葡萄糖反应性胰岛素

文档序号：913520 发布日期：2021-02-26 浏览：5次 >En<

阅读说明：本技术 葡萄糖反应性胰岛素 (Glucose-responsive insulin ) 是由 D·H-C·周于 2019-04-15 设计创作，主要内容包括：本公开涉及基于胰岛素的肽、制备所述肽的方法以及使用这些肽治疗糖尿病的方法。本摘要旨在作为用于在特定领域中搜索目的的浏览工具,而非意图限制本发明。(The present disclosure relates to insulin-based peptides, methods of making the peptides, and methods of using the peptides to treat diabetes. This abstract is intended as a browsing tool for search purposes in the particular field and is not intended to be limiting of the present invention.)

葡萄糖反应性胰岛素

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年4月16日提交的美国申请号62/658,372的权益，所述申请以引用的方式整体并入本文。

序列表引用

序列表以2019年4月15日创建的名为“21101_0369P1_ST25.txt”并且大小为3080字节的文本文件提交于2019年4月15日，所述文本文件根据37 C.F.R.§1.52(e)(5)以引用的方式并入本文。

背景技术

自从近一个世纪前发现胰岛素以来，胰岛素设计的许多进步允许糖尿病人群改善其血糖控制；然而，低血糖的风险仍然是严格血糖控制的主要障碍(Brownlee和Hirsch(2006)JAMA：The Journal of the American Medical Association 295(14)：1707-8；Frier，B.M.(2014)Nature Reviews Endocrinology 10(12)：711)。一个问题是，可商购获得的胰岛素类似物不能响应于循环血糖而调节生物活性，并因此具有窄治疗指数。为了应对此挑战，提出了葡萄糖反应性胰岛素(GRI)或“智能”胰岛素的概念，以模拟胰岛β细胞中葡萄糖刺激的胰岛素分泌(Brownlee和Cerami(1979)Science 206(4423)：1190-1191；Zaykov等人(2016)Nature Reviews Drug Discovery 15(6)：425；Bakh等人(2017)NatureChemistry 9(10)：937)。迄今为止，产生GRI的许多研究是使用来自以下的葡萄糖触发信号开发的：凝集素(Kaarsholm等人(2018)Diabetes 67(2)：299-308；Yang等人(2018)JCIInsight3(1))、葡萄糖氧化酶(Yu等人(2015)Proceedings of the National Academy ofSciences of the United States of America 112(27)：8260-5；Gu等人(2013)ACS Nano7(5)：4194-201)、葡萄糖转运体(Wang等人(2017)Advanced Materials 29(18))和苯基硼酸(PBA)(Guo等人(2015)Advanced Healthcare Materials 4(12)：1796-1801；Chou等人(2015)Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States ofAmerica112(8)：2401-6)。使用PBA产生葡萄糖反应特性特别有用，因为PBA与其他感应剂相比尺寸较小，并且已知其可逆地结合到顺式-1，2-或顺式-1，3-二醇，诸如葡萄糖，从而在硼酸上产生负电荷，这是可用来改变胰岛素吸收特征的特性。因此，化学修饰的胰岛素衍生物对于GRI设计是有前途的候选物(Rege等人(2017)Current Opinion in Endocrinology，Diabetes and Obesity 24(4)：267-278)。

甘精胰岛素是糖尿病人群常用的长效胰岛素。甘精胰岛素的持久作用机制是由于在B链上添加了两个精氨酸残基，这使胰岛素的等电点(pI)提高到6.7，从而降低了其在生理pH下的溶解度(Owens和Griffiths(2002)International Journal ofClinical Practice56(6)：460-466；Heinemann等人(2000)Diabetes Care 23(5)：644-649)。一旦注射，甘精胰岛素在注射部位沉淀，并非常缓慢地转化为六聚体、二聚体和单体以进行吸收，从而使胰岛素在体内长期且稳定地进入血流。虽然甘精胰岛素具有长期益处，但是添加葡萄糖反应特性以增强血糖控制，同时还防止医源性低血糖，仍然难以实现。本发明满足了这些需求和其他需求。

发明内容

根据本发明的一个或多个目的，如本文所体现和广泛描述的，在一个方面，本发明涉及可用于治疗糖尿病的基于胰岛素的肽。

因此，本发明公开了包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中胰岛素B链肽包含至少32个氨基酸残基，并且其中胰岛素B链肽的至少三个氨基酸残基是赖氨酸残基。

本发明公开了包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中B链肽包含在氨基酸10和氨基酸20处的取代，还包含在A链肽中的至少一个取代。在一些情况下，A链肽中的至少一个取代为T8H、T8Y、T8K或S9R。

本发明还公开了包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中肽直接缀合至至少一个有机硼酸酯基团。

本发明还公开了制备所公开的肽的方法。

本发明还公开了制备胰岛素B链肽的方法，其中胰岛素B链肽直接缀合至有机硼酸酯基团，所述方法包括：使肽结合的胰岛素B链树脂与具有由下式表示的结构的苯基硼酸反应的步骤：

其中Z选自C(O)和SO₂；其中Ar¹选自5元芳基、5元杂芳基、6元芳基和6元杂芳基，并且被独立地选自以下的0个、1个、2个或3个基团取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基；以及使树脂裂解，从而制备胰岛素B链肽。

本发明还公开了包含治疗有效量的所公开的肽和药学上可接受的载剂的药物组合物。

本发明还公开了治疗受试者中的糖尿病的方法，所述方法包括向受试者施用治疗有效量的所公开的肽，从而治疗受试者中的糖尿病。

本发明还公开了修饰至少一个细胞中的胰岛素受体激活的方法，所述方法包括使至少一个细胞与有效量的所公开的肽接触，从而增加至少一个细胞中的胰岛素受体激活。

本发明还公开了降低受试者中的血糖的方法，所述方法包括向受试者施用治疗有效量的所公开的肽，从而降低受试者中的血糖。

所公开的方法和组合物的另外的优点将在下面的描述中部分列出，并且部分将从描述中理解，或可通过所公开的方法和组合物的实践来学习。所公开的方法和组合物的优点将借助在所附权利要求书中特别指出的要素和组合来实现和达到。应理解，以上概述和以下详述都仅是示例性和解释性的，并且不限制要求保护的本发明。

附图说明

并入本说明书并且构成本说明书的一部分的附图说明了所公开的方法和组合物的若干实施方案，并且连同描述一起用来解释所公开的方法和组合物的原理。

图1A至图1C示出了化合物5号(InsA(G)，图1A)、化合物9号InsB(图1B)和化合物10号(智能甘精胰岛素，图1C)的液相色谱(LC)迹线(顶图)和质谱(MS)谱图的代表性示意图。化合物编号对应于图4B中示出的那些。

图2示出了具有含苯基硼酸残基的胰岛素类似物的代表性图像。

图3示出了说明智能甘精胰岛素的化学合成的代表性示意图。

图4A和图4B示出了说明提出的葡萄糖反应性智能甘精胰岛素设计的代表性示意图。

图5A至图5E示出了与胰岛素衍生物的特征有关的代表性数据。

图6A至图6D示出了与胰岛素衍生物的葡萄糖钳夹研究有关的代表性数据。

图7A和图7B示出了说明胰岛素耐受性测试结果的代表性数据。

图8示出了说明具有改善的葡萄糖反应性的葡萄糖反应性胰岛素衍生物的设计和合成的代表性图像。

本发明的另外的优点将在下面的描述中部分列出，并且部分将由描述而变得显而易见，或可通过本发明的实践来学习。本发明的优点将借助在所附权利要求书中特别指出的要素和组合来实现和达到。应理解，以上概述和以下详述都仅是示例性和解释性的，并且不限制要求保护的本发明。

具体实施方式

通过参考特定的实施方案的以下详细描述和其中所包括的实例，以及参考附图和其先前和以下描述可以更容易理解所公开的方法和组合物。

应理解，除非另有说明，否则所公开的方法和组合物不限于具体的合成方法、具体的合成技术或特定的试剂，并且因此这些可以变化。还应理解本文使用的术语仅出于描述特定的实施方案的目的并且不意图具有限制性。

本发明公开了可用于、可结合用于、可用于制备的材料、组合物和组分，或是所公开方法的产品和组合物。本文公开了这些和其他材料，并且应当理解当公开这些材料的组合、子集、相互作用、组等时，尽管可能不能明确地公开每个不同的个体和这些化合物的各种组合和排列的具体参考，但是每个都应特别设想并在本文描述。例如，如果公开和讨论肽，并且讨论了对包括肽的多个分子进行多种修饰，那么特别设想肽的每个和每种组合和排列以及可能的修改，除非相反地明确指出。因此，如果公开一类分子A、B和C以及一类分子D、E和F以及公开组合分子A-D的实例，那么即使没有单独陈述每个，也单独地和共同地设想每个。因此，在此实例中，特别设想组合A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F中的每个，并且应认为将其从公开A、B和C；D、E和F中公开；以及示例性组合A-D。同样，还特别设想并公开了这些的任何子集或组合。因此，例如，特别设想子组A-E、B-F和C-E，并且应认为将其从公开A、B和C；D、E和F中公开；以及示例性组合A-D。此概念适用于本申请的所有方面，包括但不限于制备和使用所公开的组合物的方法中的步骤。因此，如果存在多个可执行的附加步骤，应当理解，这些附加步骤中的每个可以所公开的方法的任何具体的实施方案或实施方案的组合来执行，并且特别设想且应认为公开每个这样的组合。

A.定义

应当理解，所公开的方法和组合物不限于所描述的特定方法、方案和试剂，因为这些可以变化。还应理解，本文中使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并非旨在限定本发明的范围，本发明的范围只受所附权利要求限定。

必须注意的是，除非上下文另外清楚指出，否则如本文和随附权利要求书中所用，单数形式“一个/种(a/an)”和“所述”包括复数指代对象。因此，例如，提到“一个肽”包括多个此类肽，提到“所述肽”是提到一种或多种肽及其本领域技术人员已知的等效物，等等。

如本文所用，为了方便起见，可在通用列表中提交多个项目、结构元素、组成元素和/或材料。然而，应该将这些列表解释为如同列表中的每个成员都被单独地标识为单独且唯一的成员。因此，这样的列表中的单独成员不应仅基于其在没有相反指示的共同组中的呈示形式而被解释为同一列表中任何其他成员的事实上的等同物。

“任选的”或“任选地”意指随后描述的事件、情况或材料可发生或可不发生或存在，并且描述包括其中事件、情况或材料发生或存在的情况和其中不发生或不存在的情况。

范围可在本文中表达为自“约”一个特定值起和/或至“约”另一个特定值止。除非上下文另外明确指出，否则当表达、还特别设想并认为公开的范围是自一个特定值起和/或至另一个特定值止的范围。类似地，在通过使用先行词“约”将值表示为近似值时，应理解，除非上下文另外明确指出，否则具体值形成另一个应认为公开的特别设想的实施方案。应进一步理解，除非上下文另外明确指出，否则每个范围的端点相对于另一个端点并独立于另一个端点均为重要的。最后，应理解，除非上下文另外明确指出，否则明确公开的范围内包含的所有单个值和值的子范围也被特别设想，并且应认为公开。无论是否在特定情况下明确公开这些实施方案中的一些或所有，前述内容均适用。

在说明书和最后的权利要求中提及的组合物中重量份的特定元素或组分表示为组合物或制品中的元素或组分和任何其他元素或组分之间的重量关系，其中重量份针对组合物或制品被表示。因此，在含有2重量份的组分X和5重量份的组分Y的化合物中，X和Y以2∶5的重量比存在且始终以此种比存在，不管另外的组分是否含于化合物中。

组分的重量百分比(重量％)，除非相反地特别说明，否则基于制剂或组合物的总重量，其中所述组分包括在所述制剂或组合物中。

贯穿本说明书的描述和权利要求，词语“包括(comprise)”和所述词语的变化形式如“包括(comprising)”和“包括(comprises)”意指“包括但不限于”并且不旨在排除例如其他添加物、部件、整数或步骤。特别地，在陈述为包括一个或多个步骤或操作的方法中，特别设想每个步骤包括所列内容(除非所述步骤包括诸如“由...组成”的限制术语)，意指每个步骤并不旨在排除例如步骤中未列出的其他添加物、部件、整数或步骤。

