (Bufc) -OB e and Thr-OBu &.
As preparações de insulina da presente invenção são ob tidas por dissolução de um composto de fórmula geral I em um meio aquoso, sob condições ligeiramente ácidas, por exemplo, numa concentração de 240 ou 600 nmoles/ml. O meio aquoso é tornado isotónico, por exemplo com cloreto de sódio ou glice-rol. Além disso, o meio aquoso pode conter iões zinco numa concentração compreendida entre cerca de 30 jig de Zn por nmole de um composto de fórmula geral I, agentes tampão como, por exemplo, acetato, citrato ou histidina e agentes conservan tes, como, por exemplo, o m-cresol, o nipagin ou o fenol. 0 valor de pH da preparação de insulina final depende do número de cargas que foram modificadas no composto de fórmula geral I, da concentra ção dos iões zinco, da concentração do composto de fórmula geral I e do composto de fórmula geral escolhido. 0 valor do pH é ajustado para um valor conveniente para administração, como, por exemplo, um valor compreendido entre cerca de 2,5 e 5»5> impedindo-se a precipitação. A preparação de insulina e esterilizada por filtração esterilizante.The insulin preparations of the present invention are obtained by dissolving a compound of Formula I in an aqueous medium under slightly acidic conditions, for example at a concentration of 240 or 600 nmoles / ml. The aqueous medium is rendered isotonic, for example with sodium chloride or glycerol. In addition, the aqueous medium may contain zinc ions at a concentration of from about 30 æg Zn per mole of a compound of formula I, buffering agents such as, for example, acetate, citrate or histidine and preserving agents, such as, for example, m-cresol, nipagin or phenol. The pH value of the final insulin preparation depends on the number of charges which have been modified in the compound of formula I, the concentration of the zinc ions, the concentration of the compound of formula I and the chosen compound of formula. The pH value is adjusted to a convenient value for administration, such as, for example, from 2.5 to 5.5 g. preventing precipitation. The insulin preparation is sterilized by sterilizing filtration.
As preparações de insulina desta invenção podem ser utilizadas de forma semelhante as outras preparações de insulina conhecidas.The insulin preparations of this invention may be used similarly to the other known insulin preparations.
Terminologia-Terminology-
As substâncias utilizadas para os aminoácidos são as estabelecidas em J. Biol. Chem. 2^-3 (1968), 3558. Os aminoácidos apresentam a configuração L . Salvo quando especifi cado de outro modo, as espécies de insulina aqui citadas são humanas. t utilizada no teste que se segue a designação B(l-29) que representa uma cadeia B encurtada da insulina humana desThe substances used for amino acids are those set forth in J. Biol. Chem. (1968), 3558. The amino acids have the L configuration. Except where otherwise specified, the insulin species referred to herein are human. In the test that follows the designation B (1-29) which represents a shortened B-chain of the human insulin of
*D"| -OpQ de Phe até Lys e A(l-21) representa uma cadeia A de insulina humana. A ou as substituições efectuadas na molécula de insulina humana de acordo com a prática desta invenção, são indicadas com um prefixo referenciado h insulina humana. Como um exemplo, Arg insulina humana representa um análogo da insu lina humana em que Vai foi substituído por Arg na posição 2 na cadeia B . Arg®2, B(l-29)-Ala-Ala-Lys-A(l-21) insulina humana representa um precursor para um análogo de insulina, citado anteriormente, em que Vai foi substituído por Arg na posição 2 na cadeia B encurtada e em que a cadeia Bíl-29) 12 » e a cadeia A(l-21) estio ligadas por uma sequência peptídi-ca Ala-Ala-Lys. A menos que especificado de outro modo, deve entender -se que a cadeia B(l-29) e a cadeia A(l-21) estão ligadas por pontes de dissulfureto entre Cys^ e CysB^ e entre CysA2° e CysB1^, respectivamente, e que a cadeia A contêm uma ponte de dissulfureto interna entre CysA^ e CysA1, como na insulina humana.* D " | -OpQ from Phe to Lys and A (1-21) represents an A chain of human insulin. A or substitutions made on the human insulin molecule according to the practice of this invention are indicated with a prefix referenced to human insulin. As an example, Arg-insulin human represents an analogue of human insulin in which V 1a was replaced by Arg at the 2-position in the B chain. Arg-2, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin represents a precursor for an insulin analogue, cited above, wherein V 1a was replaced by Arg at the 2-position in the B shortened and wherein the Bili-29) 12 'chain and the A (1-21) chain are linked by an Ala-Ala-Lys peptide sequence. Unless otherwise specified, it is to be understood that the B chain (1-29) and the A chain (1-21) are linked by disulfide bridges between Cys 2 and Cys 2, and between Cys 2 and Cys 2, respectively, and that the A chain contains an internal disulfide bridge between CysA2 and CysA1, as in human insulin.
