肽和多肽药物的稳定类似物制造技术

本发明专利技术的发明专利技术名称为肽和多肽药物的稳定类似物。本发明专利技术涉及抗蛋白酶水解的肽和多肽类似物的组合物、其药学用途及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
肽和多肽药物的稳定类似物本申请是以下申请的分案申请申请日2004年5月17日；申请号 200480019850. 0 (PCT/US2004/015488)；专利技术名称同上。
技术介绍
多肽和肽药物被广泛应用于医疗实践中，它们易于制备(或用重组DNA技术或肽合成的方法)，保证了它们在未来的数年内仍然能够在各种情况下使用。多肽药物，如激素、 细胞因子和生长因子是治疗性药物的重要组成部分。然而，某些天然多肽在体内会因蛋白水解和异构化作用迅速失活。当人们期待药物一段时间内在血中保持在一个恒定并持久的水平时，这种失活将带来很大不便，因为必须反复给药。在某些情况下，多肽的一个或多个水解产物还可能成为完整多肽活性的拮抗剂，在这种情况下，单纯补充给药是不足以克服水解产物的拮抗作用的。进一步说，有一类肽类激素在血中存在较长时间是很有益处的，这类激素包括胰高血糖素样肽1和肽2(GLP-1和GLP-2)、葡萄糖依赖的促胰岛肽(GIP)、神经肽Y(NPY)、 胰多肽(PP)和肽YY(PYY)。GLP-I是在葡萄糖代谢和胃肠道分泌和代谢中发挥调节功能的重要多肽激素，目前的研究表明GLP-I是胰腺β细胞生长因子，或许还与其他器官中的细胞分化有关。GLP-2是一个由33个氨基酸组成的肽，对胃肠道疾病有治疗作用， 特别是已知GLP-2是一种营养因子，有加强和维持胃肠道正常功能的作用，同时还能促进肠道组织的生长(见，例，美国专利序号5，834，428 ；5, 789，379 ；和5，990，077 ；和国际公开号W098/5^00)。GIP是由小肠内分泌细胞合成并分泌的含42个氨基酸的肽(见 R. A. Pederson,等，Endocrinology 99, 780-785 (1976) and T.B.Usdin,等，Endocrinology 133，2861-2870 (1993))，灌注试验显示，GIP可抑制胰高血糖素对肝的作用而加强胰岛素的作用。另外，GIP对肝脏血流有双重作用，即增强门静脉血流，抑制肝动脉血流。神经肽Y是胰多肽家族中的一员，含36个氨基酸，在哺乳动物的中枢和周围神经系统中呈高浓度存在，是已知的最强有力的增加食量的物质，可能还与II型糖尿病有关(见美国专利 6410701、6075009、5026685、5328899 和 K. Tatemoto，Proc. Natl. Acad. ki. USA 79， M85-5489(1982))。肽YY (PYY)和胰多肽(PP)是结构上相关的肽类激素，与记忆力丧失、 抑郁、焦虑、癫痫、疼痛、高血压及睡眠和饮食障碍有关。此类多肽激素和其他多肽类因子相信是由丝氨酸蛋白酶的脯氨酸后 (post-proline)切割组成员降解的，如二肽基肽酶IV (DPP IV)。DPPIV是膜相关丝氨酸肽酶，切割肽链上N端二肽，肽链次末(Pl)位最好是脯氨酸残基，或如果N端(P》是组氨酸或一个大芳香族氨基酸如酪氨酸、色氨酸或苯丙氨酸时，次末(Pl)位最好为丙氨酸残基。 GLP-UGIP 和 GLP-2 的氨基端序列分别为 His-Ala-Glu、Tyr-Ala_Glu 和 His-Ala-Asp。NPY、 PP和PYY的氨基端序列分别为Tyr-Pro-Ser、Ala-Pro-Leu和Tyr-Pro-Ile。由此，提示了 DPP IV在体内对这类多肽类激素和其他多肽的调节作用。DPP IV介导从上述有生物活性的肽激素的N端切除Xaa-Ala或Xaa-Pro 二肽(这里Xaa为一个氨基酸残基)导致激素失活或变为拮抗剂。丝氨酸蛋白酶导致的肽类激素被切割和失活是蛋白水解过程极大限制治疗性多肽使用的一个例子。