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TWI421089B - 富含抑制二肽醯肽酶ｉｖ之胜肽的蛋白水解物及其用途 - Google Patents

富含抑制二肽醯肽酶ｉｖ之胜肽的蛋白水解物及其用途 Download PDF

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TWI421089B
TWI421089B TW094142261A TW94142261A TWI421089B TW I421089 B TWI421089 B TW I421089B TW 094142261 A TW094142261 A TW 094142261A TW 94142261 A TW94142261 A TW 94142261A TW I421089 B TWI421089 B TW I421089B
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Jan-Willem Pieter Boots
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Campina Nederland Holding Bv
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Description

富含抑制二肽醯肽酶IV之胜肽的蛋白水解物及其用途
本發明是關於富含某些胜肽之蛋白水解物、該等經分離胜肽及該蛋白水解物或經分離胜肽用以製造用於預防及/或治療二肽醯肽酶IV介導性病症之藥物、膳食補充劑、飲料或食物產品的用途。
二肽醯肽酶IV(Dipeptidyl peptidase IV，縮寫為DPP-IV)為含有N末端二肽酶(dipeptidase)活性之多官能跨膜糖蛋白(glyco-protein)。其存在於諸如肝、腎臟、小腸、唾腺、血細胞及血漿之多種組織中的大多數哺乳動物細胞上。然而對二肽醯肽酶IV之生理角色瞭解不多。
二肽醯肽酶IV已涉及於包括免疫、發炎及內分泌功能之細胞過程中。活體外，已顯示二肽醯肽酶IV裂解許多激素及向化性激動素(chemokine)，諸如類胰高血糖素肽1(glucagon-like peptide 1，縮寫為GLP-1)。
GLP-1為進食後釋放之腸促胰島素激素(incretin hormone)。GLP-1具有多方面作用，其包括胰島素(insulin)生物合成及分泌之葡萄糖誘發性刺激、胰高血糖素分泌之抑制、基因表現之調節、對於β細胞之營養效應、食物攝取之抑制及胃排空之減緩。此等效應有助於正常化上升之血糖，亦有助於控制飽食及體重。已顯示GLP-1在患有第二型糖尿病(type 2 diabetes mellitus)之受檢者中減少食後及空腹血糖症(postprandial and fasting glycemia)且因 此可為第二型糖尿病之治療中潛在適用之新型治療劑。此外，GLP-1能夠用於增加飽食且亦用於預防及治療肥胖。例如參見Conarello,S.L.等人，2003,Proc.Nat.Acad.Sci.USA,vol.100：6825-6830；Deacon,C.F.等人，1998,Diabetes(糖尿病),vol.47：764-769；Ahrén,B.等人，2002,Diabetes Care(糖尿病護理),vol.25：869-875；Näslund,E.等人，1998,Am.J.Clin.Nutr.,vol.68：525-530；Meneilly,G.S.等人，2003,Diabetes Care,vol.26：2835-2841。
然而，GLP-1在血漿中迅速降解且因此具有約1-2分鐘(min)之極短半衰期。主要負責降解GLP-1之酶為二肽醯肽酶IV。因此，抑制二肽醯肽酶IV可導致GLP-1之循環半衰期之延長，以致於GLP-1含量增加從而能夠充當治療劑。
亦已展示在T細胞活化及生長中涉及二肽醯肽酶IV。在免疫系統中，二肽醯肽酶IV主要表現於T細胞之表面上。已展示在細胞分裂刺激(mitogenic stimulation)或抗原刺激(antigenic stimulation)時二肽醯肽酶IV之表現迅速增加。此外，已展示抑制二肽醯肽酶IV可抑制抗原誘發性T細胞純系(antigen-induced T cell clone)之活化且因此能夠用於免疫疾病中之治療介入，尤其在諸如MS及類風濕性關節炎(rheuma-toid arthritis)之自體免疫疾病中。相反地，二肽醯肽酶IV抑制劑刺激免疫調節細胞激素(immunoregulatory cytokine)TGF-β1之產生。