多取代的胰岛素的制作方法
【专利摘要】本发明关于一种包含至少两个白蛋白结合部分的胰岛素衍生物，其中所述白蛋白结合部分包含脂肪二酸取代；以及一种通过酰化和/或还原性烷基化用于制备所述胰岛素衍生物的方法。本发明还涉及一种包含所述胰岛素衍生物的药物。
【专利说明】多取代的胰岛素
【技术领域】
[0001]本发明涉及可用于治疗糖尿病和相关方面的新的胰岛素衍生物。
[0002]背景
在哺乳动物中，胰岛素降低血糖，并且用于治疗I型和2型糖尿病，目的是调节血糖朝向健康水平。在健康的人体中，在禁食状态期间血糖水平被调节至接近5 mM,而在餐后几小时内，可出现升高到10 mM的值。血糖水平受到许多因素的影响，例如进餐时间和特征，以及胰岛素服用、锻炼、感染等。在糖尿病患者中，血糖可宽泛地波动并且不可预测，并且可在一名患者中在1-30 mM范围内波动。
[0003]糖尿病患者受益于基础胰岛素药物的恒定供应，因为天然胰岛素从身体快速清除。为了限制维持基础胰岛素水平所需的注射次数，使用各种延长原理来设计胰岛素，例如结晶或化学衍生。
[0004]与循环蛋白(例如血清白蛋白)的可逆结合也可为延长药物的体内活性的一个因素。对于胰岛素和其它肽，已经通过药物与脂肪酸、脂肪二酸或相关化合物的结合(任选经由各种连接基结合)来利用白蛋白结合作为延伸要素。
[0005]在猪的正葡萄糖钳夹(euglycemic glucose-clamp)研究中，已显示低亲和力胰岛素类似物对于葡萄糖利用率造成与高亲和力类似物一样的等价总体效果，表明对于低亲和力和高亲和力类似物两者，胰岛素生物活性可能类似。然而，当与高亲和力类似物相比时，低亲和力类似物在更长的时间段期间发挥它们的效果(参见例如Ribel，U.等人，Equivalent in vivo biological activity of insulin analogues and human insulindespite different in vitro potencies(胰岛素类似物和人胰岛素的等价体内生物活性，尽管体外潜能不同)。Diabetes 39，1033-1039 (1990)，附摘要)。
[0006]W01999/032116 和 W01999/021578 关于脂肪酸-酰化的胰岛素，W01999/022754、W01999/032116、W01999/021578、JP1254699通过吸入而服用脂肪酸二酰化和三酰化的胰岛素或胰岛素类似物，US3868356涉及胰岛素与二羧酸官能衍生物(例如，酸酐)的酰化。
[0007]仍需要具有延长的体内活性的基础胰岛素药物。
[0008]概述
本发明关于一种包含两个或更多个取代的胰岛素衍生物，每个所述取代包含脂肪二酸取代，所述胰岛素衍生物任选包含胰岛素与脂肪酸取代之间的连接基。
[0009]本发明还关于通过胰岛素的酰化和/或还原性烷基化来制备所述胰岛素衍生物或其药物盐的方法。
[0010]本发明涉及一种用于治疗糖尿病或相关方面的胰岛素衍生物并且可因此用作药物。
[0011]描述
本发明涉及一种胰岛素，其被至少两个白蛋白结合部分取代，每个所述白蛋白结合部分包含延伸部分，该延伸部分更具体地为脂肪二酸取代。任选地，白蛋白结合部分还包含各种连接基。通过酰化和/或还原性烷基化，实现根据本发明的胰岛素衍生，相对于天然的人胰岛素，所得到的胰岛素衍生物实现提高的白蛋白亲和力和体内循环次数。
[0012]本发明还提供了一种用于BI残基(例如，胰岛素的B链的N-末端)还原性烷基化的方法。
[0013]本发明还提供了一种用于Al残基(例如，胰岛素的A链的N-末端)还原性烷基化的方法。
[0014]本发明的目的是克服或改善现有技术的至少一个缺点，或者提供可用的备选。
[0015]本发明还可解决其它问题，由示例性实施方案的公开将显而易见。
[0016]发现用至少两个脂肪二酸取代胰岛素或胰岛素类似物能使胰岛素与人血清白蛋白结合并且延长体内胰岛素供应，保持IR-结合性质。这一点是有利的，因为根据本发明的取代对于仅具有非常少的(例如，2-6个)突变的胰岛素类似物也是可能的，从而本发明提供了以下选项:延长胰岛素的胰岛素体内供应并维持与天然的人胰岛素非常类似的胰岛素主链。 [0017]在本发明的一方面，当与单取代的胰岛素衍生物相比时，被至少两个脂肪二酸取代的胰岛素衍生物对白蛋白的亲和力提高。
[0018]在本发明的一方面，当与单取代的胰岛素衍生物相比时，延长效果提高。
[0019]本发明的胰岛素衍生物为长效的，并且在一方面，它们显示在皮下贮存中低聚合的提高的趋势，能够减慢向循环的扩散。
[0020]在一方面，根据本发明的胰岛素衍生物对白蛋白的亲和力随着提高的脂肪二酸链长度而升闻。
[0021]在一方面，根据本发明的胰岛素衍生物与白蛋白的亲和力随着脂肪二酸链增加到22个碳原子而升高。
[0022]在一方面，随着脂肪二酸链增加到22个碳原子，胰岛素衍生物保持总体亲水。
[0023]在一方面，根据本发明的至少两个白蛋白结合部分的延长效果随着提高的脂肪二酸链长度而升高。
