TWI404724B - 類升糖素胜肽之合成 - Google Patents
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Description
本發明係有關胜肽藥物合成之領域,即一種合成GLP-1胜肽促效劑之新方法。
新穎種類的糖尿病藥物,GLP-1或類升糖素胜肽1促效劑,是一種有前途之新穎種類的治療性化合物。然而,其藉由標準固相胜肽合成技術之製備不是那麼容易的。基本上,人類GLP-1為一種序列上與升糖素有關的天然發生之胜肽。文獻中已描述天然GLP-1之各種些微地修正之設計的序列變體,目的為增加效力。
該等GLP-1胜肽的製備已描述於WO 05/027978和WO 02/90388中;然而,沒有任何已利用於胜肽合成的方法比非常基本的標準Fmoc固相方法好。
本發明的發明人發現先前技藝之方法不允許良好產率而為工業製造上不可接受的。顯然地,發現到序列依賴性、個別的偶合步驟是高度無效率的。
本發明之目的為發明合成GLP-1胜肽促效劑之另一或改良的方法。此目的藉由本發明的方法解決,其包含在固相合成期間在獨特的內序列位置使用Fmoc-假脯胺酸(pseudoproline)雙胜肽單元代替只使用單一Fmoc-胺基酸。
根據本發明,發明一種製造GLP-1或GLP-1促效劑胜肽之方法,其中該胜肽具有下式
A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser
-Tyr-Leu-Glu-R8-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-R4-R5-(R6)w-(R7)z-B或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-B
或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-B
或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser
-Tyr-Leu-Glu-Gly-B或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser
-Tyr-Leu-Glu-R8-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-R4-B或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser
-Tyr-Leu-Glu-R8-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-R4-Gly-B,其中B=-OH或-NH2,A=H-、Ac-、Boc-、Fmoc-,R1=His、D-His、去胺基(desamino)-組胺酸、2-胺基-組胺酸、β-羥基-組胺酸、高組胺酸(homohistidine)、α-氟
甲基-組胺酸或α-甲基-組胺酸,R2=-Ala、D-Ala、-Val、D-Val、Gly、Aib(α-胺基異丁酸),R3=Glu、Asp、Met、Leu,較佳為Glu或Asp,最佳為Asp,R4=-Lys或Arg,R5=-Gly、Aib、Ala、D-Ala,R6=Arg、Lys或Gly,R7=Arg、Lys或Gly,較佳為Lys或Gly,R8=Gly或Aib,且其中,獨立地,x、y、w、z為0或1,其限制條件為當x=1時y=1,及其限制條件為當z=1時w=1,其中個別胺基酸可視需要具有保護基團,其包含下列步驟:a.藉由包含假脯胺酸雙胜肽之Fmoc-保護(視需要進一步合適地側鏈經保護)的胺基酸或雙胜肽之逐步偶合以線性方式在固相上合成胜肽,其限制條件為在獨特的一個分別為-Val-Ser-及/或Val-Ser-Ser並在上述序列式中以粗體字強調之適當序列位置,第一個假脯胺酸雙胜肽係偶合至生長中的胜肽鏈,該假脯胺酸雙胜肽係選自由Fmoc-Val-Ser(ΨMe,Me
pro)-OH、Fmoc-Val-Ser(ΨH,H
pro)-OH、Fmoc-Ser(P)-Ser(ΨMe,Me
pro)-OH及Fmoc-Ser(P)-Ser(ΨH,H
pro)-OH所組成之群組,且其中P為一種在至少80% TFA水溶液之強酸條件下裂解的酸可裂解之側鏈保護基團,較佳P在
以下所定義之弱酸條件下不裂解,最佳P為三級-丁基或為三苯甲基,b.從固相裂解胜肽,且視需要將胜肽鏈去保護。