例如參見Reinhold,D等人.2000年.Cellular Peptidases in Immune Functions and Diseases 2(免疫功能及疾病2中之細胞肽酶),Langner及Ansorge編，Kluwer Academic/Plenum Publishers,155-160；Steinbrecher,A.等人.2000年，Cellular Peptidases in Immune Functions and Diseases 2,Langner及Ansorge編，Kluwer Academic/Plenum Publishers,145-153；及Tanaka S.等人，1997年.Int.J.Immunopharmac.,vol.19：15-24。
目前，在活體外及動物模型中使用若干化合物以抑制二肽醯肽酶IV活性，諸如纈胺酸-吡咯啶(valine-pyrrolidide)(上述Deacon,C.F.等人)、1-[[2-[(5-氰基吡啶-2-基)胺基]乙基胺基]乙醯基]-2-氰基-(S)-吡咯啶(上述Ahrén，等人)、Lys[Z(NO2 )]-噻唑烷及Lys[Z(NO2 )]-吡咯啶(上述Reinhold，等人)。然而，該等化合物具有其必須藉由注射投藥之劣勢，且其可導致如化學藥物通常導致之副作用。
蛋白(尤其是乳蛋白)通常被認為是多種生物活性胜肽之前驅體。蛋白為生物活性分子之前驅體之事實對功能食物之發展尤其有吸引力，該等功能食物諸如為在以上二肽醯肽酶IV介導性病症之任一種中可起輔助作用之食物。食物蛋白水解物為良好使用之食物成份且為天然來源，以致於在抑制二肽醯肽酶IV以預防或治療諸如肥胖、第二型糖尿病及免疫病狀之二肽醯肽酶IV介導性病症之情況下，獲得功能效應不需要合成成份。
因此，需要提供抑制二肽醯肽酶IV活性之蛋白水解 物，以致於在預防及治療以上確定之二肽醯肽酶IV介導性病症中其可起輔助作用。發現蛋白水解物(諸如乳蛋白水解物)可用於抑制二肽醯肽酶IV。然而，該水解物內負責該抑制之因子仍為未知。水解之蛋白樣品高度複合且可含有數百個不同分子，使得難以確定該樣品中之生物活性化合物。
本發明者現已確定生物活性胜肽，其來自抑制二肽醯肽酶IV活性之蛋白水解物。該等生物活性胜肽或富含該等生物活性胜肽之蛋白水解物可有利地用於天然預防及治療諸如肥胖、第二型糖尿病及免疫病狀之二肽醯肽酶IV介導性病症。使約40個蛋白水解物經受即時液相層析(LC)-生化偵測(BCD)-質譜分析(MS)，此為允許由HPLC分離粗萃取物之方法，其後藉助於即時生化檢定偵測生物活性化合物之存在。用於即時分餾之此方法及特徵表示已由Van Elswijk等人(J.Chromatography A(J.層析法A)(2003)1020：45-58)廣泛描述。
因此，在第一態樣中，本發明是關於具有二肽醯肽酶IV抑制活性之蛋白水解物，該水解物富含具有2-8個胺基酸之長度且包含至少一個脯胺酸(proline)殘基之胜肽。發現該等胜肽能夠在活體外抑制二肽醯肽酶IV活性，且因此可用於預防及/或治療諸如肥胖、第二型糖尿病或免疫病狀之二肽醯肽酶IV介導性病症。
很好地證明二肽醯肽酶IV顯示對具有脯胺酸(P)(及 較小程度上之Ala；A)作為第二個N末端殘基(倒數第二個N末端殘基)之基質的優先選擇，優先選擇以離胺酸(lysine)(K)及精胺酸(arginine)(R)作為最終N末端殘基(Davy等人.Plant Physiol.(2000)122：425-432)。
本發明者自約40個蛋白水解物確定約21個能夠抑制二肽醯肽酶IV活性之胜肽序列。此等胜肽具有3-7個胺基酸範圍內之長度且通常其特徵為具有疏水特性且在胜肽序列內尤其存在脯胺酸(P)殘基。抑制胜肽(inhibiting peptide)包含脯胺酸殘基作為第一、第二、第三或第四N末端殘基，但主要作為第二N末端殘基。已發現脯胺酸亦作為C末端殘基或倒數第二個C末端殘基。脯胺酸殘基主要由白胺酸(leucine)、纈胺酸或苯丙胺酸(phenylalanine)(F)側接，但在較小程度上亦可由麩醯胺酸(glutamine)(Q)、丙胺酸(alanine)、組胺酸(histidine)(H)、異白胺酸(isoleucine)(I)、甘胺酸(glycine)(G)、甲硫胺酸(methionine)(M)及酪胺酸(tyrosine)(Y)側接。在21個胜肽序列之外，僅確定一個抑制序列，其中脯胺酸殘基由帶電殘基側接，該側接之帶電殘基為組胺酸。類似地，在極性胺基酸絲胺酸(serine)、蘇胺酸(threonine)、天冬醯胺酸(asparagine)及麩醯胺酸(glutamine)之外，在發現可抑制二肽醯肽酶IV之胜肽中僅確定麩醯胺酸為側接殘基。發現其中脯胺酸殘基位於第二個N末端位置上且此脯胺酸殘基由纈胺酸、異白胺酸及/或白胺酸在任一側側接、最佳由白胺酸在一側或兩側側 接的胜肽具有大多數有效之二肽醯肽酶IV抑制活性。