[0024]在一方面，根据本发明的至少两个白蛋白结合部分的延长效果随着脂肪二酸链增加到22个碳原子而升高。
[0025]在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由最多22个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由10-22个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由10-20个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由10-18个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由10-16个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由10-14个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由12-20个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由12-18个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由12-16个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由12-14个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由14-20个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由14-18个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由14-16个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由14、15、16、17、18、19或20个碳原子组成的脂肪二酸取代。在一个实施方案中，根据本发明的胰岛素衍生物包含由16、17、18、19或20个碳原子组成的脂肪二酸取代。
[0026]在本发明的一个实施方案中，胰岛素衍生物包含至少2个白蛋白结合部分，其中所述白蛋白结合部分包含脂肪二酸取代，并且其中来自每个所述脂肪二酸取代的一个羧基任选经由连接基与胰岛素连接。
[0027]在本发明的一个实施方案中，胰岛素衍生物包含至少3个白蛋白结合部分，其中所述白蛋白结合部分包含脂肪二酸取代，并且其中来自每个所述脂肪二酸取代的一个羧基任选经由连接基与胰岛素连接。
[0028]在本发明的一个实施方案中，胰岛素衍生物包含2个或3个白蛋白结合部分，其中所述白蛋白结合部分包含脂肪二酸取代，并且其中来自每个所述脂肪二酸取代的一个羧基任选经由连接基与胰岛素连接。
[0029]在本发明的一个实施方案中，胰岛素衍生物包含2个白蛋白结合部分，其中所述白蛋白结合部分包含脂肪二酸取代，并且其中来自每个所述脂肪二酸取代的一个羧基任选经由连接基与胰岛素连接。
[0030]在本发明的一个实施方案中，胰岛素衍生物包含2个白蛋白结合部分，其中所述白蛋白结合部分包含脂肪二酸取代，并且其中来自每个所述脂肪二酸取代的一个羧基任选经由连接基与胰岛素中的氨基酸残基连接。
[0031]在本发明的一个实施方案中，胰岛素衍生物包含2个白蛋白结合部分，其中所述白蛋白结合部分包含脂肪二酸取代，并且其中来自每个所述脂肪二酸取代的一个羧基任选经由连接基与胰岛素中位于以下任何位置的氨基酸残基连接:A22、B29或胰岛素的A链的N-末端氨基酸残基和/或胰岛素的B链的N-末端氨基酸残基。
[0032]在本发明的一个实施方案中，胰岛素衍生物包含3个白蛋白结合部分，其中所述白蛋白结合部分包含脂肪二酸取代，并且其中来自每个所述脂肪二酸取代的一个羧基任选经由连接基与胰岛素连接。
[0033]在本发明的一个实施方案中，胰岛素衍生物包含3个白蛋白结合部分，其中所述白蛋白结合部分包含脂肪二酸取代，并且其中来自每个所述脂肪二酸取代的一个羧基任选经由连接基与胰岛素中的氨基酸残基连接。
[0034]在本发明的一个实施方案中，胰岛素衍生物包含3个白蛋白结合部分，其中所述白蛋白结合部分包含脂肪二酸取代，并且其中来自每个所述脂肪二酸取代的一个羧基任选经由连接基与胰岛素中位于以下任何位置的氨基酸残基连接:A22、B29、胰岛素的A链的N-末端氨基酸残基和/或胰岛素的B链的N-末端氨基酸残基。
[0035]在本发明的一个实施方案中，胰岛素衍生物由通式Chem I表示:
【权利要求】
1.一种以下通式的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐:
2.权利要求1的可溶性胰岛素衍生物或在药学上可接受的盐，其用作药物的用途。
