构象受限的胰高血糖素类似物及其在胰高血糖素-单链胰岛素融合蛋白中的用途制造技术

一种胰高血糖素类似物，包含在位置

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】构象受限的胰高血糖素类似物及其在胰高血糖素
‑
单链胰岛素融合蛋白中的用途
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求
2021
年2月9日提交的美国临时专利申请号
63/147,611
的优先权，其全部内容通过援引并入本文
。
[0003]电子提交材料的援引加入
[0004]同时提交的计算机可读核苷酸
/
氨基酸序列表通过援引以其全文并入本文，并且其标识如下：创建于
2022
年2月7日的名为“352723_ST25.txt”的
89
千字节
ACII(
文本
)
文件
。

技术介绍

[0005]非标准蛋白质的工程改造，包括治疗剂和疫苗，可能具有广泛的医学和社会效益
。
天然存在的肽和蛋白质
—
通常编码于人类
、
其他哺乳动物
、
脊椎动物生物
、
无脊椎动物生物或真核细胞的基因组中
—
可能已经进化到在细胞环境中发挥最佳功能，但可能不适合治疗性应用
。
这种肽和蛋白质的类似物可以表现出改善的生物物理
、
生物化学或生物学特性
。
蛋白质类似物的益处是获得增强的活性
(
诸如在高血糖症的条件下对导致血糖浓度降低的代谢的代谢调节
)
和降低的不利影响
(
诸如对低血糖症的诱导或其恶化
)。
治疗性肽和蛋白质的实例分别由胰高血糖素和胰岛素提供
。
内源性激素结合同源受体来调节包括人类的脊椎动物的代谢
。
医学益处的实例是设计比相应的野生型激素更能抵抗纤颤
(fibrillation)(
药物制剂物理降解的主要途径
)
的激素类似物
。
医学益处的另一种实例是保留了每种成分的激素活性的稳定化的胰高血糖素
‑
胰岛素融合蛋白，并且其综合生物作用将取决于血流中的葡萄糖浓度
。
[0006]胰高血糖素分子包含
29
个残基，并与
G
蛋白偶联受体
(GPCR)
结合
。
胰高血糖素或胰高血糖素类似物与胰高血糖素受体之间复合物的晶体结构已经限定了激素的结合模式和关键的激素
‑
受体接触
。
特定的残基由氨基酸类型表示
(
通常用标准的三个字母
(
或一个字母
)
编码；例如，
Lys(K)
和
Ala(A)
表示赖氨酸和丙氨酸
)
，后跟残基编号
。
例如，在位置1处的组氨酸是活性所必需的，命名为
His1(
或
H1)。
胰岛素分子包含两条链，包含
21
个残基的
A
链，以及包含
30
个残基的
B
链
。
成熟激素来源于更长的单链前体，命名为胰岛素原
。
胰岛素分子中的特定残基由氨基酸类型
(
通常也是标准的三字母代码
)
和上标链
(A
或
B)
以及在该链中的位置来表示
。
例如，人胰岛素的
B
链的位置
14
处的丙氨酸用
AlaB14
表示；同样地，赖脯胰岛素
(
人胰岛素的活性成分；
Eli Lilly and Co.)
