结构修饰的glp-1类似物及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及治疗性肽领域，具体涉及结构修饰的GLP-I类似物及其制备方法，进 一步的，涉及结构修饰的艾塞那肽衍生物，本发明还涉及对结构修饰的艾塞那肽衍生物的 制备方法。
【背景技术】
[0002] 艾塞那肽(又称依西纳肽或依克那肽，Exenatide,或Exendin-4,商品名Byetta) 是由39个氨基酸组成的多肽，其分子量为4186. 6,分子式为C184H282N5tlO6tlS, CAS Registry Number为141758-74-9,氛基酸序列为： 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-P r〇-Ser_NH2 ;由 Amylin Pharmaceuticals 和 Eli Lilly 公司(Eli Lillyand Company)生 产并销售。艾塞那肽已于2005年4月由FDA批准上市，属于药皮下注射制剂，具有促进葡 萄糖依赖的胰岛素分泌、恢复第一时相胰岛素分泌、抑制胰高血糖素的分泌、减慢胃内容物 的排空，改善胰腺β细胞的功能等作用，非常适用于II型糖尿病的治疗，例如，用于改善和 控制二甲双胍和磺酰脲类药物治疗不理想的II型糖尿病患者的血糖。
[0003] 艾塞那肽是生长在美国西南部几个州的蜥蜴希拉毒蜥（Gilamonster)唾液中 激素 exendin-4 的合成形式（18丨〇1.0^111.1990，265，20259-20262;181〇1· Chem. 1992，267，7402-7405)，是一种人胰高血糖素样肽-I(GLP-I)的类似物，其氨基 酸序列与GLP-I的氨基酸序列部分重合，是比较有效的GLP-I受体激动剂，由于艾塞那肽 模拟GLP-I的葡萄糖调节作用，故又被称为肠促胰岛素激动剂。与磺酰脲和美格列奈类 (meglitinides)不同，艾塞那肽仅在葡萄糖存在下提高胰岛素的合成和分泌，降低了低血 糖的风险。一些医师还将Byetta用于治疗胰岛素抵抗。
[0004] 尽管如此，由于蛋白质/多肽类药物普遍存在体内半衰期较短，物理、化学稳定性 较差，易被体内各种蛋白酶降解等特性，使得这些药物通常需要在一天之内多次注射，这给 病人带来了许多痛苦和诸多不便。上个世纪70年代出现的聚乙二醇化技术被证明是当前 蛋白质/多肽类给药领域一项较适用的技术。但单纯使用PEG修饰后药物的活性会普遍下 降。
[0005] -系列不同方法已经用于修饰GLP-I类似物的结构以便提供体内更长久的作用 持续时间。中国专利CN00804847. 9公开了新型exendin激动剂制剂及其给药方法，其中 公开了艾塞那肽的化合物结构和其制备方法。中国专利CN102532303公开了使用甲氧基 聚乙二醇残基与艾塞那肽分子中赖氨酸残基的氨基或N末端组氨酸残基的氨基缀合，合成 聚乙二醇缀合的艾塞那肽的方法；CN200980111088也明确公开了脂肪酸-PEG-艾塞那肽 的结构，并且PEG的修饰位点在N端His上；W02005028516和W02012035139也公开了脂肪 酸-PEG-艾塞那肽的结构。中国专利CN101215324B公开了一种对艾塞那肽进行结构改造后 得到的艾塞那肽短肽模拟肽。中国专利CN101125207报道了对Exendin-4进行PEG修饰。 W099/43708公开了具有连接至C-端氨基酸残基的亲脂性取代物的GLP-I (7-35)和GLP-I (7-36)衍生物。W02013059323A1公开了 PEG缀合的艾塞那肽及制备方法。虽然做了这些 多方面的努力，糖尿病群体对长效的活性GLP-I类似物仍具有巨大的需求。
[0006] GLP-I类似物的稳定性，包括在体内稳定性仍是一个有待着手解决的重大议题。因 此，尽管本领域有进展，但目前市场上的Exendin-4以及一些改造 Exendin-4药物药效短， 仍然急需开发新的艾塞那肽衍生物，使其在体内作用时间长，稳定性好，降糖效果好，同时 保持低毒性和较好的活性。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的在于克服现有技术缺点，提供半衰期长，稳定性好，能够同时保持较 好降糖效果和低毒性的艾塞那肽衍生物，同时，本发明还提供艾塞那肽衍生物的制备方法， 以及这些衍生物在制备治疗和/或预防糖尿病的药物中的用途。