GLP-1胜肽之活性對序列之改變很敏感,大部份周邊序列元素允許殘基之一些保守取代。顯然地,較小的改變對生物穩定性或受體結合且因此對藥理活性仍可具有無法預料的效果。對該等之良好回顧係於Sarrauste de Menthière等人,European J. Medicinal Chemistry 39,2004:473-480給予。GLP-1胜肽家族之核心序列部分確實不容許任何的改變。
包含此核心部分之全長或部分胜肽的線性固相合成遇到個別偶合步驟達到接近不可能之點的完全無效率的重大問題,即使重複偶合亦如此。延長偶合時間、增高偶合溫度等等使反應承擔增加消旋作用或不要的副產物之風險。
許多作者(Sarrauste,上述,和Adelhorst等人,J. Biol. Chem. 269 (1994),6275-6278)已藉由二色性光譜分析天然GLP-1-胜肽在水溶液中之二級結構(例如Chen等人,(1974)藉由二色性光譜測定蛋白質在水溶液中之螺旋及貝它形式。生物化學13,3350-3359,Greenfield,N.和Fasman,G. D. (1969)用於蛋白質構形之評估的計算二色光譜。生物化學8,4108-4116)且發現,然而,除了無規捲曲(unorder)及螺線結構之遠較大的區域之外,僅相當低含量(10%)的β-折板結構引起胜肽骨架之聚集。所使用之光譜法不允許將
對應GLP-1序列部份配置至該等結構元素。在技術領域中通常相信固相合成中之聚集且因此產生之問題係與β-折板結構之延長區域的發生有關。低β-折板結構含量對於大部分至少10aa長度之胜肽是常見的且與任何合成方法中的稀有問題無關。
Fmoc-假脯胺酸雙胜肽單元為時下商業上可獲得者;它們的合成已被揭述(例如Ruckle等人,Tetrahedron 1999,55(37): 11281-11288; Keller等人,1998,J. Am. Chem. Soc. 120: 2714-2720)。該等假脯胺酸胜肽係最少用於在特殊的中心序列片段或序列位置或部分序列-Val-Ser-Ser-中引入至少一個中心絲胺酸殘基,以允許於此序列位置在部分序列-Val-Ser-或-Ser-Ser-使用假脯胺酸雙胜肽,此為本發明之要點,且除了最後進一步地在部分序列-Gly-Thr-或-Phe-Thr-中,較佳在部分序列-Gly-Thr-中,引入第二個假脯胺酸殘基者之外。該等本發明之假脯胺酸為衍生自Ser或Thr之N-Fmoc-胜肽基-(4S)-1,3-唑啶羧酸酯類且就本發明而言具有式I之共同結構
其中K為選自由Ser、Val、Phe、Gly所組成之群組的胺基酸殘基且其中Ser進一步地具有如下定義之在強酸條件下可裂解的側鏈-保護基團P; R11、R12獨立地為H、
甲基或乙基及R10為H或甲基。取代基R11和R12之性質影響胜肽醯胺鍵之順式/反式異構化作用唑啶為其部分且因此在合成期間正面地影響生長中的胜肽鏈之結構的假脯胺酸衝擊。
就本發明而言,使用焦麩胺酸作為假脯胺酸部分,其需要特殊偶合及去保護化學,亦為可行的但為較不佳者(Tomasini, C.等人,Tetrahedron letters 2001,42: 5211-5214)。
更佳地,只有在如上指明之GLP-1序列內的二個中心Ser殘基位置之一的該第一個假脯胺酸殘基被使用於本合成方法中。此意謂在合成期間沒有使用第二個假脯胺酸雙胜肽單元。最佳地,該第一假脯胺酸雙胜肽係根據本發明用於固相合成的Fmoc-Val-Ser(ΨMe,Me
)-OH。
無益地尋求在本發明的獨特假脯胺酸雙胜肽不存在下合成GLP-1胜肽的比較性實例係於實驗部分中陳述,說明給與本發明動機之目的技術問題。
用於胜肽合成之偶合劑在技術領域中為眾所周知的(參見Bodansky, M.,胜肽合成之原則(Principles of Peptide Synthesis),第2版,Springer Verlag Berlin/Heidelberg,1993;也參見其中偶合添加劑或輔助劑之角色的討論)。偶合劑可與酸酐類(例如T3P:丙烷膦酸酐)或其他醯化劑例如活化酯類或酸鹵化物(例如ICBF,異丁基-氯甲酸酯)混合,或它們可為碳二亞胺(例如1-乙基-3-(3-二甲胺基丙基)-碳二亞胺、二異丙基-碳二亞胺)、活化苯並三-衍生物類
(DEPBT: 3-(二乙氧基磷醯氧基)-1,2,3-苯並三-4(3H)-酮)或苯并***之脲鎓(uranium)或鏻鹽衍生物。