如本文中所使用，“蛋白水解物”是指藉由以最小水解度水解一或多個蛋白而衍生之胜肽之混合物，意即所水解胜肽鍵佔胜肽鍵總量之百分比為5%，較佳為10%，更佳為20%，最佳為30%。較佳之水解度介於5與70%之間，最佳介於10與50%之間，最佳為20-40%。水解物較佳含有20與100重量%(wt.%)之間、更佳為25與75重量%之間、最佳為30與60重量%之間的具有2-8個胺基酸之胜肽。尤其較佳為水解物含有20與80重量%之間、最佳為30與60重量%之間的具有3-7個胺基酸之胜肽。較佳地，具有超過500道爾頓(Da)之分子量之胜肽的重量百分比小於75%，較佳小於70%且具有超過1000道爾頓之分子量之胜肽的重量百分比小於50%，較佳小於35%。
蛋白可來源於一種蛋白源或可來源於多種蛋白源。該等蛋白源之實例為微生物(酵母、細菌、真菌)、植物(例如大豆、豌豆、棉花、穀物、小麥)、動物及來源於動物之蛋白源，諸如奶、血液、肉、雞蛋及明膠。因此，該等一或多種蛋白例如可為來自微生物之蛋白、蔬菜蛋白、動物蛋白，諸如來源於碎肉、魚、甲殼動物或軟體動物之蛋白、乳蛋白及雞蛋蛋白。
前述蛋白之水解可由此項技術中已知之任何方式執行。其實例包括用於化學水解或酶促水解之方法。在此項技術中熟知化學水解之方法之非限制性實例且其包含例如使用溴化氰(cyanogen bromide)之水解、例如使用氫氯酸 (hydrochloric acid)之酸水解或藉助於發酵包含該等一或多種蛋白之一或多種蛋白源的水解。在此項技術中亦熟知酶促水解之方法之非限制性實例且其包含使用純酶製劑或粗酶製劑的水解。待使用之酶製劑可包含內或外肽酶、蛋白酶或其混合物，且其實例包括胰蛋白酶(trypsin)、胰凝乳蛋白酶(chymo-trypsin)A、B及C、胃蛋白酶(pepsin)、凝乳酶(rennin)、微生物鹼性蛋白酶(microbial alkaline protease)、木瓜蛋白酶(papain)、無花果蛋白酶(ficin)、菠蘿蛋白酶(bromelain)、組織蛋白酶B(cathepsin B)、膠原酶(collagenase)、微生物中性蛋白酶(microbial neutral protease)、羧肽酶(carboxypeptidase)A、B及C、肌肽酶(carnosinase)、鵝肌肽酶(anserinase)、來自金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)之V8蛋白酶及熟習此項技術者所熟知之更多酶製劑。亦使用此等蛋白酶之組合。同樣可使用市售酶製劑，諸如Alkalase、Chymo-trypsine 800、Neutrase、Flavourzyme(全部可購自Novo Nordisk,Denmark)、Protex 6.0L、Peptidase FP(兩者可購自Genencor,USA)、Corolase L10(Rohm,Germany)、Pepsin(Merck,Germany)、木瓜蛋白酶(papain)、胰酶(pancreatin)、proleather N及Protease N(Amano,Japan)或其組合。亦可使用藉助於重組DNA技術製備之酶。
蛋白水解物較佳藉由使用酶裂解蛋白以導致具有N末端倒數第二個脯胺酸殘基之胜肽來獲得。前述酶例如可為一或多種半胱胺酸內蛋白酶(cysteine endoprotease)，諸 如半胱胺酸(Cys)內蛋白酶EP-A及EP-B，但亦可為如上所述之任何其它合適酶。
若如以下陳述對起始蛋白水解物所量測之二肽醯肽酶IV抑制活性有所增加及/或藉助於通用蛋白或胜肽分餾及分析技術(諸如Van Elswijk等人(上述)所陳述之質譜分析)以及其它技術(諸如HPLC或與例如連續埃德曼降解(sequential Edmann degradation)或以某種胜肽為目標之特殊親和性檢定如ELISA相組合之其它分餾技術)可證實該等胜肽之存在，則具有二肽醯肽酶IV抑制活性之蛋白水解物被認為“富含具有2-8個胺基酸之長度且包含至少一個脯胺酸殘基之胜肽”。蛋白水解物(較佳為乳蛋白水解物，更佳為酪蛋白水解物)可藉助於萃取、沉澱、過濾、超濾、奈米過濾、微米過濾或習知管柱層析法(較佳為離子交換法或親和性層析法)或以上技術之任何組合來分餾，以便(進一步)分離二肽醯肽酶IV抑制活性。因而，可確定包含胜肽或甚至單一胜肽之混合物的餾份與起始蛋白水解物相比對於二肽醯肽酶IV具有增加之抑制效應。前述胜肽或單一胜肽之混合物亦包含於本發明中。進一步預想該等胜肽可藉助於重組DNA技術(諸如在合適宿主中表現編碼其之DNA)或藉由化學合成來製備。
