一種glp-1衍生物及其制備方法與應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及治療性多肽領域，具體涉及新型長效GLP-I衍生物及其制備方法，同 時還涉及這些衍生物的醫(yī)療用途。
【背景技術】
[0002] 胰高血糖素樣肽-UGlucagon-LikeP印tide1，GLP-1)是由人胰高血糖素基因編 碼，并由腸道L細胞分泌的一種肽類激素，其具有以下重要生理作用：以葡萄糖依賴方式作 用于胰島0細胞，促進胰島素基因的轉錄，增加胰島素的生物合成和分泌；刺激0細胞的 增殖和分化，抑制0細胞凋亡，從而增加胰島0細胞數(shù)量，抑制胰高血糖素的分泌，抑制食 欲及攝食，延緩胃內容物排空等。這些功能都有利于降低餐后血糖并使血糖維持在恒定水 平。
[0003] GLP-I可用于II型糖尿病的治療。GLP-I對血糖的調節(jié)作用主要通過環(huán)磷酸腺 苷-蛋白激酶A(cAMP-PKA)途徑實現(xiàn)。GLP-I與0細胞上特異受體結合，通過G蛋白激活 腺苷酸活化酶（AC)，使細胞內cAMP水平升高，增加胰島素的生物合成和釋放，抑制胰高血 糖素的分泌。當血糖濃度的升高時，通過與GLP-I受體高度特異性的結合，刺激胰島素分 泌，使血糖維持在恒定水平。而在生理條件下，GLP-I刺激胰島素分泌的作用依賴于血糖濃 度，因此可以避免傳統(tǒng)降糖藥物產生的嚴重低血糖危險。此外，與傳統(tǒng)降糖藥物相比，GLP-I 只在血糖濃度升高時才刺激0細胞分泌胰島素，因此GLP-I另一顯著的功能是保護0細 胞。另外，隨著對GLP-I研宄的不斷深入，發(fā)現(xiàn)GLP-I對患者還具有抑制食欲、減輕體重及 保護神經元等優(yōu)點。
[0004] GLP-I由 30 或 31 個氨基酸殘基組成，有GLP-I(7-36)amide和GLP-I(7-37)兩種 亞型，其結構式分別為：
[0005]GLP-I(7-36)amide：
[0006]His-Ala-Glu-Glyi0-Thr-Phe-Thr-Ser-Aspi5-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu20-Glu-Gly-G In-Ala-Ala25-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala30-Trp-Leu-Val-Lys-Gly35-Arg-NH2
[0007]GLP-I(7-37)：
[0008] His-Ala-Glu-Glyi0-Thr-Phe-Thr-Ser-Aspi5-Val-Ser-Ser-Tyr-Leu20-Glu-Gly-G In-Ala-Ala25-Lys-Glu-Phe-Ile-Ala3o-Trp-Leu-Val-Lys-Gly35-Arg-Gly
[0009] GLP-I作為完全人源化多肽，作為臨床藥物在安全性上具有較大優(yōu)勢。然而，人體 產生的GLP-I很不穩(wěn)定，在體內很快由DPP-4降解失活，半衰期不足2分鐘。因此若使用天 然GLP-I降低血糖，需要持續(xù)靜脈注射給藥，臨床使用上非常不方便。為了解決這一問題， 目前已有許多研宄，通過對GLP-I進行結構改造，來延長其在體內的藥效作用時間。如諾和 諾德公司研發(fā)的利拉魯肽（Liraglutide)是將GLP-I(7-37)的26位的賴氨酸處連接一個 16碳脂肪酸側鏈，同時將34位賴氨酸突變?yōu)榫彼?，其血漿半衰期超過10小時；羅氏公司 研發(fā)的Taspoglutide是以氨基異丁基替代Ala8和Gly35殘基的GLP-I類似物，一周一次用 藥，耐受性良好；加拿大Conjuchem公司研發(fā)的CJC-1131，是用D-Ala取代GLP-I的N端第 2位的L-Ala8,并通過Lys34側鏈氨基上的接頭分子與血漿白蛋白形成復合物，其經注射給 藥的半衰期達15-19天。
