一种聚乙二醇化艾塞那肽衍生物及其用途制造技术

一种聚乙二醇化艾塞那肽衍生物（Exendin-4-Cys-PEG）及其用途，属于多肽药物制备和应用技术领域。本发明专利技术的聚乙二醇化艾塞那肽衍生物为在艾塞那肽的C-端引入1个半胱氨酸，并偶联马来酰胺基聚乙二醇，形成聚乙二醇化艾塞那肽衍生物。本发明专利技术的聚乙二醇化艾塞那肽衍生物在血液循环中清除率减慢，半衰期延长，可用于制备降低血糖、减少摄食、降低胃肠排空、增加β细胞数量或者降低胃肠蠕动有关疾病的治疗药物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种化合物，具体地说涉及聚乙二醇化艾塞那肽衍生物及其用途，SP在艾塞那肽C-端上引入I个半胱氨酸分子，以HiPEG-马来酰亚胺作为聚乙二醇化试剂，通过艾塞那肽C端引入的半胱氨酸分子的巯基加成到mPEG-马来酰亚胺的双键上实现对蛋白质的定点修饰，从而使修饰后的艾塞那肽化合物在血液循环中清除率减慢，提高稳定性，半衰期延长。属于多肽药物制备和应用

技术介绍
胰高血糖素样肽-I (Glucogan like Peptide-1,GLP_1)作用于胰岛β细胞胰高血糖素样肽_1受体(Glucogan like Peptide-1 Receptor, GLP-1R),促进胰岛素基因的转录、胰岛素的合成和分泌，并可刺激胰岛β细胞的增殖和分化，抑制胰岛β细胞凋亡，增加胰岛β细胞数量。研究证明，GLP-I可通过多种机制明显地改善2型糖尿病动物模型或患 者的血糖情况，这为2型糖尿病的治疗提供了一个非常好的前景。艾塞那肽(Exenatide,Exendin_4)是从生长在美国西南部和墨西哥沙漠的希拉毒蜥(Gila monster)唾液发现的一种多肽物质，氨基酸序列的53%与人类血液中调控血糖的GLP-I同源。艾塞那肽分子量为4186. 6道尔顿，其氨基酸序列如下H-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-NH20研究发现，Exenatide与GLP-I功能相似，具有促进胰腺分泌胰岛素，促进机体对血糖的利用、减少肝糖原分解、通过减缓胃肠道的蠕动使食物的吸收减慢，从而降低食物中的葡萄糖在血液内出现的高峰，达到降低血糖作用。此外，它还有通过作用于中枢神经系统控制食欲等多种生理功能。Exenatide不被二肽基肽酶-IV降解,其稳定性明显高于GLP-1。2001年,Neidigh等通过核磁共振得到了 Exenatide的空间结构，其N端是一段不规则卷曲，第疒28氨基酸残基构成α -螺旋，Glul6对稳定α -螺旋起重要作用，Leu21-Pro38残基形成了一个紧密的结构将Trp25包裹其中，形成了一个特殊的Trp笼(cage)。其C端氨基酸残基形成不规则的亲水结构。在哺乳动物体内，Exenatide与GLP-I具有相同的生理功能，它们作用于同一受体，即β受体家族的G偶联蛋白。Exenatide与受体结合分为3个区域Ν端与受体的胞外环结合；中间-螺旋与受体的胞外N端结合,这是受体与Exenatide的主要结合部位；C端也可与受体N端结合。Exenatide与受体的亲和力比GLP-I的更高。GLP-I仅有31个氨基酸残基，比Exenatide少8个,缺少C端结合部位,这可能是其与受体亲和力低的原因，但也可能存在强化Exend in-4与受体结合的特殊因子。如果Exenatide的N端8个氨基酸残基缺失，虽然仍能与受体结合，但丧失了生理功能。由于Exenatide与GLP-I的同源氨基酸主要集中在N端，推测Exenatide的N端与受体结合可激活依赖G蛋白受体的信号转导途径，从而行使其生理功能。与GLP-I相比，Exenatide的C端更长，不易被肽链内切酶降解；N端第二个氨基酸为甘氨酸，不会被二肽基肽酶-IV分解，血浆半衰期更长。美国Lilly公司和Amylin公司研制的Exenatide (Byetta )，2005年获得了美国FDA批准用于治疗2型糖尿病全新类型的药物。