蛋白水解物可為任何蛋白水解物，尤其是食物蛋白水解物，因為該水解物被認為是食品級及相對容易獲得。
如本文中所使用，當在實例1之二肽醯肽酶IV抑制檢定中IC50 (意即抑制50%二肽醯肽酶IV活性之抑制劑 (尤其是蛋白水解物)濃度)顯示為至多1000微克/毫升(μg/ml)、較佳為800微克/毫升、更佳為600微克/毫升、更佳為400微克/毫升且最佳為至多300微克/毫升時，水解物顯示“二肽醯肽酶IV抑制活性”。
在本發明之較佳實施例中，蛋白水解物為乳蛋白水解物，因為脯胺酸富含於乳蛋白水解物中且在乳蛋白中發現本發明所確定之胜肽序列中之若干且其因此容易獲得。已發現乳蛋白水解物提供所預想之二肽醯肽酶IV抑制活性。奶可來源於任何哺乳動物，尤其來源於牛、綿羊或山羊，較佳來源於牛(牛奶)。
在根據本發明之較佳實施例中，蛋白水解物為酪蛋白水解物。查明在一或多個酪蛋白序列中發現本發明中所確定之胜肽序列中之許多且其因此容易自酪蛋白所製備之水解物獲得。在另一實施例中，蛋白水解物為乳清蛋白水解物，例如來自β-乳球蛋白(β-lactoglobulin)。
在本發明之另一較佳實施例中，該等胜肽具有3-7個胺基酸之長度。發現最有效之二肽醯肽酶IV抑制劑具有該長度。
較佳之胜肽含有三胜肽序列ZPX及XPZ中之一者，其中Z為白胺酸(L)、異白胺酸(I)、纈胺酸(V)或苯丙胺酸(F)，且X為Z或麩醯胺酸(Q)、丙胺酸(A)、組胺酸(H)、甘胺酸(G)、甲硫胺酸(M)或酪胺酸(Y)。其實例包括IPI、LPL、VPF、FPI、LPA、IPY、LPQ、HPI、GPF、MPL等。此等三胜肽序列可為具有3-8個胺基酸之 胜肽之部分，其中其它胺基酸較佳為在諸如小麥蛋白、大豆蛋白或乳蛋白之天然蛋白中所發現之彼等。來源於乳蛋白之胜肽之實例為下列各項：KHPIKHQ、GLPQEVL、VAPFPEV、KVPQLEI、YVPLGTQ、MPLW、QGPIVLN、AVPITPT、VIPYVRYL、YPFPGPIP、PGPIPNS、SLPQNIPPL、IPPLTQT、ILPLTQT、VVPPFLQ、EMPFPKY、KYPVEPF、HLPLPLL、KVLPVPQK、AVPYPQR、MPIQAFL、GPFPIIV、TLPFLGA、YIPIQYV、FLPYPYY、SAPLRVY、KIPAVFK及ALPMHIR，其中較佳之胜肽為至少具有如下劃線所標記之三胜肽序列且進一步具有零至四或五個周圍胺基酸的彼等胜肽，較佳為其中脯胺酸殘基(P)為N末端之第二個殘基的胜肽。此等胜肽可作為前述混合物或任何混合物使用，尤其作為水解物之部分。
在一更佳實施例中，富含於根據本發明之蛋白水解物中的胜肽是選自LPL、IPI、PFP、LPLP、HPIK、LPVP、MPLW、GPFP、PLLQ、KVLP、APFPE、LPQYL、LPVPQ、VPYPQ、APFPEVF、GPFPIIV、EMPFPK、PQSVLS、YVPEPF、VPLGTQ及LPVPQK以及來源於此等胜肽的具有至少3個胺基酸且包括一或兩個脯胺酸殘基的截短胜肽(truncated peptide)。藉助於即時LC-BCD-MS，發現此等特殊胜肽為二肽醯肽酶IV之有效抑制劑且因此可有利地用於預防及/或治療諸如肥胖、第二型糖尿病及免疫病狀之二肽醯肽酶IV介導性病症。
富含於根據本發明之蛋白水解物中的胜肽最佳是選自由VPYPQ、VPLGTQ、LPVPQK、KVLP、LPL及IPI組成之族群。此等胜肽經確定為最有效之二肽醯肽酶IV抑制劑，且因此特別受到關注。
在另一態樣中，本發明是關於來源於蛋白水解物之經分離胜肽，前述胜肽具有二肽醯肽酶IV抑制活性且具有2-8個胺基酸之長度並包含至少一個脯胺酸殘基，前述胜肽是選自由LPL、IPI、PFP、LPLP、HPIK、LPVP、MPLW、GPFP、PLLQ、KVLP、APFPE、LPQYL、LPVPQ、VPYPQ、APFPEVF、GPFPIIV、EMPFPK、PQSVLS、YVPEPF、VPLGTQ及LPVPQK或其兩個或兩個以上之混合物組成之族群。發現此等胜肽尤其為非常有效之二肽醯肽酶IV抑制化合物(例如參見實例1)。進一步注意發現額外胜肽(即LF、LL、II、LC及VTKCCTE)為二肽醯肽酶IV抑制化合物。在活體外執行二肽醯肽酶IV抑制檢定且其因此指示二肽醯肽酶IV抑制活性；然而，熟習此項技術者瞭解僅顯示中等二肽醯肽酶IV抑制活性之化合物在活體內可大體上改良地發揮作用。如以上論述，胜肽具有3-7個胺基酸之長度為較佳。
熟習此項技術者瞭解獲得根據本發明之胜肽之合適方法，例如分餾諸如酪蛋白水解物之合適蛋白水解物，或藉助於重組DNA技術之合成或化學合成。此等為獲得該等胜肽之標準方法。
