公开/公告号CN1817904A
专利类型发明专利
公开/公告日2006-08-16
原文格式PDF
申请/专利权人 大连帝恩生物工程有限公司;
申请/专利号CN200510047801.4
申请日2005-11-21
分类号C07K14/605;C07K1/00;A61K38/26;A61K9/08;A61K9/20;A61K9/48;A61P3/10;
代理机构大连科技专利代理有限责任公司;
代理人龙锋
地址 116600 辽宁省大连市开发区松岚街17号
入库时间 2023-12-17 17:33:59
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
2008-03-12
授权
授权
2006-10-11
实质审查的生效
实质审查的生效
2006-08-16
公开
公开
技术领域:
本发明涉及促胰岛素分泌的胰高血糖素样肽1(glucagon-likepeptide-1,GLP-1)的类似物,另外还涉及其制法及其应用。
背景技术:
近年来对促胰岛素分泌肽GLP-1和Exendin 4的研究进展很快,两者具有很高的同源性,应用于治疗II型糖尿病取得较好的效果。GLP-1是人肠道中分离纯化得到的多肽,Exendin 4是从墨西哥巨蜥蜴的毒液中分离得到的一种短肽。两者在很低浓度下即可促进胰脏合成和分泌胰岛素,从而能帮助糖尿病人控制血糖。
GLP-1是人体分泌的一种肠道激素,由胰高血糖素原(Proglucagon)分子经肠道蛋白水解酶作用而产生,因而称为胰高血糖素类多肽。当血糖浓度高于6mmol/L时,GLP-1能显著促进胰岛素分泌;而一旦血糖浓度恢复至正常值则不再继续作用,这一点对II型糖尿病的治疗十分有用。人体内的GLP-1有两种形式,一种为GLP-1(7-36)NH2,是由30个氨基酸残基组成的多肽,即由胰高血糖素原中第7位至第36位氨基酸组成,其C端是酰胺化了的;另一种为GLP-1(7-37),是由31个氨基酸残基组成的多肽,即胰高血糖素原中第7位至第37位氨基酸,GLP-1(7-36)NH2和GLP-1(7-37)有相同的促胰岛素分泌作用,实验证明,在1×10-10-1×10-111mol/L浓度下,GLP-1与离体胰岛细胞作用时,可促进其分泌胰岛素,故又称它们为促胰岛素分泌肽。美国专利USP 05424286公开了Exendin4和GLP-1促胰岛素分泌的对比实验。与GLP-1相比,产生胰岛素分泌作用所需的Exendin 4浓度更低,而且Exendin 4在人体内的半衰期更长。这些研究表明,GLP-1或Exendin 4可能成为一种较为理想的II型糖尿病治疗药物。
一个治疗II型糖尿病的理想药物应该是既能降低空腹血糖,也能降低餐后血糖,又不会导致低血糖,还能减少心血管系统的并发症,并且没有其它的副反应。GLP-1是由30个氨基酸组成的肽,其序列His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg。虽然该序列用于治疗糖尿病优点是该序列为人体产生的天然序列,具有上述的多种特性,副反应少,比如它能象糖原那样抑制糖原的分泌,减慢胃肠排空,抑制食欲等;此外,GLP-1受体的刺激还可以促进细胞增殖及更新,从而使胰岛素分泌增多,对糖的耐受性提高。但缺点是,头两个氨基酸His-Ala很快就被体内的二肽基肽酶降解而丧失活性,在体内的半衰期太短,只有90至120秒,几乎没有太大的临床实用价值。目前国内外进行GLP-1序列改构的研究和专利均有很多,但没有在GLP-1序列改构同时进行序列长度缩减的。
Exendin 4在人体内的半衰期长,降血糖作用明显,但化学合成的Exendin 4是39个氨基酸组成的肽,成本高,而且作为异源多肽,长期使用有诱发人体产生对应抗体而失效的可能。
发明内容:
本发明的目的是克服上述不足问题,提供一种截短胰高血糖素样肽1(sGLP-1),与胰岛细胞受体结合力更强,刺激胰岛素分泌作用更强;半衰期延长,另外还提供其制法,合成成本低,最后还提供其应用。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:截短胰高血糖素样肽1(sGLP-1),其由26个氨基酸组成,其序列如下:His-X1-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu
式中英文缩写表示:His(缩写为:H,以下相同。)组氨酸、Gly(G)甘氨酸、Glu(E)谷氨酸、Thr(T)苏氨酸、Phe(F)苯丙氨酸、Ser(S)丝氨酸、Asp(D)天冬氨酸、Val(V)缬氨酸、Tyr(Y)酪氨酸、Leu(L)亮氨酸、Gln(Q)谷氨酰胺、Lys(K)赖氨酸、Ile(I)异亮氨酸、Trp(W)色氨酸。
其中所述的X1为Gly或Ser。
本发明所述截短胰高血糖素样肽1(sGLP-1)的制法:
第一步:sGLP-1肽树脂的合成:
称取0.5克的多肽合成树脂倒入合成反应柱中,加入二甲基甲酰胺溶剂溶胀,按照sGLP-1氨基酸序列依次称取0.1克的9芘甲氧羰基进行氨基酸N端(FMOC)保护的氨基酸于反应器的容器中,采用Merrifield发明的固相化学合成方法合成,sGLP-1的氨基酸序列从C端开始依次进行,在合成反应柱中,加入用二甲基甲酰胺溶解的N,N二异丙级碳二亚胺(DIC),4-二甲氨基吡啶(DMAP),C端第一个氨基酸(FMOC-Leu),反应2-3小时中止,减压抽干反应液,洗树脂,分别用异丙醇洗3次,二氯甲烷洗3次,二甲基甲酰胺洗3次,加入含20%(V/V)6-氢吡啶的二甲基甲酰胺脱保护溶液,反应30分钟,抽干反应液,分别用异丙醇洗3次,二氯甲烷洗3次,二甲基甲酰胺3次,随后加入的第二个FMOC保护的氨基酸,和无水羟基苯丙三氮唑(HOBT),2-苯骈三氮唑-1,1,3,3,-四甲基脲四氟硼酸酯(HBTU),N,N-二异丙基乙胺(DIPEA),溶解活化5分钟,立即加入反应器中反应2小时,按上法洗树脂,脱保护,随后依照序列结构偶连反应直到序列完全,偶连完成后,用二甲基甲酰胺充分洗去残余的未偶连试剂,用惰性气体N2吹干肽树脂,备用。
第二步:sGLP-1树脂的裂解:
取上述肽树脂于容器中,加入裂解液:9.5ml三氟乙酸,0.4ml硫代苯甲醚,0.4ml苯甲醚,0.2ml-1,2-乙二硫醇,于室温避光反应2小时,过滤,滤液于室温浓缩后加入预先冷冻的无水乙醚中,冰冻过夜,离心,弃上清液,沉淀用水或冰醋酸溶解后,冷冻后置冷冻干燥机中干燥,得粗肽。第三步:sGLP-1肽纯化
取上述粗肽,加入无热源水溶解,得到样品溶液,过滤并收集样品滤液;将乙腈及无热源水用0.45u滤膜过滤,分别加入0.1%三氟乙酸,混匀,用C18反向柱分离纯化,分离条件采用:流动相A:0.1%三氟乙酸+100%H2O;流动相B:0.1%三氟乙酸+100%乙腈;0→90分钟梯度洗脱纯化制备,收集纯化的sGLP-1洗脱液,冷冻后置冷冻干燥机中干燥,得到sGLP-1多肽纯品。
本发明所述截短胰高血糖素样肽1(sGLP-1)在治疗II型糖尿病药物中的应用。如在治疗II型糖尿病注射针剂、口服片剂或胶囊、喷雾剂中的应用。
所述中成分除sGLP-1外,注射针剂包含sGLP-1及人体可接受的稀释液体,如注射用水、生理盐水和磷酸盐缓冲液等;口服片剂或胶囊包括sGLP-1及医药可接受的稳定剂、固型剂等。
本发明所述的截短胰高血糖素样肽1(sGLP-1)与目前GLP-1及其类似物相比,具有突出的特点:1.截短肽链改构后与胰岛细胞受体结合力更强,刺激更强的胰岛素分泌作用;2.通过第二位氨基酸序列的改变,由Ala改为Gly或Ser使改构的模拟序列可抵抗二肽基肽酶降解作用,从而使半衰期延长,药效增强;3.通过截短肽链,降低合成成本。多肽的制备一般可采用化学合成和基因工程技术两种方法生产。但生产的成本很高,这成为其进入药品市场的障碍。本发明提供的合成方法,通过改变肽链中的少数若干个氨基酸可得到多肽的类似物,同时又可以大规模、低成本地进行生产。通过用II型糖尿病大鼠模型试验,进行II型糖尿病降血糖治疗试验,结果表明本发明sGLP-1降血糖作用优于GLP-1及其改构序列,动物试验表明降糖效果明显提高。用改构的缩短序列与胰岛细胞受体结合,具有更佳的刺激胰岛素分泌作用,具有较好的用于II型糖尿病病人的治疗药物的应用前景。