的位置
B28
处的赖氨酸由
LysB28
表示
。
胰岛素与具有链
(
αβ
)2的二硫键连接的二聚受体酪氨酸激酶结合，其中
α
和
β
链由单一生物合成前体加工而成
。
α
亚单位在细胞外，并且包含胰岛素结合位点，而
β
亚单位是跨膜的；后者既贡献了细胞外的受体的“腿”，又包含细胞内的酪氨酸激酶结构域
(
每个
β
亚单位一个
)。
[0007]胰岛素的给药在很久前就已经被证实是作为糖尿病的治疗
。
糖尿病患者的常规胰岛素替代疗法的主要目标是严格控制血糖浓度，以防止其超出或低于健康的人受试者的正常范围特征
。
超出正常范围的偏移与微血管疾病的长期风险的增加有关联，所述微血管疾病包括视网膜病变
、
目盲和肾衰竭
。
糖尿病患者的低血糖症是胰岛素替代疗法的常见并发
症，严重时可导致显著的发病率
(
包括精神状态改变
、
意识丧失
、
惊厥和死亡
)。
实际上，对这种并发症的恐惧对于患者
(
和医师
)
严格控制血糖浓度
(
即，在正常范围内或略高于正常范围的偏移
)
的努力构成了主要障碍，并且在患有长期2型糖尿病病的患者中，这种努力
(“严格控制”)
可能导致死亡率增加
。
除了上述严重低血糖症
(
称为神经低糖效应
)
的后果，轻度低血糖症可以激活反调节机制，该机制包括交感神经系统的过度激活，其导致焦虑和震颤
(
称为肾上腺素能的症状
)。
然而，糖尿病患者可能不会表现出这种警告信号，这定义了一种称为低血糖性意识障碍
(hypoglycemic unawareness)
的病症
。
轻度低血糖症的无症状会增加严重低血糖症及其相关发病率和死亡率的风险
。
低血糖症的多次和反复发作也与慢性认知能力下降有关，该慢性认知能力下降是一种在长期糖尿病患者中痴呆患病率增加的潜在机制
。
因此，迫切需要新的糖尿病治疗技术，其将治疗或降低低血糖症的风险，同时防止血糖浓度向上偏离到高于正常范围
。
[0008]已经开发了各种技术来努力在用胰岛素治疗的患者中治疗低血糖症或减轻低血糖症的威胁
。
所有这些努力是建立于对患者
(
以及他或她的家庭成员
)
进行关于低血糖症的症状的教育，以及在识别到这些症状之后，即刻摄取富含葡萄糖
、
蔗糖或其他快速消化形式的碳水化合物的食物或液体；添加蔗糖
(
甘蔗糖
)
的橙汁就是一种实例
。
这种基线方法已经通过开发特定的糖尿病导向型产品而得到扩展，所述产品诸如包含含有葡萄糖的乳液本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种融合肽，包括：稳定化的胰高血糖素类似物，其对胰高血糖素受体的效力低于天然胰高血糖素，其中所述胰高血糖素类似物包括：位于位置
i
和
i+4
处的氨基酸的侧链之间的链内桥，其中
i
是选自
13
至
28
范围内的整数；以及相对于所述天然胰高血糖素序列的其他修饰，所述其他修饰降低所述胰高血糖素类似物对所述胰高血糖素受体的所述效力，所述其他修饰选自以下：
i)1
‑4个氨基酸置换；
ii)1
‑7个氨基酸的
C
末端延伸，其中所述延伸的氨基酸选自由以下组成的组：天冬氨酸
、
谷氨酸
、
精氨酸
、
赖氨酸
、
鸟氨酸
、
二氨基丁酸
、
二氨基丙酸
、
组氨酸
、
天冬酰胺
、
谷氨酰胺
、
丝氨酸
、
苏氨酸
、
酪氨酸和甘氨酸；或者
iii)i)
和
ii)
的组合；以及包括
A
链和
B
链的胰岛素肽，其中所述胰高血糖素类似物与所述胰岛素肽共价连接，任选地，通过接头共价连接
。2.
根据权利要求1所述的融合肽，其中，所述胰岛素肽是包括
A
结构域
(
对应于胰岛素的
A
链
)、B
结构域
(
对应于胰岛素的
B
结构域
)
和单链连接肽的单链胰岛素类似物，其中所述
B
结构域的
C
末端通过连接肽与
A
结构域的
N
末端共价连接
。3.
根据权利要求1或2所述的融合肽，其中，所述胰高血糖素类似物的羧基末端与所述胰岛素肽的氨基末端的
α
胺
、
或与在位置
B1、B2、B3
处的胰岛素的氨基酸
、
或与单链胰岛素类似物的单链连接肽的任何氨基酸的侧链共价连接
。4.
根据权利要求1‑3中任一项所述的融合肽，其中，所述链内桥是在位置
i
处的带有巯基的
D
‑
氨基酸和在位置
i+3
处的带有巯基的
L
‑
氨基酸之间形成的二硫桥，任选地，其中所述
D
‑
氨基酸是
dCys
，而所述带有巯基的
L
‑
氨基酸是
Cys
，其中
i
是选自
13
‑
34
范围内的整数
。5.