找到能够在蛋白水解，如DPP IV介导的失活作用下仍保持稳定的肽类药物的类似物将有很大意义，也即是说，本领域有着对蛋白水解抗性肽类激素的需求。专利技术概述本专利技术总的来说提供了抗蛋白酶切割(如抗蛋白水解)的肽或多肽类似物(P’ ！ 类似物)的组合物。本专利技术的一个方面关系到一个发现，即对脯氨酸后切割蛋白酶底物的P’工位置 (酰胺切割位点的羧基端一侧的残基)进行修饰后，产生的底物类似物与天然底物相比，对酶介导的切割的敏感性有很大程度的降低，但却保留了天然底物的生物学活性。例如，用一个氨基酸类似物修饰脯氨酸后切割丝氨酸蛋白酶DDP IV底物的P’工位残基(具DPP IV 切割位点)，得到一个对DDP IV的切割不敏感，但又保留了天然底物的生物学活性的底物类似物。本专利技术的另一个方面关系到一个更普遍的观察，即用一个具有四取代的Ci3碳的氨基酸类似物修饰蛋白酶底物的P’ ！位残基(具切割位点)，得到的底物类似物在体内的半衰期明显延长，相对天然底物来说，其生物有效期可能延长和/或清除可能减缓。基于此发现及它对多种蛋白酶切割底物的适用性，本专利技术提供了一个制备这些蛋白酶如丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶和半胱氨酸蛋白酶底物的P’ ！类似物的方法。本专利技术还提供了含有一个或多个的题述P’ ！类似物的药用组合物，示例性药用组合物含一个或多个用药学上可接受的载体或赋形剂配制的P’ ！类似物。本专利技术的另一个方面是治疗受试者疾病的方法，包括给予治疗有效剂量的一个或多个的P’ ！类似物，该题述P’ ！类似物可以单独给药，也可作为包括适于治疗特殊疾病适应症的其他疗法的治疗方案的一部分来用药。例如，P’工类似物可单独用于治疗糖尿病，也可在使用时结合饮食控制和运动，和/或联合使用胰岛素。更进一步，示例性的联合治疗方法包括给予？\类似物的同时，也给予切割其天然多肽的特定酶的抑制剂，这样的抑制剂可能是某种特殊的酶特异性的(如DDPIV特异性抑制剂)或更宽泛地针对一类酶(如，丝氨酸酶抑制剂)。本专利技术的另一个方面是关于题述P’ ！类似物在诊断方面的用途。本专利技术的另一个方面是关于题述？\类似物在生产提供蛋白酶抗性肽的药物方面的用途。本专利技术的另一个方面是P’ ！类似物在生产治疗性药物方面的用途。本专利技术还有的一个方面是关于实施商业计划的方法，包括类似物及其药用组合物、和/或含有P’ ！类似物的试剂盒的鉴别、生产、推销、发放和给予准许。在上述诸方面中，本专利技术料想到类似物作为多肽类激素类似物，如胰高血糖素样肽、NPY、PPY、肠泌素、GLP-1、GLP-2和GIP的类似物的组合物和方法，本专利技术认识到可以在任何可被蛋白酶切割的多肽或肽类激素的切割位点上进行修饰而生成一个具有蛋白酶抗性的P’工类似物。更进一步，本专利技术认识到根据我们对酶的切割位点的认识和本申请中提供的方法，能够很容易地设计出具有多种多样蛋白酶抗性的P’工类似物。这类蛋白酶的例子包括金属蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶、半胱氨酸蛋白酶和丝氨酸蛋白酶。附图简述附图说明图1为天然GLP-I被DPP IV降解的图解。GLP-1被DDP IV迅速降解-静脉给药后两分钟；-皮下给药后30分钟。 图2为两个不同的GLP-I (7-37)类似物抵抗DDP IV切割的HPLC/MS结果概述。 图3为3- 二甲基-天冬氨酸GLP-I的初步鉴定实验，显示出3_ 二甲基-天冬氨酸取代的GLP-I类似物保持天然GLP-I的功能活性。左边的图形显示GLP-I和GLP-I (3-DMA) 以相似但不相同的亲和本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种生物活性肽或多肽因子的蛋白酶抗性类似物，该肽或多肽因子的氨基酸序列包括在生理条件下被靶蛋白酶切割的蛋白酶底物序列，其中所述类似物的氨基酸序列与所述肽或多肽因子相对应，但所述蛋白酶底物序列的Ｐ’１残基被具有四取代的Ｃβ碳的氨基酸类似物所替代，相对所述肽或多肽因子来说，该Ｐ’１残基替代降低了该类似物对所述靶蛋白酶切割的敏感性。