术语“A链肽”和“B链肽”与“胰岛素A链肽”和“胰岛素B链肽”可互换。

术语“治疗性”是指可治疗疾病或病状或可改善与疾病或病状相关的一种或多种症状的治疗、疗法或药物。如本文所用，治疗剂可指治疗性化合物，包括但不限于蛋白质、肽、核酸(例如，CpG寡核苷酸)、小分子、疫苗、过敏性提取物、抗体、基因疗法、其他生物制剂或小分子。

如本文所用，术语“受试者”或“患者”是指可向其施用本发明的肽或组合物的任何生物体，例如用于实验、诊断和/或治疗目的。典型的受试者包括动物(例如，哺乳动物，诸如非人灵长类动物和人；禽类；家养或农场动物，诸如猫、狗、绵羊、山羊、牛、马和猪；实验室动物，诸如小鼠、大鼠和豚鼠；兔子；鱼；爬行动物；动物园和野生动物)。通常，“受试者”是动物，包括哺乳动物，诸如人和灵长类；等等。

如本文所用，术语“治疗”是指部分或完全缓解、改善、缓和特定疾病、病症和/或病状的一种或多种症状或特征，延迟其发作，抑制或减缓其进展，降低其严重程度和/或降低其发病率。可向未表现出疾病、病症和/或病状体征的受试者和/或只表现出疾病、病症和/或病状早期体征的受试者施用治疗，以用于降低与疾病、病症和/或病状相关的病理学发展风险的目的。例如，疾病、病症和/或病状可为1型糖尿病或任何其他胰岛素相关病状。

如本文所用，术语“预防(prevent)”或“预防(preventing)”是指遏阻、减轻、避免、预防、阻止或阻碍某些事情的发生，尤其是提前作用。应理解，本文使用减少、抑制或预防时，除非另外明确指出，否则也明确公开本文使用其他两个词语。

如本文所用，术语“诊断”意指已经由技术人员，例如医师，经身体检查并发现具有可通过本文公开的化合物、组合物或方法诊断或治疗的病状。在所公开方法的一些方面，在施用步骤之前，受试者已被诊断为需要治疗疾病或病症，例如像糖尿病。如本文所用，短语“鉴定为需要治疗病症”等是指基于治疗病症的需要来选择受试者。设想，在一个方面，鉴定可由不同于作出诊断的人的人进行。还可设想，在另一方面，施用可由随后进行施用的人进行。

如本文所用，术语“施用(administering)”和“施用(administration)”是指给受试者提供药物制品的任何方法。此类方法为本领域技术人员所熟知并且包括但不限于口服施用、透皮施用、通过吸入施用、鼻腔施用、局部施用、阴道内施用、眼部施用、耳内施用、颅内施用、直肠施用和胃肠外施用，包括可注射的诸如静脉内施用、动脉内施用、肌内施用和皮下施用。施用可为连续的或间歇的。在各个方面，制品可治疗性地施用；即，施用以治疗现有的疾病或病状。在其他各个方面，制品可预防性地施用；即，施用以预防疾病或病状。

如本文所用的术语“接触”是指以如下方式将所公开的化合物与细胞、靶受体或其他生物实体合在一起，即化合物可直接地；即，通过靶标自身相互作用，或间接地；即，通过与另一分子、辅助因子、因子或靶标活性所依赖的蛋白影响靶标(例如，受体、细胞等)的活性。

如本文所用，术语“有效量(effective amount)”和“有效的量(amounteffective)”是指足以实现所需结果或对不希望的病状有效果的量。例如，“治疗有效量”是指足以实现所需治疗结果或对不希望的症状有效果的量，但是通常不足以引起不利副作用。任何特定患者的具体治疗有效剂量水平将取决于多种因素，包括正在治疗的病症和病症的严重程度；使用的具体组合物；患者的年龄、体重、健康状况、性别和饮食；施用时间；施用途径；使用的具体化合物的排泄率；治疗的持续时间；与使用的具体化合物组合使用或偶然使用的药物以及在医学领域熟知的类似的因素。例如，化合物的起始剂量水平低于需要实现所需的治疗效果并逐渐增加剂量直至实现所需效果的剂量水平完全在本领域技术范围之内。如果需要，为了施用目的，可将有效日剂量分成多剂量。因此，单剂量组合物可含有此量或其约数来构成日剂量。在任何禁忌症的情况下，剂量可由个体医师进行调节。剂量可变化且可以每日一次或多次剂量施用，持续一天或几天。对于给定类别的药物产品的适当剂量可见于文献中的指南。在其他各个方面，制品可以“预防有效量”(即，有效用于预防疾病或病状的量)施用。

术语氨基酸“修饰”或“修饰的”氨基酸是指氨基酸的取代、或通过向氨基酸中添加和/或从氨基酸中移除化学基团进行的氨基酸的衍生，并且包括被人蛋白质中常见的20种氨基酸中的任一种以及非典型或非天然存在的氨基酸取代。非典型氨基酸的商业来源包括Sigma-Aldrich(Milwaukee，Wis.)、ChemPep Inc.(Miami，Fla.)和GenzymePharmaceuticals(Cambridge，Mass.)。非典型氨基酸可从商业供应商处购买、从头合成或由天然存在的氨基酸化学修饰或衍生。

如本文所用，氨基酸“取代”是指一个氨基酸残基被不同的氨基酸残基替代。取代的氨基酸可为人蛋白质中常见的20种氨基酸中的任一种，以及非典型或非天然存在的氨基酸。

根据本公开的化合物可使用烷氧基、氨基酸等基团作为前药形成部分来形成羟基或氨基官能团的前药。例如，羟甲基位置可形成单磷酸盐、二磷酸盐或三磷酸盐，并且这些磷酸盐可再次形成前药。在各种文献来源中讨论了此类前药衍生物的制备(实例为：Alexander等人，J.Med.Chem.1988，31，318；Aligas-Martin等人，PCT WO 2000/041531，第30页)。在制备这些衍生物时转化的氮官能是本公开化合物的氮原子中的一个(或多个)。

本文所公开的化合物的“衍生物”是药学上可接受的盐、前药、氘化形式、放射性标记的形式、异构体、溶剂化物及其组合。在本文中提及的“组合”是指落入以下组中的至少两个的衍生物：药学上可接受的盐、前药、氘化形式、放射性标记的形式、异构体和溶剂化物。放射性标记的形式的实例包括用氚、磷-32、碘-129、碳-11、氟-18等标记的化合物。

“药学上可接受的盐”是指所公开化合物的衍生物，其中母体化合物通过制备其酸式或碱式盐来修饰。本公开的化合物与多种有机酸和无机酸形成酸加成盐，并且包括常常在药物化学中使用的生理上可接受的盐。此类盐也是本公开的一部分。用于形成此类盐的典型无机酸包括盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硝酸、硫酸、磷酸、次磷酸等。也可使用衍生自诸如以下有机酸的盐：脂族单羧酸和二羧酸、苯基取代的链烷酸、羟基链烷酸和羟基链烷二酸、芳香酸、脂族磺酸和芳香族磺酸。因此，此类药学上可接受的盐包括乙酸盐、苯基乙酸盐、三氟乙酸盐、丙烯酸酯、抗坏血酸酯、苯甲酸酯、氯苯甲酸酯、二硝基苯甲酸酯、羟基苯甲酸酯、甲氧基苯甲酸酯、甲基苯甲酸酯、邻乙酰氧基苯甲酸酯、萘-2-苯甲酸酯、溴化物、异丁酸酯、苯丁酸酯、β-羟基丁酸酯、丁炔-1，4-二酸酯、己炔-1，4-二酸酯、癸酸盐、辛酸盐、氯化物、肉桂酸盐、柠檬酸盐、甲酸盐、富马酸盐、乙醇酸盐、庚酸盐、马尿酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、马来酸盐、羟基马来酸盐、丙二酸盐、扁桃酸盐、甲磺酸盐、烟酸盐、异烟酸盐、硝酸盐、草酸盐、邻苯二甲酸盐、对苯二甲酸盐、磷酸盐、磷酸一氢盐、磷酸二氢盐、偏磷酸盐、焦磷酸盐、丙炔酸盐、丙酸盐、苯丙酸盐、水杨酸盐、癸二酸盐、琥珀酸盐、辛二酸盐、硫酸盐、硫酸氢盐、焦硫酸盐、亚硫酸盐、亚硫酸氢盐、磺酸盐、苯-磺酸盐、对溴苯磺酸盐、氯苯磺酸盐、乙磺酸盐、2-羟基乙磺酸盐、甲磺酸盐、萘-1-磺酸盐、萘-2-磺酸盐、对甲苯磺酸盐、二甲苯磺酸盐、酒石酸盐等。

应当理解，除非另外说明，否则本公开的化合物涉及分子的各种可能的原子上的所有光学异构体和立体异构体。可通过结晶、色谱或合成将化合物分离或制备成其纯对映异构体或非对映异构体。

术语“离去基团”是指具有吸电子能力的原子(或原子组)，其可被替换为稳定的物质，同时其作为成键电子。适合的离去基团的实例包括磺酸酯，包括三氟甲磺酸酯、甲磺酸酯、甲苯磺酸酯、对溴苯磺酸酯和卤化物。

如本文所用，术语“取代的”预期包括有机化合物的所有可允许的取代基。在一个广义方面，可允许的取代基包括有机化合物的无环和环状、支链和无支化、碳环和杂环以及芳族和非芳族的取代基。示例性的取代基包括，例如，下文所述的那些。对于适当的有机化合物，可允许的取代基可为一个或多个以及相同或不同的。为了本公开的目的，杂原子(诸如氮)可具有氢取代基和/或满足杂原子化合价的本文所述有机化合物的任何可允许的取代基。本公开不旨在以任何方式受有机化合物的可允许的取代基的限制。此外，术语“取代”或“被取代”包括隐含的条件，此类取代符合被取代原子和取代基的允许化合价，且所述取代得到稳定的化合物，例如不会自发进行转化(诸如通过重排、环化、消除等)的化合物。还设想，在某些方面，除非相反地明确指出，否则单个取代基可进一步任选被取代(即，进一步取代或未取代)。

在定义的各种术语中，“A¹”、“A²”、“A³”和“A⁴”在本文中用作通用符号来表示各种具体取代基。这些符号可为任何取代基，但并不限于本文所公开的那些，并且当在一种情况下将它们定义为某些取代基时，在另一种情况下，可将它们定义为一些其他取代基。

如本文所用的术语“烷基”为1至24个碳原子的支链或未支化饱和烃基，诸如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、仲戊基、新戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、二十烷基、二十四烷基等。烷基也可为取代或未取代的。烷基可被一个或多个基团取代，所述一个或多个基团包括但不限于本文所述的任选取代的烷基、环烷基、烷氧基、氨基、醚、卤化物、羟基、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或巯基。“低级烷基”为含有一至六个(例如，一至四个)碳原子的烷基。

在整个说明书中，“烷基”通常用于指未取代的烷基和取代的烷基；然而，取代的烷基在本文中也特异性地指识别烷基上的一个或多个具体取代基。例如，术语“卤代烷基”特异性地指被一个或多个卤化物(例如，氟、氯、溴或碘)取代的烷基。术语“烷氧基烷基”特异性地指被一个或多个如下所述的烷氧基取代的烷基。术语“烷基氨基”特异性地指被一个或多个如下所述的氨基等取代的烷基。当将“烷基”用于一种情况下且将具体术语诸如“烷基醇”用于另一种情况下时，也并不意在暗示术语“烷基”也不是指诸如“烷基醇”等的具体术语。

本实践也用于本文所述的其他基团。即，另外，当术语诸如“环烷基”是指未取代和取代的环烷基部分时，可在本文中特异性地识别取代的部分；例如，特定取代的环烷基可被称为，例如，“烷基环烷基”。类似地，取代的烷氧基可被特异性地称为，例如，“卤代烷氧基”，特定取代的链烯基可为，例如，“链烯基醇”等。再次地，使用通用术语，诸如，“环烷基”和具体术语，诸如“烷基环烷基”的实施并不意在暗示通用术语也不包括具体术语。

