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JP7634756B2 - Glucose-sensitive insulin derivatives - Google Patents

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JP7634756B2
JP7634756B2 JP2024134315A JP2024134315A JP7634756B2 JP 7634756 B2 JP7634756 B2 JP 7634756B2 JP 2024134315 A JP2024134315 A JP 2024134315A JP 2024134315 A JP2024134315 A JP 2024134315A JP 7634756 B2 JP7634756 B2 JP 7634756B2
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トマス・ボーグラム・ケルスン
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アリス・レイヴン・マドセン
ペル・サウエルベルク
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Novo Nordisk AS
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Description

本発明は、新規のインスリン誘導体、およびそれらの薬学的使用に関する。さらに、本発明は、かかるインスリン誘導体を含む医薬組成物、および糖尿病に関連する医学的状態の治療または予防のためのかかる化合物の使用に関する。 The present invention relates to novel insulin derivatives and their pharmaceutical uses. Furthermore, the present invention relates to pharmaceutical compositions comprising such insulin derivatives and to the use of such compounds for the treatment or prevention of medical conditions associated with diabetes.

配列表の参照による組み込み
配列表
本出願は、電子形式の配列表とともに提出される。配列表の全内容が、参照により本明細書に組み込まれる。
INCORPORATION BY REFERENCE OF SEQUENCE LISTING SEQUENCE LISTING This application is submitted with a Sequence Listing in electronic format, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

インスリンは、高血糖の治療に最も有効な薬物であるが、インスリン投薬量は、生理学的グルコース範囲が狭いため、過多と過少との間の微妙なバランスである。健康な人は、絶食状態においてほぼ5mMのグルコースレベルを有し、糖尿病患者は、食事および基礎インスリン調製物の両方を投与してほぼ5mMを得ようと試みる。しかしながら、約3mM未満の血糖値(低血糖症)は、しばしば、インスリン治療中に生じ、低血糖症は、不快感、意識を失う(loss of conciseness)、脳損傷、または死亡につながる可能性がある。したがって、糖尿病患者は、低血糖症を恐れて高いまたは中程度に高い血糖値を積極的に治療することに躊躇する。より高い血糖値でのみ活性であるか、またはデポーから放出され、より低い血糖値では不活性または弱く活性であるインスリン薬物が開発されれば、糖尿病治療を助けることができるであろう。 Insulin is the most effective drug for treating hyperglycemia, but insulin dosage is a delicate balance between too much and too little due to the narrow physiological glucose range. Healthy people have glucose levels of approximately 5 mM in the fasting state, and diabetics attempt to obtain approximately 5 mM by administering both prandial and basal insulin preparations. However, blood glucose levels below about 3 mM (hypoglycemia) often occur during insulin treatment, and hypoglycemia can lead to discomfort, loss of consciousness, brain damage, or death. Thus, diabetics are hesitant to aggressively treat high or moderately high blood glucose levels for fear of hypoglycemia. The development of an insulin drug that is only active at higher blood glucose levels or released from a depot and is inactive or weakly active at lower blood glucose levels could aid in diabetes treatment.

特許文献1は、グルコース感受性アルブミン結合を示すジボロン含有部分を有するグルコース感受性インスリン誘導体を開示している。したがって、これらのインスリン誘導体は、グルコース濃度に依存するインスリン活性を示す。より少ない頻度の投与を可能にするために、より長い半減期を有するグルコース感受性インスリン誘導体に対するニーズがある。 U.S. Patent No. 5,399,433 discloses glucose-sensitive insulin derivatives having a diboron-containing moiety that exhibits glucose-sensitive albumin binding. These insulin derivatives therefore exhibit insulin activity that is dependent on glucose concentration. There is a need for glucose-sensitive insulin derivatives with longer half-lives to allow for less frequent administration.

国際公開第2020/201041号International Publication No. 2020/201041

最も広い態様では、本発明は、インスリン誘導体に関する。これらのインスリン誘導体は、グルコース濃度に依存するインスリン活性を示し、したがってグルコース感受性インスリン誘導体として機能する。 In its broadest aspect, the present invention relates to insulin derivatives that exhibit insulin activity that is dependent on glucose concentration and thus function as glucose-sensitive insulin derivatives.

本発明のインスリン誘導体は、グルコースおよびアルブミン(ヒト血清アルブミン、HSA)の両方に結合し、HSA親和性はグルコース感受性である。したがって、HSAの存在下での見かけのヒトインスリン受容体(HIR)親和性もまた、グルコース感受性になる。HSA結合されたインスリンの画分は、HIRへの結合から遮蔽されるが、HSAからのグルコース促進放出は、インスリンの遊離画分を増加させ、したがってグルコースは、HIRの見かけの親和性を高める。したがって、本発明のインスリン誘導体は、グルコースおよびアルブミンの存在下において、グルコースが存在しないときよりも高い見かけのインスリン受容体親和性を示す。 The insulin derivatives of the present invention bind both glucose and albumin (human serum albumin, HSA), and the HSA affinity is glucose sensitive. Thus, the apparent human insulin receptor (HIR) affinity in the presence of HSA also becomes glucose sensitive. The fraction of HSA-bound insulin is shielded from binding to the HIR, but glucose-facilitated release from HSA increases the free fraction of insulin, and thus glucose increases the apparent affinity of the HIR. Thus, the insulin derivatives of the present invention exhibit higher apparent insulin receptor affinity in the presence of glucose and albumin than in the absence of glucose.

本発明のインスリン誘導体は、高いグルコース感受性を示し、長い半減期を有する。 The insulin derivative of the present invention exhibits high glucose sensitivity and has a long half-life.

一態様では、本発明のインスリン誘導体は、B29Kを含むインスリンペプチドと、インスリンペプチドB鎖のN末端におけるペプチド延長部と、3個の修飾基とを含み、1個の修飾基は、インスリンペプチドのB鎖の29位におけるLys残基に連結し、他の2個の修飾基は、ペプチド延長部におけるLys残基に連結している。 In one embodiment, the insulin derivative of the invention comprises an insulin peptide containing B29K, a peptide extension at the N-terminus of the insulin peptide B chain, and three modifying groups, one of which is linked to a Lys residue at position 29 of the insulin peptide B chain, and the other two modifying groups are linked to Lys residues in the peptide extension.

一態様では、ペプチド延長部は、
Z-Lys-Y-Lys-aa1-aa2-(Gly)-Ser-((Gly)-Ser)-#
の配列を有する
(式中、Zは、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される1~5個のアミノ酸残基からなり、
式中、Yは、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される15~30個のアミノ酸残基からなり、
式中、aa1は、不在か、またはProであり、
式中、aa2は、GluまたはGlyであり、
式中、pは、1、2、または3であり、
式中、#は、ヒトインスリンまたはヒトインスリン類似体のB鎖のN末端への連結点を示す)。
In one aspect the peptide extension is
Z-Lys-Y-Lys-aa1-aa2-(Gly) 3 -Ser-((Gly) 4 -Ser) p -#
wherein Z consists of 1 to 5 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln;
wherein Y consists of 15 to 30 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln;
In the formula, aa1 is absent or Pro;
In the formula, aa2 is Glu or Gly;
In the formula, p is 1, 2, or 3;
where # indicates the point of attachment to the N-terminus of the B-chain of human insulin or a human insulin analogue.

一態様では、修飾基は、式A:
(式中、R1、R2、またはR3のうちの1個は、電子求引基であり、他の2個が、水素であり、
式中、mは、0、1、2、または3であり、nは、0、1、2、または3であり、*は、連結点を示す)である。
In one aspect, the modifying group has formula A:
wherein one of R1, R2, or R3 is an electron-withdrawing group and the other two are hydrogen;
wherein m is 0, 1, 2, or 3, n is 0, 1, 2, or 3, and * indicates a connection point.

一態様では、本発明は、本発明によるインスリン誘導体を含む医薬組成物に関する。一態様では、本発明は、医薬として使用するための本発明によるインスリン誘導体に関する。一態様では、本発明は、糖尿病の治療において使用するための本発明によるインスリン誘導体に関する。一態様では、本発明は、本発明によるインスリン誘導体の医学的使用に関する。 In one aspect, the present invention relates to a pharmaceutical composition comprising an insulin derivative according to the present invention. In one aspect, the present invention relates to an insulin derivative according to the present invention for use as a medicament. In one aspect, the present invention relates to an insulin derivative according to the present invention for use in the treatment of diabetes. In one aspect, the present invention relates to a medical use of an insulin derivative according to the present invention.

一態様では、本発明のインスリン誘導体は、高いグルコース感受性を示す。一態様では、本発明のインスリン誘導体は、長い半減期を有する。一態様では、本発明のインスリン誘導体は、高いグルコース感受性を示し、長い半減期を有する。 In one aspect, the insulin derivatives of the present invention exhibit high glucose sensitivity. In one aspect, the insulin derivatives of the present invention have a long half-life. In one aspect, the insulin derivatives of the present invention exhibit high glucose sensitivity and have a long half-life.

本発明は、例示的な実施形態の開示から明らかになるであろうさらなる問題も解決し得る。 The present invention may also solve further problems that will become apparent from the disclosure of the exemplary embodiments.

図1は、それぞれ3mMおよび20mMのD-グルコースでの、実施例4のインスリン誘導体およびヒトインスリンについてのヒト初代肝細胞におけるインスリン受容体リン酸化の濃度応答曲線を示す(実施例13を参照)。FIG. 1 shows the concentration-response curves of insulin receptor phosphorylation in human primary hepatocytes for the insulin derivative of Example 4 and human insulin at 3 mM and 20 mM D-glucose, respectively (see Example 13). 図2は、それぞれ3mMおよび20mMのL-グルコースでの、実施例4のインスリン誘導体についてのSprague Dawleyラットからの脂肪細胞における脂質生成アッセイ(rFFC)からの代表的な濃度応答曲線を示す(実施例14を参照)。FIG. 2 shows representative concentration-response curves from a lipogenesis assay (rFFC) in adipocytes from Sprague Dawley rats for the insulin derivative of Example 4 at 3 mM and 20 mM L-glucose, respectively (see Example 14). 図3は、20mMのD-グルコースでの、実施例4のインスリン誘導体およびヒトインスリンについてのラット初代肝細胞におけるグリコーゲン蓄積の濃度応答曲線を示す(実施例15を参照)。FIG. 3 shows the concentration-response curves of glycogen accumulation in rat primary hepatocytes for the insulin derivative of Example 4 and human insulin at 20 mM D-glucose (see Example 15).

一態様では、本発明のインスリン誘導体は、インスリンペプチドと、インスリンペプチドB鎖のN末端におけるペプチド延長部と、3個の修飾基とを含む。 In one embodiment, the insulin derivative of the invention comprises an insulin peptide, a peptide extension at the N-terminus of the insulin peptide B chain, and three modifying groups.

インスリン誘導体
本明細書で使用される場合、「インスリン誘導体」という用語は、修飾インスリンペプチドを意味し、修飾は、化学部分の連結および/またはペプチド延長部の存在の形態である。
Insulin Derivatives As used herein, the term "insulin derivative" refers to modified insulin peptides, the modification being in the form of the attachment of chemical moieties and/or the presence of peptide extensions.

一態様では、修飾は、式Aの修飾基の共有結合的連結の形態である。一態様では、修飾は、インスリンペプチドB鎖のN末端におけるペプチド延長部の存在の形態である。一態様では、修飾は、式Aの修飾基の共有結合的連結およびインスリンペプチドB鎖のN末端におけるペプチド延長部の存在の形態である。 In one aspect, the modification is in the form of a covalent attachment of a modifying group of formula A. In one aspect, the modification is in the form of the presence of a peptide extension at the N-terminus of the insulin peptide B chain. In one aspect, the modification is in the form of a covalent attachment of a modifying group of formula A and the presence of a peptide extension at the N-terminus of the insulin peptide B chain.

インスリンペプチド
本明細書で使用される場合、「インスリンペプチド」という用語は、ヒトインスリンまたはヒトインスリン類似体のいずれかであるペプチドを意味する。一実施形態では、本明細書で使用される「インスリンペプチド」という用語は、インスリン活性を有する、すなわち、インスリン受容体を活性化するヒトインスリンまたはその類似体のいずれかであるペプチドを意味する。
Insulin Peptides As used herein, the term "insulin peptide" refers to a peptide that is either human insulin or a human insulin analog. In one embodiment, the term "insulin peptide" as used herein refers to a peptide that is either human insulin or an analog thereof that has insulin activity, i.e., activates the insulin receptor.

ヒトインスリン
本明細書で使用される場合、「ヒトインスリン」という用語は、その構造および特性が周知のヒトインスリンホルモンを意味する。ヒトインスリンは、A鎖およびB鎖と称される2つのポリペプチド鎖を有する。A鎖は、21個のアミノ酸のペプチドであり、B鎖は、30個のアミノ酸のペプチドであり、2つの鎖は、ジスルフィド架橋によって接続され、第1の架橋は、A鎖の7位におけるシステインとB鎖の7位におけるシステインとの間であり、また第2の架橋は、A鎖の20位におけるシステインとB鎖の19位におけるシステインとの間である。第3の架橋は、A鎖の6位におけるシステインとA鎖の11位におけるシステインとの間に存在する。ヒトインスリンA鎖は、次の配列 GIVEQCCTSICSLYQLENYCN(配列番号1)を有する一方、ヒトインスリンB鎖は、次の配列 FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT(配列番号2)を有する。
Human insulin As used herein, the term "human insulin" refers to the human insulin hormone, whose structure and properties are well known. Human insulin has two polypeptide chains, designated the A and B chains. The A chain is a peptide of 21 amino acids, and the B chain is a peptide of 30 amino acids, and the two chains are connected by disulfide bridges, the first bridge being between the cysteine at position 7 of the A chain and the cysteine at position 7 of the B chain, and the second bridge being between the cysteine at position 20 of the A chain and the cysteine at position 19 of the B chain. The third bridge is between the cysteine at position 6 of the A chain and the cysteine at position 11 of the A chain. Human insulin A-chain has the sequence GIVEQCCTSICSLYQLENYCN (SEQ ID NO:1), while human insulin B-chain has the sequence FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT (SEQ ID NO:2).

インスリン類似体
本明細書で使用される場合、「インスリン類似体」という用語は、インスリンの1個以上のアミノ酸残基が他のアミノ酸残基によって置換されており、かつ/または1個以上のアミノ酸残基がインスリンから欠失しており、かつ/または1個以上のアミノ酸残基がインスリンに付加および/もしくは挿入されている、修飾ヒトインスリンを意味する。本明細書で使用される場合、「インスリン類似体」という用語は、インスリン活性を示す、すなわち、インスリン受容体に結合しインスリン受容体を活性化する、インスリン類似体を意味する。
Insulin Analogs As used herein, the term "insulin analog" refers to modified human insulin in which one or more amino acid residues of insulin have been replaced by other amino acid residues and/or one or more amino acid residues have been deleted from insulin and/or one or more amino acid residues have been added and/or inserted into insulin. As used herein, the term "insulin analog" refers to an insulin analog that exhibits insulin activity, i.e., binds to and activates the insulin receptor.

ヒトインスリン類似体は、ヒトインスリンに対して、10個未満のアミノ酸修飾(置換、欠失、付加(すなわち、延長)、挿入、およびそれらの任意の組み合わせ)、あるいはヒトインスリンに対して、9、8、7、6、5、4、3、2、または1個未満の修飾を含む。一態様では、ヒトインスリン類似体は、ヒトインスリンに対して、10個未満のアミノ酸修飾(置換、欠失、付加(すなわち、延長)、挿入、およびそれらの任意の組み合わせ)、あるいはヒトインスリンに対して、9、8、7、6、5、4、3、2、または1個未満の修飾を有する。 The human insulin analog contains fewer than 10 amino acid modifications (substitutions, deletions, additions (i.e., lengthening), insertions, and any combination thereof) relative to human insulin, or fewer than 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, or 1 modification relative to human insulin. In one aspect, the human insulin analog has fewer than 10 amino acid modifications (substitutions, deletions, additions (i.e., lengthening), insertions, and any combination thereof) relative to human insulin, or fewer than 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, or 1 modification relative to human insulin.

インスリン分子における修飾は、鎖(AまたはB)、位置、および天然アミノ酸残基を置換するアミノ酸残基の1文字または3文字のコードを述べることで表される。本明細書では、「A1」、「A2」、および「A3」などの用語は、インスリンのA鎖の(N末端から数えて)それぞれ1位、2位、および3位などにおけるアミノ酸を表す。同様に、B1、B2、およびB3などの用語は、インスリンのB鎖の(N末端から数えて)それぞれ1位、2位、および3位などにおけるアミノ酸を示す。アミノ酸の1文字コードを使用すると、B29Kという用語は、B29位におけるアミノ酸がKであることを指定している。アミノ酸の3文字コードを使用すると、対応する表現は、B29Lysである。「desB30」とは、B30アミノ酸を欠くインスリン類似体を意味する。 Modifications in the insulin molecule are represented by stating the chain (A or B), the position, and the one-letter or three-letter code of the amino acid residue replacing the natural amino acid residue. As used herein, terms such as "A1", "A2", and "A3" represent the amino acids at positions 1, 2, and 3, etc., respectively, of the A chain of insulin (counting from the N-terminus). Similarly, terms such as B1, B2, and B3 represent the amino acids at positions 1, 2, and 3, etc., respectively, of the B chain of insulin (counting from the N-terminus). Using the one-letter code of amino acids, the term B29K specifies that the amino acid at position B29 is K. Using the three-letter code of amino acids, the corresponding expression is B29Lys. "desB30" refers to an insulin analog lacking the B30 amino acid.

特定の実施形態では、類似体は、特定の変化を「有する」または「含む」。他の特定の実施形態では、類似体は、変化「からなる」。「からなる」または「からなっている」という用語が類似体に関連して使用される場合、例えば、類似体が、特定のアミノ酸変異の群からなるか、またはなっている場合、当然のことながら、特定のアミノ酸変異は、類似体における唯一のアミノ酸変異である。対照的に、特定のアミノ酸変異の群を「含む」類似体は、追加的な変異を有してもよい。 In certain embodiments, an analog "has" or "contains" a particular change. In other particular embodiments, an analog "consists of" a change. When the terms "consisting of" or "consisting of" are used in reference to an analog, e.g., an analog consists of or consists of a particular group of amino acid mutations, it will be understood that the particular amino acid mutations are the only amino acid mutations in the analog. In contrast, an analog that "contains" a particular group of amino acid mutations may have additional mutations.

インスリン類似体の例としては、
desB30ヒトインスリン(配列番号1のA鎖および配列番号3のB鎖)が挙げられる。
Examples of insulin analogues include:
desB30 human insulin (A chain of SEQ ID NO:1 and B chain of SEQ ID NO:3).

ペプチド延長部
上述のように、本発明のインスリン類似体は、ヒトインスリンに対して、10個未満のアミノ酸修飾(置換、欠失、付加(すなわち、延長)、挿入、およびそれらの任意の組み合わせ)、あるいはヒトインスリンに対して、9、8、7、6、5、4、3、2、または1個未満の修飾を含む。これらの最大9個の修飾に加えて、本発明のインスリンペプチドは、インスリンペプチドのB鎖のN末端にペプチド延長部を有する。
As mentioned above, the insulin analogues of the invention contain fewer than 10 amino acid modifications (substitutions, deletions, additions (i.e., extensions), insertions, and any combination thereof) relative to human insulin, or fewer than 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, or 1 modification relative to human insulin. In addition to these up to 9 modifications, the insulin peptides of the invention have a peptide extension at the N-terminus of the B-chain of the insulin peptide.

様々なペプチド延長部またはスペーサーペプチドは、当該技術分野で公知であり、本発明のインスリン誘導体で使用され得る。一実施形態では、ペプチド延長部は、ペプチド結合を介して接続された28~58個のアミノ酸からなるペプチドセグメントである。本発明のペプチド延長部は、次のアミノ酸残基 Gly(G)、Glu(E)、Ala(A)、Ser(S)、Thr(T)、Pro(P)、Gln(Q)、およびLys(K)のうちの1つ以上を含む。 A variety of peptide extensions or spacer peptides are known in the art and may be used in the insulin derivatives of the present invention. In one embodiment, the peptide extension is a peptide segment of 28-58 amino acids connected via peptide bonds. The peptide extension of the present invention comprises one or more of the following amino acid residues: Gly (G), Glu (E), Ala (A), Ser (S), Thr (T), Pro (P), Gln (Q), and Lys (K).

本発明のインスリン誘導体におけるペプチド延長部は、2個の修飾基の連結を可能にするために、2個のLys(K)残基を含む。修飾基の連結の正確な位置は変化してもよく、また正確なペプチド配列のいくらかの変動が許容される。 The peptide extension in the insulin derivatives of the present invention contains two Lys (K) residues to allow for the attachment of two modifying groups. The exact location of the attachment of the modifying groups may vary, and some variation in the exact peptide sequence is permitted.

