專利名稱：二肽連接的藥劑的制作方法
二肽連接的藥劑
通過引用并入電子提交材料通過引用以其整體并入的是同時(shí)隨附提交的計(jì)算機(jī)可讀氨基酸序列表，并標(biāo)識如下一份 2010 年 6 月 23 日創(chuàng)建的名為 “Sequence_Listing_213277” 的 34. 5KB ASCII (文本)文件。相關(guān)申請的交叉引用本申請要求2010年6月24日提交的美國臨時(shí)專利申請?zhí)?1/358，194的優(yōu)先權(quán)。該臨時(shí)申請的公開內(nèi)容通過引用以其整體明確結(jié)合到本文中。背景通常需要延長所注射藥物的釋放時(shí)間以延長其作用持續(xù)時(shí)間或降低其毒性作用。與更合乎需要和逐步釋放的藥理活性產(chǎn)品不同，在機(jī)體內(nèi)容易溶解的制劑通常被快速吸收，并提供突然暴發(fā)的可用藥物。另外，雖然許多基于肽的藥物可用作高效藥，但是它們通常具有相對短的作用持續(xù)時(shí)間和可變的治療指數(shù)。已進(jìn)行各種嘗試以提供控釋和緩釋藥用化合物，但是之前公開的技術(shù)在克服與所述技術(shù)有關(guān)的所有問題方面未取得成功，例如實(shí)現(xiàn)最佳延長釋放時(shí)間，使穩(wěn)定性和功效最大化，減少毒性，在制備中使再現(xiàn)性最大化，并消除由不良基質(zhì)材料引起的不需要的物理、生物化學(xué)或毒理學(xué)作用。因此，需要延長現(xiàn)有藥物的半衰期，并改進(jìn)其治療指數(shù)的制劑。提供延長釋放和提高的治療指數(shù)的機(jī)制包括在注射部位螯合分子或使用藥物的前藥衍生物形式，其中將前藥衍生物設(shè)計(jì)成延遲開始作用和延長藥物的半衰期。延遲開始作用是利的，因?yàn)樗试S在其活化之前使前藥全身分布。因此，給予前藥消除給藥時(shí)峰值活性引起的復(fù)雜情況(complication),并提高母體藥物的治療指數(shù)。肽和蛋白質(zhì)激動劑的受體識別和后續(xù)加工是許多基于肽和蛋白質(zhì)的藥物降解的主要途徑。因此肽藥物與其受體結(jié)合將導(dǎo)致生物刺激，但還通過肽或蛋白質(zhì)的酶促降解啟動肽/蛋白質(zhì)誘導(dǎo)的藥理學(xué)隨即失活。根據(jù)本公開內(nèi)容，可對現(xiàn)有藥用化合物進(jìn)行修飾以防止其與其相應(yīng)的受體相互作用。更具體地講，如本文公開的，可通過使非酶促的自我切割性二肽與藥物連接而對已知藥物進(jìn)行修飾，形成復(fù)合物，該復(fù)合物或作為使藥物局限在注射部位以受控方式釋放的貯庫(depot)組合物起作用，或作為分布在全身但不能與其受體相互作用的前藥起作用。概述按照一個(gè)實(shí)施方案,提供可與藥劑(medicinal agent)共價(jià)連接的非酶促的自我切割性二肽部分，其中二肽(和與二肽連接的任何化合物)在暴露在生理?xiàng)l件下后以預(yù)定的時(shí)間長度從藥劑中釋放。有利的是，切割速率取決于二肽元件(dipeptide element)的結(jié)構(gòu)和立體化學(xué)結(jié)構(gòu)，還取決于存在于二肽上的誘導(dǎo)切割和二酮哌嗪或二酮嗎啉形成的親核體的強(qiáng)度。在一個(gè)實(shí)施方案中，提供包含已知藥物與結(jié)構(gòu)為A-B的二肽的復(fù)合物，其中A為氨基酸或羥酸，B為N-烷基化氨基酸，其通過在B與藥物的胺之間形成酰胺鍵而與藥物連接。選擇二肽的氨基酸，使得從藥物中非酶促化學(xué)切割A(yù)-B產(chǎn)生二酮哌嗪或二酮嗎啉和重構(gòu)的原有藥物。