如本文所用的术语“环烷基”为由至少三个碳原子组成的非芳族碳基环。环烷基的实例包括但不限于环丙基、环丁基、环戊基、环己基、降冰片基等。术语“杂环烷基”是如上定义的环烷基的类型，并且包括在术语“环烷基”的含义内，其中环的至少一个碳原子被诸如但不限于氮、氧、硫或磷的杂原子替代。环烷基和杂环烷基可为取代或未取代的。环烷基和杂环烷基可被一个或多个基团取代，所述一个或多个基团包括但不限于本文所述的任选取代的烷基、环烷基、烷氧基、氨基、醚、卤化物、羟基、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或巯基。

如本文所用的术语“聚亚烷基”为具有两个或更多个彼此连接的CH₂基团。聚亚烷基可由式-(CH₂)_a-表示，其中“a”为2至500的整数。

如本文所用的术语“烷氧基(alkoxy)”和“烷氧基(alkoxyl)”是指通过醚键键合的烷基或环烷基；即，可将“烷氧基”定义为-OA¹，其中A¹为如上定义的烷基或环烷基。“烷氧基”还包括上述烷氧基的聚合物，即，烷氧基可为诸如-OA¹-OA²或-OA¹-(OA²)_a-OA³的聚醚，其中“a”为1至200的整数且A¹、A²和A³为烷基和/或环烷基。

如本文所用的术语“链烯基”为具有含有至少一个碳-碳双键的结构式的2至24个碳原子的烃基。非对称的结构诸如(A¹A²)C＝C(A³A⁴)旨在包括E和Z异构体两者。这可在本文中存在不对称烯烃的结构式中假定，或可通过键符号C＝C明确表示。烯基可被一个或多个基团取代，所述一个或多个基团包括但不限于本文所述的任选取代的烷基、环烷基、烷氧基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤化物、羟基、酮、叠氮基、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或巯基。

如本文所用的术语“环烯基”为由至少三个碳原子组成且含有至少一个碳-碳双键(即，C＝C)的非芳族碳基环。环烯基的实例包括但不限于环丙烯基、环丁烯基、环戊烯基、环戊二烯基、环己烯基、环己二烯基、降冰片烯基等。术语“杂环烯基”是如上定义的环烯基的类型，并且包括在术语“环烯基”的含义内，其中环的至少一个碳原子被诸如但不限于氮、氧、硫或磷的杂原子替代。环烯基和杂环烯基可为取代或未取代的。环烯基和杂环烯基可被一个或多个基团取代，所述一个或多个基团包括但不限于本文所述的任选取代的烷基、环烷基、烷氧基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤化物、羟基、酮、叠氮基、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或巯基。

如本文所用的术语“炔基”为具有含有至少一个碳-碳三键的结构式的2至24个碳原子的烃基。烯基可为未取代的或被一个或多个基团取代，所述一个或多个基团包括但不限于本文所述的任选取代的烷基、环烷基、烷氧基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤化物、羟基、酮、叠氮基、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或巯基。

如本文所用的术语“环炔基”为由至少七个碳原子组成且含有至少一个碳-碳三键的非芳族碳基环。环炔基的实例包括但不限于环庚炔基、环辛炔基、环壬炔基等。术语“杂环炔基”是如上定义的环烯基的类型，并且包括在术语“环炔基”的含义内，其中环的至少一个碳原子被诸如但不限于氮、氧、硫或磷的杂原子替代。环炔基和杂环炔基可为取代或未取代的。环炔基和杂环炔基可被一个或多个基团取代，所述一个或多个基团包括但不限于本文所述的任选取代的烷基、环烷基、烷氧基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤化物、羟基、酮、叠氮基、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或巯基。

如本文所用的术语“芳基”为含有任何碳基芳族基团的基团，包括但不限于苯、萘、苯基、联苯基、苯氧基苯等。术语“芳基”还包括“杂芳基”，将其定义为含有具有至少一个引入芳族基团环内的杂原子的芳族基团的基团。杂原子的实例包括但不限于氮、氧、硫和磷。同样地，也包括在术语“芳基”中的术语“非杂芳基”定义了含有不含杂原子的芳族基团的基团。芳基可为取代或未取代的。芳基可被一个或多个基团取代，所述一个或多个基团包括但不限于本文所述的任选取代的烷基、环烷基、烷氧基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基、杂芳基、醛、氨基、羧酸、酯、醚、卤化物、羟基、酮、叠氮基、硝基、甲硅烷基、磺基-氧代或巯基。术语“联芳基”为芳基的具体类型，并且包括在“芳基”的定义中。联芳基是指经由稠合的环结构结合在一起的两个芳基(如萘)或经由一个或多个碳-碳键连接的两个芳基(如联苯基)。

如本文所用的术语“醛”由式-C(O)H表示。在整个说明书中，“C(O)”为羰基(即，C＝O)的简写符号。

如本文所用的术语“胺”或“氨基”由式-NA¹A²表示，其中A¹和A²可独立地为本文所述的氢或烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。

如本文所用的术语“烷基氨基”由式-NH(-烷基)表示，其中烷基如本文所述。代表性的实例包括但不限于甲基氨基、乙基氨基、丙基氨基、异丙基氨基、丁基氨基、异丁基氨基、(仲丁基)氨基、(叔丁基)氨基、戊基氨基、异戊基氨基、(叔戊基)氨基、己基氨基等。

如本文所用的术语“二烷基氨基”由式-N(-烷基)₂表示，其中烷基如本文所述。代表性的实例包括但不限于二甲基氨基、二乙基氨基、二丙基氨基、二异丙基氨基、二丁基氨基、二异丁基氨基、二(仲丁基)氨基、二(叔丁基)氨基、二戊基氨基、二异戊基氨基、二(叔戊基)氨基、二己基氨基、N-乙基-N-甲基氨基、N-甲基-N-丙基氨基、N-乙基-N-丙基氨基等。

如本文所用的术语“羧酸”由式-C(O)OH表示。

如本文所用的术语“酯”由式-OC(O)A¹或-C(O)OA¹表示，其中A¹可为本文所述的任选取代的烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。如本文所用的术语“聚酯”由式-(A¹O(O)C-A²-C(O)O)_a-或-(A¹O(O)C-A²-OC(O))_a-表示，其中A¹和A²可独立地为本文所述的任选取代的烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基且“a”为1至500的整数。术语“聚酯”是用来描述通过具有至少两个羧酸基团的化合物与具有至少两个羟基基团的化合物之间反应生成的基团。

如本文所用的术语“醚”由式A¹OA²表示，其中A¹和A²可独立地为本文所述的任选取代的烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。如本文所用的术语“聚醚”由式-(A¹O-A²O)_a-表示，其中A¹和A²可独立地为本文所述的任选取代的烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基且“a”为1至500的整数。聚醚基的实例包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和聚环氧丁烷。

如本文所用的术语“卤化物”是指卤素氟、氯、溴和碘。

如本文所用的术语“杂环”是指单环和多环芳族或非芳族环体系，其中至少一个环成员不是碳。杂环包括吡啶、嘧啶、呋喃、噻吩、吡咯、异噁唑、异噻唑、吡唑、噁唑、噻唑、咪唑、噁唑(包括1，2，3-噁二唑、1，2，5-噁二唑和1，3，4-噁二唑)、噻二唑(包括1，2，3-噻二唑、1，2，5-噻二唑和1，3，4-噻二唑)、三唑(包括1，2，3-三唑、1，3，4-三唑)、四唑(包括1，2，3，4-四唑和1，2，4，5-四唑)、吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、三嗪(包括1，2，4-三嗪和1，3，5-三嗪)、四嗪(包括1，2，4，5-四嗪)、吡咯烷、哌啶、哌嗪、吗啉、氮杂环丁烷、四氢吡喃、四氢呋喃、二氧杂环己烷等。

如本文所用的术语“羟基”由式-OH表示。

如本文所用的术语“酮”由式A¹C(O)A²表示，其中A¹和A²可独立地为本文所述的任选取代的烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。

如本文所用的术语“叠氮化物”由式-N₃表示。

如本文所用的术语“硝基”由式-NO₂表示。

如本文所用的术语“腈”由式-CN表示。

如本文所用的术语“甲硅烷基”由式-SiA¹A²A³表示，其中A¹、A²和A³可独立地为本文所述的氢或任选取代的烷基、环烷基、烷氧基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。

如本文所用的术语“磺基-氧代”由式-S(O)A¹、-S(O)₂A¹、-OS(O)₂A¹或-OS(O)₂OA¹表示，其中A¹可为本文所述的氢或任选取代的烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。在整个说明书中，“S(O)”为S＝O的简写符号。如本文所用的术语“磺酰基”是指由式-S(O)₂A¹表示的磺基-氧代基团，其中A¹可为本文所述的氢或任选取代的烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。如本文所用的术语“砜”由式A¹S(O)₂A²表示，其中A¹和A²可独立地为本文所述的任选取代的烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。如本文所用的术语“亚砜”由式A¹S(O)A²表示，其中A¹和A²可独立地为本文所述的任选取代的烷基、环烷基、链烯基、环烯基、炔基、环炔基、芳基或杂芳基。

如本文所用的术语“硫醇”由式-SH表示。

如本文所用的“R¹”、“R²”、“R³”、“Rⁿ”(其中n为整数)可独立地具有一个或多个以上所列基团。例如，如果R¹为直链烷基，则烷基的氢原子中的一个可任选地被羟基、烷氧基、烷基、卤化物等取代。根据所选择的基团，可将第一基团引入第二基团中，或另选地，可将第一基团悬垂(即，连接)于第二基团。例如，对于短语“包含氨基的烷基”，可将氨基引入烷基的主链中。另选地，可将氨基连接于烷基的主链上。如果第一基团嵌入或连接于第二基团，则将确定所选择的一个或多个基团的性质。

如本文所述，本发明的化合物可含有“任选取代的”部分。一般来讲，无论前面有无术语“任选地”，术语“取代的”意指指定部分的一个或多个氢被适合的取代基替代。除非另外指出，否则“任选取代的”基团可在基团的每个可取代位置具有适合的取代基，且当任一给定结构中一个以上的位置可经一个以上选自特定组的取代基取代时，每一位置上的取代基可相同或不同。由本发明所设想的取代基组合优选为使得形成稳定或化学上可行的化合物的那些。还设想，在某些方面，除非相反地明确指出，否则单个取代基可进一步任选被取代(即，进一步取代或未取代)。