考慮到最佳產量,短反應時間和保護作用在鏈加長期間預防消旋作用,更佳者為偶合劑係選自由能夠活化游離羧酸官能的苯并***之脲鎓鹽類和鏻鹽類組成之群組並且反應係在鹼存在下進行。該等脲鎓或鏻偶合鹽類之適當且和同樣地較佳的例子為例如HBTU(O-1H-苯并***-1-基)-N,N,N',N'-四甲基脲鎓六氟磷酸鹽)、BOP(苯并***-1-基-氧基-參-(二甲基胺基)-鏻六氟磷酸鹽)、PyBOP(苯并***-1-基-氧基-三吡咯啶基鏻六氟磷酸鹽)、PyAOP、HCTU(O-(1H-6-氯-苯并***-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲鎓六氟磷酸鹽)、TCTU(O-1H-6-氯苯并***-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲鎓四氟硼酸鹽)、HATU(O-(7-氮雜苯并***-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲鎓六氟磷酸鹽)、TATU(O-(7-氮雜苯并***-1-基)-1,1,3,3-四甲基脲鎓四氟硼酸鹽)、TOTU(O-[氰基(乙氧羰基)亞甲基胺基]-N,N,N',N"-四甲基脲鎓四氟硼酸鹽)、HAPyU(O-(苯并***-1-基)氧基雙-(吡咯啶基)-脲鎓六氟磷酸鹽。
較佳地,鹼試劑為一種其共軛酸具有從7.5至15的pKa,更佳從7.5至10的pKa之pKa值,且排除胜肽或胺基酸或胺基酸衍生物之α-胺基官能的弱鹼,且該鹼較佳為三級位阻胺。該等及進一步地較佳之例子為Hünig-鹼(N,N-二異丙基乙基胺)、具有烷基為直鏈或支鏈C1-C4烷基之N,N'-二烷基苯胺、2,4,6-三烷基吡啶、2,6-三烷基吡啶或N-
烷基-嗎福林,更佳地其為N-甲基嗎福林(NMM)或柯林鹼(2,4,6-三甲基吡啶),最佳地其為柯林鹼。
偶合添加劑(特別是苯并***類型之偶合添加劑)的使用,也為已知的(參見Bodansky,上述)。當使用高活化之前述該等脲鎓或鏻鹽偶合劑時,他們的使用為特佳。因此進一步較佳者為偶合劑添加劑為一種能夠形成活化酯之親核性羥基化合物,更佳地具有酸親核性N-羥基官能,其中N為醯亞胺或為N-醯基或N-芳基取代之三氮烯基,最佳地偶合添加劑為N-羥基-苯并***衍生物(或1-羥基-苯并***衍生物)或為N-羥基-苯並三衍生物。該等偶合添加劑N-羥基化合物已大量且廣泛地描述於WO 94/07910和EP-410 182中且其個別揭示係以引用之方式納入本文中。例子為例如N-羥基-琥珀醯亞胺、N-羥基-3,4-二氫-4-側氧基-1,2,3-苯並三(HOOBt)、1-羥基-7-氮雜苯并***(HOAt)和N-羥基-苯并***(HOBt)。N-羥基-苯並三衍生物為特佳,在一最佳具體實例中,偶合劑添加劑為羥基-3,4-二氫-4-側氧基-1,2,3-苯並三。偶合添加劑之銨鹽化合物為已知且它們於偶合化學的用途已被揭述於例如US4806641中。
伴隨其作為偶合輔助劑之角色,例如HOBt,也可能使用其作為在合成期間保護Arg側鏈之離子對試劑,作為對Arg之共價側鏈保護的選項。在該情況中,充份地高濃度之HOBt必須在整個固相合成的所有循環處理步驟中維持。
在進一步特佳具體實例中,脲鎓或鏻鹽偶合試劑為脲鎓鹽試劑且較佳為HCTU、TCTU或HBTU及甚至更佳係與N-羥基-3,4-二氫-4-側氧基-1,2,3-苯並三或其鹽組合使用於反應中。對於在除去鹼不穩定Nα-保護基團之後用於鏈胜肽合成的伸長步驟,此具體實例為主要較佳的,但在側鏈環化作用期間也可使用於內醯胺化(lactamization)反應。
就本發明而言,應注意HCTU和TCTU定義為被術語“脲鎓鹽試劑”包含,如普遍在技術領域中所了解的,儘管這些化合物和可能的類似物經由晶體結構分析已顯示包含異亞硝基部分而非脲鎓部分(O. Marder, Y. Shvo,和F. Albericio“HCTU和TCTU:新穎偶合劑:發展和工業應用”,Chimica Oggi 2002,20: 37-41),替代地,在雜環核心上的N-醯胺基取代基引起胍鎓(guanidium)結構。在本上下文中,該類之化合物稱為根據本發明的脲鎓鹽試劑之‘胍鎓型次類’。
鹼不穩定Nα之去保護作用可如技術領域中例行地進行般進行,例如用在N-甲基嗎福林(NMP)、二氯甲烷(DCM)或二甲基甲醯胺(DMF)中之20%哌啶。有機非極性非質子溶劑溶劑皆例行地用於技術領域中的所有固相合成之步驟。NMP為較佳溶劑。
Fmoc胺基酸或雙胜肽較佳每當量之結合反應性固相的胺基官能與正常1-3當量,更佳只與1-2當量之該Fmoc胺基酸試劑偶合,例如藉由Kaiser試驗測定。偶合溫度通
