RU2104305C1 - Human insulin analogs, method of their synthesis, injection solution - Google Patents

Human insulin analogs, method of their synthesis, injection solution Download PDF

Info

Publication number
RU2104305C1
RU2104305C1 SU4028085A RU2104305C1 RU 2104305 C1 RU2104305 C1 RU 2104305C1 SU 4028085 A SU4028085 A SU 4028085A RU 2104305 C1 RU2104305 C1 RU 2104305C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
glu
asp
human insulin
insulin
ala
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Йорген Веилгаард Бранге Йенс
Норрис К'елд
Триер Хансен Моргенс
Original Assignee
Ново Нордиск А.С.
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 Ново Нордиск А.С. filed Critical Ново Нордиск А.С.
Priority to SU4028085 priority Critical patent/RU2104305C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2104305C1 publication Critical patent/RU2104305C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Medicines That Contain Protein Lipid Enzymes And Other Medicines (AREA)
  • Preparation Of Compounds By Using Micro-Organisms (AREA)
  • Peptides Or Proteins (AREA)

Abstract

FIELD: biotechnology, genetic engineering, medicine. SUBSTANCE: analogs of human insulin with substitution of one or more amino acid residues in A- and B-chain with more hydrophilic amino acid residues were synthesized by transformation of the yeast strain with plasmid carrying DNA-sequence that encodes insulin analog precursor. The obtained precursor is converted to analog by reaction with L-threonine ester in organic solvent in the presence of trypsin. Preferable amino acid subtituents are the following amino acids: Asp, Glu, Ser, Thr, His and Ile. EFFECT: improved method of synthesis. 3 cl, 11 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к новым аналогам человеческого инсулина, отличающимся быстрым наступлением требуемого эффекта после подкожной инъекции, и растворам инсулина для инъекций, содержащим подобные аналоги инсулина и к способам получения новых аналогов инсулина. The invention relates to new analogues of human insulin, characterized by the rapid onset of the desired effect after subcutaneous injection, and insulin solutions for injection containing similar insulin analogs and to methods for producing new insulin analogues.

Для лечения сахарного диабета в рассматриваемой области техники предлагались многие разновидности инсулиновых препаратов. Некоторые из этих препаратов являются быстродействующими, тогда как другие обеспечивают более или менее продолжительное действие. For the treatment of diabetes mellitus, many varieties of insulin preparations have been proposed in the art. Some of these drugs are quick-acting, while others provide a more or less long-lasting effect.

Быстродействующие инсулиновые препараты могут применяться в острых ситуациях, таких как гипергликемическая кома, во время хирургических операций, беременности и в случаях тяжелых инфекций. Кроме того, многократные, ежедневные инъекции быстродействующих инсулиновых препаратов могут улучшать контроль течения болезни у диабетиков, которые испытывают трудности при контроле использованием инсулина длительного действия. Fast-acting insulin preparations can be used in acute situations, such as hyperglycemic coma, during surgery, pregnancy, and in cases of severe infections. In addition, repeated, daily injections of fast-acting insulin preparations can improve the control of the course of the disease in diabetics who have difficulty controlling the use of long-acting insulin.

В последние годы все возрастает интерес к лечению инсулином, которое приближается к выделению инсулина бета-клетками здорового организма, то есть выработке инсулина в сочетании с приемом пищи и поддержанию базального уровня содержания инсулина. Клинические исследования показали, что диабетики могут получать инсулин и глюкозу в нормальных концентрациях с помощью одной суточной инъекции инсулина продолжительного действия для покрытия базальной потребности, дополненной инъекциями меньших количеств (болюс) быстродействующего инсулина перед приемом значительных количеств пищи. In recent years, there has been growing interest in insulin treatment, which is approaching the release of insulin by the beta cells of a healthy body, that is, the production of insulin in combination with food intake and maintaining a basal level of insulin. Clinical studies have shown that diabetics can receive normal concentrations of insulin and glucose with a single daily injection of long-acting insulin to cover the basal need, supplemented by injecting smaller amounts (bolus) of fast-acting insulin before taking significant amounts of food.

Быстродействующие инсулины также используются в смесях с инсулинами промежуточного и длительного действия для лечения диабетиков, для которых требуется более сильный начальный эффект в дополнение к замедленному действию инсулинов промежуточного и длительного эффекта. Fast-acting insulins are also used in mixtures with intermediate and long-acting insulins for the treatment of diabetics who require a stronger initial effect in addition to the slowed-down action of intermediate and long-acting insulins.

Наконец, быстродействующий инсулин используется в системах непрерывного поступления инсулина. Finally, fast-acting insulin is used in continuous insulin delivery systems.

При подкожной инъекции растворов быстродействующего инсулина наблюдалась начальная задержка всасывания (Binder, Diabetes Care , 7, N 2 (1984), 1988-199 ). Однако задержка всасывания, обусловленная замедленным наступлением эффекта, является нежелательной, если ставится задача обеспечения строго метаболического контроля. Смешивание растворов быстродействующего инсулина с инсулиновыми препаратами длительного действия может, кроме того, приводить к снижению скорости всасывания быстродействующего инсулина. With subcutaneous injection of fast-acting insulin solutions, an initial delay in absorption was observed (Binder, Diabetes Care, 7, N 2 (1984), 1988-199). However, a delay in absorption due to the delayed onset of the effect is undesirable if the task is to ensure strictly metabolic control. Mixing solutions of fast-acting insulin with long-acting insulin preparations can, in addition, lead to a decrease in the absorption rate of fast-acting insulin.

Соответственно, существует потребность в растворах быстродействующего инсулина, обеспечивающих ускоренное наступление эффекта после подкожной инъекции и улучшенную смешиваемость с инсулиновыми препаратами продолжительного действия. Accordingly, there is a need for solutions of fast-acting insulin, providing an accelerated onset of effect after subcutaneous injection and improved miscibility with long-acting insulin preparations.

Другим недостатком известных растворов быстродействующего инсулина является склонность инсулина к фибрилляции и выпадению из растворов инсулина, используемых для непрерывной доставки инсулина, что ведет к забиванию механических узлов и доставочных катетеров. Another disadvantage of the known solutions of fast-acting insulin is the tendency of insulin to fibrillate and drop out of the insulin solutions used for continuous delivery of insulin, which leads to clogging of mechanical components and delivery catheters.

Наконец, существует потребность в альтернативных инсулиновых препаратах для лечения пациентов, трудно поддающихся лечению нормальным инсулином. Finally, there is a need for alternative insulin preparations for treating patients who are difficult to treat with normal insulin.

Целью настоящего изобретения является создание новых растворов быстродействующего инсулина с одной или большим числом нижеследующих улучшенных характеристик:
1) быстрое наступление эффекта при подкожной инъекции или при введении другими методами,
2) улучшенная смешиваемость с инсулиновыми препаратами продолжительного действия,
3) пониженная склонность к фибрилляции при использовании в имплантированных системах доставки, и
4) пригодность для лечения резистентных пациентов (низкое сродство к ранее существовавшим антителам).
The aim of the present invention is the creation of new solutions of fast-acting insulin with one or more of the following improved characteristics:
1) rapid onset of effect with subcutaneous injection or when administered by other methods,
2) improved miscibility with long-acting insulin preparations,
3) reduced tendency to fibrillation when used in implanted delivery systems, and
4) suitability for the treatment of resistant patients (low affinity for pre-existing antibodies).

Указанные цели настоящего изобретения достигаются с помощью водных растворов для инъекций новых аналогов человеческого инсулина, описываемых ниже. These objectives of the present invention are achieved using aqueous solutions for injection of new analogues of human insulin, described below.

Известно большое число аналогов инсулина. Так, Marki et al. (Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem. 360 (1979), 1619-1632) описывают синтез аналогов человеческого инсулина, которые отличаются от человеческого инсулина замещением аминокислоты в положениях 2, 5, 6, 7, 8 и 11 A-цепи и 5, 7, 13 и 16 B-цепи, что дает новые представления об интересной зависимости структура - активность в случае инсулина. В дальнейших исследованиях модифицирована главная область связывания рецептора в инсулине (В(22) - В(26)) для изучения влияния такой мутации на рецептор-связывающую активность. Однако известные аналоги человеческого инсулина не проявляют характеристик, к которым стремились авторы настоящего изобретения. A large number of insulin analogues are known. So, Marki et al. (Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem. 360 (1979), 1619-1632) describe the synthesis of human insulin analogs that differ from human insulin by amino acid substitution at positions 2, 5, 6, 7, 8 and 11 of the A chain and 5 , 7, 13 and 16 of the B-chain, which gives new ideas about the interesting dependence of the structure - activity in the case of insulin. In further studies, the main region of insulin receptor binding was modified (B (22) - B (26)) to study the effect of such a mutation on receptor binding activity. However, known analogues of human insulin do not exhibit the characteristics sought by the authors of the present invention.

Известно, что сульфатированные инсулины обладают существенно более слабой склонностью к фибрилляции ( Albisser et al., Desired Characteristics of insulin to be used in infusion pumps, в работе Jueriguian J.L. et al. (ред.) US Pharmacopeial Concention, Rockville, Maryland с. 84-95) и проявляют слабую антигенность. Однако сульфатированные инсулины представляют собой гетерогенную смесь минимум девяти разных производных инсулина, содержащих в среднем 4,5 эфирсульфатные группы на молекулу. Далее, сульфатированные инсулины проявляют пониженную инсулиновую активность, составляющую около 20% активности нативного инсулина. Дальнейший недостаток сульфатированных инсулинов в сравнении с нативным инсулином заключается в том, что они без надобности содержат аминокислотные остатки, которые химически модифицированы, то есть аминокислоты, которые в природе не встречаются. Sulfated insulins are known to have a significantly lower susceptibility to fibrillation (Albisser et al., Desired Characteristics of insulin to be used in infusion pumps, in Jueriguian JL et al. (Ed.) US Pharmacopeial Concention, Rockville, Maryland p. 84 -95) and exhibit weak antigenicity. However, sulfated insulins are a heterogeneous mixture of at least nine different derivatives of insulin containing an average of 4.5 ether sulfate groups per molecule. Further, sulfated insulins exhibit reduced insulin activity, comprising about 20% of the activity of native insulin. A further disadvantage of sulfated insulins compared to native insulin is that they unnecessarily contain amino acid residues that are chemically modified, that is, amino acids that are not found in nature.

Поэтому дополнительной целью настоящего изобретения является создание аналогов инсулина, которые однородны, имеют более высокую биологическую активность, чем сульфатированные инсулины, и, кроме того, содержат предпочтительно лишь встречающиеся в природе аминокислоты. Therefore, an additional objective of the present invention is the creation of insulin analogues that are homogeneous, have a higher biological activity than sulfated insulins, and, in addition, preferably contain only naturally occurring amino acids.

Термином "аналоги инсулина" в материалах заявки обозначается соединение, имеющее молекулярную структуру, аналогичную структуре человеческого инсулина, включая дисульфидные мостики между A(7) Cys и B(7) Cys, между A20) Cys и B(19) Cys и внутренний дисульфидный мостик между A(6) Cys и A(11) Cys, и проявляющее инсулиновую активность. The term "insulin analogs" in the application materials refers to a compound having a molecular structure similar to that of human insulin, including disulfide bridges between A (7) Cys and B (7) Cys, between A20) Cys and B (19) Cys and an internal disulfide bridge between A (6) Cys and A (11) Cys, and exhibiting insulin activity.

Настоящее изобретение основывается на том, что некоторые аналоги инсулина, в которых минимум один из аминокислотных остатков человеческого инсулина замещен встречающимися в природе аминокислотными остатками, проявляют требуемую быстродействующую активность. The present invention is based on the fact that some insulin analogs in which at least one of the amino acid residues of human insulin is replaced by naturally occurring amino acid residues exhibit the required fast-acting activity.

В своем расширенном толковании настоящее изобретение предлагает новые, быстродействующие аналоги человеческого инсулина, образованные замещением одного или нескольких аминокислотных остатков человеческого инсулина, встречающихся в природе, аминокислотными остатками, приводящими к меньшему само-ассоциированию в димеры, тетрамеры, гексамеры или полимеры, и имеющие тот же заряд или больший отрицательный заряд при нейтральном pH, нежели человеческий инсулин. In its expanded interpretation, the present invention provides new, fast-acting analogs of human insulin, formed by replacing one or more amino acid residues of human insulin, found in nature, with amino acid residues leading to less self-association in dimers, tetramers, hexamers or polymers, and having the same charge or greater negative charge at neutral pH than human insulin.

Для достижения меньшей склонности к самоассоциированию в димеры, тетрамеры, гексамеры или полимеры, некоторые остатки человеческого инсулина предпочтительно замещены другими аминокислотными остатками, которые более гидрофильны, чем природный аминокислотный остаток в соответствующем положении в молекуле. Кроме того, в некоторых положениях молекулы инсулина замещение более объемистым аминокислотным остатком ведет к понижению склонности молекул инсулина к ассоциации в димеры, тетрамеры, гексамеры или полимеры. To achieve a lower tendency to self-associate into dimers, tetramers, hexamers, or polymers, some human insulin residues are preferably substituted with other amino acid residues that are more hydrophilic than the natural amino acid residue at the corresponding position in the molecule. In addition, in some positions of the insulin molecule, substitution with a more voluminous amino acid residue leads to a decrease in the tendency of insulin molecules to associate into dimers, tetramers, hexamers or polymers.

На фиг.1 представлены предлагаемые новые производные инсулина общей формулы I, где X - представляют собой аминокислотные остатки человеческого инсулина или другие аминокислотные остатки, суммарная функция которых заключается в придании молекуле того же или большего отрицательного заряда при нейтральном pH по сравнению с человеческим инсулином при условии, что по крайней мере один X отличается от аминокислотных остатков человеческого инсулина в соответственном положении и молекулы инсулина, и когда X в положении A(8) является His или Phe, X в положении A(21) является Asp, X в положении B(5) является Ala, X в положении B(9) является Leu, X положении B(10) является Asn или Leu, X в положении B(12) является Asn или X в положении B(26) является Ala, то по меньшей мере один из остающихся X отличается от аминокислотных остатков человеческого инсулина в соответствующем положении молекулы инсулина, и при дальнейшем условии, что один или несколько аминокислотных остатков может быть удален с N- и/или C-концов A-цепи и/или B-цепи. Figure 1 presents the proposed new derivatives of insulin of the General formula I, where X - are the amino acid residues of human insulin or other amino acid residues, the total function of which is to give the molecule the same or greater negative charge at a neutral pH compared to human insulin, provided that at least one X differs from the amino acid residues of human insulin in the corresponding position and the insulin molecule, and when X in position A (8) is His or Phe, X in When A (21) is reached, Asp, X at position B (5) is Ala, X at position B (9) is Leu, X at position B (10) is Asn or Leu, X at position B (12) is Asn or X in position B (26) is Ala, then at least one of the remaining X is different from the amino acid residues of human insulin in the corresponding position of the insulin molecule, and under the further condition that one or more amino acid residues can be removed from N and / or C the ends of the A chain and / or B chain.

Предпочтительно по крайней мере большинство замещений аминокислотных остатков являются более гидрофильными, чем аминокислотный остаток на соответствующем сайте молекулы человеческого инсулина, и более предпочтительно, чтобы все замещения аминокислотных остатков были более гидрофильными, чем соответствующие аминокислотные остатки человеческого инсулина. Preferably, at least most substitutions of amino acid residues are more hydrophilic than the amino acid residue at the corresponding site of the human insulin molecule, and more preferably, all substitutions of amino acid residues are more hydrophilic than the corresponding amino acid residues of human insulin.