在一個(gè)實(shí)施方案中，提供可注射貯庫組合物，其包含具有A-B-Q通用結(jié)構(gòu)的復(fù)合物，其中A為氨基酸或羥酸；B為N-烷基化氨基酸；Q為帶有胺的藥劑；其中二肽A-B還包含與A或B的側(cè)鏈連接的貯庫聚合物，所述二肽通過在A-B與Q的胺之間形成酰胺鍵而與Q連接。選擇足夠大小的貯庫聚合物，使得將復(fù)合物A-B-Q有效螯合在注射部位，或以別的方式使之不能與其靶標(biāo)(例如受體)相互作用。從Q上化學(xué)切割A(yù)-B產(chǎn)生二酮哌嗪或二酮嗎啉，并在給藥后在預(yù)定的持續(xù)時(shí)間內(nèi)以受控方式將活性藥物釋放給患者。在另一個(gè)實(shí)施方案中，根據(jù)抑制前藥被相應(yīng)受體識別的策略，來制備已知藥劑(pharmaceutical agent)的前藥衍生物以延長肽或蛋白質(zhì)的生物半衰期。本文公開的前藥最終可以化學(xué)方法轉(zhuǎn)化成可被受體識別的結(jié)構(gòu)，其中這種化學(xué)轉(zhuǎn)化的速度將決定體內(nèi)生物·作用的開始時(shí)間和持續(xù)時(shí)間。本申請公開的分子設(shè)計(jì)有賴于不依靠其它化學(xué)添加劑或酶的分子內(nèi)化學(xué)反應(yīng)。通過使二肽元件與藥劑的活性部位經(jīng)由酰胺鍵共價(jià)連接來制備前藥衍生物。在一個(gè)實(shí)施方案中，二肽在干擾藥劑與其相應(yīng)受體或輔因子相互作用的能力的位置上與藥劑共價(jià)結(jié)合。在一個(gè)實(shí)施方案中，二肽元件與生物活性肽的N端連接。隨后在生理?xiàng)l件下和在酶促活性不存在時(shí)脫去二肽，恢復(fù)多肽的完全活性。在一個(gè)實(shí)施方案中，提供具有A-B-Q通用結(jié)構(gòu)的前藥。在該實(shí)施方案中，Q為藥劑，包括例如生物活性肽。在一個(gè)實(shí)施方案中，Q選自以下的核激素甲狀腺激素、雌激素、睪酮和糖皮質(zhì)激素，以及上述的類似物、衍生物和綴合物，A-B表示通過酰胺鍵與Q連接的二肽前藥。更具體地講，在一個(gè)實(shí)施方案中，A為氨基酸或羥酸，B為N-烷基化氨基酸，其通過在A-B與Q的胺之間形成酰胺鍵而與Q連接。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，在生理?xiàng)l件下在PBS中，A-B自Q的化學(xué)切割的半衰期(t1/2)為至少約I小時(shí)-約I周。此外，在一個(gè)實(shí)施方案中，Q包含氨基酸序列，A、B或A-B與之連接的Q的氨基酸為非編碼氨基酸，且在生理?xiàng)l件下在PBS中，A-B自Q的化學(xué)切割在約I-約720小時(shí)內(nèi)完成至少約90%。在一個(gè)實(shí)施方案中，選擇A和B以抑制存在于哺乳動物血清中的酶將A-B 二肽自Q酶促切割。在一個(gè)實(shí)施方案中，選擇A和/或B，使得在生理?xiàng)l件下在PBS中，自Q切割A(yù)-B的半衰期不超過在包含DPP-IV蛋白酶的溶液中自Q切割A(yù)-B的半衰期的2倍(即與酶不存在時(shí)的相同條件相比，在DPP-IV蛋白酶存在和生理?xiàng)l件下，A-B自Q的切割以不快于2x的速率發(fā)生)。在一個(gè)實(shí)施方案中，A和/或B為D立體異構(gòu)體構(gòu)型的氨基酸。