Parte experimentalExperimental part
Exemplo 1Example 1
ArgB2, ProB3, SerA21, ThrB3C~NH2 insulina humana, ArgB^, SerA2\ ThrB3B-NH2 insulina humana,ArgB2, ProB3, SerA21, ThrB3C-NH2 human insulin, ArgB2, SerA2, ThrB3B-NH2, human insulin,
ArgBlf, GlyA21, ThrB3°-NH2 insulina humana, e ArgB2, ProB3, GlyA21, ThrB3^T insulina humana, ArgB3, GlyA21, ThrB3°-NH2 insulina humanaArgBlf, GlyA21, ThrB3 ° -NH2 human insulin, and ArgB2, ProB3, GlyA21, ThrB3, T human insulin, ArgB3, GlyA21, ThrB3 ° -NH2 human insulin
Os compostos citados anteriormente fi*ram sintetizados a partir dos precursores correspondentes seguintes:The above-mentioned compounds are synthesized from the following corresponding precursors:
ArgB2, ProB3, SerA21, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) insulina humana,ArgB2, ProB3, SerA21, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin,
ArgB^, SerA21, B(l-29)-Ala-Ala-Lys-A(l-21) insulina humana, ArgBl+, GlyA2\ B(l-29)-Ala-Ala-Lys«A(l-21) insulina humana, ArgB2, ProB3, Gly^1, B(l-29)-Als-Ala-Lys-A(l-21) insulina humana, e(1-21) ArgB1a, SerA21, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin, ArgB1 +, GlyA2B (1-29) -Ala-Ala-Lys- human Insulin, ArgB2, ProB3, Gly1, B (1-29) -Als-Ala-Lys-A (1-21), and
ArgB3, Glu^1, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) insulina humana, iaArgB3, GluA1, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin, ia
mediante transpeptidação tríptica, em solução orgânica /aquo 9&nte P^resança d© Thr-NEb,, tal como se descreve na patente de invenção europeia EP 019^8#+Α, Exemplos ^ e 6, No Quadro 1 apresentam-se os rendimentos, cargas relativas à insulina humana, velocidades de migração relativamente I insulina em elec troforese em BISC PAGE , a pH 8,9 e desvios nas composições de aminoácidos relativamente a insulina humana.by means of tryptic transpeptidation in organic / aqueous solution of Thr-NEb, as described in EP 0198 8 + +, Examples 6 and 6, Table 1 shows the yields, charges relative to human insulin, migration rates relative to insulin in electrospray on BISC PAGE, pH 8.9 and deviations in the amino acid compositions relative to human insulin.
Os precursores de insulina foram produzidos por um método análogo ao método descrito na patente de invenção europeia EP 0163529A.The insulin precursors were produced by a method analogous to the method described in EP 0163529A.
