开发GLP-1的长效化类似物主要包括:第一种是开发DPP-Ⅳ抑制剂,使自身分泌的GLP-1不被降解,延长半衰期[8];第二种是对已有的GLP-1的多肽链进行修饰,不仅保留了GLP-1降血糖的功效,而且抵抗其过早降解,延长半衰期[9];第三种是提取天然的GLP-1类似物excendin-4,是由一种蜥蜴唾腺所分泌毒液中提出的39肽,与GLP-1的氨基酸序列呈53%同源性,能免受DPP-Ⅳ迅速降解,故其皮下注射后的效果可持续数小时,延长半衰期[10]。
(1)开发长效化DPP-Ⅳ抑制剂 由于Ⅱ型糖尿病病人的胰岛功能受损,不能正常分泌胰岛素,只能靠自身分泌的GLP-1来促进胰岛素的分泌,但GLP-1又容易被体内的DPP-Ⅳ所降解[11]。因此,开发开发DPP-Ⅳ抑制剂可有效治疗Ⅱ型糖尿病。长效化DPP-Ⅳ抑制剂主要是通过与DPP-Ⅳ竞争性结合,使DPP-Ⅳ活性降低,GLP-1不易被降解,半衰期延长,临床作用时间也随之延长。由武田公司研发的曲格列汀(Trelagliptin)(图1)和默克公司研发的奥格列汀(Omarigliptin)(图2) 是已经上市并应用于临床的长效DPP-Ⅳ抑制剂,曲格列汀的临床半衰期可达到38-54小时,奥格列汀则能达到63小时,基本能做到一周给药一次[12]。
。Trelagliptin化学结构式。 Omarigliptin化学结构式
(2)修饰已有的多肽链已达长效化 对已有的多肽链进行修饰也有许多种方法,主要包括:
1)用游离脂肪酸修饰GLP-1以实现长效化 经过游离脂肪酸修饰的GLP-1进入体内会与人体的血浆蛋白结合,加强药物的稳定性,不易被体内的DPP-Ⅳ所降解,延长了半衰期。丹麦诺和德诺公司研发的利拉鲁肽(Liraglutide)(图3)就是利用脂肪酸修饰GLP-1的并已经上市的长效化药物,半衰期可达11-15小时,一天给药一次即可[13]。
图3。 Liraglutide 的分子结构来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*
2)通过半胱氨酸定点缀合聚乙二醇的方法来实现GLP-1的长效化 聚乙二醇( Polyethy lene glycol ,PEG )修饰又称分子的PEG 化,通过共价键把聚乙二醇结合到多肽链的半胱氨酸分子上,PEG化的多肽链相对分子质量变大,在体内被其屏障保护起来,使酶降解的速率降低,肾脏的清除率降低,不易被肾小球滤过,延长半衰期[15]。尽管通过半胱氨酸定点缀合聚乙二醇可以实现GLP-1的长效化,但是PEG化的药物具有一定的分散性,会直接影响该药物的临床应用和功效[16]。
3)缀合血清白蛋白小分子 我们实验室主要用这种方法做长效化的GLP-1类似物。双香豆素马来酰亚胺【3, 3’-(4-(6-马来酰亚胺基己酰胺基)苯亚甲基)-二-4-羟基香豆素】(图4)与血清白蛋白结合率高,在GLP-1的多肽链分子上缀合上双香豆素马来酰亚胺小分子,这样的GLP-1类似物进入体内先与体内的血清白蛋白结合,不易被被体内的DPP-Ⅳ所降解,也不易被肾小球滤过,延长了半衰期[14]。因此,我们利用半胱氨酸和马来酰亚胺可以特异性反应的特点,设计了末端马来酰亚胺修饰的双香豆素小分子,与半胱氨酸改构的GLP-1肽链特异性缀合。