专利名称：二肽连接的药剂的制作方法
二肽连接的药剂
通过引用并入电子提交材料通过引用以其整体并入的是同时随附提交的计算机可读氨基酸序列表，并标识如下一份 2010 年 6 月 23 日创建的名为 “Sequence_Listing_213277” 的 34. 5KB ASCII (文本)文件。相关申请的交叉引用本申请要求2010年6月24日提交的美国临时专利申请号61/358，194的优先权。该临时申请的公开内容通过引用以其整体明确结合到本文中。背景通常需要延长所注射药物的释放时间以延长其作用持续时间或降低其毒性作用。与更合乎需要和逐步释放的药理活性产品不同，在机体内容易溶解的制剂通常被快速吸收，并提供突然暴发的可用药物。另外，虽然许多基于肽的药物可用作高效药，但是它们通常具有相对短的作用持续时间和可变的治疗指数。已进行各种尝试以提供控释和缓释药用化合物，但是之前公开的技术在克服与所述技术有关的所有问题方面未取得成功，例如实现最佳延长释放时间，使稳定性和功效最大化，减少毒性，在制备中使再现性最大化，并消除由不良基质材料引起的不需要的物理、生物化学或毒理学作用。因此，需要延长现有药物的半衰期，并改进其治疗指数的制剂。提供延长释放和提高的治疗指数的机制包括在注射部位螯合分子或使用药物的前药衍生物形式，其中将前药衍生物设计成延迟开始作用和延长药物的半衰期。延迟开始作用是利的，因为它允许在其活化之前使前药全身分布。因此，给予前药消除给药时峰值活性引起的复杂情况(complication),并提高母体药物的治疗指数。肽和蛋白质激动剂的受体识别和后续加工是许多基于肽和蛋白质的药物降解的主要途径。因此肽药物与其受体结合将导致生物刺激，但还通过肽或蛋白质的酶促降解启动肽/蛋白质诱导的药理学随即失活。根据本公开内容，可对现有药用化合物进行修饰以防止其与其相应的受体相互作用。更具体地讲，如本文公开的，可通过使非酶促的自我切割性二肽与药物连接而对已知药物进行修饰，形成复合物，该复合物或作为使药物局限在注射部位以受控方式释放的贮库(depot)组合物起作用，或作为分布在全身但不能与其受体相互作用的前药起作用。概述按照一个实施方案,提供可与药剂(medicinal agent)共价连接的非酶促的自我切割性二肽部分，其中二肽(和与二肽连接的任何化合物)在暴露在生理条件下后以预定的时间长度从药剂中释放。有利的是，切割速率取决于二肽元件(dipeptide element)的结构和立体化学结构，还取决于存在于二肽上的诱导切割和二酮哌嗪或二酮吗啉形成的亲核体的强度。在一个实施方案中，提供包含已知药物与结构为A-B的二肽的复合物，其中A为氨基酸或羟酸，B为N-烷基化氨基酸，其通过在B与药物的胺之间形成酰胺键而与药物连接。选择二肽的氨基酸，使得从药物中非酶促化学切割A-B产生二酮哌嗪或二酮吗啉和重构的原有药物。
在一个实施方案中，提供可注射贮库组合物，其包含具有A-B-Q通用结构的复合物，其中A为氨基酸或羟酸；B为N-烷基化氨基酸；Q为带有胺的药剂；其中二肽A-B还包含与A或B的侧链连接的贮库聚合物，所述二肽通过在A-B与Q的胺之间形成酰胺键而与Q连接。选择足够大小的贮库聚合物，使得将复合物A-B-Q有效螯合在注射部位，或以别的方式使之不能与其靶标(例如受体)相互作用。从Q上化学切割A-B产生二酮哌嗪或二酮吗啉，并在给药后在预定的持续时间内以受控方式将活性药物释放给患者。在另一个实施方案中，根据抑制前药被相应受体识别的策略，来制备已知药剂(pharmaceutical agent)的前药衍生物以延长肽或蛋白质的生物半衰期。