使用侧链锚接赖氨酸的胰岛素的固相肽合成制造技术

技术编号:11168882 阅读:146 留言:0更新日期:2015-03-19 03:42
本申请公开了使用用于固相和液相肽合成的有效方法来制备包括胰岛素和胰岛素衍生物在内的肽。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用侧链锚接赖氨酸的胰岛素的固相肽合成
技术介绍
胰岛素以及胰岛素的衍生物和类似物是通过A-链和B-链的固相合成以及双氧化 的A-链与线性B-链的随机氧化而高效地合成的。赖氨酸与含赖氨酸的肽通过赖氨酸侧链 而附着在酸不稳定的树脂和热不稳定的树脂上。这种方法允许进行多种肽和修饰肽的固相 合成。 胰岛素是小型蛋白质,其由2条肽链(A-链和B-链)组成,这2条肽链通过2个分 子间二硫键连接在一起。此外,A-链包含其他的分子内二硫键。胰岛素及其衍生物是用于 治疗糖尿病的最重要的药品。胰岛素的药物性质可以通过2条肽链的微小修饰而被改变。 因此,已经研发多种胰岛素衍生物(图1),并商业化,例如地特胰岛素(Levemir)、甘精胰岛 素(Lantus)、门冬胰岛素(Novolog)、赖脯胰岛素(Humalog)和赖谷胰岛素(Apidra)。 使用仿生方法制备胰岛素是本领域已知的。13』.〇5^1',5.〇1〇,]\0.?6七6^〇11,0· F.Steiner,J.Biol.Chem. 1971, 246, 1375-1386;ff.Kemmler,J.D.Peterson,D. F.Steiner,J.Biol.Chem. 1971, 246, 6786-6791。这些方法通过重组DNA技术来制备胰岛 素,并且线性的胰岛素原(proinsulin)产物通过氧化而折叠。最终,使用酶除去胰岛素原 的中间C-肽,并释放最终的胰岛素。 到目前为止,尽管Zahn,Katsogiannis,Kisho,Kent,theShanghai Institute,CibaGeigy,EliLilly,NovoNordisc,Sanofi_Aventis等的研究作了很多努 力,但是对于胰岛素而言,仍未研发出化学的经济可行的途径。这些努力均不能以合理的产 率和成本生产合成的胰岛素。 目前使用的4种方法为:1)将线性A和B链随机混合,并将它们空气氧化;2)将 在半胱氨酸残基的巯基位置处包含磺酸基的A链与磺化的B-链混合;3)在A链和B链之 间定点构建3个二硫键;以及4)其中胰岛素原中束缚C肽的功能被Glu(A14)和Thr(B30) 的侧链之间的酯键置换的合成方法。该方法需要使用液体氟化氢进行2次反应,以及9次 层析纯化,但是该方法是目前被认为最有效的化学合成方法。 在胰岛素及其类似物的化学合成中遭遇的主要困难是:a)A-链和中间保护肽的 不溶性,这阻碍了有效的逐步固相合成和纯化;b)使用Fmoc-氨基酸难以合成胰岛素B-链 与位置His(BlO)、Leu(Bll)和Val(B12)处难以进行偶联反应有关[B.DueLarsen和A.Holm J.P印tideRes. 1998, 52, 470-476];以及c)在链的结合时获得的产率低。例如方法2(上 述)仅得到产率为7%的结合的A和B链。
技术实现思路
在一个实施方案中,本申请公开了有效方法来克服上述问题,由此能够化学合成 胰岛素、其衍生物和其类似物。本申请公开了 :1)A链的合成;2)B链的合成;以及3)双氧 化的A链与B链的结合。 在一个实施方案中,提供了式I所示的赖氨酸-树脂缀合物,其包含树脂和赖氨酸 或赖氨酸衍生物,其中: 本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种式I所示的赖氨酸‑树脂缀合物,包含树脂和赖氨酸或赖氨酸衍生物,其中:W为对于赖氨酸或赖氨酸衍生物由树脂上的切割,酸敏感或热敏感的树脂或对于酸和热均敏感的树脂;R选自由以下构成的组:‑OH;羧基保护基;‑NH2;‑O‑C1‑6烷基;‑O‑C2‑6烯基;‑O‑三‑C1‑3烷基甲硅烷基;选自由‑Pro‑OH、‑Pro‑NH2、‑Pro‑O‑C1‑6烷基、‑Pro‑O‑C2‑6烯基、‑Pro‑O‑三‑C1‑3烷基甲硅烷基、Thr(Pr1)、‑Thr(Pr1)‑Arg(Pr2)‑Arg(Pr3)‑OH、‑Thr(Pr1)‑Arg(Pr2)‑Arg(Pr3)‑NH2、‑Thr(Pr1)‑Arg(Pr2)‑Arg(Pr3)‑O‑Cl‑6烷基、‑Thr(Pr1)‑Arg(Pr2)‑Arg(Pr3)‑O‑C2‑6烯基、‑Thr(Pr1)‑Arg(Pr2)‑Arg(Pr3)‑O‑三‑C1‑3烷基甲硅烷基、‑Thr(Pr1)‑OH、‑Thr(Pr1)‑NH2、‑Thr(Pr1)‑O‑C1‑6烷基、‑Thr(Pr1)‑O‑C2‑6烯基和‑Thr(Pr1)‑O‑三‑C1‑3烷基甲硅烷基构成的组中的肽残基;包含1至200个具有任选地保护的侧链和任选地保护的末端羧基的氨基酸的肽残基;以及选自由SEQ ID NO:1、3、4、5、6、7、8、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35和36构成的组中的肽残基;其中Pr1为‑OH保护基,Pr2和PR3各自独立地为氢或胍保护基;以及P为氢;氨基保护基;N‑末端肽残基,该N‑末端肽残基包含1至200个具有任选地保护的侧链和任选地保护的末端氨基的氨基酸,其中所述的N‑末端肽残基包含C‑末端和N‑末端;以及选自由SEQ ID NO:1、3、4、5、6、7、8、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35和36构成的组中的肽残基;前提条件是当R选自由‑OH;羧基保护基;‑NH2;‑O‑C1‑6烷基;‑O‑C2‑6烯基;‑O‑三‑C1‑3烷基甲硅烷基;选自由‑Pro‑OH、‑Pro‑NH2、‑Pro‑O‑C1‑6烷基、‑Pro‑O‑C2‑6烯基、‑Pro‑O‑三‑C1‑3烷基甲硅烷基、Thr(Pr1)、‑Thr(Pr1)‑Arg(Pr2)‑Arg(Pr3)‑OH、‑Thr(Pr1)‑Arg(Pr2)‑Arg(Pr3)‑NH2、‑Thr(Pr1)‑Arg(Pr2)‑Arg(Pr3)‑O‑Cl‑6烷基、‑Thr(Pr1)‑Arg(Pr2)‑Arg(Pr3)‑O‑C2‑6烯基、‑Thr(Pr1)‑Arg(Pr2)‑Arg(Pr3)‑O‑三‑C1‑3烷基甲硅烷基、‑Thr(Pr1)‑OH、‑Thr(Prl)‑NH2、‑Thr(Prl)‑O‑C1‑6烷基、‑Thr(Pr1)‑O‑C2‑6烯基和‑Thr(Pr1)‑O‑三‑C1‑3烷基甲硅烷基构成的组中的肽残基;以及包含1至200个具有任选地保护的侧链和任选地保护的末端羧基的氨基酸的肽残基时,则P并非为氢或氨基保护基。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.04.20 US 61/636,1931. 一种式I所示的赖氨酸-树脂缀合物,包含树脂和赖氨酸或赖氨酸衍生物,其中:W为对于赖氨酸或赖氨酸衍生物由树脂上的切割,酸敏感或热敏感的树脂或对于酸和 热均敏感的树脂; R选自由W下构成的组;-0H ;駿基保护基;-畑2 ;-〇-Ci_e焼基;-0-C2_e帰 基;-0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基;选自由-Pr〇-0H、-Pr〇-NH2、-Pr〇-0-Ci_e 焼基、-Pr〇-0-C2_e 帰 基、-Pro-0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基、T虹(Pr 1)、-T虹(Pr 1) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -0H、 -I'虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3)-畑2、 -I'虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -〇-Ci_e 焼基、 -I'虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -0-C2_e 帰基、 -I'虹(Pr 1) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基、-I'虹(Pr 1) -OH、-I'b(Prl)-畑2、-Ilir (Pr 1) -〇-Ci_e 焼基、虹(Pr 1) -0-C2_e 帰基和-T虹(Pr 1) -0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基 构成的组中的肤残基;包含1至200个具有任选地保护的侧链和任选地保护的末端駿基的 氨基酸的肤残基;W及选自由 SEQ ID N0:l、3、4、5、6、7、8、16、17、18、19、20、21、22、23、24、 