В отношении гидрофильности делается ссылка на работу C. Trommel, J. Theor. Biol. 111 (1984), 247-260 (табл.1). With regard to hydrophilicity, reference is made to the work of C. Trommel, J. Theor. Biol. 111 (1984), 247-260 (Table 1).

Со ссылкой на приведенную формулу I отметим, что предпочтительно не более 7 заместителей Х отличаются от аминокислотного остатка в соответствующем положении молекулы человеческого инсулина. Предпочтительнее наличие 2-4 замещений. With reference to the above formula I, we note that preferably no more than 7 substituents X differ from the amino acid residue in the corresponding position of the human insulin molecule. 2-4 substitutions are preferred.

Предпочтительные варианты воплощения изобретения. Preferred Embodiments of the Invention

Замещения аминокислотных остатков предпочтительно выбирают, из группы, включающей Asp, Glu, Ser, Thr, His и Ile , и более предпочтительно - отрицательно заряженные аминокислотные остатки, т.е. Asp и/или Glu. Substitution of amino acid residues is preferably selected from the group consisting of Asp, Glu, Ser, Thr, His and Ile, and more preferably negatively charged amino acid residues, i.e. Asp and / or Glu.

Новый аналог человеческого инсулина может предпочтительно содержать Asp и/или Glu вместо одной или большего числа гидроксиаминокислот человеческого инсулина, или вместо одного или нескольких Glu и Asn человеческого инсулина. A new human insulin analogue may preferably contain Asp and / or Glu instead of one or more hydroxy amino acids of human insulin, or instead of one or more Glu and Asn of human insulin.

Новые аналоги человеческого инсулина могут, кроме того, предпочтительно содержать Ser и/или Thr или Asp и/или Glu вместо одного или нескольких аминокислотных остатков человеческого инсулина с алифатической и/или ароматической боковой цепью. New human insulin analogs may also preferably contain Ser and / or Thr or Asp and / or Glu instead of one or more amino acid residues of human insulin with an aliphatic and / or aromatic side chain.

Новые аналоги человеческого инсулина могут также предпочтительно содержать His вместо одного или нескольких аминокислотных остатков человеческого инсулина с алифатической и/или ароматической боковой цепью, или вместо одной или нескольких гидроксиаминокислот человеческого инсулина. New human insulin analogs may also preferably contain His instead of one or more amino acid residues of human insulin with an aliphatic and / or aromatic side chain, or instead of one or more hydroxy amino acids of human insulin.

Предпочтительными сайтами замещений являются B9, B10, B12, B26, B27 и B28, предпочтительно B9, B12, B27 и B28, и в этих положениях одно замещение может быть достаточным для достижения пониженной склонности к самоассоциированию и большего быстродействия при употреблении. Preferred substitution sites are B9, B10, B12, B26, B27 and B28, preferably B9, B12, B27 and B28, and in these positions, one substitution may be sufficient to achieve a reduced tendency to self-association and greater speed when consumed.

Замещение аминокислотного остатка в положении B9 может быть выбрано из группы, включающей Asp, Pro, Glu, Ile, Leu, Val, His, Thr, Gln, Asn, Met, Tyr, Trp и Phe, и более предпочтительно из группы, включающей Asp, Glu, Gln, Asn и His. Substitution of the amino acid residue at position B9 may be selected from the group consisting of Asp, Pro, Glu, Ile, Leu, Val, His, Thr, Gln, Asn, Met, Tyr, Trp and Phe, and more preferably from the group including Asp, Glu, Gln, Asn, and His.

Замещение аминокислотного остатка в положении B12 может быть выбрано из группы, включающей Ile и Tyr. Замещение аминокислотного остатка в положении B10 может быть выбрано из группы, включающей Asp, Arg, Glu, Asn и Gln, и в положениях B26, B27 и B28 замещения аминокислотных остатков являются предпочтительно Asp или Glu. Substitution of the amino acid residue at position B12 may be selected from the group consisting of Ile and Tyr. Substitution of the amino acid residue at position B10 may be selected from the group consisting of Asp, Arg, Glu, Asn and Gln, and at positions B26, B27 and B28, the substitution of amino acid residues is preferably Asp or Glu.

И в остальных положениях молекулы инсулина в минимум двух замещениях (предпочтительно в сочетании с вышеупомянутыми положениями) необходимо добиться улучшенных характеристик. B этих положениях могут быть сделаны замещения, представленные на фиг.2. And in the remaining positions of the insulin molecule in at least two substitutions (preferably in combination with the above positions) it is necessary to achieve improved performance. At these positions, the substitutions shown in FIG. 2 can be made.

Дальнейшими предпочтительными соединениями согласно настоящему изобретению являются аналоги инсулина, в которых замещения находятся в следующих положениях:
B27, B12, B9, (B27+B9), (B27+A21), (B27+B12), (B12+A21), (B27+B17), (B27+A13), (B27+B16), (B27+A10), (B27+B28), (B27+B26), (B27+B10), (B27+B1), (B27+B2), (B27+B5), (B27+B14), (B27+B18), (B27+B20), (B12+B17), (B12+A10), (B12+A13), (B12+B16), (B12+B1), (B12+B2), (B12+B5), (B12+B10), (B12+B26), (B12+B28), (B9+B17), (B9+A13), (B9+B16), (B9+A8), (B9+A9), (B9+A10), (B9+B1), (B9+B2), (B9+B5), (B9+B10), (B9+B12), (B9+B14), (B9+B28), (B9+B18), (B9+B20), (B9+B26), (B27+B9+A21), (B9+B27+A8), (B27+B12+A21), (B27+B12+B9), (B9+B12+B27+B17), (B9+B12+B27+A13), (B9+B12+B27+B16) и (B12+B16+B17+B27+A10+A13).
Further preferred compounds of the present invention are insulin analogs in which substitutions are in the following positions:
B27, B12, B9, (B27 + B9), (B27 + A21), (B27 + B12), (B12 + A21), (B27 + B17), (B27 + A13), (B27 + B16), (B27 + A10), (B27 + B28), (B27 + B26), (B27 + B10), (B27 + B1), (B27 + B2), (B27 + B5), (B27 + B14), (B27 + B18 ), (B27 + B20), (B12 + B17), (B12 + A10), (B12 + A13), (B12 + B16), (B12 + B1), (B12 + B2), (B12 + B5), (B12 + B10), (B12 + B26), (B12 + B28), (B9 + B17), (B9 + A13), (B9 + B16), (B9 + A8), (B9 + A9), (B9 + A10), (B9 + B1), (B9 + B2), (B9 + B5), (B9 + B10), (B9 + B12), (B9 + B14), (B9 + B28), (B9 + B18 ), (B9 + B20), (B9 + B26), (B27 + B9 + A21), (B9 + B27 + A8), (B27 + B12 + A21), (B27 + B12 + B9), (B9 + B12 + B27 + B17), (B9 + B12 + B27 + A13), (B9 + B12 + B27 + B16) and (B12 + B16 + B17 + B27 + A10 + A13).

Предпочтительными воплощениями вышеприведенной формулы I являются соединения, представленные на фиг.3, где X определены выше. Preferred embodiments of the above formula I are the compounds shown in figure 3, where X is defined above.

Другие предпочтительные аналоги инсулина формулы I согласно настоящему изобретению таковы, что в положении B27 X представляет собой Glu, в положении B12 X - Ile или Tyr, X в положении A21 - Asp и в положении B27 - Glu, X в положении B9 - Asp, X в положении A21 и в положении B9 - Asp, и в положении B27 - Glu, X в положении A8 - His, в положении B9 - Asp и в положении B27 - Glu, X в положении B10 - Asp, X в положении B28 означает Asp или X в положении B9 - Asp и в положении B27 - Glu. Other preferred insulin analogs of formula I according to the present invention are such that at position B27 X is Glu, at position B12 X is Ile or Tyr, X at position A21 is Asp and at position B27 is Glu, X at position B9 is Asp, X in position A21 and in position B9 - Asp, and in position B27 - Glu, X in position A8 - His, in position B9 - Asp and in position B27 - Glu, X in position B10 - Asp, X in position B28 means Asp or X at position B9 - Asp and at position B27 - Glu.

B соответствии со вторым аспектом настоящего изобретения предлагаются растворы для инъекций, обладающие инсулиновой активностью. Инсулиновые растворы для инъекций согласно настоящему изобретению содержат описанные выше аналоги человеческого инсулина или их фармацевтически допустимую соль в водном растворе, предпочтительно при нейтральном pH. Водная среда может быть приготовлена изотонической добавлением, например, хлористого натрия и глицерина. Кроме того, могут быть добавлены буферы, такие как ацетат или цитрат, и консерванты, такие как м-крезол, фенол или метиловый эфир 4-гидроксибензойной кислоты. Далее, растворы инсулина могут содержать ионы цинка. In accordance with a second aspect of the present invention, there are provided injectable solutions having insulin activity. The insulin injectable solutions of the present invention contain the human insulin analogs described above or a pharmaceutically acceptable salt thereof in an aqueous solution, preferably at a neutral pH. An aqueous medium can be prepared by isotonic addition of, for example, sodium chloride and glycerol. In addition, buffers such as acetate or citrate and preservatives such as m-cresol, phenol or 4-hydroxybenzoic acid methyl ester can be added. Further, insulin solutions may contain zinc ions.

Аналоги человеческого инсулина согласно изобретению могут заменять человеческий или свиной инсулин в быстродействующих инсулиновых растворах, известных до сих пор. Analogues of human insulin according to the invention can replace human or porcine insulin in fast-acting insulin solutions known so far.

Получение аналогов инсулина. Obtaining insulin analogues.

После появления методов рекомбинантных ДНК возможности конструирования белков стали огромными. С помощью методов так называемого сайт-специфичного мутагенеза появилась возможность изменять генное кодирование встречающихся в природе белков путем замещения любого одного или нескольких кодонов нативного гена кодоном(ами) для других встречающихся в природе аминокислот. B альтернативе модифицированный ген может быть создан химическим синтезом полной ДНК-последовательности общеизвестными методами. Цель такой манипуляции с геном природного белка в типичном случае заключается в изменении свойств природного белка в том или ином требуемом направлении. With the advent of recombinant DNA techniques, the possibilities for constructing proteins have become enormous. Using the methods of so-called site-specific mutagenesis, it became possible to change the gene coding of naturally occurring proteins by replacing any one or more codons of the native gene with codon (s) for other naturally occurring amino acids. Alternatively, the modified gene can be created by chemical synthesis of the complete DNA sequence by well-known methods. The purpose of this manipulation of the natural protein gene in a typical case is to change the properties of the natural protein in one direction or another.

Новые аналоги инсулина могут быть получены изменением проинсулинового гена путем замены кодона(ов) в подходящем сайте нативного гена человеческого проинсулина кодоном(ами), кодирующим(и) требуемое(ые) замещение(я) аминокислотных остатков или путем синтеза полной ДНК-последовательности, кодирующей требуемый аналог человеческого инсулина. Новый модифицированный или синтетический ген, кодирующий требуемый аналог инсулина, затем вставляют в подходящий экспрессионный вектор, который при переносе в подходящий организм-хозяин, например E. coli, Bacillus или дрожжи, вырабатывают требуемый продукт. Продукт экспрессии затем выделяют из клеток или культурального бульона в зависимости от того, является ли продукт экспрессии секретом клеток или нет. New insulin analogs can be obtained by altering the proinsulin gene by replacing the codon (s) in a suitable site of the native human proinsulin gene with codon (s) encoding the desired amino acid residue (s) substitution (s) or by synthesizing the complete DNA sequence encoding the required analogue of human insulin. A new modified or synthetic gene encoding the desired insulin analog is then inserted into a suitable expression vector which, when transferred to a suitable host organism, for example E. coli, Bacillus or yeast, produces the desired product. The expression product is then isolated from cells or culture broth depending on whether the expression product is a cell secret or not.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ получения новых аналогов инсулина, описанный Marki et al. (Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem. 360 (1979), 1619-1632). Они могут быть также получены из отдельно приготовленных in vitro A- и B-цепей, содержащих подходящие замещения аминокислотных остатков, после чего модифицированные A- и B-цепи связывают вместе путем установления дисульфидных мостиков согласно известным методикам (например, Chauce et al., b Rick DH, Gross E. (ред.) Peptides: Synthesis-Structure-Function Proc. of Am 7th American peptide Symp., с.721-728). Closest to the technical nature of the proposed is a method for producing new insulin analogues described by Marki et al. (Hoppe-Seyler's Z. Physiol. Chem. 360 (1979), 1619-1632). They can also be obtained from separately prepared in vitro A and B chains containing suitable substitutions of amino acid residues, after which the modified A and B chains are linked together by establishing disulfide bridges according to known methods (e.g., Chauce et al., B Rick DH, Gross E. (ed.) Peptides: Synthesis-Structure-Function Proc. Of Am 7th American Peptide Symp., Pp. 721-728).

Новые аналоги инсулина предпочтительно получают реагированием биосинтетического предшественника, имеющего общую формулу II, представленную на фиг. 4, где Qn - пептидная цепь с n встречающимися в природе аминокислотными остатками; R - Lys или Arg; n - целое число от 0 до 33; m - 0 или 1, а X - определены выше при условии, что пептидная цепь - Qn-R - не содержит двух соседних основных аминокислотных остатков с L-треониновым эфиром в присутствии трипсина или производного трипсина и последующим преобразованием полученного треонинового эфира аналога человеческого инсулина в аналог человеческого инсулина известными методами. Так называемая реакция "транспептизации" описана в патенте США N 4343898 (материалы которого включены в виде ссылки).New insulin analogs are preferably prepared by reacting a biosynthetic precursor having the general formula II shown in FIG. 4, where Q n is a peptide chain with n naturally occurring amino acid residues; R is Lys or Arg; n is an integer from 0 to 33; m is 0 or 1, and X is defined above under the condition that the peptide chain, Q n -R, does not contain two adjacent basic amino acid residues with L-threonine ether in the presence of trypsin or a trypsin derivative and subsequent conversion of the obtained threonine ester of human insulin analogue into an analog of human insulin by known methods. The so-called "transpeptization" reaction is described in US Pat. No. 4,343,898 (materials of which are incorporated by reference).

С помощью реакции транспептизации мостик - (Qn-R)m между аминокислотой 29 в B-цепи и аминокислотой 1 и в A-цепи вырезается и треонинэфирная группа связывается с C-концом B29 Lys.Using the transpeptization reaction, the bridge - (Q n -R) m between amino acid 29 in the B chain and amino acid 1 and in the A chain is cut out and the threonine ester group binds to the C-terminus of B29 Lys.

Предшественники вышеприведенной формулы II могут быть получены по методике, аналогичной описанной в европейском патентном описании N 0163529A, материалы которого включены сюда со справочными целями. С помощью этого метода ДНК-последовательность, кодирующая рассматриваемый предшественник, связывается с подходящим вектором экспрессии, который затем при переносе в дрожжевую клетку способен обеспечить экспрессию и секрецию требуемого соединения с правильно расположенными дисульфидными мостиками. Затем продукт экспрессии выделяют из культурального бульона. The precursors of the above formula II can be obtained by a method similar to that described in European patent description N 0163529A, the materials of which are included here for reference purposes. Using this method, the DNA sequence encoding the precursor under consideration binds to a suitable expression vector, which then, when transferred to a yeast cell, is able to ensure expression and secretion of the desired compound with correctly located disulfide bridges. Then the expression product is isolated from the culture broth.

