高活性艾塞那肽类似物及其医药应用制造技术

本发明专利技术公开了一类艾塞那肽(Exendin‑4)类似物。该类类似物刺激大鼠胰岛细胞瘤细胞INS‑1分泌胰岛素的活性明显高于野生型艾塞那肽，且糖尿病模型小鼠C57BL/KsJ‑db/db体内降糖活性也显著优于野生型艾塞那肽，可用于预防、治疗或减轻糖尿病和肥胖症以及通过降低血糖、抑制胃肠运动、胃排空而受益的其他疾病。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属生物医药领域，具体涉及一类艾塞那肽(Exendin-4)类似物以及医药应用。技术背景糖尿病(diabetesmellitus，DM)是由于体内胰岛素分泌不足或合成受阻导致内分泌代谢紊乱而引起血糖升高的一种复杂的代谢性疾病，主要分为1型糖尿病(type1diabetesmellitus,T1DM)、2型糖尿病(type2diabetesmellitus,T2DM)以及其他类型的糖尿病。据统计，2型糖尿病所占比例较大，约占糖尿病患者总数的90％以上，其发病期多在35-40岁以后，发病后期会出现较严重的并发症。目前，糖尿病的治疗主要集中在以降低血糖浓度，减少并发症的发生等为目的，治疗方法主要是药物治疗。治疗2型糖尿病的药物主要有磺酰脲类、双胍类、α葡萄糖激酶抑制剂、抗IL-1β抗体和肠促胰岛素类药物，其中肠促胰岛素类药物具有多方面降糖功能而作为新型糖尿病治疗药物备受关注，根据作用机制可分为二肽基肽酶IV(dipeptidylpeptidase4,DPP-4)抑制剂和胰高血糖素样肽(glucagon-likepeptide-1,GLP-1)受体激动剂两类。研究表明，这两类药物除具有降血糖、极少导致低血糖、安全性和耐受性较好等优点外，还对消化、中枢神经、心血管等多系统发挥保护作用。胰高血糖素样肽-1(Glucagon-likePeptide-1，GLP-1)由小肠Langerhans细胞合成分泌，与GLP-1受体结合后能够随着血糖的升高而促进胰岛素的生物合成，刺激胰岛β细胞分泌胰岛素，抑制胰高血糖素的分泌，增强组织对胰岛素的敏感性，从而降低血糖浓度，对糖尿病具有良好的治疗效果。但GLP-1分泌入血后极易被二肽基肽酶IV(dipeptidylpeptidase4，DPP-4)降解，半衰期只有1-2min。DPP-4是一种丝氨酸蛋白酶，可特异性切割GLP-1N端二肽使其失活。艾塞那肽(Exendin-4)是从北美洲西北部钝尾毒蜥(Helodermasuspectum)唾液中分离得到的一种GLP-1受体激动剂，由39个氨基酸组成(氨基酸序列如SEQ.IDNO:1所示)，与GLP-1氨基酸序列具有约53％的同源性，其N端同源性达到80％。研究发现艾塞那肽与GLP-1相似也能结合和激活胰岛β细胞上的GLP-1受体，并刺激葡萄糖依赖性的胰岛素分泌。艾塞那肽已于2005年4月由美国Amylin与EliLilly公司开发上市，并于2009年8月在中国上市，临床上与磺酰脲类药物、二甲双胍或噻唑烷二酮类药物合用，控制2型糖尿病患者血糖浓度，目前已成为治疗2型糖尿病的一线治疗药物。艾塞那肽在体内具有良好的安全性和耐受性，极少导致低血糖现象。此外，由于艾塞那肽对二肽基肽酶IV不敏感，与GLP-1相比，其体内半衰期显著增长，达到3.3～4小时(DrugsToday(Barc)41(2005)563-578.；AmJHealthSystPharm62(2005)173-181.)。艾塞那肽是一种异源的GLP-1受体激动剂，其结构以及与GLP-1受体间的相互作用关系已研究得比较清楚(BrJPharmacol166(2012)27-41)。因此，基于艾塞那肽与GLP-1受体之间的相互作用关系，就有可能设计并获得药理活性更优的GPL-1受体激动剂药物。
技术实现思路