本発明のインスリン誘導体において使用されるペプチド延長部は、以下のペプチド配列:
Z-Lys-Y-Lys-aa1-aa2-(Gly)-Ser-((Gly)-Ser)-#
を有する
(式中、Zは、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される1~5個のアミノ酸残基からなり、
式中、Yは、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される15~30個のアミノ酸残基からなり、
式中、aa1は、不在か、またはProであり、
式中、aa2は、GluまたはGlyであり、
式中、pは、1、2、または3であり、
式中、#は、ヒトインスリンまたはヒトインスリン類似体のB鎖のN末端への連結点を示す)。
The peptide extension used in the insulin derivatives of the invention has the following peptide sequence:
Z-Lys-Y-Lys-aa1-aa2-(Gly) 3 -Ser-((Gly) 4 -Ser) p -#
wherein Z consists of 1 to 5 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln;
wherein Y consists of 15 to 30 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln;
In the formula, aa1 is absent or Pro;
In the formula, aa2 is Glu or Gly;
In the formula, p is 1, 2, or 3;
where # indicates the point of attachment to the N-terminus of the B-chain of human insulin or a human insulin analogue.

一実施形態では、ペプチド延長部は、例えば、ペプチド延長部における少なくとも5個のグルタミン酸(Glu)アミノ酸残基を有することによって、全体的に極性に保たれる。 In one embodiment, the peptide extension is kept generally polar, for example by having at least five glutamic acid (Glu) amino acid residues in the peptide extension.

インスリンが組み換え的に生成される場合、単鎖インスリン前駆体として発現され、これは後に、Achromobacter lyticusリシル特異的エンドプロテアーゼ(ALP)またはトリプシンなどのプロテアーゼを使用して2鎖インスリンへと成熟される。ALPは、リシル-プロリン結合を含むリシル結合を特異的かつ独占的に切断する。しかしながら、本発明のインスリン誘導体で使用されるペプチド延長部は、2個のリシン(Lys)残基を含むため、ALPによる切断は、望ましくない過剰切断産物をもたらし得る。驚くべきことに、Lysの後にPro-Gluを有することによって、ALPによる切断速度が大幅に低減され、したがって、過剰切断が低減され、全体的な収量が増加することが見出された。 When insulin is produced recombinantly, it is expressed as a single-chain insulin precursor, which is subsequently matured to two-chain insulin using a protease such as Achromobacter lyticus lysyl-specific endoprotease (ALP) or trypsin. ALP specifically and exclusively cleaves lysyl bonds, including lysyl-proline bonds. However, because the peptide extension used in the insulin derivatives of the present invention contains two lysine (Lys) residues, cleavage by ALP can result in undesirable overcleavage products. Surprisingly, it has been found that by having Pro-Glu after Lys, the rate of cleavage by ALP is greatly reduced, thus reducing overcleavage and increasing the overall yield.

一実施形態では、本発明のインスリン誘導体において使用されるペプチド延長部は、以下のペプチド配列:
Z-Lys-Y-Lys-aa1-aa2-(Gly)-Ser-((Gly)-Ser)-#
を有する
(式中、Zは、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される1~5個のアミノ酸残基からなり、
式中、Yは、Pro-Glyとそれに続く、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される13~28個のアミノ酸残基からなり、
式中、aa1は、Proであり、
式中、aa2は、Gluであり、
式中、pは、1、2、または3であり、
式中、#は、ヒトインスリンまたはヒトインスリン類似体のB鎖のN末端への連結点を示す)。
In one embodiment the peptide extension used in the insulin derivative of the invention has the following peptide sequence:
Z-Lys-Y-Lys-aa1-aa2-(Gly) 3 -Ser-((Gly) 4 -Ser) p -#
wherein Z consists of 1 to 5 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln;
wherein Y consists of Pro-Gly followed by 13 to 28 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln;
In the formula, aa1 is Pro;
In the formula, aa2 is Glu;
In the formula, p is 1, 2, or 3;
where # indicates the point of attachment to the N-terminus of the B-chain of human insulin or a human insulin analogue.

より具体的には、ペプチド延長部は、ペプチド延長部のC末端セリン残基のカルボン酸、およびインスリンペプチドのB鎖のN末端アミノ酸残基のアミノ基を介してインスリンペプチドに連結され、2個のアミノ酸残基の間にアミド結合を形成する。 More specifically, the peptide extension is linked to the insulin peptide via the carboxylic acid of the C-terminal serine residue of the peptide extension and the amino group of the N-terminal amino acid residue of the B chain of the insulin peptide, forming an amide bond between the two amino acid residues.

インスリンペプチドのB鎖のN末端におけるペプチド延長部の例としては、GKPE(GEQP)GEQGGKPEGGGS(GS)(配列番号4)が挙げられる。 An example of a peptide extension at the N-terminus of the B-chain of insulin peptide is GKPE(GEQP) 4 GEQGGKPEGGGS(G 4 S) 2 (SEQ ID NO: 4).

修飾基A
本発明のインスリン誘導体は、3個の修飾基Aを含む。一実施形態では、本発明のインスリン誘導体は、式Aの正確に3個の修飾基を有する。修飾基は、同一であっても異なっていてもよい。一実施形態では、修飾基は、同一である。修飾基は、インスリンペプチドおよびペプチド延長部においてリシン残基のイプシロンアミノ基に共有結合的に連結している。
Modification Group A
An insulin derivative of the invention comprises three modifying groups A. In one embodiment an insulin derivative of the invention has exactly three modifying groups of formula A. The modifying groups may be the same or different. In one embodiment the modifying groups are the same. The modifying groups are covalently linked to the epsilon amino groups of lysine residues in the insulin peptide and in the peptide extension.

本発明のインスリン誘導体の修飾基は、式A:
(式中、R1、R2、またはR3のうちの1個は、電子求引基であり、他の2個は、水素であり、
式中、mは、0、1、2、または3であり、
式中、nは、0、1、2、または3である)である。
The modifying group of the insulin derivatives of the present invention has the formula A:
(wherein one of R1, R2, or R3 is an electron-withdrawing group and the other two are hydrogen;
In the formula, m is 0, 1, 2, or 3;
wherein n is 0, 1, 2, or 3.

本出願の式全体を通して、Bは、ホウ素原子を示し、Hは、水素原子を示し、Nは、窒素原子を示し、Oは、酸素原子を示す。 Throughout the formulas of this application, B represents a boron atom, H represents a hydrogen atom, N represents a nitrogen atom, and O represents an oxygen atom.

言い換えれば、R1、R2、およびR3は、独立して、電子求引基および水素の群から選択されるが、ただし、R1が電子求引基である場合、R2およびR3は水素であり、R2が電子求引基である場合、R1およびR3は水素であり、R3が電子求引基である場合、R1およびR2は水素である。 In other words, R1, R2, and R3 are independently selected from the group of electron-withdrawing groups and hydrogen, provided that when R1 is an electron-withdrawing group, R2 and R3 are hydrogen, when R2 is an electron-withdrawing group, R1 and R3 are hydrogen, and when R3 is an electron-withdrawing group, R1 and R2 are hydrogen.

一実施形態では、R1は、電子求引基であり、R2およびR3は、水素である。 In one embodiment, R1 is an electron-withdrawing group and R2 and R3 are hydrogen.

ボロン酸およびボロキソールのpKaを調整して中性pHでのグルコースの結合を容易にするために、電子求引基を連結する。 Electron-withdrawing groups are attached to adjust the pKa of boronic acids and boroxoles to facilitate glucose binding at neutral pH.

電子求引基(EWG)は、隣接する原子からそれ自体に向かって電子密度を引き寄せる原子または基である。一実施形態では、電子求引基は、CF、F、NO、CN、COX、SOX、およびPOXの群から選択される(式中、Xは、ORまたはNRであり、Rは、独立して、H、アルキル、およびアリールから選択される)。一実施形態では、電子求引基は、CF、F、NO、CN、COX、およびSOXの群から選択される(式中、Xは、ORまたはNRであり、Rは、独立して、H、アルキル、およびアリールから選択される)。一実施形態では、電子求引基は、CF、F、SONR、またはCNである(式中、Rは、アルキルである)。一実施形態では、電子求引基は、CFである。一実施形態では、R1は、CFであり、R2およびR3は、水素である。 An electron withdrawing group (EWG) is an atom or group that attracts electron density from adjacent atoms toward itself. In one embodiment, the electron withdrawing group is selected from the group of CF3 , F, NO2 , CN, COX, SO2X , and POX2 , where X is OR or NR2 , and R is independently selected from H, alkyl, and aryl. In one embodiment, the electron withdrawing group is selected from the group of CF3 , F, NO2 , CN, COX, and SO2X , where X is OR or NR2 , and R is independently selected from H, alkyl , and aryl. In one embodiment, the electron withdrawing group is CF3 , F, SO2NR2 , or CN, where R is alkyl. In one embodiment, the electron withdrawing group is CF3 . In one embodiment, R1 is CF3 , and R2 and R3 are hydrogen.

本発明のインスリン誘導体では、1個の修飾基は、インスリンペプチドのB鎖の29位におけるリシン(Lys)残基に連結し、他の2個の修飾基は、ペプチド延長部におけるリシン(Lys)残基の各々に連結している。より具体的には、各修飾基は、アミド結合を形成するリシンのイプシロンアミノ基に連結している。 In the insulin derivative of the present invention, one modifying group is linked to the lysine (Lys) residue at position 29 of the B chain of the insulin peptide, and the other two modifying groups are linked to each of the lysine (Lys) residues in the peptide extension. More specifically, each modifying group is linked to the epsilon amino group of a lysine forming an amide bond.

式Aは、*で示される連結点を介してLysに共有結合的に連結する。 Formula A is covalently linked to Lys via the attachment point indicated by *.

式Aの修飾基は、2つのキラル中心を有する。式Aの修飾基におけるキラル原子の各々は、独立して、(R)または(S)形態であってもよい。一実施形態では、両方のキラル原子は、(S)形態のものである。さらに別の実施形態では、キラル中心は、式A1:
に示されるとおりである。
R1、R2、R3、mおよびnは、式Aについて上記に定義したとおりである。
The modifying group of formula A has two chiral centers. Each of the chiral atoms in the modifying group of formula A may be independently in the (R) or (S) form. In one embodiment, both chiral atoms are in the (S) form. In yet another embodiment, the chiral center is of formula A1:
As shown in.
R1, R2, R3, m and n are as defined above for Formula A.

特定の実施形態では、修飾基は、式Aのものである(式中、R1は、CFであり、R2およびR3は、水素であり、mは、2であり、nは、0である)。 In certain embodiments, the modifying group is of formula A, where R1 is CF3 , R2 and R3 are hydrogen, m is 2, and n is 0.

特定の実施形態では、修飾基は、式A1のものである(式中、R1は、CFであり、R2およびR3は、水素であり、mは、2であり、nは、0である)。 In certain embodiments, the modifying group is of formula A1, where R1 is CF3 , R2 and R3 are hydrogen, m is 2, and n is 0.

本発明のインスリン誘導体の機能
驚くべきことに、本発明のインスリン誘導体は、HSAの存在下において、長い半減期および高いグルコース感受性の両方を示すことが見出された。
Function of the Insulin Derivatives of the Invention Surprisingly, it was found that the insulin derivatives of the invention exhibit both a long half-life and high glucose sensitivity in the presence of HSA.

インスリン類似体およびインスリン誘導体のヒトインスリン受容体(HIR)に対する相対結合親和性は、実施例12に記載されるように、シンチレーション近接アッセイ(SPA)での競合結合によって決定され得る。 The relative binding affinities of insulin analogs and insulin derivatives to the human insulin receptor (HIR) can be determined by competitive binding in a scintillation proximity assay (SPA) as described in Example 12.

一実施形態では、本発明のインスリン誘導体は、インスリン受容体に結合する能力を有する。一実施形態では、本発明のインスリン誘導体は、HSAおよび20mMのグルコースの存在下において、グルコースが存在しない場合よりも高い見かけのインスリン受容体親和性を有する。HSAの存在下での0~20mMグルコースの見かけの相対親和性(HIRグルコース係数)の増加は、インスリン誘導体のグルコース感受性を反映する。グルコースが存在しない場合と比較して、相対インスリン受容体親和性が、20mMのグルコースの存在下でより高い場合、グルコース係数は、1を上回る。一実施形態では、本発明のインスリン誘導体は、1.5%のHSAの存在下において、少なくとも20、30、または40のグルコース係数を有する。 In one embodiment, the insulin derivative of the present invention has the ability to bind to the insulin receptor. In one embodiment, the insulin derivative of the present invention has a higher apparent insulin receptor affinity in the presence of HSA and 20 mM glucose than in the absence of glucose. The increase in the apparent relative affinity (HIR glucose coefficient) from 0 to 20 mM glucose in the presence of HSA reflects the glucose sensitivity of the insulin derivative. If the relative insulin receptor affinity is higher in the presence of 20 mM glucose compared to the absence of glucose, the glucose coefficient is greater than 1. In one embodiment, the insulin derivative of the present invention has a glucose coefficient of at least 20, 30, or 40 in the presence of 1.5% HSA.

実施例12に示されるデータから分かるように、インスリン骨格のB鎖のN末端におけるペプチド延長部は、0~20mMグルコースの親和性(グルコース係数)の倍率変化によって測定されるように、HSAの存在下においてグルコース感受性の減少をもたらす。驚くべきことに、本発明のインスリン誘導体は、HSAの存在下において、高いグルコース感受性を示すことが見出された。 As can be seen from the data presented in Example 12, the peptide extension at the N-terminus of the B chain of the insulin backbone results in a decrease in glucose sensitivity in the presence of HSA, as measured by the fold change in affinity (glucose coefficient) from 0 to 20 mM glucose. Surprisingly, the insulin derivatives of the present invention were found to exhibit high glucose sensitivity in the presence of HSA.

実施例13に記載されるインスリン受容体リン酸化アッセイ、実施例14に記載される脂質生成アッセイ、および実施例15に記載されるグリコーゲン蓄積アッセイは、インスリン誘導体の機能的(アゴニスト)活性の尺度として使用され得る。実施例13、14、および15に示されるデータから分かるように、本発明のインスリン誘導体は、インスリン受容体を活性化する。LYDブタへの皮下投与時の半減期(T1/2)は、実施例16に記載される方法を使用して決定することができる。実施例16におけるLYDブタの薬物動態(PK)研究から分かるように、本発明の化合物は、延長された半減期(T1/2)を示す。 The insulin receptor phosphorylation assay described in Example 13, the lipogenesis assay described in Example 14, and the glycogen accumulation assay described in Example 15 can be used as measures of functional (agonist) activity of the insulin derivatives. As can be seen from the data presented in Examples 13, 14, and 15, the insulin derivatives of the present invention activate the insulin receptor. The half-life (T1/2) upon subcutaneous administration to LYD pigs can be determined using the method described in Example 16. As can be seen from the pharmacokinetic (PK) study in LYD pigs in Example 16, the compounds of the present invention exhibit extended half-life (T1/2).

中間産物
本発明は、インスリンペプチドのN末端にペプチド延長部を有するインスリン類似体の形態の中間生成物をさらに提供する。
Intermediate Products The present invention further provides intermediate products in the form of insulin analogues having a peptide extension at the N-terminus of the insulin peptide.

インスリンペプチドのB鎖のN末端にペプチド延長部を有するインスリン類似体の例としては、
GKPE(GEQP)GEQGGKPEGGGS(GS)-B1 desB30ヒトインスリン(配列番号1のA鎖および配列番号5のB鎖)が挙げられる。
Examples of insulin analogues having a peptide extension at the N-terminus of the B-chain of the insulin peptide include:
and GKPE(GEQP) 4 GEQGGKPEGGGS(G 4 S) 2 -B1 desB30 human insulin (A chain of SEQ ID NO:1 and B chain of SEQ ID NO:5).

GKPE(GEQP)GEQGGKPEGGGS(GS)-B1 desB30ヒトインスリンは、GKPE(GEQP)GEQGGKPEGGGS(GS)でB1から延長されたdesB30ヒトインスリンを意味する。C末端セリン(S)は、desB30ヒトインスリンのB1位におけるフェニルアラニン(F)に接続される。 GKPE(GEQP) 4 GEQGGKPEGGGS(G 4 S) 2 -B1 desB30 human insulin means desB30 human insulin extended from B1 with GKPE(GEQP) 4 GEQGGKPEGGGS(G 4 S) 2. The C-terminal serine (S) is connected to the phenylalanine (F) in position B1 of desB30 human insulin.

一般的な定義
「化合物」という用語は、分子実体を指すために本明細書で使用され、それ故に「化合物」は、各化合物または化合物の群に対して定義される最小限の要素以外の異なる構造的要素を有してもよい。「化合物」という用語はまた、本明細書の薬学的に関係のある形態を包含することも意味し、すなわち、本発明は、本明細書で定義される化合物、またはその薬学的に許容可能な塩、アミド、もしくはエステルに関する。
General Definitions The term "compound" is used herein to refer to a molecular entity, and therefore a "compound" may have different structural elements other than the minimal elements defined for each compound or group of compounds. The term "compound" is also meant to encompass pharma- ceutically relevant forms of the compounds herein, i.e., the present invention relates to the compounds defined herein, or their pharma- ceutically acceptable salts, amides, or esters.

「ペプチド」または「ポリペプチド」という用語は、例えば、本発明の文脈で使用される場合、アミド(またはペプチド)結合によって相互接続された一連のアミノ酸を含む化合物を指す。特定の実施形態では、ペプチドは、ペプチド結合によって相互接続されたアミノ酸からなる。 The term "peptide" or "polypeptide", for example, as used in the context of the present invention, refers to a compound that includes a series of amino acids interconnected by amide (or peptide) bonds. In certain embodiments, a peptide consists of amino acids interconnected by peptide bonds.

「アミノ酸」という用語は、タンパク質原性(または天然)アミノ酸(その中でも、20個の標準アミノ酸)、ならびに非タンパク質原性(または非天然)アミノ酸を含む。タンパク質原性アミノ酸は、タンパク質に自然に組み込まれるものである。標準アミノ酸は、遺伝子コードによってコードされるアミノ酸である。非タンパク質原性アミノ酸は、タンパク質中に見られないか、または標準細胞機構によって生成されないかのいずれかである(例えば、それらは、翻訳後修飾に供された可能性がある)。 The term "amino acid" includes proteinogenic (or naturally occurring) amino acids (among which the 20 standard amino acids) as well as non-proteinogenic (or unnatural) amino acids. Proteinogenic amino acids are those that are naturally incorporated into proteins. Standard amino acids are those that are encoded by the genetic code. Non-proteinogenic amino acids are either not found in proteins or are not produced by standard cellular mechanisms (e.g., they may have been subject to post-translational modifications).

一般に、アミノ酸残基(ペプチド/タンパク質配列)は、それらの完全な名称、それらの1文字コード、および/またはそれらの3文字コードによって特定され得る。これらの3つの方法は、完全に同等である。本出願の全体を通して、光学異性体が記載されていない本発明のインスリンペプチドおよびペプチド延長部の各アミノ酸は、(別段の指定がない限り)L異性体を意味すると理解されるべきである。アミノ酸は、アミノ基およびカルボン酸基、ならびに任意選択で、しばしば側鎖と呼ばれる1個以上の追加の基を含有する分子である。 In general, amino acid residues (peptide/protein sequences) can be identified by their full name, their one-letter code, and/or their three-letter code. These three methods are fully equivalent. Throughout this application, each amino acid of the insulin peptides and peptide extensions of the invention for which no optical isomer is described should be understood to mean the L-isomer (unless otherwise specified). Amino acids are molecules containing an amino group and a carboxylic acid group and, optionally, one or more additional groups, often referred to as side chains.

本明細書では、「アミノ酸残基」という用語は、形式上、ヒドロキシ基がカルボキシ基から除去されており、かつ/または形式上、水素原子がアミノ基から除去されている、アミノ酸である。 As used herein, the term "amino acid residue" refers to an amino acid that has formally had a hydroxy group removed from its carboxy group and/or a hydrogen atom removed from its amino group.

本明細書で使用される場合、「アルキル」という用語は、1~24個の炭素原子の分枝状または非分枝状の飽和炭化水素基である。例としては、メチル、エチル、n-プロピル、イソプロピル、n-ブチル、イソブチル、s-ブチル、t-ブチル、n-ペンチル、イソペンチル、s-ペンチル、ネオペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、ノニル、デシル、ドデシル、およびテトラデシルが挙げられるが、これらに限定されない。 As used herein, the term "alkyl" refers to a branched or unbranched saturated hydrocarbon group of 1 to 24 carbon atoms. Examples include, but are not limited to, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, s-butyl, t-butyl, n-pentyl, isopentyl, s-pentyl, neopentyl, hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, and tetradecyl.