在生理条件下，Byettae和GLP-I作用相似，它刺激胰岛素分泌的作用受血糖浓度的调节，血糖浓度降低时其刺激作用减轻或消失，因而不会出现胰岛素持续分泌而发生低血糖的现象，并有明显减少2型糖尿病肥胖患者体重的作用。然而，Exenatide在人体内的半衰期为数小时，患者还是需要每天注射Byetta 两次，使用上仍然相当不方便。为此，研究和开发稳定，半衰期长，生物相容性好并且容易吸收的蛋白质、多肽药物体系一直是科学工作者们试图解决的一个迫切课题。 对于改善蛋白和多肽药物的临床作用时间和疗效,聚乙二醇修饰技术被公认为最为有效的方法之一。蛋白质或多肽的聚乙二醇(polyethyleneglycol,简称PEG)修饰即PEG化(pegylation)，是将活化的PEG通过化学方法以共价键偶联到蛋白质或多肽分子上。聚乙二醇是由乙二醇单体聚合而成的以羟基结尾的线性或分支状聚醚高分子化合物，是一种两亲性聚合物，既可溶于水，又可溶于绝大多数的有机溶剂，且具有生物相容性好、无毒、免疫原性低等特点，可通过肾排出体外，在体内不会蓄积。PEG修饰能赋予蛋白质和多肽类多种优良性能，具体表现为循环半衰期延长、免疫原性降低或消失、毒副作用减少以及物理、化学和生物稳定性增强等，在很大程度上扩宽了蛋白质和多肽的的应用范围。蛋白质PEG修饰后，相对分子质量增大，当修饰后的蛋白质的分子量达到或超出肾小球滤过阈值时，蛋白质随血液循环进入肾脏后就可以逃避肾小球的滤过作用；由于PEG的屏蔽效应，使得修饰后的蛋白质或多肽不易受到各种蛋白酶的攻击，降解速率明显降低，稳定性提高，因而可以在血液循环中停留更长的时间；PEG在溶液中呈无规则卷曲，包裹于药物表面，能掩盖蛋白质表面的抗原决定簇，使得蛋白质不能与各种细胞表面受体结合，不被机体的免疫系统识别，避免了相应抗体的产生，降低了蛋白质的免疫原性；PEG与蛋白质偶联后能将其优良的理化性质赋予蛋白质，如能改善蛋白质的生物分布和溶解性能。普通的聚乙二醇分子两端各有一个羟基，若一端以甲基封闭则得到单甲氧基聚乙二醇(monomethoxypolyethyleneglycol,简称mPEG),在多肽和蛋白质的聚乙二醇化修饰研究中应用最多的是mPEG的衍生物。先在mPEG的末端引入羧基、氨基或其他活性基团，或者制备经mPEG修饰的氨基酸衍生物，再利用固相或液相法将其偶联到肽序列中去，实现对多肽的N端、C端及某些氨基酸侧链的聚乙二醇化修饰。第一个聚乙二醇化蛋白质制品一聚乙二醇化牛血清蛋白于1977年问世后，聚乙二醇即被用于修饰多种蛋白质。聚乙二醇是经美国食品药品管理局(FDA)批准的极少数能作为体内注射药用的合成聚合物之一。1991年第一种用PEG修饰的蛋白质类药物PEG-腺苷脱氨基酶(PEG-ADA)被FDA批准上市，用于治疗一种严重的儿童免疫缺陷症。此后PEG修饰药物技术发展迅速，而且很快得到了广泛应用，目前已有多种PEG修饰的蛋白质和多肽用于生物医药领域。如PEG-干扰素(PEG-α -2a、PEG_a -2b)、PEG_重组人粒细胞集落刺激因子(PEG-GSF)、PEG-天冬酰胺酶(PEG-L-asparaginase)。多肽与蛋白质在理化性质上具有许多相似之处，肽类化合物的聚乙二醇化修饰研究晚于蛋白质的相关研究。近年来关于肽类化合物在聚乙二醇化定点修饰方面较蛋白质类物质更易实现。传统的PEG修饰多为随机修饰(小分子量PEG修饰，<20000道尔顿)，PEG交联的基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种聚乙二醇化艾塞那肽衍生物，简称Exendin？4？Cys？PEG，其特征在于在艾塞那肽分子的非活性区C端引入1个半胱氨酸，并偶联马来酰胺基聚乙二醇。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨建良，陆晶，孟如杰，庄少颖，
申请(专利权)人：无锡和邦生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：