治療II型糖尿病的α-螺旋多肽及其制備方法與應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及治療性多肽領(lǐng)域，具體涉及新型長效艾塞那肽衍生物及其制備方法， 同時(shí)還涉及這些衍生物的醫(yī)藥用途。
【背景技術(shù)】
[0002] 艾塞那肽是一種從美洲希拉巨蜥(Helodermasuspectum)唾液中分離得到的含有 39個(gè)氨基酸的天然多肽激素，序列結(jié)構(gòu)為：
[0003] HGEGI^FTSDI^SKQMEBEEAVRMLFIEWmLKNGGMpSSGAUpPPS，與 GLP-1 有 53 % 的序列 同源性，不但具有類似GLP-1促胰島素分泌的功能，而且其體內(nèi)穩(wěn)定性也遠(yuǎn)高于GLP-1。根據(jù) 艾塞那肽的這一特點(diǎn)，美國Amylin公司和Eli Lilly公司聯(lián)合開發(fā)了化學(xué)合成藥物艾塞那 肽，又稱Exenatide，商品名Byettajyetta是世界上首個(gè)腸促胰島素類似物藥物。于2005年 4月經(jīng)美國FDA批準(zhǔn)上市。研究表明，艾塞那肽不僅能很好的控制血糖，還可促進(jìn)胰島細(xì)胞的 新生和增殖，減少β細(xì)胞凋亡，改善β細(xì)胞功能，具有非常明顯的臨床應(yīng)用優(yōu)勢。此外，臨床研 究中發(fā)現(xiàn)艾塞那肽還能夠減慢胃腸排空的速度，使人沒有饑餓感而減少攝入食物，從而減 輕體重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個(gè)目的是針對臨床上艾塞那肽在體內(nèi)半衰期短，需要頻繁注射給藥的 缺陷，提供一種作用時(shí)間更長、療效更好的艾塞那肽衍生物。
[0005] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供該艾塞那肽衍生物的制備方法。
[0006] 本發(fā)明的又一個(gè)目的是提供該艾塞那肽衍生物在治療/預(yù)防糖尿病的藥物中的應(yīng) 用。同時(shí)，還提供一種藥物，以所述艾塞那肽衍生物為活性成分，用于治療/預(yù)防糖尿病。
[0007] 發(fā)明人通過對艾塞那肽與其受體蛋白GLP-1R的結(jié)合方式與結(jié)合位點(diǎn)的研究，發(fā)現(xiàn) 艾塞那肽序列從Leu1()到Asn 28形成一段兩親性α-螺旋結(jié)構(gòu)，位于疏水面的Val19、Phe22、 Ile23、Leu26與GLP-1R的疏水空腔相互作用，位于親水面的Arg'Lys 27通過氫鍵與GLP-1R相 互作用，這些氨基酸殘基是重要的活性位點(diǎn)。艾塞那肽這種α-螺旋結(jié)構(gòu)對于保持其生物活 性極為重要。然而化學(xué)合成的多肽通常都是一段無序的結(jié)構(gòu)，很難保持其在生理?xiàng)l件下的 二級結(jié)構(gòu)。因此，通過發(fā)展合適的化學(xué)修飾方法，來穩(wěn)定合成多肽的α-螺旋結(jié)構(gòu)，一方面可 以增強(qiáng)其與受體的親和力，另一方面，還能大幅提升多肽的抗蛋白水解能力，這種方法在多 肽藥物改造方面具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。通常可以通過在多肽序列合適的位置側(cè)鏈成環(huán) 的方式來穩(wěn)定多肽的螺旋結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈一般在多肽α_螺旋的同一面上，側(cè)鏈氨基酸的位置 一般為i/i+3，i/i+4, i/i+7，i/i+ΙΙ等。其中應(yīng)用較多的是i/i+3和i/i+4。本發(fā)明以截短的 艾塞那肽（10-32)為模板，通過用Cys替換母體肽鏈上的非活性位點(diǎn)位置上的氨基酸，然后 通過連接臂側(cè)鏈成環(huán)的策略，來穩(wěn)定艾塞那肽的α-螺旋結(jié)構(gòu)。通過這種方法得到的艾塞那 肽衍生物，在保留良好的體內(nèi)降糖活性的同時(shí)，解決了天然艾塞那肽體內(nèi)半衰期短的問題， 這種艾塞那肽衍生物在治療和預(yù)防糖尿病的藥物中具有更大的應(yīng)用潛力。由此完全了本發(fā) 明。
[0008] 本發(fā)明提出了一種艾塞那肽衍生物，所述衍生物為在相對于截短的序列艾塞那肽 (10-32)第i和i+3的位置上或者第i和i+4的位置上的氨基酸用Cys替換，然后通過連接臂 (1 inker)成環(huán)后形成的化合物，其中i的取值為1、3、4、5或8，所述連接臂（1 inker)選自化學(xué) 式 1-6:
[0009]
[0010]
[0011]
[0012]
[0013]
[0014]
[0015] 對截短的艾塞那肽（10-32)序列上的第i和i+3的位置上的氨基酸用Cys替換，然后 通過連接臂(linker)成環(huán)后開多成的化合物：
[0016] 當(dāng)i = 4時(shí)，艾塞那肽衍生物的結(jié)構(gòu)如式(I)所示:
[0017]
式（I)
[0018] 其中，當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式1時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為la; [0019]當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式2時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為lb;
[0020] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式3時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Ic;
[0021] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式4時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Id;
[0022] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式5時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Ie;
[0023] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式6時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為If。
[0024] 當(dāng)i = 5時(shí)，艾塞那肽衍生物的結(jié)構(gòu)如式(II)所示:
[0025]
式（II)
[0026] 其中，當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式1時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Ila;
[0027] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式2時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為lib;
[0028] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式3時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為lie;
[0029] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式4時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為lid;
[0030] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式5時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為lie;
[0031] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式6時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Ilf。
[0032] 當(dāng)i = 8時(shí)，艾塞那肽衍生物的結(jié)構(gòu)如式(III)所示:
[0033] 式（III)
[0034] 其中，當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式1時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Ilia;