「アリール」という用語は、5~12個の炭素原子を有する環状または多環式芳香環を意味する。アリール基の例としては、フェニル、ビフェニル、およびナフチルが挙げられるが、これらに限定されない。 The term "aryl" means a cyclic or polycyclic aromatic ring having from 5 to 12 carbon atoms. Examples of aryl groups include, but are not limited to, phenyl, biphenyl, and naphthyl.

ある特定の特徴を「含む」または「含んでいる」という用語は、問題の主題がそれらのある特定の特徴を含むが、他の特徴の存在を除外しないことを意味すると解釈されるものである。 The terms "comprise" or "comprising" certain features are to be interpreted as meaning that the subject matter in question includes those particular features, but does not exclude the presence of other features.

医薬組成物
本発明はまた、本発明のインスリン誘導体、またはその薬学的に許容可能な塩、アミド、もしくはエステル、および1つ以上の薬学的に許容可能な賦形剤を含む医薬組成物にも関する。かかる組成物は、当該技術分野で公知のとおりに調製されてもよい。
Pharmaceutical Compositions The present invention also relates to pharmaceutical compositions comprising an insulin derivative of the present invention, or a pharma- ceutically acceptable salt, amide, or ester thereof, and one or more pharma- ceutically acceptable excipients. Such compositions may be prepared as known in the art.

「賦形剤」という用語は、活性治療成分以外の任意の成分を広範に指す。賦形剤は、不活性物質、非活性物質、および/または医薬的に活性でない物質であってもよい。賦形剤は、例えば、担体、ビヒクル、希釈剤として様々な目的を果たし、かつ/または活性物質の投与および/もしくは吸収を改善するように機能し得る。賦形剤の非限定的な例は、溶媒、希釈剤、緩衝液、防腐剤、等張性調節剤、キレート剤および安定剤である。様々な賦形剤を伴う薬学的に活性な成分の製剤は、当該技術分野において公知であり、例えば、Remington:The Science and Practice of Pharmacy(例えば、第21版(2005)および任意のその後の版)を参照されたい。 The term "excipient" broadly refers to any ingredient other than the active therapeutic ingredient. An excipient may be an inactive, non-active, and/or non-pharmaceutical active substance. Excipients may serve various purposes, for example, as carriers, vehicles, diluents, and/or function to improve administration and/or absorption of the active ingredient. Non-limiting examples of excipients are solvents, diluents, buffers, preservatives, tonicity adjusting agents, chelating agents, and stabilizers. Formulation of pharmaceutically active ingredients with various excipients is known in the art, see, for example, Remington: The Science and Practice of Pharmacy (e.g., 21st Edition (2005) and any subsequent editions).

本発明の組成物は、液体製剤、すなわち、水を含む水性製剤の形態であってもよい。液体製剤は、溶液または懸濁液であってもよい。本発明の組成物は、例えば、皮下、筋肉内、腹腔内、または静脈注射によって実施される非経口投与用であってもよい。 The compositions of the invention may be in the form of a liquid formulation, i.e. an aqueous formulation comprising water. The liquid formulation may be a solution or a suspension. The compositions of the invention may be for parenteral administration, for example, by subcutaneous, intramuscular, intraperitoneal or intravenous injection.

アリールホウ素化合物は、中性値付近のpHにおいて、水溶液中で低い安定性しか有しない場合がある。本発明のインスリン誘導体は、水溶液中で改善した安定性を示す。安定性は、例えば、長期間、例えば1週間にわたって、25℃または37℃において中性pHで水溶液中に静置した後のインスリン誘導体の純度を測定することによって評価され得る。 Aryl boron compounds may have low stability in aqueous solutions at near-neutral pH. The insulin derivatives of the present invention exhibit improved stability in aqueous solutions. Stability can be assessed, for example, by measuring the purity of the insulin derivative after standing in aqueous solution at neutral pH at 25° C. or 37° C. for an extended period of time, e.g., one week.

薬学的適応
糖尿病
「糖尿病(diabetes)」または「糖尿病(diabetes mellitus)」という用語には、1型糖尿病、2型糖尿病、妊娠糖尿病(妊娠中)、および高血糖症を引き起こす他の状態が含まれる。この用語は、膵臓が生成するインスリンの量が不十分であるか、または体の細胞がインスリンに適切に応答できず、それ故に細胞がグルコースを吸収するのを妨げる、代謝障害に対して使用される。結果として、グルコースは、血液中に蓄積する。
Pharmaceutical Indications Diabetes The term "diabetes" or "diabetes mellitus" includes type 1 diabetes, type 2 diabetes, gestational diabetes (during pregnancy), and other conditions that cause hyperglycemia. The term is used for metabolic disorders in which the pancreas produces insufficient amounts of insulin or the body's cells fail to respond properly to insulin, thus preventing the cells from absorbing glucose. As a result, glucose accumulates in the blood.

インスリン依存性糖尿病(IDDM)および若年発症糖尿病とも呼ばれる、1型糖尿病は、通常は絶対的インスリン欠乏をもたらすベータ細胞破壊によって引き起こされる。 Type 1 diabetes, also called insulin-dependent diabetes mellitus (IDDM) and juvenile-onset diabetes, is usually caused by beta cell destruction resulting in absolute insulin deficiency.

非インスリン依存性糖尿病(NIDDM)および成人発症糖尿病としても知られる、2型糖尿病は、主要なインスリン抵抗性、それ故に相対的なインスリン欠乏および/またはインスリン抵抗性を伴う主要なインスリン分泌不全に関連している。 Type 2 diabetes, also known as non-insulin-dependent diabetes mellitus (NIDDM) and adult-onset diabetes, is associated with primary insulin resistance and therefore primary insulin secretion failure with relative insulin deficiency and/or insulin resistance.

一実施形態では、本発明によるインスリン誘導体は、糖尿病、1型糖尿病、2型糖尿病、耐糖能障害、高血糖症、およびメタボリックシンドロームXまたはインスリン抵抗性症候群などのメタボリックシンドロームの治療または予防のための医薬として使用される。一実施形態では、本発明によるインスリン誘導体は、ストレス誘発性高血糖症を含む高血糖症、2型糖尿病、耐糖能障害、または1型糖尿病の治療または予防のための医薬として使用される。別の実施形態では、本発明によるインスリン誘導体は、2型糖尿病における疾患の進行を遅延または予防するための医薬として使用される。「治療」という用語は、参照される疾患、障害、または状態の予防および最小化の両方を含むことを意味する(すなわち、「治療」は、文脈によって別段の指示がないか、または明確に矛盾しない限り、本発明のインスリン誘導体または本発明のインスリン誘導体を含む組成物の予防的および治療的投与の両方を指す)。 In one embodiment, the insulin derivative according to the invention is used as a medicine for the treatment or prevention of diabetes, type 1 diabetes, type 2 diabetes, impaired glucose tolerance, hyperglycemia, and metabolic syndromes such as metabolic syndrome X or insulin resistance syndrome. In one embodiment, the insulin derivative according to the invention is used as a medicine for the treatment or prevention of hyperglycemia, including stress-induced hyperglycemia, type 2 diabetes, impaired glucose tolerance, or type 1 diabetes. In another embodiment, the insulin derivative according to the invention is used as a medicine for delaying or preventing disease progression in type 2 diabetes. The term "treatment" is meant to include both prevention and minimization of the disease, disorder, or condition referred to (i.e., "treatment" refers to both prophylactic and therapeutic administration of the insulin derivative of the invention or a composition comprising the insulin derivative of the invention, unless otherwise indicated by the context or clearly contradicted).

投与の方法
投与の経路は、本発明のインスリン誘導体を体内の所望のまたは適切な場所に、例えば非経口的に(例えば、皮下、筋肉内、または静脈内で)効果的に輸送する任意の経路であってもよい。
Methods of Administration The route of administration may be any route that effectively delivers the insulin derivative of this invention to a desired or suitable location in the body, for example parenterally (e.g., subcutaneously, intramuscularly, or intravenously).

非経口投与については、本発明のインスリン誘導体は、既知のインスリンの製剤と類似的に製剤化される。さらに、非経口投与については、本発明のインスリン誘導体は、既知のインスリンの投与と類似的に投与されてもよく、医師は、この手順に精通している。 For parenteral administration, the insulin derivatives of the present invention are formulated similarly to the formulation of known insulins. Furthermore, for parenteral administration, the insulin derivatives of the present invention may be administered similarly to the administration of known insulins, and physicians are familiar with this procedure.

投与される本発明のインスリン誘導体の量、本発明のインスリン誘導体を投与する頻度の決定、および任意選択で別の抗糖尿病化合物と一緒に、どの本発明の化合物を投与するかの選択は、糖尿病の治療に精通している専門家と相談して決定される。 The amount of insulin derivative of the present invention to be administered, the determination of the frequency with which the insulin derivative of the present invention is administered, and the choice of which compound of the present invention to administer, optionally together with another antidiabetic compound, are determined in consultation with a specialist familiar with the treatment of diabetes.

非限定的な実施形態
本発明は、本発明の以下の非限定的な実施形態によってさらに説明される。
1.インスリン誘導体であって、
A.B29Kを含むインスリンペプチドと、
B.ペプチド延長部Z-Lys-Y-Lys-aa1-aa2-(Gly)-Ser-((Gly)-Ser)-#と、
(式中、Zが、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される1~5個のアミノ酸残基からなり、
式中、Yが、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される15~30個のアミノ酸残基からなり、
式中、aa1が、不在か、またはProであり、
式中、aa2が、GluまたはGlyであり、
式中、pが、1、2、または3であり、
式中、#が、ヒトインスリンまたはヒトインスリン類似体のB鎖のN末端への連結点を示す)
C.式Aの3個の修飾基と、
(式中、R1、R2、またはR3のうちの1個が、電子求引基であり、他の2個が、水素であり、
式中、mが、0、1、2、または3であり、
式中、nが、0、1、2、または3であり、
式中、*が、連結点を示す)を含み、
1個の修飾基が、インスリンペプチドのB鎖の29位におけるLys残基に連結し、他の2個の修飾基が、ペプチド延長部におけるLys残基の各々に連結している、インスリン誘導体。
2.Zが、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される1~4個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態に記載のインスリン誘導体。
3.Zが、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される1~3個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
4.Zが、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される1~2個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
5.Zが、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される1個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
6.Zが、1~4個のGlyアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
7.Zが、1~3個のGlyアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
8.Zが、1~2個のGlyアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
9.Zが、Glyである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
10.Yが、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される20~25個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
11.Yが、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される23個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
12.Yが、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される15~30個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
13.Yが、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される20~25個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
14.Yが、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される23個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
15.Yが、Gly、Ala、Pro、およびGlnから独立して選択される15~30個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
16.Yが、Gly、Ala、Pro、およびGlnから独立して選択される20~25個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
17.Yが、Gly、Ala、Pro、およびGlnから独立して選択される23個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
18.Yが、Pro-Glyとそれに続く、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される18~23個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
19.Yが、Pro-Glyとそれに続く、Gly、Glu、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される20~22個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
20.Yが、Pro-Glyとそれに続く、Gly、Ala、Ser、Thr、Pro、およびGlnから独立して選択される21個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
21.Yが、Pro-Glyとそれに続く、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される18~23個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
22.Yが、Pro-Glyとそれに続く、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される20~22個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
23.Yが、Pro-Glyとそれに続く、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される21個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
24.Yが、PE(GEQP)GEQGG(配列番号13)である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
25.aa1が、Proである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
26.aa2が、Gluである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
27.pが、2である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
28.ペプチド延長部が、GKPE(GEQP)GEQGGKPEGGGS(GS)(配列番号4)である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
29.修飾基が、式A1:
(式中、R1、R2、またはR3のうちの1個が、電子求引基であり、他の2個が、水素であり、
式中、mが、0、1、2、または3であり、
式中、nが、0、1、2、または3であり、
式中、*が、連結点を示す)である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
30.電子求引基が、CF、F、NO、CN、COX、SOX、およびPOXの群から選択される(式中、Xが、ORまたはNRであり、Rが、H、アルキルまたはアリールである)、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
31.電子求引基が、CF、F、NO、CN、COX、およびSOXの群から選択される(式中、Xが、ORまたはNRであり、Rが、H、アルキルまたはアリールである)、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
32.Xが、ORである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
33.Xが、NRである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
34.Rが、Hである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
35.Rが、アルキルである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
36.アルキルが、メチル、エチル、n-プロピル、およびイソプロピルの群から選択される、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
37.アルキルが、メチルおよびエチルの群から選択される、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
38.アルキルが、メチルである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
39.Rが、アリールである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
40.アリールが、フェニルである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
41.電子求引基が、CF、F、SONR、またはCNの群から選択される(式中、Rが、アルキルである)、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
42.電子求引基が、CFおよびFの群から選択される、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
43.電子求引基が、CFである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
44.R1が、電子求引基であり、R2およびR3が、水素である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
45.R1が、CFであり、R2およびR3が、水素である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
46.mが、0、1、2、または3であり、nが、0である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
47.mが、1、2、または3であり、nが、0である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
48.mが、3であり、nが、0である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
49.mが、2であり、nが、0である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
50.mが、1であり、nが、0である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
51.mが、0であり、nが、3である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
52.mが、0であり、nが、2である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
53.mが、0であり、nが、1である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
54.式A中の両方のキラル原子が、(S)形態である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
55.インスリンペプチドが、ヒトインスリンである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
56.インスリンペプチドが、ヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
57.インスリンペプチドが、ヒトインスリンに対して、10個未満のアミノ酸修飾を含むヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
58.インスリンペプチドが、ヒトインスリンに対して、9個未満のアミノ酸修飾を含むヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
59.インスリンペプチドが、ヒトインスリンに対して、8個未満のアミノ酸修飾を含むヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
60.インスリンペプチドが、ヒトインスリンに対して、7個未満のアミノ酸修飾を含むヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
61.インスリンペプチドが、ヒトインスリンに対して、6個未満のアミノ酸修飾を含むヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
62.インスリンペプチドが、ヒトインスリンに対して、5個未満のアミノ酸修飾を含むヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
63.インスリンペプチドが、ヒトインスリンに対して、4個未満のアミノ酸修飾を含むヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
64.インスリンペプチドが、ヒトインスリンに対して、3個未満のアミノ酸修飾を含むヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
65.インスリンペプチドが、ヒトインスリンに対して、2個未満のアミノ酸修飾を含むヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
66.インスリンペプチドが、desB30を含むヒトインスリン類似体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
67.インスリンペプチドが、desB30ヒトインスリンである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
68.インスリンペプチドが、desB30ヒトインスリンであり、
ペプチド延長部が、Z-Lys-Y-Lys-Pro-Glu-(Gly)-Ser-((Gly)-Ser)-#であり、
(式中、Zが、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される1~5個のアミノ酸残基からなり、
式中、Yが、Lys-Proとそれに続く、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される13~23個のアミノ酸残基からなり、
式中、pが、1、2、または3であり、
式中、#が、ヒトインスリンまたはヒトインスリン類似体のB鎖のN末端への連結点を示す)
式中、R1が、CFであり、R2およびR3が、水素であり、mが、2であり、nが、0である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
69.Zが、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される1~3個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
70.Zが、Glyと任意選択でそれに続く、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される1~2個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
71.Zが、Glyである、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
72.Yが、Lys-Proとそれに続く、Gly、Glu、Pro、およびGlnから独立して選択される20~25個のアミノ酸残基からなる、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
73.pが、2である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
74.インスリンペプチドが、インスリン受容体に結合する能力を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
75.インスリンペプチドが、インスリン受容体に結合し、インスリン受容体を活性化する能力を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
76.インスリン誘導体が、インスリン受容体に結合する能力を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
77.インスリン誘導体が、インスリン受容体を活性化する能力を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
78.インスリン誘導体が、20mMのグルコースおよびヒト血清アルブミン(HSA)の存在下において、グルコースが存在しないときより高い見かけのインスリン受容体親和性を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
79.インスリン誘導体が、20mMのグルコースおよびヒト血清アルブミン(HSA)の存在下において、グルコースが存在しないときより少なくとも20倍高い見かけのインスリン受容体親和性を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
80.インスリン誘導体が、20mMのグルコースおよびヒト血清アルブミン(HSA)の存在下において、グルコースが存在しないときより少なくとも30倍高い見かけのインスリン受容体親和性を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
81.インスリン誘導体が、20mMのグルコースおよびヒト血清アルブミン(HSA)の存在下において、グルコースが存在しないときより少なくとも40倍高い見かけのインスリン受容体親和性を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
82.インスリン誘導体が、20mMのグルコースおよびヒト血清アルブミン(HSA)の存在下において、グルコースが存在しないときより20倍~80倍高い見かけのインスリン受容体親和性を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
83.インスリン誘導体が、20mMのグルコースおよびヒト血清アルブミン(HSA)の存在下において、グルコースが存在しないときより30倍~60倍高い見かけのインスリン受容体親和性を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
84.インスリン誘導体が、20mMのグルコースおよびヒト血清アルブミン(HSA)の存在下において、グルコースが存在しないときより40倍~60倍高い見かけのインスリン受容体親和性を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
85.インスリン誘導体が、20mMのグルコースおよびヒト血清アルブミン(HSA)の存在下において、グルコースが存在しないときより50倍~60倍高い見かけのインスリン受容体親和性を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
86.インスリン受容体親和性が、実施例12に記載のアッセイによって決定される、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
87.インスリン誘導体が、LYDブタに皮下投与すると、少なくとも15時間のT1/2を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
88.インスリン誘導体が、LYDブタに皮下投与すると、少なくとも16時間のT1/2を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
89.インスリン誘導体が、LYDブタに皮下投与すると、少なくとも17時間のT1/2を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
90.インスリン誘導体が、LYDブタに皮下投与すると、少なくとも18時間のT1/2を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
91.インスリン誘導体が、LYDブタに皮下投与すると、少なくとも19時間のT1/2を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
92.インスリン誘導体が、LYDブタに皮下投与すると、15~25時間のT1/2を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
93.インスリン誘導体が、LYDブタに皮下投与すると、17~23時間のT1/2を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
94.インスリン誘導体が、LYDブタに皮下投与すると、18~23時間のT1/2を有する、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
95.T1/2が、実施例16に記載の方法によって決定される、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
96.インスリン誘導体が、実施例4のインスリン誘導体である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
97.インスリン誘導体が、下記である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
98.インスリン誘導体が、下記である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
99.インスリン誘導体が、下記である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
100.インスリン誘導体が、下記である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
101.インスリン誘導体が、下記である、先行する実施形態のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
102.インスリン誘導体が、実施例4のインスリン誘導体である、インスリン誘導体。
103.インスリン誘導体が、下記である、インスリン誘導体。
104.実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体を含む、組成物。
105.医薬として使用するための、実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
106.糖尿病、1型糖尿病、2型糖尿病、耐糖能障害、高血糖症、およびメタボリックシンドロームXまたはインスリン抵抗性症候群などのメタボリックシンドロームの予防または治療に使用するための、実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
107.1型糖尿病および2型糖尿病を含む糖尿病の予防または治療に使用するための、実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
108.糖尿病の予防または治療に使用するための、実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
109.糖尿病の治療に使用するための、実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体。
110.糖尿病、1型糖尿病、2型糖尿病、耐糖能障害、高血糖症、およびメタボリックシンドロームXまたはインスリン抵抗性症候群などのメタボリックシンドロームの治療または予防のための医薬の製造のための、実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体または実施形態104に記載の組成物の使用。
111.1型糖尿病および2型糖尿病を含む糖尿病の治療または予防のための医薬の製造のための、実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体または実施形態104に記載の組成物の使用。
112.糖尿病の治療または予防のための医薬の製造のための、実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体または実施形態104に記載の組成物の使用。
113.糖尿病、1型糖尿病、2型糖尿病、耐糖能障害、高血糖症、およびメタボリックシンドロームXまたはインスリン抵抗性症候群などのメタボリックシンドロームの治療または予防のための方法であって、その治療または予防を必要とする対象者に、治療有効量の実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体または実施形態104に記載の組成物を投与することを含む、方法。
114.1型糖尿病および2型糖尿病を含む糖尿病の治療または予防のための方法であって、その治療または予防を必要とする対象者に、治療有効量の実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体または実施形態104に記載の組成物を投与することを含む、方法。
115.糖尿病の治療または予防のための方法であって、その治療または予防を必要とする対象者に、治療有効量の実施形態1~103のいずれか1つに記載のインスリン誘導体または実施形態104に記載の組成物を投与することを含む、方法。
NON-LIMITING EMBODIMENTS The present invention is further illustrated by the following non-limiting embodiments of the invention.
1. An insulin derivative comprising:
A. An insulin peptide comprising B29K;
B. The peptide extension Z-Lys-Y-Lys-aa1-aa2-(Gly) 3 -Ser-((Gly) 4 -Ser) p -#,
wherein Z consists of 1 to 5 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln;
wherein Y consists of 15 to 30 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln;
In the formula, aa1 is absent or Pro;
In the formula, aa2 is Glu or Gly;
wherein p is 1, 2, or 3;
where # indicates the attachment point to the N-terminus of the B chain of human insulin or a human insulin analogue.
C. three modifying groups of formula A;
wherein one of R1, R2, or R3 is an electron-withdrawing group and the other two are hydrogen;
wherein m is 0, 1, 2, or 3;
wherein n is 0, 1, 2, or 3;
In the formula, * indicates a connection point,
An insulin derivative in which one modifying group is linked to the Lys residue at position 29 of the B-chain of the insulin peptide and two other modifying groups are linked to each of the Lys residues in the peptide extension.
2. An insulin derivative according to the preceding embodiment, wherein Z consists of 1 to 4 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln.
3. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Z consists of 1 to 3 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln.
4. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Z consists of 1 to 2 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gin.
5. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Z consists of one amino acid residue independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gin.
6. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Z consists of 1 to 4 Gly amino acid residues.
7. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Z consists of 1 to 3 Gly amino acid residues.
8. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Z consists of 1 to 2 Gly amino acid residues.
9. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Z is GIy.
10. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of 20 to 25 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln.
11. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of 23 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln.
12. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of 15 to 30 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln.
13. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of 20 to 25 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln.
14. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of 23 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln.
15. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of 15 to 30 amino acid residues independently selected from Gly, Ala, Pro, and Gln.
16. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of 20 to 25 amino acid residues independently selected from Gly, Ala, Pro, and Gln.
17. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of 23 amino acid residues independently selected from Gly, Ala, Pro, and Gln.
18. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of Pro-Gly followed by 18 to 23 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln.
19. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of Pro-Gly followed by 20 to 22 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln.
20. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of Pro-Gly followed by 21 amino acid residues independently selected from Gly, Ala, Ser, Thr, Pro, and Gln.
21. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of Pro-Gly followed by 18 to 23 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln.
22. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of Pro-Gly followed by 20 to 22 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln.
23. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of Pro-Gly followed by 21 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln.
24. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y is PE(GEQP) 4 GEQGG (SEQ ID NO: 13).
25. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein aa1 is Pro.
26. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein aa2 is GIu.
27. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein p is 2.
28. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the peptide extension is GKPE(GEQP) 4 GEQGGKPEGGGS(G 4 S) 2 (SEQ ID NO: 4).
29. The modifying group has the formula A1:
wherein one of R1, R2, or R3 is an electron-withdrawing group and the other two are hydrogen;
wherein m is 0, 1, 2, or 3;
wherein n is 0, 1, 2, or 3;
Insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein:
30. An insulin derivative according to any one of the previous embodiments, wherein the electron withdrawing group is selected from the group: CF3 , F, NO2 , CN, COX, SO2X , and POX2 , where X is OR or NR2 and R is H, alkyl or aryl.
31. An insulin derivative according to any one of the previous embodiments, wherein the electron withdrawing group is selected from the group of CF3 , F, NO2 , CN, COX, and SO2X , where X is OR or NR2 and R is H, alkyl or aryl.
32. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein X is OR.
33. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein X is NR2 .
34. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein R is H.
35. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein R is alkyl.
36. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein alkyl is selected from the group of methyl, ethyl, n-propyl, and isopropyl.
37. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein alkyl is selected from the group of methyl and ethyl.
38. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein alkyl is methyl.
39. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein R is aryl.
40. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein aryl is phenyl.
41. An insulin derivative according to any one of the previous embodiments, wherein the electron withdrawing group is selected from the group CF 3 , F, SO 2 NR 2 , or CN, where R is alkyl.
42. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the electron withdrawing group is selected from the group of CF3 and F.
43. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the electron withdrawing group is CF3 .
44. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein R1 is an electron-withdrawing group, and R2 and R3 are hydrogen.
45. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein R1 is CF3 and R2 and R3 are hydrogen.
46. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein m is 0, 1, 2, or 3, and n is 0.
47. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein m is 1, 2, or 3 and n is 0.
48. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein m is 3 and n is 0.
49. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein m is 2 and n is 0.
50. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein m is 1 and n is 0.
51. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein m is 0 and n is 3.
52. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein m is 0 and n is 2.
53. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein m is 0 and n is 1.
54. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein both chiral atoms in formula A are in the (S) form.
55. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide is human insulin.
56. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue.
57. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue containing fewer than 10 amino acid modifications relative to human insulin.
58. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue containing fewer than 9 amino acid modifications relative to human insulin.
59. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue containing fewer than eight amino acid modifications relative to human insulin.
60. An insulin derivative according to any one of the previous embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue containing fewer than seven amino acid modifications relative to human insulin.
61. An insulin derivative according to any one of the previous embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue containing fewer than six amino acid modifications relative to human insulin.
62. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue containing fewer than five amino acid modifications relative to human insulin.
63. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue containing fewer than four amino acid modifications relative to human insulin.
64. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue containing fewer than three amino acid modifications relative to human insulin.
65. An insulin derivative according to any one of the previous embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue containing fewer than two amino acid modifications relative to human insulin.
66. An insulin derivative according to any one of the previous embodiments, wherein the insulin peptide is a human insulin analogue comprising desB30.
67. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide is desB30 human insulin.
68. The insulin peptide is desB30 human insulin;
The peptide extension is Z-Lys-Y-Lys-Pro-Glu-(Gly) 3 -Ser-((Gly) 4 -Ser) p -#;
wherein Z consists of 1 to 5 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln;
wherein Y consists of Lys-Pro followed by 13 to 23 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln;
wherein p is 1, 2, or 3;
where # indicates the attachment point to the N-terminus of the B chain of human insulin or a human insulin analogue.
An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein R1 is CF3 , R2 and R3 are hydrogen, m is 2 and n is 0.
69. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Z consists of 1 to 3 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln.
70. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Z consists of Gly optionally followed by 1 to 2 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln.
71. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Z is GIy.
72. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein Y consists of Lys-Pro followed by 20 to 25 amino acid residues independently selected from Gly, Glu, Pro, and Gln.
73. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein p is 2.
74. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide has the ability to bind to the insulin receptor.
75. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin peptide has the ability to bind to and activate the insulin receptor.
76. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has the ability to bind to an insulin receptor.
77. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has the ability to activate the insulin receptor.
78. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has a higher apparent insulin receptor affinity in the presence of 20 mM glucose and human serum albumin (HSA) than in the absence of glucose.
79. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has an apparent insulin receptor affinity in the presence of 20 mM glucose and human serum albumin (HSA) that is at least 20-fold higher than in the absence of glucose.
80. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has an apparent insulin receptor affinity in the presence of 20 mM glucose and human serum albumin (HSA) that is at least 30-fold higher than in the absence of glucose.
81. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has an apparent insulin receptor affinity in the presence of 20 mM glucose and human serum albumin (HSA) that is at least 40-fold higher than in the absence of glucose.
82. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has an apparent insulin receptor affinity in the presence of 20 mM glucose and human serum albumin (HSA) that is 20- to 80-fold higher than in the absence of glucose.
83. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has an apparent insulin receptor affinity in the presence of 20 mM glucose and human serum albumin (HSA) that is 30- to 60-fold higher than in the absence of glucose.
84. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has an apparent insulin receptor affinity in the presence of 20 mM glucose and human serum albumin (HSA) that is 40- to 60-fold higher than in the absence of glucose.
85. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has an apparent insulin receptor affinity in the presence of 20 mM glucose and human serum albumin (HSA) that is 50- to 60-fold higher than in the absence of glucose.
86. An insulin derivative according to any one of the preceding embodiments, wherein the insulin receptor affinity is determined by the assay described in Example 12.
87. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has a T1/2 of at least 15 hours when administered subcutaneously to LYD pigs.
88. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has a T1/2 of at least 16 hours when administered subcutaneously to LYD pigs.
89. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has a T1/2 of at least 17 hours when administered subcutaneously to LYD pigs.
90. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has a T1/2 of at least 18 hours when administered subcutaneously to LYD pigs.
91. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has a T1/2 of at least 19 hours when administered subcutaneously to LYD pigs.
92. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has a T1/2 of 15-25 hours when administered subcutaneously to LYD pigs.
93. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has a T1/2 of 17-23 hours when administered subcutaneously to LYD pigs.
94. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative has a T1/2 of 18-23 hours when administered subcutaneously to LYD pigs.
95. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein T1/2 is determined by the method described in Example 16.
96. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative is the insulin derivative of Example 4.
97. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative is:
98. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative is:
99. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative is:
100. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative is:
101. The insulin derivative of any one of the preceding embodiments, wherein the insulin derivative is:
102. An insulin derivative, which is the insulin derivative of Example 4.
103. An insulin derivative, wherein the insulin derivative is:
104. A composition comprising an insulin derivative according to any one of embodiments 1 to 103.
105. An insulin derivative according to any one of embodiments 1-103 for use as a medicament.
106. An insulin derivative according to any one of embodiments 1 to 103 for use in the prevention or treatment of diabetes, type 1 diabetes, type 2 diabetes, impaired glucose tolerance, hyperglycemia, and metabolic syndromes, such as metabolic syndrome X or insulin resistance syndrome.
107. An insulin derivative according to any one of embodiments 1-103 for use in the prevention or treatment of diabetes, including type 1 diabetes and type 2 diabetes.
108. An insulin derivative according to any one of embodiments 1-103 for use in the prevention or treatment of diabetes.
109. An insulin derivative according to any one of embodiments 1-103 for use in the treatment of diabetes.
110. Use of an insulin derivative according to any one of embodiments 1 to 103 or a composition according to embodiment 104 for the manufacture of a medicament for the treatment or prevention of diabetes, type 1 diabetes, type 2 diabetes, impaired glucose tolerance, hyperglycemia, and metabolic syndromes, such as metabolic syndrome X or insulin resistance syndrome.
111. Use of an insulin derivative according to any one of embodiments 1 to 103 or a composition according to embodiment 104 for the manufacture of a medicament for the treatment or prevention of diabetes, including type 1 diabetes and type 2 diabetes.
112. Use of an insulin derivative according to any one of embodiments 1 to 103 or a composition according to embodiment 104 for the manufacture of a medicament for the treatment or prevention of diabetes.
113. A method for the treatment or prevention of diabetes, type 1 diabetes, type 2 diabetes, impaired glucose tolerance, hyperglycemia, and metabolic syndromes, such as metabolic syndrome X or insulin resistance syndrome, comprising administering to a subject in need thereof a therapeutically effective amount of an insulin derivative according to any one of embodiments 1 to 103 or a composition according to embodiment 104.
114. A method for the treatment or prevention of diabetes, including type 1 diabetes and type 2 diabetes, comprising administering to a subject in need thereof a therapeutically effective amount of an insulin derivative according to any one of embodiments 1 to 103 or a composition according to embodiment 104.
115. A method for the treatment or prevention of diabetes, comprising administering to a subject in need thereof a therapeutically effective amount of an insulin derivative according to any one of embodiments 1 to 103 or a composition according to embodiment 104.

