JPH02218696A - 新規インシュリン誘導体、それらの使用およびそれらを含む医薬組成物 - Google Patents
新規インシュリン誘導体、それらの使用およびそれらを含む医薬組成物Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
は、真性糖尿病の治療に相当量が必要とされており、産
業的規模で生産されているものもある。かなりの数のイ
ンシュリン組成物および種々の作用ブOフィール(ac
tion profi Ie)を有する修飾物が既に存
在してるにもかかわらず、種々の生物の個体間および個
体内変異の故に、ざらに他の性質および作用特性を有す
る他のインシュリン製品がなお要求されている。
E P −8132,769号およびEP−B第132
.770号明細書に記載されている。これらは、インシ
ュリンB鎖の831位置における塩基性修飾を有する特
異的誘導体であり、次の一般式Iで表される。
中性の遺伝学的にコード可能なし一アミノ酸の残基を表
し、 R31は、性質的には塩基性であって50個までの炭素
原子を有する、生理学的に許容できる有機性基を表して
おり、この構造中で0〜3個のα−アミノ酸が含まれて
おり、適当な部位に存在する末端カルボキシル基は、エ
ステル機能性、アミド機脂性、ラクトンまたはCH40
Hへの還元の形で遊離していてもよい。
8.5の間であることである(等電焦点(1soele
ctric focusing)による測定)。イ1ざ
飾されていない天然のインシュリンまたはプロインシュ
リンの等電点(pH=5.4)から中性範囲に等電点が
移動する事実は、塩基性修飾の結果の分子表面に位置す
る追加の陽電荷に由来するものである。
誘導体は、通常は中性領域で溶解性の、例えば、天然の
インシュリンやプロインシュリンよりも中性領域におい
て溶解しにくい。
の遅延または補給(depot)作用は、等電点におけ
る乏しいこれらの溶解性に由来する。上記の二つの開示
によれば、生理的条件下におけるインシュリン誘導体の
再溶解は、追加の塩基性基の除去によって達成されるが
、これは、各誘導体によって、トリプシンまたはトリプ
シン様および/またはカルボキシペプチダーゼBまたは
カルボキシペプチダーゼB様および/またはエステラー
ゼ活性によって行われる。除去される基は、各々の場合
、純粋に生理的な代謝物かそうでなければ容易に代謝さ
れた生理学的に許容される物質である。
理(principle)もまた、おもにAおよびB鎖
中の塩基的修飾を有する他のインシュリン誘導体の準備
(prov is 1on)および対応する使用によっ
てさらに利用されてきた。これに間しては、例えば、E
P−A第0.194.864号およびEP−A第0.2
54,516号明細書を参照されたい。
ンシュリン誘導体おいて、塩基性アミノ酸は、B272
7位置り込まれており、かつ/または中性アミノ酸は、
位置A4、A17、B13および/またはB21に位置
しており、さらに、B鎖のC末端カルボシキル基は、ア
ミドまたはエステル残基でブロックされている。
るインシュリン誘導体は、上記のEP−A明細書に明記
のものとよく類似しているが、この場合には、関連医薬
組成物の弱酸性pH値における安定性を増すために、位
置A21のアミノ酸Asn、を酸性媒体でより安定であ
る他のアミノ酸、例えばAspなど、で置換することも
できる。周知のように、Asn(アスパラギン)は、二
つのカルボキシル基のひとつをアミド基によってブロッ
クしていることでAsp(アスパラギン酸)と異なって
いる。
ンシュリン誘導体は、AおよびB鎖におけるインシュリ
ン分子のさらに他の(1飾の結果、とくに、BIO位置
におけるアミノ酸Hisの他の適当なアミノ酸による置
換によって得られるといわれる。これは、亜鉛との複合
物(complex)の形成および、ある種の遅延作用
に関与している。EP−A第0.214,826号明細
書を参照されたい。
ては、AおよびB鎖内において主に修飾がなされており
、遺伝子操作的手法によって調製される。
およびEP−B第0.132,770号明細書に明記さ
れているように8鎖のC末端に塩基的修飾を有するイン
シュリン誘導体の酸性媒体における安定性を増すための
試み、さらに適当であれは°、それらの作用プロフィー
ルを変えるための試みにおいても、AsnQ21をアミ
ド基を含まない他の遺伝学的にコード可能なアミノ酸で
置換することによって、さらに適当であれば、His
e + nを他の遺伝学的にコード可能なアミノ酸で置
換することによって、この目的は有利に達成されること
が見出された。