在一較佳實施例中，根據本發明之經分離胜肽是選自 由VPYPQ、VPLGTQ、LPVPQK、KVLP、LPL及IPI組成之族群，或基於以上論述之同樣理由，根據本發明之混合物是選自前述族群中之兩個或兩個以上。
在第三態樣中，本發明是關於根據本發明之蛋白水解物或根據本發明之經分離胜肽或混合物用以製造用於預防及/或治療二肽醯肽酶IV介導性病症之藥物、膳食補充劑、飲料或食物產品的用途。
如本文中所使用之術語“預防”是指在尚未觀察到任何症狀之情況下預防二肽醯肽酶IV介導性病症之出現。因而，該等一或多種蛋白水解物可用於預防有害二肽醯肽酶IV介導性病症之發生，且因此可用於改善或穩定任何受檢者之健康，尤其為有此需要之受檢者之健康。
如本發明中所使用，“二肽醯肽酶IV介導性病症”是指由於二肽醯肽酶IV之作用而出現(至少部分)或惡化，以致於二肽醯肽酶IV在發病機理中發揮重要作用的任何有害病症。二肽醯肽酶IV介導性病症之非限制性實例為諸如肥胖、第二型糖尿病及諸如自體免疫疾病之免疫病狀，例如多發性硬化(multiple sclerosis)、類風濕性關節炎及葛瑞芙氏症(Graves’ disease)。其它預想自抑制二肽醯肽酶IV受益之自體免疫疾病為1型糖尿病、自體免疫溶血性貧血(autoimmune haemolytic anaemia)、橋本氏甲狀腺炎(Hashimoto’s thyroiditis)、重症肌無力(myasthenia gravis)、古德巴斯德症候群(Goodpasture’s syndrome)、全身性紅斑性狼瘡症(systemic lupus erythematosus)、原 發性膽汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis)、索格侖氏症候群(Sjögren’s syndrome)、慢性活動性肝炎(chronic active hepatitis)、混合結締組織疾病(mixed connective tissue disease)、硬皮病(scleroderma)及慢性特發性血小板減少性紫癜(chronic idiopathic thrombo-cytopenic purpura)。
在一本發明之實施例中，二肽醯肽酶IV介導性病症是選自由肥胖、第二型糖尿病及免疫病狀組成之族群。在文獻中很好地描述在此等病狀之發病機理中涉及二肽醯肽酶IV且此等病狀因此為根據本發明之水解物或胜肽之主要目標。
在一個實施例中，根據本發明之蛋白水解物或經分離胜肽是用以製造用於在受檢者中增加飽食之藥物、膳食補充劑、飲料或食物產品。由於GLP-1減緩胃排空且抑制食物攝取，因此藉由抑制降解酶二肽醯肽酶IV所導致之GLP-1之較長循環半衰期將增加受檢者中之飽食，以致於前述受檢者將感覺較少饑餓且減少食物攝取。詳言之，超重之受檢者(諸如肥胖受檢者或僅輕微超重之受檢者)將受益於藉由投藥根據本發明之一或多種蛋白水解物對二肽醯肽酶IV之抑制。然而，前述藥物、膳食補充劑、飲料或食物產品亦可用於保持特定重量以便不會超重，且因此基於美容之目的，其可用於穩定及/或改良體重，意即用於穩定及/或改良外形。
因此，在另一實施例中，根據本發明之蛋白水解物或 經分離胜肽是用以製造用於預防及/或治療肥胖之藥物、膳食補充劑、飲料或食物產品。如以上陳述之原因，在肥胖之預防及/或治療中投藥根據本發明之一或多種蛋白水解物可能是有利的。
在另一實施例中，根據本發明之蛋白水解物或經分離胜肽是用以製造用於降低血糖含量之藥物、膳食補充劑、飲料或食物產品。已發現血糖含量可藉由攝取該等水解物來減少，其導致改良之葡萄糖管理，在糖尿病受檢者中尤其有利。
在另一實施例中，根據本發明之蛋白水解物或經分離胜肽是用以製造用於增加胰腺β-細胞質量之藥物、膳食補充劑、飲料或食物產品。已發現胰腺β-細胞質量可藉由攝取該等水解物或胜肽來增加，其導致改良之胰島素反應且因此改良之葡萄糖管理，在糖尿病受檢者中尤其有利。
在另一實施例中，根據本發明之蛋白水解物或經分離胜肽是用以製造用於預防及/或治療第二型糖尿病之藥物、膳食補充劑、飲料或食物產品。第二型糖尿病之特徵為具有耐胰島素性，以致於身體不對胰島素適當地起反應，其導致高血糖症。高血糖症通常伴隨有肥胖。由於GLP-1有助於血糖含量之正常化亦有助於控制飽食及肥胖(體重)，而抑制二肽醯肽酶IV會導致GLP-1之循環半衰期增加且因而其含量增加，因此預期藉由投藥根據本發明之一或多種蛋白水解物來抑制二肽醯肽酶IV可有助於預防及/或治療第二型糖尿病。
在另一實施例中，根據本發明之蛋白水解物或經分離胜肽是用以製造用於預防及/或治療免疫病狀之藥物、膳食補充劑、飲料或食物產品。如以上所論述，認為二肽醯肽酶IV在某些免疫病狀之發病機理中發揮重要作用。認為對二肽醯肽酶IV之抑制對該等免疫病狀具有有益效應，以致於投藥抑制二肽醯肽酶IV活性的根據本發明之一或多種蛋白水解物可導致對該免疫病狀之預防及/或治療。