在一些示例性實(shí)施方案中，A為D立體異構(gòu)體構(gòu)型的氨基酸，B為L立體異構(gòu)體構(gòu)型的氨基酸。在一些示例性實(shí)施方案中，A為L立體異構(gòu)體構(gòu)型的氨基酸，B為D立體異構(gòu)體構(gòu)型的氨基酸。在一些示例性實(shí)施方案中，A為D立體異構(gòu)體構(gòu)型的氨基酸，B為D立體異構(gòu)體構(gòu)型的氨基酸。在一個(gè)實(shí)施方案中，與藥劑連接的二肽元件包含具有式I通用結(jié)構(gòu)的化合物
權(quán)利要求
1.包含以下結(jié)構(gòu)的前藥A-B-Q ； 其中Q為生物活性肽(例如胰島素肽); 其中A-B包含以下結(jié)構(gòu)
2.權(quán)利要求I的前藥，其中B選自甘氨酸(N-甲基)、甘氨酸(N-乙基)、甘氨酸(N-丙基)、甘氨酸(N- 丁基)、甘氨酸(N-戊基)、甘氨酸(N-己基)、甘氨酸(N-庚基)和甘氨酸(N-辛基)。
3.權(quán)利要求2的前藥，其中B是甘氨酸(N-甲基)。
4.權(quán)利要求2的前藥，其中B是甘氨酸(N-己基)。
5.包含以下結(jié)構(gòu)的前藥A-B-Q ； 其中Q為生物活性肽(例如胰島素肽); 其中A-B包含以下結(jié)構(gòu)
6.權(quán)利要求5的前藥，其中R4選自CH3>CH2 (C1-C4烷基)、CH2 (C1-C4)烯基、CH2 (C0-C4烷基)OH、CH2 (C0-C4 烷基)SH、CH2 (C0-C3 烷基)SCH3、CH2 (C0-C3 烷基)CONH2、CH2 (C0-C3 烷基)C00H、CH2 (C0-C4 烷基)NH2 和 CH2 (C0-C3 烷基)NHC (NH2+) NH2。
7.權(quán)利要求6的前藥，其中B選自丙氨酸(N-C1-Cltl烷基)、亮氨酸(N-C1-Cltl烷基)、甲硫氨酸(N-C1-Cltl燒基)、天冬酰胺(N-C1-Cltl燒基)、谷氨酸(N-C1-Cltl燒基)、天冬氨酸(N-C1-C10燒基)、谷氨酰胺(N-C1-Cltl燒基)、組氨酸(N-C1-Cltl燒基)、賴氨酸(N-C1-Cltl燒基)、精氨酸(N-C1-Cltl烷基)、絲氨酸(N-C1-Cltl烷基)和半胱氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
8.權(quán)利要求7的前藥，其中B選自丙氨酸(N-C1-C6烷基)、亮氨酸(N-C1-C6烷基)、甲硫氨酸(N-C1-C6燒基)、天冬酰胺(N-C1-C6燒基)、谷氨酸(N-C1-C6燒基)、天冬氨酸(N-C1-C6燒基)、谷氨酰胺(N-C1-C6燒基)、組氨酸(N-C1-C6燒基)、賴氨酸(N-C1-C6燒基)、精氨酸(N-C1-C6烷基)、絲氨酸(N-C1-C6烷基)和半胱氨酸(N-C1-C6烷基)。
9.權(quán)利要求8的前藥，其中B選自丙氨酸(N-甲基)、亮氨酸(N-甲基)、甲硫氨酸(N-甲基)、天冬酰胺(N-甲基)、谷氨酸(N-甲基)、天冬氨酸(N-甲基)、谷氨酰胺(N-甲基)、組氨酸(N-甲基)、賴氨酸(N-甲基)、精氨酸(N-甲基)、絲氨酸(N-甲基)和半胱氨酸(N-甲基)。
10.權(quán)利要求5的前藥，其中R4選自CH2(C0-C3烷基)(C3-C6環(huán)烷基)、CH2 (C0-C3烷基)(C2-C5 雜環(huán)),CH2 (C0-C3 烷基)(C6-C10 芳基)R7XH2 (C1-C3 烷基)(C3-C9 雜芳基)和 CH2 (C0-C12烷基)(W1) C1-C12烷基，其中W1為選自N、S和O的雜原子，其中R7選自H和0H。
