[發明專利]一種改進的速效胰島素前體的基因構建方法和性質測定

有效

• 申請號: 200810039520.8
• 申請日: 2008-06-25
• 公開（公告）號: CN101613395A
• 公開（公告）日: 2009-12-30
• 發明（設計）人: 王一成;費儉;石嘉豪;陳婷;沈如凌
• 申請（專利權）人: 上海南方模式生物科技發展有限公司
• 主分類號: C07K7/08
• 分類號: C07K7/08;C07K14/62;C12N15/11;C12N15/17;C12N15/63;C12N5/10;C12N1/15;C12N1/19;C12N1/21;C12P21/04;C07K1/14
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 徐 迅

技術領域

本發明涉及生物技術和藥學領域；更具體地，本發明涉及一種用于增加胰 島素前體聚合性質的小肽，含有該小肽的胰島素前體及其編碼基因，以及它們 在胰島素制備中的應用。

背景技術

近年來，糖尿病的發病率急劇上升，成為繼心腦血管疾病和腫瘤之后威脅 人類健康的重大疾病。現在全球糖尿病患者約有二億三千三百萬，預計2025年 將達到三億，其中75％在印度、中國等發展中國家。

胰島素從20世紀20年代用于治療糖尿病以來，一直是無可替代的特效藥。 但是，正常人體內胰島素的分泌是受到血糖濃度調控的，一般是在進餐后30～60 分鐘血胰島素濃度達到峰值，4～5小時后恢復到基礎濃度，這樣能夠保證血糖 濃度不因進餐而有大的波動。而常規胰島素制劑在臨床給藥中不能模仿生理胰 島素分泌的時效性，很難有效的控制飯后的血糖升高，還有給患者帶來低血糖 的危險(Brange?J.和Volund?A.Insulin?analogs?with?improved?pharmacokinetic profiles.Adv?Drug?Deliv?Rev?1999，35：307-335)，無論是在餐后立即注射胰島 素，還是在餐前半小時注射胰島素，都不能有效的模擬生理胰島素的分泌曲線。 這是因為在中性溶液中，濃度高于100nmol/L時胰島素以二聚體、六聚體的形 式存在，而其必須解離成單體后結合專一受體發揮生理功能。這種分子間的聚 合提高了胰島素的穩定性，利于貯存和調節活性，確保能夠精細、靈活地調控 血糖，但給胰島素的吸收造成很大的障礙。胰島素制劑常以六聚體形式存在， 注射后經過高倍的稀釋由六聚體轉為二聚體再轉為單體胰島素方能被吸收進 入血液循環。胰島素在濃度為10^-3mol/L時是六聚體，在10^-5mol/L時為二聚體， 只有濃度為10^-8mol/L時才變成單體可以被皮下組織吸收，在肌肉或皮下這種高 倍的稀釋是一個慢而長的過程，24小時只有50％的胰島素被吸收。皮下注射胰 島素制劑后，90～120分鐘后血胰島素達到比較低的峰值，之后又不能快速降低 (Dodson?G.和Steiner?D.The?role?of?assembly?in?insulin’s?biosynthesis.Curr?Opin Struct?Biol?1998，8：189-194.Brange?J.Stability?of?Insulin.Kluwer?Academic Pubs，1994)。

在中性溶液中，蛋白質濃度高于0.6mmol/L時仍然保持單體性質的胰島素 類似物稱為單體胰島素。單體胰島素在注射濃度為10^-3mol/L時進入血液可以直 接被皮下組織吸收。單體胰島素是胰島素發揮生物活性的功能單位，在給藥處 無須經過高倍稀釋即可被迅速吸收，且縮短了給藥后藥物作用的時程，故而獲 得可用于臨床的單體速效胰島素是開發新一代治療糖尿病藥物的主要目標之 一。

雖然單體胰島素具有很大的優越性，但是其前體在酵母或原核表達系統中 的表達量卻很低。因此，本領域迫切需要開發新的單體胰島素前體，使其在酵 母或原核表達系統中的表達量有大的提高，使得單體速效胰島素更加具有產業 化的前景。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于增加胰島素前體聚合性質的小肽。

本發明的另一目的在于提供含有該小肽的胰島素前體。

本發明的另一目的在于提供一種制備胰島素(特別是單體胰島素)的方 法。

在本發明的第一方面，提供一種用于增加胰島素前體聚合性質的小肽，所 述的小肽具有式(I)所示的氨基酸序列：

X₁X₂X₃X₄X₅X₆X₇X₈X₉X₁₀X₁₁X₁₂X₁₃????(I)

其中，X₁或X₁₃獨立地選自Lys或Arg；

X₂或X₅獨立地選自Gly，Pro或Ala(優選Gly或Ala)；

X₃選自Glu或Asp；