Os precursores da insulina foram recolhidos dos caldos de fermentação por adsorção de LiChroprep RP-18, do modo des crito no Exemplo 7 da patente de invenção europeia EP OI63529A. Eluiram-se os precursores da coluna com cloreto de potássio 0,2M, ácido clorídrico Ο,ΟΟΙΜ em etanol a 33 % (v/v). Cristalizam-se os precursores da insulina a partir da mistura por adições sucessivas de água (1 volume por volume da mistura), citrato de trissodio solido, para se obter a molaridade 0,0$>M e finalmente acetato de zinco para obtenção da molaridade Ο,ΟΟβΜ . Ajustou-se o valor de pH para 6,8 e deixou-se a mis tura durante a noite à temperatura de k C. Isolaram-se os cris tais por centrifugação, lavaram-se com água e secaram-se sob vazio.Insulin precursors were collected from the fermentation broths by adsorption of LiChroprep RP-18, in the manner described in Example 7 of EP-A-03529A. Column precursors were eluted with 0.2M potassium chloride, clor hydrochloric acid, ΟΟΙΜ in 33% (v / v) ethanol. The insulin precursors are crystallized from the mixture by successive additions of water (1 volume by volume of the mixture), solid trisodium citrate to give 0.0% molarity and finally zinc acetate to obtain molarity Ο, ΟΟβΜ. The pH was adjusted to 6.8 and the mixture was left overnight at 4 ° C. The crystals were isolated by centrifugation, washed with water and dried under vacuum.
Prepararam-se os aminoácidos protegidos e os péptidos protegidos para semi-síntese enzimática de acordo com métodos convencionais ou adquiriram-se (síntese habitual) a Nova Biochem ou Bachem, Suíça.Protected amino acids and protected peptides were prepared for enzyme semi-synthesis according to standard methods or were purchased (usual synthesis) from Nova Biochem or Bachem, Switzerland.
Qua-Wed-
II
•H cd «S 10 TJ ÍH >» o (o Φ H cu 01Ό 0 O Q, CQ O Ο X! C0 rH rH ϋ ·Η + + o co to WSO c rs •A Λ . co o td *H © o H ÍH co í^» O. O O. G d á υ h ÍH CO Φ •H H CO ÍH C0 •rl 3'CD O w S £5 a Dh > CO K C5 < a. <4 Φ C0 03 \ rH rH H rH H H rH CM ιο co to o + | + 1 + | + 1 α>«β·Η3 ΟΟΉΗΟ •V Cv «s *N cs v\ <Tv d ΗΌΉ CuO cu Í3Ô Q. UO d 00 rH <D « d d C0 ÍH to ÍH CO ÍH rH ÍH Ctí •p Φ ¢1¾ φ H IO d -H Íh <4 <4 <4 «4 <4 O <4 <4 θ'-H XJ w H CM rH H H H Η i—1 + 1 + 1 + 1 + 1 « i dl τι ©to íh d co © CO -η d Ό H U co O xfl g Ό JCO « d lr\ ir\ UA UA •Η ο>σ\ co j5 O co ·» > 0 íh 00 -H CO UA UA UA UA Η M -Ptí Φ ·Η iU cO *H i> 0 CUrH rH co l > d •H £1 +» C0 C0 H d W Φ·Η CU íí rH d © OJ cm CM CM cti w + + + +• Φ «Ο Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η + The compound according to claim 1, wherein R 1 and R 2 are as defined in claim 1, wherein R 1 and R 2 are independently selected from the group consisting of: C0 03 \ rH rH H rH HH rH CM ιο co + 1 + 1 + 1 α Η Η Η Η Η ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ ΟΟΉΗΟ Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η d 00 rH <D <0 <0 <0 <0 <4 <4 <4 <4 <4 <4 <4 <4 '' '' '' '' 'Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό + UA UA • Η ο> \ \ \ \ \ j O O O O O 0 0 0 0 0---------------------Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η 1 + »C0 C0 H d W Φ Η Η Η Η H H H OJ OJ OJ OJ OJ OJ OJ OJ OJ OJ OJ +
CuO £ ¢0 íh ·Η £ (0 CO O^co 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