常在從15至30℃之範圍,尤其是在使用鏻或脲鎓型偶合劑之情形。典型地,約20至25℃之溫度被用於偶合。-本發明方法之優點為已發明一種允許產物之高產率或GLP-1產物之優異純度淨而沒有強迫使用過量珍貴的生物危險試劑(基本上在反應流出物中大部分的過量物被浪費掉)之合成方法。
保護基團及其用途,主要地用於胺基酸側鏈或Nα-端胺基基團之保護,在技術領域中為熟知的(cp. Bodanzsky,上述)。Glu、Asp之常用羧基-保護基團為例如Mpe、O-1-金剛烷基、O-苯甲基及甚至可使用簡單烷基酯,雖然較不常使用。為了容易的緣故,典型且較佳地係使用三級-丁基基團。酪胺酸可被不同保護基團,例如三級-丁基醚或Z-或更佳2-溴-Z酯保護。同樣地可能使用三苯甲基醇(alkohol)保護基團例如2-氯-三苯甲基或4-甲氧基或4,4'甲氧基-三苯甲基基團。較佳地,其為三苯甲基或三級-丁基保護基團。更佳地,其為三級丁基(tBu)保護基團,表示酪胺醯基側鏈被修改至三級-丁基醚。tBu基團只有在強酸條件下有效率地除去。精胺酸保護基團較佳可選自由2,2,4,6,7-五甲基二氫苯并呋喃基-5-磺醯基(Pbf)、金剛烷氧基-羰基及異冰片基(isobornyl)-氧基-羰基、2,2,5,7,8-五亞甲基唍磺醯基-6-磺醯基(Pmc)、4-甲氧基-2,3,6-三甲基苯磺醯基(Mtr)及其4-三級-丁基-2,3,5,6-四甲基同系物(Tart)或Boc組成之群組,其等只在如上述所定義之強酸條件下裂解。更佳地,其為Pbf、Pmc、Mtr,最佳地,其為Pbf;在側
鏈在強酸條件下(通常水性介質中)之總體去保護後,用Pmc、Mtr且特別是Pbf沒有觀察到去保護之酪胺酸的旁觀者(bystander)烷基化作用。Pbf裂解率為至今最高的。特別對使用HOBt之可選擇的離子對保護模式的諳示。Ser、Thr典型可係典型地且較佳地經例如三級-丁基或三苯甲基,最佳為三級-丁基保護。其他保護的模式同樣地能實行的,例如用苯甲基,雖然較不佳,因為最後需要氫解除去或延長在強酸培養下之培養期,兩者同樣都是非所欲的。相似的考慮適用於Lys或正-或高-離胺酸之保護作用;典型且較佳地,Lys係用Boc保護。Trp必須在固相合成期間不需要被保護,雖然典型地用Boc保護為較佳。關於側鏈保護基團,對於天然L-胺基酸(amind acids)以及其D-同系物前述皆為有效的。
固相S應被理解為總計固體、非可溶性撐體材料,該控制孔徑玻璃、矽石或更常見的聚合有機樹脂如例如Merrifield所使用之標準聚苯乙烯-二乙烯基苯樹脂(PS樹脂)與連接胜肽至其之羥苯甲基-苯基整體連結子部份一起或Wang所使用之PS樹脂與直接鍵聯樹脂之羥基-苯甲基-對-苯甲氧基部分。該等用於胜肽的連接之能官位置在此上下文中被稱連結子,且應理解在本上下文中以術語‘固相’被心照不宣地推論為強制性的特徵。如果需要,其他連結子部分如例如更特化的(例如更酸不穩定)的連結子可被進一步地接枝至在預製固相上之該第一個整體連結子且在技術領域中時常稱為“柄(handle)”。該等為連結子-或柄-樹
脂複合物的進一步例子為分別地以O或N-鍵聯至胜肽部分的(4-甲氧基苯基)-胺基甲基-或-羥基甲基及(4-甲基苯基)-胺基甲基-或-羥基甲基-PS固相(Atkinson等人,2000,J. Org. Chem. 65,5048),允許在從樹脂最終裂解胜肽時產生C-端酸或甲醯胺基團。為了本發明,固相樹脂,使用在合成中,強制性地包含至少一個整體連結子或柄,其為固相核心材料之部分;該連結子或柄可被認為是一種固定的保護基團(Guillier等人,Chem. Rev. 100,2091-2157,2000)。典型地,給定包含惰性固體撐體或樹脂的固相係憑借其允許用胺基酸或胜肽之醯化作用的柄基團的連結子之化學性質而處理。更複雜的PEG-接枝聚苯乙烯樹脂例如基於特他凝膠(tentagel)的Novasyn TG(Novabiochem,Merck Biosciences,德國),其可以結合不同接枝柄或連結子之形式獲得,比標準PS樹脂更具兩親性(amphilic),且也衝擊合成效率。就本發明而言,使用由連結子或柄部分和全無PEG或其他聚氧化烯區段的PS樹脂所製造之固相為較佳。整體或接枝PEG或聚氧化烯樹脂且因此固相為較不佳及較佳為本發明所排除。
本發明中所使用之樹脂具有標準篩孔大小(美國標準局),其為約50-500網目,更佳100至400網目。
使用光可裂解連結子,如例如揭述於Holmes等人,1995,J. Org. Chem. 60,2318中的產生甲醯胺之光可裂解連結子係可能的。在另一較佳具體實例中,本發明之固相允許在強酸條件下從固相裂解胜肽。定義上,根據本發明,