一般式IIのインシュリン誘導体および生理学的に許容
されるそれらの塩に間する。
し一アミノ酸を表し、 R3@、は、遺伝学的にコード可能な中性L−アミノ酸
の残基を表し、 R31は、性質的には塩基性であって50個までの炭素
原子を有する、生理学的に許容できる有機性基を表して
おり、この構造中で0〜3個のα−アミノ酸が含まれて
おり、適当な部位ζこ存在するこの末端カルボキシル基
は、エステル機能性、アミド機能性、ラクトンまたはC
H20Hへの還元の形で遊離していてもよく、 Xは、遺伝学的にコード可能なし一アミノ酸を表す。
れるそれらの塩は、適当な医薬組成物の諮り酸性pH値
において長期間でも安定であって、とくζこHi 58
111も他のアミノ酸で置換されて0た場合ζこ、緒言
の一般式Iの塩基的修飾を有する既矢口の(変更されて
いない)インシュリン誘導体ζこ匹敵する変更された(
より短い)作用プロフィールを有する。
能なし一アミノ酸は、 Gly、 Ala、 Ser、 Thr、 Val、
Leu、 lie、 Asp、 Glu。
Tyr、 Phe、 Trp、 Pro、好ましくは、
Gly、 Ala、 Ser、 Thr、 Aspおよ
びGlu であって、とくに好ましくはAspである
。
ミノ酸は、 Gly、 Ala、 Ser、 Thr、 Val、
Leu、 lie、 Asn。
びP「0.であり、Ala、 ThrおよびSe言・が
好ましい。
原子を有し、かつ、構造中に0〜30個のα−アミノ酸
が含まれている、生理学的に許容できる有機性基である
。Rjlの構造中にα−アミノ酸が全く含まれていない
場合には、この残基の適当な塩基性基の例は次のような
ものである。
ルキルアミノ−(C2−C,)−アルコキシ、ジー(C
I−Ca)−アルキルアミノ−(C2C6)−アルコキ
シ、トリー(c、−C4)−アンモニオ−(C2−C6
)−アルコキシ、アミノ−(C2−Cs )−アルキル
アミノ、c(cI−ca)−アルキルアミノ]−(C2
−cs)−アルキルアミノ、ジー(C,−C,)−アル
キルアミノ−(C2−C6)−アルキルアミノまたは[
トリー(cI−cn)−アルキルアミノ]−(C2−C
,)−アルキルアミノ、とくに、−0−[CH2]P、
NR,、[−o−] ]Ca12.−NoR3−N H
−[CH2] p−N R2または−N H−[CH2
] p−N■R3゜ここで1〕は、2〜6であって、R
は、同一か互いに異なり、水素原子または(cI−cn
)−アルキル基を表す。
る場合には、これらアミノ酸は、主として中性または塩
基性の天然に存在するし一アミノ酸および/またはこれ
らに対応するD−アミノ酸である。
Ile、 Asn、 Gln。
びHyp である。
Lys、 Hyl、 Orn、 Citおよび旧Sで
ある。中性α−アミノ酸のみが含まれる場合には、その
末端カルボキシル基は、R31の性質を塩基性にするた
めに、遊離では存在し得ない。これ・に対して、α−ア
ミノ酸がR31構造に含まれていない場合には、カルボ
キシル基はこの場合アミド化されるかまたは塩基性基と
エステル化されねばならない。このための適当な塩基性
基は、例えば、上記の塩基性基があげられる。もちろん
、これら塩基性エステルまたはアミド基は、塩基性のα
−アミノ酸のカルボキシル基をブロックすることもでき
ろ。また、ブロッキングが望ましい場合には、塩基性α
−アミノ酸のカルボキシル基をブロックする可能で適当
なものとしては、中性エステルまたはアミド基、例えば
、 (C,−C,)−アルコキシ、 (C3−C6)−
シクロアルキルオキシ、NR2、(CI−CS)−アル
キルアミノまたはジー(C,−C,)−アルキルアミノ
などがあげられる。
ロキシアミノ酸であればラクトンの形でもよい。
ていてもよい。
たは3個の塩基性アミノ酸からなるが、R31は、とく
に好ましくは、Arg−OHまたはA r g−A r
g−OHである。
酸は、R2のためのアミノ酸と同じであるが、この場合
には、アミド基を含む遺伝学的にコード可能なし一アミ
ノ酸(AsnおよびGln)も可能である。この場合に
は、事実、後者(ASnおよびGln)が好ましい。A
s nまたはC; l 11が位置BIOに位置する
場合には、アミド基は弱酸性媒体において少なくとも安
定である(位置A21に位置するA S 11またはG
lnとは対照的に)。
29)は、好ましくは、ヒト、ブタまたはウシのインシ
ュリン配列であるが、とくにヒトインシュリン配列が好
ましい。
ある。
Hに1.A21− 同上 cry自21− 同上 5e、A21− 同上 Thr112’−同上 AlaA21− 同上 ASpo21−ヒトインシュリン−Arg”’−Ar3