附图说明:
图1为本发明sGLP-1液相色谱纯度鉴定图。
图2为本发明sGLP-1分子量质谱鉴定图。
具体实施方式:
实施例1
按下述方法合成sGLP-1,其序列如下:His-Gly-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu
第一步:sGLP-1肽树脂的合成:称取0.5克的Wang树脂(或其他多肽合成树脂)倒入合成反应柱中,加入二甲基甲酰胺溶剂溶胀,按照本发明的降血糖肽的氨基酸序列依次称取0.1克的FMOC(9芘甲氧羰基进行氨基酸N端保护的)氨基酸于反应器的容器中,按照Merrifield发明的固相化学合成方法(具体方法如下)依照本发明的sGLP-1的氨基酸序列从C端开始依次进行,在合成反应柱中,加入用10ml的二甲基甲酰胺溶解的4ml N,N二异丙级碳二亚胺(DIC),0.012克4-二甲氨基吡啶的C端第一个氨基酸(FMOC-氨基酸),反应2-3小时中止,减压抽干反应液,洗树脂,分别用异丙醇洗3次,二氯甲烷洗3次,二甲基甲酰胺3次,加入含20%(V/V)6-氢吡啶的二甲基甲酰胺脱保护溶液,反应30分钟,抽干反应液,分别用异丙醇洗3次,二氯甲烷洗3次,二甲基甲酰胺3次,随后加入的第二个FMOC保护的氨基酸,和0.22克无水羟基苯丙三氮唑,0.6克2-苯骈三氮唑-1,1,3,3,-四甲基脲四氟硼酸酯(HBTU),0.35mlN,N-二异丙基乙胺,溶解活化5分钟,立即加入反应器中反应2小时,按上法洗树脂,脱保护,随后依照序列结构偶连反应直到序列完全,偶连完成后,用二甲基甲酰胺充分洗去残余的未偶连试剂,用惰性气体N2吹干肽树脂,备用。
第二步:sGLP-1树脂的裂解:
取上述肽树脂于容器中,加入裂解液:9.5ml三氟乙酸,0.4ml硫代苯甲醚,0.4ml苯甲醚,0.2ml-1,2-乙二硫醇,于室温避光反应2小时,过滤,滤液与室温浓缩后加入预先冷冻的无水乙醚中,冰冻过夜,离心,弃上清液,沉淀用200ml水或冰醋酸溶解后,冷冻后置冷冻干燥机中干燥,得粗肽。
第三步:sGLP-1肽纯化:
取粗肽,加入200ml无热源水溶解,得到样品溶液,过滤并收集样品滤液;将乙腈及无热源水用0.45u滤膜过滤,分别加入0.1%三氟乙酸,混匀,用C18反向柱分离纯化,分离条件采用:流动相A:0.1%三氟乙酸+100%H2O;流动相B:0.1%三氟乙酸+100%乙腈;0→90分钟梯度洗脱纯化制备,收集纯化的sGLP-1洗脱液,冷冻后置冷冻干燥机中干燥,得到sGLP-1多肽纯品。
实施例2
按照实施例1所述方法合成sGLP-1,其序列如下:His-Ser-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu。
动物实验:
1、降血糖效果实验:
材料和方法
GK糖尿病大鼠(中国科学院上海动物中心提供)
sGLP-1序列如下:
No1:HGEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWLVKGR
No2:HGEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWL
No3:HSEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFIAWL
No4:HSEGTFTSDVSSYLEGQAAKEFI
No5:HGEGTFTSDVSSYLEGQAVRLFI
No6:HGEGTFTSDVSSYMEEEAVR
No7:HGE GTFTSDVSSYM
No8:HGEGTFTSDVSS
上述8种序列多肽用0.9%NaCl溶液配置成1mg/ml溶液,备用。