與弱酸條件相反之強酸條件表示在溶劑中施用至少50%(v/v)三氟乙酸(TFA)。進一步,相反地,一種除去時需要強酸條件之保護基團為一種,至少,可被80%TFA除去之保護基團。因此,就本發明而言,甚至需要更強酸例如HF之保護基團不在前述定義下。弱酸條件定義為具有0.01%(v/v)至< 50%TFA,較佳具有0.1%至30%TFA。術語“酸不穩定”係指在二氯甲烷中之2-10%TFA中於室溫下經至少一小時以基本上定量裂解。
在本發明的特定上下文中,上述從固相裂解且大部份或完全地去保護之GLP-1胜肽以最常用的溶劑或溶劑混合物產生泡沫凝膠溶液。處理該凝膠溶液容易地導致可觀的材料損失,特別是在為了從固相分離之過濾操作中。在一較佳具體實例中,固相為一種可在如上述所定義之弱酸條件下裂解出仍被保護之胜肽的固相,使用酸不穩定固相。在該模式中,首先從固相裂解胜肽且接著,在第二個步驟中,在如上述所定義之強酸條件下側鏈去保護。
在一進一步地較佳具體實例中,GLP-1胜肽被從樹脂釋放為C-端甲醯胺。該等產生甲醯胺之樹脂的例子為例如PAL樹脂(5-(4-胺基-甲基-3, 5-二羥基苯氧基)戊酸酯)、Sieber樹脂(Sieber, P. 1987, Tetrahedron Lett,28,2107)或相關的基醯胺類型樹脂(例如US5306562)、Rink醯胺樹脂(Rink, H. 1987, Tetrahedron Lett. 28: 3787)、BAL樹脂(4-(4-甲醯基-3,5-二甲氧基苯氧基)-丁酸酯,Tetrahedron Lett. 43: 3543),較佳地可使用產生酸不穩定甲醯胺之樹
脂,如例如Sieber樹脂或其他基醯胺類型樹脂或BAL樹脂,其也為最佳具體實例。
在另一較佳具體實例中,固相為酸不穩定固相,其從固相裂解經保護之胜肽時釋放C-端羧酸。該等之實例及進一步地較佳具體實例皆為2'-氯-三苯甲基、4-甲氧基或4,4'-二甲氧基-三苯甲基、4-甲基三苯甲基樹脂或相關但不同的藉由用Bayer的4-羧基三苯甲基連結子醯化而從胺基-或羥基官能化樹脂衍生,且例如以Novasyn TG樹脂品牌銷售之2-(4-羥基-苯基)-2,2-二苯基-乙醯基樹脂。進一步地例子為例如酸不穩定Rink酸樹脂(4-(2',4'-二甲氧基苯基-羥甲基)苯氧基,Rink等人,1987,Tetrahedron Lett. 28, 3787)和HMPB-樹脂(Sieber等人,1987,Tetrahedron Lett. 28,6147; HMPB: 4-羥甲基-3-甲氧基苯氧基丁醯基,通常偶合至rink醯胺樹脂或其衍生物作為第二個柄。
最佳地,根據本發明之胜肽為羧基端偶合至樹脂或樹脂柄(S=固相或樹脂,視需為要具有柄之樹脂)。
進一步地較佳為如下所述之特定胜肽序列及各個胜肽-固相結合物,其係單獨或與上述進一步地較佳具體實例組合:1. A-His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg-S或A-His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg-NH2
2. A-His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly-S或A-His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly-OH或-NH2
3. A-His-D-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Gly-S或A-His-D-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Gly-OH或-NH2
4. A-D-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg-Lys-S或A-D-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-Gly-Arg-Lys-NH2
5. Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-NorVal-Arg-S或A-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Lys-NorVal-Arg-NH2且NorVal為正-1-纈胺酸,其為α-胺基異丁酸或α-甲基丙胺酸,為簡稱為縮寫字-Aib。
實施例1:使用Fmoc-Val-Ser(ΨMe,Me