根据权利要求1‑3中任一项所述的融合肽，其中，所述链内桥是在两个氨基酸的侧链之间形成的内酰胺桥，任选地，所述内酰胺在
Lys
和
Glu
氨基酸的侧链之间形成
。6.
根据权利要求1‑3中任一项所述的融合肽，其中，所述链内桥是在位置
13
处的
Lys
和位置
17
处的
Glu
的侧链之间形成的内酰胺桥
。7.
根据权利要求1‑3中任一项所述的融合肽，其中，所述链内桥是在位于位置
13
处的第一氨基酸和位于位置
17
处的第二氨基酸的侧链之间形成的内酰胺桥，并且所述第一氨基酸选自由
Lys、
鸟氨酸
、2,4
‑
二氨基丁酸和
2,3
‑
二氨基丙酸组成的组，以及所述第二氨基酸选自由
Asp、Glu
和
α
‑
氨基己二酸组成的组
。8.
根据权利要求1‑3中任一项所述的融合肽，其中，所述链内桥是在位于位置
17
处的第一氨基酸和位于位置
13
处的第二氨基酸的侧链之间形成的内酰胺桥，并且所述第一氨基酸选自由
Lys、
鸟氨酸
、2,4
‑
二氨基丁酸和
2,3
‑
二氨基丙酸组成的组，以及所述第二氨基酸选自由
Asp、Glu
和
α
‑
氨基己二酸组成的组
。9.
根据权利要求1‑8中任一项所述的融合肽，其中，降低所述胰高血糖素类似物的效力的相对于所述天然胰高血糖素序列的修饰选自以下：
i)
在位置
12
处和
18
处的1‑2个
Orn
氨基酸置换；
ii)1
‑3个氨基酸的
C
末端延伸，其中所述延伸的氨基酸选自由以下组成的组：天冬氨
酸
、
谷氨酸
、
精氨酸
、
赖氨酸
、
鸟氨酸
、
二氨基丁酸
、
二氨基丙酸和组氨酸
。10.
根据权利要求1‑8中任一项所述的融合肽，其中，降低所述胰高血糖素类似物的效力的相对于所述天然胰高血糖素序列的修饰选自以下：
i)
在位置
12
处和
18
处的1‑2个
Orn
氨基酸置换；
ii)3
个氨基酸
Xaa1、Xaa2、Xaa3
的
C
末端延伸，其中
Xaa1
是选自由以下组成的组的氨基酸：
Ala、Gly、Glu、Arg、Lys、Orn、
二氨基丁酸和二氨基丙酸；
Xaa2
是选自由以下组成的组的氨基酸：
Gly、Ala、Ser、Gln
和
Glu
；
Xaa3
是选自由以下组成的组的氨基酸：
Arg、Lys、Orn、
二氨基丁酸和二氨基丙酸，任选地其中
Xaa3
是
Lys
或
Arg
；或者
iii)i)
和
ii)
的组合
。11.
根据权利要求1‑
10
中任一项所述的融合肽，其中，羧基末端的氨基酸通过肽键与所述胰岛素
B
链的氨基末端任选地通过融合肽接头共价连接
。12.
一种融合肽，包括：稳定化的胰高血糖素类似物，其效力低于天然胰高血糖素，其中所述胰高血糖素类似物包括：
HSQGTFTSDYSX
12
X
13
LDSX
17
X
18
AQDFVQWLX
27
NT
‑
R
30
(SEQID NO:118)
的氨基酸序列；其中
X
12
是
Tyr
或
Orn
；
X
13
和
X
17
是其侧链共价连接而形成链内桥的氨基酸
X
18
是
Arg
或
Orn
；
X
27
是
Met
或
Pro
；以及
R
30
是1‑7个氨基酸的
C
末端延伸，其中所述延伸的氨基酸选自由以下组成的组：天冬氨酸
、
谷氨酸
、
精氨酸
、
赖氨酸
、
组氨酸
、
天冬酰胺
、
谷氨酰胺
、
丝氨酸
、
苏氨酸
...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔，
申请(专利权)人：印地安纳大学理事会，
类型：发明
国别省市：