11.權(quán)利要求10的前藥，其中B選自苯丙氨酸(N-C1-Cltl烷基)、酪氨酸(N-C1-Cltl烷基)和色氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
12.權(quán)利要求11的前藥，其中B選自苯丙氨酸(N-C1-C6烷基)、酪氨酸(N-C1-C6烷基)和色氨酸(N-C1-C6烷基)。
13.權(quán)利要求12的前藥，其中B選自苯丙氨酸(N-甲基)、酪氨酸(N-甲基)和色氨酸(N-甲基)。
14.權(quán)利要求5的前藥，其中B為脯氨酸。
15.包含以下結(jié)構(gòu)的前藥A-B-Q ； 其中Q為生物活性肽(例如胰島素肽); 其中A-B包含以下結(jié)構(gòu)
16.權(quán)利要求15的前藥，其中R4為OKC1-C8烷基)2或OKC1-C8烷基)0H。
17.權(quán)利要求16的前藥，其中B選自異亮氨酸(N-C1-Cltl烷基)、纈氨酸(N-C1-Cltl烷基)和蘇氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
18.權(quán)利要求17的前藥，其中B選自異亮氨酸(N-C1-C6烷基)、纈氨酸(N-C1-C6烷基)和蘇氨酸(N-C1-C6烷基)。
19.權(quán)利要求18的前藥，其中B選自異亮氨酸(N-甲基)、纈氨酸(N-甲基)和蘇氨酸(N-甲基)。
20.權(quán)利要求I的前藥，其中所述脂族氨基是Q的N端氨基酸上的α氨基。
21.權(quán)利要求I的前藥，其中所述脂族氨基是Q的側(cè)鏈上的脂族氨基。
22.包含以下結(jié)構(gòu)的前藥A-B-Q ； 其中Q為生物活性肽(例如胰島素肽); 其中A-B包含以下結(jié)構(gòu)
23.權(quán)利要求22的前藥，其中B選自甘氨酸(N-甲基)、甘氨酸(N-乙基)、甘氨酸(N-丙基)、甘氨酸(N- 丁基)、甘氨酸(N-戊基)、甘氨酸(N-己基)、甘氨酸(N-庚基)和甘氨酸(N-辛基)。
24.權(quán)利要求23的前藥，其中B是甘氨酸(N-甲基)。
25.權(quán)利要求23的前藥，其中B是甘氨酸(N-己基)。
26.包含以下結(jié)構(gòu)的前藥A-B-Q ； 其中Q為生物活性肽(例如胰島素肽); 其中A-B包含以下結(jié)構(gòu)
27.權(quán)利要求26的前藥，其中R4選自CH3>CH2 (C1-C4烷基)、CH2 (C1-C4)烯基、CH2 (C0-C4烷基)OH、CH2 (C0-C4 烷基)SH、CH2 (C0-C3 烷基)SCH3、CH2 (C0-C3 烷基)CONH2、CH2 (C0-C3 烷基)C00H、CH2 (C0-C4 烷基)NH2 和 CH2 (C0-C3 烷基)NHC (NH2+) NH2。
28.權(quán)利要求27的前藥，其中B選自丙氨酸(N-C1-Cltl烷基)、亮氨酸(N-C1-Cltl烷基)、甲硫氨酸(N-C1-Cltl燒基)、天冬酰胺(N-C1-Cltl燒基)、谷氨酸(N-C1-Cltl燒基)、天冬氨酸(N-C1-C10燒基)、谷氨酰胺(N-C1-Cltl燒基)、組氨酸(N-C1-Cltl燒基)、賴氨酸(N-C1-Cltl燒基)、精氨酸(N-C1-Cltl烷基)、絲氨酸(N-C1-Cltl烷基)和半胱氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
