【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种糖响应性胰岛素类似物及其制备方法和应用。
技术介绍
1、全球有约10％的糖尿病患者需要使用胰岛素治疗，以将血糖维持在正常范围。现在市场上已有多种胰岛素药物。在现有的治疗方法下，糖尿病人需要每天多次皮下注射胰岛素，再配合日常规律饮食，维持空腹血糖和餐后血糖平稳。这种给药方案给糖尿病患者，尤其是青少年人群带来沉重身心负担。此外，胰岛素的治疗窗狭窄，因此胰岛素用量稍有不适，便可能导致低血糖，尤其是夜间低血糖；夜间低血糖会带来极大的安全风险。因此，我们需要设计一类新型胰岛素，使其具有较宽的治疗指数、单次注射能控糖较长时间以及较好的控制血糖能力。
2、糖响应性胰岛素可以模拟人体β-细胞功能，在高血糖时快速释放胰岛素，在低血糖时缓慢释放胰岛素。因此，糖响应性胰岛素可以主动跟踪血糖的波动，动态调节胰岛素释放速率，实时满足胰岛素的动态需求，提高胰岛素的治疗指数，改善胰岛素的血糖控制效果。
3、目前有三种主要的糖响应机制，包括苯硼酸衍生物、葡萄糖结合分子和葡萄糖氧化酶。但目前，糖响应性胰岛素在单次注射后，仍较难在一个较长的时间周期内，将血糖控制在正常范围。如何在单针注射后，在一个较长的周期内，同时实现餐后快速的胰岛素释放和空腹时持续而缓慢的基础胰岛素释放，对于糖响应性胰岛素仍然是一个相当大的挑战。
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有技术中胰岛素递送体系难以避免的低血糖现象，提供了一种糖响应性胰岛素类似物及其制备方法和应用。本专利技术的糖响应性胰岛素实现
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案。
3、本专利技术提供一种糖响应性胰岛素类似物，其为由如式i所示的结构修饰的胰岛素，所述的修饰是指所述胰岛素中的一个或多个氨基与如式i所示的结构相连，
4、
5、式i中，a为葡萄糖转运蛋白抑制剂的活性结构片段，m为1-20。
6、其中，所述的多个较佳地为2或3个。
7、其中，m较佳地为1-6，例如3。
8、其中，所述a可为现有的各类葡萄糖转运蛋白抑制剂中可与葡萄糖转运蛋白结合并抑制其功能的活性结构片段。所述a以可被取代的位点与氧相连，具体可为以所述a中的苯环结构上的2、3或4位与氧相连。
9、所述a较佳地为
10、
11、其中，所述胰岛素可为本领域现有的各类胰岛素，较佳地为重组人胰岛素、门冬胰岛素、赖脯胰岛素、地特胰岛素、甘精胰岛素或德谷胰岛素。
12、本专利技术一优选实例中，所述的如式i所示的结构为：
13、
14、本专利技术还提供一种如前所述的糖响应性胰岛素类似物的制备方法，其包括以下步骤：(1)在与水能互溶的溶剂中，在碱存在下，将如式ii所示的中间体与缩合剂进行反应，
15、
16、其中，a和m的定义如前所述；
17、(2)将步骤(1)所得产物与胰岛素混合后进行反应。
18、所述步骤(1)和步骤(2)的操作和条件可为本领域缩合反应的常规的操作和条件。
19、步骤(1)中，所述缩合剂可为缩合反应适用的各种缩合剂，较佳地为n-羟基琥珀酰亚胺或2-琥珀酰亚胺基-1,1,3,3-四甲基脲四氟硼酸酯(tstu)。所述缩合剂的量可按缩合反应所需的量选择，所述缩合剂的量与所述如式ii所示的中间体的摩尔比较佳地为(0.5-5.0):1，更佳地为0.9:1。
20、步骤(1)中，所述碱可为有机碱，较佳地为n,n-二异丙基乙胺(dipea)、三乙胺或4-二甲氨基吡啶(dmap)。所述碱的量与所述胰岛素的摩尔比可为(1.0-20.0):1，较佳地为(1.0-3.0):1，更佳地为2.2:1。
21、步骤(1)中，本领域技术人员应理解所述与水能互溶的溶剂能够溶解所述如式ii所示的中间体。所述与水能互溶的溶剂较佳地为二甲基亚砜(dmso)或n,n-二甲基甲酰胺(dmf)。所述与水能互溶的溶剂的量按常规选择，较佳地为使所述如式ii所示的中间体的浓度为1-200mg/ml，例如50mg/ml。
22、步骤(1)中，所述反应的反应温度可为4-30℃，较佳地为20-25℃，更佳地为室温。所述反应的反应时间可为1-24h，较佳地为2-5h，更佳地为2.5h。
23、步骤(2)中，所述胰岛素同前述。所述如式ii所示的中间体和所述胰岛素的摩尔比较佳地为(1-20):1，更佳地为(1-3):1，例如2:1。
24、步骤(2)中，所述混合的方式可为将所述步骤(1)所得反应液加入(如滴加)到所述胰岛素的水溶液中。
