Комплекс аналога инсулина со сниженной аффинностью к инсулиновому рецептору и его применение

1. Конъюгат, представленный Формулой 1:
где в Формуле 1
X представляет собой аналог инсулина, имеющий модификацию одной или более чем одной аминокислоты, выбранной из группы, состоящей из 16-й аминокислоты В-цепи, 25-й аминокислоты В-цепи, 14-й аминокислоты А-цепи и 19-й аминокислоты А-цепи нативного инсулина;
L представляет собой линкер;
а представляет собой 0 или натуральное число, при условии, что когда а равно 2 или больше, каждый из L является независимым друг от друга;
F представляет собой вещество, способное увеличивать время полужизни X; и
X, L и F связаны друг с другом посредством ковалентной связи в порядке, указанном в Формуле 1.
2. Конъюгат по п. 1, где X содержит одну или более чем одну модификацию, выбранную из группы, состоящей из модификации 16-й аминокислоты В-цепи нативного инсулина, тирозина, на глутаминовую кислоту, серии, треонин или аспарагиновую кислоту; модификации 25-й аминокислоты В-цепи нативного инсулина, фенилаланина, на аспарагиновую кислоту или глутаминовую кислоту; модификации 14-й аминокислоты А-цепи нативного инсулина, тирозина, на гистидин, лизин, аланин или аспарагиновую кислоту; и модификации 19-й аминокислоты А-цепи нативного инсулина, тирозина, на глутаминовую кислоту, серии или треонин.
3. Конъюгат по п. 1 или 2, где X представляет собой аналог инсулина, содержащий А-цепь с последовательностью SEQ ID NO: 55, указанной в общей Формуле 2, и В-цепь с последовательностью SEQ ID NO: 56, указанной в общей Формуле 3 (при условии, что пептид, в котором А-цепь совпадает с SEQ ID NO: 53, тогда как В-цепь совпадает с SEQ ID NO: 54, исключен):
Общая Формула 2
Xaal-Ile-Val-Glu-Xaa5-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys-Xaa12-Leu-Xaa14-Gln-Xaa16-Glu-Asn-Xaa19-Cys-Xaa21 (SEQ ID NO: 55),
где в общей формуле 2
Xaa1 представляет собой аланин, глицин, глутамин, гистидин, глутаминовую кислоту или аспарагин;
Хаа5 представляет собой аланин, глутаминовую кислоту, глутамин, гистидин или аспарагин;
Хаа12 представляет собой аланин, серии, глутамин, глутаминовую кислоту, гистидин или аспарагин;
Хаа14 представляет собой тирозин, гистидин, лизин, аланин или аспарагиновую кислоту;
Хаа16 представляет собой аланин, лейцин, тирозин, гистидин, глутаминовую кислоту или аспарагин;
Хаа19 представляет собой тирозин, глутаминовую кислоту, серии или треонин; и
Хаа21 представляет собой аспарагин, глицин, гистидин или аланин; и
Общая Формула 3
Phe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Xaa16-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Xaa25-Tyr-Xaa27-Xaa28-Lys-Thr (SEQ ID NO: 56),
где в общей формуле 3
Хаа16 представляет собой тирозин, глутаминовую кислоту, серии, треонин или аспарагиновую кислоту;
Хаа25 представляет собой фенилаланин, аспарагиновую кислоту или глутаминовую кислоту;
Хаа27 представляет собой треонин или отсутствует; и
Хаа28 представляет собой пролин, глутаминовую кислоту или аспарагиновую кислоту или отсутствует.
4. Конъюгат по п. 3, где в общей формуле 2
Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Хаа12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, гистидин, лизин, аланин или аспарагиновую кислоту, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, глутаминовую кислоту, серии или треонин; и Хаа21 представляет собой аспарагин; и
в общей формуле 3
Xaa16 представляет собой тирозин, глутаминовую кислоту, серии, треонин или аспарагиновую кислоту; Хаа25 представляет собой фенилаланин, аспарагиновую кислоту или глутаминовую кислоту, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин.
5. Конъюгат по п. 3 или 4, где в общей формуле 2
Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, глутаминовую кислоту или серии, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и
в общей формуле 3
Xaa16 представляет собой тирозин, глутаминовую кислоту, серии или аспарагиновую кислоту; Хаа25 представляет собой фенилаланин, аспарагиновую кислоту или глутаминовую кислоту, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин.
6. Конъюгат по любому из пп. 1-5, где X содержит А-цепь с последовательностью SEQ ID NO: 55, указанной в общей Формуле 2, и В-цепь с последовательностью SEQ ID NO: 54.
7. Конъюгат по любому из пп. 1-5, где X содержит А-цепь с последовательностью SEQ ID NO: 53 и В-цепь с последовательностью SEQ ID NO: 56, указанной в общей формуле 3.
8. Конъюгат по п. 3, где
(1) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой гистидин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(2) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой лизин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(3) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой глутаминовую кислоту, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(4) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой серии, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(5) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой треонин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(6) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой глутаминовую кислоту, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(7) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой серии, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(8) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой треонин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(9) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой аланин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(10) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой аспарагиновую кислоту, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(11) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой аспарагиновую кислоту, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(12) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Хаа12 представляет собой серии, Хаа14 представляет собой тирозин, Хаа16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой аспарагиновую кислоту, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин;
(13) в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой глутаминовую кислоту, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин.