Предлагаемые аналоги инсулина могут быть также получены реагированием биосинтетического предшественника общей формулы III, представленной на фиг. 5, где V и T представляют собой каждый Lys или Arg), а X - определены выше, в водном растворе с трипсином и карбоксипепсидазой-B, и выделением аналога человеческого инсулина из реакционного раствора. The proposed insulin analogs can also be prepared by reacting a biosynthetic precursor of the general formula III shown in FIG. 5, where V and T are each Lys or Arg), and X is as defined above, in an aqueous solution with trypsin and carboxypepsidase-B, and isolation of a human insulin analog from the reaction solution.

Предшественники вышеприведенной формулы III могут быть получены по методике, аналогичной описанной в европейском патентном описании N 86302133.3, материалы которого включены сюда со справочными целями. Согласно этой методике ДНК-последовательность, кодирующую предшественник, встраивают в подходящий вектор экспрессии, который при переносе в дрожжи способен обеспечить экспрессию и секрецию продукта с правильно расположенными дисульфидными мостиками в среду культивирования. The precursors of the above formula III can be obtained by a method similar to that described in European patent description N 86302133.3, the materials of which are included here for reference purposes. According to this technique, the DNA sequence encoding the precursor is inserted into a suitable expression vector, which, when transferred to yeast, is capable of expressing and secreting the product with correctly located disulfide bridges into the culture medium.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается способ получения новых аналогов инсулина, в котором дрожжевой штамм, содержащий реплицируемый вектор экспрессии, включающий ДНК-последовательность, кодирующую предшественник аналога инсулина, культивируют в подходящей питательной среде и предшественник выделяют из культуральной среды и преобразуют в новый аналог инсулина с помощью ферментно-химической конверсии in vitro. According to a third aspect of the present invention, there is provided a method for producing new insulin analogs in which a yeast strain containing a replicable expression vector comprising a DNA sequence encoding an insulin analog precursor is cultured in a suitable nutrient medium and the precursor is isolated from the culture medium and converted to a new insulin analog with using enzyme-chemical conversion in vitro.

Настоящее изобретение относится также к новым предшественникам новых аналогов инсулина, ДНК-последовательностям, кодирующим такие новые предшественники, векторам экспрессии, содержащим такие ДНК-последовательности, и дрожжевым штаммам, трансформированным с помощью таких векторов экспрессии. The present invention also relates to new precursors of new insulin analogues, DNA sequences encoding such new precursors, expression vectors containing such DNA sequences, and yeast strains transformed with such expression vectors.

Модифицированные аналоги инсулина. Modified insulin analogues.

Настоящее изобретение охватывает также некоторые производные и дальнейшие замещения аналогов инсулина при условии, что такие производные или дальнейшие замещения не оказывают значительного влияния на достижение вышеописанной цели изобретения. Соответственно, представляется возможным внести производные одной или нескольких функциональных групп в аминокислотных остатках. Примером такого получения производных является известное само по себе преобразование кислотных групп в молекуле инсулина в сложноэфирные или амидные группы, преобразование спиртовых групп в алкоксигруппы или наоборот и избирательное деамидирование. Например, A21 Asn может быть деамидирован в A21 Asp гидролизом в кислой среде, или B3 Asn может быть деамидирован в B3 Asp в нейтральной среде. The present invention also encompasses certain derivatives and further substitutions of insulin analogs, provided that such derivatives or further substitutions do not significantly affect the achievement of the above object of the invention. Accordingly, it seems possible to introduce derivatives of one or more functional groups in amino acid residues. An example of such derivatization is the conversion of acid groups in an insulin molecule to ester or amide groups, the conversion of alcohol groups to alkoxy groups, or vice versa, and selective deamidation, which is known per se. For example, A21 Asn can be deamidated in A21 Asp by hydrolysis in an acidic medium, or B3 Asn can be deamidated in B3 Asp in a neutral medium.

Возможно, далее, модифицировать рассматриваемые аналоги инсулина либо присоединением, либо удалением аминокислотных остатков на N- или C-концах. Аналоги инсулина согласно настоящему изобретению могут не иметь до четырех аминокислотных остатков на N-конце B-цепи и до пяти аминокислотных остатков на C-конце B-цепи, что не оказывает значительного влияния на общие свойства аналога инсулина. Примерами таких модифицированных аналогов инсулина являются аналоги инсулина, в которых отсутствует аминокислотный остаток B1 Phe или B30 Thr. It is possible, further, to modify the considered insulin analogs either by attaching or removing amino acid residues at the N- or C-ends. The insulin analogs of the present invention may not have up to four amino acid residues at the N-terminus of the B chain and up to five amino acid residues at the C-terminus of the B chain, which does not significantly affect the general properties of the insulin analogue. Examples of such modified insulin analogs are insulin analogues in which there is no amino acid residue B1 Phe or B30 Thr.

Кроме того, встречающиеся в природе аминокислотные остатки могут быть присоединены к одному или больше концу полипептидных цепей при условии, что это не оказывает значительного влияния на достижение вышеописанной цели. In addition, naturally occurring amino acid residues can be attached to one or more ends of the polypeptide chains, provided that this does not significantly affect the achievement of the above goal.

Такие исключения или добавления на концах полипептидной цепи предлагаемых аналогов инсулина могут быть осуществлены in vitro на аналогах инсулина с аминокислотными замещениями согласно настоящему изобретению. В альтернативе ген новых аналогов инсулина согласно изобретению может быть модифицирован либо путем присоединения, либо удалением кодонов, соответствующих лишним аминокислотным остаткам или отсутствующим аминокислотным остаткам на концах полипептидной цепи соответственно. Such exceptions or additions at the ends of the polypeptide chain of the proposed insulin analogs can be carried out in vitro with the amino acid substitution insulin analogs of the present invention. Alternatively, the gene for new insulin analogs according to the invention can be modified either by attaching or removing codons corresponding to excess amino acid residues or missing amino acid residues at the ends of the polypeptide chain, respectively.

Используемые для аминокислот сокращения соответствуют приводимым в J. Biol. Chem, 243 (1968), 3558. Аминокислоты находятся в конфигурации L. The abbreviations used for amino acids are those given in J. Biol. Chem, 243 (1968), 3558. Amino acids are in the configuration L.

Как использовано в последующем тексте, B(1-29) означает укороченную B-цепь человеческого инсулина от B1 Phe до B29 Lys, а A(1-21) означает A-цепь человеческого инсулина. As used in the following text, B (1-29) means the shortened B-chain of human insulin from B1 Phe to B29 Lys, and A (1-21) means the A-chain of human insulin.

Замещения, произведенные в молекуле человеческого инсулина при реализации настоящего изобретения обозначаются приставкой со ссылкой на человеческий инсулин. Например, B27 Ghi-человеческий инсулин означает аналог человеческого инсулина, в котором вместо Thr в положении 27 в B-цепи вставлен Glu. B27 Glu, B9 Asp-человеческий инсулин означает аналог человеческого инсулина, в котором Glu вставлен вместо Thr в положении 27 B-цепи, и A Asp вставлен вместо Ser в положении 9 B-цепи. B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческий инсулин означает предшественник аналога инсулина (см. формулу II), в котором вставлен вместо Thr в положении 27 укороченной B-цепи (см. выше), а B(1-29)-цепь и A-цепь (A(1-21)) соединены пептидной последовательностью Ala-Ala-Lys. Если нет иных указаний, то следует понимать, что B(1-29)-цепь и A(1-21)-цепь соединены дисульфидными мостиками между A(7) Cys и B(7) Cys, между A(20) Cys и B(19) Cys соответственно, как в человеческом инсулине, и что A-цепь содержит внутренний дисульфидный мостик между A(6) Cys и A(11) Cys. Substitutions made in the molecule of human insulin in the implementation of the present invention are indicated by a prefix with reference to human insulin. For example, B27 Ghi-human insulin means a human insulin analogue in which Glu is inserted in place of Thr at position 27 in the B chain. B27 Glu, B9 Asp-human insulin means a human insulin analogue in which Glu is inserted instead of Thr at position 27 of the B chain, and A Asp is inserted instead of Ser at position 9 of the B chain. B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin means the precursor of the insulin analogue (see formula II), in which instead of Thr is inserted in position 27 of the shortened B-chain (see . above), and the B (1-29) chain and the A chain (A (1-21)) are connected by the Ala-Ala-Lys peptide sequence. Unless otherwise indicated, it should be understood that the B (1-29) chain and the A (1-21) chain are connected by disulfide bridges between A (7) Cys and B (7) Cys, between A (20) Cys and B (19) Cys, respectively, as in human insulin, and that the A chain contains an internal disulfide bridge between A (6) Cys and A (11) Cys.

Как уже отмечалось, цель настоящего изобретения заключается в создании растворов быстродействующего инсулина для инъекций. В ходе достижения поставленной цели авторы изобретения впервые установили, что существуют значительные различия между инсулином в депо или болюсе и инсулином в кроветоке, включая совершенно неизбежное различие в концентрации инсулина. Более конкретно, инсулин в кроветоке является сильно разбавленным при содержании от 10-11 до 10-8 М и находится в мономерной форме, причем возможно некоторое количество инсулина находится в димерной форме. В гораздо более высокой концентрации накапливается в B-клеточных гранулах поджелудочной железы и в обычно принимаемом растворе находится в основном, если не главным образом, в неактивной гексамерной форме, например в виде общеизвестного 2-цинкгексамера.As already noted, the purpose of the present invention is to provide solutions of fast-acting insulin for injection. In order to achieve this goal, the inventors first found that there are significant differences between insulin in the depot or bolus and insulin in the bloodstream, including the completely inevitable difference in insulin concentration. More specifically, the insulin in the blood stream is highly diluted at a content of 10 -11 to 10 -8 M and is in monomeric form, with some insulin possibly in dimeric form. At a much higher concentration, it accumulates in the B-cell granules of the pancreas and in the usually taken solution is mainly, if not mainly, inactive hexamer form, for example in the form of the well-known 2-zinc hexamer.

Известно, что человеческий инсулин в растворе существует во многих молекулярных формах, а именно в виде мономера, димера, тетрамера и гексамера (Blundell et al. , Advances in Protein Chemistry, Academic Press, N.Y. -Zondon, 26, с. 279-330, 1972), причем олигомерным формам способствуют высокие концентрации инсулина, а мономер является наиболее активной формой инсулина. Тетрамер и гексамер не являются активными формами, и даже димер может быть неактивным. Заложенным в основу настоящего изобретения принципом является предположение автором, что выявленные ранее широко известные явления задержанного всасывания (Binder, Diabetes Care 7, N 1 (1984), 188-199) в значительной степени могут быть отнесены за счет времени, необходимого для диссоциирования инсулина из гексамерной, тетрамерной и димерной формы в (активную) мономерную форму. It is known that human insulin in solution exists in many molecular forms, namely, in the form of a monomer, dimer, tetramer and hexamer (Blundell et al., Advances in Protein Chemistry, Academic Press, NY-London, 26, pp. 279-330, 1972), with high concentrations of insulin contributing to oligomeric forms, and the monomer is the most active form of insulin. The tetramer and hexamer are not active forms, and even a dimer may be inactive. The principle underlying the present invention is the assumption by the author that the previously well-known phenomena of delayed absorption (Binder, Diabetes Care 7, N 1 (1984), 188-199) identified to a large extent can be attributed to the time required for the dissociation of insulin from hexameric, tetrameric and dimeric forms in the (active) monomeric form.

Аналоги человеческого инсулина согласно изобретению обеспечивают свое быстродействие благодаря молекулярной структуре, которая не столь восприимчива к образованию димера, тетрамера, гексамера или полимера, т.е. характеризуется пониженной склонностью к самоассоциированию в димеры, тетрамеры, гексамеры или полимеры в присутствии или в отсутствии ионов цинка. Analogues of human insulin according to the invention ensure their speed due to the molecular structure, which is not so susceptible to the formation of a dimer, tetramer, hexamer or polymer, i.e. characterized by a reduced tendency to self-associate into dimers, tetramers, hexamers or polymers in the presence or absence of zinc ions.

Давно признано, что значительные видовые различия аминокислотной последовательности, имеющейся в инсулине, свидетельствуют о том, что не все присутствующие в молекуле инсулина аминокислотные остатки являются важными для инсулиновой активности и что не существенные для инсулиновой активности некоторые аминокислоты важны для обеспечения физических свойств молекулы инсулина. Действительно, известно, что инсулин морских свинок не способен димеризоваться. Сульфатированный инсулин и тетранитротирозин-инсулин не димеризуется. Таким образом, многие из аминокислотных остатков молекулы человеческого инсулина могут быть изменены без существенного снижения инсулиновой активности. Предлагаемые здесь аминокислотные замещения в молекуле человеческого инсулина направлены на предотвращение образования димеров, тетрамеров, гексамеров или полимеров, не нарушая инсулиновой активности. It has long been recognized that significant species differences in the amino acid sequence found in insulin indicate that not all amino acid residues present in the insulin molecule are important for insulin activity and that some amino acids that are not essential for insulin activity are important for ensuring the physical properties of the insulin molecule. Indeed, it is known that guinea pig insulin is not capable of dimerizing. Sulfated insulin and tetranitrotyrosine-insulin do not dimerize. Thus, many of the amino acid residues of the human insulin molecule can be altered without a significant decrease in insulin activity. The amino acid substitutions proposed herein in the human insulin molecule are aimed at preventing the formation of dimers, tetramers, hexamers, or polymers without disturbing insulin activity.

Аминокислотные остатки в положениях A-цепи и B-цепи формулы I, где могут быть произведены замещения, не являются критическими для инсулиновой активности, но они важны для обеспечения способности человеческого инсулина агрегироваться в димеры, тетрамеры, гексамеры или полимеры или для растворимости человеческого инсулина. Вносимые замещения аминокислотных остатков мешают соприкосновению атомов соседних молекул инсулина, которое способствует агрегированию в димеры, тетрамеры, гексамеры или полимеры. Amino acid residues at the A-chain and B-chain positions of formula I, where substitutions can be made, are not critical for insulin activity, but they are important for ensuring the ability of human insulin to aggregate into dimers, tetramers, hexamers or polymers, or for the solubility of human insulin. The introduced substitutions of amino acid residues interfere with the contact of atoms of neighboring insulin molecules, which promotes aggregation into dimers, tetramers, hexamers or polymers.

Как и можно было бы ожидать, с точки зрения замещения изменения в некоторых положениях молекулы человеческого инсулина более эффективным, чем другие. В большинстве случаев одно единственное замещение в B-цепи может оказаться достаточным для ослабления склонности к самоассоциированию, тогда как для других остатков может потребоваться минимум два изменения. Замещения в A-цепи служат главным образом для улучшения растворимости диссоциированной молекулы. Предпочтительными положениями для осуществления замещений аминокислотных остатков являются B9, B12, B10, B26, B27 и B28 по отдельности, в сочетании друг с другом или вместе с замещениями в других местах молекулы инсулина, как это представлено в формуле I. As might be expected, from the point of view of substitution, changes in some positions of the human insulin molecule are more effective than others. In most cases, a single substitution in the B chain may be sufficient to reduce the tendency to self-associate, while other residues may require at least two changes. Substitutions in the A chain serve primarily to improve the solubility of the dissociated molecule. Preferred provisions for the implementation of substitutions of amino acid residues are B9, B12, B10, B26, B27 and B28 individually, in combination with each other or together with substitutions in other places of the insulin molecule, as represented in formula I.