O -p d © Cv. -d~ 00 [X CM -d" UA Ό d φ 03 *K i—| H CM (ΛΙ *=4 <4 ÍH >» Φ rH cO cO CO O tí d #s cO #*» rH rH A o a QO CM CM ro ?co d 05 <4 «4 PQ ο>Λ O CM ÍH CM >> CM O CM *H ÍH W Φ W H ffi ÍH ffi d co O. 3¾ CQ !Z c3 !S O, 1Z +3 d 1 ► 1 O #V o #s O r\ o -P i—I CM ΓΟ UA rn -± nO CM co co d pq 05 05 05, 05 05 05 PQ ,Ο C0 tiO í, uo ÍH CU) ÍH CU) ÍH d c ÍH £5 ÍH rd ÍH 05 G rG CQ ‘H <4 EH <4 EH <4 EH <4 EH 11 c %O-p d Cv. -d ~ 00 [X CM -d " UA Ό d φ 03 * K i- | H = (4) = 4 < 4 > < / RTI > < tb > CM CM CM Φ CM H H H Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ -P -P -P -P -P (1) (1) (1) (1): wherein R 1 is as defined in formula (I) <4 EH <4 EH <4 EH <4 EH 11 c%
As soluções estéreis injectáveis dos compostos citados anteriormente, para a verificação do grau de acção prolongada foram preparadas utilizando como agente isotdnico glicerol a 1,6 % (p/v), e como agente conservante fenol a 0,26 % (p/v). A concentração do ião zinco foi 8, 80 ou 160jxg/ml. Os valores de pH das soluções foram.ajustados de forma suficientemente afastada do ponto isoeléctrico dos análogos, para man ter as soluções límpidas apds conservação à temperatura de ^C. As soluções continham 2^0 nmoles/ml dos compostos testa dos. A concentração de 2*+0 nmole /ml foi verificada por HPLC.Injectable sterile solutions of the above-mentioned compounds for the determination of the degree of prolonged action were prepared using isotonic agent 1.6% (w / v) glycerol and as a preservative, phenol, 0.26% (w / v) . The concentration of the zinc ion was 8, 80 or 160æg / ml. The pH values of the solutions were adjusted sufficiently far enough away from the isoelectric point of the analogs to maintain the clear solutions after storage at the temperature. The solutions contained 240 nmoles / ml of the test compounds. The concentration of 2x + 0 nmole / ml was checked by HPLC.
Prepararam-se em seguida soluções injectáveis contendo 2*f0 nmoles/ml dos compostos indicados no Quadro 2.,, «xibin do um pH de 3 e um teor de zinco estabelecido. 0 prolongamento do efeito hipoglicémico foi verificado de acordo com a British Pharmacopeia. 19Ô0, A l*+2 em coelhos alimentados. Cada solução teste foi administrada por via sub cutânea numa dose de 1^,3 nmoles por coelho em 12 animais com pesos compreendidos entre 3 e k kg, e seguiu-se durante 6 horas o comportamento da hipoglicémia. Para comparação da preparação com acção rápida, incluiu-se nos testes insulina huma na Actrapid . Os resultados dos testes estão indicados no Quadro 2 em percentagem de glucose apds 1, 2, !+ e 6 horas.Injection solutions containing 2 .mu.mol / ml of the compounds shown in Table 2 were then prepared with a pH of 3 and an established zinc content. Prolongation of the hypoglycemic effect was verified according to the British Pharmacopeia. 19Ô0, A l * + 2 in fed rabbits. Each test solution was administered subcutaneously at a dose of 11.3nmole per rabbit in 12 animals weighing between 3 and 4 kg, and the behavior of hypoglycaemia was followed for 6 hours. For comparison of the fast-acting preparation, human insulin in Actrapid was included in the tests. The test results are shown in Table 2 as a percentage of glucose after 1, 2, 5 and 6 hours.