如本文所用的术语“稳定的”是指当经受允许化合物产生、检测及在某些方面其回收、纯化和用于本文公开的一个或多个目的的条件时实质上未改变的化合物。

在“任选取代的”基团的可取代碳原子上的适合单价取代基独立地为卤素；-(CH₂)_0-4R^o；-(CH₂)_0-4OR^o；-O(CH₂)_0-4R^o，-O-(CH₂)_0-4C(O)OR^o；-(CH₂)_0-4CH(OR^o)₂；-(CH₂)_0- ₄SR^o；-(CH₂)_0-4Ph，其可被R^o取代；-(CH₂)_0-4O(CH₂)_0-1Ph，其可被R^o取代；-CH＝CHPh，其可被R^o取代；-(CH₂)_0-4O(CH₂)_0-1-吡啶基，其可被R^o取代；-NO₂；-CN；-N₃；-(CH₂)_0-4N(R^o)₂；-(CH₂)_0-4N(R^o)C(O)R^o；-N(R^o)C(S)R^o；-(CH₂)_0-4N(R^o)C(O)NR^o ₂；-N(R^o)C(S)NR^o ₂；-(CH₂)_0-4N(R^o)C(O)OR^o；-N(R^o)N(R^o)C(O)R^o；-N(R^o)N(R^o)C(O)NR^o ₂；-N(R^o)N(R^o)C(O)OR^o；-(CH₂)_0-4C(O)R^o；-C(S)R^o；-(CH₂)_0-4C(O)OR^o；-(CH₂)_0-4C(O)SR^o；-(CH₂)_0-4C(O)OSiR^o ₃；-(CH₂)_0-4OC(O)R^o；-OC(O)(CH₂)_0-4SR-，SC(S)SR^o；-(CH₂)_0-4SC(O)R^o；-(CH₂)_0-4C(O)NR^o ₂；-C(S)NR^o ₂；-C(S)SR^o；-SC(S)SR^o，-(CH₂)_0-4OC(O)NR^o ₂；-C(O)N(OR^o)R^o；-C(O)C(O)R^o；-C(O)CH₂C(O)R^o；-C(NOR^o)R^o；-(CH₂)_0-4SSR^o；-(CH₂)_0-4S(O)₂R^o；-(CH₂)_0-4S(O)₂OR^o；-(CH₂)_0-4OS(O)₂R^o；-S(O)₂NR^o ₂；-(CH₂)_0-4S(O)R^o；-N(R^o)S(O)₂NR^o ₂；-N(R^o)S(O)₂R^o；-N(OR^o)R^o；-C(NH)NR^o ₂；-P(O)₂R^o；-P(O)R^o ₂；-OP(O)R^o ₂；-OP(O)(OR^o)₂；SiR^o ₃；-(C_1-4直链或支链的亚烷基)O-N(R^o)₂；或-(C_1-4直链或支链的亚烷基)C(O)O-N(R^o)₂，其中每个R^o可被如以下定义所取代且独立地为氢，C_1-6脂族，-CH₂Ph，-O(CH₂)_0-1Ph，-CH₂-(5至6元杂芳基环)，或具有0至4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的5至6元饱和、部分不饱和的或芳基环，或尽管上文所定义，两次独立出现的R^o连同它们的一个或多个居间原子一起形成具有0至4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的3至12元饱和、部分不饱和的或芳基单环或双环，其可被如以下定义所取代。

在R^o上的适合单价取代基(或两次独立出现的R^o连同其居间原子一起形成的环)独立地为卤素、-(CH₂)_0-2R^·、-(卤代R^·)、-(CH₂)_0-2OH、-(CH₂)_0-2OR^·、-(CH₂)_0-2CH(OR^·)₂；-O(卤代R^·)、-CN、-N₃、-(CH₂)_0-2C(O)R^·、-(CH₂)_0-2C(O)OH、-(CH₂)_0-2C(O)OR^·、-(CH₂)_0-2SR^·、-(CH₂)_0- ₂SH、-(CH₂)_0-2NH₂、-(CH₂)_0-2NHR^·、-(CH₂)_0-2NR^· ₂、-NO₂、-SiR^· ₃、-OSiR^· ₃、-C(O)SR^·、-(C_1-4直链或支链的亚烷基)C(O)OR^·或-SSR^·，其中每个R^·为未取代的或之前有“卤代”的地方仅被一个或多个卤素取代，且独立地选自C_1-4脂族，-CH₂Ph，-O(CH₂)_0-1Ph或具有0至4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的5至6元饱和、部分不饱和的或芳基环。在R^o的饱和碳原子上的适合的二价取代基包括＝O和＝S。

在“任选取代的”基团的饱和碳原子上的适合二价取代基包括以下：＝O、＝S、＝NNR^* ₂、＝NNHC(O)R^*、＝NNHC(O)OR^*、＝NNHS(O)₂R^*、＝NR^*、＝NOR^*、-O(C(R^* ₂))_2-3O-或-S(C(R^* ₂))_2-3S-，其中每个独立出现的R^*选自氢，C_1-6脂族(其可被如以下定义所取代)，或具有0至4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的未取代的5至6元饱和、部分不饱和的或芳基环。结合于“任选取代的”基团的邻位可取代碳的适合二价取代基包括：-O(CR^* ₂)_2-3O-，其中每个独立出现的R^*选自氢，C_1-6脂族(其可被如以下定义所取代)，或具有0至4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的未取代的5至6元饱和、部分不饱和的或芳基环。

R^*的脂族基团上的适合的取代基包括卤素、-R^·、-(卤代R^·)、-OH、-OR^·、-O(卤代R^·)、-CN、-C(O)OH、-C(O)OR^·、-NH₂、-NHR^·、-NR^· ₂或-NO₂，其中每个R^·为未取代的或在之前有“卤代”的地方仅被一个或多个卤素取代，并且其独立地为C_1-4脂族，-CH₂Ph，-O(CH₂)_0-1Ph，或具有0至4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的5至6元饱和、部分不饱和的或芳基环。

在“任选取代的”基团的可取代氮上适合的取代基包括或其中每个独立地为氢，如以下所定义的被取代的C_1-6，未取代的-OPh，或具有0至4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的未取代的5至6元饱和、部分不饱和的或芳基环，或尽管上文给出了定义，但两个独立出现的连同它们的一个或多个居间原子一起形成具有0至4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的3至12元饱和、部分不饱和或芳基单环或双环。

的脂族基团上的适合的取代基独立地为卤素、-R^·、-(卤代R^·)、-OH、-OR^·、-O(卤代R^·)、-CN、-C(O)OH、-C(O)OR^·、-NH₂、-NHR^·、-NR^· ₂或-NO₂，其中每个R^·为未取代的或在之前有“卤代”的地方仅被一个或多个卤素取代，并且其独立地为C₁-₄脂族，-CH₂Ph，-O(CH₂)_0-1Ph，或具有0至4个独立地选自氮、氧或硫的杂原子的5至6元饱和、部分不饱和的或芳基环。

术语“有机残基”定义含有碳的残基(即，包含至少一个碳原子的残基)，且包括但不限于如上所定义的含碳基团、残基或基团。有机残基可含有各种杂原子，或通过杂原子(包括氧、氮、硫、磷等)键合于另一分子。有机残基的实例包括但不限于烷基或取代的烷基、烷氧基或取代的烷氧基、单取代或二取代的氨基、酰胺基等。有机残基可优选包含1至18个碳原子、1至15个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。在另一方面，有机残基可包含2至18个碳原子、2至15个碳原子、2至12个碳原子、2至8个碳原子、2至4个碳原子或2至4个碳原子

非常接近术语“残基”的同义词为用于说明书和最后的权利要求中的术语“基团(radical)”，其是指本文所述分子的片段、基团或亚结构，不管所述分子是如何制备的。例如，在特定化合物中的2，4-噻唑烷二酮基团具有以下结构：

不管噻唑烷二酮是否用于制备所述化合物。在一些实施方案中，基团(例如烷基)可通过将一个或多个“取代基基团”键合至其上来进一步修饰(即，取代的烷基)。除非本文别处相反地指出，否则给定基团中的原子数对于本发明不是关键的。

如本文定义和所用的术语“有机基团”含有一个或多个碳原子。有机基团可具有，例如，1至26个碳原子、1至18个碳原子、1至12个碳原子、1至8个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子。在另一方面，有机基团可具有2至26个碳原子、2至18个碳原子、2至12个碳原子、2至8个碳原子、2至6个碳原子或2至4个碳原子。有机基团常常具有键合到有机基团的至少一些碳原子上的氢。不包含无机原子的有机基团的一个实例是5，6，7，8-四氢-2-萘基。在一些实施方案中，有机基团可含有键合至其上或其中的1至10个无机杂原子，包括卤素、氧、硫、氮、磷等。有机基团的实例包括但不限于烷基、取代的烷基、环烷基、取代的环烷基、单取代的氨基、二取代的氨基、酰氧基、氰基、羧基、烷氧羰基、烷基甲酰胺、取代的烷基甲酰胺、二烷基甲酰胺、取代的二烷基甲酰胺、烷基磺酰基、烷基亚磺酰基、硫代烷基、硫代卤代烷基、烷氧基、取代的烷氧基、卤代烷基、卤代烷氧基、芳基、取代的芳基、杂芳基、杂环或取代的杂环基团，其中所述术语于本文别处定义。包括杂原子的有机基团的一些非限制性实例包括烷氧基、三氟甲氧基、乙酰氧基、二甲基氨基等。

如本文定义和所用的术语“无机基团”不含有碳原子且因此仅包含碳之外的原子。无机基团包括选自氢、氮、氧、硅、磷、硫、硒和卤素(诸如氟、氯、溴和碘)的原子的键合的组合，所述原子可单独存在或以其化学上稳定的组合键合在一起。无机基团具有10个或更少，或优选地一至六个或一至四个如上列出的键合在一起的无机原子。无机基团的实例包括但不限于氨基、羟基、卤素、硝基、巯基、硫酸根、磷酸根等通常已知的无机基团。无机基团不具有其中键合的元素周期表的金属元素(诸如碱金属、碱土金属、过渡金属、镧系金属或锕系金属)，尽管对于阴离子无机基团(诸如硫酸根、磷酸根等阴离子无机基团)，这些金属离子有时可作为药学上可接受的阳离子。无机基团不包含类金属元素诸如硼、铝、镓、锗、砷、锡、铅或碲或惰性气体元素，除非本文别处另外明确指出。

本文所述的化合物可含有一个或多个双键，且因此可能产生顺/反(E/Z)异构体以及其他构象异构体。除非相反地说明，否则本发明包括所有此类可能的异构体以及此类异构体的混合物。

除非相反地说明，否则具有仅显示为实线而非楔形或虚线的化学键的式涵盖每种可能的异构体，例如，每种对映异构体和非对映异构体以及异构体的混合物，诸如外消旋或非外消旋混合物。本文所述的化合物可含有一个或多个不对称中心，且因此可能产生非对映异构体和光学异构体。除非相反地说明，否则本发明包括所有此类可能的非对映异构体及其外消旋混合物、其基本上纯的拆分对映异构体、所有可能的几何异构体及其药学上可接受的盐。立体异构体的混合物以及分离的具体立体异构体也包括在内。用于制备此类化合物的合成方法的过程中，或在使用本领域技术人员已知的外消旋化或差向异构化方法中，此类方法的产物可为立体异构体的混合物。

许多有机化合物以能够旋转平面偏振光的平面的光学活性形式存在。在描述光学活性化合物时，前缀D和L或R和S用于表示分子关于其手性中心的绝对构型。前缀d和1或(+)和(-)用于表示化合物的平面偏振光的旋转标记，其中用(-)或表示化合物是左旋的。具有(+)或d前缀的化合物是右旋的。对于给定的化学结构，称为立体异构体的这些化合物为相同的，不同之处在于它们为彼此不能重叠的镜像。还可将具体的立体异构体称为对映异构体，并且此类异构体的混合物常常被称为对映异构体混合物。50∶50的对映异构体混合物被称为外消旋混合物。本文所述的许多化合物可具有一个或多个手性中心并因此可以不同的对映异构体形式存在。如果需要，手性碳(^*)可用星号指定。当将至手性碳的键在公开式中描述为直线时，应理解，手性碳的(R)和(S)构型两者，以及因此两者的对映异构体及其混合物均包括在式中。如本领域所用，当需要指定关于手性碳的绝对构型时，至手性碳的键中的一者可被描述为楔形(至平面以上的原子的键)，而其他可被描述为一系列或楔形的短平行线(至平面以下的原子的键)。Cahn-Inglod-Prelog系统可用来将(R)或(S)构型指定为手性碳。

当所公开的化合物含有一个手性中心时，化合物以两种对映异构体形式存在。除非相反地明确说明，否则所公开的化合物包括对映异构体和对映异构体的混合物两者，诸如被称为外消旋混合物的具体的50∶50混合物。对映异构体可通过本领域技术人员已知的方法拆分，所述方法诸如形成可例如通过结晶来分离的非对映异构体盐(参见，CRCHandbook of Optical Resolutions via Diastereomeric Salt Formation by DavidKozma(CRC Press，2001))；形成可例如通过结晶、气液或液相色谱法分离的非对映异构体衍生物或复合物；对一种对映异构体与对映异构体特异性试剂进行选择性反应，例如酶促酯化；或例如在手性支撑体(例如具有键合手性配体的二氧化硅)上或在手性溶剂存在下在手性环境中进行气液或液相色谱法。应当理解，在通过上述分离方法中的一种将所需对映异构体转化为另一化学实体的情况下，进一步的步骤可释放所需对映异构体形式。另选地，可通过使用光学活性试剂、底物、催化剂或溶剂的不对称合成，或通过不对称转化将一种对映异构体转化为另一种对映异构体，来合成具体的对映异构体。