該免疫病狀較佳為自體免疫疾病，因為已很好地確定(上述)藉由抑制二肽醯肽酶IV來抑制該等疾病。基於以上陳述之同樣理由，前述自體免疫疾病較佳是選自類風濕性關節炎、多發性硬化及葛瑞芙氏症。
對於在藥物或膳食補充劑中使用而言，前述製劑可與任何合適載劑、稀釋劑、佐劑、賦形劑等相組合以獲得呈所要投藥形式之藥物。有利地，前述藥物或膳食補充劑經口投藥。在此項技術中術語“膳食補充劑”作為任何食物組份已為人所知，其提供特殊營養或醫藥組份且不提供所需要之全部能量值(意即通常小於2000或2500千卡/天(kcal/day))且包括呈粉劑或藥物以及保健產品(諸如保健飲料)形式之膳食補充劑。亦包含消耗前可添加至食物中之成份或可同樣消耗之製劑。
對於所期望之使用而言，根據本發明之蛋白水解物或經分離胜肽可經單獨投藥或與醫藥學上可接受之載劑混雜以合適醫藥調配物之形式投藥，其為本發明之另一目的。
可使用熟知方法及賦形劑(諸如描述於“Remington’s Pharmaceutical Sciences Handbook(雷明頓醫藥科學手冊)”,Mack Pub.Co.,N.Y.U.S.A.中之彼等)製備之前述調配物之實例為用於口服投藥之錠劑、膠囊、糖漿及其類似物，然而就非經腸投藥而言合適形式為可接受液體中之無菌溶液或懸浮液、植入物等。
劑量學將取決於諸如待治療之病理病症之類型及嚴重性、患者體重及性別等之若干因素，且其將易於由熟練專業人員判定。較佳地，本發明之水解物以2毫克(mg)與10公克(g)之間之含量投藥，其取決於活性胜肽之濃度。水解物之較佳劑量含量為每天10毫克與5公克之間，更佳為50毫克與1公克之間。至於活性餾份，尤其是具有2-8個胺基酸之胜肽餾份，投藥之較佳含量為每個個體每天1毫克與1公克之間之胜肽混合物，此餾份之更佳劑量介於10與500毫克/天之間。
對於飲料或食物產品中之使用而言，根據本發明之蛋白水解物或經分離胜肽或其混合物可與任何常見食物成份組合。術語“飲料”意味包括興奮劑及糖漿，以及待溶解於水中或另一液體組份中以用於製備方便飲料之乾粉調配物。
根據本發明之水解物內胜肽之分子量可視該等一或多種蛋白源之分子量而變化。在高水解度之狀況下，胜肽將通常比在較低水解度之狀況下具有較小分子量。
如以上之論述由酶促水解獲得一或多種蛋白水解物為較佳，因為酶促水解提供合適之水解度且方便執行。此外， 用於酶促水解之酶可藉助於諸如凝膠過濾層析法(gel filtration chromatography)之簡單管柱層析法或藉助於熱、酸、鹼或添加抑制劑鈍化容易地自蛋白水解物分離。
根據本發明之蛋白水解物或經分離胜肽較佳以0.0001-0.1公克/公斤(kg)體重投藥，其取決於待治療之病理病症之類型及嚴重性、患者體重及性別等。該等因素將易於由熟練專業人員判定及考慮。使用該範圍將達成二肽醯肽酶IV之充分抑制以便實現預防及/或治療本文中揭露之病狀及疾病所需的二肽醯肽酶IV之所要抑制。
本發明亦關於預防及/或治療如上所述之任何二肽醯肽酶IV介導性病症之方法，前述方法包含將有效量的根據本發明之蛋白水解物或經分離胜肽投與有此需要之受檢者。
下列實例用於進一步說明本發明，但決不意味限制其範疇。
 實例 實例1：二肽醯肽酶IV活性之活體外量測
二肽醯肽酶IV活性可藉由使用甘胺酸-脯胺酸-對硝基醯基苯胺(Gly-Pro-p-nitroanilide)(Sigma G-0513)作為二肽醯肽酶IV基質在385奈米(nm)處量測吸收增長來測定。二肽醯肽酶IV活性之減少為抑制之量測。
將13.152毫克甘胺酸-脯胺酸-對硝基醯基苯胺(基質；Sigma G-0513)溶解於1毫升(ml)pH 8.0之Tris緩 衝液中。以pH 8.0之Tris緩衝液稀釋二肽醯肽酶IV(Sigma D-7052)至1.1單位(Unit)/毫升。將基質以pH 8.0之Tris緩衝液稀釋50倍。藉由在pH 8.0之Tris緩衝液中將蛋白水解物稀釋為1重量%之蛋白溶液來製備樣品。接著將樣品連續稀釋以獲得多種樣品濃度。接著將50微升(μl)經不同連續稀釋之樣品及50微升經稀釋之基質移液至具有96孔之微量滴定盤之孔中。隨後，將100微升經稀釋之酶移液至具有96孔之盤的每一孔中。接著在385奈米處測定吸收增長且測定各種蛋白水解物之不同濃度下之二肽醯肽酶IV活性，自其可得到IC50 (意即抑制50%二肽醯肽酶IV活性之抑制劑(尤其為蛋白水解物)濃度)。所有水解物均具有大於5%之水解度(DH)。作為對照，測試具有0%水解度(DH)之兩種不水解蛋白(得自DMV International,NL之酪蛋白酸鈉(Sodium caseinate)及得自Davisco Foods,USA之Bipro)。使用此項技術中熟知之鄰苯二甲醛(o-phtaldialdehyde)方法測定水解度。如此，測定許多蛋白水解物(尤其為酪蛋白水解物)具有290-1000微克/毫升範圍內之IC50 ，但不水解之蛋白不抑制酶。