Os resultados da determinação da potência biológica, pelo Ensaio de Doseamento da. Glucose no Sangue de Murganho (MBG) e Teste na Célula Gorda Livre (FFC) estão apresentados no Quadro 3 ,The results of the determination of the biological power, by the Assay of. Mouse Blood Glucose (MBG) and Free Fat Cell Test (FFC) are shown in Table 3,
Quadro 2 »|·»|·Table 2
Composto Zn Glucose em pereenta - gem do valor inicialCompound Zn Glucose at baseline
Substituições na insulina humana Jjg/ml Ih 2h >+h 6h ArgB5, SerA21, ThrB3°-NH2 8 59 6½ 96 9*+ ArgB^, SerA2B, ThrB3°-NH2 80 85 92 97 95 ArgB^, SerA21, ThrB3°-NH2 l6o 76 89 96 9*+ ArgB2, ProB3, Se/21, ThrB3°-NH2 8 58 67 73 72 ArgB2, ProB3, SerA21 ,ThrB3°-NH2 80 73 66 6i* 61 TM Actrapid , insulina humana 7 53 53 92 97.Replacements in human insulin + ¹H + hr 6h ArgB5, SerA21, ThrB3 ° -NH2 8 59 6½ 96 9 * + ArgB2, SerA2B, ThrB3 ° -NH2 80 85 92 97 95 ArgB2, SerA21, ThrB3 ° -NH2166 76 89 96 9 * + ArgB2, ProB3, Se / 21, ThrB3 ° -NH2 8 58 67 73 72 ArgB2, ProB3, SerA21, ThrB3 ° -NH2 80 73 66 6 * 61 TM Actrapid, human insulin 7 53 53 92 97.
Qua-Wed-
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φ Ό cd v\ 0*0 w d ~ 00 cg H (D «O UA UA v£) P ·Η « 1 1 •H Ch || -d" Cv tx S d UA A" v\ •H o CU ►d Uw o IxiΌ Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό Ό -d " Cv tx S d UA A " v \ • H or CU ►d Uw or Ixi
CD ri Cd Cd *H •H J> r—1 ϋ H P IO Ρ +5 «D CD d CD P Η -H g Ο Φ P O, d,ctí Λ vO o uv ir\ ON uaCD R Cd Cd * H • H J > r-1 ϋ H P IO Ρ +5 «D CD d CD P Η -H g Ο Φ P O, d, ctí Λ vO or uv ir \ ON ua
yCD cg j- H «4 I rH J- i—I < <1 o Φ Π3 C0 ΙΧΛ ΟΌ « ri - 00 A φ cd o VO vo +3 Ή 1 1 •H«H II VO Ov 6 d •H 0 cu ►P O'-' 00 A CD ri^ ctí cd P •H > iH ·* ϋ -H p cd fí P ra G vo vo «D Cd Cl CD (N. UA P Η -H g O Φ P cu d,co ,d wyCD cg j-H-4 I rH J-i-I < <1 or Φ Π3 C0 ΙΧΛ ΟΌ ΟΌ ΟΌ ΟΌ ΟΌ ri ri ri 00 00 cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd cd P • H > iH · * ϋ -H p cd P P P Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ
O 00 Ov I—I Λ CM s I Potência biológica relativa CC o «s r\ •H OO i—1 i— (D PQ cg cg Q< d < <1 Ô Λ d í>» υ CD H 0) H $ CD d CD ca O ri ã d *N cd d co <d H **» #\ s cd Φ 8 cg oo CO P X 10 P <4 pq pq X cu o*X d O cg 0 og •H Φ d W d td cd rd P cd co CU Pu & d w p d 1 •H •H •Η ·Η o #x o rH P P H UA cg cg rn P •H W p pq pq pq. pq pq w d P Ui fafl w> d bfl d C pq p d d d X d xi •H v—' ca -η <4 <4 EH <4 HThe relative biological potency of the compound of the formula (I) is given by the following formula: ## STR1 ## in which R 1 is hydrogen, H $ CD d CD N N N N N Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ Φ H Φ d W d td cd rd P cd co CU Pu & d w p d 1 • H • H • Η • Η o #x o rH P P H H c cg cg rn P • H W p p q p q p. pq pq w d P Ui fafl w > d bfl d C pq p d d d X d xi • H v- 'ca -η <4 <4 EH <4 H
ArgB , GlyA21, ThrB3°-NHp 66 60-72 kO 38-iflArgB, GlyA21, ThrB3 ° -NHp 66 60-72 ° C 38 -seI
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