25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35 和 36 构成的组中的肤残基; 其中Prl为-0H保护基,Pr2和PR3各自独立地为氨或脈保护基;W及 P为氨;氨基保护基;N-末端肤残基,该N-末端肤残基包含1至200个具有任选地保护 的侧链和任选地保护的末端氨基的氨基酸,其中所述的N-末端肤残基包含C-末端和N-末 端;W及选自由沈Q ID N0:l、3、4、5、6、7、8、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、 29、30、31、32、33、34、35和36构成的组中的肤残基; 前提条件是当R选自由-0H ;駿基保护基;-畑2 ;-〇-Ci_e焼基;-0-C2_e帰 基;-0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基;选自由-Pr〇-0H、-Pr〇-NH2、-Pr〇-0-Ci_e 焼基、-Pr〇-0-C2_e 帰 基、-Pro-0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基、T虹(Prl)、-T虹(Prl)-Arg (Pr2)-Arg (Pr3)-0H、-!'虹(Pr 1) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3)-畑2、-T虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -〇-Ci_e 焼基、 -I虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -〇-〔2-6 帰基、 -I'虹(Pr 1) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基、-I'虹(Pr 1) -OH、-I'b(Prl)-畑2、-Ilir (Prl) -〇-Ci_e 焼基、-T虹(Pr 1) -0-C2_e 帰基和-T虹(Pr 1) -0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基 构成的组中的肤残基;W及包含1至200个具有任选地保护的侧链和任选地保护的末端駿 基的氨基酸的肤残基时,则P并非为氨或氨基保护基。2. 权利要求1所述的赖氨酸-树脂缀合物,其中所述的树脂W-具有式IIla、IIIb、IIIC 或 nid,其中:n 为 0、1、2 或 3 ; Ri和R3各自独立地选自H,或者独立地选自由2-C1、2-Ci_3焼基、2-Ci_3焼氧基、4-Ci_3焼 基和4-Ci_3焼氧基构成的组中,前体条件是在式Ib、Ic和Id的每个式中,Ri和R3中仅一者 为2-C1,并且Ri和R 3中仅一者为H ; R2为所述的树脂的固相;并且 Z为键或-C( = 0)-。3. 权利要求1或2所述的赖氨酸-树脂缀合物,其中P选自由W下构成的组;叔下 氧基撰基炬〇c)、9-巧甲氧基撰基(Fmoc)、予氧基-撰基(駿基予基或幻、^(4,4-二 甲基-2, 6-二氧环己-^亚基)-己基值de)、2-硝基苯基硫基(化S)和帰丙氧基撰基 (alloc)。4. 一种用于固相合成保护的、部分保护的或未保护的包含1至200个氨基酸的肤残基 的方法,该方法包括: a)制备式I所示的赖氨酸-树脂缀合物,其包含树脂和赖氨酸或赖氨酸衍生物,其中:W为对于赖氨酸或赖氨酸衍生物由树脂上的切割,酸敏感或热敏感的树脂或对酸和热 均敏感的树脂; R选自由W下构成的组;-0H ;駿基保护基;-畑2 ;-〇-Ci_e焼基;-0-C2_e帰 基;-0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基;选自由-Pr〇-0H、-Pr〇-NH2、-Pr〇-0-Ci_e 焼基、-Pr〇-0-C2_e 帰 基、-Pro-0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基、T虹(Pr 1)、-T虹(Pr 1) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -0H、 -I'虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3)-畑2、 -I'虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -〇-Ci_e 焼基、 -I虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -〇-〔2-6 帰基、 -I'虹(Pr 1) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基、-I'虹(Pr 1) -OH、-I'b(Prl)-畑2、-Ilir (Pr 1) -〇-Ci_e 焼基、-T虹(Pr 1) -0-C2_e 帰基和-T虹(Pr 1) -0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基 构成的组中的肤残基;包含1至200个具有任选地保护的侧链和任选地保护的末端駿基的 氨基酸的肤残基;W及选自由 SEQ ID N0:l、3、4、5、6、7、8、16、17、18、19、20、21、22、23、24、 25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35 和 36 构成的组中的肤残基; 其中Prl为-0H保护基,Pr2和PR3各自独立地为氨或脈保护基;W及 P为氨;氨基保护基;N-末端肤残基,该N-末端肤残基包含1至200个具有任选地保护 的侧链和任选地保护的末端氨基的氨基酸,其中所述的N-末端肤残基包含C-末端和N-末 端;W及选自由沈Q ID N0:l、3、4、5、6、7、8、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、 29、30、31、32、33、34、35和36构成的组中的肤残基; 前提条件是当R选自由-0H ;駿基保护基;-畑2 ;-〇-Ci_e焼基;-0-C2_e帰 基;-0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基;选自由-Pr〇-0H、-Pr〇-NH2、-Pr〇-0-Ci_e 焼基、-Pr〇-0-C2_e 帰 基、-Pro-0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基、T虹(Prl)、-T虹(Prl)-Arg (Pr2)-Arg (Pr3)-0H、-!'虹(Pr 1) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3)-畑2、-T虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -〇-Ci_e 焼基、 -I'虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -0-C2_e 帰基、-I'虹(Pr 1) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基、虹(Pr 1) -OH、-I'b(Prl)-畑2、-Ilir (Prl) -〇-Ci_e 焼基、虹(Pr 1) -0-C2_e 帰基和-T虹(Pr 1) -0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基 构成的组中的肤残基;W及包含1至200个具有任选地保护的侧链和任选地保护的末端駿 基的氨基酸的肤残基时,则P并非为氨或氨基保护基; b)将式I所示的其中R为-0H的赖氨酸-树脂缀合物与包含1至200个具有任选地保 护的侧链和任选地保护的末端駿基的氨基酸的C-末端肤偶联,从而形成式la所示的缀合 物:其中 Ri 选自由 W下构成的组;-Pro-OH,-Pro-NHs,-Pr〇-0-Ci_e 焼基,-Pr〇-0-C2_e 帰 基,-Pro-0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基,T虹(Pr 1),-T虹(Pr 1) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -OH, -I'虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3)-畑2, -I'虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -〇-Ci_e 