[0035] 當(dāng)連接臂（1 inker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式2時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為II lb;
[0036] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式3時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為IIIc;
[0037] 當(dāng)連接臂（1 inker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式4時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為II Id;
[0038] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式5時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為II Ie;
[0039] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式6時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Illf。
[0040] 對截短的艾塞那肽（10-32)序列上的第i和i+4的位置上的氨基酸用Cys替換，然后 通過連接臂(linker)成環(huán)后開多成的化合物：
[0041] 當(dāng)i = 1時(shí)，艾塞那肽衍生物的結(jié)構(gòu)如式(IV)所示:
[0042] 式（IV)
[0043] 其中，當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式1時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為IVa;
[0044] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式2時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為IVb;
[0045] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式3時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為IVc;
[0046] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式4時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為IVd;
[0047] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式5時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為IVe;
[0048] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式6時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為IVf。
[0049] 當(dāng)i = 3時(shí)，艾塞那肽衍生物的結(jié)構(gòu)如式(V)所示:
[0050]
式（V)
[0051] 其中，當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式1時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Va;
[0052] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式2時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vb;
[0053] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式3時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vc;
[0054] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式4時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vd;
[0055] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式5時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Ve;
[0056] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式6時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vf。
[0057] 當(dāng)i = 4時(shí)，艾塞那肽衍生物的結(jié)構(gòu)如式(VI)所示:
[0058]
式：（￥1)
[0059] 其中，當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式1時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Via; [0000]當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式2時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為VIb;
[0061] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式3時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vic;
[0062] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式4時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為VId;
[0063] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式5時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vie;
[0064] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式6時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vlf。
[0065] 當(dāng)i = 5時(shí)，艾塞那肽衍生物的結(jié)構(gòu)如式(VII)所示:
[0066] Λ (VII)
[0067] 其中，當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式1時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vila;
[0068] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式2時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vllb;
[0069] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式3時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vile;
[0070] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式4時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vlld;
[0071] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式5時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vile;
[0072] 當(dāng)連接臂（linker)的結(jié)構(gòu)為化學(xué)式6時(shí)，對應(yīng)的艾塞那肽衍生物記為Vllf。
[0073] 本發(fā)明也提出了上述艾塞那肽衍生物的制備方法，包括以下步驟：
[0074] (1)固相合成相對于序列艾塞那肽（10-32)第i和i+3的位置