大鼠随机分组,禁食过夜后,用刻度毛细管(注射前以肝素处理)从眼窦取血20微升,置入300微升生理盐水中混匀,3000转/分离心除去红血球,血清用于空腹血糖浓度测定。然后各组分别注射不同多肽,用生理盐水作阴性对照,每只大鼠每天注射两次,每次0.1mg,连续注射两周,禁食过夜后,再次按上法取血,测定空腹血糖。
结果见附表1,No1~No5均有降血糖作用,其中No1序列是第2位氨基酸由A改为G的全长GLP-1序列作为阳性对照;No2~No5为不同截短长度的改构序列,而且No2和No3组降血糖作用明显高于No1组,为最终确定的本发明sGLP-1序列。
2、对NOD小鼠的降血糖作用
实验材料与方法:
NOD小鼠禁食过夜(中国科学院上海动物中心提供)40%葡萄糖、0.9%NaCl溶液、sGLP-1纯品(实施例1所得产品)、GLP-1纯品、血糖测定试剂盒(中国卫生部上海生物制品所出品)
NOD小鼠禁食过夜,分为三组。第一组腹腔注射200微升40%葡萄糖和10微克sGLP-1,第二组腹腔注射200微升40%葡萄糖和10微克GLP-1,第三组为对照组,只注射葡萄糖。立刻用刻度毛细管(注射前以肝素处理)从眼窦取血20微升,置入300微升生理盐水中混匀,3000转/分离心除去红血球,血清用于血糖浓度测定。分别于30,60,120分钟按同样操作取血,分离血清。三组血清均按照试剂盒所述方法测定血糖浓度,以检验各组的降血糖作用。
结果如表1所示。
对照组血糖浓度大幅度升高后,逐渐回落到正常水平;而给药组血糖浓度未出现显著升高,一直保持在正常水平附近。这是由于给药后促进了胰岛素分泌,从而避免了血糖浓度的大幅波动。由此可证明sGLP-1和GLP-1的降血糖作用。
表1.sGLP-1对NOD小鼠的降血糖作用
注:表中血糖浓度值为:mmol/L
3、sGLP-1的促胰岛素分泌作用
实验材料与方法:
NOD小鼠(中国科学院上海动物中心提供)
0.9%NaCl溶液、sGLP-1纯品(实施例1所得产品)、GLP-1纯品放射免疫胰岛素测定试剂盒(中国卫生部上海生物制品所出品)
NOD小鼠分成三组。首先用刻度毛细管(先以1mg/mL肝素润洗毛细管内壁并晾干)从眼窦取血50微升,然后三组小鼠分别腹腔注射10微克sGLP-1、10微克GLP-1和200微升生理盐水,并记此时为零时刻。然后分别于5,10,20,30分钟按同样操作取血。取血后各血样立刻加入盛有50微升生理盐水的离心管中,混匀,3000转/分离心除去红血球,按放射免疫试剂盒使用方法测定血清中胰岛素浓度,以检验sGLP-1的促胰岛素分泌作用。
实验结果如表2所示。该结果表明,腹腔注射sGLP-1能显著促进胰岛素的分泌,短时间刺激产生胰岛素能力与GLP-1相当,中长时间刺激产生胰岛素能力超过GLP-1。
表2.sGLP-1的促胰岛素分泌作用
注:表中胰岛素值为:10-6国际单位
4.sGLP-1的促C肽分泌作用
实验材料与方法:
健康C57/BL小鼠(中国科学院上海动物中心提供)0.9%NaCl溶液、sGLP-1纯品(实施例1所得产品)、GLP-1纯品。放射免疫C-肽测定试剂盒(中国卫生部上海生物制品所出品)
健康C57/BL小鼠分成三组。首先用刻度毛细管(先以1mg/mL肝素润洗毛细管内壁并晾干)从眼窦取血50微升,然后两组小鼠分别腹腔注射10微克sGLP-1、10微克GLP-1和200微升生理盐水,并记此时为零时刻。然后分别于5,10,20,30分钟按同样操作取血。取血后各血样立刻加入盛有50微升生理盐水的离心管中,混匀,3000转/分离心除去红血球,按放射免疫试剂盒使用方法测定血清中C肽浓度,以检验sGLP-1的促C肽分泌作用。
实验结果如表3所示。该结果表明,腹腔注射sGLP-1能显著促进c肽的分泌,而且促进c肽的分泌能力高于GLP-1。
表3.sGLP-1的促胰岛素分泌作用
注:表中c肽浓度为:pmol/mL
附表1 降血糖效果实验
机译: 截短葡萄糖类似肽-1(sGLP-1)及其方法和应用
机译: 缩短的胰高血糖素样肽1(sGLP-1)的制备方法和应用
机译: 缩短的胰高血糖素样肽1(sglp-1)的制备方法和应用