对所公开的化合物中的手性碳处的具体绝对构型的指定应理解为意指化合物的指定对映异构体形式可以对映异构体过量(e.e.)提供。如本文所用，对映异构体过量是存在的特定对映异构体大于50％，例如大于60％、大于70％、大于75％、大于80％、大于85％、大于90％、大于95％、大于98％或大于99％。在一个方面，指定的对映异构体基本上不含另一对映异构体。例如，化合物的“R”形式可基本上不含化合物的“S”形式，并因此呈“S”形式的对映异构体过量。相反地，化合物的“S”形式可基本上不含化合物的“R”形式，并因此呈“R”形式的对映异构体过量。

当所公开的化合物具有两个或更多个手性碳时，其可具有多于两种光学异构体并且可以非对映异构体形式存在。例如，当存在两个手性碳时，化合物可具有至多四种光学异构体和两对对映异构体((S，S)/(R，R)和(R，S)/(S，R))。对映异构体对(例如，(S，S)/(R，R))是彼此的镜像立体异构体。不是镜像的立体异构体(例如，(S，S)和(R，S))是非对映异构体。非对映异构体对可通过本领域技术人员已知的方法(例如色谱法或结晶法)分离，并且可如上所述分离每对中的单个对映异构体。除非另外明确排除，否则所公开的化合物包括此类化合物的每种非对映异构体及其混合物。

本文所述的化合物包含在它们的天然同位素丰度和非天然丰度两者中的原子。所公开的化合物可为同位素标记的或同位素取代的化合物，所述化合物与所述那些化合物相同，但存在以下事实：其一个或多个原子被具有与通常在自然界发现的原子质量或质量数不同的原子质量或质量数的原子替代。可掺入本发明化合物中的同位素的实例包括氢、碳、氮、氧、磷、氟和氯的同位素，诸如分别为²H、³H、¹³C、¹⁴C、¹⁵N、¹⁸O、¹⁷O、³⁵S、¹⁸F和³⁶Cl。化合物还包括其前药，并且含有前述同位素和/或其他原子的其他同位素的所述化合物或所述前药的药学上可接受的盐在本发明的范围内。某些经同位素标记的本发明化合物(例如将放射性同位素诸如掺入³H和¹⁴C的那些)可用于药物和/或基质组织分布测定中。氚化(即，³H)和碳-14(即，¹⁴C)同位素为特别优选的，因为它们易于制备和检测。此外，经较重同位素诸如氘(即，²H)取代可提供由较大的代谢稳定性产生的某些治疗优势(例如体内半衰期延长或剂量需要减少)，并且因此在一些情况下可能为优选的。经同位素标记的本发明化合物及其前药通常可通过进行下面的方法，通过用易于获得的经同位素标记的试剂取代未经同位素标记的试剂来制备。

在本发明中描述的化合物可以溶剂化物的形式存在。“溶剂化物”是指由溶剂和溶质相互作用而形成并且包括水合物的化合物。溶剂化物通常是在晶体结构中含有化学计量比或非化学计量比的溶剂分子的结晶固体加合物。在一些情况下，用于制备溶剂化物的溶剂为水性溶液，然后常常将溶剂化物称为水合物。化合物可以水合物存在，其可例如通过从溶剂或从水性溶液中结晶获得。在这方面，一个、两个、三个或任意数目的溶剂化物或水分子可与根据本发明的化合物结合以形成溶剂化物和水合物。除非相反地说明，否则本发明包括所有此类可能的溶剂化物。

术语“共晶”意指两个或更多个分子的物理缔合，其通过非共价相互作用赋予它们的稳定性。这种分子复合物的一种或多种组分提供晶格中稳定的骨架。在某些情况中，客体分子以脱水物或溶剂化物掺入晶格中，参见例如“Crystal Engineering of theComposition of Pharmaceutical Phases.Do Pharmaceutical Co-crystals Representa New Path to Improved Medicines？”Almarasson，O.，等人，The Royal Society ofChemistry，1889-1896，2004。共晶的实例包括对甲苯磺酸和苯磺酸。

已知化学物质形成以不同有序状态存在的固体，其被称为多晶型物或修饰。不同修饰的多晶型物质可在其物理特性方面有很大的不同。根据本发明的化合物可以不同的多晶型物存在，因而对于特定修饰可能是亚稳的。除非相反地说明，否则本发明包括所有此类可能的多晶型物。

在一些方面，化合物的结构可由下式表示：

其被理解为等同于下式：

其中n通常为整数。即，Rⁿ应被理解为表示五个独立的取代基，R^n(a)、R^n(b)、R^n(c)、Rⁿ ^(d)、R^n(e)。在每种这样的情况下，五个Rⁿ中的每个可为氢或所列举的取代基。所谓的“独立取代基”，意指每个R取代基可以被独立地定义。例如，如果在一种情况下R^n(a)为卤素，则R^n(b)在此情况下不一定为卤素。

在一些其他方面，化合物的结构可由下式表示：

其中R^y表示例如选自A¹、A²和A³的0至2个独立的取代基，其被理解为等同于下式的基团：

再次地，所谓的“独立取代基”，意指每个R取代基可以被独立地定义。例如，如果在一种情况下R^y1为A¹，则R^y2在此情况下不一定为A¹。

在一些其他方面，化合物的结构可由下式表示：

其中，例如，Q包含独立地选自氢和A的三个取代基，其被理解为等同于下式：

再次地，所谓的“独立取代基”，意指每个Q取代基被独立地定义为氢或A，其被理解为等同于下式的基团：

本文所公开的某些材料、化合物、组合物和组分可商购获得或使用本领域技术人员熟知的技术容易地合成。例如，用于制备所公开的化合物和组合物的起始材料和试剂可获自商业供应商诸如Aldrich Chemical Co.，(Milwaukee，Wis.)、Acros Organics(MorrisPlains，N.J.)、Fisher Scientific(Pittsburgh，Pa.)或Sigma(St.Louis，Mo.)或通过本领域技术人员已知的方法按照如下文献阐述的方法进行制备，诸如Fieser and Fieser’sReagents for Organic Synthesis，第1-17卷(John Wiley and Sons，1991)；Rodd’sChemistry of Carbon Compounds，第1-5卷及附录(Elsevier Science Publishers，1989)；Organic Reactions，第1-40卷(John Wiley and Sons，1991)；March’s AdvancedOrganic Chemistry，(John Wiley and Sons，第4版)；以及Larock’s ComprehensiveOrganic Transformations(VCH Publishers Inc.，1989)。

除非另外明确说明，否则决非意图将本文所列出的任何方法解释为要求以具体顺序来进行其步骤。因此，在权利要求书或说明书中，当方法权利要求实际上并未陈述待遵循其步骤的顺序或当方法权利要求没有特别地说明步骤是限于具体顺序时，决非意图以任何方面推断顺序。这适用于任何可能的非表达解释基础，包括相对于步骤排列或操作流程的逻辑事项、由语法组织或标点得到的明显含义或者在说明书中所描述的实施方案的数字或类型。

本发明公开待用于制备本发明组合物的组分以及待用于本文所公开方法中的组合物自身。本文公开这些和其他材料，且应理解当公开这些材料的组合、子集、相互作用、组等时，尽管不能明确地公开这些化合物的每个不同个体的和共同的组合和排列的具体参考，但是本文对每种进行特别设想和描述。例如，如果公开和讨论特定的化合物，那么讨论可对包括所述化合物的多个分子进行多种修改，特别设想化合物的每个和每种组合和排列以及可能的修饰，除非相反地特别指出。因此，如果公开一类分子A、B和C以及一类分子D、E和F以及公开组合分子A-D的实例，那么即使没有单独陈述每个是单独地和共同地设想的含义组合，也认为公开A-E、A-F、B-D、B-E、B-F、C-D、C-E和C-F。同样，也公开任何子集或这些组合。因此，例如，也将认为公开亚组A-E、B-F和C-E。此概念适用于本申请的所有方面，包括但不限于制备和使用本发明的组合物的方法中的步骤。因此，如果可进行多种另外的步骤，那么应理解可用本发明方法的任何具体实施方案或实施方案的组合进行这些另外的步骤中的每一个。

除非另外定义，否则本文所用的所有技术性和科学性术语具有与本公开方法和组合物所属领域中的技术人员通常所理解的相同的含义。尽管在本发明方法和组合物的实践或测试中可使用与本文中所描述的那些方法和材料相似或相等的任何方法和材料，但特别可用的方法、装置和材料如所述。本文中引述的出版物及其中引述的材料据此特别地以引用的方式并入本文。不得将本文任何条款视为允许本发明未经授权依靠现有发明先于此公开内容。不承认任何参考文献构成现有技术。参考文献的论述内容陈述了作者所主张的观点，并且申请人保留对所引用文件的准确性和相关性提出质疑的权利。应明确理解的是，虽然本文提到了许多公布，但此种参考文献并不构成以下承诺：这些文件中的任何文件形成本领域的一般常识的一部分。

B.肽

在一个方面，本发明公开了包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中胰岛素B链肽包含至少32个氨基酸残基，并且其中胰岛素B链肽的至少三个氨基酸残基是赖氨酸残基。

在一个方面，本发明还公开了包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中肽直接缀合至至少一个有机硼酸酯基团。

野生型胰岛素包含A链肽和B链肽。野生型人胰岛素A链由序列GIVEQCCTSICSLYQLENYCN(SEQ ID NO：1)表示。野生型人胰岛素B链由序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT(SEQ ID NO：2)表示。

在各个方面，胰岛素A链肽和胰岛素B链肽通过至少一个二硫键键合。在另一方面，胰岛素A链肽和胰岛素B链肽通过至少两个二硫键键合。

在各个方面，所公开的肽为单体。换句话讲，在各个方面，所公开的肽比野生型胰岛素更不可能形成二聚体、四聚体、六聚体等。

在各个方面，胰岛素A链肽与野生型人胰岛素A链肽至少70％相同。在一些情况下，胰岛素A链肽与野生型人胰岛素A链肽至少60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、99％相同。在一些情况下，同一性百分比可通过从所公开的肽的N端或C端缺失一个或多个氨基酸来达到。

在各个方面，胰岛素A链肽包含序列GIVEQCCTSICSLYQLENYCN(SEQ ID NO：1)。在另一方面，胰岛素A链肽包含序列GIVEQCCTSICSLYQLENYCG(SEQ ID NO：3)。

在各个方面，胰岛素B链肽与野生型人胰岛素B链肽至少70％相同。在另一方面，胰岛素B链肽与野生型人胰岛素B链肽至少60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或99％相同。在另一方面，同一性百分比可通过从所公开的肽的N端或C端缺失一个或多个氨基酸来达到。在另一方面，同一性百分比可通过从所公开的肽的N端或C端添加一个或多个氨基酸来达到。

在各个方面，胰岛素B链肽包含至少33个氨基酸残基。在另一方面，胰岛素B链肽包含至少34个氨基酸残基。

在各个方面，位置B29处的氨基酸为赖氨酸残基。在另一方面，B29赖氨酸残基被修饰。在另一方面，B29赖氨酸残基未被修饰。

在各个方面，位置B33处的氨基酸为赖氨酸残基。在另一方面，B33赖氨酸残基被修饰。在另一方面，B33赖氨酸残基未被修饰。

在各个方面，位置B34处的氨基酸为赖氨酸残基。在另一方面，B34赖氨酸残基被修饰。在另一方面，B34赖氨酸残基未被修饰。

在各个方面，位置B29处的氨基酸和位置B33处的氨基酸为赖氨酸残基。在另一方面，位置B29处的氨基酸和位置B34处的氨基酸为赖氨酸残基。在另一方面，位置B33处的氨基酸和位置B34处的氨基酸为赖氨酸残基。在另一方面，位置B29处的氨基酸、位置B33处的氨基酸和位置B34处的氨基酸为赖氨酸残基。