實例2：製備含有二肽醯肽酶IV抑制肽之蛋白水解物
水解物1：
將1000公克酪蛋白(DMV international,NL)溶解於7.2公升(litre)水中。將pH及溫度分別調節至8.8及55℃，其後將體積精確增加至8公升。接著將40公克Alkalase(Novo Nordisk,DK)、4公克Protease N(Amano,Japan) 及4公克Flavourzyme(Novo Nordisk)添加至混合物中。在培育18小時後藉由在90℃熱鈍化10分鐘來停止反應。在冷卻至50℃之後，將混合物通過具有3千道爾頓(kDa)截斷點之過濾薄膜，且乾燥滲透物。
水解物2：
將1400公克酪蛋白(DMV international,NL)溶解於7.2公升水中。將pH及溫度分別調節至8.3及50℃，其後將體積精確增加至8公升。添加1.5公克Trypsin PTN 6.0(Novo Nordisk,DK)以及200毫升乙醇。接著在持續攪拌下將混合物培育2小時。添加9公克Corolase LAP F(Röhm,DE)以及100毫升乙醇。在進一步培育21小時之後，藉由在90℃熱鈍化10分鐘來停止反應。隨後將混合物冷卻至50℃且乾燥。
水解物3：
將1000公克乳清蛋白濃縮物(WPC80；Arla,DK)溶解於7.2公升水中。將pH及溫度分別調節至8.3及60℃，其後將體積精確增加至8.0公升。添加12公克Protease N(Amano,Japan)以及250毫升乙醇。在持續攪拌下將混合物培育18小時。藉由在90℃施加熱10分鐘來停止反應。將所得混合物冷卻至50℃且穿過3千道爾頓過濾器並乾燥。
分析水解物2：
將經乾燥之水解物2再溶解於水中且在3千道爾頓過濾薄膜上經受奈米過濾。測試滯留物及滲透物之二肽醯肽 酶IV抑制功效及質量平衡(滯留物&滲透物對總水解物)。如以上實例1中之描述執行二肽醯肽酶IV抑制，然而就質量平衡而言使用鄰苯二甲醛方法。簡言之，此方法是基於以鄰苯二甲醛改質如蛋白及胜肽中存在之彼等第一胺基。因此將樣品溶解於0.1莫耳(M)硼砂、pH 9.3之1%(重量/體積(w/v))十二烷基硫酸鈉中。在混合之後，添加鄰苯二甲醛試劑且接著在室溫下培育10分鐘。在340奈米處量測吸收率。質量平衡藉由將滯留物及滲透物之吸收率與水解物中之蛋白總量相關聯來判定。表1顯示與起始水解物相比的滲透物之二肽醯肽酶IV抑制活性之兩倍增長。
實例3：進一步確定蛋白水解物中之生物活性化合物
進一步研究根據實例2所製備之多種蛋白水解物的二肽醯肽酶IV抑制活性。如在Van Elswijk等人(上述)中所論述，在高解析度篩選(high-resolution screening)(HRS)儀器中分析水解之蛋白樣品的二肽醯肽酶IV抑制活性。
如實例1中所揭露，經由基於生物檢定格式之基質轉 化來監測二肽醯肽酶IV抑制。除了二肽醯肽酶IV抑制活性資料之外，藉由允許部分HPLC流出物導向質譜儀亦即時獲得化學資訊。如此，在單個層析運行期間獲得生化活性化合物之活性資訊以及化學特徵。所應用之檢定條件藉由應用基質飽和來確保最大酶活性。在表2中確定具有二肽醯肽酶IV抑制活性之化合物。
在表2中，與此測試中所獲得之最高訊號(對於LPL 及IPI)相比較，相對效能為由實例1之二肽醯肽酶IV抑制檢定中之化合物顯示的訊號。基於水解物中之對應肽之估計量及彼等水解物之IC50 ，估計100%效能對應於約5微莫耳(μM)之IC50 ，其暗示6%之相對效能對應於約120微莫耳之IC50 。
實例4：含有及富含二肽醯肽酶IV抑制活性之蛋白水解物之製備及活性
水解物4、5及6：
在攪拌下將100公克酪蛋白酸鈉溶解於1800公克水中。將pH值調節至pH 7。接著添加水至2000毫升之最終體積。添加溶解於水中的1公克如表3中所確定之蛋白酶(菠蘿蛋白酶，Scintillase CS150L(Genencor)，木瓜蛋白酶)且將混合物在50℃內部溫度下培育24小時。接著藉由在95℃加熱5分鐘來停止酶促反應且接著將混合物冷凍乾燥。將冷凍乾燥產物再溶解於水中且以3000rpm離心。在具有1千道爾頓之截斷值之UF過濾器上將上清液透濾。測定起始材料、經乾燥離心塊、經乾燥UF滯留物及經乾燥UF滲透物之二肽醯肽酶IV抑制效應(表3，圖1、2、3)。
表3：經乾燥水解物餾份之IC50 值(微克/毫升)及富含(N.D.=未檢出)
實例5：製備含有二肽醯肽酶IV抑制水解物之錠劑
錠劑重量850毫克。
將粉末預混合同時將硬脂酸鎂保留至混合之最後一刻。藉由直接壓縮製備錠劑(壓縮壓力20kN，硬度：160N)。
實例6：製備含有二肽醯肽酶IV抑制水解物之巧克力焦糖棒