実施例におけるインスリンコンジュゲートは、アミノ酸に対する標準的な一文字略語を使用して描かれる。システイン残基の硫黄原子は、ジスルフィド架橋を図示するために具体的に描き出される。コンジュゲーションによって修飾される残基は、関連するアミノ酸において修飾が行われた正確な場所を示すために描き出される。ペプチド化学において標準的であるように、インスリンのN末端は、小型文字H-で示され、C末端は、小型文字-OHで示される。H-および-OHは、末端残基がコンジュゲーションによって修飾される場合には使用されず、その場合、残基は、上述のように拡大して描かれる。
材料および方法
略語リスト
The insulin conjugates in the examples are depicted using standard single letter abbreviations for amino acids. The sulfur atoms of cysteine residues are specifically depicted to illustrate disulfide bridges. Residues that are modified by conjugation are depicted to show the exact location where the modification was made on the relevant amino acid. As is standard in peptide chemistry, the N-terminus of insulin is indicated with small letters H- and the C-terminus with small letters -OH. H- and -OH are not used when the terminal residue is modified by conjugation, in which case the residue is depicted expanded as above.
Materials and Methods Abbreviations List

インスリン変異体の調製
[実施例1]
[酵母におけるインスリン変異体の発現、およびALPなどでの形質転換]
インスリン類似体を、例えば、国際公開第2017/032798号に開示されるように、周知の技法を使用して酵母において発現させた。より具体的には、イオン交換捕捉によって単離し、以下に記載されるALPでの処理によって2鎖インスリン類似体に切断した単鎖前駆体として、インスリン類似体を発現させた。
Preparation of insulin mutants [Example 1]
[Expression of insulin mutants in yeast and transformation with ALP, etc.]
Insulin analogs were expressed in yeast using well-known techniques, for example as disclosed in WO 2017/032798. More specifically, insulin analogs were expressed as single-chain precursors that were isolated by ion exchange capture and cleaved into two-chain insulin analogs by treatment with ALP as described below.

SPセファロースBB上での前駆体の捕捉:
酵母上清を、SPセファロースBBで充填されたカラム上に10~20CV/時間の流量で充填した。0.1Mのクエン酸、pH3.5による洗浄、および40% EtOHによる洗浄を行った。類似体を0.2M酢酸ナトリウムpH5.5/35% EtOHで溶出した。
Capture of precursors on SP Sepharose BB:
Yeast supernatant was loaded onto a column packed with SP Sepharose BB at a flow rate of 10-20 CV/hr. Washes with 0.1 M citric acid, pH 3.5, and 40% EtOH were performed. Analogs were eluted with 0.2 M sodium acetate pH 5.5/35% EtOH.

ALP消化:
単鎖前駆体の溶液をpH9に調整し、ALP酵素を1:100(w/w)添加した。UHPLCで反応を追跡した。RP-HPLC精製用に調製するために、ALP切断プールをpH2.5に調整し、2倍に希釈した。
ALP Digestion:
The solution of single-chain precursor was adjusted to pH 9 and ALP enzyme was added at 1:100 (w/w). The reaction was followed by UHPLC. In preparation for RP-HPLC purification, the ALP cleavage pool was adjusted to pH 2.5 and diluted 2-fold.

RP-HPLC精製:
精製をRP-HPLC C18によって以下のように実施した:
カラム:15um C18 50×250mm 200Å
緩衝液:
A:0.2%ギ酸、5% EtOH、
B:0.2%ギ酸、50% EtOH
勾配:20~55% B緩衝液。
勾配:20CV
流量 20CV/時間
充填g 約5g/L樹脂
画分をUHPLCによって分析し、プールし、凍結乾燥させた。
RP-HPLC purification:
Purification was carried out by RP-HPLC C18 as follows:
Column: 15um C18 50x250mm 200Å
Buffer solutions:
A: 0.2% formic acid, 5% EtOH,
B: 0.2% formic acid, 50% EtOH
Gradient: 20-55% B buffer.
Gradient: 20CV
Flow rate 20 CV/hr Loading g approx. 5 g/L Resin fractions were analyzed by UHPLC, pooled and lyophilized.

実施例で調製および使用したインスリン類似体は以下である:
GKPE-(GEQP)-GEQGGKPEGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30ヒトインスリン(配列番号1および配列番号5)
(GQEP)-GQEGGKPGGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30ヒトインスリン(配列番号1および配列番号6)
(GQEP)24-GQEGGKPGGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30ヒトインスリン(配列番号1および配列番号7)
(GEQP)-GEQGGKPEGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30ヒトインスリン(配列番号1および配列番号8)。
GKPE-(GEQP)-GEQG-GKPEGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30ヒトインスリンは、GKPE-GEQPGEQPGEQPGEQP-GEQG-GKPEGGGSGGGGSGGGGS(B1Fに接続されたC末端S)でB1から延長されたdesB30ヒトインスリンを意味する。他の骨格についても同様である。
The insulin analogues prepared and used in the examples are:
GKPE-(GEQP) 4- GEQGGKPEGGGSGGGGSGGGGGS-B1 desB30 human insulin (SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 5)
(GQEP) 4 -GQEGGKPGGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30 human insulin (SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 6)
(GQEP) -GQEGGKPGGGGSGGGGSGGGGS- B1 desB30 human insulin (SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 7)
(GEQP) 4 -GEQGGKPEGGGSGGGGSGGGGGS-B1 desB30 human insulin (SEQ ID NO: 1 and SEQ ID NO: 8).
GKPE-(GEQP) 4 -GEQG-GKPEGGGSGGGGSGGGGGS-B1 desB30 human insulin means desB30 human insulin extended from B1 with GKPE-GEQPGEQPGEQPGEQP-GEQG-GKPEGGGSGGGGSGGGGGS (C-terminal S connected to B1F) and similar for the other backbones.

構成ブロックの調製
[実施例2]
[(S)-4-((S)-2,3-ビス(1-ヒドロキシ-4-(トリフルオロメチル)-1,3-ジヒドロベンゾ[c][1,2]オキサボロール-6-カルボキサミド)プロパンアミド)-5-(tert-ブトキシ)-5-オキソペンタン酸

NBS(34.0g、191mmol)を濃硫酸(400mL)中の3-トリフルオロメチル-4-メチル安息香酸(39.0g、191mmol)の溶液に添加し、反応混合物を室温で16時間撹拌した。次いで、反応混合物を氷水(2L)に注いだ。得られた沈殿物を濾過して取り除き、水(500mL)で洗浄し、酢酸エチル(400mL)中に溶解し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、蒸発させて、3-ブロモ-4-メチル-5-トリフルオロメチル安息香酸を白色固体として得た。収量:53.4g(98%)。H NMRスペクトル(300MHz,DMSO-d6,δH):13.71(bs,1H);8.35(d,J=0.4Hz,1H);8.15(d,J=0.9Hz,1H);2.56(s,3H)。
Preparation of building blocks [Example 2]
[(S)-4-((S)-2,3-bis(1-hydroxy-4-(trifluoromethyl)-1,3-dihydrobenzo[c][1,2]oxaborole-6-carboxamido)propanamido)-5-(tert-butoxy)-5-oxopentanoic acid]
NBS (34.0 g, 191 mmol) was added to a solution of 3-trifluoromethyl-4-methylbenzoic acid (39.0 g, 191 mmol) in concentrated sulfuric acid (400 mL) and the reaction mixture was stirred at room temperature for 16 h. The reaction mixture was then poured into ice water (2 L). The resulting precipitate was filtered off, washed with water (500 mL), dissolved in ethyl acetate (400 mL), dried over anhydrous sodium sulfate, filtered and evaporated to give 3-bromo-4-methyl-5-trifluoromethylbenzoic acid as a white solid. Yield: 53.4 g (98%). 1 H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6, δH): 13.71 (bs, 1H); 8.35 (d, J=0.4 Hz, 1H); 8.15 (d, J=0.9 Hz, 1H); 2.56 (s, 3H).

濃硫酸(24mL)をメタノール(500mL)中の3-ブロモ-4-メチル-5-トリフルオロメチル安息香酸(35.0g、124mmol)の溶液に添加し、反応混合物を還流下で4時間、および室温で16時間撹拌した。次いで、反応混合物を減圧下で蒸発させ、ジエチルエーテル(250mL)中に溶解し、水(2×100mL)、ならびに炭酸カリウム(100mL)の飽和溶液および食塩水(100mL)の混合物で洗浄した。有機層を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、蒸発させて、3-ブロモ-4-メチル-5-トリフルオロメチル安息香酸メチルを白色固体として得た。収量:35.3g(96%)。H NMRスペクトル(300MHz,DMSO-d6,δH):8.36(d,J=1.1Hz,1H);8.13(d,J=1.1Hz,1H);3.90(s,3H);2.55(d,J=1.3Hz,3H)。 Concentrated sulfuric acid (24 mL) was added to a solution of 3-bromo-4-methyl-5-trifluoromethylbenzoic acid (35.0 g, 124 mmol) in methanol (500 mL) and the reaction mixture was stirred at reflux for 4 h and at room temperature for 16 h. The reaction mixture was then evaporated under reduced pressure, dissolved in diethyl ether (250 mL) and washed with water (2×100 mL) and a mixture of a saturated solution of potassium carbonate (100 mL) and brine (100 mL). The organic layer was separated, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered and evaporated to give methyl 3-bromo-4-methyl-5-trifluoromethylbenzoate as a white solid. Yield: 35.3 g (96%). 1H NMR spectrum (300MHz, DMSO-d6, δH): 8.36 (d, J=1.1 Hz, 1H); 8.13 (d, J=1.1 Hz, 1H); 3.90 (s, 3H); 2.55 (d, J=1.3 Hz, 3H).