[0008] 为实现上述目的，本发明采用下述的技术方案： 本发明提供了具有以下结构的化合物：化合物：D-A-P-L 其中D为GLP-I类似物部分； A是具有如下的结构^NR1-X-NR2-,其中，札、R2独立的选自H和Cp 6的烷基； X选自： (1) - (CH2)n-,其中η为2~10的整数； (2) -[(012)1^]1)(012)11-，其中2为0、殿 3或5，11独立的选自广10的整数，？为0~10的 整数，其中R3为H或Cp6的烷基； (3) 氨基酸残基或被一种或多种取代基取代的氨基酸残基，所述取代基选自H，CV6的烷 基、羰基和-NR 2R3，其中，R2、R3独立的选自H和Cp6的烷基； (4) -(CH2)nC(O)Z(CH2)n-,其中Z为0、单键或-NR 3, η独立的选自f 10的整数，其中R3 为H或Cp6的烷基；优选Z为0或单键； 和 (5) (^_1(|的亚烷基，并且，所述亚烷基中的H被一种或多种下列取代基取代，所述取代基 选自：
、C1-C4的直链或支链烷基、卤素、NHR 5、CN、羧基、硝基和C1-C4的烷基醇； 其中，R5为H或C1-C4的直链或支链烷基； P为含有寡聚乙二醇类的连接部分，L是亲脂性连接部分； 并且，D的末端氨基酸残基的碳端与A的NR1通过酰胺键连接，A的NR2与P通过酰胺 键连接，P与L通过酰胺键连接。
[0009] 进一步的，优选所述化合物中P是具有如下结构的部分：
所述L具有如下结构：
，其中，m是广20的整数；1^是6~20的整数；波浪线表示连接位点；进一步 的优选，m为2或5。
[0010] 进一步的，所述A是具有如下的结构^NR1-X-NR2-, 所述的X为-(CH2)n-，其中，所述的-(CH2)n-表示亚烷基结构；所述的化合物D-A-P-L 具有如下结构：
其中，RpR2独立的选自H和CV6的烷基，优选RpR2均为H ;优选η为2飞的整数，更进 一步的优选η为2或4 ;m为1~20的整数，k是6~20的整数。
[0011] 另一方面，所述A是具有如下的结构^NR1-X-NR2-, 所述的X为-[(CH2) nZ]p (CH2) n-，所述的化合物D-A-P-L优选具有如下的结构：
，优选Z为0或 NR3, η独立的选自f 10的整数，p为(TlO的整数，优选p为2飞的整数，m为广20的整数， k是6~20的整数；其中R3为H或Cp6的烷基，优选R3为H ;更进一步的，优选Z为0或NH， 并且η为2或4, p为3。
[0012] 另一方面，所述A是具有如下的结构^NR1-X-NR2-,所述的X为氨基酸残基或被 一种或多种取代基取代的氨基酸残基，并且所述氨基酸残基可被任意取代基取代，条件是， 所述取代基有利于将NHR 1和NHR2连接到氨基酸骨架上；优选所述取代基选自H，Cp6的亚 烷基、C=0、NH和亚烷基氨基及其结合；所述氨基酸残基为天然的氨基酸或非天然氨基酸残 基；举例说明的，以谷氨酸残基为例，并且谷氨酸残基被NH、C^ 6的亚烷基及C=O取代，并且 通过这些取代基将NHR1和NHR2连接到氨基酸残基骨架上，得到具有如下结构的A :
,其中波浪形" "表示连接位点； \ 另一方面，所述A是具有如下的结构：-NR1-X-NR2-，所述的X为-(CH2) nC (0) Z (CH2) n-， 优选Z为0或-单键，η独立的选自f 10的整数，其中R3选自H和CV6的烷基；进一步的优 选 X 具有以下结构：-CH2CH2-C (0) -CH2CH2-或-CH2CH2-C (0) -NH-CH2CH2-;优选 A 具有如下结 构-NR1-CH2CH2-C (0) -CH2CH2-NR2-或-NR1-CH 2CH2-C (0) -NH-CH2CH2-NR2-; 优选所述D-A-P-L具有如下结构的化合物：
其中，优选Z为0或单键，RpR2S H0
