具有选择性信号传导特性和降低的促有丝分裂性的胰岛素类似物制造技术

技术编号:16706238 阅读:44 留言:0更新日期:2017-12-02 20:41
双链胰岛素类似物含有位置B10的天冬氨酸、位置B24的五氟‑苯丙氨酸、任选地位置A8的组氨酸或谷氨酸,任选地位置A13和/或A14和/或B28和/或B29的额外取代或修饰。所述类似物可以是哺乳动物胰岛素(如人胰岛素)的类似物,可以任选地包括(i)B链的一个、两个或三个残基的N‑端缺失,(ii)B链的含有至少一个酸性残基的单肽或二肽C‑端延伸,和(iii)本领域已知增强胰岛素的稳定性的其它修饰。在0.00‑0.10锌离子/胰岛素类似物单体的摩尔比的锌离子不存在或存在的情况下,在至少7.0‑8.0范围内的pH值的可溶性溶液中,在U‑100至U‑1000的连续强度下的上述类似物的制剂。

Mitogenic insulin analogues with selective signal conduction and reduction

Aspartic double chain insulin analogues containing B10 acid, five fluorine position B24 phenylalanine, optionally A8 histidine or glutamic acid, optionally position A13 and / or A14 and / or B28 and / or B29 additional replacement or modification. The analogs can be insulin in mammals (such as human insulin analogues), can optionally include (I) N deletion of B chain one, two or three residues, containing a single peptide (II) at least one or two acidic residues in the peptide C B chain terminal extension (III), and the area known to enhance other modified insulin stability. In the 0 0.10 zinc / zinc ion molar ratio of insulin analogues of the monomer or does not exist under the condition of soluble solution in at least 7 in the range of 8 pH values, in the continuous strength of U 100 to U 1000 under the similar preparations.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有选择性信号传导特性和降低的促有丝分裂性的胰岛素类似物关于联邦资助的研究或开发的声明本专利技术在国立卫生研究院(NationalInstitutesofHealth)授予的合作协议下,由政府支持完成,资助号为DK040949和DK074176。美国政府可享有本专利技术的某些权利。专利技术背景本专利技术涉及多肽激素类似物,其表现出增强的药物特性,诸如增加的热力学稳定性,降低的促有丝分裂性和在高蛋白浓度(1-5mM)下在锌离子不存在的情况下的快速作用制剂的可行性。更具体地,本专利技术涉及赋予改变或选择性的受体后信号传导特性(相对于野生型胰岛素的信号转导)的胰岛素类似物。因此,本专利技术的胰岛素类似物由含有氨基酸取代的新型组合的两条多肽链组成,使得所述类似物表现出(i)增强的热力学稳定性,(ii)在大于0.6mM的蛋白浓度下降低的自身缔合,和(iii)人胰岛素分子的生物功效的至少一部分,尽管在哺乳动物中皮下或静脉内注射后可能需要更大数量的蛋白分子,以引发血液-葡萄糖浓度的相似降低。非标准蛋白(包括治疗剂和疫苗)的工程改造可以具有广泛的医疗和社会益处。天然存在的蛋白——如通常在人类、其它哺乳动物、脊椎生物、无脊椎生物或真核细胞的基因组中编码的那样——可以演化成在细胞背景下最佳地发挥功能,但对于治疗应用可能是次佳的。此类蛋白的类似物可以表现出改善的生物物理、生物化学或生物特性。蛋白类似物的益处是实现增强的“中靶”活性(诸如代谢的代谢调节,导致血液-葡萄糖浓度的降低),和减少的意外和不利的副作用,诸如促进癌细胞的生长或增加的脂质的生物合成。此类蛋白工程改造的另一个益处是保留对蛋白浓度的快速起效作用以实现较高强度的制剂。社会益处的又另一个实例是对室温下或高于室温的降解的抗性提高,有利于运输、分配和使用。胰岛素提供了治疗性蛋白的一个实例。野生型人胰岛素和在其它哺乳动物基因组中编码的胰岛素分子结合位于多器官和多种类型的细胞的胰岛素受体,无论是通过RNA剪接的替代方式或通过翻译后糖基化的替代模式生成的受体同种型。