Замещение одного или большего числа отрицательно заряженных аминокислотных остатков вместо незаряженного или положительно заряженного аминокислотного остатка производится для создания более отрицательного заряда аналога человеческого инсулина при нейтральном pH и понижения изоэлектрической точки по сравнению с человеческим инсулином. Характерно, что аналоги человеческого инсулина согласно изобретению имеют тот же или более отрицательный заряд (при нейтральном pH) и более низкую изоэлектрическую точку, чем человеческий инсулин. Substitution of one or more negatively charged amino acid residues instead of an uncharged or positively charged amino acid residue is performed to create a more negative charge of the human insulin analogue at a neutral pH and lower the isoelectric point compared to human insulin. It is characteristic that analogues of human insulin according to the invention have the same or more negative charge (at neutral pH) and a lower isoelectric point than human insulin.

В большинстве случаев 1-3 замещения обеспечивают достижение непосредственных целей настоящего изобретения, а именно - получение более быстродействующего инсулина, что и составляет предпочтительные варианты воплощения изобретения. При использовании 2-3 замещений может быть достигнута улучшенная смешиваемость с защищенными инсулиновыми препаратами. Однако считается выгодным тот факт, что непосредственные цели настоящего изобретения могут быть достигнуты благодаря более, чем трем замещениям, поскольку это позволяет реализовать желательные вторичные цели. In most cases, 1-3 substitutions provide the achievement of the immediate objectives of the present invention, namely, the production of faster insulin, which is the preferred embodiment of the invention. By using 2-3 substitutions, improved miscibility with protected insulin preparations can be achieved. However, it is considered advantageous that the immediate objectives of the present invention can be achieved through more than three substitutions, as this allows you to realize the desired secondary goals.

В частности, дополнительный уровень замещения, например присутствие 4 или 5 аминокислотных остатков-заместителей, может давать аналог человеческого инсулина, который, кроме того, менее подвержен фибрилляции или полимеризации на границе раздела фаз, что является особенно желательным свойством, когда раствор инсулина предназначен для непрерывного вливания. В большинстве случаев для получения аналога человеческого инсулина согласно изобретению в молекуле инсулина реализуется не более 7 замещений. Предпочтительно 2-4 замещения. In particular, an additional level of substitution, for example the presence of 4 or 5 amino acid substituent residues, can produce an analog of human insulin, which is also less prone to fibrillation or polymerization at the phase boundary, which is a particularly desirable property when the insulin solution is designed for continuous infusion. In most cases, to obtain an analog of human insulin according to the invention, no more than 7 substitutions are realized in the insulin molecule. Preferably 2-4 substitutions.

Гены, кодирующие предшественники предлагаемых аналогов инсулина, могут быть получены модификацией генов, кодирующих описанные выше предшественники инсулина формулы II или III, в которых все X являются аминокислотными остатками человеческого инсулина, методами сайт-специфического мутагенеза для вставки или замещения кодонов или кодонами, кодирующими требуемую мутацию, ДНК-последовательность, кодирующая предшественник аналога инсулина, может быть получена ферментным синтезом из олигонуклеотидов, соответствующих всему или части гена предшественника аналога инсулина. Genes encoding the precursors of the proposed insulin analogs can be obtained by modifying the genes encoding the above-described insulin precursors of formula II or III, in which all X are amino acid residues of human insulin, by site-specific mutagenesis to insert or replace codons or codons encoding the desired mutation , The DNA sequence encoding the precursor of the insulin analogue can be obtained by enzymatic synthesis from oligonucleotides corresponding to all or part of the gene dshestvennika insulin analog.

ДНК-последовательности, содержащие ген с требуемой мутацией гена инсулина, затем комбинируют с фрагментами, кодирующими TPI-промотор (TPIp) (T. Alber and G. Kawasaki, "Nucleotid Sequence of the triose phosphate isomerase gene of Saccharomycea cerevistac. J. Mol. Applied. Jenet. I (1982) 419-434), MF α I-лидер-последовательность (J. Kurjan and I. Herskowitz "Structure of an yeast pheromone gene (MF альфа I): A putative α-factor precursor contains four tandem coptes of mature α-factor. Cell 30 (1982) 933-943) и последовательность окончания транскрипции из TPI дрожжей S. cerevisiae (TPIT). Эти фрагменты дают последовательности, обеспечивающие высокую скорость транскрипции гена кодирования предшественника, а также дают предпоследовательность, которая может обеспечивать локализацию предшественника в секреторном контуре и в дальнейшую его экскрецию в среде для выращивания. Экспрессионные единицы, кроме того, снабжаются дрожжевым 2-мк началом репликации и выбираемым маркером LEU2.DNA sequences containing the gene with the desired mutation of the insulin gene are then combined with fragments encoding the TPI promoter (TPIp) (T. Alber and G. Kawasaki, "Nucleotid Sequence of the triose phosphate isomerase gene of Saccharomycea cerevistac. J. Mol. Applied. Jenet. I (1982) 419-434), MF α I-leader sequence (J. Kurjan and I. Herskowitz "Structure of an yeast pheromone gene (MF alpha I): A putative α-factor precursor contains four tandem coptes of mature α-factor. Cell 30 (1982) 933-943) and the sequence of transcription termination from TPI of S. cerevisiae yeast (TPI T ). These fragments give sequences that provide a high transcription rate of the coding gene for the precursor, and also provide a subsequence that can localize the precursor in the secretory circuit and its further excretion in the growth medium. Expression units are also provided with a 2-micron yeast origin of replication and a selectable LEU2 marker.

Во время созревания альфа-фактора in vivo в дрожжах, последние (C-конец шесть аминокислот MF α I-пептида-лидера (Lys-Arg-Glu-Ala-Glu-Ala) удаляют из предшественника альфа-фактора последовательно с помощью эндопептидазы, распознающей последовательность Lys - Arg, а аминодипептидазы, которая удаляет остатки Glu-Ala (Julius D. et al., Cell 32 (1983) 839-852). Для устранения необходимости в дрожжевой аминодипептидазе последовательность, кодирующую C-концевую Glu-Ala-Glu-Ala MF α I-лидера, удаляют из MF α I-последовательности-лидера с помощью мутагенеза in vitro. В последующем тексте "MF α I-лидер" означает всю лидер-последовательность, тогда как "MF α I-лидер (минус Glu-Ala-Glu-Ala)" означает лидер-последовательность, в которой удалена C-концевая последовательность Glu-Ala-Glu-Ala. During in vivo alpha-factor maturation in yeast, the latter (C-terminus of six amino acids of the MF α I leader peptide (Lys-Arg-Glu-Ala-Glu-Ala) are sequentially removed from the alpha factor precursor using endopeptidase that recognizes the Lys sequence is Arg, and the aminodipeptidase that removes Glu-Ala residues (Julius D. et al., Cell 32 (1983) 839-852) To eliminate the need for yeast aminodipeptidase, the C-terminal Glu-Ala-Glu- coding sequence Ala MF α I leader, removed from the MF α I leader sequence by in vitro mutagenesis. In the following text, “MF α I leader” is denoted chaet whole leader sequence whereas "MF α I-leader (minus Glu-Ala-Glu-Ala)" means a leader sequence wherein the C-terminal deleted sequence Glu-Ala-Glu-Ala.

Пример 1. Построение синтетического гена, кодирующего B(1-29) Ala-Ala-Lys, -A-(1-21)-человеческий инсулин. Example 1. The construction of a synthetic gene encoding B (1-29) Ala-Ala-Lys, -A- (1-21) -human insulin.

Дрожжевой кодон - оптимизированный структурный ген для В(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина строят следующим образом. Yeast codon - an optimized structural gene for B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin is constructed as follows.

Нижеследующие 10 олигонуклеотидов, представленные на фиг. 6, синтезируют на автоматическом ДНК-синтезаторе с использованием фосфорамидитовых химпрепаратов на стеклянном носителе с контролируемым размером пор (S.Z. Beancage & M.H. Caruthers (1981) Jetrehedren Letters 22, 1859-1869). The following 10 oligonucleotides shown in FIG. 6, synthesized on an automatic DNA synthesizer using phosphoramidite chemicals on a glass carrier with a controlled pore size (S.Z. Beancage & M.H. Caruthers (1981) Jetrehedren Letters 22, 1859-1869).

Из указанных (фиг. 6) 10 лигонуклеотидов образуют 5 дуплексов A-E, как показано на фиг.7. Of these (Fig. 6) 10 ligonucleotides form 5 duplexes A-E, as shown in Fig.7.

20 пмолей каждого из дуплексов A-Е образуют из соответствующих пар 5'-фосфорилированных олигонуклеотидов I-X нагреванием в течение 5 мин при 90oC последующим охлаждением до комнатной температуры в течение 75 мин. 33-мер (X) в диплексе E не подвергают 5'-фосфорилированию, чтобы избежать димеризации комплементарных Xba I-однонитевых концов во время лигации. Пять дуплексов смешивают и обрабатывают T4-лигазой. Синтетический ген выделяют в виде полосы 182/183 п.о. после электрофореза лигационной смеси на 2% агарозном геле.20 pmoles of each of the AE duplexes are formed from the corresponding pairs of 5'-phosphorylated oligonucleotides IX by heating for 5 minutes at 90 ° C, followed by cooling to room temperature for 75 minutes. 33-mer (X) in diplex E is not subjected to 5'-phosphorylation to avoid dimerization of complementary Xba I-single-stranded ends during ligation. Five duplexes are mixed and treated with T4 ligase. The synthetic gene is isolated as a band of 182/183 bp after electrophoresis of the ligation mixture on a 2% agarose gel.

Полученный синтетический ген представлен на фиг.7. The resulting synthetic gene is presented in Fig.7.

Синтетический ген лигатируют с 4 к.п.о. KpnI-EcoRI-фрагментом и 8 к.п.о. XbaI-KpnI-фрагментом из pMT644 и 0,3 к.п.о. EcoRI-Hgal-фрагментом из pKFN 9 с получением следующей структуры: TPIp-MF α I-лидер-B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-TPLT.The synthetic gene is ligated with 4 kbp KpnI-EcoRI fragment and 8 kbp XbaI-KpnI fragment from pMT644 and 0.3 kbp EcoRI-Hgal fragment from pKFN 9 to obtain the following structure: TPIp-MF α I-leader-B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -TPL T.

Плазмида pMT644 содержит ДНК-последовательность TPIp-MF α I-лидep-B(1-29)-A(1-21)-TPIT и ее построение описано в патенте Дании N 1293/85. Построение плазмиды pKFN9 описано ниже.Plasmid pMT644 contains the DNA sequence TPIp-MF α I-leader-B (1-29) -A (1-21) -TPI T and its construction is described in Danish patent N 1293/85. The construction of the plasmid pKFN9 is described below.

Лигационная смесь использована для трансформации компетентного штамма E. coli (r-, m+) (MT172). 30 ампициллин-резистентных колоний переносили на чашки, содержащие минимальную среду M9 (T. Maniatis et al., Molecular Cloning, Cold Sprig Harbor Lab. 1982, с. 68), что приводило к 8 Leu+-колониям. Определение последовательности по Максэму-Джилберту для 32P-XbaI-EcoRI-фрагмента показало, что три плазмиды содержат ген с требуемой последовательностью. Для дальнейшего использования использована одна плазмида pKFN27.The ligation mixture was used to transform the competent strain of E. coli (r - , m + ) (MT172). 30 ampicillin-resistant colonies were transferred onto plates containing minimal M9 medium (T. Maniatis et al., Molecular Cloning, Cold Sprig Harbor Lab. 1982, p. 68), resulting in 8 Leu + colonies. Sequence determination by Maxam-Gilbert for 32 P-XbaI-EcoRI fragment showed that three plasmids contain the gene with the desired sequence. For further use, one plasmid pKFN27 was used.

Конструкция плазмиды pKFN27 представлена на фиг.8. The construction of plasmid pKFN27 is shown in Fig. 8.

Построение плазмиды pKFN9. Цель построения плазмиды pKFN9 заключается в получении плазмиды, содержащей сайт Hga I непосредственно после MF α I-лидера. Плазмиду pMT544 (конструкция которой описана в патенте Дании N 278/85) разрезают с помощью Xba I и около 250 оснований удаляют с 3'-концов обработкой ExoIII-нуклеазой. Синтетическую 32-мерную вставочную затравку GGATAAAAGAGAGGCGCGTCTGAAGCTCACTC, содержащую Hga I-последовательность, гибридизуют до частично однонитевой ДНК. Двухнитевую кольцевую ДНК получают с использованием полимеразы Кленова и лигируют с помощью T4-лигазы. После трансформации E.coli (r-, m+) (MT172) колонии, содержащие мутированную плазмиду, идентифицируют гибридизацией колоний с 5'-32P-меченной 32-мерной вставочной затравкой. Появление нового Hga I-сайта подтверждается методом расщепления рестрикционным ферментом (EcoRI + HgaI, Hind 3 + HgaI). После повторной трансформации для дальнейшего использования выбирают "чистый" мутант pKFN9. Конструкция pKFN9 представлена на фиг.9.Construction of the plasmid pKFN9. The aim of constructing the plasmid pKFN9 is to obtain a plasmid containing the Hga I site immediately after the MF α I leader. Plasmid pMT544 (the construction of which is described in Danish Patent No. 278/85) was cut with Xba I and about 250 bases were removed from the 3 ′ end by ExoIII nuclease treatment. A synthetic 32-dimensional insert seed GGATAAAAGAGAGGCGCGTCTGAAGCTCACTC containing the Hga I sequence is hybridized to partially single-stranded DNA. Double-stranded ring DNA was prepared using Klenov polymerase and ligated using T4 ligase. After transformation of E. coli (r - , m + ) (MT172), colonies containing the mutated plasmid are identified by hybridization of the colonies with 5'- 32 P-labeled 32-dimensional insert seed. The appearance of a new Hga I site is confirmed by restriction enzyme digestion (EcoRI + HgaI, Hind 3 + HgaI). After repeated transformation, the “pure” mutant pKFN9 is selected for further use. The construction of pKFN9 is shown in FIG. 9.

Пример 2. Получение B27 Glu-человеческого инсулина. Example 2. Obtaining B27 Glu-human insulin.

B27 Glu-человеческий инсулин получают транспептидизацией B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина с помощью Thr-OBu+ и ацидолизом полученного треонинового эфира трифторуксусной кислотой. Процесс получения состоит из следующих стадий:
I. Построение гена, кодирующего B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-инсулин.
B27 Glu-human insulin is obtained by transpeptidization of B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin with Thr-OBu + and the acidification of the obtained threonine ester with trifluoroacetic acid. The process of obtaining consists of the following stages:
I. Construction of the gene encoding B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -insulin.

Плазмиду pKFN27 располагают по единственному XbaI-сайту, расположенному сразу же за геном предшественника синтетического инсулина. Чтобы не разрушить XbaI-сайт при связывании на описанной ниже стадии, каждый конец линейной плазмиды лигируют 19-мерным Hind 3-XbaI-двунитевым линкером
XbaI - Hind3
CTAGAAGAGCCCAAGACTA
TTCTCGGGTTCTGATTCGA
Линкер 5'-фосфорилирован на XbaI-однонитевом конце, но оставлен нефосфорилированным на Hind 3-конце, благодаря чему исключается полимеризация линкера во время стадии лигирования и получения кольцевой ДНК (см. фиг.10).
Plasmid pKFN27 is located on a single XbaI site located immediately after the synthetic insulin precursor gene. In order not to destroy the XbaI site upon binding in the step described below, each end of the linear plasmid is ligated with a 19-dimensional Hind 3-XbaI double-stranded linker
XbaI - Hind3
CTAGAAGAGCCCAAGACTA
TTCTCGGGTTCTGATTCGA
The linker is 5'-phosphorylated at the XbaI single-stranded end, but left unphosphorylated at the Hind 3-terminus, thereby eliminating the polymerization of the linker during the ligation step and obtaining ring DNA (see Fig. 10).