水(300mL)中のNBS(31.7g、178mmol)および3-ブロモ-4-メチル-5-トリフルオロメチル安息香酸メチル(35.3g、119mmol)の懸濁液を、80℃において100Wの電球下で6時間撹拌した。反応混合物をジエチルエーテル(2×200mL)で抽出した。有機層を食塩水(150mL)で洗浄した。有機層を分離し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、蒸発させて、3-ブロモ-4-ブロモメチル-5-トリフルオロメチル安息香酸メチルを黄色固体として得た。収量:44.0g(98%)。H NMRスペクトル(300MHz,CDCl,δH):8.47(d,J=1.5Hz,1H);8.31(d,J=1.3Hz,1H);4.75(s,2H);3.98(s,3H)。 A suspension of NBS (31.7 g, 178 mmol) and methyl 3-bromo-4-methyl-5-trifluoromethylbenzoate (35.3 g, 119 mmol) in water (300 mL) was stirred under a 100 W bulb at 80° C. for 6 h. The reaction mixture was extracted with diethyl ether (2×200 mL). The organic layer was washed with brine (150 mL). The organic layer was separated, dried over anhydrous sodium sulfate, filtered and evaporated to give methyl 3-bromo-4-bromomethyl-5-trifluoromethylbenzoate as a yellow solid. Yield: 44.0 g (98%). 1 H NMR spectrum (300 MHz, CDCl 3 , δH): 8.47 (d, J=1.5 Hz, 1H); 8.31 (d, J=1.3 Hz, 1H); 4.75 (s, 2H); 3.98 (s, 3H).

MeCN(0.5L)中、3-ブロモ-4-ブロモメチル-5-トリフルオロメチル安息香酸メチル(44.0g、117mmol)および酢酸カリウム(22.9g、234mmol)の溶液を75℃で一晩撹拌した。懸濁液を濾紙を通して濾過し、蒸発させた。粗生成物をジクロロメタン中に溶解し、再び濾過した。蒸発により、4-(アセトキシメチル)-3-ブロモ-5-(トリフルオロメチル)安息香酸メチルを白色固体として得た。収量:37.9g(91%)。H NMRスペクトル(300MHz,CDCl,δH):8.49(d,J=1.3Hz,1H);8.34(d,J=1.3Hz,1H);5.37(s,2H);3.99(s,3H);2.11(s,3H)。 A solution of methyl 3-bromo-4-bromomethyl-5-trifluoromethylbenzoate (44.0 g, 117 mmol) and potassium acetate (22.9 g, 234 mmol) in MeCN (0.5 L) was stirred at 75° C. overnight. The suspension was filtered through filter paper and evaporated. The crude product was dissolved in dichloromethane and filtered again. Evaporation gave methyl 4-(acetoxymethyl)-3-bromo-5-(trifluoromethyl)benzoate as a white solid. Yield: 37.9 g (91%). 1 H NMR spectrum (300 MHz, CDCl 3 , δH): 8.49 (d, J=1.3 Hz, 1H); 8.34 (d, J=1.3 Hz, 1H); 5.37 (s, 2H); 3.99 (s, 3H); 2.11 (s, 3H).

脱水テトラヒドロフラン(500mL)中、4-(アセトキシメチル)-3-ブロモ-5-(トリフルオロメチル)安息香酸メチル(37.9g、107mmol)、ビス(ピナコラート)ジボロン(29.8g、117mmol)、酢酸カリウム(31.4g、294mmol)、および[1,1-ビス(ジフェニルホスフィノ)フェロセン]ジクロロパラジウム(II)(1.57g、1.92mmol)の溶液をアルゴン雰囲気下で13日間、75℃で撹拌した。次いで、反応混合物を室温まで冷却し、濾過し、蒸発させた。粗生成物を、シリカゲルカラム(Silicagel、0.063~0.200mm、溶離液:シクロヘキサン/酢酸エチル8:1)を通して濾過して、4-(アセトキシメチル)-3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-5-(トリフルオロメチル)安息香酸メチルを得た。収量:31.1g(72%)。RF(SiO、シクロヘキサン/酢酸エチル8:1):0.40。H NMRスペクトル(300MHz,CDCl,δH):8.65(s,1H);8.43(s,1H);5.48(s,2H);3.97(s,3H);2.05(s,3H);1.36(s,12H)。 A solution of methyl 4-(acetoxymethyl)-3-bromo-5-(trifluoromethyl)benzoate (37.9 g, 107 mmol), bis(pinacolato)diboron (29.8 g, 117 mmol), potassium acetate (31.4 g, 294 mmol), and [1,1-bis(diphenylphosphino)ferrocene]dichloropalladium(II) (1.57 g, 1.92 mmol) in anhydrous tetrahydrofuran (500 mL) was stirred under an argon atmosphere for 13 days at 75° C. The reaction mixture was then cooled to room temperature, filtered, and evaporated. The crude product was filtered through a silica gel column (Silicagel, 0.063-0.200 mm, eluent: cyclohexane/ethyl acetate 8:1) to give methyl 4-(acetoxymethyl)-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-5-(trifluoromethyl)benzoate. Yield: 31.1 g (72%). RF (SiO 2 , cyclohexane/ethyl acetate 8:1): 0.40. 1 H NMR spectrum (300 MHz, CDCl 3 , δH): 8.65 (s, 1H); 8.43 (s, 1H); 5.48 (s, 2H); 3.97 (s, 3H); 2.05 (s, 3H); 1.36 (s, 12H).

水(300mL)中の4-(アセトキシメチル)-3-(4,4,5,5-テトラメチル-1,3,2-ジオキサボロラン-2-イル)-5-(トリフルオロメチル)安息香酸メチル(31.0g、77.1mmol)および水酸化ナトリウム(15.4g、386mmol)の溶液を室温で3時間撹拌した。次いで、水(100mL)中の塩酸(35mL)の溶液を添加して、pHを1に低下させた。反応混合物を一晩撹拌した。沈殿物を濾過して取り除き、乾燥させて、1-ヒドロキシ-4-(トリフルオロメチル)-1,3-ジヒドロベンゾ[c][1,2]オキサボロール-6-カルボン酸を白色固体として得た。収量:16.6g(86%)。
H NMRスペクトル(300MHz,DMSO-d6,δH):13.47(bs,1H);9.66(s,1H);8.62(s,1H);8.24(s,1H);5.22(s,2H)。
A solution of methyl 4-(acetoxymethyl)-3-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-yl)-5-(trifluoromethyl)benzoate (31.0 g, 77.1 mmol) and sodium hydroxide (15.4 g, 386 mmol) in water (300 mL) was stirred at room temperature for 3 h. Then a solution of hydrochloric acid (35 mL) in water (100 mL) was added to lower the pH to 1. The reaction mixture was stirred overnight. The precipitate was filtered off and dried to give 1-hydroxy-4-(trifluoromethyl)-1,3-dihydrobenzo[c][1,2]oxaborole-6-carboxylic acid as a white solid. Yield: 16.6 g (86%).
1H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6, δH): 13.47 (bs, 1H); 9.66 (s, 1H); 8.62 (s, 1H); 8.24 (s, 1H); 5.22 (s, 2H).

MeCN(0.5L)中、ペンタフルオロフェノール(7.48g、40.7mmol)、1-ヒドロキシ-4-(トリフルオロメチル)-1,3-ジヒドロベンゾ[c][1,2]オキサボロール-6-カルボン酸(10.0mg、40.7mmol)、およびN,N’-ジシクロヘキシルカルボジイミド(DCC、8.37mg、40.7mmol)の溶液を室温で一晩撹拌した。反応混合物を濾過し、蒸発させ、MeCN中に溶解し、再濾過し、蒸発させて、ペンタフルオロフェニル1-ヒドロキシ-4-(トリフルオロメチル)-1,3-ジヒドロベンゾ[c][1,2]オキサボロール-6-カルボキシレートを白色固体として得た。
収量:16.7g(100%)。H NMRスペクトル(300MHz,DMSO-d6,δH):9.79(s,1H);8.86(s,1H);8.46(s,1H);5.30(s,2H)。
A solution of pentafluorophenol (7.48 g, 40.7 mmol), 1-hydroxy-4-(trifluoromethyl)-1,3-dihydrobenzo[c][1,2]oxaborole-6-carboxylic acid (10.0 mg, 40.7 mmol), and N,N'-dicyclohexylcarbodiimide (DCC, 8.37 mg, 40.7 mmol) in MeCN (0.5 L) was stirred at room temperature overnight. The reaction mixture was filtered, evaporated, dissolved in MeCN, refiltered, and evaporated to give pentafluorophenyl 1-hydroxy-4-(trifluoromethyl)-1,3-dihydrobenzo[c][1,2]oxaborole-6-carboxylate as a white solid.
Yield: 16.7 g (100%). 1 H NMR spectrum (300 MHz, DMSO-d6, δH): 9.79 (s, 1H); 8.86 (s, 1H); 8.46 (s, 1H); 5.30 (s, 2H).

2-クロロトリチルクロリド樹脂100~200メッシュ1.5mmol/g(3、4.47g、6.71mmol)を脱水ジクロロメタン(30mL)中に30分間放置し膨潤させた。脱水ジクロロメタン(30mL)中の(2S)-5-(tert-ブトキシ)-2-{[(9H-フルオレン-9-イルメトキシ)カルボニル]アミノ}-5-オキソペンタン酸(Fmoc-Glu-OtBu、1.90g、4.47mmol)およびN,N-ジイソプロピルエチルアミン(2.96mL、17.0mmol)の溶液を樹脂に添加し、混合物を一晩振盪した。樹脂を濾過し、メタノール/ジクロロメタン混合物(4:1、2×5分、2×40mL)中のN,N-ジイソプロピルエチルアミン(1.56mL、8.95mmol)の溶液で処理した。次いで、樹脂をDMF(2×30mL)、ジクロロメタン(2×40mL)およびDMF(3×40mL)で洗浄した。DMF中の20%ピペリジン(1×5分、1×20分、2×40mL)で処理することにより、Fmoc基を除去した。樹脂をDMF(3×40mL)、2-プロパノール(2×40mL)およびジクロロメタン(3×40mL)で洗浄した。DMF(40mL)中、(S)-2,3-ビス((((9H-フルオレン-9-yl)メトキシ)カルボニル)アミノ)プロパン酸(Fmoc-Dap(Fmoc)-OH、3.68g、6.71mmol)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HATU、2.55g、6.71mmol)、および2,4,6-トリメチルピリジン(1.60mL、12.1mmol)の溶液を樹脂に添加し、混合物を2時間振盪した。樹脂を濾過し、DMF(2×40mL)、ジクロロメタン(2×40mL)およびDMF(2×40mL)で洗浄した。DMF中の20%ピペリジン(1×5分、1×30分、2×40mL)で処理することにより、Fmoc基を除去した。樹脂をDMF(3×40mL)、2-プロパノール(2×40mL)およびジクロロメタン(3×40mL)で洗浄した。DMF(40mL)中のペンタフルオロフェニル1-ヒドロキシ-4-(トリフルオロメチル)-1,3-ジヒドロベンゾ[c][1,2]オキサボロール-6-カルボキシレート(5.53g、13.4mmol)およびトリエチルアミン(4.99mL、35.8mmol)の溶液を樹脂に添加し、混合物を一晩振盪した。樹脂を濾過し、DMF(6×40mL)およびジクロロメタン(10×50mL)で洗浄した。生成物を、2,2,2-トリフルオロエタノール(60mL)で16時間処理することによって樹脂から切断した。樹脂を濾過して取り除き、ジクロロメタン(4×50mL)で洗浄した。粗生成物(4)を真空中で乾燥させ、酢酸エチル(2×70mL)および1Mの硫酸水素カリウム水溶液(50mL)で抽出し、有機相を無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、濾過し、溶媒を蒸発させた。次いで、粗生成物をジエチルエーテル(20mL)中で粉砕して、(S)-4-((S)-2,3-ビス(1-ヒドロキシ-4-(トリフルオロメチル)-1,3-ジヒドロベンゾ[c][1,2]オキサボロール-6-カルボキサミド)プロパンアミド)-5-(tert-ブトキシ)-5-オキソペンタン酸をベージュ色固体として得た。収量:1.89g(57%)。H NMRスペクトル(300MHz,AcOD-d4,δH):8.50(s,1H);8.46(s,1H);8.29(s,1H);8.26(s,1H);5.28(d,J=2.6Hz,4H);5.20(t,J=5.9Hz,1H);4.55(dd,J=8.5および5.2Hz,1H);4.08(dd,J=6.0および2.1Hz,2H);2.57-2.42(m,2H);2.34-2.16(m,1H);2.17-2.08(m,1H);1.47(s,9H)。LC-MS:746.3(M+H)+。 2-Chlorotrityl chloride resin 100-200 mesh 1.5 mmol/g (3, 4.47 g, 6.71 mmol) was left to swell in anhydrous dichloromethane (30 mL) for 30 minutes. A solution of (2S)-5-(tert-butoxy)-2-{[(9H-fluoren-9-ylmethoxy)carbonyl]amino}-5-oxopentanoic acid (Fmoc-Glu-OtBu, 1.90 g, 4.47 mmol) and N,N-diisopropylethylamine (2.96 mL, 17.0 mmol) in anhydrous dichloromethane (30 mL) was added to the resin and the mixture was shaken overnight. The resin was filtered and treated with a solution of N,N-diisopropylethylamine (1.56 mL, 8.95 mmol) in a methanol/dichloromethane mixture (4:1, 2 x 5 min, 2 x 40 mL). The resin was then washed with DMF (2 x 30 mL), dichloromethane (2 x 40 mL) and DMF (3 x 40 mL). The Fmoc group was removed by treatment with 20% piperidine in DMF (1 x 5 min, 1 x 20 min, 2 x 40 mL). The resin was washed with DMF (3 x 40 mL), 2-propanol (2 x 40 mL) and dichloromethane (3 x 40 mL). A solution of (S)-2,3-bis((((9H-fluoren-9-yl)methoxy)carbonyl)amino)propanoic acid (Fmoc-Dap(Fmoc)-OH, 3.68 g, 6.71 mmol), 1-[bis(dimethylamino)methylene]-1H-1,2,3-triazolo[4,5-b]pyridinium 3-oxide hexafluorophosphate (HATU, 2.55 g, 6.71 mmol), and 2,4,6-trimethylpyridine (1.60 mL, 12.1 mmol) in DMF (40 mL) was added to the resin and the mixture was shaken for 2 h. The resin was filtered and washed with DMF (2×40 mL), dichloromethane (2×40 mL), and DMF (2×40 mL). The Fmoc group was removed by treatment with 20% piperidine in DMF (1×5 min, 1×30 min, 2×40 mL). The resin was washed with DMF (3×40 mL), 2-propanol (2×40 mL) and dichloromethane (3×40 mL). A solution of pentafluorophenyl 1-hydroxy-4-(trifluoromethyl)-1,3-dihydrobenzo[c][1,2]oxaborole-6-carboxylate (5.53 g, 13.4 mmol) and triethylamine (4.99 mL, 35.8 mmol) in DMF (40 mL) was added to the resin and the mixture was shaken overnight. The resin was filtered and washed with DMF (6×40 mL) and dichloromethane (10×50 mL). The product was cleaved from the resin by treatment with 2,2,2-trifluoroethanol (60 mL) for 16 h. The resin was filtered off and washed with dichloromethane (4 x 50 mL). The crude product (4) was dried in vacuum and extracted with ethyl acetate (2 x 70 mL) and 1 M aqueous potassium hydrogen sulfate (50 mL), the organic phase was dried over anhydrous sodium sulfate, filtered and the solvent was evaporated. The crude product was then triturated in diethyl ether (20 mL) to give (S)-4-((S)-2,3-bis(1-hydroxy-4-(trifluoromethyl)-1,3-dihydrobenzo[c][1,2]oxaborole-6-carboxamido)propanamido)-5-(tert-butoxy)-5-oxopentanoic acid as a beige solid. Yield: 1.89 g (57%). 1H NMR spectrum (300MHz, AcOD-d4, δH): 8.50 (s, 1H); 8.46 (s, 1H); 8.29 (s, 1H); 8.26 (s, 1H); 5.28 (d, J = 2.6 Hz, 4H); 5.20 (t, J = 5.9 Hz, 1H); 4.55 (dd, J = 8.5 and 5.2 Hz, 1H); 4.08 (dd, J = 6.0 and 2.1 Hz, 2H); 2.57-2.42 (m, 2H); 2.34-2.16 (m, 1H); 2.17-2.08 (m, 1H); 1.47 (s, 9H). LC-MS: 746.3 (M+H)+.

[実施例3]
[(S)-3-(2,3-ビス(1-ヒドロキシ-4-(トリフルオロメチル)-1,3-ジヒドロベンゾ[c][1,2]オキサボロール-6-カルボキサミド)プロパンアミド)プロパン酸=Nアルファ,Nベータ-ビス-(1-ヒドロキシ-4-(トリフルオロメチル)-1,3-ジヒドロベンゾ[c][1,2]オキサボロール-6-カルボキサミド)-L-ジアミノプロピオナント]-ベータ-アラニン]
MeCN(400mL)および水(400mL)の混合物中、L-ジアミノプロパン酸塩酸塩((S)-2,3-ジアミノプロパン酸塩酸塩)(15.0g、107mmol)、二炭酸ジ-tert-ブチル(46.6g、214mmol)、および重炭酸カリウム(32.0g、320mmol)の溶液を一晩撹拌した。溶媒を減圧下で除去し、pH=1が達成されるまで残渣を硫酸水素カリウムの飽和水溶液で酸性化した。反応混合物を酢酸エチル(3×200mL)で抽出し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下で除去して、(S)-2,3-ビス((tert-ブトキシカルボニル)アミノ)プロパン酸をオフホワイト色固体として得た。収量:28.2g(87%)。H NMRスペクトル(300MHz,CDCl,δH):5.85(bs,1H);5.17(bs,1H);4.31(bs,1H);3.64-3.46(m,2H);1.46(s,18H)。
[Example 3]
[(S)-3-(2,3-bis(1-hydroxy-4-(trifluoromethyl)-1,3-dihydrobenzo[c][1,2]oxaborole-6-carboxamido)propanamide)propanoic acid = N alpha ,N beta -bis-(1-hydroxy-4-(trifluoromethyl)-1,3-dihydrobenzo[c][1,2]oxaborole-6-carboxamido)-L-diaminopropionant]-beta-alanine]
A solution of L-diaminopropanoic acid hydrochloride ((S)-2,3-diaminopropanoic acid hydrochloride) (15.0 g, 107 mmol), di-tert-butyl dicarbonate (46.6 g, 214 mmol), and potassium bicarbonate (32.0 g, 320 mmol) in a mixture of MeCN (400 mL) and water (400 mL) was stirred overnight. The solvent was removed under reduced pressure and the residue was acidified with a saturated aqueous solution of potassium hydrogen sulfate until pH=1 was achieved. The reaction mixture was extracted with ethyl acetate (3×200 mL) and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was removed under reduced pressure to give (S)-2,3-bis((tert-butoxycarbonyl)amino)propanoic acid as an off-white solid. Yield: 28.2 g (87%). 1H NMR spectrum (300 MHz, CDCl3 , δH): 5.85 (bs, 1H); 5.17 (bs, 1H); 4.31 (bs, 1H); 3.64-3.46 (m, 2H); 1.46 (s, 18H).

ジクロロメタン(300mL)中、(S)-2,3-ビス((tert-ブトキシカルボニル)アミノ)プロパン酸(27.9g、91.7mmol)、tert-ブチル3-アミノプロパノエート(16.7g、91.7mmol)、N-(3-ジメチルアミノプロピル)-N-エチルカルボジイミド塩酸塩(EDC.HCl、21.1g、110mmol)、1-ヒドロキシ-7-アザベンゾトリアゾール(HOAt、15.0g、110mmol)、およびN,N-ジイソプロピルエチルアミン(64.0mL、367mmol)の溶液を一晩撹拌した。溶媒を減圧下で除去し、残渣を酢酸エチル(600mL)中に溶解し、1Mの塩酸水溶液(4×300mL)および重炭酸ナトリウムの飽和水溶液(4×300mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させた。溶媒を減圧下で除去して、tert-ブチル(S)-3-(2,3-ビス((tert-ブトキシ-カルボニル)アミノ)プロパンアミド)プロパノエートをオフホワイト色固体として得た。収量:36.1g(91%)。
H NMRスペクトル(300MHz,CDCl,δH):7.01(bs,1H);5.75(bs,1H);5.14(bs,1H);4.15(bs,1H);3.57-3.39(m,4H);2.43(t,J=6.0Hz,2H);1.45(s,27H)。
A solution of (S)-2,3-bis((tert-butoxycarbonyl)amino)propanoic acid (27.9 g, 91.7 mmol), tert-butyl 3-aminopropanoate (16.7 g, 91.7 mmol), N-(3-dimethylaminopropyl)-N-ethylcarbodiimide hydrochloride (EDC.HCl, 21.1 g, 110 mmol), 1-hydroxy-7-azabenzotriazole (HOAt, 15.0 g, 110 mmol), and N,N-diisopropylethylamine (64.0 mL, 367 mmol) in dichloromethane (300 mL) was stirred overnight. The solvent was removed under reduced pressure and the residue was dissolved in ethyl acetate (600 mL), washed with 1 M aqueous hydrochloric acid (4×300 mL) and saturated aqueous sodium bicarbonate (4×300 mL), and dried over anhydrous sodium sulfate. The solvent was removed under reduced pressure to give tert-butyl (S)-3-(2,3-bis((tert-butoxy-carbonyl)amino)propanamido)propanoate as an off-white solid. Yield: 36.1 g (91%).
1H NMR spectrum (300MHz, CDCl3 , δH): 7.01 (bs, 1H); 5.75 (bs, 1H); 5.14 (bs, 1H); 4.15 (bs, 1H); 3.57-3.39 (m, 4H); 2.43 (t, J=6.0 Hz, 2H); 1.45 (s, 27H).