野生型胰岛素还以较低、但显著的亲和力与同源1型胰岛素样生长因子受体(IGF-1R)结合。胰岛素是双链蛋白分子,其在脊椎动物中是被称为胰岛素原的单链前体的生物合成产物。人胰岛素原的序列和结构分别说明于图1A和1B中;人胰岛素的序列显示于图1C中。胰岛素的两个多肽链分别被称为A和B。一个或另一个链中的特定残基通过如下表示:标准三字母代码(例如,Ala代表丙氨酸或Asp代表天冬氨酸),随后是表示链(A或B)和该链中的残基编号的上标。例如,B链的位置10的组氨酸表示为HisB10,B链的位置12的缬氨酸表示为ValB12,且A链的位置8的苏氨酸表示为ThrA8。“胰岛素类似物”表示通过用不同类型的氨基酸取代一个或多个氨基酸残基或通过用不同的原子或原子集合修饰此类残基的侧链或主链中的一个或多个原子而与野生型胰岛素相关的一类分子。本领域已知的胰岛素类似物的实例是胰岛素赖脯胰岛素(lispro),其中ProB28被Lys取代,且LysB29被Pro取代。胰岛素赖脯胰岛素(也称为KP-胰岛素)是产品Humalog®(EliLillyandCo.)的活性组分。本领域已知胰岛素的B链可以通过在一个或几个位置的标准氨基酸取代进行修饰,以增强胰岛素类似物制剂从皮下贮库的吸收速率。进一步医疗益处的一个实例是可溶性胰岛素类似物制剂的药代动力学特性的优化,使得快速起效作用在U-200至U-1000范围内(即,比常规U-100胰岛素产品高两倍和十倍之间(在该命名法中,“U-X”表示每ml溶液或悬浮液中的X内部单位)的强度的制剂中得以保留。增加强度的胰岛素制剂有望对于表现出显著的胰岛素抵抗的患者具有特别的益处,并且在内部或外部胰岛素泵中也可以是有价值的,以延长储库寿命或允许新一代的泵技术中的储库的小型化。现有的胰岛素产品通常在增加胰岛素或胰岛素类似物的浓度以达到制剂强度>U-200(200国际单位/ml)后显示延长的药代动力学和药效动力学特性。此延长损害此类产品皮下注射后对于血糖的膳食控制的效力,并且损害基于泵的连续皮下输注的效力和安全性。鉴于这些缺点,可通过在U-200和U-1000之间保留快速作用的胰岛素类似物的工程改造来增强快速作用的胰岛素类似物制剂的治疗和社会益处。如果新型可溶性胰岛素类似物相对于野生型人胰岛素表现出对1型IGF受体的较弱的亲和力,则产生额外的益处。如果浓缩的胰岛素类似物制剂可以在开发用于监测胰岛素刺激的人癌细胞系增殖的测定中表现出减少的促有丝分裂性,则还产生额外的治疗和社会益处。施用胰岛素已长期被确定为糖尿病的治疗方法。在患有糖尿病的患者中常规胰岛素替代疗法的主要目的是严格控制血液葡萄糖浓度以防止其偏离高于或低于健康人对象的正常范围特征。偏离低于正常范围与即时肾上腺素或神经低血糖症状相关,这在严重发作中导致痉挛、昏迷和死亡。偏离高于正常范围与微血管疾病(包括视网膜病、失明和肾衰竭相关)的长期风险增加相关。尽管血糖控制的重要性是本领域众所周知的,但2型糖尿病(T2DM)的病理生理学还表征为选择性胰岛素抵抗(SIR),其中胰岛素变得对血糖控制无效,但仍继续驱动促有丝分裂和过量脂质合成。在肝脏和肌肉中积累脂质进一步使葡萄糖调节失衡,增加胰岛素抵抗,并加速T2DM及其并发症的进展。据我们所知,目前没有重新平衡此类扰动的细胞和器官特异性信号传导的胰岛素产品(批准的或临床试验中)。因此,我们预期此产品将在T2DM中产生新的治疗范例,产生显著的长期健康益处和总体健康-护理费用的降低。胰岛素是在脊椎动物的代谢中起到重要作用的小球状蛋白。胰岛素含有两条链,含有21个残基的A链和含有30个残基的B链。该激素作为Zn2+-稳定的六聚体存储在胰岛β细胞中,但作为无Zn2+单体在血流中起作用。胰岛素是单链前体(胰岛素原)的产物,其中连接区(35个残基)将B链的C-端残基(残基B30)连接到A链的N-端残基。各种证据表明,其由胰岛素样核心和无序的连接肽组成。三个特定的二硫键(A6-A11、A7-B7和A20-B19)的形成与胰岛素原在粗面内质网(ER)中的氧化折叠相偶联。胰岛素原在反式高尔基体网络中在途中被转化为胰岛素,从而作为锌胰岛素六聚体储存在胰岛β细胞内的葡萄糖调节的分泌颗粒中。胰岛素的经典晶体结构(从锌六聚体提取的一种原体)显示于图2中。本专利技术由医学和社会需求所驱动,对在中性pH下在U-100至U-1000的范围内的强度下的可溶性制剂中的快速作用的胰岛素类似物进行工程改造,其表现出改变或选择性的受体后信号传导特性。长期以来,与胰岛素受体的结合如何导致跨越细胞膜的信号转导、导致受体的细胞质部分的自磷酸化的现行范式构成了此类产品的障碍。此类自磷酸化进而活化多种受体后信号传导途径,例如导致以下的途径:(i)将GLUT4葡萄糖转运蛋白从细胞内隔室转运至质膜,(ii)促进癌细胞的生长和增殖的基因的转录活化,(iii)将葡萄糖分子作为糖原储存在细胞内,和(iv)通过脂质的细胞内生物合成代谢转化胰岛素分子。通常不知道胰岛素分子是否或如何被修饰,使得可以选择性加强或减弱一种受体后信号传导途径。完整胰岛素受体的结构迄今尚未确定,并且因此胰岛素与细胞的外部(受本文档来自技高网...
具有选择性信号传导特性和降低的促有丝分裂性的胰岛素类似物