3.前述权利要求中任一项的以下通式的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐:
4.前述权利要求中任一项的以下通式的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐:
5.前述权利要求中任一项的以下通式的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐
6.前述权利要求中任一项的通式XZn-1ns-Z1niX1的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐，其中 a.1ns代表包含B29赖氨酸或B29精氨酸残基和/或A22赖氨酸残基的胰岛素， b.X和X1为脂肪二酸取代，其中所述脂肪二酸取代包含14-20个碳原子， c.Z和Z1分别为Ins与X和X1之间的连接基，和 d.η和m为O或I。
7.前述权利要求中任一项的通式XZn-1ns-Z1mX1的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐，其中 a.1ns代表包含B29赖氨酸或B29精氨酸残基和/或A22赖氨酸残基的胰岛素， b.X和X1为脂肪二酸取代并且分别位于选自以下的位置:B29赖氨酸、A22赖氨酸、A链的N-末端、B链的N-末端，其中所述脂肪二酸取代包含14-20个碳原子， c.Z和Z1分别为Ins与X和X1之间的连接基，和 d.η和m为O或I。
8.前述权利要求中任一项的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐，其中所述脂肪酸取代选自从Chem.1和Chem.2选取的延伸部分:
Chem 1:HOOC-(CH2) x-CO_*
Chem 2 =HOOC-C6H4-O- (CH2) y_C0_* 其中X为10-20的整数，并且y为6-14的整数。
9.前述权利要求中任一项的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐，其中所述脂肪酸取代选自从Chem.1和Chem.2选取的延伸部分:
Chem 1:HOOC-(CH2) X-C0_*
Chem 2 =HOOC-C6H4-O- (CH2) y_C0_* 其中X为14、16或18，并且y为8、10或12。
10.前述权利要求中任一项的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐，其中所述脂肪二酸取代在选自Al、A22、BI和B29的位置，连接于所述胰岛素中的氨基酸残基。
11.前述权利要求中任一项的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐，其中所述脂肪二酸取代经由连接基与所述胰岛素的氨基酸残基连接。
12.前述权利要求中任一项的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐，其中所述连接基包含一个或多个选自以下的连接基组分:α-L-Glu、a-D-Glu、Y-L-Glu,Y_D_Glu、a -L-Asp、a -D-Asp、β _L_Asp、β _D_Asp、CPH> IDA 和 OEG。
13.前述权利要求中任一项的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐用作药物的用途，所述药物用于治疗或预防包括应激性高血糖症的高血糖症、2型糖尿病、葡萄糖耐量减低、I型糖尿病、烧伤、手术创伤、在治疗中需要合成代谢作用的其它疾病或损伤、心肌梗塞、中风、冠心病、其它心血管病症，治疗重症糖尿病患者和非糖尿病患者和多发性神经病。
14.前述权利要求中任一项的可溶性胰岛素衍生物或其在药学上可接受的盐，其选自A22Na-十六烧二酸基_ Y -L-谷氨酸基Β29Νε -十六烧二酸基_ Y -L-谷氨酸基Α22ΚdesB30人胰岛素、Α22Νε-十八烷二酰基-Y-L-谷氨酰基-OEG-OEG Β29Νε-十八烷二酰基-Y-L-谷氨酰基-OEG-OEG Α22Κ desB30人胰岛素、Α22Νε -十四烷二酰基-Y-L-谷氨酰基Β29Νε -十四烷二酰基-Y -L-谷氨酰基Α22Κ desB30人胰岛素、Α22Νε-十八烷二酰基_ Y -D-谷氨酰基B29NE -十八烷二酰基-Y -D-谷氨酰基A22K desB30人胰岛素、 A22NE-十六烷二酰基-、-L-谷氨酰基B29NE -十六烷二酰基-、_L_谷氨酰基A14E A22K B25H desB30人胰岛素、A22NE-十八烷二酰基-y-L-谷氨酰基-0EG-0EG B29NE-十八 烷二酰基-Y-L-谷氨酰基-0EG-0EG A14E A22K B25H desB30人胰岛素、A1N°-十六烷 二酰基-Y-L-谷氨酰基B29NE-十六烷二酰基-y-L-谷氨酰基A14E B25H desB30人 