5'-мононуклеотиды удаляют с 3'-концов полученной линейной двунитевой ДНК с помощью обработки ExoIII-нуклеазой. Обработку ExoIII-нуклеазой осуществляют при 23oC в условиях, при которых около 250 нуклеотидов удаляется с каждого 3'-конца ДНК (L. Guo and R.Wu (1983), Methods in Enzymdogy, lOO, 60-96).5'-mononucleotides are removed from the 3'-ends of the obtained linear double-stranded DNA by treatment with ExoIII nuclease. Treatment with ExoIII nuclease is carried out at 23 ° C. under conditions under which about 250 nucleotides are removed from each 3 ′ end of the DNA (L. Guo and R. Wu (1983), Methods in Enzymdogy, lOO, 60-96).

5'-фосфорилированный 25-мерный мутагенный праймер d(GTTTCTTCTACGAACCTAAGGCTGC) гибридизуют мутационным сайтом. После связывания с помощью полимеразы Кленова в присутствии T4-лигазы двунитевую ДНК переваривают с помощью XbaI. Затем гетеродуплексную кольцевую ДНК с мутацией в одной нити с помощью T4-лигазы. The 5'-phosphorylated 25-dimensional mutagenic primer d (GTTTCTTCTACGAACCTAAGGCTGC) is hybridized with a mutation site. After binding using Klenov polymerase in the presence of a T4 ligase, double-stranded DNA is digested with XbaI. Then heteroduplex ring DNA with a mutation in one strand using T4 ligase.

Лигированную смесь трансформируют в E.coli (r-, m+) (MT172), выбираемые по резистентности к ампициллину.The ligation mixture was transformed into E. coli (r - , m + ) (MT172), selected for ampicillin resistance.

Мутанты идентифицируют гибридацией колоний с 5'-32P-меченой 25-мерной мутагенной затравкой. После повторной трансформации показано, что плазмида pKFN37 на одной из результирующих колоний содержит требуемую мутацию по данным определения ДНК-последовательности 0,5 к.п.о. XbaI-EcoRI-фрагменты (A. Maxam and W.Gilbert (1980) Methods in Enzymology, 65, 499-560). Mutants are identified by hybridization of colonies with 5'-32P-labeled 25-dimensional mutagenic seed. After repeated transformation, it was shown that the plasmid pKFN37 at one of the resulting colonies contains the desired mutation according to 0.5 kb DNA determination data. XbaI-EcoRI fragments (A. Maxam and W. Gilbert (1980) Methods in Enzymology, 65, 499-560).

II. Трансформация. II. Transformation.

S.cerevisiae штамм MT663 (E2-7B X EII-ЗC a/альфа, Δtpi/Δtpi, pep 4-3/pep 4-3) выращивают на YPGAL (1% бакто-дрожжевого экстракта, 2% бакто-пептона, 2% галактозы, 2% лактата) до получения оптической плотности ОД, равной 0,6 при длине волны 600 нм. S. cerevisiae strain MT663 (E2-7B X EII-ZC a / alpha, Δtpi / Δtpi, pep 4-3 / pep 4-3) is grown on YPGAL (1% bacto-yeast extract, 2% bacto-peptone, 2% galactose, 2% lactate) to obtain an optical density of OD equal to 0.6 at a wavelength of 600 nm.

100 мл культуры центрифугируют, промывают 10 мл воды, повторно центрифугируют и вновь суспендируют в 10 мл 1,2 М сорбита, 25 мМ Na2ЭДТК pH 8,0, 6,7 мг/мл дитиотреитола. Суспензию инкубируют 15 мин при 30oC, центрифугируют и клетки повторно суспендируют в 10 мл 1,2 М сорбита, 10 мМ Na2ЭДТК, 0,1 М цитрата натрия pH 5,8, 2 мг "Новозима 234". Суспензию инкубируют 30 мин при 30oC, клетки собирают центрифугированием, промывают в 10 мл 1,2 М сорбита и в 10 мл CAS (1,2 М сорбита, 10 мМ CACl2, 10 мМ Трис (Трис = трис(гидроксиметил)-аминометан) pH 7,5) и повторно суспендируют в 2 мл CAS. Для трансформации 0,1 мл CAS-ресуспендированных клеток смешивают с приблизительно 1 мкг плазмиды pKFN37 и оставляют на 15 мин при комнатной температуре. Добавляют 1 мл 20% полиэтиленгликоля 4000, 10 мМ CACl2, 10 мМ Трис pH 7,5 и смесь оставляют при комнатной температуре еще на 30 мин. Смесь центрифугируют и гранулы повторно суспендируют в 0,1 мл SOS (1,2 М сорбита, 33 об. % YPGal, 6,7 мМ CACl2, 14 мкг/мл лейцина) и инкубируют 2 ч при 30oC. Затем суспензию центрифугируют и гранулы повторно суспендируют в 0,5 мл 1,2 М сорбита. Добавляют 6 мл верхнего агара (среда "SC" согласно Sherman et al. (Methods in Yeast Genesis. Cold Spring Harbor Labs, 1981) при отсутствии лейцина и содержащая 1,2 М сорбита + 2,5% агар) при 52oC и суспензию выливают на верхнюю часть чашек, содержащих тот же агар, но затвердевший, в виде сорбит-содержащей среды. Колонии-трансформанты отбирают спустя 3 сут при 30oC, повторно выделяют и используют для культивирования в жидких средах. Один такой трансформант KFN40 (=MT663/pKFN37) выбран для получения дальнейших характеристик.100 ml of culture are centrifuged, washed with 10 ml of water, re-centrifuged and resuspended in 10 ml of 1.2 M sorbitol, 25 mm Na 2 EDTA pH 8.0, 6.7 mg / ml dithiotreitol. The suspension is incubated for 15 minutes at 30 ° C, centrifuged and the cells are resuspended in 10 ml of 1.2 M sorbitol, 10 mM Na 2 EDTA, 0.1 M sodium citrate pH 5.8, 2 mg Novozima 234. The suspension is incubated for 30 min at 30 o C, the cells are collected by centrifugation, washed in 10 ml of 1.2 M sorbitol and in 10 ml of CAS (1.2 M sorbitol, 10 mm CACl 2 , 10 mm Tris (Tris = Tris (hydroxymethyl) - aminomethane) pH 7.5) and resuspended in 2 ml of CAS. To transform 0.1 ml of CAS-resuspended cells are mixed with approximately 1 μg of plasmid pKFN37 and left for 15 min at room temperature. 1 ml of 20% polyethylene glycol 4000, 10 mM CACl 2 , 10 mM Tris pH 7.5 was added and the mixture was left at room temperature for another 30 minutes. The mixture was centrifuged and the pellets resuspended in 0.1 ml SOS (1.2 M sorbitol, 33 vol.% YPGal, 6.7 mm CACl 2 , 14 μg / ml leucine) and incubated for 2 hours at 30 ° C. Then, the suspension was centrifuged and the granules are resuspended in 0.5 ml of 1.2 M sorbitol. Add 6 ml of top agar (SC medium according to Sherman et al. (Methods in Yeast Genesis. Cold Spring Harbor Labs, 1981) in the absence of leucine and containing 1.2 M sorbitol + 2.5% agar) at 52 ° C and the suspension is poured onto the top of the plates containing the same agar but solidified in the form of a sorbitol-containing medium. Transformation colonies were selected after 3 days at 30 ° C., re-isolated and used for cultivation in liquid media. One such KFN40 transformant (= MT663 / pKFN37) was selected to obtain further characteristics.

III. Экспрессия предшественника B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) инсулина. III. Expression of the precursor B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) insulin.

Штамм дрожжей KFN40 выращивают на YPD - среде (1% дрожжевого экстракта, 2% пептона (оба производства фирмы "Дифло лэборотриз") и 2% глюкозы). 10-мл культуру штамма встряхивают при 30oC до OD60026. После центрифугирования надосадочную жидкость анализируют с помощью противофазной ВЭЖХ и выявляют 13,5 мг/л предшественника.The KFN40 yeast strain is grown on YPD medium (1% yeast extract, 2% peptone (both manufactured by Diflo laborotriz) and 2% glucose). A 10 ml culture of the strain was shaken at 30 ° C. to OD 600 26. After centrifugation, the supernatant was analyzed by antiphase HPLC and 13.5 mg / L of the precursor was detected.

Аналог в надосадочной жидкости концентрируют на катионообменной колонке при низком pH с последующей десорбцией подходящим буферным раствором. Кристаллизацию осуществляют с помощью спиртового цитратного буфера. The analog in the supernatant is concentrated on a cation exchange column at low pH, followed by desorption with a suitable buffer solution. Crystallization is carried out using an alcohol citrate buffer.

IV. Транспептидация. IV. Transpeptidation.

0,2 моля (47,1 г) Thr - OBut, НОАС растворяют в ДМФА с получением 100 мл раствора, добавляют 50 мл 76,5 об.% ДМФА в воде и 10 г неочищенного B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина растворяют в смеси, которую термостатируют при 12oC. Затем добавляют 1 г трипсина в 25 мл 0,05 М ацетата кальция и спустя 24 ч при 12oC смесь добавляют к 2 л ацетона и осажденные пептиды выделяют центрифугированием и сушат в вакууме. B27 Glu, B30 Thr-But-человеческий инсулин очищают на препаративной ВЭЖХ-колонке с силика-C18 в качестве материала колонки.0.2 mol (47.1 g) Thr - OBu t , SPLA are dissolved in DMF to give 100 ml of solution, 50 ml of 76.5 vol.% DMF in water and 10 g of crude B27 Glu, B (1-29) are added. -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin is dissolved in a mixture that is thermostated at 12 o C. Then add 1 g of trypsin in 25 ml of 0.05 M calcium acetate and after 24 hours at 12 o C the mixture add to 2 l of acetone and the precipitated peptides are isolated by centrifugation and dried in vacuum. B27 Glu, B30 Thr-Bu t- human insulin was purified on a preparative HPLC column with silica-C18 as the material of the column.

V. Конверсия в B27 Glu-человеческий инсулин. V. Conversion to B27 Glu-human insulin.

B27 Glu, B30 Thr-OBut-человеческий инсулин растворяют в 100 мл трифторуксусной кислоты. По прошествии 2 ч при комнатной температуре раствор лиофилизуют. Лиофилизованный порошок растворяют в 400 мл 47,5 мМ цитрата натрия при pH 7. Пептиды осаждают при pH 5,5 после добавления 2,4 мл 1 M ZnCl2, выделяют центрифугированием и сушат в вакууме. Продукт очищают анионообменной хроматографией и соль удаляют гель-фильтрацией. Выход: 1,7 г B27 Glu-человеческого инсулина.B27 Glu, B30 Thr-OBu t- human insulin is dissolved in 100 ml of trifluoroacetic acid. After 2 hours at room temperature, the solution is lyophilized. The lyophilized powder was dissolved in 400 ml of 47.5 mm sodium citrate at pH 7. The peptides precipitated at pH 5.5 after adding 2.4 ml of 1 M ZnCl 2 , isolated by centrifugation and dried in vacuum. The product is purified by anion exchange chromatography and the salt is removed by gel filtration. Yield: 1.7 g of B27 Glu-human insulin.

Пример 3. Получение B9 Asp-человеческого инсулина. Example 3. Obtaining B9 Asp-human insulin.

B9 Asp-человеческий инсулин получают транспептидизацией B9 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина с помощью Thr-OBut и ацидолизом полученного треонинового эфира трифторуксусной кислотой.B9 Asp-human insulin is obtained by transpeptidization of B9 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin with Thr-OBu t and the acidification of the obtained threonine ester with trifluoroacetic acid.

I. Построение гена, кодирующего B29 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) -человеческий инсулин. I. Construction of the gene encoding B29 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

Этот ген строят по той же методике, которая описана для гена, кодирующего B27 Glu , B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческий инсулин, сайт-специфическим мутагенезом pKFN27, направляемым 23-мерной мутагенной затравкой d(CTTGTGCGGTGACCACTTGGTTG). Показано, что плазмида pKFN38 содержит требуемую мутацию. This gene is constructed using the same procedure as described for the gene encoding B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin, site-specific mutagenesis of pKFN27, directed 23-dimensional mutagenic seed d (CTTGTGCGGTGACCACTTGGTTG). The plasmid pKFN38 was shown to contain the desired mutation.

II. Трансформация. II. Transformation.

Плазмиду pKFN38 трансформируют в штамм MT663 S.cerevisiae по методике примера 2, II и выделяют трансформант KFN41. Plasmid pKFN38 was transformed into S. cerevisiae strain MT663 according to the procedure of Example 2, II, and the KFN41 transformant was isolated.

III. Экспрессия B9 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина. III. Expression of B9 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

Дрожжевой штамм KFN41 выращивают на среде YPD по методике примера 2, III. В надосадочной жидкости обнаружено 2,5 мг/л предшественника аналога инсулина. The yeast strain KFN41 is grown on YPD medium as described in Example 2, III. 2.5 mg / L of the insulin analog precursor was detected in the supernatant.

IV. Транспептидация. IV. Transpeptidation.

7,4 г неочищенного B9 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина транспептидизируют по методике примера 2, IV с получением B9 Asp, B30 Thr-OBu+-человеческого инсулина.7.4 g of crude B9 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin are transpeptidized according to the procedure of example 2, IV to obtain B9 Asp, B30 Thr-OBu + -human insulin .

V. Конверсия. V. Conversion.

B9 Asp, BЗ0 Thr-OBu+-человеческий инсулин преобразуют в В9 Аsр-человеческий инсулин по методике примера 2, V. Выход: 0,83 г B9 Asp-человеческого инсулина.B9 Asp, BZ0 Thr-OBu + -human insulin is converted to B9 Asp-human insulin according to the procedure of Example 2, V. Yield: 0.83 g of B9 Asp-human insulin.

Пример 4. Получение B9 Asp, B27 Glu-человеческого инсулина. Example 4. Obtaining B9 Asp, B27 Glu-human insulin.

B9 Asp, B27 Glu-человеческий инсулин получают транспептидизацией B9 Asp, B27 Glu, B(1-21)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина с помощью Thr-OBu+, и ацидолизом полученного треонинового эфира трифторуксусной кислотой.B9 Asp, B27 Glu-human insulin is obtained by transpeptidization of B9 Asp, B27 Glu, B (1-21) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin with Thr-OBu + , and by acidolysis of the obtained threonine ester trifluoroacetic acid.