9. Конъюгат по любому из пп. 1-8, где X представляет собой аналог инсулина, содержащий аминокислотную последовательность, выбранную из группы, состоящей из последовательностей SEQ ID NO: 28, 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44, 46, 48, 50 и 52.
10. Конъюгат по п. 3, где
в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой глутаминовую кислоту, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин.
11. Конъюгат по п. 3, где
в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой серии, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин.
12. Конъюгат по п. 3, где
в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой треонин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин.
13. Конъюгат по п. 3, где
в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой аспарагиновую кислоту, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой фенилаланин, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин.
14. Конъюгат по п. 3, где
в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин, и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой аспарагиновую кислоту, Хаа27 представляет собой треонин, и Хаа28 представляет собой пролин.
15. Конъюгат по п. 3, где
в общей формуле 2 Xaa1 представляет собой глицин, Хаа5 представляет собой глутамин, Xaa12 представляет собой серии, Xaa14 представляет собой тирозин, Xaa16 представляет собой лейцин, Xaa19 представляет собой тирозин и Хаа21 представляет собой аспарагин; и в общей формуле 3 Xaa16 представляет собой тирозин, Хаа25 представляет собой глутаминовую кислоту, Хаа27 представляет собой треонин и Хаа28 представляет собой пролин.
16. Конъюгат по любому из пп. 1-15, где F выбран из группы, состоящей из полимера, жирной кислоты, холестерина, альбумина и его фрагмента, альбумин-связывающего вещества, полимера, состоящего из повторяющихся блоков конкретной аминокислотной последовательности, антитела, фрагмента антитела, FcRn-связывающего вещества, соединительной ткани in vivo, нуклеотида, фибронектина, трансферрина, сахарида, гепарина и эластина.
17. Конъюгат по любому из пп. 1-16, где полимер выбран из группы, состоящей из полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, сополимера этиленгликоля и пропиленгликоля, полиоксиэтилированного полиола, поливинилового спирта, полисахарида, декстрана, поливинилэтилового эфира, биоразлагаемого полимера, липидного полимера, хитина, гиалуроновой кислоты, олигонуклеотида и их комбинации.
18. Конъюгат по любому из пп. 1-17, где F представляет собой Fc-фрагмент иммуноглобулина.
19. Конъюгат по любому из пп. 1-18, где F представляет собой Fc-фрагмент IgG.
20. Конъюгат по любому из пп. 1-19, где L выбран из группы, состоящей из пептида, жирной кислоты, сахарида, полимера, низкомолекулярного соединения, нуклеотида и их комбинации.
21. Конъюгат по п. 20, где полимер выбран из группы, состоящей из полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, сополимера этиленгликоля и пропиленгликоля, полиоксиэтилированного полиола, поливинилового спирта, полисахарида, декстрана, поливинилэтилового эфира, биоразлагаемого полимера, липидного полимера, хитина, гиалуроновой кислоты, олигонуклеотида и их комбинации.
22. Конъюгат по любому из пп. 1-21, где L представляет собой полиэтиленгликоль.
23. Конъюгат по п. 20, где полимер имеет молекулярную массу от 1 кДа до 100 кДа.
24. Конъюгат по любому из пп. 1-23, где линкер присоединен к N-концу В-цепи аналога инсулина или к остатку лизина в аналоге инсулина.
25. Конъюгат по любому из пп. 1-24, где F представляет собой Fc-фрагмент иммуноглобулина, и линкер присоединен к N-концу Fc-фрагмента иммуноглобулина.
26. Конъюгат по любому из пп. 1-25, где F представляет собой Fc-фрагмент иммуноглобулина, а конъюгат имеет структуру, в которой оба конца линкера присоединены к N-концу В-цепи аналога инсулина и к N-концу Fc-фрагмента иммуноглобулина.
27. Конъюгат по любому из пп. 1-26, где аналог инсулина имеет пониженную аффинность связывания с рецептором нативного инсулина по сравнению с нативным инсулином.
28. Конъюгат по п. 27, где аффинность связывания аналога инсулина с рецептором нативного инсулина составляет от приблизительно 10% до приблизительно 90% по сравнению с аффинностью нативного инсулина.
29. Конъюгат по п. 27, где F представляет собой Fc-фрагмент иммуноглобулина; L представляет собой полиэтиленгликоль, и аффинность связывания конъюгата с рецептором нативного инсулина составляет от 0,1% до 50% по сравнению с аффинностью нативного инсулина.
30. Конъюгат по любому из пп. 1-29, где F представляет собой Fc-фрагмент иммуноглобулина; L представляет собой полиэтиленгликоль, а X представляет собой аналог инсулина, имеющий такую же последовательность, как и нативный инсулин, за исключением того, что 14-я аминокислота А-цепи представляет собой аспарагиновую кислоту.
31. Фармацевтическая композиция для предупреждения или лечения диабета, содержащая конъюгат по любому из пп. 1-30.
32. Способ лечения диабета, включающий введение конъюгата по любому из пп. 1-30 или его композиции субъекту, нуждающемуся в этом.