膜岛素、A1N°-十六烧二酸基_ Y -L-谷氨酸基B29NE-十六烧二酸基_、~L~谷氨酸基 desB30人胰岛素、A1N°-十八烷二酰基-、-L-谷氨酰基-0EG-0EG B29NE-十八烷二酰 基-Y-L-谷氨酰基-0EG-0EG A14E B25H desB30人胰岛素、A1N° -十八烷二酰基-y-L-谷 氨酸基-0EG-0EG-氨基甲基_节基BlNa-十八烧二酸基_ Y ~L~谷氨酸基-0EG-0EG-4-氨 基甲基-苄基A14E B25H desB27 desB30人胰岛素、A1N°-十八烷二酰基-y-L-谷氨酰 基-0EG-0EG-氛基甲基_节基BlNa-十八烧二酸基_ Y -L-谷氛酸基-0EG-0EG-4-氛基甲 基-苄基A14E B25H desB30人胰岛素、A1N° -十六烷二酰基-y-L-谷氨酰基-0EG-0EG-氨 基甲基-苄基B1N° -十六烷二酰基-、-L-谷氨酰基-0EG-0EG-4-氨基甲基-苄基A14E B25H desB27 desB30人胰岛素、A1N°-十四烷二酰基-y-L-谷氨酰基-0EG-0EG-氨基甲 基-苄基B1N°-十四烷二酰基-y -L-谷氨酰基-0EG-0EG-4-氨基甲基-苄基A14E B25H desB27 desB30人胰岛素、A1N° -十六烷二酰基-Y _L_谷氨酰基-0EG-0EG4-氨基甲基-苄 基B1N°-十六烷二酰基-y-L-谷氨酰基-0EG-0EG-4-氨基甲基-苄基A14E B25H desB30 人胰岛素、B1N°-十八烷二酰基-、-L-谷氨酰基-0EG-0EG-氨基甲基-苄基B29NE -十八 烷二酰基-Y-L-谷氨酰基-0EG-0EG A14E B25H desB30人胰岛素、A1N°-十八烷二酰 基-Y -L-谷氨酰基-0EG-0EG-4-氨基甲基-苄基B1N° -十八烷二酰基_ Y _L_谷氨酰 基-0EG-0EG-4-氨基甲基-苄基B29NE十八烷二酰基-Y _L_谷氨酰基-0EG-0EG A14E B25H desB30人胰岛素、A1N° -十八烷二酰基_N_羧甲基-0 -丙氨酰基B29NE -十八烷二酰 基-N-羧甲基-0-丙氨酰基A14E B25H desB30人胰岛素、A1N°十八烷二酰基_N_2-羧乙 基-甘氨酰基B29NE-十八烷二酰基-N-2-羧乙基-甘氨酰基A14E B25H desB30人胰岛素、 AlNa-十八烷二酰基-N-羧甲基-0 -丙氨酰基A22NE -N-十八烷二酰基_N_羧甲基-0 -丙 氨酰基A22K B29R desB30人胰岛素、A22NE -十六烷二酰基-y-L-谷氨酰基-0EG-0EG B29NE-十六烷二酰基-y-L-谷氨酰基-0EG-0EG A14E B25H desB30人胰岛素、A1N° -十六 烷二酰基_ Y -L-谷氨酰基-0EG-0EG B29NE-十六烷二酰基-、_L_谷氨酰基-0EG-0EG A14E B25H desB30人胰岛素、A1N°-十六烷二酰基-y-L-谷氨酰基-0EG-0EG B29NE-十六 烷二酰基-Y-L-谷氨酰基-0EG-0EG A14E B16H B25H desB30人胰岛素、A1N°-十八烷 二酰基_ Y -L-谷氨酰基-0EG-0EG BlNa-十八烷二酰基-、_L_谷氨酰基-0EG-0EG A14E B25H B29R desB30 人、A22NE-二十烷二酰基-y-L-谷氨酰基-0EG-0EG B29NE-二十 烷二酰基-Y-L-谷氨酰基-0EG-0EG A14E A22K B25H desB30人胰岛素、B1N°-十八烷 二酰基_ Y -L-谷氨酰基-0EG-0EG-4-氨基甲基-苄基B29NE -十八烷二酰基-Y _L_谷 氨酰基-0EG-0EG A14E B16H B25H desB30人胰岛素、B1N°-(十八烷二酰基-y-L-谷 氨酰基-0EG-0EG-4-氨基甲基-苄基A14E B25H B29NE-十八烷二酰基-y-L-谷氨酰 基-0EG-0EG desB30人胰岛素、B1N°-十八烷二酰基-、-L-谷氨酰基-0EG-0EG-氨基甲 基-苄基B29NE-十八烷二酰基-y-L-谷氨酰基-0EG-0EG A14E B25H desB27 desB30人胰 岛素、A22Ne -4-羧基苯氧基-癸酰基-y -L-谷氨酰基-0EG-0EG B29Ne ~4~羧基苯氧基-癸酰基-Y-L-谷氨酰基-OEG-OEG A14E A22K B25H desB30 人胰岛素。
15.一种用于制备上述权利要求中任一项的胰岛素衍生物的方法，所述方法包括酰化或烷基化的步骤。·
【文档编号】C07K1/107GK103596584SQ201280029002
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2012年6月14日 优先权日:2011年6月15日
【发明者】T.赫格-延森, P.马德森, J.施佩茨勒, T.M.塔格莫塞 申请人:诺沃—诺迪斯克有限公司