ジクロロメタン(50mL)中のtert-ブチル(S)-3-(2,3-ビス((tert-ブトキシカルボニル)アミノ)プロパンアミド)プロパノエート(36.1g、83.7mmol)の溶液に、95%トリフルロ酢酸水溶液(300mL)を添加し、溶液を3時間撹拌した。溶媒を減圧下で除去し、残渣をMeCN(3×300mL)で共蒸発させ、脱水ジエチルエーテル(300mL)中の1M塩化水素溶液で処理した。沈殿物を濾過して取り除き、MeCN(2×600mL)で粉砕して、(S)-3-((2-カルボキシエチル)アミノ)-3-オキソプロパン-1,2-ジアミニウムクロリドを白色粉末として得た。
収量:22.2g(100%)。H NMRスペクトル(300MHz,D2O,δH):4.35(t,J=5.8Hz,1H);3.63-3.46(m,4H);2.67(t,J=6.6Hz,2H)。
To a solution of tert-butyl (S)-3-(2,3-bis((tert-butoxycarbonyl)amino)propanamido)propanoate (36.1 g, 83.7 mmol) in dichloromethane (50 mL) was added 95% aqueous trifluoroacetic acid (300 mL) and the solution was stirred for 3 h. The solvent was removed under reduced pressure and the residue was coevaporated with MeCN (3×300 mL) and treated with 1 M hydrogen chloride solution in dry diethyl ether (300 mL). The precipitate was filtered off and triturated with MeCN (2×600 mL) to give (S)-3-((2-carboxyethyl)amino)-3-oxopropane-1,2-diaminium chloride as a white powder.
Yield: 22.2 g (100%). 1 H NMR spectrum (300 MHz, DO, δH): 4.35 (t, J=5.8 Hz, 1H); 3.63-3.46 (m, 4H); 2.67 (t, J=6.6 Hz, 2H).

水(50mL)中の(S)-3-((2-カルボキシエチル)アミノ)-3-オキソプロパン-1,2-ジアミニウムクロリド(6.41g、24.3mmol)およびトリエチルアミン(33.8mmol、243mmol)の溶液に、1,4-ジオキサン(100mL)中のペンタフルオロフェニル1-ヒドロキシ-4-(トリフルオロメチル)-1,3-ジヒドロベンゾ[c][1,2]オキサボロール-6-カルボキシレート(実施例2からの、20.0g、48.6mmol)の溶液を添加し、溶液を一晩撹拌した。反応混合物を酢酸エチル(300mL)と1M硫酸水素カリウム水溶液(1500mL)との間で分割した。有機層を、1M硫酸水素カリウム水溶液(1×300mL)で洗浄し、溶媒を減圧下で除去した。残渣をジエチルエーテル(2×150mL)で粉砕し、濾過した。固体を70%水性MeCN(600mL)中に溶解し、凍結乾燥させて、(S)-3-(2,3-ビス(1-ヒドロキシ-4-(トリフルオロメチル)-1,3-ジヒドロベンゾ[c][1,2]オキサボロール-6-カルボキサミド)プロパンアミド)プロパン酸を白色粉末として得た。収量:12.1g(80%)。
H NMRスペクトル(300MHz,AcOD-d4,δH):8.51(s,1H);8.47(s,1H);8.29(s,1H);8.27(s,1H);5.28(s,4H);5.15(t,J=6.1Hz,1H);4.15-3.99(m,2H);3.61(t,J=6.4Hz,2H);2.67(t,J=6.3Hz,2H)。LC-MS:632.0(M+H)+。
To a solution of (S)-3-((2-carboxyethyl)amino)-3-oxopropane-1,2-diaminium chloride (6.41 g, 24.3 mmol) and triethylamine (33.8 mmol, 243 mmol) in water (50 mL) was added a solution of pentafluorophenyl 1-hydroxy-4-(trifluoromethyl)-1,3-dihydrobenzo[c][1,2]oxaborole-6-carboxylate (from Example 2, 20.0 g, 48.6 mmol) in 1,4-dioxane (100 mL) and the solution was stirred overnight. The reaction mixture was partitioned between ethyl acetate (300 mL) and 1 M aqueous potassium hydrogen sulfate solution (1500 mL). The organic layer was washed with 1 M aqueous potassium hydrogen sulfate solution (1×300 mL) and the solvent was removed under reduced pressure. The residue was triturated with diethyl ether (2×150 mL) and filtered. The solid was dissolved in 70% aqueous MeCN (600 mL) and lyophilized to give (S)-3-(2,3-bis(1-hydroxy-4-(trifluoromethyl)-1,3-dihydrobenzo[c][1,2]oxaborole-6-carboxamido)propanamide)propanoic acid as a white powder. Yield: 12.1 g (80%).
1 H NMR spectrum (300MHz, AcOD-d4, δH): 8.51 (s, 1H); 8.47 (s, 1H); 8.29 (s, 1H); 8.27 (s, 1H); 5.28 (s , 4H); 5.15 (t, J = 6.1Hz, 1H); 4.15-3.99 (m, 2H); 3.61 (t, J = 6.4Hz, 2H); 2.67 (t, J = 6.3Hz, 2H). LC-MS: 632.0 (M+H)+.

インスリン誘導体の調製
実施例2の構成ブロックをテトラヒドロフラン中でNHS/DICで活性化し、tBu保護基をTFAで処理することによって除去した。次いで、TFAを、インスリンとのコンジュゲーションの前に蒸発させた。
Preparation of insulin derivatives The building blocks of Example 2 were activated with NHS/DIC in tetrahydrofuran and the tBu protecting group was removed by treatment with TFA, which was then evaporated prior to conjugation with insulin.

実施例3の構成ブロックを、インスリンとのコンジュゲーションの前に、MeCN中のNHS/DICを使用して活性化した。 The building blocks of Example 3 were activated using NHS/DIC in MeCN prior to conjugation with insulin.

C18カラム、ならびに水中の0.1%TFAを緩衝液Aとして、およびMeCN中の0.1%TFAを緩衝液Bとして使用して、LCMS分析を実施した。 LCMS analysis was performed using a C18 column and 0.1% TFA in water as buffer A and 0.1% TFA in MeCN as buffer B.

ホウ素-インスリン誘導体のLCMSは、一般に、主ピークとして様々な脱水種、例えば、最大で「m」数のボロキソールを有するイオン化状態「n」に関する[M+nH-1×m Mn+を示す。 LCMS of boron-insulin derivatives generally show various dehydrated species as major peaks, for example [M+nH-1×m Mwater ] n+ for ionization state "n" with up to "m" number of boroxoles.

[実施例4]
GKPE-(GEQP)-GEQGGKPEGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30ヒトインスリン(536mg、0.057mmol)を0.1MのNaHPO(5.6mL)およびDMSO(2.4mL)中に溶解し、1.0MのNaOH水溶液によってpHを10.8に調整した。実施例2の構成ブロック(147mg、0.19mmol)を上述のようにNHS活性化し、tBu脱保護し、次いで、DMF(0.5mL)中に溶解し、10分間にわたって所与のインスリン溶液に滴加し、一方で0.1MのNaOHを滴加することによってpHを10.8付近に保持した。LCMSは、所望の生成物の形成を示す。混合物をMeCNおよび水で希釈し、1MのHClを滴加することによってpHを3.8に調整した。生成物を、水中の0.1%TFAを緩衝液Aとして、およびMeCN中の0.1%TFAを緩衝液Bとして使用した、C18カラム上の逆相HPLC(RP-HPLC)によって精製した。生成物を凍結乾燥によって単離した。LCMS測定値1894.1[M+6H-5×水]6+、計算値1894.1;1623.6[M+7H-5×水]7+、計算値1623.6;1420.8[M+8H-5×水]8+、計算値1420.8;および1263.0[M+9H-5×水]9+、計算値1263.0、C48066618122169に関する。
[Example 4]
GKPE-(GEQP) 4 -GEQGGKPEGGGSGGGGSGGGGGS-B1 desB30 human insulin (536 mg, 0.057 mmol) was dissolved in 0.1 M Na 2 HPO 4 (5.6 mL) and DMSO (2.4 mL) and the pH was adjusted to 10.8 with 1.0 M aqueous NaOH. Example 2 building block (147 mg, 0.19 mmol) was NHS-activated and tBu-deprotected as described above, then dissolved in DMF (0.5 mL) and added dropwise to the given insulin solution over 10 min while the pH was kept near 10.8 by dropwise addition of 0.1 M NaOH. LCMS indicates the formation of the desired product. The mixture was diluted with MeCN and water and the pH was adjusted to 3.8 by dropwise addition of 1 M HCl. The product was purified by reversed-phase HPLC (RP-HPLC) on a C18 column using 0.1% TFA in water as buffer A and 0.1% TFA in MeCN as buffer B. The product was isolated by lyophilization. LCMS found 1894.1 [M+6H-5×water] 6+ , calculated 1894.1; 1623.6 [M+7H-5×water] 7+ , calculated 1623.6; 1420.8 [M+8H-5×water] 8+ , calculated 1420.8; and 1263.0 [M+9H-5×water] 9+ , calculated 1263.0 for C 480 H 666 B 6 F 18 N 122 O 169 S 6 .

[実施例5]
[(比較化合物)]
実施例5のインスリン誘導体を、(GQEP)-GQEGGKPGGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30ヒトインスリンおよび実施例2の構成ブロックから、実施例4のインスリン誘導体と同様に調製した。生成物のLCMSの測定値2049.0[M+5H-3×水]5+、計算値2049.0。
[Example 5]
[(Comparative Compound)]
The insulin derivative of example 5 was prepared similarly to the insulin derivative of example 4 from (GQEP) 4 -GQEGGKPGGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30 human insulin and the building blocks of example 2. LCMS of the product found 2049.0 [M+5H-3×water] 5+ , calculated 2049.0.

[実施例6]
[(比較化合物)]
実施例6のインスリン誘導体を、(GQEP)24-GQEGGKPGGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30ヒトインスリンおよび実施例2の構成ブロックから、実施例4のインスリン誘導体と同様に調製した。生成物のLCMSの測定値1847.8[M+10H-3×水]10+、計算値1847.8。
[Example 6]
[(Comparative Compound)]
The insulin derivative of example 6 was prepared similarly to the insulin derivative of example 4 from (GQEP) 24 -GQEGGKPGGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30 human insulin and the building blocks of example 2. LCMS of the product found 1847.8 [M+10H-3×water] 10+ , calculated 1847.8.

[実施例7]
[(比較化合物)]
実施例7のインスリン誘導体を、(GQEP)-GQEGGKPGGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30ヒトインスリンおよび実施例3の構成ブロックから、実施例4のインスリン誘導体と同様に調製した。生成物のLCMSの測定値2029.2[M+5H-2×水]5+、計算値2029.4。
[Example 7]
[(Comparative Compound)]
The insulin derivative of example 7 was prepared similarly to the insulin derivative of example 4 from (GQEP) 4 -GQEGGKPGGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30 human insulin and the building blocks of example 3. LCMS of the product found 2029.2 [M+5H-2×water] 5+ , calculated 2029.4.

[実施例8]
[(比較化合物)]
実施例8のインスリン誘導体を、(GEQP)-GEQGGKPEGGGSGGGGSGGGGS-B1 desB30ヒトインスリンおよび実施例3の構成ブロックから、実施例4のインスリン誘導体と同様に調製した。生成物のLCMSの測定値2036.3[M+5H-4×水]5+、計算値2036.6。
[Example 8]
[(Comparative Compound)]
The insulin derivative of example 8 was prepared similarly to the insulin derivative of example 4 from (GEQP) 4 -GEQGGKPEGGGSGGGGSGGGGGS-B1 desB30 human insulin and the building blocks of example 3. LCMS of the product found 2036.3 [M+5H-4×water] 5+ , calculated 2036.6.

[実施例9]
[(先行技術化合物)]
ここで示されるインスリン誘導体は、国際公開第2020/201041号における実施例324の化合物である。これは先行技術化合物であるが、参照しやすいように構造をここに示す。
[Example 9]
[(Prior art compound)]
The insulin derivative shown here is the compound of Example 324 in WO 2020/201041. Although this is a prior art compound, the structure is shown here for ease of reference.

[実施例10]
[先行技術化合物)]
ここで示されるインスリン誘導体は、国際公開第2020/201041号における実施例280の化合物である。これは先行技術化合物であるが、参照しやすいように構造をここに示す。
[Example 10]
[Prior art compound)]
The insulin derivative shown here is the compound of Example 280 in WO 2020/201041. Although this is a prior art compound, the structure is shown here for ease of reference.

[実施例11]
[ALP切断速度]
インスリンが組み換え的に生成される場合、単鎖前駆体として発現され、これは後に、Achromobacter lyticusリシル特異的エンドプロテアーゼEC 3.4.21.50(ALP)またはトリプシンなどのプロテアーゼを使用して2鎖インスリンへと成熟される。ALPは、リシル-プロリン結合を含むリシル結合を特異的かつ独占的に切断する(Norioka & Sakiyama(1993)Lysine-specific serine protease from Achromobacter Lyticus:Its substrate specificity and comparison with trypsin.Methods in Protein Sequence Analysis,pp.101-106、Masaki et al.(1978)A New Proteolytic Enzyme from Achromobacter lyticus M497-I.Agricultural and Biological Chemistry,pp.1443-1445)。
[Example 11]
[ALP cleavage speed]
When insulin is produced recombinantly, it is expressed as a single-chain precursor, which is subsequently matured to the two-chain insulin using a protease such as Achromobacter lyticus lysyl-specific endoprotease EC 3.4.21.50 (ALP) or trypsin. ALP specifically and exclusively cleaves lysyl bonds, including lysyl-proline bonds (Norioka & Sakiyama (1993) Lysine-specific serine protease from Achromobacter lyticus: Its substrate specificity and comparison with trypsin. Methods in Protein Sequence Analysis, pp. 101-106; Masaki et al. (1978) A New Proteolytic Enzyme from Achromobacter lyticus M497-I. Agricultural and Biological Chemistry, pp. 1443-1445).

切断部位の左側にあるP-Pおよび右側にあるP’-P の周辺位置におけるアミノ酸残基(AA)は、酵素の切断能力に影響を与えることなく、非常に広範囲にわたって変化させることができる(Sakiyama & Masaki(1994)Lysyl Endopeptidase of Achromobacter lyticus.Methods in Enzymology,Vol 244,pp.126-137)。 The amino acid residues (AA) at the peripheral positions P n -P 1 to the left of the cleavage site and P 1 '-P n ' to the right of the cleavage site can be varied over a very wide range without affecting the cleavage ability of the enzyme (Sakiyama & Masaki (1994) Lysyl Endopeptidase of Achromobacter lyticus. Methods in Enzymology, Vol 244, pp. 126-137).

しかしながら、切断速度は、特定の隣接するアミノ酸によって影響を受ける。例えば、プロリンがP1’位に見られる場合、または1もしくは2個の塩基性アミノ酸がリシン残基に先行する場合、切断はゆっくりと進行する(Tsusanawa et al.(1987),Amino Acid Sequence if Thermostable Direct Hemolysin Produced by Vibrio parahaemolyticus,Journal of Biochemistry,vol.101,pp.111-121、Sakiyama & Masaki(1994),Lysyl Endopeptidase of Achromobacter lyticus.Methods in Enzymology,Vol 244,pp.126-137)。 However, the cleavage rate is affected by specific adjacent amino acids. For example, cleavage proceeds slowly when a proline is found at the P1' position or when one or two basic amino acids precede the lysine residue (Tsusanawa et al. (1987), Amino Acid Sequence if Thermostable Direct Hemolysin Produced by Vibrio parahaemolyticus, Journal of Biochemistry, vol. 101, pp. 111-121; Sakiyama & Masaki (1994), Lysyl Endopeptidase of Achromobacter lyticus. Methods in Enzymology, Vol 244, pp. 126-137).

この実施例では、リシン(K)の後の第2の位置(P2’)にグルタミン酸(E)を有するALP切断速度に対する効果を決定した。参照インスリン前駆体は、P2’においてグリシン(G)を含有した。両方の場合において、切断部位(P1’)の後の第1の位置におけるアミノ酸は、プロリン(P)であった。 In this example, the effect on ALP cleavage rate of having a glutamic acid (E) at the second position (P2') after a lysine (K) was determined. The reference insulin precursor contained a glycine (G) at P2'. In both cases, the amino acid at the first position after the cleavage site (P1') was a proline (P).

ALP切断速度を決定するために、表1の2つのインスリン前駆体をALPで切断し、切断産物の形成をUPLC-MSによって経時的に追跡した(結果を表2および表3に示す)。
To determine the ALP cleavage rates, the two insulin precursors in Table 1 were cleaved with ALP and the formation of the cleavage products was followed over time by UPLC-MS (results are shown in Tables 2 and 3).

インスリン前駆体を、Saccharomyces cerevisiaeで生成した。簡潔に述べると、関連するインスリン前駆体をコードするDNA断片を、組み換えタンパク質をS.cerevisiaeの分泌経路に誘導するように設計されたベクターにクローニングした。構築物をS.cerevisiae株に変換し、続いて、Verduyn et al.(1992).Effect of Benzoic Acid on Metabolic Fluxes in Yeasts:A Continous-Culture on the Regulation of Respiration and Alcoholic Fermentation.Yeast,vol.8,pp.501-517によって記載されるように調製した(ただし、6%グルコースを添加した)定義されたグルコース培地で培養した。インスリン前駆体を含有する上清を、1MのNaHCO(pH9.5)を使用してpH8.5に調整し、水で希釈して、150mgの前駆体/Lの最終濃度にした。ALPをpH調整した上清に0.1mg/mlの最終濃度まで添加し、0分、30分、60分、120分、240分、360分、および1440分の時点で試料を取り出すことによって、反応を経時的に追跡した。ALP反応を停止するために、上清を4MのCHCOOHにおいて1:1に希釈した。ALP切断試料中の切断産物を特定し、UPLC-MSを使用して定量化した。結果を表2および表3に示す。 Insulin precursors were produced in Saccharomyces cerevisiae. Briefly, DNA fragments encoding the relevant insulin precursors were cloned into vectors designed to direct recombinant proteins into the secretory pathway of S. cerevisiae. The constructs were transformed into S. cerevisiae strains and subsequently transformed into the secretory pathway of S. cerevisiae as described in Verduyn et al. (1992). Effect of Benzoic Acid on Metabolic Fluxes in Yeasts: A Continuous-Culture on the Regulation of Respiration and Alcoholic Fermentation. Yeast, vol. 8, pp. 2171-2175. The cells were cultured in defined glucose medium prepared as described by Friedrichsson, et al., 2002, pp. 501-517, but supplemented with 6% glucose. The supernatant containing the insulin precursor was adjusted to pH 8.5 using 1 M NaHCO 3 (pH 9.5) and diluted with water to a final concentration of 150 mg precursor/L. ALP was added to the pH-adjusted supernatant to a final concentration of 0.1 mg/ml, and the reaction was followed over time by removing samples at 0, 30, 60, 120, 240, 360, and 1440 min. To stop the ALP reaction, the supernatant was diluted 1:1 in 4 M CH 3 COOH. The cleavage products in the ALP cleavage samples were identified and quantified using UPLC-MS. The results are shown in Tables 2 and 3.