pro)-OH的H-His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-Arg-Gly-Arg-Gly-OH之合成
上述胜肽係藉由線型Fmoc合成獲得。所有偶合的胺基酸皆為商業上可獲得之Fmoc-單胺基酸,除了其中在合成期間一個假脯胺酸雙胜肽Fmoc-Val-Ser(ΨMe,Me
pro)-OH(得自Merck Biosciences GmbH,Schwalbach/德國,Novabiochem名牌產品)被偶合至N-端序列Ser-Tyr-Leu-Glu-的偶合步驟之外。另一例外,最後的His殘基偶合成Boc-His殘基;沒有賦予His-側鏈保護作用。使用側鏈保護基團;為了容易列舉,沒有進一步地提及N-端Fmoc保護之使用:Arg(Pbf)、Asp(tbu)、Gln(Trt)、Glu(tbu)、Lys(Boc)、Ser(tbu)、Thr(tbu)、Trp(Boc)、Tyr(tbu)。
在Fmoc-Gly-2-氯三苯甲基聚苯乙烯樹脂(也就是預先載入Fmoc-甘胺酸之2-CTC樹脂,訂單編號RAA-1039,載入:> 0.5毫莫耳/毫升,100-200網目,得自CBL-Patras,希臘)上開始3毫莫耳等級之合成。最初,用二氯甲烷潤脹樹脂。為了偶合使用2至2.5當量之Fmoc胺基酸的標準Fmoc合成,使用於二氯甲烷-N-甲基嗎福啉(DCM:NMP=1:3)溶劑系統中在二異丙胺/HOBt存在下於25℃經30分鐘的胺基酸之HBTU活化作用。沒有進行預活化但所有試劑以單一步驟簡單混合。Fmoc去保護作用係藉由在NMP中
之20%(w/w)哌啶接著NMP洗滌至完全除去鹼性試劑而達成。洗滌效率係藉由四氯苯醌試驗評估;在偶合之前重複洗滌直到不再觀察到呈藍色。所有偶合皆良好地進行且不需要再偶合,除了端基Boc-His之外,可能是由於在DCM中之溶解度的問題,其可藉由加入少量DMSO作為共溶劑而減少。偶合效率可適當地進一步地藉由於位置Gln-17使用非側鏈保護之Fmoc-Gln替代Fmoc-Gln(Trt)而改良。
在第一個步驟中,在DCM中之2%TFA於0℃經至少10-30分鐘從樹脂裂解仍經Boc保護之胜肽;15分鐘之三次重複TFA循環被顯示效果最好,每一個接著吡啶處理及潤洗。使用1%(w/w)三乙基矽烷(TES)作為捕捉劑(scavenger)。藉由氮起泡攪拌反應。裂解之後,藉由將反應濃汁(broth)倒進稀吡啶(吡啶/乙醇1:9(v/v))中而使用吡啶中和TFA。樹脂用DCM潤洗且藉由過濾脫掉溶劑。藉由在真空下蒸餾掉DCM進行濾液從DCM至乙醇之溶劑交換,且藉由加水沈澱最後經保護之胜肽及過濾。用水洗滌濾餅三次且在真空下於RT乾燥胜肽。在此階段,獲得總計77%產率之具有約77.3%面積(以HPLC評估)之純度的物質。以HPLC-MS觀察到的分子質量對應於理論上預期的質量。此產物在標準溶劑例如DCM中之溶解度是完美的。
在第二個步驟中,在用裂解混合物('CC')稀釋之DCM中進行總體去保護作用,DCM:'CC'=1:10(v/v)。對於GLP-1胜肽,發現為了在去保護作用期間將胜肽之溶解
度最佳化,每份純DCM加入0,1最多至1份之三氟乙醇而非純DCM是最佳的。'CC'係以混合比(%w/w):89:2.5:2.5:5.0:1.0之TFA/大茴香硫醚/酚/水/TES所製成。在室溫下將得自前述裂解步驟之乾燥產物溶解在10毫升如上所述用'CC'稀釋之DCM中且攪拌5小時。接著藉由加入50毫升甲基-三級-丁基-醚(MTBE,Fluka Chemie,Buchs/瑞士),於水浴中在攪拌下將反應經30分鐘冷卻至0℃,且過濾掉已同時形成之鹽沈澱物來回收產物。用MTBE潤洗濾餅數次,其然後在室溫下乾燥,產生0.8克的以HPLC測定之約95%純度的粗產物。經過步驟2和3之總產率為約75%。
實施例2:比較實例-N-端片段H-His-Ala-Glu-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu-Glu-Gly-OH(片段1至16)在假脯胺酸不存在下之合成
最初,基本上如實施例1所述進行該小片段之固相合成,除了只著手合成較短片斷之外。各偶合反應使用2.5至3當量之胺基酸,胺基酸15至9全部輕易地偶合。然而,下列Fmoc胺基酸8至1有嚴重問題:僅在二個位置,偶合類似容易地進行。所有的其他位置需要至少二個偶合之重複循環但仍不允許大於30%純度之滿意的產率。為了評估問題的嚴重性,且忽視一般已知的不適當消旋之方面,剪力偶合方法使用4當量之胺基酸,增加至少一般較少消旋傾向的胺基酸之偶合的溫度至30至40℃及使用更具活性之6-Cl-HOBt替代。然而,仍然需要穩定再偶合且