29.權(quán)利要求28的前藥，其中B選自丙氨酸(N-C1-C6烷基)、亮氨酸(N-C1-C6烷基)、甲硫氨酸(N-C1-C6燒基)、天冬酰胺(N-C1-C6燒基)、谷氨酸(N-C1-C6燒基)、天冬氨酸(N-C1-C6燒基)、谷氨酰胺(N-C1-C6燒基)、組氨酸(N-C1-C6燒基)、賴氨酸(N-C1-C6燒基)、精氨酸(N-C1-C6烷基)、絲氨酸(N-C1-C6烷基)和半胱氨酸(N-C1-C6烷基)。
30.權(quán)利要求29的前藥，其中B選自丙氨酸(N-甲基)、亮氨酸(N-甲基)、甲硫氨酸(N-甲基)、天冬酰胺(N-甲基)、谷氨酸(N-甲基)、天冬氨酸(N-甲基)、谷氨酰胺(N-甲基)、組氨酸(N-甲基)、賴氨酸(N-甲基)、精氨酸(N-甲基)、絲氨酸(N-甲基)和半胱氨酸(N-甲基)。
31.權(quán)利要求26的前藥，其中R4選自CH2(C0-C3烷基)(C3-C6環(huán)烷基)、CH2 (C0-C3烷基)(C2-C5 雜環(huán)),CH2 (C0-C3 烷基)(C6-C10 芳基)R7XH2 (C1-C3 烷基)(C3-C9 雜芳基)和 CH2 (C0-C12烷基)(W1) C1-C12烷基，其中W1為選自N、S和O的雜原子，其中R7選自H和0H。
32.權(quán)利要求31的前藥，其中B選自苯丙氨酸(N-C1-Cltl烷基)、酪氨酸(N-C1-Cltl烷基)和色氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
33.權(quán)利要求32的前藥，其中B選自苯丙氨酸(N-C1-C6烷基)、酪氨酸(N-C1-C6烷基)和色氨酸(N-C1-C6烷基)。
34.權(quán)利要求33的前藥，其中B選自苯丙氨酸(N-甲基)、酪氨酸(N-甲基)和色氨酸(N-甲基)。
35.權(quán)利要求26的前藥，其中B為脯氨酸。
36.包含以下結(jié)構(gòu)的前藥A-B-Q ； 其中Q為生物活性肽(例如胰島素肽); 其中A-B包含以下結(jié)構(gòu)
37.權(quán)利要求36的前藥，其中R4為OKC1-C8烷基)2或OKC1-C8烷基)0H。
38.權(quán)利要求37的前藥，其中B選自異亮氨酸(N-C1-Cltl烷基)、纈氨酸(N-C1-Cltl烷基)和蘇氨酸(N-C1-Cltl烷基)。
39.權(quán)利要求38的前藥，其中B選自異亮氨酸(N-C1-C6烷基)、纈氨酸(N-C1-C6烷基)和蘇氨酸(N-C1-C6烷基)。
40.權(quán)利要求39的前藥，其中B選自異亮氨酸(N-甲基)、纈氨酸(N-甲基)和蘇氨酸(N-甲基)。
41.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的前藥，其中R1和R2獨(dú)立選自C1-Cltl烷基、C2-Cltl烯基、(C1-C10 烷基)OH、(C1-C10 烷基)SH、(C2-C3 烷基)SCH3、(C1-C4 烷基)CONH2、(C1-C4 烷基)COOH、(C1-C4 烷基)NH2、(C1-C4 烷基)NHC (NH2+) NH2、(C0-C4 烷基)(C3-C6 環(huán)烷基)、(C0-C4 烷基)(C2-C5雜環(huán))、(Ctl-C4 烷基)(C6-Cltl 芳基)R7、(C1-C4 烷基)(C3-C9 雜芳基)和 C1-C12 烷基(W1) C1-C12烷基，其中W1為選自N、S和O的雜原子，或R1和R2與其所連接的原子一起形成C3-C12環(huán)烷基，并且其中R7選自H和0H。
42.權(quán)利要求41的前藥，其中A為氨基異丁酸。