I. Построение гена, кодирующего B9 Asp, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческий инсулин. I. Construction of the gene encoding B9 Asp, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

367 п. о. EcoRI-Hind З-фрагмент из pKFN8 (см.пример 3) и 140 п.о. Hind 3-XbaI-фрагмент из pKFN37 (см. пример 2) лигируют с большим XbaI-EcoRI-фрагментом плазмиды pUC13 (эту плазмиду строят по методике, описанной для pUC8 и pUC9 Vieira et al. (1982), Gene. 19, 259-268). Лигированную смесь трансформируют в E.coli (MT172), выбранную по резистентности к ампициллину. Плазмиды получают из ряда трансформантов и анализируют по перевариванию с помощью PstI и Hind3. Фрагмент XbaI-EcoRI 0,5 к.п.о. из одной плазмиды, которая давала правильные рестрикционно-ферментные структуры, лигируют с 7,8 к. п. о. XbaI-KpnI-фрагментом и 4,3 к.п.о. KpnI-EcoRI-фрагментом, оба из которых из pMT644 (описана в патенте Дании N 1293/84). Лигированную смесь трансформируют в E.coli (MT172), выбранную по резистентности к ампициллину. Показано, что плазмида pKFN43 из одной из результирующих колоний содержит ген требуемого предшественника производного инсулина по данным определения ДНК-последовательности 0,5 к.п.о. XbaI-EcoRI-фрагмента. Конструкция pKFN43 представлена на фиг.11. 367 bp EcoRI-Hind 3-fragment from pKFN8 (see example 3) and 140 bp The Hind 3-XbaI fragment from pKFN37 (see Example 2) is ligated with a large XbaI-EcoRI fragment of plasmid pUC13 (this plasmid is constructed according to the procedure described for pUC8 and pUC9 Vieira et al. (1982), Gene. 19, 259- 268). The ligation mixture was transformed into E. coli (MT172) selected for ampicillin resistance. Plasmids are obtained from a number of transformants and digested by PstI and Hind3. Fragment XbaI-EcoRI 0.5 kbp from one plasmid, which gave the correct restriction enzyme structures, are ligated with 7.8 kb XbaI-KpnI fragment and 4.3 kbp KpnI-EcoRI fragment, both of which are from pMT644 (described in Danish patent N 1293/84). The ligation mixture was transformed into E. coli (MT172) selected for ampicillin resistance. It was shown that plasmid pKFN43 from one of the resulting colonies contains the gene of the desired precursor of the insulin derivative according to the determination of the DNA sequence of 0.5 kbp XbaI-EcoRI fragment. The construction of pKFN43 is shown in FIG. 11.

II. Трансформация. II. Transformation.

Плазмиду pKFN38 трансформируют в штамм MT663 S.cerevisiae по методике примера 2, II и выделяют трансформант KFN44. Plasmid pKFN38 was transformed into S. cerevisiae strain MT663 according to the procedure of Example 2, II, and the KFN44 transformant was isolated.

III. Экспрессия B9 Asp, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина. III. Expression of B9 Asp, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

Дрожжевой штамм KFN44 выращивают на среде YPD по методике примера 2, III. 7,3 мг/л предшественника аналога инсулина получают из надосадочной жидкости. The yeast strain KFN44 is grown on YPD medium as described in Example 2, III. 7.3 mg / L of the insulin analog precursor is obtained from the supernatant.

IV. Транспептидация. IV. Transpeptidation.

12,7 неочищенного B9 Asp, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина транспептидизируют по методике примера 2, IV с получением B9 Asp, B27 Glu, B30 Thr-OBu+-человеческого инсулина.12.7 crude B9 Asp, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin are transpeptidized according to the procedure of example 2, IV to obtain B9 Asp, B27 Glu, B30 Thr- OBu + -human insulin.

V. Конверсия. V. Conversion.

B29 Asp, B27 Glu, B30 Thr-OBut-человеческий инсулин преобразуют в B9 Asp, B27 Glu, B30 Thr-человеческий инсулин и очищают по методике примера 2, V. Выход: 1,0 B9 Asp, B27 Glu-человеческого инсулина.B29 Asp, B27 Glu, B30 Thr-OBu t- human insulin is converted to B9 Asp, B27 Glu, B30 Thr-human insulin and purified according to the procedure of Example 2, V. Yield: 1.0 B9 Asp, B27 Glu-human insulin.

Пример 5. Получение A8 His, B9 Asp, B27 Glu-человеческого инсулина. Example 5. Obtaining A8 His, B9 Asp, B27 Glu-human insulin.

A8 His, B9 Asp, B27 Glu-человеческий инсулин получают транспептидизацией A8 His, B9 Asp, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина с помощью Thr-OBut и ацидолизом полученного треонинового эфира трифторуксусной кислотой по методике примера 2.A8 His, B9 Asp, B27 Glu-human insulin is obtained by transpeptidization of A8 His, B9 Asp, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin using Thr-OBu t and acidolysis of the obtained threonine ester with trifluoroacetic acid according to the procedure of Example 2.

I. Построение гена, кодирующего A8 His, B9 Asp, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеский инсулин. I. Construction of the gene encoding A8 His, B9 Asp, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

Этот ген строят с помощью олигонуклеотидного направленного мутагенеза с использованием методики двунитевого разрыва (J. Moinega, T. Frances chimi, S. Inonyl, M. Inonyl (1984) Biotechnology 2, 636-639). Выведенная на основе pUC13 плазмида, кодирующая MF α I последовательность-лидер и предшественник B9 Asp B27 Glu-человеческого инсулина (фиг.11) расщепляют с помощью HpaI и XbaI. Большой фрагмент смешивают с плазмидой, линеаризованной с помощью Ndl I. После денатурирования под действием температуры и охлаждения смесь содержит дуплексы с двунитевым разрывом с однонитевым "окном" в области, соответствующей гену предшественника инсулина (HpaI-XbaI). 37-мерную мутагенную затравку рассогласования d(GAACAATGCTGTCACTCCATCTGCTCCTTGTACCAAT) гибридизируют с зажатым дуплексом с последующим заполнением полимеразой Кленова и лигацией. Смесь используют для трансформации E.coli (MT172), выбранной по резистентности к ампициллину. Мутанты идентифицируют по гибридизации колонии с 18-мерной 5'-32P-меченой пробой d(AATGCTGTCACTCCATCT). После повторной трансформации определено, что плазмида из одной из результирующих колоний содержит требуемую мутацию по данным определения ДНК-последовательности XbaI-EcoRI-фрагмента 0,5 к.п.о. Эта плазмида использована для построения дрожжевой плазмиды pKFN102, как это описано в примере 4 для случая построения pKFN43.This gene is constructed using oligonucleotide directed mutagenesis using a double-strand break technique (J. Moinega, T. Frances chimi, S. Inonyl, M. Inonyl (1984) Biotechnology 2, 636-639). A pUC13-derived plasmid encoding the MFα I leader sequence and B9 Asp B27 precursor of Glu-human insulin (FIG. 11) was digested with HpaI and XbaI. The large fragment is mixed with a plasmid linearized with Ndl I. After denaturing by temperature and cooling, the mixture contains double-stranded duplexes with a single-stranded “window” in the region corresponding to the insulin precursor gene (HpaI-XbaI). The 37-dimensional mutagenic mismatch seed d (GAACAATGCTGTCACTCCATCTGCTCCTTGTACCAAT) is hybridized with pinched duplex followed by Klenov polymerase and ligation. The mixture is used to transform E. coli (MT172) selected for ampicillin resistance. Mutants are identified by hybridization of a colony with an 18-dimensional 5'- 32 P-labeled probe d (AATGCTGTCACTCCATCT). After repeated transformation, it was determined that the plasmid from one of the resulting colonies contains the desired mutation according to the determination of the DNA sequence of the XbaI-EcoRI fragment of 0.5 kbp This plasmid was used to construct the yeast plasmid pKFN102, as described in example 4 for the case of constructing pKFN43.

II. Трансформация. II. Transformation.

Плазмиду pKFN102 трансформируют в S.cereovisiae штамм МТ663 по методике примера 2, II и выделяют трансформант KFN109. Plasmid pKFN102 was transformed into S. cereovisiae strain MT663 according to the procedure of Example 2, II, and the transformant KFN109 was isolated.

III. Экспрессия A8 His, B9 Asp, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина. III. Expression of A8 His, B9 Asp, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

Дрожжевой штамм KFN109 выращивают на среде YPD по методике примера 2, III. В надосадочной жидкости выявлено 21,5 мг/л предшественника аналога инсулина. The yeast strain KFN109 is grown on YPD medium as described in Example 2, III. 21.5 mg / L of the precursor of the insulin analogue was detected in the supernatant.

IV-V. Транспептидация и конверсия. IV-V. Transpeptidation and conversion.

22,0 г неочищенного A8 His, B9 Asp, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина транспептидизируют, преобразуют и очищают по методике примера 2, IV-V. Выход: 4,0 г A8 His, B9 Asp, B27 Glu-человеческого инсулина. 22.0 g of crude A8 His, B9 Asp, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin are transpeptidized, converted and purified according to the procedure of Example 2, IV-V. Yield: 4.0 g A8 His, B9 Asp, B27 Glu-human insulin.

Пример 6. Получение B12 Ile-человеческого инсулина. Example 6. Obtaining B12 Ile-human insulin.

B12 Ile-человеческий инсулин получают транспептидацией B12 Ile, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина с помощью Thr-OBu+ и ацидолизом полученного треонинового эфира трифторуксусной кислотой, как описано в примере 2, I. Построение гена, кодирующего B12 Ile, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческий инсулин.B12 Ile-human insulin is obtained by transpeptidation of B12 Ile, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin with Thr-OBu + and acidification of the obtained threonine ester with trifluoroacetic acid, as described in Example 2, I. Construction of the gene encoding B12 Ile, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

0,5 к. п.о. EcoRI-XbaI-фрагмент pMT598 (построение плазмиды pMT598 описано в заявке на европейский патент N 0163529A), кодирующий MF α 1-лидер (минус Glu-Ala-Glu-Ala)-B(1-29)-Ala-Ala-Lys-B(1-21) вставляют в M13 mp 10 RFфаг, расщепленный с помощью XbaI-EcoRI, и соответствующую однонитевую ДНК очищают от M13 mp 10-рекомбинантного фага. Однонитевую матричную ДНК гибридизируют с мутагенной 27-мерной затравкой NOR-092 d(GTAGAGAGCTTCGATCAGGTGTGAGCC). Затравки расширяют с помощью dNTPS и полимеразы Кленова и лигатируют с помощью T4-ДНК-лигазы. Мутагенную затравку KFN92 выбирают таким образом, чтобы разрушить сайт Bst NI (единственный во фрагменте XbaI-EcoRI). Поэтому для отбора относительно немутированного фрагмента EcoRI-XbaI, смесь расщепляют с помощью Bst NI, а затем EcoRI и XbaI и лигируют с вектором pUC13 расщеплением по EcoRI и XbaI. Из одного из полученных трансформантов выбирают плазмиду, pMT76О, не имеющую Bst NI-сайта в последовательности кодирования инсулина. Требуемую мутированную последовательность проверяют определением ДНК-последовательности по Максэму Джилберту. Плазмида pMT760 содержит 0,5 к.п.о. EcoRI-XbaI-последовательность, соответствующую тому же фрагменту из pMT598 (см. выше), если не считать мутации в B12 (Val-Ile). Эту мутированную последовательность затем связывают с дрожжевой экспрессионной плазмидой лигированием 0,5 к.п.о. EcoRI-XbaI-фрагмента из pMT76О с 7,8 к. п. о. XbaI-KpnI и 4,3 к.п.о. KpnI-EcoRI-фрагментом из pMT644 с получением pMTA. 0.5 kb EcoRI-XbaI fragment of pMT598 (construction of plasmid pMT598 is described in European Patent Application No. 0163529A) encoding MF α 1-leader (minus Glu-Ala-Glu-Ala) -B (1-29) -Ala-Ala-Lys- B (1-21) is inserted into the M13 mp 10 RF phage digested with XbaI-EcoRI, and the corresponding single-stranded DNA is purified from the M13 mp 10 recombinant phage. Single stranded template DNA was hybridized with a mutagenic 27-dimensional seed NOR-092 d (GTAGAGAGCTTCGATCAGGTGTGAGCC). Seeds are expanded with dNTPS and Klenov polymerase and ligated with T4 DNA ligase. The KFN92 mutagenic seed was chosen to destroy the Bst NI site (the only one in the XbaI-EcoRI fragment). Therefore, to select a relatively un-mutated EcoRI-XbaI fragment, the mixture was digested with Bst NI and then EcoRI and XbaI and ligated with the pUC13 vector by EcoRI and XbaI cleavage. A plasmid, pMT76O, which does not have a Bst NI site in the insulin coding sequence, is selected from one of the obtained transformants. The desired mutated sequence is checked by determining the DNA sequence according to Maxam Gilbert. Plasmid pMT760 contains 0.5 kbp EcoRI-XbaI sequence corresponding to the same fragment from pMT598 (see above), except for mutations in B12 (Val-Ile). This mutated sequence is then linked to a yeast expression plasmid by ligation with 0.5 kbp EcoRI-XbaI fragment from pMT76O with 7.8 bp XbaI-KpnI and 4.3 kbp KpnI-EcoRI fragment from pMT644 to obtain pMTA.

II-V. Трансформация, экспрессия, транспептидация, конверсия. II-V. Transformation, expression, transpeptidation, conversion.

Плазмиду pMTA трансформируют в дрожжевой штамм MT663, как это описано в примере 2, II, и трансформированный штамм MTA культивируют по методике примера 2, III. 10,4 мг/л предшественника аналога инсулина получают из надосадочной жидкости. 10 г неочищенного предшественника аналога транспептидизируют, преобразуют и очищают по методике примера 2, IV-V. Выход: 1,3 г B12 Ile-человеческого инсулина. Plasmid pMTA is transformed into the yeast strain MT663, as described in example 2, II, and the transformed strain MTA is cultured according to the method of example 2, III. 10.4 mg / L of the insulin analog precursor is obtained from the supernatant. 10 g of the crude analog precursor are transpeptidized, converted and purified according to the procedure of Example 2, IV-V. Yield: 1.3 g of B12 Ile-human insulin.

Пример 7. Получение B12 Tyr-человеческого инсулина. Example 7. Obtaining B12 Tyr-human insulin.

B12 Tyr-человеческий инсулин может быть получен транспептидацией B12 Tyr, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина с помощью Thr-OBut и ацидолизом полученного треонинового эфира трифторуксусной кислотой по методике примера 2.B12 Tyr-human insulin can be obtained by transpeptidation of B12 Tyr, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin with Thr-OBu t and acidification of the obtained threonine ester with trifluoroacetic acid according to the procedure of Example 2.

I. Построение гена, кодирующего B12 Tyr, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческий инсулин. I. Construction of the gene encoding B12 Tyr, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

Ген строят по методике, аналогичной методике получения гена, кодирующего B12 Ile, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческий инсулин с тем исключением, что вместо KFN92 использована затравка KFN93 d(GTAGAGAGCTTCGTACAGGTGTGAGCC). The gene is constructed by a method similar to the method of obtaining the gene encoding B12 Ile, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin with the exception that KFN93 d seed (GTAGAGAGCTTCGTACAGGTGTGAGCC) was used instead of KFN92 .

II-IV. Трансформация, экспрессия, транспепдидация, конверсия. II-IV. Transformation, expression, transpeptidation, conversion.

Стадии II-III проводят по методике примера 2. Из надосадочной жидкости получают 1,7 мг/л предшественника аналога инсулина. Неочищенный предшественник аналога может быть транспептидизирован, преобразован и очищен по методике примера 2, IV-V с получением B12 Tyr-человеческого инсулина. Steps II-III are carried out according to the procedure of Example 2. 1.7 mg / L of the insulin analog precursor is obtained from the supernatant. The crude analog precursor can be transpeptidized, converted and purified according to the procedure of Example 2, IV-V to give B12 Tyr-human insulin.

Пример 8. Получение B10 Asp-человеческого инсулина. Example 8. Obtaining B10 Asp-human insulin.

B10 Asp-человеческий инсулин получают транспептидацией B10 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина с помощью Thr-OBut и ацидолизом полученного треонинового эфира трифторуксусной кислотой по методике примера 2.B10 Asp-human insulin is obtained by transpeptidation of B10 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin with Thr-OBu t and the acidification of the obtained threonine ester with trifluoroacetic acid according to the procedure of Example 2.