25、所述胰岛素的水溶液的浓度较佳地为0.2-100mg/ml，例如10-15mg/ml。所述胰岛素的水溶液的ph较佳地为7.4-13.0，更佳地为7.4。所述胰岛素的水溶液较佳地为含胰岛素的缓冲液(如磷酸盐缓冲液)。
26、较佳地，所述胰岛素的水溶液的配制包括如下步骤：将所述胰岛素加入到磷酸盐缓冲液(ph可为5.0-13.0，优选6.0-8.0，更优选7.4，浓度可为0.01-0.10m)、去离子水或纯水中，加入酸性试剂调ph至3.0-4.0使所述胰岛素溶解，之后再加入碱性试剂调ph至7.4-13.0。其中，所述酸性试剂较佳地为盐酸溶液、磷酸溶液或醋酸溶液，更佳地为盐酸溶液。所述碱性试剂较佳地为氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液或碳酸钠溶液，更佳地为氢氧化钠溶液。
27、步骤(2)中，所述反应的反应温度可为0-30℃，较佳地为2-6℃，更佳地为4℃，例如在冰浴条件下进行。所述反应的反应时间可为2-96h，较佳地为5min-24h，更佳地为10-18h，例如16h。所述反应较佳地在搅拌条件下进行。
28、步骤(2)反应结束后，还可进行后处理。所述后处理较佳地为透析或离子交换柱纯化。
29、其中，所述透析可采用本领域常规的透析袋在去离子水中进行。所述透析袋的截留分子量较佳地为1k-3.5k。所述透析的目的是除去游离的所述如式ii所示的中间体和体系中的有机溶剂。
30、其中，所述离子交换柱较佳地为阴离子交换柱或葡聚糖凝胶色谱柱。
31、进一步的，所述后处理还可包括高效液相色谱法纯化，色谱条件优选：
32、色谱柱为十八烷基硅烷键合型柱子，较佳地为xbridge-c18制备柱，长度250mm，内径19mm，填料粒径5μm；
33、流动相a为含0.1v％三氟乙酸的乙腈溶液，流动相b为含0.1v％三氟乙酸的超纯水；
34、梯度洗脱为：以流动相总体积为100％计，在0-60min，所述流动相a由30v％增至40v％；在60-65min，所述流动相a维持40v％；在65-80min，所述流动相a由40v％增至45v％；在80-90min，所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种糖响应性胰岛素类似物，其特征在于，其为由如式I所示的结构修饰的胰岛素，所述的修饰是指所述胰岛素中的一个或多个氨基与如式I所示的结构相连，
2.如权利要求1所述的糖响应性胰岛素类似物，其特征在于，所述糖响应性胰岛素类似物满足下述条件中的一种或多种：
3.如权利要求1或2所述的糖响应性胰岛素类似物，其特征在于，所述的如式I所示的结构为：
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的糖响应性胰岛素类似物的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的糖响应性胰岛素类似物的制备方法，其特征在于，所述糖响应性胰岛素类似物的制备方法满足下述条件中的一种或多种：
6.如权利要求5所述的糖响应性胰岛素类似物的制备方法，其特征在于，所述糖响应性胰岛素类似物的制备方法满足下述条件中的一种或多种：
7.一种如式II所示的中间体，
8.一种如式II所示的中间体的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：在溶剂中，在碱存在下，将如式III所示的化合物进行如下所示的水解反应，即可制备得到如式II所示的中间体；<...
【技术特征摘要】
1.一种糖响应性胰岛素类似物，其特征在于，其为由如式i所示的结构修饰的胰岛素，所述的修饰是指所述胰岛素中的一个或多个氨基与如式i所示的结构相连，
2.如权利要求1所述的糖响应性胰岛素类似物，其特征在于，所述糖响应性胰岛素类似物满足下述条件中的一种或多种：
3.如权利要求1或2所述的糖响应性胰岛素类似物，其特征在于，所述的如式i所示的结构为：
4.一种如权利要求1-3中任一项所述的糖响应性胰岛素类似物的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
5.如权利要求4所述的糖响应性胰岛素类似物的制备方法，其特征在于，所述糖响应性胰岛素类似物的制备方法满足下述条件中的一种或多种：
6.如权利要求5所述的糖响应性胰岛素类似物的制备方法，其特征在于，所述糖响应性胰岛素类似物的制备方法满足下述条件中的一种或多种：
7.一种如...
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