所望の切断生成物は、「オープンインスリン前駆体」と示され、ヒトインスリンのB29位におけるLysに対応するLys残基でのみ切断される(それぞれ、配列番号20および配列番号21の77位のLys残基(A77とも示される))。したがって、オープンインスリン前駆体1については、A鎖の配列は、SDDMRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN(配列番号22)であり、B鎖の配列は、EEAEPRGKPEGEQPGEQPGEQPGEQPGEQGGKPEGGGSGGGGSGGGGSFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPK(配列番号23)である。「過剰切断インスリン前駆体」という用語は、AA77での切断に加えて、それぞれ配列番号20および配列番号21の8位(AA8とも示される)および/または32位(AA32とも示される)のLys残基でさらに切断された切断産物を示すために使用される。 The desired cleavage product, designated "open insulin precursor", is cleaved only at the Lys residue corresponding to the Lys at position B29 of human insulin (Lys residue at position 77 (also designated A77) in SEQ ID NO:20 and SEQ ID NO:21, respectively). Thus, for open insulin precursor 1, the sequence of the A chain is SDDMRGIVEQCCTSICSLYQLENYCN (SEQ ID NO:22) and the sequence of the B chain is EEAEPRGKPEGEQPGEQPGEQPGEQPGEQGGKPEGGGSGGGGSGGGGSFVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPK (SEQ ID NO:23). The term "overcleaved insulin precursor" is used to indicate cleavage products that, in addition to cleavage at AA77, are further cleaved at the Lys residues at positions 8 (also designated AA8) and/or 32 (also designated AA32) of SEQ ID NO:20 and SEQ ID NO:21, respectively.

オープンインスリン前駆体は、リシン残基で精製および化学修飾され、次いで、それぞれB鎖およびA鎖上のN末端延長部のトリプシン切断によって完全に成熟され得る(この概念は、国際公開第2005/047508A1号に記載されている)。この実施例の特定のオープンインスリン前駆体1について、適切な修飾基で3個のリシン残基で共有結合的にコンジュゲートし、続いてトリプシンによってN末端延長部EEAEPRおよびSDDMRを切断することが、実施例4のインスリン誘導体をもたらすだろう。 The open insulin precursor can be purified and chemically modified with lysine residues and then fully matured by trypsin cleavage of the N-terminal extensions on the B and A chains, respectively (this concept is described in WO 2005/047508 A1). For the particular open insulin precursor 1 of this example, covalent conjugation at the three lysine residues with appropriate modifying groups, followed by cleavage of the N-terminal extensions EEAEPR and SDDMR by trypsin, would result in the insulin derivative of Example 4.

ALP切断速度は、P2’位のアミノ酸によって大きく影響を受けることが見出された。P2’がグリシン(G)である場合、切断は3個のリシン残基の全てで急速に進行し、AA77が完全に切断されるずっと前に、60分後に既に過剰切断が観察された(表3)。逆に、P2’位のAAがグルタミン酸(E)である場合、切断は非常にゆっくりと進行した。60分および120分の時点で、AA77は、ほぼ100%切断されるが、一方で残基AA8およびAA32での切断は検出できなかった(表2)。AA8およびAA32での切断は、240分よりも長い延長されたインキュベーション時間の後にのみ観察され、全ての場合において、限られた程度までしか観察されない。 The ALP cleavage rate was found to be greatly influenced by the amino acid at the P2' position. When P2' was glycine (G), cleavage proceeded rapidly at all three lysine residues, with overcleavage already observed after 60 min, long before AA77 was completely cleaved (Table 3). Conversely, when the AA at the P2' position was glutamic acid (E), cleavage proceeded very slowly. At 60 and 120 min, AA77 was almost 100% cleaved, while cleavage at residues AA8 and AA32 was undetectable (Table 2). Cleavage at AA8 and AA32 was observed only after extended incubation times longer than 240 min, and only to a limited extent in all cases.

結論として、リシン残基AA8およびAA32におけるALP過剰切断による前駆体損失は、P1’-P2’位にPEを有することによって、同じ位置にPGを有する場合と比較して、著しく低減され得る。
In conclusion, precursor loss due to ALP overcleavage at lysine residues AA8 and AA32 can be significantly reduced by having PE at the P1'-P2' positions compared to having PG at the same positions.

インスリン誘導体の機能データ
[実施例12]
[グルコースの非存在下または存在下でのヒトインスリン受容体(HIR-A)に対する親和性を決定するためのアッセイ]
インスリン受容体の調製
ヒトインスリン受容体A(HIR-A)を過剰発現させるベビーハムスター腎臓細胞(BHK)細胞を、50mMのHepes pH8.0、150mMのNaCl、1%のTriton X-100、2mMのEDTA、および10%のグリセロール中に溶解させた。除去された細胞溶解物を、小麦胚細胞凝集素(WGA)-アガロース(Triticum vulgaris-Agaroseからのレクチン、L1394、Sigma-Aldrich Steinheim、Germany)で90分間バッチ吸収した。20体積の50mMのHepes pH8.0、150mMのNaCl、および0.1%のTriton X-100で受容体を洗浄し、その後、50mMのHepes pH8.0、150mMのNaCl、0.1%のTriton X-100、0.5Mのn-アセチルグルコサミン、および10%のグリセロールで受容体を溶出した。全ての緩衝液は、Andersen et al.2017 PLos One 12に記載されるようなプロテアーゼカクテルComplete(Roche Diagnostic GmbH、Mannheim、Germany)を含有した。
Functional data of insulin derivatives [Example 12]
Assay to determine affinity for the human insulin receptor (HIR-A) in the absence or presence of glucose.
Preparation of insulin receptor: Baby hamster kidney (BHK) cells overexpressing human insulin receptor A (HIR-A) were lysed in 50 mM Hepes pH 8.0, 150 mM NaCl, 1% Triton X-100, 2 mM EDTA, and 10% glycerol. The cleared cell lysate was batch absorbed with Wheat Germ Agglutinin (WGA)-agarose (lectin from Triticum vulgaris-Agarose, L1394, Sigma-Aldrich Steinheim, Germany) for 90 min. The receptor was washed with 20 volumes of 50 mM Hepes pH 8.0, 150 mM NaCl, and 0.1% Triton X-100, and then eluted with 50 mM Hepes pH 8.0, 150 mM NaCl, 0.1% Triton X-100, 0.5 M n-acetylglucosamine, and 10% glycerol. All buffers contained the protease cocktail Complete (Roche Diagnostic GmbH, Mannheim, Germany) as described in Andersen et al. 2017 PLos One 12.

インスリン受容体シンチレーション近接アッセイ(SPA)結合アッセイ
SPA PVT抗マウスビーズ(Perkin Elmer)を、100mMのHepes pH7.4、100mMのNaCl、10mMのMgSO、0.025%(v/v)のTween-20からなるSPA結合緩衝液中で希釈した。SPAビーズをIR特異性抗体83-7(Soos et al.1986 Biochem J.235,199-208)および可溶化半精製HIR-Aでインキュベートした。5000cpmの125I-(Tyr31)-インスリン(Novo Nordisk A/S)の10%結合を達成するように受容体濃度を調整した。冷たいリガンドの希釈系列を96ウェルOptiplateに添加し、続いてトレーサー(125I-インスリン、5000cpm/ウェル)および最後に受容体/SPA混合物を添加した。グルコース感受性を試験するために、結合実験を、20mMグルコースの非存在下または存在下で設定した。プレートを22℃で22.5時間穏やかに揺動させ、1000rpmで5分間遠心分離し、TopCounter(Perkin Elmer)で計数した。データ点を、4パラメータロジスティックモデルに適合させ、それにより、ヒトインスリン(同一プレート内の)と比較したインスリン誘導体の相対親和性を決定した。ヒトインスリンと比較したインスリン誘導体の相対親和性を決定し、0~20mMグルコースの見かけの相対親和性の増加は、各実験におけるインスリン誘導体のグルコース感受性を反映する。実験は、生理学的状態を模倣するために、1.5%のHSA(w/w)の非存在下および存在下で行われた。データを、表4a(HSAなし)および表4b(1.5%のHSA)に示す。
Insulin Receptor Scintillation Proximity Assay (SPA) Binding Assay SPA PVT anti-mouse beads (Perkin Elmer) were diluted in SPA binding buffer consisting of 100 mM Hepes pH 7.4, 100 mM NaCl, 10 mM MgSO 4 , 0.025% (v/v) Tween-20. SPA beads were incubated with IR-specific antibody 83-7 (Soos et al. 1986 Biochem J. 235, 199-208) and solubilized semi-purified HIR-A. Receptor concentration was adjusted to achieve 10% binding of 5000 cpm of 125 I-(Tyr31)-insulin (Novo Nordisk A/S). A dilution series of cold ligand was added to a 96-well Optiplate, followed by the tracer ( 125 I-insulin, 5000 cpm/well) and finally the receptor/SPA mix. To test glucose sensitivity, binding experiments were set up in the absence or presence of 20 mM glucose. Plates were gently rocked for 22.5 h at 22° C., centrifuged at 1000 rpm for 5 min and counted in a TopCounter (Perkin Elmer). Data points were fitted to a four-parameter logistic model, which determined the relative affinity of the insulin derivative compared to human insulin (in the same plate). The relative affinity of the insulin derivative compared to human insulin was determined and the increase in apparent relative affinity from 0 to 20 mM glucose reflects the glucose sensitivity of the insulin derivative in each experiment. Experiments were performed in the absence and presence of 1.5% HSA (w/w) to mimic physiological conditions. The data are shown in Table 4a (no HSA) and Table 4b (1.5% HSA).

本発明のインスリン誘導体は、HSAに結合し、それ故にHIR親和性がHSAの存在下で測定される場合、ある割合のインスリン誘導体は、HSAに結合され、ヒトインスリン受容体に結合できない。したがって、「見かけの親和性」という用語は、1.5%のHSAの存在下で測定された親和性を説明するために使用される。 The insulin derivatives of the present invention bind to HSA, and therefore when HIR affinity is measured in the presence of HSA, a certain percentage of the insulin derivative is bound to HSA and cannot bind to the human insulin receptor. Therefore, the term "apparent affinity" is used to describe the affinity measured in the presence of 1.5% HSA.

HIR(ヒトインスリン受容体)グルコース係数は、個々の実験において、20mMのグルコースでの見かけの相対HIR親和性を、グルコースの非存在下での相対親和性で割ったものとして決定された。いくつかの実験からの平均グルコース係数を表4aおよび表4bに提供する。表4aおよび表4bに提供されるグルコース係数は、個々の実験で決定された平均グルコース係数であり、したがって、グルコースの存在下での平均HIR親和性を、グルコースの非存在下での平均HIR親和性で割ることによって得られた値とはわずかに異なり得る。 HIR (human insulin receptor) glucose coefficients were determined in individual experiments as the apparent relative HIR affinity at 20 mM glucose divided by the relative affinity in the absence of glucose. Average glucose coefficients from several experiments are provided in Tables 4a and 4b. The glucose coefficients provided in Tables 4a and 4b are average glucose coefficients determined in individual experiments and therefore may differ slightly from values obtained by dividing the average HIR affinity in the presence of glucose by the average HIR affinity in the absence of glucose.

本発明のインスリン誘導体
表4aおよび表4bのデータは、アルブミン依存性グルコース感受性を示す。実施例4のインスリン誘導体の見かけのインスリン受容体親和性は、HSAの非存在下と比較して、HSAの存在下で測定された場合に減少する(表4aのデータを表4bのデータと比較されたい)。グルコースは、HSAへの実施例4のインスリン誘導体の結合を移動させることができ、それによって、グルコースが存在しない場合と比較して、20mMのグルコースおよび1.5%のHSAの存在下で見かけのHIRを増加させる(表4bのデータを参照された)。これは、グルコースが存在しない場合と比較して、相対インスリン受容体親和性が、20mMのグルコースの存在下でより高い場合に、1を上回るグルコース係数から容易に見ることができる。したがって、インスリン誘導体は、HSAの存在下で、グルコース感受性様式でインスリン受容体に結合し、したがって、インスリン誘導体は、糖尿病のグルコース感受性治療の可能性を有し、インスリン誘導体は、低い血糖レベルでは不活性であるか、または活性が低く、より高い血糖レベルではインスリン受容体に結合し、インスリン受容体を活性化する。表4bから分かるように、実施例4のインスリン誘導体は、1.5%のHSAの存在下で、51.9の高いグルコース係数を有する。
Insulin derivative of the present invention The data in Table 4a and Table 4b show albumin-dependent glucose sensitivity.The apparent insulin receptor affinity of the insulin derivative of Example 4 is decreased when measured in the presence of HSA compared to the absence of HSA (compare the data in Table 4a with the data in Table 4b).Glucose can move the binding of the insulin derivative of Example 4 to HSA, thereby increasing the apparent HIR in the presence of 20 mM glucose and 1.5% HSA compared to the absence of glucose (see the data in Table 4b).This can be easily seen from the glucose coefficient that exceeds 1, where the relative insulin receptor affinity is higher in the presence of 20 mM glucose compared to the absence of glucose.Therefore, the insulin derivative binds to the insulin receptor in a glucose-sensitive manner in the presence of HSA, and therefore the insulin derivative has the potential for glucose-sensitive treatment of diabetes, and the insulin derivative is inactive or has low activity at low blood glucose levels, and binds to and activates the insulin receptor at higher blood glucose levels. As can be seen from Table 4b, the insulin derivative of Example 4 has a high glucose coefficient of 51.9 in the presence of 1.5% HSA.

比較のために含まれるインスリン誘導体
表5では、インスリンB鎖のN末端でのペプチド延長部を除いて同一である3つのインスリン誘導体についてのデータを示す。インスリン誘導体の構造は、それぞれ実施例5、6、および9に提供されており、ペプチド延長部の配列は、参照しやすいように表5に示される。これらのインスリン誘導体の修飾基は、実施例4のインスリン誘導体の修飾基と同一である。しかしながら、本発明の実施例4のインスリン誘導体と比較して、これらのインスリン誘導体は、2個の修飾基のみを有する。国際公開第2020/201041号からの実施例324の先行技術化合物(参照しやすいように実施例9に示す構造)は、インスリン骨格のB1位にペプチド延長部GKP(GS)を有する。ペプチド延長部を20個のアミノ酸残基でさらに長くすることにより(実施例5の比較インスリン誘導体におけるように)、グルコース係数が46.5から26.3に減少することが分かる。ペプチド延長部が、100個のアミノ酸残基で、実施例6の比較インスリン誘導体のように、より一層長くされる場合、グルコース係数は18.6により一層低減される。
Insulin derivatives included for comparison In Table 5, data are shown for three insulin derivatives that are identical except for the peptide extension at the N-terminus of the insulin B chain. The structures of the insulin derivatives are provided in Examples 5, 6, and 9, respectively, and the sequences of the peptide extensions are shown in Table 5 for ease of reference. The modifying groups of these insulin derivatives are identical to those of the insulin derivative of Example 4. However, compared to the insulin derivative of Example 4 of the present invention, these insulin derivatives have only two modifying groups. The prior art compound of Example 324 from WO 2020/201041 (structure shown in Example 9 for ease of reference) has a peptide extension GKP(G 4 S) 3 at the B1 position of the insulin backbone. It can be seen that by further lengthening the peptide extension by 20 amino acid residues (as in the comparative insulin derivative of Example 5), the glucose coefficient is reduced from 46.5 to 26.3. If the peptide extension is even longer, as in the comparative insulin derivative of Example 6, by 100 amino acid residues, the glucose coefficient is further reduced by 18.6.

したがって、驚くべきことに、本発明の実施例4のインスリン誘導体は、実施例5のインスリン誘導体と類似の長さのペプチド延長部を有するにもかかわらず、51.9のグルコース係数を示す。
Thus, surprisingly, the insulin derivative of Example 4 according to the invention shows a glucose coefficient of 51.9, despite having a peptide extension of similar length to the insulin derivative of Example 5.

表6では、インスリンB鎖のN末端でのペプチド延長部を除いて同一である3つのインスリン誘導体についてのデータを示す。これらのインスリン誘導体の修飾基は、表5のインスリン誘導体の修飾基とは異なる。インスリン誘導体の構造は、それぞれ実施例7、8、および10に提供されており、ペプチド延長部の配列は、参照しやすいように表6に提供される。国際公開第2020/201041号からの実施例280の先行技術化合物(参照しやすいように実施例10に示す構造)は、インスリン骨格のB1位にペプチド延長部GKP(GS)を有する。実施例7および8の比較インスリン誘導体において、ペプチド延長部を20個のアミノ酸残基でさらに長くすることにより、グルコース係数がそれぞれ18.0から12.6および12.0に減少することが分かる。これは、国際公開第2020/201041号からの実施例324および280などの先行技術化合物においてペプチド延長部を長くすることが、グルコース係数の減少をもたらすという所見をさらに支持している。
In Table 6, data are presented for three insulin derivatives that are identical except for the peptide extension at the N-terminus of the insulin B chain. The modification groups of these insulin derivatives are different from those of the insulin derivatives in Table 5. The structures of the insulin derivatives are provided in Examples 7, 8, and 10, respectively, and the sequences of the peptide extensions are provided in Table 6 for ease of reference. The prior art compound of Example 280 from WO 2020/201041 (structure shown in Example 10 for ease of reference) has a peptide extension GKP(G 4 S) 3 at the B1 position of the insulin backbone. It can be seen that in the comparative insulin derivatives of Examples 7 and 8, further lengthening the peptide extension by 20 amino acid residues reduces the glucose coefficient from 18.0 to 12.6 and 12.0, respectively. This further supports the observation that lengthening the peptide extension in prior art compounds such as Examples 324 and 280 from WO 2020/201041 leads to a reduction in the glucose coefficient.

[実施例13]
[ヒト初代肝細胞におけるグルコース感受性インスリン受容体リン酸化を決定するためのアッセイ。]
インスリンがインスリン受容体に結合すると、インスリン受容体の活性化が誘発され、これはチロシンリン酸化として測定され得る。これにより、下流シグナル伝達経路が誘発され、有糸分裂促進性応答および代謝応答がもたらされる。本発明のインスリン誘導体は、アルブミンに結合し、グルコースによって移動させられ得る。実施例4のインスリン誘導体のグルコース感受性は、低グルコース濃度および高グルコース濃度で測定され、それによって、実施例4のインスリン誘導体のグルコース依存性細胞応答を検出することができる。
[Example 13]
Assay for determining glucose-sensitive insulin receptor phosphorylation in human primary hepatocytes.
When insulin binds to insulin receptor, it induces the activation of insulin receptor, which can be measured as tyrosine phosphorylation.This induces downstream signal transduction pathway, resulting in mitogenic and metabolic response.The insulin derivative of the present invention can bind to albumin and be transported by glucose.The glucose sensitivity of the insulin derivative of Example 4 is measured at low and high glucose concentrations, thereby detecting the glucose-dependent cellular response of the insulin derivative of Example 4.

ドナーヒト付着可能肝細胞(cryo-plateable hepatocyte)を、1.5%ヒト血清アルブミン(HSA)の存在下で、増加する濃度のヒトインスリン(HI)または実施例4のインスリン誘導体と15分間インキュベートした。次いで、肝細胞を洗浄し、溶解し、インスリン受容体(p-Tyr1158)のリン酸化を、Novo Nordiskが開発した特異的インスリン受容体抗体D2(Orstrup et al.2019,Journal of Immunological Methods,Volume 465,February 2019,Pages 20-26)およびIR p-Tyr1158抗体(ThermoFischer、Cat.#44-802G)を用いたELISAを使用して明らかにした。 Donor human cryo-plateable hepatocytes were incubated with increasing concentrations of human insulin (HI) or the insulin derivative of Example 4 for 15 minutes in the presence of 1.5% human serum albumin (HSA). Hepatocytes were then washed and lysed, and phosphorylation of the insulin receptor (p-Tyr1158) was revealed using an ELISA with the specific insulin receptor antibody D2 developed by Novo Nordisk (Orstrup et al. 2019, Journal of Immunological Methods, Volume 465, February 2019, Pages 20-26) and the IR p-Tyr1158 antibody (ThermoFischer, Cat. #44-802G).