83”−0HG1u口21− 同上 G1y112+−同上 5e、421− 同上 T11r””−同上 A1ao21− 同上 J s p b 2 + −A S n 81 il
−ヒG1υA21− に1yG121 5e、A21− Thr””− Ala^21− トインシュリンーArg”’−01( 同上 同上 同上 同上 同上 AspA2 + −As08 + I!−ヒトインシュ
リン−A、rg”’−Arg”2−0)+に1u″21
− 同上 Gly(121−同上 5e、(421−同上 Th、A2+−同上 A1a1121− 同上 一般式IIのインシュリン誘導体は、標準法を用いる部
位支配性(site−directed)突然変異によ
る遺伝子操作によっておもに調製される。
導体をコードする遺伝子構造物を構築し、その発現を宿
主細胞にて行う。宿主細胞は、好ましくは、大腸W (
E、 coli)などの細菌または酵母、とくにサツカ
ロミセス・セレビシア (Saccharomyces cerevisiae
)を用いる・ また・遺伝子構造物が融合タンパク質を
コードする場合には、一般式IIのインシュリン誘導体
は、融合タンパク質から遊離される。同様の方法は、例
えば、EP−A第0.211,299号、EP−A第0
.227,938号、E P−Ao、229,998号
、EP−A第0 、286 、956およびドイツ特許
出願第P 3821159.9号(1988年6月23
日付’) (HOE 88/F 158)明細書に記
載されている。
ンを用いて化学的に(EP−A第0.180,920号
明細書を参照されたい)またはりシスタフイン(Iys
ostaphin)を用いて酵素的に(DE−A第3,
739,347号明[Fを参照されたい)除去する。
rsha11およびA、 S、 lnglis (”
PracticalProtein Chemistr
y −A handbook” A、 Darbre
旙、1986.49−53)の記載の方法による酸化的
5ulfitolysisに供して、次いで、例えば、
G、 )I。
の方法(Nature、 1960.721−724)
によって、チオールの存在下で復元(renature
)させて正しいジスルフィド架橋を形成する。
ば、Kemm、lerらの方法(J、 B、 C,,1
971,6786−6791)によって、除去して、一
般式IIのインシュリン誘導体を、既知の方法、例えば
、クロマトグラフィー(例えば、EP−A第0.305
,760号明細書を参照されたい)および結晶化によっ
て精製する。
ンシュリン誘導体を、便宜的に、塩基的修飾および一般
式Iを有する既知のインシュリン誘導体の加水分解によ
フて水性酸性媒体中で調製する(なぜなら、この場合に
はアスパラギンの位置A21のアミド基のみが加水分解
されねばならないから)。調製は、好ましくはpH値約
2から約4の間にて、とくに好ましくは約2.5にて、
および温度約Oから約40℃までにて、好ましく(よ室
温にて、行う。
び/または生理学的に許容されるそれらの塩(例えば、
アルカリ金属またはアンモニウム塩)は、真性糖尿病の
治療のための医薬組成物の活性物質としておもに用いら
れる。
液であって、これは一般式IIの少なくとも一つのイン
シュリン誘導体および/または少なくとも一つの生理学
的に許容されるそれらの塩を、溶液、無定形、および/
または結晶で、好ましくは溶液のかたちで、含む。
で、とくには約4.0から8.5の間で、適当な緊張剤
(tonicity agent)、適当な保存剤、適
宜に、適当な緩衝液および好ましくはある亜鉛イオン濃
度を含み、もちろん、すべては滅菌水溶液として用いる
。活性物質を除いた組成物の全構成分は、組成物賦形剤
(vehicle)を形成する。
、マンニトール、NaC1およびCaCl2、M g
C12などのカルシウムまたはマグネシウム化合物があ
げられる。
導体または生理学的に許容されるそれらの塩の弱酸性p
H値における溶解性に影響する。
ール、ベンジルアルコールおよび/またはp−ヒドロキ
シ安息香酸エステル(ρ−hydroxybenzoi
c esters)などがあげられる・用いられる緩衝
物質の例としては、とくに約4.0と8.5の間のpI
Iの調整には、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、
燐酸ナトリウムなどがあげられる。pIIの調整に適す
るその他のものは、生理学的に許容される稀酸(代表的
にはHCl)またはアルカリ(代表的にはNa0H)が
あげろれる。