實例7：製備含有二肽醯肽酶IV抑制水解物之熱處理優酪乳飲料
將奶與水混合。添加根據實例3之水解物2、糖及麥芽糖醇且在連續攪拌下使其溶解，隨後進行巴氏滅菌(pasteurisation)(90℃，5分鐘)。在冷卻至發酵溫度(42℃)後，添加接種物。繼續發酵直至pH值達到4.3。 使用乳酸將pH值降低至3.8-4.0。在用力攪拌下添加果膠。將混合物加熱至70℃，以120/20巴(bar)將其均質化且添加香料。在填充之後，將產物巴氏滅菌(80℃/3分鐘)。
實例8：製備含有二肽醯肽酶IV抑制水解物之飲料
將所有乾燥成份溶解於水中且首先以檸檬酸(+/- 0.14%總量)調節pH值直至pH 3.8，接著以蘋果酸(+/- 0.66%總量)調節pH值直至pH 3.5。將溶液預加熱至70℃，隨後添加果膠預混合物(4%於水中)。在均質化(150巴)後，填充產物且巴氏滅菌，或巴氏滅菌且無菌填充。
圖1顯示實例4中所描述之水解物4之各種濃度之起始材料、經乾燥離心塊、經乾燥UF滯留物及經乾燥UF滲透物的二肽醯肽酶IV抑制效應。
圖2顯示實例4中所描述之水解物5之各種濃度之起始材料、經乾燥離心塊、經乾燥UF滯留物及經乾燥UF滲透物的二肽醯肽酶IV抑制效應。
圖3顯示實例4中所描述之水解物6之各種濃度之起 始材料、經乾燥離心塊、經乾燥UF滯留物及經乾燥UF滲透物的二肽醯肽酶IV抑制效應。

Claims (11)

  1. 一種經分離的胜肽的用途，其用以製造預防及/或治療二肽醯肽酶IV介導性病症之藥物，其中所述經分離的胜肽是選自MPLW、LPQYL、LPVPQ、GPFP、PLLQ、VPYPQ、VPLGTQ、LPVPQK、KVLP及LPL或其兩個或兩個以上之混合物。
  2. 一種蛋白水解物的用途，其用以製造預防及/或治療二肽醯肽酶IV介導性病症之藥物，其中所述蛋白水解物是具有一個或一個以上之申請專利範圍第1項所述之胜肽。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述之用途，其中所述二肽醯肽酶IV介導性病症是選自由肥胖、第二型糖尿病及免疫病狀組成之族群。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之用途，是用於製造預防及/或治療肥胖之藥物。
  5. 如申請專利範圍第3項所述之用途，是用於製造預防及/或治療第二型糖尿病之藥物。
  6. 如申請專利範圍第3項所述之用途，是用於製造預防及/或治療免疫病狀之藥物，所述免疫病狀是選自多發性硬化(multiple sclerosis)、類風濕性關節炎、葛瑞芙氏症(Graves’ disease)、1型糖尿病、自體免疫溶血性貧血(autoimmune haemolytic anaemia)、橋本氏甲狀腺炎(Hashimoto’s thyroiditis)、重症肌無力(myasthenia gravis)、古德巴斯德症候群(Goodpasture’s syndrome)、 全身性紅斑性狼瘡症(systemic lupus erythematosus)、原發性膽汁性肝硬化(primary biliary cirrhosis)、索格侖氏症候群(Sjögren’s syndrome)、慢性活動性肝炎(chronic active hepatitis)、混合結締組織疾病(mixed connective tissue disease)、硬皮病(scleroderma)及慢性特發性血小板減少性紫癜(chronic idiopathic thrombo-cytopenic purpura)。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之用途，是用於製造預防及/或治療選自由類風濕性關節炎、多發性硬化及葛瑞芙氏症組成之族群之自體免疫疾病之藥物。
  8. 如申請專利範圍第1或2項所述之用途，其中前述胜肽是選自VPYPQ、VPLGTQ、LPVPQK、KVLP及LPL。
  9. 一種具有二肽醯肽酶IV抑制活性之胜肽，前述胜肽是選自MPLW、PLLQ、LPQYL、VPYPQ、VPLGTQ及LPVPQK或其兩個或兩個以上之混合物。
  10. 一種蛋白水解物，具有一個或一個以上之申請專利範圍第9項所述之胜肽，其中所述蛋白水解物是使用胰蛋白酶(trypsin)對酪蛋白進行水解得到的，且所述蛋白水解物具有顯示抑制二肽醯肽酶IV活性之至多600微克/毫升的IC50 。
  11. 如申請專利範圍第10所述之蛋白水解物，其含有20重量%與80重量%之間的具有3-7個胺基酸之長度之胜肽。
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