一种glp-1衍生物及其制备方法与应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及治疗性多肽领域，具体涉及新型长效GLP-I衍生物及其制备方法，同 时还涉及这些衍生物的医疗用途。
【背景技术】
[0002] 胰高血糖素样肽-UGlucagon-LikeP印tide1，GLP-1)是由人胰高血糖素基因编 码，并由肠道L细胞分泌的一种肽类激素，其具有以下重要生理作用：以葡萄糖依赖方式作 用于胰岛0细胞，促进胰岛素基因的转录，增加胰岛素的生物合成和分泌；刺激0细胞的 增殖和分化，抑制0细胞凋亡，从而增加胰岛0细胞数量，抑制胰高血糖素的分泌，抑制食 欲及摄食，延缓胃内容物排空等。这些功能都有利于降低餐后血糖并使血糖维持在恒定水 平。
[0003] GLP-I可用于II型糖尿病的治疗。GLP-I对血糖的调节作用主要通过环磷酸腺 苷-蛋白激酶A(cAMP-PKA)途径实现。GLP-I与0细胞上特异受体结合，通过G蛋白激活 腺苷酸活化酶（AC)，使细胞内cAMP水平升高，增加胰岛素的生物合成和释放，抑制胰高血 糖素的分泌。当血糖浓度的升高时，通过与GLP-I受体高度特异性的结合，刺激胰岛素分 泌，使血糖维持在恒定水平。而在生理条件下，GLP-I刺激胰岛素分泌的作用依赖于血糖浓 度，因此可以避免传统降糖药物产生的严重低血糖危险。此外，与传统降糖药物相比，GLP-I 只在血糖浓度升高时才刺激0细胞分泌胰岛素，因此GLP-I另一显著的功能是保护0细 胞。另外，随着对GLP-I研宄的不断深入，发现GLP-I对患者还具有抑制食欲、减轻体重及 保护神经元等优点。
[0004] GLP-I由 30 或 31 个氨基酸残基组成，有GLP-I(7-36)amide和GLP-I(7-37)两种 亚型，其结构式分别为：
[0005]GLP-I(7-36)amide：
[0006]His-Ala-Glu-Glyi0-Thr-Phe-Thr-Ser-Aspi5-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu20-Glu-Gly-G In-Ala-Ala25-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala30-Trp-Leu-Val-Lys-Gly35-Arg-NH2
[0007]GLP-I(7-37)：
[0008] His-Ala-Glu-Glyi0-Thr-Phe-Thr-Ser-Aspi5-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu20-Glu-Gly-G In-Ala-Ala25-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala3o-Trp-Leu-Val-Lys-Gly35-Arg-Gly
[0009] GLP-I作为完全人源化多肽，作为临床药物在安全性上具有较大优势。然而，人体 产生的GLP-I很不稳定，在体内很快由DPP-4降解失活，半衰期不足2分钟。因此若使用天 然GLP-I降低血糖，需要持续静脉注射给药，临床使用上非常不方便。为了解决这一问题， 目前已有许多研宄，通过对GLP-I进行结构改造，来延长其在体内的药效作用时间。如诺和 诺德公司研发的利拉鲁肽（Liraglutide)是将GLP-I(7-37)的26位的赖氨酸处连接一个 16碳脂肪酸侧链，同时将34位赖氨酸突变为精氨酸，其血浆半衰期超过10小时；罗氏公司 研发的Taspoglutide是以氨基异丁基替代Ala8和Gly35残基的GLP-I类似物，一周一次用 药，耐受性良好；加拿大Conjuchem公司研发的CJC-1131，是用D-Ala取代GLP-I的N端第 2位的L-Ala8,并通过Lys34侧链氨基上的接头分子与血浆白蛋白形成复合物，其经注射给 药的半衰期达15-19天。
[0010] 虽然通过对GLP-I的序列进行改造能够延长药效作用时间，但是改造后分子往往 存在药效降低、副作用增加等问题，因而需要开发能够有效延长药效时间，同时具有更好的 活性与疗效的新的GLP-I衍生物。
[0011] 通过对GLP-I与GLP-IR的结合方式与结合位点的研宄表明，GLP-I序列从Thr13 到￥&133形成一段两亲性（1-螺旋结构，位于疏水面的？}1628、116 29、1^1132、￥&133与61^-11?的 疏水空腔相互作用，Lys26通过氢键与GLP-IR上Glu128侧链相互作用，这些氨基酸残基是重 要的活性位点。GLP-I这种a-螺旋结构对于保持其生物活性极为重要。然而化学合成的 多肽通常都是一段无序的结构，很难保持其在生理条件下的二级结构。因此，通过发展合适 的化学修饰方法，来稳定合成多肽的a_螺旋结构，一方面可以增强其与受体的亲和力，另 一方面，还能大幅提升多肽的抗蛋白水解能力，这种方法在多肽药物改造方面具有重要的 潜在应用价值。通常可以通过在多肽序列合适的位置侧链成环的方式来稳定多肽的a-螺 旋结构，侧链一般在多肽a-螺旋的同一面上，侧链氨基酸的位置一般为i/i+3,i/i+4,i/ i+7,i/i+11等，其中应用较多的是i/i+4和i/i+7。
[0012] 本发明以GLP-I (7-37)为模板，通过用Cys替换i/i+7位置上的氨基酸，然后通过 连接臂侧链成环的策略，来稳定GLP-I (7-37)的a-螺旋结构。通过这种方法得到的GLP-I 衍生物，在保留良好的体内降糖活性的同时，解决了天然GLP-I体内半衰期短的问题，这种 GLP-I衍生物在治疗和预防糖尿病的药物中具有更大的应用潜力。
【发明内容】
[0013] 本发明的一个目的是针对临床上GLP-I及其类似物在体内半衰期短，需要频繁注 射给药的缺陷，提供一种作用时间更长、疗效更好的GLP-I衍生物。
[0014] 本发明的另一个目的是提供该GLP-I衍生物的制备方法。
[0015] 本发明的又一个目的是提供该GLP-I衍生物在治疗/预防糖尿病的药物中的应 用。
[0016] 用于实现上述目的的技术方案如下：
[0017] 本发明提出了一种GLP-I衍生物，所述衍生物为在相对于序列GLP-I(7-37)第i 和i+7的位置上的氨基酸用Cys替换，然后通过连接臂（linker)成环后形成的化合物，其 中1的取值为13，14，15，16，17，18，，20,23,24,27，所述连接臂（1丨111?51')选自化学式1-4 :
【主权项】
1. 一种GLP-1衍生物，所述衍生物为在相对于序列GLP-1 (7-37)第i和i+7的位置上 的氨基酸用Cys替换，然后通过连接臂（linker)成环后形成的化合物，其中i的取值为13， 14，15，16，17，18,20,23,24,27，所述连接臂（11111?51')选自化学式1-4 :
2. 根据权利要求1所述的GLP-1衍生物，其特征在于： 当i= 13时，GLP-1衍生物的结构如式（I)所示：
其中，当连接臂（linker)的结构为化学式1时，对应的GLP-1衍生物记为la;当连接 臂（linker)的结构为化学式2时，对应的GLP-1衍生物记为lb;当连接臂（linker)的结 构为化学式3时，对应的GLP-1衍生物记为Ic;当连接臂（linker)的结构为化学式4时， 对应的GLP-1衍生物记为