2mg、とくに5μgから200gg、の濃度が好まし
い。
、非tag飾インシュリンを、好ましくはウシ、ブタま
たはヒトインシュリンを、とくに好ましくは、ヒトイン
シュリンを、追加混合することが可能である。
、また好ましくは5〜1000、とくに好ましくは約4
0〜400国際単位に相当する濃度を用いる。
−○H)の調製のためのプラスミドの構築プラスミドp
sW3は、ドイツ国特許出願第ρ3821159.9号
(HOE 88/F 158)明細書に記載されている
。プラスミドDNAを制限酵素Pvu■および5alI
と反応させて、次いでウシアルカリフォスファターゼで
処理する。二つの得られるフラグメントをゲル電気泳動
によって分別して、大きい方のフラグメントを単離する
。このフラグメントをT4DNAリガーゼ反応で次の合
成りNA配列と連結させる。
’I”J’GA ’l’ACQACCTT TTG A
TG ACA CCA ACT ATCAGCT −5
’コンピテントにした大腸菌W3110細胞をライゲー
ション混合物で形質転換させる。形質転換混合物を、2
0 It、 g/ mlのAp(アンピシリン)を含む
NAAp−トに塗布して、37℃で一晩培養する。単一
コロニーから一晩培養物が得られる。
酵素分析およびDNA配列分析によフて特徴付けする。
100と称する。発現を、上記ドイツ国特許出願第P
3B 21159.9号明細書中の例3と同様にして行
う。1!藁飾されたモノーArg−インシュリンを、こ
のドイツ国特許出願明細書に記載の非イ1套飾モノーA
rg−インシュリンの調製と同様にして調製する。
OH)の調製のためのプラスミドの構築構築は上記の例
と同様にして行う。合成りNA配列は、しかし、次のよ
うに修飾される。
T TCA TGA TAGGACC?1’ ?f’G
ATG ACA AGT ACT ATCAGCT
−5’追加のBspHr認識配列を有するプラスミド
plK110を得る。
ュリンArg(B31−OH)の調製のためのプラスミ
ドの構築 プラスミドp I K 100からのDNAを制限酵素
Hpa IおよびDramで切断して、ウシアルカリフ
ォスファターゼで処理する。得られる二つのフラグメン
トをゲル電気泳動によって分別して、二つのフラグメン
トのうち大きい方を単離する。
’I’ TC’l’ AACTTGTTG G’M’
GTG AACACA CCA AGA TTG
−5’と連結させる。次いで、コンピテントにした大腸
WW3110g胞を、ライゲーション混合物で形質転換
させる。得られろプラスミドp I I(101のさら
なる特徴付を例1に記載のようにして行う。
ュリンの調製のためのプラスミドの構築構築は、例3に
記載のクローニングに相当するが、プラスミドI) I
K 110からのDNAから開始する。新たに構築さ
れるプラスミドをp I K 111と称する。
インシュリンは、Cペプチド中の一つのアミノ酸に置換
があることのみでヒトプロインシュリンとは異なってい
る(B37−Proはヒトインシュリンのこの位置のL
euが置換されている)。
して、残りのプラスミドDNAを単離する。
ントをBP−A第0 、229 、998号明細書に記
載のプラスミドp K 50から単離する。
いて合成りNAフラグメント 5’ −MCCAG CACCTG TGCGGT T
C’!’ CACCTA’1’TG G’X’CGTG
GACACG CCA AGA GTG −
5’に連結させる。プラスミド1)SW2を得て、その
DNAを以下、ジーArg−ヒトインシュリン誘導体を
コードする発現プラスミド構築の出発材料として用いる
。
)−A、rg (B32)−OIIのl!Ii!のため
のプラスミドの構築 プラスミドpSW2のDNAを例1の方法にしたがって
Pvu11および5ailで切断して、例1からの合成
りNAと連結させる。その結果、プラスミドpsW21
が得られる。
) −Ar g (B32) −OIIの調製のための
プラスミドの構築 例2と同様にして、pSW2 DNAから出発してプ
ラスミドpSW22を構築する。
シュリン−Ar g (B31)−Ar g (B32
)−OIIのi11製のためのプラスミドの構築例3と
同様にして、psW21 DNAから出発してプラス
ミドpSW23を構築する。
GGT ’f’cT AACCTA?I’G GTT
GTG AACACA CAA AGA TTG −5
’例9 Set (A21)−Asn (BIO)−ヒトインシ
ュリン−831(Arg)−832(Arg)−OII
の調製のためのプラスミドの構築 例4と同様にして、pSW22 DNAから出発して