I. Построение гена, кодирующего B10 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческий инсулин. I. Construction of the gene encoding B10 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

Ген строят по методике, аналогичной получению гена, кодирующего B12 Ile, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческий инсулин с тем отличием, что вместо KFN92 использована затравка KFN94 d(AGCTTCCACCAGATCTGAGCCGCACAG). The gene is constructed according to a method similar to the generation of the gene encoding B12 Ile, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin, with the difference that KFN94 d seed (AGCTTCCACCAGATCTGAGCCGCACAG) was used instead of KFN92.

II-V. Трансформация, экспрессия, транспептидация, экспрессия. II-V. Transformation, expression, transpeptidation, expression.

Стадии II-III проводят по методике примера 2. В надосадочной жидкости выявляют 36 мг/л предшественника аналога инсулина. Неочищенный предшественник аналога транспептидируют, преобразуют и очищают по методике примера 2, IV-V. Выход: 7,6 г B10 Asp-человеческого инсулина. Stage II-III is carried out according to the method of example 2. 36 mg / l of the precursor of the insulin analogue is detected in the supernatant. The crude analog precursor is transpeptidized, converted and purified according to the procedure of Example 2, IV-V. Yield: 7.6 g B10 Asp-human insulin.

Пример 9. Получение B28 Asp-человеческого инсулина. Example 9. Obtaining B28 Asp-human insulin.

B28 Asp-человеческий инсулин получают транспентидацией B28 Asp, B(1-29)-Als-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина с помощью Thr-OMe и гидролизом полученного треонинового эфира при pH 8-12. B28 Asp-human insulin is obtained by transposition of B28 Asp, B (1-29) -Als-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin with Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH 8-12.

I. Построение гена, кодирующего B28 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческий инсулин. I. Construction of the gene encoding B28 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

0,5 к. п.о. EcoRI-XbaI-фрагмент pMT462 (построение плазмиды pMT462 описано в патентной заявке Дании N 1257/86), кодирующий MF α I-лидер (минус Glu-Ala-Glu-Ala)-B-C-A, т.е. ген человеческого проинсулина с предшествующим модифицированным MF α I-лидером, вставляют в M13 mp 10RF-фаг, расщепляют с помощью XbaI-EcoRI и соответствующую однонитевую ДНК очищают от M13 mp 10-рекомбинантного фага. Однонитевую матричную ДНК гибридизируют с мутагенной 41-мерной затравкой NOR205 d(TTCCACAATGCCCTTAGCGGCCTTGTCTGTGTAGAAGAAGC) и универсальной секвенирующей затравкой M13 d(TCCCAGTCACGACGT). Затравки увеличены с помощью dNTP и полимеразы Кленова и лигированы с помощью T4 ДНК-лигазы. 0.5 kb The EcoRI-XbaI fragment of pMT462 (the construction of plasmid pMT462 is described in Danish patent application N 1257/86) encoding the MF α I leader (minus Glu-Ala-Glu-Ala) -B-C-A, i.e. the human proinsulin gene with the previous modified MFα I leader is inserted into the M13 mp 10RF phage, digested with XbaI-EcoRI and the corresponding single-stranded DNA is purified from the M13 mp 10 recombinant phage. Single stranded template DNA was hybridized with the NOR205 d mutagenic 41 seed seed (TTCCACAATGCCCTTAGCGGCCTTGTCTGTGTAGAAGAAGC) and the M13 d universal sequencing seed (TCCCAGTCACGACGT). Seeds are increased using dNTP and Klenov polymerase and ligated using T4 DNA ligase.

После экстракции фенолом, осаждения этанолом и повторного суспендирования ДНК расщепляют рестрикционными ферментами Apa I, XbaI и KcoRI. После еще одной экстракции фенолом, осаждения этанолом и повторного суспендирования ДНК лигируют с EcoRI-XbaI, расщепленной pUC13. Лигированную смесь получают из ряда трансформантов. Плазмидные препараты расщепляют с помощью EcoRI и XbaI и препараты, дающие полосы на 0,5 и 0,6. к.п.о., повторно трансформируют в E.coli. После повторной трансформации выбирают трансформант, содержащий лишь pU13 со вставкой 0,5 к.п.о. After extraction with phenol, ethanol precipitation and re-suspension, the DNAs are digested with restriction enzymes Apa I, XbaI and KcoRI. After another phenol extraction, ethanol precipitation and re-suspension of the DNA, they are ligated with EcoRI-XbaI digested with pUC13. The ligation mixture is obtained from a number of transformants. Plasmid preparations are digested with EcoRI and XbaI and preparations giving bands of 0.5 and 0.6. KPO, re-transformed into E. coli. After repeated transformation, a transformant containing only pU13 with an insert of 0.5 kb is selected.

Из одного из полученных трансформантов выбирают плазмиду pMT881 с требуемой мутацией на B28 (Pro-Asp). Мутированную последовательность проверяют с помощью определения ДНК-последовательности по методу Максэма-Джилберта. Затем мутированную последовательность переносят на дрожжевую экспрессионную плазмиду лигированием 0,5 к.п.о. EcoRI-XbaI-фрагмента pMT881 с 7,8 к.п.о. XbaI-KpnI и 4,3 к.п.о,. KpnI-EcorI-фрагмента из pMT644 с получением pMTA1. Plasmid pMT881 with the desired mutation at B28 (Pro-Asp) is selected from one of the obtained transformants. The mutated sequence is checked by determining the DNA sequence according to the Maxam-Gilbert method. Then the mutated sequence is transferred to a yeast expression plasmid by ligation of 0.5 kbp EcoRI-XbaI fragment of pMT881 with 7.8 kbp XbaI-KpnI & 4.3 c.p. KpnI EcorI fragment from pMT644 to obtain pMTA1.

II. Трансформация. II. Transformation.

Плазмиду pMTA1 трансформируют в S.сerevisiae штамм MT663 по методике примера 2, II и выделяют трансформант MTA1. Plasmid pMTA1 was transformed into S. cerevisiae strain MT663 according to the procedure of Example 2, II, and the transformant MTA1 was isolated.

III. Экспрессия B28 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21)-человеческого инсулина. III. Expression of B28 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) -human insulin.

Дрожжевой штамм MTA1 выращивают на среде YPD по методике примера 2, III. Из надосадочной жидкости получено: 7,2 мг/л предшественника аналога инсулина. The yeast strain MTA1 is grown on YPD medium as described in Example 2, III. From the supernatant obtained: 7.2 mg / l of the precursor of the insulin analogue.

IV. Транспептидизация. IV. Transpeptidization.

Неочищенный B28 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) транспептизируют по методике примера 2, IV при замене Thr-OBut на Thr-OMe с получением B28 Asp, B30 Thr-OMe-человеческого инсулина.The crude B28 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) is transpeptized according to the procedure of Example 2, IV by replacing Thr-OBu t with Thr-OMe to give B28 Asp, B30 Thr-OMe- human insulin.

V. Конверсия. V. Conversion.

B28 Asp, B30 Thr-OMe-человеческий инсулин диспергируют в воде до 1% (мас./об.) и растворяют добавлением 1н. гидроксида натрия до pH 10,0. Значение pH выдерживают постоянным на уровне 10,0 в течение 24 ч при 25oC. Образованный B28 Asp-человеческий инсулин осаждают добавлением хлорида натрия до 8% (мас./об.), тригидрата ацетата натрия до 1,4% (мас./об.) и ацетата цинка дигидрата до 0,01% (мас./об.) с последующим добавлением 1н. хлористоводородной кислоты до pH 5,5. Осадок выделяют центрифугированием и очищают анионообменной хроматографией и соли удаляют гель-фильтрацией. Выход: 0,2 г B28 Asp-человеческого инсулина.B28 Asp, B30 Thr-OMe-human insulin is dispersed in water up to 1% (w / v) and dissolved by adding 1N. sodium hydroxide to a pH of 10.0. The pH was kept constant at 10.0 for 24 hours at 25 ° C. The Asp-human insulin formed by B28 was precipitated by the addition of sodium chloride up to 8% (w / v), sodium acetate trihydrate up to 1.4% (w. / vol.) and zinc acetate dihydrate to 0.01% (wt./about.) with the subsequent addition of 1N. hydrochloric acid to a pH of 5.5. The precipitate was isolated by centrifugation and purified by anion exchange chromatography and the salts were removed by gel filtration. Yield: 0.2 g B28 Asp-human insulin.

Пример 10. Получение A21 Asp, B9 Asp, B27 Glu-человеческого инсулина. Example 10. Obtaining A21 Asp, B9 Asp, B27 Glu-human insulin.

A21 Asp, B9 Asp, B27 Glu-человеческий инсулин получают из B9 Asp, B27 Glu-человеческого инсулина избирательным деамидированием (гидролиз 5% раствора в течение 14 сут при 37oC, pH 2,5). Деамидированный продукт выделяют анионообменной хроматографией.A21 Asp, B9 Asp, B27 Glu-human insulin is obtained from B9 Asp, B27 Glu-human insulin by selective deamidation (hydrolysis of a 5% solution for 14 days at 37 ° C, pH 2.5). The deamidated product is isolated by anion exchange chromatography.

Пример 11. Получение B27 Asp, A21 Asp-человеческого инсулина. Example 11. Obtaining B27 Asp, A21 Asp-human insulin.

B21 Glu, A21 Asp-человеческий инсулин получают транспептидизацией B27 Glu, B21 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) с помощью Thr-OBu+ и ацидолизом полученного треонинового эфира трифторуксусной кислотой по методике примера 2.B21 Glu, A21 Asp-human insulin is obtained by transpeptidization of B27 Glu, B21 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) with Thr-OBu + and acidification of the obtained threonine ester with trifluoroacetic acid according to the procedure example 2.

B27 Glu, A21 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) получают из B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) (см. пример 2) деамидированием, как это описано в примере 10. B27 Glu, A21 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) are obtained from B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) ( see example 2) deamidation, as described in example 10.

Пример 12. В26 Glu-человеческий инсулин был получен при транспептидации B26 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизом полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 6 мг. Example 12. B26 Glu-human insulin was obtained by transpeptidation of B26 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 6 mg.

Пример 13. B9 Asp, B27 Arg-человеческий инсулин был получен при транспептидации B9 Asp, B27 Arg, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролиз полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 0,5 г. Example 13. B9 Asp, B27 Arg-human insulin was obtained by transpeptidation of B9 Asp, B27 Arg, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 0.5 g.

Пример 14. B16 Glu, B27 Glu человеческий инсулин был получен при транспептидации B16 Glu, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 8 г. Example 14. B16 Glu, B27 Glu human insulin was obtained by transpeptidation of B16 Glu, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 8 g.

Пример 15. B20 Gln-человеческий инсулин был получен при транспептидации B20 Gln, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 22 мг. Example 15. B20 Gln-human insulin was obtained by transpeptidation of B20 Gln, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 22 mg.

Пример 16. A13 Ser, B27 Glu-человеческий инсулин был получен при транспептидации A13 Ser, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr- OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 7,4 г. Example 16. A13 Ser, B27 Glu-human insulin was obtained by transpeptidation of A13 Ser, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 7.4 g.

Пример 17. B10 Asp, B28 Asp-человеческий инсулин был получен при транспептидации B10 Asp, B28 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 3 г. Example 17. B10 Asp, B28 Asp-human insulin was obtained by transpeptidation of B10 Asp, B28 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 3 g.

Пример 18. B17 Gln человеческий инсулин был получен при транспептидации B17 Gln, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 4,2 г. Example 18. B17 Gln human insulin was obtained by transpeptidation of B17 Gln, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 4.2 g.

Пример 19. B19 Glu, B27 Glu-человеческий инсулин был получен при транспептидации B1 Glu, B27Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 8. Выход составил 24,4 г. Example 19. B19 Glu, B27 Glu-human insulin was obtained by transpeptidation of B1 Glu, B27Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH from about 8 to 12, as described in example 8. The yield was 24.4 g.

Пример 20. B2 Asp, B5 Ser, B27 Glu-человеческий инсулин был получен при транспептидации B2 Asp, B5 Ser, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 4,8 г. Example 20. B2 Asp, B5 Ser, B27 Glu-human insulin was obtained by transpeptidization of B2 Asp, B5 Ser, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 4.8 g.

Пример 21. B10 Thr-человеческий инсулин был получен при траспептидации B10 Thr, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 6,4 г. Example 21. B10 Thr-human insulin was obtained by transpeptidation of B10 Thr, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 6.4 g.

Пример 22. A13 Glu, B10 Glu-человеческий инсулин был получен при транспептидации A13 Glu, B10 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 25,2 г. Example 22. A13 Glu, B10 Glu-human insulin was obtained by transpeptidation of A13 Glu, B10 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 25.2 g.

Пример 23. B2 Ser, B10 Asp-человеческий инсулин был получен при транспептидации B2 Ser, B10 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 7,3 г. Example 23. B2 Ser, B10 Asp-human insulin was obtained by transpeptidization of B2 Ser, B10 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 7.3 g.

Пример 24. B16 His человеческий инсулин был получен при транспептидации B16 His, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход 78 г. Example 24. B16 His human insulin was obtained by transpeptidation of B16 His, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of from about 8 to 12, as described in example 9. Yield 78 g.

Пример 25. A21 Glu, B10 Asp-человеческий инсулин был получен при транспептидации A2l Glu, B10 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 9,3 г. Example 25. A21 Glu, B10 Asp-human insulin was obtained by transpeptidation of A2l Glu, B10 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 9.3 g.

Пример 26. A2l Glu, B28 Asp-человеческий инсулин был получен при транспептидации A21 Glu, B28 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход составил 3,4 г. Example 26. A2l Glu, B28 Asp-human insulin was obtained by transpeptidation of A21 Glu, B28 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH from about 8 to 12, as described in example 9. The yield was 3.4 g.

Пример 27. A21 Glu, B9 Asp-человеческий инсулин был получен при транспептидации A21 Glu, B9 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) Thr-OMe и гидролизе полученного треонинового эфира при pH от примерно 8 до 12, как описано в примере 9. Выход 1,3 г. Example 27. A21 Glu, B9 Asp-human insulin was obtained by transpeptidation of A21 Glu, B9 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at pH from about 8 to 12, as described in example 9. Yield 1.3 g.

Пример 28. B9 Asn-человеческий инсулин получали с помощью транспептидации B9 Asn, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-Оме при 20oC и гидролиза полученного треонинового сложного эфира при pH примерно 8-12 и при температуре 26oC, как описано в примере 9. Выход был 3 г.Example 28. B9 Asn-human insulin was obtained by transpeptidation of B9 Asn, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-Ome at 20 ° C. and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12 and at a temperature of 26 o C, as described in example 9. The yield was 3 g.

Пример 29. B10 Asp-человеческий инсулин получали с помощью транспептидации B10 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 18oC и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH примерно 8-12 и при температуре 10oC, как описано в примере 9. Выход был 43 г.Example 29. B10 Asp-human insulin was obtained by transpeptidation of B10 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe at 18 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at the pH is about 8-12 and at a temperature of 10 o C, as described in example 9. The yield was 43 g.

Пример 30. B16 Gln-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B16 Gln, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 40oC и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH примерно 8-12 и при температуре 5oC, как описано в примере 9. Выход был 1 г.Example 30. B16 Gln-human insulin was obtained by transpeptidation of B16 Gln, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe at 40 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12 and at a temperature of 5 o C, as described in example 9. The yield was 1 g.