無法觀察到偶合效率本身之顯著改良。如實施例1中所述在2%TFA中在第一個步驟中進行從樹脂裂解,除了片段被證明具有非常獨特的溶解度性質之外。加入吡啶之後,經保護之未裂解片斷形成凝腸(gelt)。結果在過濾步驟之後需要將吡啶僅加至濾液;發現因為凝膠起泡而使DCM蒸餾非常困難,到處留下固體且大幅減少產率。在加入水後,形成可被單離之固體。然而,溶解該固體產物其後再次證明是困難的:經保護之片段為極不溶於DCM、THF、乙腈及其混合物中。加入在THF中的LiCl沒有改善溶解度。證明該胜肽微溶於NMP、DMF或DMSO中,於更合理的濃度產生凝膠狀外觀,且因此要求在很稀的溶液中操作,發現其對於產率為次佳的。
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Claims (18)
- 一種製造GLP-1或GLP-1促效劑胜肽之方法,其中該胜肽具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser -Tyr-Leu-Glu-R8-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-R4-R5-(R6)w-(R7)z-B或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-B 或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser -B或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser -Tyr-Leu-Glu-Gly-B或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser -Tyr-Leu-Glu-R8-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-R4-B或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser -Tyr-Leu-Glu-R8-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-R4-Gly-B,其中B=OH或NH2 ,A=H、Ac、Boc或Fmoc, R1=His、D-His、去胺基(desamino)組胺酸、2-胺基組胺酸、β-羥基組胺酸、高組胺酸(homohistidine)、α-氟甲基組胺酸或α-甲基組胺酸,R2=Ala、D-Ala、Val、D-Val、Gly或Aib(α-胺基異丁酸),R3=Glu、Asp、Met或Leu,R4=Lys或Arg,R5=Gly、Aib、Ala或D-Ala,R6=Arg、Lys或Gly,R7=Arg、Lys或Gly,R8=Gly或Aib,且其中,獨立地,x、y、w、z為0或1,其限制條件為當x=1時y=1,及其限制條件為當z=1時w=1,及其中個別胺基酸可視需要具有保護基團,其包含下列步驟:a.藉由以線性方式逐步偶合包含假脯胺酸(pseudoproline)雙胜肽之Fmoc-保護(進一步合適地側鏈經保護)的胺基酸或雙胜肽而在固相上合成該胜肽,其在弱酸條件下可裂解,其中在適當序列位置,選自由Fmoc-Val-Ser(ΨMe,Me pro)-OH、Fmoc-Val-Ser(ΨH,H pro)-OH、Fmoc-Ser(P)-Ser(ΨMe,Me pro)-OH及Fmoc-Ser(P)-Ser(ΨH,H pro)-OH所組成之群組,其中P為在至少80% TFA之強酸條件下裂解的酸可裂解之保護基團,的第一個假脯胺酸雙胜肽被偶合至生長胜肽鏈,且其中該側鏈保護基團在強酸條件下可裂解,b.在弱酸條件下從該固相裂解該胜肽,與 c.在強酸條件下將該胜肽鏈去保護。
- 根據申請專利範圍第1項之方法,其中R3為Glu或Asp。
- 根據申請專利範圍第2項之方法,其中R3為Asp。
- 根據申請專利範圍第1項之方法,其中R7為Lys或Gly。
- 根據申請專利範圍第1項之方法,其中P為三級-丁基或為三苯甲基。
- 根據申請專利範圍第1-5項中任一項之方法,其特徵在於至少一個環氧丙基殘基,其進一步地可以Fmoc環氧丙基殘基之形式或以Fmoc-胺醯基環氧丙基殘基之形式偶合,係在其骨架Nα上另以N-(o,p-二烷氧基-苯甲基)或以N-(o-羥基-p-烷氧基-苯甲基)或以N-(o-醯氧基-p-烷氧基-苯甲基)進一步N-保護,且該醯氧基和烷氧基獨立地分別為C1-C4-烷氧基和C1-C4-醯氧基,其限制條件為該環氧丙基殘基不包含在序列-Gly-Thr(ΨMe,Me pro)-或-Gly-Thr(ΨH,H pro)-中且與另一假脯胺酸或Nα-保護之環氧丙基殘基以至少2個介於其中的胺基酸殘基分隔。