在各个方面，B29赖氨酸残基未被修饰，并且B33和B34赖氨酸残基中的每个均被修饰。在另一方面，B33赖氨酸残基未被修饰，并且B29和B34赖氨酸残基中的每个均被修饰。在另一方面，B34赖氨酸残基未被修饰，并且B29和B33赖氨酸残基中的每个均被修饰。在另一方面，B29、B33和B34赖氨酸残基中的每个均被修饰。在另一方面，B29、B33和B34赖氨酸残基中的每个均未被修饰。

在各个方面，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT(SEQ IDNO：2)。在另一方面，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTR(SEQ IDNO：4)、FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRR(SEQ ID NO：5)或FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRRR(SEQ ID NO：6)。在另一方面，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTR(SEQ ID NO：4)或FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRRR(SEQ ID NO：6)。在另一方面，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRR(SEQ ID NO：5)或FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRRR(SEQ ID NO：6)。在另一方面，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTR(SEQ ID NO：4)。在另一方面，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRR(SEQ ID NO：5)。在另一方面，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRRR(SEQ ID NO：6)。

在各个方面，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRK(SEQ IDNO：7)。在另一方面，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRKK(SEQ IDNO：8)。

在各个方面，赖氨酸残基中的至少一个位于胰岛素B链肽的C端。在另一方面，赖氨酸残基中的至少两个位于胰岛素B链肽的C端。在另一方面，赖氨酸残基中的至少三个位于胰岛素B链肽的C端。

在各个方面，胰岛素A链肽和胰岛素B链肽通过至少一个二硫键键合，胰岛素A链肽包含序列GIVEQCCHRICSLYQLENYCN(SEQ ID NO：1)，并且胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRKK(SEQ ID NO：8)。在另一方面，B33赖氨酸残基和B34赖氨酸残基中的一个或两个被修饰。在另一方面，B33赖氨酸残基和B34赖氨酸残基中的一个被修饰。在另一方面，B33赖氨酸残基被修饰。在另一方面，B34赖氨酸残基被修饰。在另一方面，B33赖氨酸残基和B34赖氨酸残基中的两个均被修饰。

在各个方面，胰岛素A链肽包含序列GIVEQCCTSICSLYQLENYCN(SEQ ID NO：1)或GIVEQCCTSICSLYQLENYCG(SEQ ID NO：3)，并且胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT(SEQ ID NO：2)、FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRR(SEQ ID NO：5)或FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRKK(SEQ ID NO：8)。在另一方面，胰岛素A链肽包含序列GIVEQCCTSICSLYQLENYCN(SEQ ID NO：1)或GIVEQCCTSICSLYQLENYCG(SEQID NO：3)，并且胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRR(SEQ ID NO：5)或FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRKK(SEQ ID NO：8)。在另一方面，胰岛素A链肽包含序列GIVEQCCTSICSLYQLENYCN(SEQ ID NO：1)或GIVEQCCTSICSLYQLENYCG(SEQ ID NO：3)，并且胰岛素B链肽包含序列VNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRKK(SEQ ID NO：8)。

在各个方面，胰岛素A链肽包含序列GIVEQCCTSICSLYQLENYCN(SEQ ID NO：1)，并且胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT(SEQ ID NO：2)、FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRR(SEQ ID NO：5)或FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRKK(SEQ IDNO：8)。在另一方面，胰岛素A链肽包含序列GIVEQCCTSICSLYQLENYCG(SEQ ID NO：3)，并且胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKT(SEQ ID NO：2)、FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRR(SEQ ID NO：5)或FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRKK(SEQ ID NO：8)。

在各个方面，胰岛素A链肽包含序列GIVEQCCTSICSLYQLENYCG(SEQ ID NO：3)，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRKK(SEQ ID NO：8)，B29赖氨酸残基未被修饰，B33赖氨酸残基和B34赖氨酸残基中的每个直接缀合至有机硼酸酯基团，并且每个出现的有机硼酸酯基团具有由下式表示的结构：

在各个方面，肽直接缀合至两个有机硼酸酯基团。

在各个方面，肽通过赖氨酸残基直接缀合至至少一个有机硼酸酯基团。在另一方面，肽通过赖氨酸残基直接缀合至一个有机硼酸酯基团。在另一方面，肽通过两个赖氨酸残基直接缀合至两个有机硼酸酯基团。

在各个方面，所公开的肽可包含一种或多种非天然氨基酸、修饰的氨基酸或合成的氨基酸类似物。此类氨基酸包括但不限于常见氨基酸的D-异构体、2，4-二氨基丁酸、α-氨基异丁酸、4-氨基丁酸、2-氨基丁酸、6-氨基己酸、2-氨基异丁酸、3-氨基丙酸、鸟氨酸、正亮氨酸、正缬氨酸、羟脯氨酸、肌氨酸、瓜氨酸、高瓜氨酸、半胱氨酸、叔丁基甘氨酸、叔丁基丙氨酸、苯基甘氨酸、环己基丙氨酸、环戊基丙氨酸、β-丙氨酸、氟代氨基酸、设计氨基酸，诸如β-甲基氨基酸、Cα-甲基氨基酸、Nα-甲基氨基酸和一般氨基酸类似物。还包括在范围内的是在合成期间或之后通过例如生物素化、苄基化、糖基化、乙酰化、磷酸化、酰胺化、已知保护/阻断基团的衍生化、蛋白水解裂解、与抗体分子或其他细胞配体的连接等而进行差异修饰的肽。不希望受到理论的约束，这些修饰可用于提高肽的稳定性和/或生物活性。

在各个方面，本发明公开了具有通过至少一个二硫键键合至B链肽的A链肽的治疗性蛋白质，其中胰岛素B链肽包含至少32个氨基酸残基，并且其中胰岛素B链肽的至少三个氨基酸残基是赖氨酸残基。不希望受到理论的约束，应当理解，所公开的治疗性蛋白质可用于药物组合物中并与例如像糖尿病的病症的治疗结合使用。

1.有机硼酸酯基团

在一个方面，所公开的肽直接缀合至至少一个有机硼酸酯基团。在另一方面，所公开的肽直接缀合至一个有机硼酸酯基团。在另一方面，所公开的肽直接缀合至多个有机硼酸酯基团。在另一方面，所公开的肽直接缀合至两个有机硼酸酯基团。

在各个方面，有机硼酸酯基团具有由下式表示的结构：

其中R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢、卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基、(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基和-B(OH)₂，前提条件是R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的一个且只有一个为-B(OH)₂。

在各个方面，有机硼酸酯基团具有由下式表示的结构：

a.Z基团

在一个方面，Z选自C(O)和SO₂。在另一方面，Z为C(O)。在另一方面，Z为SO₂。

b.R^1A、R^1B、R^1C、R^1D和R^1E基团

在一个方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢、卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基、(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基和-B(OH)₂，前提条件是R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的一个且只有一个为-B(OH)₂。在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢和-B(OH)₂。

在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢、-F、-Cl、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基、(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基和-B(OH)₂。在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢、-F、-Cl、-CN、-NO₂、-OH、甲基、乙基、正丙基、异丙基、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-CH₂CH₂F、-CH(CH₃)CH₂F、-CH₂CH₂CH₂F、-CCl₃、-CHCl₂、-CH₂Cl、-CH₂CH₂Cl、-CH(CH₃)CH₂Cl、-CH₂CH₂CH₂Cl、-CH₂OH、-CH₂CH₂OH、-CH(CH₃)CH₂OH、-CH₂CH₂CH₂OH、-OCH₃、-OCH₂CH₃、-OCH(CH₃)₂、-OCH₂CH₂CH₃、-NHCH₃、-NHCH₂CH₃、-NHCH(CH₃)₂、-NHCH₂CH₂CH₃、-N(CH₃)₂、-N(CH₃)CH₂CH₃、-N(CH₂CH₃)CH₂CH₃、-N(CH₃)CH(CH₃)₂、-N(CH₃)CH₂CH₂CH₃和-B(OH)₂。在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢、-F、-Cl、-CN、-NO₂、-OH、甲基、乙基、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-CH₂CH₂F、-CCl₃、-CHCl₂、-CH₂Cl、-CH₂CH₂Cl、-CH₂OH、-CH₂CH₂OH、-OCH₃、-OCH₂CH₃、-NHCH₃、-NHCH₂CH₃、-N(CH₃)₂、-N(CH₃)CH₂CH₃、-N(CH₂CH₃)CH₂CH₃和-B(OH)₂。在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢、-F、-Cl、-CN、-NO₂、-OH、甲基、-CF₃、-CHF₂、-CH₂F、-CCl₃、-CHCl₂、-CH₂Cl、-CH₂OH、-OCH₃、-OCH₂CH₃、-NHCH₃、-N(CH₃)₂和-B(OH)₂。

在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢、卤素和-B(OH)₂。在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢、-F、-CI、-Br和-B(OH)₂。在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢、-F、-CI和-B(OH)₂。在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的每个独立地选自氢、-F和-B(OH)₂。

在另一方面，R^1a为-B(OH)₂。在另一方面，R^1b为-B(OH)₂。在另一方面，R^1c为-B(OH)₂。在另一方面，R^1d为-B(OH)₂。在另一方面，R^1e为-B(OH)₂。

在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的一个为卤素。在另一方面，R^1a、R^1b、R^1c、R^1d和R^1e中的一个为-F。

在另一方面，R^1a为卤素。在另一方面，R^1a为-F。

c.AR¹基团

在一个方面，Ar¹选自5元芳基、5元杂芳基、6元芳基和6元杂芳基，并且被独立地选自以下的0个、1个、2个或3个基团取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自5元芳基、5元杂芳基、6元芳基和6元杂芳基，并且被独立地选自以下的0个、1个或2个基团取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自5元芳基、5元杂芳基、6元芳基和6元杂芳基，并且被选自以下的0个或1个基团取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自5元芳基、5元杂芳基、6元芳基和6元杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自5元芳基、5元杂芳基、6元芳基和6元杂芳基并且未被取代。

在各个方面，Ar¹选自5元芳基和5元杂芳基，并且被独立地选自以下的0个、1个、2个或3个基团取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自5元芳基和5元杂芳基，并且被独立地选自以下的0个、1个或2个基团取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自5元芳基和5元杂芳基，并且被选自以下的0个或1个基团取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自5元芳基和5元杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自5元芳基和5元杂芳基并且未被取代。

在各个方面，Ar¹是被独立地选自以下的0个、1个、2个或3个基团取代的5元芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹是被独立地选自以下的0个、1个或2个基团取代的5元芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹是被选自以下的0个或1个基团取代的5元芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹是被选自以下的基团单取代的5元芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹为未取代的5元芳基。

在各个方面，Ar¹是被独立地选自以下的0个、1个、2个或3个基团取代的5元杂芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。5元杂芳基的实例包括但不限于呋喃基、吡咯基、噻吩基、咪唑基、吡咯基、噁唑基、异噁唑基和噻唑基。在另一方面，Ar¹是被独立地选自以下的0个、1个或2个基团取代的5元杂芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹是被选自以下的0个或1个基团取代的5元杂芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹是被选自以下的基团单取代的5元杂芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹为未取代的5元杂芳基。

在各个方面，Ar¹选自6元芳基和6元杂芳基，并且被独立地选自以下的0个、1个、2个或3个基团取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自6元芳基和6元杂芳基，并且被独立地选自以下的0个、1个或2个基团取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自6元芳基和6元杂芳基，并且被选自以下的0个或1个基团取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自6元芳基和6元杂芳基，并且被选自以下的基团单取代：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹选自6元芳基和6元杂芳基并且未被取代。

在各个方面，Ar¹是被独立地选自以下的0个、1个、2个或3个基团取代的6元芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹是被独立地选自以下的0个、1个或2个基团取代的6元芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹是被选自以下的0个或1个基团取代的6元芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹是被选自以下的基团单取代的6元芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹为未取代的6元芳基。