焼基, -I虹(Prl) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -〇-〔2-6 帰基, -I'虹(Pr 1) -Arg (Pr2) -Arg (Pr3) -0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基,-I'虹(Pr 1) -OH, -I'虹(Prl) -畑2, -I'虹(Prl) -〇-Ci_e 焼基,虹(Prl) -0-C2_e 帰基和-T虹(Prl) -0- H -Ci_3 焼基甲娃焼基, 或者包含1至200个具有任选地保护的侧链和任选地保护的末端駿基的氨基酸的肤残基; 或者 b')将下列式I所示的赖氨酸-树脂缀合物与包含1至200个具有任选地保护的侧链 和任选地保护的末端氨基的氨基酸的N-末端肤偶联,从而形成式la所示的缀合物,在所述 式I中,P为H并且Ri为駿基保护基或包含1至200个具有任选地保护的侧链和任选地保 护的駿基的氨基酸的C-末端肤残基,其中该肤残基在赖氨酸或赖氨酸残基的a -氨基包含 C-末端和N-末端,其中所述的N-末端肤包含C-末端和N-末端,其中Ri和P如上文所定义;W及 C)任选地除去保护基Prl、Pr2或Pr3,或者所述的C-末端肤残基处的保护基,从而形 成其中Prl、Pr2和Pr3为氨,或者其中所述的C-末端为游离的駿基的式la所示的脱保护 的缀合物;W及 d)任选地由所述的树脂W上切割肤残基。5.权利要求4所述的方法,其中所述的树脂W-具有式Ilia、mb、IIIc或Hid,其中:n 为 0、1、2 或 3 ; Ri和R3各自独立地选自H,或者独立地选自由2-C1、2-Ci_3焼基、2-Ci_3焼氧基、4-Ci_3焼 基和4-Ci_3焼氧基构成的组,前体条件是在式IIIb、IIIc和Hid的每个式中,Ri和R3中仅 一者为2-C1,并且Ri和R 3中仅一者为H ; R2为所述的树脂的固相;并且 Z为键或-C( = 0)-。6. 权利要求4或5所述的方法,其中所述的赖氨酸或赖氨酸衍生物选自由W下构成 的组;SEQ ID N0:l、3、4、5、6、7、8、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、 32、33、34、35 和 36。7. 权利要求4、5或6中任意一项所述的方法,其中 对于其中式I的R为-0H的步骤b)而言,通过活化所述的C-末端游离的駿基并将所 述的活化的駿基与C-末端肤缩合将式I所示的赖氨酸-树脂缀合物与包含1至200个氨 基酸的C-末端肤偶联,从而形成所述的式la所示的缀合物,其中Ri为包含1至200个具 有任选地保护的侧链和任选地保护的末端駿基的氨基酸的C-末端肤残基;或者 对于其中将所述的赖氨酸或赖氨酸衍生物的a-氨基偶联的步骤b')而言,通过使用 下列活化基团来活化N-末端游离的駿基从而形成活化的駿基,并缩合N-末端肤的活化駿 基将式I所示的赖氨酸-树脂缀合物与包含1至200个氨基酸的N-末端肤残基偶联,从而 形成所述的式la所示的缀合物,其中P为包含1至200个具有任选地保护的侧链和任选地 保护的末端駿基的氨基酸的N-末端肤残基,其中所述活化基团选自由DCC、PFP0H、DMAP、 PFP- H氣己酸醋、化巧、PFP0H、EDC、DMA、EDC、HOBt、FDPP、DIEA、DMF、EDC、HOAt、皿TU、HATU、 HATU、册A t、Ac 20、DMAP、Ac2〇、化巧、DPPA、抑PP、DCC、册A t、DCC、册B t、DIC、册化和邸 C-肥 1 构成的组。8. 权利要求7所述的方法,其中在所述的步骤b)或b')之后,所述的方法还包括: d) 通过下列步骤将所述的肤残基由所述的树脂W上切下;使用有机酸和溶剂的混合物 在弱酸性条件下与式la所示的树脂结合的肤缀合物接触,或者将所述的树脂结合的肤加 热至升高的温度,或者既使用所述的有机酸与溶剂的混合物又将所述的树脂结合的肤在升 高的温度下加热足W将包含具有游离氨基的赖氨酸的肤由所述的树脂W上切下的时间; e) 使用R' C0-X将所述的包含赖氨酸的肤的游离氨基醜化,从而形成N-醜化的肤衍生 物,其中X为C1、化、...

【专利技术属性】
技术研发人员:克列奥梅尼斯·K·巴罗斯
申请(专利权)人:克列奥梅尼斯·K·巴罗斯
类型:发明
国别省市:希腊;GR

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