- 根據申請專利範圍第1-5項中任一項之方法,其特徵在於使用二個假脯胺酸雙胜肽,其中第二個與第一個係以至少四個介於其中的胺基酸殘基分隔。
- 根據申請專利範圍第7項之方法,其中第二個假脯胺酸雙胜肽為Fmoc-Gly-Thr(ΨMe,Me pro)-OH。
- 根據申請專利範圍第1-5項中任一項之方法,其特徵 在於合成中只有使用一個假脯胺酸雙胜肽。
- 根據申請專利範圍第9項之方法,其中該假脯胺酸雙胜肽為Fmoc-Val-Ser(ΨMe,Me pro)-OH。
- 一種結合固相之GLP-1或GLP-1促效劑胜肽,其中該胜肽具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser -Tyr-Leu-Glu-R8-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-R4-R5-(R6)w-(R7)z-S或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser -S或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser -S或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser -Tyr-Leu-Glu-Gly-S或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser -Tyr-Leu-Glu-R8-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-R4-S或具有下式A-(R1)x-(R2)y-R3-Gly-Thr-Phe-Thr-Ser-Asp-Val-Ser-Ser -Tyr-Leu-Glu-R8-Gln-Ala-Ala-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala-Trp-Leu-Val-R4-Gly-S,其中 S=固相,其在弱酸條件下可裂解且其經由硫酯、酯或醯胺基基團與胜肽基部分之C-端共價鍵結或,若C-端胺基酸為離胺酸,視需要經由該離胺酸之ε-胺基官能共價鍵結,A=H、Ac、Boc或Fmoc,R1=His、D-His、去胺基組胺酸、2-胺基組胺酸、β-羥基組胺酸、高組胺酸、α-氟甲基組胺酸或α-甲基組胺酸,R2=Ala、D-Ala、Val、D-Val、Gly或Aib(α-胺基異丁酸),R3=Glu、Asp、Met或Leu,R4=Lys或Arg,R5=Gly、Aib、Ala或D-Ala,R6=Arg、Lys或Gly,R7=Arg、Lys或Gly,R8=Gly或Aib,且其中,獨立地,x、y、w、z為0或1,其限制條件為當x=1時y=1,及其限制條件為當z=1時w=1,其中至少Lys、Thr、Ser、Glu、Asp之個別側鏈具有保護基團,其在強酸條件下可裂解且其在Thr或Ser之情形中保護基團可為假脯胺酸保護基團,及其中一個在獨特序列片段-Val-Ser-Ser中之Ser為絲胺酸之假脯胺酸衍生物。
- 根據申請專利範圍第11項之結合固相之胜肽,其中R3為Glu或Asp。
- 根據申請專利範圍第12項之結合固相之胜肽,其中R3為Asp。
- 根據申請專利範圍第11項之結合固相之胜肽,其中 R7為Lys或Gly。
- 根據申請專利範圍第11項之結合固相之胜肽,其中該絲胺酸之假脯胺酸衍生物為選自由-Ser(ΨMe,Me pro)-或-Ser(ΨH,H pro)-所組成之群組。
- 根據申請專利範圍第11項之結合固相之胜肽,其特徵在於該Ser-假脯胺酸為胜肽中僅有的假脯胺酸-保護之殘基。
- 根據申請專利範圍第11項之結合固相之胜肽,其特徵在於該胜肽包含至少一個額外的假脯胺酸保護之殘基,其為-Thr(ΨMe,Me pro)-或Thr(ΨH,H pro)-且係位於獨特序列片段-Gly-Thr-。
- 根據申請專利範圍第17項之結合固相之胜肽,其中該胜肽只包含二個假脯胺酸-保護之殘基,其為該第一個和該額外的假脯胺酸殘基。
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