例8に記載の合成りNA配列を用いてプラスミドpSW
24を構築する。
2−OIIのIgを、100m1のH2Oに懸濁させる
。pHをHCIの添加で2.5に調整して、溶液を37
℃に放置する。1週間後、約半分の材料がASp021
−ヒトインシュリン−A rg831−A r g”2
−OHに変わっていた。産生物を既知の方法で陰イオン
交換体で出発材料から分別して、溶出分から沈澱させて
、リットル当り10.5gクエン酸、1gフェノールお
よび5mlの1%の塩化亜鉛溶液を含む緩衝液中でタン
パク質濃度5g/リットルでpH6,0で結晶化させる
。390mgのAspQ2’−ヒトインシュリン−A
r g e 31−A r g832が得られる。
当り)の滅菌賦形剤溶液に1.4mg/mlの濃度で溶
解させる。18mgグリセロール、10mgベンジルア
ルコール、80ugZn2″″ pI(4,0゜産生物
各時間(h)における血中グルコース、%
初期レベル lh 2h 3b 5h 7h本発明 A S I) IJ 2 +−ヒ トインシュリシAr
g”’−Arg”2−0)1 99 62 51
75 98比較物 ヒトインシュリン A、、gE13+4r8832−gH77526485
鮫 基礎Hインシュリン ヘキスト(R’ 71 49 59 83
100本例は、ASp11121−ヒトインシュリン
−A r g”’−A r g832−OHがヒトイン
シュリン−A r g ”’ −A r g ”2−O
Hと同じ有利な基礎プロフィールを有することを示す。
831−A r g 832−Q )(は、 化合物が選択された条件下で は長時間安定であるという有利な性質を有する。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、等電点が5と8.5の間にある、一般式IIのインシ
ュリン誘導体および生理学的に許容されるその塩。 ▲数式、化学式、表等があります▼(II) 式中、 R^1は、HまたはH−Pheを表し、 R^2は、アミド基を含まない遺伝学的にコード可能な
L−アミノ酸を表し、 R^3^0は、遺伝学的にコード可能な中性L−アミノ
酸の残基を表し、 R^3^1は、性質的には塩基性であって50個までの
炭素原子を有する、生理学的に許容できる有機性基を表
しており、この構造中で0〜3個のα−アミノ酸が含ま
れ、適当な部位に存在する末端カルボキシル基は、エス
テル機能性、アミド機能性、ラクトンまたはCH_2O
Hへの還元の形で遊離していてもよく、 Xは、遺伝学的にコード可能なL−アミノ酸を表す。 2、一般式II中のR^1がH−Pheを表す、請求項1
に記載のインシュリン誘導体および生理学的に許容され
るその塩。 3、一般式II中のR^2がGly、Ala、Ser、T
hr、AspまたはGlu、とくにAspのみ、を表す
、請求項1または2に記載のインシュリン誘導体および
生理学的に許容されるその塩。 4、一般式II中のR^3^0がAla、ThrまたはS
erを表す、請求項1〜3のいずれか1項に記載のイン
シュリン誘導体および生理学的に許容されるその塩。 5、一般式II中のR^3^1がArg−OHまたはAr
g−Arg−OHを表す、請求項1〜4のいずれか1項
に記載のインシュリン誘導体および生理学的に許容され
るその塩。 6、一般式II中のXがAsnまたはGlnを表す、請求
項1〜5のいずれか1項に記載のインシュリン誘導体お
よび生理学的に許容されるその塩。 7、一般式II中の配列(A1〜A20)および(B1〜
B9、B11〜B29)がヒト、ブタまたはウシインシ
ュリンの配列、とくにヒトインシュリン配列、である、
請求項1〜6のいずれか1項に記載のインシュリン誘導
体および生理学的に許容されるその塩。 8、請求項1〜7のいずれか1項に記載のインシュリン
誘導体および生理学的に許容されるその塩の、真性糖尿
病の治療用の医薬組成物のための活性物質としての使用
。 9、請求項1〜7のいずれか1項に記載の一般式IIのイ
ンシュリン誘導体の少なくとも一つおよび/または生理
学的に許容されるその塩の少なくとも一つの有効量を、
溶解、無定形および/または結晶、好ましくは溶解、の
形態で含んでなる、医薬組成物。 10、1ml当り1μg〜2mg、好ましくは5μg〜
200μg、の亜鉛を追加して含んでなる、請求項9に
記載の医薬組成物。 11、修飾されていないインシュリン、好ましくは修飾
されていないヒトインシュリン、を追加して含んでなる
、請求項9または10に記載の医薬組成物。
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