本专利技术基于艾塞那肽与胰岛β细胞GLP-1受体之间的结构关系，依据计算机辅助药物设计原理，通过对艾塞那肽的关键位点进行突变，获得了与GLP-1受体结合力更强且刺激胰岛素分泌活性更高的艾塞那肽类似物。本专利技术具体技术方案如下：一类艾塞那肽类似物，在野生型艾塞那肽(Exendin-4，EX-WT)氨基酸序列的第16、21、29位中的一个或多个位点的氨基酸发生突变，其中，艾塞那肽第16位的Glu突变为Trp、Leu、Ile或Val；艾塞那肽第21位的Leu突变为Arg、Lys或His；艾塞那肽第29位Gly突变为Trp、Leu、Ile或Phe。艾塞那肽(Exendin-4)是从北美洲西北部钝尾毒蜥(Helodermasuspectum)唾液中分离得到的一种GLP-1受体激动剂，由39个氨基酸组成，氨基酸序列如下所示。His-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-Met-Glu-Glu-Glu-Ala-Val-Arg-Leu-Phe-Ile-Glu-Trp-Leu-Lys-Asn-Gly-Gly-Pro-Ser-Ser-Gly-Ala-Pro-Pro-Pro-Ser(SEQ.IDNO:1)。进一步地，优选艾塞那肽类似物的氨基酸序列如SEQ.IDNO:2-15所示。其中，艾塞那肽第16位Glu突变为Trp，Ile，Leu或Val的艾塞那肽类似物，其氨基酸序列如SEQ.IDNO:2，SEQ.IDNO:3，SEQ.IDNO:4,SEQ.IDNO:5所示；艾塞那肽第21位Leu突变为Arg，Lys或His的艾塞那肽类似物其氨基酸序列如SEQ.IDNO:6，SEQ.IDNO:7，SEQ.IDNO:8所示；艾塞那肽第29位Gly突变为Trp，Ile，Leu或Phe的艾塞那肽类似物其氨基酸序列如SEQ.IDNO:9，SEQ.IDNO:10，SEQ.IDNO:11，SEQ.IDNO:12所示；艾塞那肽第16位Glu突变为Trp并且第21位Leu突变成Arg或Lys，两种双突变体为EX-E16WL21K(SEQ.IDNO:13)与EX-E16WL21R(SEQ.IDNO:14)艾塞那肽第16位Glu突变为Trp，并且第29位Gly突变成Trp，得到双突变体EX-E16WG29W(SEQ.IDNO:15)。野生型艾塞那肽C末端是酰胺化的，本专利技术所述的艾塞那肽类似物氨基酸C末端可以是酰胺化的或非酰胺化的。本专利技术的另一目的在于提供本专利技术所述艾塞那肽类似物在制备治疗糖尿病、肥胖症和/或相关病症药物中的应用。上述应用，所述的药物含有本专利技术所述艾塞那肽类似物以及药学上可以接受的载体。本专利技术所述艾塞那肽类似物可以以单一药物的形式给药或可以与其它药物联合给药。本专利技术的艾塞那肽类似物可以成盐，包括与各种无机或有机酸盐如盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、酒石酸盐、马来酸盐、延胡索酸盐、扁桃酸盐和草酸盐；各种无机或有机碱、盐如氢氧化钠、三羟甲基氨基甲烷和N-甲基-葡萄糖胺成盐。本专利技术的艾塞那肽类似物可以单独使用或以药物组合物的形式使用。药物组合物包括作为活性成分的本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
一类艾塞那肽类似物，其特征在于艾塞那肽氨基酸序列的第16、21、29位中的一个或多个位点的氨基酸发生突变，其中，艾塞那肽第16位的谷氨酸突变为色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸或缬氨酸；艾塞那肽第21位的亮氨酸突变为精氨酸、赖氨酸或组氨酸；艾塞那肽第29位的甘氨酸突变为色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸或苯丙氨酸。

【技术特征摘要】
1.一类艾塞那肽类似物，其特征在于艾塞那肽氨基酸序列的第16、21、29位中的一个或
多个位点的氨基酸发生突变，其中，艾塞那肽第16位的谷氨酸突变为色氨酸、亮氨酸、异亮
氨酸或缬氨酸；艾塞那肽第21位的亮氨酸突变为精氨酸、赖氨酸或组氨酸；艾塞那肽第29位
的甘氨酸突变为色氨酸、亮氨酸、异亮氨酸或苯丙氨酸。
2.如权利要求1所述的艾塞那肽类似物，其特征在于氨基酸序列如SEQ....

【专利技术属性】
技术研发人员：谭树华，古丽丽，黄传龙，王玥，许雅琼，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32