【技术特征摘要】
2003.05.15 US 60/4714111.一种生物活性肽或多肽因子的蛋白酶抗性类似物，该肽或多肽因子的氨基酸序列包括在生理条件下被靶蛋白酶切割的蛋白酶底物序列，其中所述类似物的氨基酸序列与所述肽或多肽因子相对应，但所述蛋白酶底物序列的P’ i残基被具有四取代的Ci3碳的氨基酸类似物所替代，相对所述肽或多肽因子来说，该P’i残基替代降低了该类似物对所述靶蛋白酶切割的敏感性。2.权利要求1的蛋白酶抗性类似物，其中所述氨基酸类似物为式II所代表的类似物3.权利要求2的蛋白酶抗性类似物，其中R1和&独立选自甲基、乙基或丙基。4.权利要求2的蛋白酶抗性类似物，其中R1和&均为甲基。5.权利要求2的蛋白酶抗性类似物，其中R3选自低级烷基、苯基、羟苯基、吲哚、咪唑、 羟基、-COOH、-CH2COOH、-CH2CH2-NC ( = NH) NH2、-CH2C ( = 0)NH2、-CH2CH2C ( = 0)NH2、-SH 或-Ol2SCH3。6.权利要求2的蛋白酶抗性类似物，所述蛋白酶抗性类似物保留了至少50%的所述活性肽或多肽因子的生物学活性。7.权利要求2的蛋白酶抗性类似物，其中靶蛋白酶为丝氨酸蛋白酶、金属蛋白酶、天冬氨酸蛋白酶或半胱氨酸蛋白酶。8.权利要求2的蛋白酶抗性类似物，其中所述生物学活性多肽因子选自GLP-l、GLP-2、 GIP, NPY, PP 禾口 PYY09.权利要求2的蛋白酶抗性类似物，其中所述生物学活性多肽因子选自脑啡肽、 Leu-脑啡肽、Met-脑啡肽、血管紧张素I、血管紧张素II、血管加压素、内皮素、血管活性肠肽、神经降压素、内啡肽、胰岛素、gramicidin, paracelsin, δ-睡眠诱导肽、促性腺激素释放激素、人甲状旁腺激素(l-34)、feight0n等描述的截断的红细胞生成素类似物 (Wrighton 等，1996，Science 273 :458-463)、特殊的 EMP-1、心钠肽(ANP, ANF)、人脑钠肽 (hBNP)、抗菌肽、运动升压素、neurophysins、弹力素、guamerin、心房肽I、心房肽II、心房肽III、δ啡肽I、δ啡肽II、血管升压素、缓激肽、强啡肽、强啡肽Α、强啡肽B、生长激素释放因子、生长激素、生长激素释放肽、缩宫素、降钙素、降钙素基因相关肽、降钙素基因相关肽II、生长激素释放肽、速激肽、促肾上腺皮质激素(ACTH)、脑钠多肽、胆囊收缩素、促肾上腺皮质激素释放因子、diazepam结合抑制剂片段、FMRF-酰胺、甘丙肽、胃肠释放多 )肽、胃肠抑制多肽、胃泌素、胃泌素释放肽、胰高血糖素、胰高血糖素样肽-1、胰高血糖素样肽-2、LHRH、黑色素聚集激素、促黑素(MSH)、α-MSH、吗啡调节肽、促胃动素、神经激肽-A、 神经激肽-B、神经介素13、神经介素C、神经介素K、神经介素N、神经介素U、神经肽K、神经肽Y、垂体腺苷酸环化酶激活多肽(PACAP)、胰多肽、肽ΥΥ、肽组氨酸-甲硫氨酸酰胺 (PHM)、肠泌素、生长抑素、底物K、促甲状腺激素释放激素(TRH)、京都啡肽、促黑素抑制素 (MIF-I)、血小板生成素类似物、特别是AF 12505、胰岛素样生长因子I (57-70)、胰岛素样生长因子I (30-41)、胰岛素样生长因子I (Μ-41)、胰岛素样生长因子II (33-40)、胰岛素样生长因子II (33-40)、胰岛素样生长因子II (69-84)、生长激素(GH)-释放肽-6 (GHRP-6)、 β -白介素1 (163-171)、β -白介...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·W·巴乔夫钦，H·S·赖，D·G·桑福德，
申请(专利权)人：塔夫茨大学信托人，
类型：发明
国别省市：US