[0010] 雖然通過對GLP-I的序列進行改造能夠延長藥效作用時間，但是改造后分子往往 存在藥效降低、副作用增加等問題，因而需要開發(fā)能夠有效延長藥效時間，同時具有更好的 活性與療效的新的GLP-I衍生物。
[0011] 通過對GLP-I與GLP-IR的結合方式與結合位點的研宄表明，GLP-I序列從Thr13 到￥&133形成一段兩親性（1-螺旋結構，位于疏水面的？}1628、116 29、1^1132、￥&133與61^-11?的 疏水空腔相互作用，Lys26通過氫鍵與GLP-IR上Glu128側鏈相互作用，這些氨基酸殘基是重 要的活性位點。GLP-I這種a-螺旋結構對于保持其生物活性極為重要。然而化學合成的 多肽通常都是一段無序的結構，很難保持其在生理條件下的二級結構。因此，通過發(fā)展合適 的化學修飾方法，來穩(wěn)定合成多肽的a_螺旋結構，一方面可以增強其與受體的親和力，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 潛在應用價值。通?？梢酝ㄟ^在多肽序列合適的位置側鏈成環(huán)的方式來穩(wěn)定多肽的a-螺 旋結構，側鏈一般在多肽a-螺旋的同一面上，側鏈氨基酸的位置一般為i/i+3,i/i+4,i/ i+7,i/i+11等，其中應用較多的是i/i+4和i/i+7。
[0012] 本發(fā)明以GLP-I (7-37)為模板，通過用Cys替換i/i+7位置上的氨基酸，然后通過 連接臂側鏈成環(huán)的策略，來穩(wěn)定GLP-I (7-37)的a-螺旋結構。通過這種方法得到的GLP-I 衍生物，在保留良好的體內降糖活性的同時，解決了天然GLP-I體內半衰期短的問題，這種 GLP-I衍生物在治療和預防糖尿病的藥物中具有更大的應用潛力。

【發(fā)明內容】

[0013] 本發(fā)明的一個目的是針對臨床上GLP-I及其類似物在體內半衰期短，需要頻繁注 射給藥的缺陷，提供一種作用時間更長、療效更好的GLP-I衍生物。
[0014] 本發(fā)明的另一個目的是提供該GLP-I衍生物的制備方法。
[0015] 本發(fā)明的又一個目的是提供該GLP-I衍生物在治療/預防糖尿病的藥物中的應 用。
[0016] 用于實現(xiàn)上述目的的技術方案如下：
[0017] 本發(fā)明提出了一種GLP-I衍生物，所述衍生物為在相對于序列GLP-I(7-37)第i 和i+7的位置上的氨基酸用Cys替換，然后通過連接臂（linker)成環(huán)后形成的化合物，其 中1的取值為13，14，15，16，17，18，，20,23,24,27，所述連接臂（1丨111?51')選自化學式1-4 :
【主權項】
1. 一種GLP-1衍生物，所述衍生物為在相對于序列GLP-1 (7-37)第i和i+7的位置上 的氨基酸用Cys替換，然后通過連接臂（linker)成環(huán)后形成的化合物，其中i的取值為13， 14，15，16，17，18,20,23,24,27，所述連接臂（11111?51')選自化學式1-4 :
2. 根據(jù)權利要求1所述的GLP-1衍生物，其特征在于： 當i= 13時，GLP-1衍生物的結構如式（I)所示：
其中，當連接臂（linker)的結構為化學式1時，對應的GLP-1衍生物記為la;當連接 臂（linker)的結構為化學式2時，對應的GLP-1衍生物記為lb;當連接臂（linker)的結 構為化學式3時，對應的GLP-1衍生物記為Ic;當連接臂（linker)的結構為化學式4時， 對應的GLP-1衍生物記為