本文公开的前药最终可以化学方法转化成可被受体识别的结构，其中这种化学转化的速度将决定体内生物·作用的开始时间和持续时间。本申请公开的分子设计有赖于不依靠其它化学添加剂或酶的分子内化学反应。通过使二肽元件与药剂的活性部位经由酰胺键共价连接来制备前药衍生物。在一个实施方案中，二肽在干扰药剂与其相应受体或辅因子相互作用的能力的位置上与药剂共价结合。在一个实施方案中，二肽元件与生物活性肽的N端连接。随后在生理条件下和在酶促活性不存在时脱去二肽，恢复多肽的完全活性。在一个实施方案中，提供具有A-B-Q通用结构的前药。在该实施方案中，Q为药剂，包括例如生物活性肽。在一个实施方案中，Q选自以下的核激素甲状腺激素、雌激素、睾酮和糖皮质激素，以及上述的类似物、衍生物和缀合物，A-B表示通过酰胺键与Q连接的二肽前药。更具体地讲，在一个实施方案中，A为氨基酸或羟酸，B为N-烷基化氨基酸，其通过在A-B与Q的胺之间形成酰胺键而与Q连接。根据一个实施方案，在生理条件下在PBS中，A-B自Q的化学切割的半衰期(t1/2)为至少约I小时-约I周。此外，在一个实施方案中，Q包含氨基酸序列，A、B或A-B与之连接的Q的氨基酸为非编码氨基酸，且在生理条件下在PBS中，A-B自Q的化学切割在约I-约720小时内完成至少约90%。在一个实施方案中，选择A和B以抑制存在于哺乳动物血清中的酶将A-B 二肽自Q酶促切割。在一个实施方案中，选择A和/或B，使得在生理条件下在PBS中，自Q切割A-B的半衰期不超过在包含DPP-IV蛋白酶的溶液中自Q切割A-B的半衰期的2倍(即与酶不存在时的相同条件相比，在DPP-IV蛋白酶存在和生理条件下，A-B自Q的切割以不快于2x的速率发生)。在一个实施方案中，A和/或B为D立体异构体构型的氨基酸。在一些示例性实施方案中，A为D立体异构体构型的氨基酸，B为L立体异构体构型的氨基酸。在一些示例性实施方案中，A为L立体异构体构型的氨基酸，B为D立体异构体构型的氨基酸。在一些示例性实施方案中，A为D立体异构体构型的氨基酸，B为D立体异构体构型的氨基酸。在一个实施方案中，与药剂连接的二肽元件包含具有式I通用结构的化合物
权利要求
1.包含以下结构的前药A-B-Q ； 其中Q为生物活性肽(例如胰岛素肽); 其中A-B包含以下结构
2.权利要求I的前药，其中B选自甘氨酸(N-甲基)、甘氨酸(N-乙基)、甘氨酸(N-丙基)、甘氨酸(N- 丁基)、甘氨酸(N-戊基)、甘氨酸(N-己基)、甘氨酸(N-庚基)和甘氨酸(N-辛基)。
3.权利要求2的前药，其中B是甘氨酸(N-甲基)。
4.权利要求2的前药，其中B是甘氨酸(N-己基)。
5.包含以下结构的前药A-B-Q ； 其中Q为生物活性肽(例如胰岛素肽); 其中A-B包含以下结构
6.权利要求5的前药，其中R4选自CH3>CH2 (C1-C4烷基)、CH2 (C1-C4)烯基、CH2 (C0-C4烷基)OH、CH2 (C0-C4 烷基)SH、CH2 (C0-C3 烷基)SCH3、CH2 (C0-C3 烷基)CONH2、CH2 (C0-C3 烷基)C00H、CH2 (C0-C4 烷基)NH2 和 CH2 (C0-C3 烷基)NHC (NH2+) NH2。
7.权利要求6的前药，其中B选自丙氨酸(N-C1-Cltl烷基)、亮氨酸(N-C1-Cltl烷基)、甲硫氨酸(N-C1-Cltl烧基)、天冬酰胺(N-C1-Cltl烧基)、谷氨酸(N-C1-Cltl烧基)、天冬氨酸(N-C1-C10烧基)、谷氨酰胺(N-C1-Cltl烧基)、组氨酸(N-C1-Cltl烧基)、赖氨酸(N-C1-Cltl烧基)、精氨酸(N-C1-Cltl烷基)、丝氨酸(N-C1-Cltl烷基)和半胱氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