43.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的前藥，其中R1為H，R2選自H、C1-C10烷基、C2-C10烯基、(C1-C10 烷基)OH、(C1-C10 烷基)SH、(C2-C3 烷基)SCH3、(C1-C4 烷基)CONH2、(C1-C4 烷基)COOH、(C1-C4 烷基)NH2、(C1-C4 烷基)NHC (NH2+) NH2、(C0-C4 烷基)(C3-C6 環(huán)烷基)、(C0-C4 烷基)(C2-C5雜環(huán))、(Ctl-C4 烷基)(C6-Cltl 芳基)R7、(C1-C4 烷基)(C3-C9 雜芳基)和 C1-C12 烷基(W1) C1-C12烷基，其中R7選自H和0H，其中W1為選自N、S和O的雜原子，或R1和R2與其所連接的原子一起形成C3-C12環(huán)烷基，或R2和R5與其所連接的原子一起形成4、5或6元雜環(huán)。
44.權(quán)利要求43的前藥,其中A選自賴氨酸、半胱氨酸和丙氨酸。
45.權(quán)利要求43或44的前藥，其中A具有d_立體化學(xué)結(jié)構(gòu)。
46.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的前藥,其中A-B選自Aib-Gly(N-己基)、dLys_Gly (N-己基)、dCys-Gly(N-己基)、dAIa-GIy(N-己基)、Aib-Gly(N-甲基)、dLys-Gly(N-甲基)、dCys-Gly (N-甲基)、dAla-Gly (N-己基)、Aib-Phe (N-甲基)、dLys-Phe (N-甲基)、dCys-Phe (N-甲基)或 dAla-Phe (N-甲基)。
47.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的前藥，其還包含與前藥共價(jià)連接的親水部分。
48.權(quán)利要求47的前藥，其中所述親水部分是聚乙二醇。
49.權(quán)利要求48的前藥，其中所述聚乙二醇與A-B共價(jià)連接。
50.權(quán)利要求49的前藥，其中所述聚乙二醇通過間隔基與A-B共價(jià)連接。
51.前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的前藥，其還包含與前藥共價(jià)連接的?；蛲榛?。
52.權(quán)利要求50的前藥，其中所述?；蛲榛cA-B共價(jià)連接。
53.權(quán)利要求52的前藥，其中所述?；蛲榛ㄟ^間隔基與A-B共價(jià)連接。
全文摘要
提供了可通過酰胺鍵與已知藥劑連接的非酶促自我切割性二肽元件。二肽可在生理?xiàng)l件下通過經(jīng)由化學(xué)不穩(wěn)定性驅(qū)動的反應(yīng)自發(fā)地從藥劑上切割。因此，二肽元件提供將各種化合物與已知藥劑連接的方法，其中所述化合物在暴露在生理?xiàng)l件下達(dá)預(yù)定時(shí)間后從藥劑上釋放。例如，二肽可與藥物的活性部位連接形成前藥和/或二肽可包含貯庫聚合物以將包含復(fù)合物的可注射組合物螯合在給藥點(diǎn)。
文檔編號A61K38/28GK102958533SQ201180031396
公開日2013年3月6日 申請日期2011年6月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月24日
發(fā)明者R.D.戴馬志 申請人:印第安納大學(xué)研究及科技有限公司