インスリン受容体リン酸化方法:
BioIVTから得られたヒト肝細胞(Liverpool cryo-plateable hepatocytes,ref.#X008001-P lot#ACR;単一ドナー付着可能肝細胞#M00995P)を解凍し、製造業者の指示に従って、0.1mL/ウェルの、Torpedo抗生物質混合物”(Z99000)が補充されたInvitrogro CP培地中に、50.000細胞/ウェルの密度で播種した。4時間後、37℃で、一晩培養するために、5.5mMのグルコース、100単位/mlのペニシリン、および100mg/mlのストレプトマイシン、4mg/mlのデキサメタゾン、0.1%のウシ胎仔血清(FCS)、および1nMのヒトインスリン(HI)を補充したM199培地に培地を交換する。播種の翌日、ヒト肝細胞を、1.5%のヒト血清アルブミン(HSA)、および3mMまたは20mMのD-グルコースのいずれか、ならびに増加する濃度のHIまたは実施例4のインスリン誘導体のいずれかを補充した基礎培養培地(M199 w.oフェノールレッド、tween 80、およびアデノシン-5-三リン酸)に対応するアッセイ培地中で、37℃で15分間インキュベートした。刺激後、肝細胞を氷冷PBS中で2回洗浄し、次いで細胞を溶解緩衝液の添加により4℃で30分間可溶化した。続いて、インスリン受容体(p-Tyr1158)のリン酸化を、IR特異性抗体IR(D2(Orstrup et al.(2019)J.Immunological Methods 465.20-26)、バッチ0268-0000-0945-1B)、および検出pIR:pTyr1158抗体(ThermoFischer、Cat.#44-802G)を用いた免疫測定法ELISAを使用して定量化した。次いで、SpectraMax_1_190、Molecular Devicesを使用して、450nmでの吸光度を読み取った。
Insulin Receptor Phosphorylation Methods:
Human hepatocytes obtained from BioIVT (Liverpool cryo-plateable hepatocytes, ref. #X008001-P lot #ACR; single donor adherent hepatocytes #M00995P) were thawed and cultured in Invitrogen supplemented with Torpedo antibiotic mixture (Z99000) at 0.1 mL/well according to the manufacturer's instructions. Cells were seeded at a density of 50.000 cells/well in CP medium. After 4 hours, the medium is changed to M199 medium supplemented with 5.5 mM glucose, 100 units/ml penicillin, and 100 mg/ml streptomycin, 4 mg/ml dexamethasone, 0.1% fetal calf serum (FCS), and 1 nM human insulin (HI) for overnight culture at 37° C. The day after seeding, human hepatocytes were cultured in basal culture medium (M199 w.o. phenol red, tween 100 mM phenol red, 1 ... 80, and adenosine-5-triphosphate) for 15 min at 37°C. After stimulation, hepatocytes were washed twice in ice-cold PBS, and then cells were solubilized by addition of lysis buffer for 30 min at 4°C. Phosphorylation of insulin receptor (p-Tyr1158) was subsequently quantified using an immunoassay ELISA with IR-specific antibody IR (D2 (Orstrup et al. (2019) J. Immunological Methods 465.20-26), batch 0268-0000-0945-1B), and detection pIR:pTyr1158 antibody (ThermoFischer, Cat.#44-802G). SpectraMax_1_190, Molecular The absorbance was read at 450 nm using a 350 nm chromatograph.

実施例4のインスリン誘導体は、ヒト初代肝細胞における濃度依存的な様式で、より高いEC50ではあるがHIと同じ最大レベルまで、IR(pIR)のリン酸化を刺激した。実施例4のインスリン誘導体のEC50は、pIR刺激の濃度応答曲線の左シフト(n=6)によって明らかにされるように、3mM(58.1nM)のD-グルコース濃度よりも20mM(30.8nM)で低いことが見出された(図1に示す)。次いで、実施例4のインスリン誘導体の3mMのD-グルコースでのEC50と20mMのD-グルコースmMでのEC50との比(IR pTyrヒト肝細胞1.5% HSA 3対20mM D-グルコース係数)を計算し、1.89(P値=0.019)であることが見出された(表7)。これは、実施例4のインスリン誘導体が、グルコースのより低いレベルよりもグルコースのより高いレベルでより高い活性を有し、したがって、実施例4のインスリン誘導体がグルコース感受性インスリン活性を示すことを示している。
The insulin derivative of Example 4 stimulated phosphorylation of IR (pIR) in a concentration-dependent manner in human primary hepatocytes, to the same maximum level as HI, albeit with a higher EC 50. The EC 50 of the insulin derivative of Example 4 was found to be lower at 20 mM (30.8 nM) than at 3 mM (58.1 nM) D-glucose concentration, as revealed by a left shift (n=6) of the concentration-response curve of pIR stimulation (shown in FIG. 1). The ratio of the EC 50 of the insulin derivative of Example 4 at 3 mM D-glucose to the EC 50 at 20 mM D-glucose mM (IR pTyr human hepatocytes 1.5% HSA 3 vs. 20 mM D-glucose coefficient) was then calculated and found to be 1.89 (P value=0.019) (Table 7). This indicates that the insulin derivative of Example 4 has higher activity at higher levels of glucose than at lower levels of glucose and therefore exhibits glucose-sensitive insulin activity.

実施例14:細胞における炭水化物感受性グルコース取り込みを決定するためのアッセイ(ラット脂質生成アッセイ)
インスリンがインスリン受容体に結合すると、下流シグナル伝達経路の活性化が誘発される。インスリンシグナル伝達の1つの代謝エンドポイントは脂質代謝であり、インスリンの存在下で、細胞によるH-グルコース取り込みが刺激され、脂質に組み込まれるため、脂質生成アッセイを使用してエンドポイント読み出しを測定した。
Example 14: Assay for determining carbohydrate-sensitive glucose uptake in cells (rat lipogenesis assay)
Binding of insulin to the insulin receptor triggers activation of downstream signaling pathways. One metabolic endpoint of insulin signaling is lipid metabolism, and in the presence of insulin, 3H -glucose uptake by cells is stimulated and incorporated into lipids, so a lipogenesis assay was used to measure the endpoint readout.

実施例4のインスリン誘導体は、アルブミンに結合し、グルコースによって移動されることができ、グルコース感受性を与える。L-グルコースおよびD-グルコースの両方はアルブミンからの誘導体を移動させることができるが、L-グルコースは、代謝不活性であり、代謝に影響を与えることなく培地中のグルコース濃度を変化させるために使用される。20mMおよび3mMのL-グルコース濃度での実施例4のインスリン誘導体の効力(ヒトインスリンに対する)の倍率変化を決定した。 The insulin derivative of Example 4 can bind to albumin and be displaced by glucose, conferring glucose sensitivity. Although both L-glucose and D-glucose can displace the derivative from albumin, L-glucose is metabolically inactive and is used to vary the glucose concentration in the medium without affecting metabolism. The fold change in potency (relative to human insulin) of the insulin derivative of Example 4 at L-glucose concentrations of 20 mM and 3 mM was determined.

ラット脂質生成アッセイ(rFFC)
Sprague Dawleyラットからの副睾丸脂肪パッドを、激しい振盪下で1~1.5時間、36.5℃でHepes Krebs Ringer緩衝液中のコラゲナーゼで分解した。懸濁液を2層のガーゼを通して濾過した。相を室温に5分間静置することによって分離し、脂肪細胞が上相に集まることを可能にした。下相を注射器で除去した。脂肪細胞を20mlのHepes Krebs Ringer緩衝液で2回洗浄した。細胞を、1.5%のHSA、0.5mMのグルコース、0.1μCi/ウェルのグルコース(D-[3-H]グルコース(20.0Ci/mmol)Perkin Elmer)、および3mMまたは20mMのL-グルコースを含有するHepes Krebs Ringer緩衝液中、96ウェルプレートに移した。濃度応答曲線を生成するための増加量の本発明のヒトインスリンまたはインスリン誘導体を添加し、36.5℃で2時間インキュベートした。100μLのMicroscient E(cat#6013661 Perkin Elmer)を添加することによって反応を停止した。Top counterで計数する前に、プレートを3時間静止させた。インスリン誘導体の3mMのL-グルコースでのEC50と20mMのL-グルコースmMでのEC50との比(rFFC 1.5% HSA 3対20mM L-グルコース係数)を決定した(表8を参照されたい)。
Rat Adipogenesis Assay (rFFC)
Epididymal fat pads from Sprague Dawley rats were digested with collagenase in Hepes Krebs Ringer buffer at 36.5°C for 1-1.5 hours under vigorous shaking. The suspension was filtered through two layers of gauze. The phases were separated by standing at room temperature for 5 minutes, allowing the adipocytes to collect in the upper phase. The lower phase was removed with a syringe. The adipocytes were washed twice with 20 ml of Hepes Krebs Ringer buffer. The cells were transferred to a 96-well plate in Hepes Krebs Ringer buffer containing 1.5% HSA, 0.5 mM glucose, 0.1 μCi/well glucose (D-[3- 3 H]glucose (20.0 Ci/mmol) Perkin Elmer), and 3 mM or 20 mM L-glucose. Increasing amounts of human insulin or insulin derivatives of the invention to generate concentration response curves were added and incubated for 2 hours at 36.5°C. The reaction was stopped by adding 100 μL of Microscient E (cat# 6013661 Perkin Elmer). Plates were allowed to rest for 3 hours before counting in a Top counter. The ratio of the insulin derivatives' EC50 at 3 mM L-glucose to the EC50 at 20 mM L-glucose was determined (see Table 8).

代表的な濃度応答曲線(n=1)を図2に示す。実施例4のインスリン誘導体のEC50は、脂質生成の濃度応答曲線の左シフトによって明らかにされるように、3mMのL-グルコース濃度よりも20mMで低いことが見出された。表8のデータは、実施例4のインスリン誘導体が、低いL-グルコース(3mM)と比較して、より高いレベルのL-グルコース(20mM)の存在下で、より高いレベルの脂質生成(すなわち、より多くのグルコース輸送)をもたらすことを示している。これは、実施例4のインスリン誘導体が、グルコースのより低いレベルよりもグルコースのより高いレベルでより高い活性を有し、したがって、実施例4のインスリン誘導体がグルコース感受性インスリン活性を示すことを示している。 Representative concentration response curves (n=1) are shown in FIG. 2. The EC 50 of the insulin derivative of Example 4 was found to be lower at 20 mM than at 3 mM L-glucose concentration, as revealed by the left shift of the concentration response curve of lipogenesis. The data in Table 8 show that the insulin derivative of Example 4 leads to higher levels of lipogenesis (i.e., more glucose transport) in the presence of higher levels of L-glucose (20 mM) compared to lower levels of L-glucose (3 mM). This indicates that the insulin derivative of Example 4 has higher activity at higher levels of glucose than at lower levels of glucose, and therefore, the insulin derivative of Example 4 exhibits glucose-sensitive insulin activity.

実施例15:ラット初代肝細胞におけるグリコーゲン蓄積を決定するためのアッセイ。
インスリンがインスリン受容体に結合すると、下流シグナル伝達経路の活性化が誘発され、インスリン感受性組織における代謝プロセスの活性化につながる。他の機能の中でも、インスリンは、肝臓におけるグリコーゲン蓄積を誘発する。したがって、20mMのグルコースおよび0.1%のヒト血清アルブミン(HSA)の存在下で、24時間、初代ラット肝細胞におけるヒトインスリンまたは実施例4のインスリン誘導体の用量濃度の増加に応じて、グリコーゲンレベルの推定をエンドポイントとして使用した。細胞グリコーゲン含有量の定量化は、550nmでの吸光度読み取りを用いた過ヨウ素酸シッフ試薬(PAS)アッセイの原則に基づいて、定量的比色アッセイを使用して実施された。
Example 15: Assay to determine glycogen accumulation in primary rat hepatocytes.
When insulin binds to insulin receptor, it induces the activation of downstream signaling pathways, leading to the activation of metabolic processes in insulin-sensitive tissues. Among other functions, insulin induces glycogen accumulation in the liver. Therefore, estimation of glycogen levels was used as an endpoint in response to increasing dose concentrations of human insulin or insulin derivative of Example 4 in primary rat hepatocytes in the presence of 20 mM glucose and 0.1% human serum albumin (HSA) for 24 hours. Quantification of cellular glycogen content was carried out using a quantitative colorimetric assay based on the principle of Periodic Acid Schiff Reagent (PAS) assay with absorbance reading at 550 nm.

グリコーゲン蓄積(PASアッセイ)法:
ラット肝細胞(Lonza、RSCP01)を解凍し、4%のウシ胎仔血清(FCS)および1nMのヒトインスリン(HI)を補充した基礎M199培養培地(5.5mMのグルコース、100単位/mlのペニシリン、および100mg/mlのストレプトマイシン、ならびに4mg/mlのデカドロン)中のコラーゲン被覆96ウェルプレート中に、50.000細胞/ウェルの密度で37℃で播種する。約4時間後、培地を、一晩培養するために、0.1%のFCSおよび1nMのHIを補充した基礎M199培養培地と交換した。単離の翌日、ラット肝細胞を、100u/mlのペニシリン、100mg/mlのストレプトマイシン、4mg/mlのデキサメタゾン、0.1%のヒト血清アルブミン(HSA)、14.5mMのグルコース、および増加する濃度のHIまたは実施例4の誘導体のいずれかを補充した基礎M199培地に対応するアッセイ培地中で、37℃で24時間インキュベートした。刺激後、肝細胞を氷冷PBS中で3回洗浄し、液体窒素で急速凍結し、後の分析のために-80℃で貯蔵した。グリコーゲンレベルを測定するために、次いでプレートを解凍し、細胞を1%のTriton X100に可溶化した。続いて、7%の酢酸中の0.1%の過ヨウ素酸の溶液として調製された100μlの過ヨウ素酸を、光から保護して、37℃、1.5時間でプレートに添加して、グリコーゲン中のヒドロキシル基を酸化させた。次いで、85μlのシッフ試薬を5分間添加して、酸化部分と反応させ、プレートを室温でさらに10分間インキュベートして、発色させた。次いで、550nmでの吸光度を読み取った(spectraMax_1_190、Molecular Devices)。
Glycogen Accumulation (PAS Assay) Method:
Rat hepatocytes (Lonza, RSCP01) are thawed and seeded in collagen-coated 96-well plates at a density of 50.000 cells/well in basal M199 culture medium (5.5 mM glucose, 100 units/ml penicillin, and 100 mg/ml streptomycin, and 4 mg/ml Decadron) supplemented with 4% fetal calf serum (FCS) and 1 nM human insulin (HI) at 37° C. After approximately 4 hours, the medium was replaced with basal M199 culture medium supplemented with 0.1% FCS and 1 nM HI for overnight culture. The day after isolation, rat hepatocytes were incubated for 24 hours at 37°C in assay medium corresponding to basal M199 medium supplemented with 100u/ml penicillin, 100mg/ml streptomycin, 4mg/ml dexamethasone, 0.1% human serum albumin (HSA), 14.5mM glucose, and increasing concentrations of either HI or the derivative of Example 4. After stimulation, hepatocytes were washed three times in ice-cold PBS, flash frozen in liquid nitrogen, and stored at -80°C for later analysis. To measure glycogen levels, plates were then thawed and cells were solubilized in 1% Triton X100. Subsequently, 100μl of periodic acid, prepared as a solution of 0.1% periodic acid in 7% acetic acid, was added to the plates for 1.5 hours at 37°C, protected from light, to oxidize the hydroxyl groups in glycogen. Then, 85 μl of Schiff's reagent was added for 5 min to react with the oxidized moieties, and the plate was incubated for another 10 min at room temperature to allow color development. The absorbance was then read at 550 nm (spectraMax_1_190, Molecular Devices).

データは、実施例4のインスリン誘導体が、濃度依存的様式で、20mMのグルコース濃度での全用量応答曲線で、ラット初代肝細胞におけるグリコーゲン蓄積を誘発したことを示している(図3)。最大応答は、ヒトインスリンと比較してわずかに減少した(Emax=86%、n=5)。インビトロEC50は、実施例4のインスリン誘導体については20.4nM、20mMのグルコースでのヒトインスリン(n=5)については2.8nMであると計算され、ヒトインスリンに対して効力の低下を示唆した(表9)。 The data show that the insulin derivative of Example 4 induced glycogen accumulation in rat primary hepatocytes in a concentration-dependent manner with a full dose-response curve at a glucose concentration of 20 mM (Figure 3). The maximum response was slightly reduced compared to human insulin (Emax = 86%, n = 5). The in vitro EC50 was calculated to be 20.4 nM for the insulin derivative of Example 4 and 2.8 nM for human insulin at 20 mM glucose (n = 5), suggesting reduced potency relative to human insulin (Table 9).

実施例16:LYDブタにおける薬物動態研究
LYDブタにおける薬物動態研究
インスリン誘導体を、およそ70~110kgの体重のメスのランドレース・ヨークシャー・デュロック(LYD)ブタに静脈内(iv)または皮下(sc)投与した。iv用量は、0.3nmol/kgであり、sc用量は、1または2nmol/kgのいずれかであった。最大72時間までの選択された時点で血液を採取し、血漿を調製し、インスリン誘導体濃度について分析した(以下を参照されたい)。ブタを一晩絶食させ、インスリン誘導体の投与の8時間後に給餌した。
Example 16: Pharmacokinetic studies in LYD pigs Pharmacokinetic studies in LYD pigs Insulin derivatives were administered intravenously (iv) or subcutaneously (sc) to female Landrace Yorkshire Duroc (LYD) pigs weighing approximately 70-110 kg. The iv dose was 0.3 nmol/kg and the sc dose was either 1 or 2 nmol/kg. Blood was collected at selected time points up to 72 hours and plasma was prepared and analyzed for insulin derivative concentrations (see below). Pigs were fasted overnight and fed 8 hours after administration of the insulin derivative.

個々の動物からの血漿濃度-時間プロファイルを、WinNonlin Professional(Certara、CA、USA)または特注のRshinyアプリケーション(Rstudio.com、Boston、MA、US)を使用した非コンパートメント薬物動態分析(NCA)によって分析し、WinNonlinに対して検証した。 Plasma concentration-time profiles from individual animals were analyzed by noncompartmental pharmacokinetic analysis (NCA) using WinNonlin Professional (Certara, CA, USA) or a custom Rshiny application (Rstudio.com, Boston, MA, US) and validated against WinNonlin.

血漿試料中のインスリン類似体濃度の定量化
血漿試料を、商標AlphaLISA(Perkin Elmer、Waltham、Massachusetts、USA)でも知られている発光酸素チャネリング免疫測定法(LOCI)を使用して、投与されたインスリン誘導体のレベルについて分析した。アッセイ原理は、要するに次のとおりである:目的の被分析物に特異的な抗体をアクセプタービーズにコンジュゲートする。被分析物にも特異的である二次抗体をビオチン化する。次いで、2つの抗体コンジュゲートを、被分析物を含有する血漿試料と一緒にインキュベートし、免疫複合体を形成する。次に、ストレプトアビジンドナービーズを添加し、ビオチン化抗体に結合する。680nmでのドナービーズの照明によって、周囲酸素が励起されて、一重項酸素を形成する。アクセプタービーズが近接している場合、一重項酸素からアクセプタービーズへのエネルギー伝達が発生し、これが次に615nmで光を放射する。放射光の信号強度は、被分析物の濃度に比例する。既知の濃度の被分析物を混ぜた血漿試料を使用して、較正曲線を生成する。次いで、5パラメータロジスティック回帰を使用して、未知の試料濃度を較正曲線から計算する。全てのインスリン誘導体を、Novo Nordisk社内の抗体を用いて試験した。結果を表10に示す。
Quantification of insulin analogue concentrations in plasma samples Plasma samples were analyzed for levels of administered insulin derivatives using a luminescence oxygen channeling immunoassay (LOCI), also known by the trademark AlphaLISA (Perkin Elmer, Waltham, Massachusetts, USA). The assay principle is briefly as follows: an antibody specific for the analyte of interest is conjugated to an acceptor bead. A second antibody, also specific for the analyte, is biotinylated. The two antibody conjugates are then incubated with the plasma sample containing the analyte to form an immune complex. Streptavidin donor beads are then added and bind to the biotinylated antibody. Illumination of the donor beads at 680 nm excites ambient oxygen to form singlet oxygen. When the acceptor beads are in close proximity, energy transfer occurs from the singlet oxygen to the acceptor beads, which then emit light at 615 nm. The emitted light signal intensity is proportional to the concentration of the analyte. Plasma samples spiked with known concentrations of the analyte are used to generate a calibration curve. Unknown sample concentrations are then calculated from the calibration curve using a five-parameter logistic regression. All insulin derivatives were tested with Novo Nordisk's in-house antibodies. The results are shown in Table 10.

表10のPKデータは、本発明の実施例4のインスリン誘導体が、国際公開第2020/201041号の実施例324および280の先行技術化合物よりも長い半減期を有することを示している。 The PK data in Table 10 show that the insulin derivative of Example 4 of the present invention has a longer half-life than the prior art compounds of Examples 324 and 280 of WO 2020/201041.

本発明の特定の特徴が本明細書に例証および記載されているが、ここで、多くの修正、代用、変更、および均等物が当業者に想到されるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨の範囲内に含まれる全てのこうした修正および変更を網羅するよう意図されていることを理解されたい。 While certain features of the invention have been illustrated and described herein, many modifications, substitutions, changes, and equivalents will now occur to those skilled in the art. It is therefore to be understood that the appended claims are intended to cover all such modifications and changes that fall within the true spirit and scope of the invention.

Claims (4)

インスリン誘導体であって、
である、インスリン誘導体。
An insulin derivative comprising:
An insulin derivative.
請求項1に記載のインスリン誘導体を含む、組成物。 A composition comprising the insulin derivative of claim 1 . 請求項1に記載のインスリン誘導体を含む、薬。 A medicine comprising the insulin derivative according to claim 1 . 1型糖尿病および2型糖尿病を含む糖尿病の予防または治療に使用するための、請求項に記載の医薬 4. The medicament according to claim 3 for use in the prevention or treatment of diabetes, including type 1 diabetes and type 2 diabetes.
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