8.权利要求7的前药，其中B选自丙氨酸(N-C1-C6烷基)、亮氨酸(N-C1-C6烷基)、甲硫氨酸(N-C1-C6烧基)、天冬酰胺(N-C1-C6烧基)、谷氨酸(N-C1-C6烧基)、天冬氨酸(N-C1-C6烧基)、谷氨酰胺(N-C1-C6烧基)、组氨酸(N-C1-C6烧基)、赖氨酸(N-C1-C6烧基)、精氨酸(N-C1-C6烷基)、丝氨酸(N-C1-C6烷基)和半胱氨酸(N-C1-C6烷基)。
9.权利要求8的前药，其中B选自丙氨酸(N-甲基)、亮氨酸(N-甲基)、甲硫氨酸(N-甲基)、天冬酰胺(N-甲基)、谷氨酸(N-甲基)、天冬氨酸(N-甲基)、谷氨酰胺(N-甲基)、组氨酸(N-甲基)、赖氨酸(N-甲基)、精氨酸(N-甲基)、丝氨酸(N-甲基)和半胱氨酸(N-甲基)。
10.权利要求5的前药，其中R4选自CH2(C0-C3烷基)(C3-C6环烷基)、CH2 (C0-C3烷基)(C2-C5 杂环),CH2 (C0-C3 烷基)(C6-C10 芳基)R7XH2 (C1-C3 烷基)(C3-C9 杂芳基)和 CH2 (C0-C12烷基)(W1) C1-C12烷基，其中W1为选自N、S和O的杂原子，其中R7选自H和0H。
11.权利要求10的前药，其中B选自苯丙氨酸(N-C1-Cltl烷基)、酪氨酸(N-C1-Cltl烷基)和色氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
12.权利要求11的前药，其中B选自苯丙氨酸(N-C1-C6烷基)、酪氨酸(N-C1-C6烷基)和色氨酸(N-C1-C6烷基)。
13.权利要求12的前药，其中B选自苯丙氨酸(N-甲基)、酪氨酸(N-甲基)和色氨酸(N-甲基)。
14.权利要求5的前药，其中B为脯氨酸。
15.包含以下结构的前药A-B-Q ； 其中Q为生物活性肽(例如胰岛素肽); 其中A-B包含以下结构
16.权利要求15的前药，其中R4为OKC1-C8烷基)2或OKC1-C8烷基)0H。
17.权利要求16的前药，其中B选自异亮氨酸(N-C1-Cltl烷基)、缬氨酸(N-C1-Cltl烷基)和苏氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
18.权利要求17的前药，其中B选自异亮氨酸(N-C1-C6烷基)、缬氨酸(N-C1-C6烷基)和苏氨酸(N-C1-C6烷基)。
19.权利要求18的前药，其中B选自异亮氨酸(N-甲基)、缬氨酸(N-甲基)和苏氨酸(N-甲基)。
20.权利要求I的前药，其中所述脂族氨基是Q的N端氨基酸上的α氨基。
21.权利要求I的前药，其中所述脂族氨基是Q的侧链上的脂族氨基。
22.包含以下结构的前药A-B-Q ； 其中Q为生物活性肽(例如胰岛素肽); 其中A-B包含以下结构
23.权利要求22的前药，其中B选自甘氨酸(N-甲基)、甘氨酸(N-乙基)、甘氨酸(N-丙基)、甘氨酸(N- 丁基)、甘氨酸(N-戊基)、甘氨酸(N-己基)、甘氨酸(N-庚基)和甘氨酸(N-辛基)。
24.权利要求23的前药，其中B是甘氨酸(N-甲基)。
25.权利要求23的前药，其中B是甘氨酸(N-己基)。
26.包含以下结构的前药A-B-Q ； 其中Q为生物活性肽(例如胰岛素肽); 其中A-B包含以下结构