在各个方面，Ar¹是被独立地选自以下的0个、1个、2个或3个基团取代的6元杂芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。6元杂芳基的实例包括但不限于：吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、1，2，3-三嗪基、1，2，4-三嗪基和1，3，5-三嗪基。在另一方面，Ar¹是被独立地选自以下的0个、1个或2个基团取代的6元杂芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹是被选自以下的0个或1个基团取代的6元杂芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar¹是被选自以下的基团单取代的6元杂芳基：卤素、-CN、-NO₂、-OH、C1-C4烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C4羟基烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷基氨基和(C1-C4)(C1-C4)二烷基氨基。在另一方面，Ar₁为未取代的6元杂芳基。

C.药物组合物

在一个方面，本发明公开了包含治疗有效量的一种或多种所公开的肽和药学上可接受的载剂的药物组合物。因此，在各个方面，本发明公开了包含治疗有效量的肽的药物组合物，所述肽包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽，其中胰岛素B链肽包含至少32个氨基酸残基，并且其中胰岛素B链肽的至少三个氨基酸残基为赖氨酸残基。在各个其他方面，本发明公开了包含治疗有效量的肽的药物组合物，所述肽包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽，其中肽直接缀合至至少一个有机硼酸酯基团。

在各个方面，公开了一种组合物，所述组合物包含具有葡萄糖依赖性溶解度的胰岛素衍生物。在另一方面，在葡萄糖结合时由于负电荷的产生，胰岛素衍生物组合物的等电点(pI)降低。因此，在低血糖状态期间，胰岛素仍像甘精胰岛素一样是微晶；然而，当血糖水平升高时，溶解度增加，这导致胰岛素成为单体，从而增加生物利用度。

在各个方面，所公开的肽可配制，或者在药学上可接受的载剂中和/或与其一起施用。如本文所用，术语“药学上可接受的载剂”是指无菌水性或非水性溶液剂、分散液、混悬剂或乳剂以及用于在临用之前复溶成无菌可注射溶液剂或分散液的无菌粉剂。适合的水性和非水性载剂、稀释剂、溶剂或媒介物的实例包括水、乙醇、多元醇(诸如丙三醇、丙二醇、聚乙二醇等)、羧甲基纤维素及其适合的混合物、植物油(诸如橄榄油)以及可注射有机酯诸如油酸乙酯。例如，可通过使用包衣材料(诸如卵磷脂)、通过维持所需的粒度(在分散液的情况下)以及通过使用表面活性剂来维持适当的流动性。这些组合物还可含有佐剂诸如防腐剂、湿润剂、乳化剂和分散液。可通过包括各种抗细菌剂和抗真菌剂诸如对羟苯甲酸酯、氯丁醇、苯酚、山梨酸等确保对微生物作用的预防。也可取的是，包括等渗剂，诸如糖、氯化钠等。可通过包括延迟吸收的试剂，诸如单硬脂酸铝和明胶引起注射用药物形式的吸收延长。通过在诸如聚丙交酯-聚乙交酯、聚(原酸酯)和聚(酸酐)的可生物降解聚合物中形成药物的微胶囊基质来制造可注射储库形式。根据药物与聚合物的比率和所使用的特定聚合物的性质，可控制药物释放的速率。还通过将药物包埋于与身体组织相容的脂质体或微乳剂中来制备储库式可注射制剂。可例如通过经细菌截留过滤器过滤，或通过掺入呈无菌固体组合物形式的灭菌剂来对可注射制剂进行灭菌，可在临用之前将所述无菌固体组合物溶解于或分散于无菌水或其他无菌可注射介质中。适合的惰性载剂可包括糖诸如乳糖。期望至少95重量％的活性成分颗粒具有0.01至10微米范围内的有效粒度。

因此，本文所公开的组合物可包含脂质，诸如脂质体，诸如阳离子脂质体(例如，DOTMA、DOPE、DC胆固醇)或阴离子脂质体。如果需要，脂质体还可包含有助于靶向特定细胞的蛋白质。可将包含肽和阳离子脂质体的组合物的施用施用于血液、靶器官或吸入呼吸道以靶向呼吸道细胞。例如，可将包含本文所述的肽或核酸序列和阳离子脂质体的组合物施用于受试者的肺细胞。关于脂质体，参见，例如，Brigham等人Am.J.Resp.Cell.Mol.Biol.1∶95 100(1989)；Felgner等人Proc.Natl.Acad.Sci USA 84：7413 7417(1987)；美国专利号4,897,355。此外，可将化合物作为可靶向具体细胞类型(诸如巨噬细胞)的微胶囊的组分施用，或其中化合物的扩散或化合物从微胶囊的递送被设计用于具体速率或剂量。

在各个方面，本发明公开了药物组合物，所述药物组合物包含本文所述的任何所公开的肽，或其药学上可接受的盐或溶剂化物，以及药学上可接受的载剂、缓冲剂或稀释剂。在各个方面，药物组合物的肽封装于递送媒介物中。在另一方面，递送媒介物为脂质体、微胶囊或纳米颗粒。在另一方面，递送媒介物为PEG化的。

在本文所述的方法中，可通过多种机制将组合物递送至细胞。如上文所定义，本文公开了包含本文所述的任一种或多种肽的组合物，并且还可包括载剂，诸如药学上可接受的载剂。例如，本发明公开了包含本文所公开的肽和药学上可接受的载剂的药物组合物。

在各个方面，本发明公开了包含所公开的肽的药物组合物。即，药物组合物可以提供为包含治疗有效量的至少一种所公开的肽或所公开方法的至少一种产物和药学上可接受的载剂。

在各个方面，所公开的药物组合物包含作为活性成分的所公开的肽(包括其一种或多种药学上可接受的盐)、药学上可接受的载剂和，任选地，其他治疗成分或佐剂。本组合物包括适于口服、直肠、局部和胃肠外(包括皮下、肌内和静脉内)施用的那些，尽管在任何给定情况下最适合的途径将取决于特定的宿主以及针对其施用活性成分的病状的性质和严重程度。药物组合物可便利地以单位剂型呈现且可通过药学领域熟知的任何方法制备。

在各个方面，本发明公开了药物组合物，所述药物组合物包含药学上可接受的载剂或稀释剂和作为活性成分的治疗有效量的所公开的肽、所公开的制备方法的产物、其药学上可接受的盐、溶剂化物或多晶型物、其水合物、其溶剂化物、其多晶型物或其立体化学异构形式。在另一方面，所公开的肽、所公开的制备方法的产物、其药学上可接受的盐、溶剂化物或多晶型物、其水合物、其溶剂化物、其多晶型物或其立体化学异构形式、或其任何亚组或组合可被配制成各种药物形式用于施用目的。

如本文所用，术语“药学上可接受的盐”是指由药学上可接受的无毒性碱或酸制备的盐。当本发明的化合物为酸性时，其相应的盐可便利地由药学上可接受的无毒性碱(包括无机碱和有机碱)制备。来源于此类无机碱的盐包括铝、铵、钙、铜(二价铜和一价铜)、铁、亚铁、锂、镁、锰(三价锰和二价锰)、钾、钠、锌等盐。特别优选的为铵盐、钙盐、镁盐、钾盐和钠盐。来源于药学上可接受的有机无毒性碱包括伯胺、仲胺和叔胺的盐，以及环胺和取代的胺，诸如天然存在和合成的取代胺。可形成盐的其他药学上可接受的有机无毒性碱包括离子交换树脂，例如像，精氨酸、甜菜碱、咖啡因、胆碱、N，N’-二苄基乙二胺、二乙胺、2-二乙基氨基乙醇、2-二甲基氨基乙醇、乙醇胺、乙二胺、N-乙基吗啉、N-乙基哌啶、葡糖胺、葡萄糖胺、组氨酸、哈胺、异丙胺、赖氨酸、葡甲胺、吗啉、哌嗪、哌啶、多胺树脂、普鲁卡因、嘌呤、可可碱、三乙胺、三甲胺、三丙胺、氨丁三醇等。

如本文所用，术语“药学上可接受的无毒酸”包括无机酸、有机酸和由其制备的盐，例如，乙酸、苯磺酸、苯甲酸、樟脑磺酸、柠檬酸、乙磺酸、富马酸、葡糖酸、谷氨酸、氢溴酸、盐酸、羟乙磺酸、乳酸、马来酸、苹果酸、扁桃酸、甲磺酸、粘液酸、硝酸、双羟萘酸、泛酸、磷酸、琥珀酸、硫酸、酒石酸、对甲苯磺酸等。优选的为柠檬酸、氢溴酸、氢氯酸、马来酸、磷酸、硫酸和酒石酸。

对于治疗用途，所公开的化合物的盐为那些其中抗衡离子是药学上可接受的盐。然而，非药学上可接受的酸和碱的盐也可用于例如制备或纯化药学上可接受的化合物。所有的盐，不论药学上可接受与否，都包括在本发明的范围之内。

如上文或下文提到的药学上可接受的酸和碱加成盐旨在包含所公开的化合物能形成的有治疗活性的无毒的酸和碱加成盐形式。药学上可接受的酸加成盐可便利地通过用此类适合的酸来处理碱形式而获得。适当的酸包括例如无机酸诸如氢卤酸(例如盐酸或氢溴酸)、硫酸、硝酸、磷酸等酸；或有机酸例如像乙酸、丙酸、羟基乙酸、乳酸、丙酮酸、草酸(即，乙二酸)、丙二酸、琥珀酸(即，丁二酸)、马来酸、富马酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、环己烷氨基磺酸、水杨酸、对氨基水杨酸、双羟萘酸等酸。相反地，所述盐形式可通过用适当的碱处理而转化成游离碱形式。

含有酸性质子的所公开的化合物也可通过用适当的有机和无机碱处理而转化成其无毒的金属或胺加成盐形式。适当的碱盐形式包括例如铵盐，碱金属和碱土金属盐(例如锂盐、钠盐、钾盐、镁盐、钙盐等)，与有机碱例如伯、仲和叔脂族胺和芳香胺(诸如甲基胺、乙基胺、丙基胺、异丙基胺、四种丁基胺异构体、二甲基胺、二乙基胺、二乙醇胺、二丙基胺、二异丙基胺、二正丁基胺、吡咯烷、哌啶、吗啉、三甲基胺、三乙基胺、三丙基胺、奎宁环、吡啶、喹啉胺和异喹啉)形成的盐；苄星盐、N-甲基-D-葡糖胺盐、海巴明盐以及与氨基酸(诸如，例如精氨酸、赖氨酸等)形成的盐。相反地，盐形式可通过用酸处理而转化成游离酸形式。

在实践中，根据常规的药物配混技术，可将本文所述的肽或本发明的其药学上可接受的盐作为活性成分组合于具有药物载剂的紧密混合物中。根据施用所需的制品形式，例如口服或胃肠外(包括静脉内)，载剂可采取多种形式。因此，本发明的药物组合物可以适于口服施用的离散单元提供，诸如胶囊剂、扁囊剂或片剂，它们各自含有预定量的活性成分。此外，组合物可作为粉剂、作为颗粒剂、作为溶液剂、作为水性液体中的混悬剂、作为非水性液体、作为水包油乳剂或作为油包水液体乳剂提供。除了上面列出的常规剂型，本发明化合物和/或其一种或多种药学上可接受的盐还可通过控释方式和/或递送装置施用。组合物可通过药学的任何方法制备。一般来讲，此类方法包括使活性成分与构成一种或多种必需成分的载剂缔合在一起的步骤。一般来讲，组合物通过使活性成分与液体载剂或细粉状固体载剂或两者均匀且紧密地混合来制备。然后可将产物便利地成形为所需呈示形式。

以单位剂型配制前述药物组合物，尤其有利于方便施用和保持剂量的均一性。如本文所用的单位剂型是指适合作为单一剂量的物理上离散单位，每个单位含有经计算可产生所需治疗效果的与所需药物载剂缔合的预定量的活性成分。此类单位剂型的实例为片剂(包括刻痕或包衣的片剂)、胶囊剂、丸剂、粉剂包(powder packet)、干胶片、栓剂、可注射的溶液剂或混悬剂等，及其分离的多剂量(segregated multiples)。