[0013] 另一方面，所述A是具有如下的结构^NR1-X-NR2-,所述的X为CV ltl的亚烷基，优选 所述亚烷基中的H被一种或多种下列取代基取代，所述取代基选自
、C1-C4的 直链或支链烷基、NHR5、羧基和C1-C4的烷基醇；其中，R 5为H或C1-C4的直链或支链烷基；进 一步优选所述取代基为
并且，R5为H ;优选A具有如下结构：
[0014] 更进一步的，所述化合物D-A-P-L具有如下结构：
[0015] 本发明所述D为GLP-I类似物部分； 进一步的 GLP-I 类似物优选：GLP-I (7-35)、GLP-I (7-36)、GLP-I (7-37)、GLP-I (7-38)、 GLP-I (7-39)、GLP-I (7-40)、GLP-I (7-41)、GLP-I (7-42)、GLP-I (7-43)、GLP-I (7-44)、 GLP-I (7-45)、GLP-I (7-45)或其类似物；更进一步的优选所述的GLP-I类似物为包含以下 氨基酸序列的肽： aa7-aa8-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-aal6-Ser-aal8-aal9-aa2〇-Glu-aa22-aa2 3-Ala-aa25-aa26-aa27-Phe-Ile-aa30-Trp-Leu-aa33-aa34-aa35-aa36-aa37-aa38_aa39-aa4〇-aa41-aa42-aa43-aa44-aa45_aa46 ; 其中437是1-!1&、〇-财8、2-氨基组氨酸、0-组氨酸或〇-甲基组氨酸； aa8是Ala、Gly、Val、Leu、Ile、Lys、Aib、l_氨基环丙基羧酸、1-氨基环丁基羧酸、1-氨 基环戊基羧酸或1-氨基环庚基羧酸；aal6是Val或Leu ;aal8是Ser、Lys或Arg ;aal9是 Tyr 或 Gln ;aa20 是 Leu 或 Met ;aa22 是 Gly、Glu 或 Aib ;aa23 是 Gln、Glu、Lys 或 Arg ;aa25 是 Ala 或 Val ;aa26 是 Lys、Glu 或 Arg ;aa27 是 Glu 或 Leu ;aa30 是 Ala、Glu 或 Arg ;aa33 是 Val 或 Lys ;aa34 为 Lys、Asn、Glu 或 Arg ;aa35 是 Gly 或 Aib ;aa36 是 Lys、Gly 或 Arg ; aa37是Gly、Ala、Glu、Pro、Lys、氨基或不存在；aa38是Lys、Ser、氨基或不存在；aa39是 Ser、Lys、氨基或不存在；aa40是Gly、氨基或不存在；aa41是Ala、氨基或不存在；aa42是 Pro氨基或不存在；aa43是Pro氨基或不存在；aa44是Pro氨基或不存在；aa45是Ser、氨 基或不存在；aa46是氨基或不存在，并且，当aa37、aa38、aa39、aa40 aa41、aa42、aa43、aa44 或aa45不存在时，相应的其后的氨基酸也不存在。
[0016] 更进一步的优选所述GLP-I类似物为Exendin-3、Exendin_4或其衍生物；最优选 GLP-I 类似物为 Exendin-4。
[0017] 其中Exendin-4是具有如下氨基酸序列的肽： 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-P r〇-Ser-NH2 ； Exendin-3是具有如下氨基酸序列的肽： His-Ser-Asp-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Leu-Ser-Lys-Gln-Met-Glu-Glu-Glu-Ala-
其中Ex具有如下结构：
表示与具有下式结构的化合物等同：
[0019] 另一方面，本发明还提供了一种药物组合物，包含本发明所提供的化合物 D-A-P-L，以及任选的药学可接受的载体。
[0020] "药物组合物"意指一种或多种活性成分和任选的一种或多种惰性成分以及任何 产品，所述的产品为直接或间接得自任何两种或更多种成分的组