27.权利要求26的前药，其中R4选自CH3>CH2 (C1-C4烷基)、CH2 (C1-C4)烯基、CH2 (C0-C4烷基)OH、CH2 (C0-C4 烷基)SH、CH2 (C0-C3 烷基)SCH3、CH2 (C0-C3 烷基)CONH2、CH2 (C0-C3 烷基)C00H、CH2 (C0-C4 烷基)NH2 和 CH2 (C0-C3 烷基)NHC (NH2+) NH2。
28.权利要求27的前药，其中B选自丙氨酸(N-C1-Cltl烷基)、亮氨酸(N-C1-Cltl烷基)、甲硫氨酸(N-C1-Cltl烧基)、天冬酰胺(N-C1-Cltl烧基)、谷氨酸(N-C1-Cltl烧基)、天冬氨酸(N-C1-C10烧基)、谷氨酰胺(N-C1-Cltl烧基)、组氨酸(N-C1-Cltl烧基)、赖氨酸(N-C1-Cltl烧基)、精氨酸(N-C1-Cltl烷基)、丝氨酸(N-C1-Cltl烷基)和半胱氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
29.权利要求28的前药，其中B选自丙氨酸(N-C1-C6烷基)、亮氨酸(N-C1-C6烷基)、甲硫氨酸(N-C1-C6烧基)、天冬酰胺(N-C1-C6烧基)、谷氨酸(N-C1-C6烧基)、天冬氨酸(N-C1-C6烧基)、谷氨酰胺(N-C1-C6烧基)、组氨酸(N-C1-C6烧基)、赖氨酸(N-C1-C6烧基)、精氨酸(N-C1-C6烷基)、丝氨酸(N-C1-C6烷基)和半胱氨酸(N-C1-C6烷基)。
30.权利要求29的前药，其中B选自丙氨酸(N-甲基)、亮氨酸(N-甲基)、甲硫氨酸(N-甲基)、天冬酰胺(N-甲基)、谷氨酸(N-甲基)、天冬氨酸(N-甲基)、谷氨酰胺(N-甲基)、组氨酸(N-甲基)、赖氨酸(N-甲基)、精氨酸(N-甲基)、丝氨酸(N-甲基)和半胱氨酸(N-甲基)。
31.权利要求26的前药，其中R4选自CH2(C0-C3烷基)(C3-C6环烷基)、CH2 (C0-C3烷基)(C2-C5 杂环),CH2 (C0-C3 烷基)(C6-C10 芳基)R7XH2 (C1-C3 烷基)(C3-C9 杂芳基)和 CH2 (C0-C12烷基)(W1) C1-C12烷基，其中W1为选自N、S和O的杂原子，其中R7选自H和0H。
32.权利要求31的前药，其中B选自苯丙氨酸(N-C1-Cltl烷基)、酪氨酸(N-C1-Cltl烷基)和色氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
33.权利要求32的前药，其中B选自苯丙氨酸(N-C1-C6烷基)、酪氨酸(N-C1-C6烷基)和色氨酸(N-C1-C6烷基)。
34.权利要求33的前药，其中B选自苯丙氨酸(N-甲基)、酪氨酸(N-甲基)和色氨酸(N-甲基)。
35.权利要求26的前药，其中B为脯氨酸。
36.包含以下结构的前药A-B-Q ； 其中Q为生物活性肽(例如胰岛素肽); 其中A-B包含以下结构
37.权利要求36的前药，其中R4为OKC1-C8烷基)2或OKC1-C8烷基)0H。
38.权利要求37的前药，其中B选自异亮氨酸(N-C1-Cltl烷基)、缬氨酸(N-C1-Cltl烷基)和苏氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
39.权利要求38的前药，其中B选自异亮氨酸(N-C1-C6烷基)、缬氨酸(N-C1-C6烷基)和苏氨酸(N-C1-C6烷基)。
40.权利要求39的前药，其中B选自异亮氨酸(N-甲基)、缬氨酸(N-甲基)和苏氨酸(N-甲基)。