【技术保护点】
一种胰岛素类似物,其包含B链多肽,所述B链多肽含有相对于野生型人胰岛素在位置B10的Asp取代和相对于野生型人胰岛素在位置B24的五氟‑Phe取代。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.20 US 62/1057131.一种胰岛素类似物,其包含B链多肽,所述B链多肽含有相对于野生型人胰岛素在位置B10的Asp取代和相对于野生型人胰岛素在位置B24的五氟-Phe取代。2.权利要求1的胰岛素类似物,其还包含相对于野生型人胰岛素在位置B29的选自鸟氨酸和Glu的取代。3.权利要求2的胰岛素类似物,其中相对于野生型人胰岛素在位置B29的取代是鸟氨酸。4.权利要求1的胰岛素类似物,其还包含相对于人胰岛素在位置B28的选自Lys、Gln和Ala的取代。5.权利要求4的胰岛素类似物,其中相对于人胰岛素在位置B28的取代是Lys,并且还包含相对于人胰岛素的位置B29的Pro取代。6.权利要求1的胰岛素类似物,其还包含B链多肽的一至三个氨基酸的N-端缺失。7.权利要求1-6中任一项的胰岛素类似物,其还包含A链多肽,其含有相对于野生型人胰岛素的一个或多个取代,所述取代选自:位置A8的选自除了Val、Leu和Ile以外的任何氨基酸的取代;位置A13的选自Trp或Tyr的取代;位置A14的Tyr取代;和位置A21的选自Asn、Asp、Ala和Gly的取代。8.用于降低患者的血糖水平的药物制剂,其中所述药物制剂包含胰岛素类似物,所述胰岛素类似物含有B链多肽,所述B链多肽具有相对于野生型人胰岛素在位置B10的Asp取代和相对于野生型人胰岛素在位置B24的五氟-Phe取代。9.根据权利要求8所述的药物制剂,其中所述B链多肽还包含相对于野生型人胰岛素在位置B29的选自鸟氨酸和Glu的取代。10.根据权利要求9所述的药物制剂,其中相对于野生...

【专利技术属性】
技术研发人员:M维斯
申请(专利权)人:卡斯西部储备大学
类型:发明
国别省市:美国,US

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1