Пример 31. B17 Ala-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B17 Ala, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 5oC и гидролиза полученного сложного треонинового эфира при pH примерно 8-12, как описано в примере 9. Выход был 4 г.Example 31. B17 Ala-human insulin was obtained by transpeptidation of B17 Ala, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe at 5 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12, as described in example 9. The yield was 4 g.

Пример 32. B28 Asp-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B28 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 15oC и гидролиза полученного сложного треонинового эфира при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход был 17 г.Example 32. B28 Asp-human insulin was obtained by transpeptidation of B28 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe at 15 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12, as described in example 9. The yield was 17 g.

Пример 33. B9 Glu, A21 Gly-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B9 Glu, A21 Gly, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 12oC и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход был 4,6 г.Example 33. B9 Glu, A21 Gly-human insulin was obtained using the transpeptidation B9 Glu, A21 Gly, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe at 12 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12, as described in Example 9. The yield was 4.6 g.

Пример 34. B16 Asp, A21 Gly-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B16 Asp, A21 Gly, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 12oC и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH примерно 8-12, как описано в примере 9. Выход составил 0,2 г.Example 34. B16 Asp, A21 Gly-human insulin was obtained using the transpeptidation B16 Asp, A21 Gly, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe at 12 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12, as described in Example 9. The yield was 0.2 g.

Пример 35. B9 Asp, B27 Glu, A21 Gly-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B9 Asp, B27 Glu, A21 Gly, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 12oC и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH около 8-12 и при температуре 0oC в иных отношениях, как описано в примере 9. Выход был 1,3 г.Example 35. B9 Asp, B27 Glu, A21 Gly-human insulin was obtained using the transpeptidation B9 Asp, B27 Glu, A21 Gly, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr -OMe at 12 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12 and at a temperature of 0 o C in other respects, as described in example 9. The yield was 1.3 g.

Пример 36. B9 Glu, B27 Glu, A21 Gly-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B9 Glu, B27 Glu, A21 Gly, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 10oC и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход составил 2 г.Example 36. B9 Glu, B27 Glu, A21 Gly-human insulin was obtained using the transpeptidation B9 Glu, B27 Glu, A21 Gly, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr -OMe at 10 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12, as described in example 9. The yield was 2 g.

Пример 37. B9 Glu, B10 Glu, A21 Gly-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B9 Glu, B10 Glu, A21 Gly, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 0oC и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход составил 2 г.Example 37. B9 Glu, B10 Glu, A21 Gly-human insulin was obtained using the transpeptidation B9 Glu, B10 Glu, A21 Gly, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr -OMe at 0 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12, as described in example 9. The yield was 2 g.

Пример 38. B2 Ser, B10 Glu, B27 Glu, A8 His, A21 Gly-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B2 Ser, B10 Glu, B27 Glu, A8 His, A21 Gly, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход составил 1,1 г. Example 38. B2 Ser, B10 Glu, B27 Glu, A8 His, A21 Gly-human insulin was obtained using the transpeptidation B2 Ser, B10 Glu, B27 Glu, A8 His, A21 Gly, B (1-29) -Ala-Ala -Lys-A (1-21) of human insulin Thr-OMe and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12, as described in Example 9. The yield was 1.1 g.

Пример 39. B9 Gln-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B9 Gln, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 40oC и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход составил 0,4 г.Example 39. B9 Gln-human insulin was obtained by transpeptidation of B9 Gln, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe at 40 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12, as described in example 9. The yield was 0.4 g.

Пример 40. B5 Tyr-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B5 Tyr, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход составил 0,5 г. Example 40. B5 Tyr-human insulin was obtained by transpeptidation of B5 Tyr, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin at a pH of about 8-12, as described in example 9. The yield was 0.5 g.

Пример 41. B14 Ser, B17 Asp-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B14 Ser, B17 Asp, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe при 17oC и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход составил 0,3 г.Example 41. B14 Ser, B17 Asp-human insulin was obtained by transpeptidation of B14 Ser, B17 Asp, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe at 17 o C and hydrolysis of the obtained threonine ester at a pH of about 8-12, as described in Example 9. The yield was 0.3 g.

Пример 42. B16 Glu, B27 Glu-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B16 Glu, B27 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход был 8 г. Example 42. B16 Glu, B27 Glu-human insulin was obtained using the transpeptidation of B16 Glu, B27 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe and hydrolysis of the obtained complex threonine ester at a pH of about 8-12, as described in Example 9. The yield was 8 g.

Пример 43. B9 Glu, B10 Glu-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B9 Glu, B10 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход составил 20 г. Example 43. B9 Glu, B10 Glu-human insulin was obtained by transpeptidation of B9 Glu, B10 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe and hydrolysis of the obtained complex threonine ester at a pH of about 8-12, as described in Example 9. The yield was 20 g.

Пример 44. B10 Glu, des B30-человеческий инсулин получался с помощью превращения B10 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина в B10 Glu, des B30-человеческий инсулин с помощью трипсина в водном растворе. Выход составил 5 г. Example 44. B10 Glu, des B30-human insulin was obtained by converting B10 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin to B10 Glu, des B30-human insulin using trypsin in an aqueous solution. The yield was 5 g.

Пример 45. B1 Glu, B28 Glu-человеческий инсулин был получен с помощью транспептидации B1 Glu, B28 Glu, B(1-29)-Ala-Ala-Lys-A(1-21) человеческого инсулина Thr-OMe и гидролиза полученного сложного эфира треонина при pH около 8-12, как описано в примере 9. Выход составил 6,5 г. Example 45. B1 Glu, B28 Glu-human insulin was obtained by transpeptidation of B1 Glu, B28 Glu, B (1-29) -Ala-Ala-Lys-A (1-21) human insulin Thr-OMe and hydrolysis of the obtained complex threonine ester at a pH of about 8-12, as described in Example 9. The yield was 6.5 g.

Характеристика аналога человеческого инсулина согласно настоящему изобретению. Characterization of an analogue of human insulin according to the present invention.

Определение молекулярной массы ( Gutfreund H, Biochemical Journal, 42 (544) 1948). Determination of molecular weight (Gutfreund H, Biochemical Journal, 42 (544) 1948).

Методика: мембранный осмометр "Кнауэр", тип: 1,00; мембрана "Шляйхер энд Шолль", тип: R52. Methodology: membrane osmometer "Knauer", type: 1.00; Schleicher & Scholl membrane, type: R52.

Растворитель: 0,05 M NaCl pH 7,5, температура 21oC.Solvent: 0.05 M NaCl pH 7.5, temperature 21 o C.

Результаты: все типы инсулина измерялись при концентрации 4 мг/мл. Results: all types of insulin were measured at a concentration of 4 mg / ml.

Тип инсулина - Молекулярная масса, кДа
Человеческий 2Zn-инсулин - 36±2
Человеческий бесцинковый инсулин - 29±1
Бесцинковый B27 Glu-человеческий инсулин - 22±1
Бесцинковый B12 Ile-человеческий инсулин - 17±1
Бесцинковый B27 Glu, B21 Asp-человеческий инсулин - 8±1
Бесцинковый B9 Asp, B27 Glu-человеческий инсулин - 6±1
Бесцинковый B9 Asp-человеческий инсулин - 6±1
Бесцинковый B9 Asp, B27 Glu, A21 Asp-человеческий инсулин - 6±1
Бесцинковый B9 Asp, B27 Glu, A8 His-человеческий инсулин - 9±1
Бесцинковый B10 Asp-человеческий инсулин - 12±1
Бесцинковый B28 Asp-человеческий инсулин - 9±2
Как видно из приведенных выше данных аналоги человеческого инсулина имеют значительно меньшую молекулярную массу, чем человеческий инсулин, что приводит к снижению самоассоциирования в димеры, тетрамеры и гексамеры или в некоторых случаях к его отсутствию.
Type of insulin - Molecular mass, kDa
Human 2Zn-insulin - 36 ± 2
Human zinc-free insulin - 29 ± 1
Zinc-free B27 Glu-human insulin - 22 ± 1
Zinc-free B12 Ile-human insulin - 17 ± 1
Zinc-free B27 Glu, B21 Asp-human insulin - 8 ± 1
Zinc-free B9 Asp, B27 Glu-human insulin - 6 ± 1
Zinc-free B9 Asp-human insulin - 6 ± 1
Zinc-free B9 Asp, B27 Glu, A21 Asp-human insulin - 6 ± 1
Zinc-free B9 Asp, B27 Glu, A8 His-human insulin - 9 ± 1
Zinc-free B10 Asp-human insulin - 12 ± 1
Zinc-free B28 Asp-human insulin - 9 ± 2
As can be seen from the above data, analogues of human insulin have a significantly lower molecular weight than human insulin, which leads to a decrease in self-association in dimers, tetramers and hexamers, or in some cases to its absence.

Как следует из приведенной ниже таблицы, время для 50%-го исчезновения аналогов инсулина с участка инъекции существенно снижается по сравнению с человеческим инсулином. As follows from the table below, the time for a 50% disappearance of insulin analogs from the injection site is significantly reduced compared to human insulin.

Биологическая сила действия аналогов инсулина сравнима с аналогичным показателем для человеческого инсулина или не намного меньше. The biological potency of insulin analogues is comparable to that of human insulin or not much less.

Claims (3)

1. Аналоги инсулина человека, имеющие общую формулу I, приведенную на с. 1. Analogues of human insulin having the General formula I, shown on p. где X аминокислотный остаток инсулина человека или замещение, которое в положении A8 может быть His, Glu или Asp, в положении A13 Ser, Glu или Asp, в положении A21 Asp, Glu, Ser, Thr или Gly, в положении B1 Glu или Asp, в положении B2 Glu, Asp или Ser, в положении B5 Glu, Asp, Ser или Tyr, в положении B9 Asp, Glu, Gln или Asn, в положении B10 Glu, Asp или Thr, в положении B12 Ile или Tyr, в положении B14 - Glu, Asp или Ser, в положении B16 Asp, Gln, Glu или His, в положении B17 Gln, Glu, Asp или Ala, в положении B20 Gln, Asp или Glu, в положении B26 Glu или Asp, в положении B27 Glu, Asp или Arg и в положении B28 Asp или Glu; A1-O или Gly, и/или A21-O или X, и/или B1-O или X, и/или B1-O или X, и/или B30-O или Thr, при условии замещения не менее одного аминокислотного остатка в B-цепи и не более 7 от общего числа замещений в B- и A-цепях,
обладающие мол.м. примерно 6000 кД и активностью, по существу, сходной с активностью инсулина человека.
where X is the amino acid residue of human insulin or a substitution, which at position A 8 may be His, Glu or Asp, at position A 1 3 Ser, Glu or Asp, at position A 2 1 Asp, Glu, Ser, Thr or Gly, at position B 1 Glu or Asp, at position B 2 Glu, Asp or Ser, at position B 5 Glu, Asp, Ser or Tyr, at position B 9 Asp, Glu, Gln or Asn, at position B 1 0 Glu, Asp or Thr in position B 1 2 Ile or Tyr, in position B 1 4 - Glu, Asp or Ser, in position B 1 6 Asp, Gln, Glu or His, in position B 1 7 Gln, Glu, Asp or Ala, in position B 2 0 Gln, Asp or Glu, at position B 2 6 Glu or Asp, at position B 2 7 Glu, Asp or Arg and at position B 2 8 Asp or Glu; A 1 -O or Gly, and / or A 2 1 -O or X, and / or B 1 -O or X, and / or B 1 -O or X, and / or B 3 0 -O or Thr, with the condition of substitution of at least one amino acid residue in the B chain and not more than 7 of the total number of substitutions in the B and A chains,
having mol.m. approximately 6000 kDa and activity essentially similar to the activity of human insulin.
2. Способ получения аналогов инсулина человека формулы по п.1, заключающийся в том, что штамм дрожжей Saccharomyces cerevisiae трансформируют реплицируемой плазмидой, содержащей ДНК-последовательность, кодирующую предшественник аналога инсулина формулы II, приведенной на с. 2. The method for producing human insulin analogues of the formula according to claim 1, wherein the Saccharomyces cerevisiae yeast strain is transformed with a replicable plasmid containing the DNA sequence encoding the precursor of the insulin analogue of formula II shown in p. где X имеет указанное значение;
Qn пептидная цепь с числом n природных аминокислотных остатков;
R Lys или Arg;
n 0 33, целое число;
m 0 или 1,
клетки культивируют в подходящей питательной среде, предшественник выделяют из супернатанта культуральной среды и превращают в аналоги инсулина человека с помощью реакции со сложным эфиром L-треонина или его солью в органическом растворе при 12oС в присутствии трипсина или его производных, полученный сложный треониновый эфир инсулина человека гидролизуют в кислотных или основных условиях при комнатной температуре и выделяют целевой продукт.
where X has the indicated meaning;
Q n is a peptide chain with n natural amino acid residues;
R Lys or Arg;
n 0 33, an integer;
m 0 or 1,
the cells are cultured in a suitable nutrient medium, the precursor is isolated from the supernatant of the culture medium and converted to human insulin analogues by reaction with L-threonine ester or its salt in an organic solution at 12 ° C. in the presence of trypsin or its derivatives, the obtained insulin threonine ester a person is hydrolyzed under acidic or basic conditions at room temperature and the desired product is isolated.
3. Раствор для инъекций, обладающий инсулиновой активностью, содержащий аналог инсулина человека по п.1 или его фармацевтически приемлемую соль и воду предпочтительно нейтральной pН. 3. An injection solution having insulin activity, comprising the human insulin analogue according to claim 1, or a pharmaceutically acceptable salt thereof and water, preferably neutral pH.
SU4028085 1986-08-29 1986-08-29 Human insulin analogs, method of their synthesis, injection solution RU2104305C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4028085 RU2104305C1 (en) 1986-08-29 1986-08-29 Human insulin analogs, method of their synthesis, injection solution

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4028085 RU2104305C1 (en) 1986-08-29 1986-08-29 Human insulin analogs, method of their synthesis, injection solution

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2104305C1 true RU2104305C1 (en) 1998-02-10

Family

ID=21223332

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4028085 RU2104305C1 (en) 1986-08-29 1986-08-29 Human insulin analogs, method of their synthesis, injection solution

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2104305C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11248034B2 (en) 2016-07-22 2022-02-15 University Of Utah Research Foundation Insulin analogs

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Hoppe-Seyler's. L. Physiol. Chem., 360, 1619 - 1632 (1979). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11248034B2 (en) 2016-07-22 2022-02-15 University Of Utah Research Foundation Insulin analogs
RU2769476C2 (en) * 2016-07-22 2022-04-01 Университи Оф Юта Ресёч Фаудэтион Insulin analogues

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5618913A (en) Insulin analogues
EP0419504B1 (en) Insulin analogues
EP0375437B1 (en) Human insulin analogues
US5008241A (en) Novel insulin peptides
US5430016A (en) Insulin compounds and compositions
US5716927A (en) Insulin analogs having a modified B-chain
CN113265007B (en) Fusion protein for treating metabolic diseases and preparation method and application thereof
CN114901680B (en) Long acting GLP-1 compounds
FI104428B (en) Process for production of aprotinin and aprotinin homologues in yeast
RU2104305C1 (en) Human insulin analogs, method of their synthesis, injection solution
CN100429226C (en) Novel process for genetic engineering preparation of insulin and insulin analogs
JP2006508695A (en) Monomeric insulin
DE69123242T2 (en) Physiologically active peptides, their use and a method for producing said peptides
DK159274B (en) Rapidly acting human insulin analogues and injectable solutions which contain these insulin analogues and which have an effect which sets in rapidly
CN102775491A (en) Preparation method and application of single-chain human apoptosis-2 ligand (Apo2L) trimer protein