41.前述权利要求中任一项的前药，其中R1和R2独立选自C1-Cltl烷基、C2-Cltl烯基、(C1-C10 烷基)OH、(C1-C10 烷基)SH、(C2-C3 烷基)SCH3、(C1-C4 烷基)CONH2、(C1-C4 烷基)COOH、(C1-C4 烷基)NH2、(C1-C4 烷基)NHC (NH2+) NH2、(C0-C4 烷基)(C3-C6 环烷基)、(C0-C4 烷基)(C2-C5杂环)、(Ctl-C4 烷基)(C6-Cltl 芳基)R7、(C1-C4 烷基)(C3-C9 杂芳基)和 C1-C12 烷基(W1) C1-C12烷基，其中W1为选自N、S和O的杂原子，或R1和R2与其所连接的原子一起形成C3-C12环烷基，并且其中R7选自H和0H。
42.权利要求41的前药，其中A为氨基异丁酸。
43.前述权利要求中任一项的前药，其中R1为H，R2选自H、C1-C10烷基、C2-C10烯基、(C1-C10 烷基)OH、(C1-C10 烷基)SH、(C2-C3 烷基)SCH3、(C1-C4 烷基)CONH2、(C1-C4 烷基)COOH、(C1-C4 烷基)NH2、(C1-C4 烷基)NHC (NH2+) NH2、(C0-C4 烷基)(C3-C6 环烷基)、(C0-C4 烷基)(C2-C5杂环)、(Ctl-C4 烷基)(C6-Cltl 芳基)R7、(C1-C4 烷基)(C3-C9 杂芳基)和 C1-C12 烷基(W1) C1-C12烷基，其中R7选自H和0H，其中W1为选自N、S和O的杂原子，或R1和R2与其所连接的原子一起形成C3-C12环烷基，或R2和R5与其所连接的原子一起形成4、5或6元杂环。
44.权利要求43的前药,其中A选自赖氨酸、半胱氨酸和丙氨酸。
45.权利要求43或44的前药，其中A具有d_立体化学结构。
46.前述权利要求中任一项的前药,其中A-B选自Aib-Gly(N-己基)、dLys_Gly (N-己基)、dCys-Gly(N-己基)、dAIa-GIy(N-己基)、Aib-Gly(N-甲基)、dLys-Gly(N-甲基)、dCys-Gly (N-甲基)、dAla-Gly (N-己基)、Aib-Phe (N-甲基)、dLys-Phe (N-甲基)、dCys-Phe (N-甲基)或 dAla-Phe (N-甲基)。
47.前述权利要求中任一项的前药，其还包含与前药共价连接的亲水部分。
48.权利要求47的前药，其中所述亲水部分是聚乙二醇。
49.权利要求48的前药，其中所述聚乙二醇与A-B共价连接。
50.权利要求49的前药，其中所述聚乙二醇通过间隔基与A-B共价连接。
51.前述权利要求中任一项的前药，其还包含与前药共价连接的酰基或烷基。
52.权利要求50的前药，其中所述酰基或烷基与A-B共价连接。
53.权利要求52的前药，其中所述酰基或烷基通过间隔基与A-B共价连接。
全文摘要
提供了可通过酰胺键与已知药剂连接的非酶促自我切割性二肽元件。二肽可在生理条件下通过经由化学不稳定性驱动的反应自发地从药剂上切割。因此，二肽元件提供将各种化合物与已知药剂连接的方法，其中所述化合物在暴露在生理条件下达预定时间后从药剂上释放。例如，二肽可与药物的活性部位连接形成前药和/或二肽可包含贮库聚合物以将包含复合物的可注射组合物螯合在给药点。
文档编号A61K38/28GK102958533SQ201180031396
公开日2013年3月6日 申请日期2011年6月9日 优先权日2010年6月24日
发明者R.D.戴马志 申请人:印第安纳大学研究及科技有限公司