因此，本发明的药物组合物可包括药学上可接受的载剂和化合物或本发明化合物的药学上可接受的盐。如本领域技术人员将熟知的，所谓的“药学上可接受的”，意指将被选择以使活性成分的任何降解最小化并使受试者中任何不利副作用最小化的材料或载剂。本发明的化合物或其药学上可接受的盐也可与一种或多种其他治疗活性化合物组合地包括在药物组合物中。

使用的药学载剂可为，例如，固体、液体或气体。固体载剂的实例包括乳糖、石膏粉、蔗糖、滑石、明胶、琼脂、果胶、阿拉伯树胶、硬脂酸镁和硬脂酸。液体载剂的实例为糖浆、花生油、橄榄油和水。气体载剂的实例包括二氧化碳和氮气。载剂的其他实例包括二肉豆蔻酰基磷脂酰(DMPC)、磷酸盐缓冲盐水或多囊脂质体。例如，PG：PC：胆固醇：肽或PC：肽可在本发明中用作载剂。其他适合的药学上可接受的载剂及其制剂描述于Remington：TheScience and Practice of Pharmacy(第19版)编A.R.Gennaro，Mack PublishingCompany，Easton，PA 1995中。通常，在制剂中使用适当量的药学上可接受的盐以使制剂等渗。药学上可接受的载剂的其他实例包括但不限于盐水、林格氏溶液(Ringer’s solution)和右旋糖溶液。溶液的pH可为约5至约8、或约7至约7.5。其他载剂包括持续释放制品，诸如含有组合物的固体疏水性聚合物的半透性基质，所述基质呈成形制品的形式，例如膜、支架(其在血管成形术期间植入血管中)、脂质体或微粒。对于本领域技术人员而言将显而易见的是，某些载剂可为更优选的，这取决于例如施用途径和所施用组合物的浓度。这些最典型地将为用于向人施用药物的标准载剂，包括诸如无菌水、盐水的溶液以及在生理pH下的缓冲溶液。

为了增强所公开的肽在药物组合物中的溶解度和/或稳定性，使用α-、β-或γ-环糊精或其衍生物(特别是羟基烷基取代的环糊精，例如2-羟基丙基-β-环糊精或磺丁基-β-环糊精)可为有利的。共溶剂(诸如醇类)还可提高根据本发明的化合物在药物组合物中的溶解度和/或稳定性。

药物组合物还可包含载剂、增稠剂、稀释剂、缓冲剂、防腐剂等，只要不损害本发明的多肽、肽、核酸、载体的预期活性即可。药物组合物还可包含一种或多种活性成分(除了本发明的组合物之外)，诸如抗菌剂、抗炎剂、麻醉剂等。可以多种方式施用药物组合物，这取决于是需要局部治疗还是全身治疗，且取决于待治疗的区域。

由于施用的方便性，所以优选口服施用，并且片剂和胶囊剂代表最有利的口服剂量单位形式，在此情况下显然使用固体药物载剂。在制备口服剂型的组合物中，可使用任何方便的药物介质。例如，水、二醇类、油、醇、调味剂、防腐剂、着色剂等可用于形成口服液体制品诸如混悬剂、酏剂和溶液剂；而载剂诸如淀粉、糖、微晶纤维素、稀释剂、成粒剂、润滑剂、粘合剂、崩解剂等可用于形成口服固体制品诸如粉剂、胶囊剂和片剂。由于施用它们的方便性，片剂和胶囊剂为优选的口服剂量单位，由此使用固体药物载剂。任选地，片剂可通过标准水性或非水性技术进行包衣。

口服施用的组合物包括粉剂或颗粒剂，水或非水性介质中的混悬剂或溶液剂、胶囊剂、冲剂或片剂。增稠剂、调味剂、稀释剂、乳化剂、分散助剂或粘合剂可为可取的。一些组合物可潜在地作为药学上可接受的酸或碱加成盐施用，所述酸或碱加成盐为通过与无机酸(诸如盐酸、氢溴酸、高氯酸、硝酸、硫氰酸、硫酸和磷酸)和有机酸(诸如甲酸、乙酸、丙酸、乙醇酸、乳酸、丙酮酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、马来酸和富马酸)反应或通过与无机碱(诸如氢氧化钠、氢氧化铵、氢氧化钾)和有机碱(诸如单烷基、二烷基、三烷基和芳基胺和取代的乙醇胺)反应而形成的。

含有本发明组合物的片剂可通过压制或模制任选地与一种或多种辅助成分或佐剂一起来制备。压制片剂可通过在适合的机器中压制任选地与粘合剂、润滑剂、惰性稀释剂、表面活性剂或分散剂混合的呈自由流动形式的活性成分诸如粉剂或颗粒剂来制备。可通过在适合的机器中模制用惰性液体稀释剂润湿的粉状化合物的混合物制成模制片剂。

本发明的药物组合物包含作为活性成分的诸如sPRR的肽(或其药学上可接受的盐)，药学上可接受的载剂，和任选地一种或多种另外的治疗剂或佐剂。尽管本组合物包括适用于口服、直肠、局部和胃肠外(包括皮下、肌内和静脉内)施用的组合物，但是在任何给定情况下最适合的途径将取决于特定的宿主以及针对其施用活性成分的病状的性质和严重程度。药物组合物可便利地以单位剂型呈现且可通过药学领域熟知的任何方法制备。

适用于胃肠外施用的本发明的药物组合物可制备成活性化合物在水中的溶液剂或混悬剂。可包含适合的表面活性剂，例如像，羟丙基纤维素。分散液也可在甘油、液体聚乙二醇及其在油中的混合物中制备。此外，可包含防腐剂以预防微生物的有害生长。

适用于注射使用的本发明的药物组合物包括无菌水性溶液或分散液。此外，组合物可为用于临时制备此类无菌可注射溶液或分散液的无菌粉末形式。通常，最终可注射形式应为无菌的且应有效地为易于注射的流体。在制造和储存的条件下药物组合物应为稳定的；因此，优选地应当针对诸如细菌和真菌的微生物污染作用而防腐。载剂可为溶剂和分散介质，其含有，例如，水、乙醇、多元醇(例如，甘油、丙二醇和液体聚乙二醇)、植物油及其适合的混合物。

可制备可注射溶液，例如其中载剂包含盐水溶液、葡萄糖溶液或盐水和葡萄糖溶液的混合物。也可制备可注射的混悬剂，在这种情况下，可使用适当的液体载剂、助悬剂等。还包括旨在使用前不久被转化为液体形式制品的固体形式制品。

肠胃外施用的制品包括无菌水性溶液或非所需溶液、混悬剂和乳剂。非水性溶剂的实例为丙二醇、聚乙二醇、植物油(诸如橄榄油)和可注射有机酯诸如油酸乙酯。水性载剂包括水、醇/所需溶液、乳剂或混悬剂，包括盐水和缓冲介质。肠胃外媒介物包括氯化钠溶液、林格氏右旋糖、右旋糖和氯化钠、乳酸林格氏溶液或固定油。静脉内媒介物包括液体和营养补充剂、电解质补充剂(诸如基于林格氏右旋糖的补充剂)等。也可存在防腐剂和其他添加剂，例如像，抗菌剂、抗氧化剂、螯合剂和惰性气体等。

本发明的药物组合物可呈适于局部使用的形式，例如像，气雾剂、霜剂、软膏剂、洗剂、撒布剂、漱口剂、含漱剂等。此外，组合物可呈适合用于透皮装置的形式。这些制剂可经由常规加工方法利用本发明的化合物或其可药学上可接受的盐制备。举例而言，霜剂或软膏剂可通过将亲水性材料和水连同约5重量％至约10重量％的化合物混合以产生具有所需稠度的霜剂或软膏剂而制备。

在适用于经皮施用的组合物中，载剂任选地包括渗透促进剂和/或适合的湿润剂，其可任选地与较小比例的适合的任何天然的添加剂组合，这些添加剂不对皮肤产生显著的有害影响。所述添加剂可促进对皮肤的施用，和/或可有助于制备所需组合物。这些组合物可以各种方式施用，例如以透皮贴剂、以点涂剂(spot on)、以软膏剂施用。

本发明的药物组合物可呈适用于直肠施用的形式，其中载剂为固体。混合物形成单位剂量栓剂为优选的。适合的载剂包括可可脂和本领域中常用的其他材料。栓剂可通过首先将组合物与一种或多种软化或熔化的载剂混合，随后通过在模具中冷却和成形而便利地形成。

用于局部施用的制剂可包括软膏剂、洗剂、霜剂、凝胶剂、滴剂、栓剂、喷雾剂、液体和粉剂。常规的药物载剂、水性、粉末或油性碱、增稠剂等可为可取的。

除了前述稀释剂、缓冲剂、调味剂、粘合剂、表面活性剂、增稠剂、润滑剂、防腐剂(包括抗氧化剂)等。此外，可包括其他佐剂以使制剂与预期接受者的血液等渗。含有所公开的肽、和/或其药学上可接受的盐的组合物也可制成粉末或液体浓缩形式。

确切剂量和施用频率取决于特定的所公开的肽、所公开的制备方法的产物、其药学上可接受的盐、溶剂化物或多晶型物、其水合物、其溶剂化物、其多晶型物或其立体化学异构形式；所治疗的特定病状和所治疗的病状的严重程度；对施用剂量的受试者的病史特异性的各种因素诸如年龄；特定受试者的体重、性别、病症程度和一般身体状况，以及个体可服用的其他药物；如对本领域技术人员所熟知。此外，显而易见的是，所述有效日剂量可以根据所治疗的受试者的反应和/或根据出具组合物处方的医生评价而降低或增加。

根据施用模式，药物组合物将包含0.05重量％至99重量％，优选0.1重量％至70重量％，更优选0.1重量％至50重量％的活性成分，和1重量％至99.95重量％，优选30重量％至99.9重量％，更优选50重量％至99.9重量％的药学上可接受的载剂，所有百分比基于组合物的总重量。

在治疗需要增加胰岛素受体活性的病状中，适当的剂量水平通常将为每天约0.01至1000mg/kg患者体重且可以单剂量或多剂量施用。在各个方面，剂量水平将为每天约0.1至约500mg/kg、每天约0.1至250mg/kg或每天约0.5至100mg/kg。适合的剂量水平可为每天约0.01至1000mg/kg、每天约0.01至500mg/kg、每天约0.01至250mg/kg、每天约0.05至100mg/kg或每天约0.1至50mg/kg。在此范围内的剂量可为每天0.05至0.5、0.5至5.0或5.0至50mg/kg。对于口服施用，组合物优选以含有1.0至1000毫克的活性成分，特别是1.0、5.0、10、15、20、25、50、75、100、150、200、250、300、400、500、600、750、800、900和1000毫克活性成分的片剂形式提供，用于待治疗患者的剂量的症状性调节。组合物可以每天1至4次，优选地每天一次或两次的方案施用。可调节此给药方案以提供最佳的治疗反应。

如上文和下文所述的此类单位剂量每天可施用一次以上，例如一天2、3、4、5或6次。在各个方面，此类单位剂量可每天施用1或2次，以使70kg成人每次施用的总剂量范围为0.001至约15mg/kg体重受试者。在另一方面，每次施用剂量为0.01至约1.5mg/kg体重受试者，并且此种疗法可延续数周或数月，并且在一些情况下，可延续数年。然而，应理解，任何特定患者的具体剂量水平将取决于多种因素，包括所用具体组合物的活性；待治疗个体的年龄、体重、一般健康状况、性别和饮食；施用时间和途径；排泄率；之前已施用的其他药物；和进行治疗的特定疾病的严重程度，如本领域技术人员所很好理解的。

典型的剂量可为一天服用一次或每天多次的一片1mg至约100mg或1mg至约300mg片剂，或一天服用一次且含有比例较高的活性成分含量的一粒延时释放胶囊剂或片剂。可通过在不同pH值溶解的胶囊材料、通过受渗透压缓慢释放的胶囊剂或通过控制释放的任何其他已知方式来获得延时效应。

在另一方面，剂量可为100U至300U小瓶，例如，100U至200U小瓶、200U至300U小瓶或150U至250U小瓶。它可一天一次或一天多次服用。在各个方面，它可每天、每周或每月服用。

如对本领域技术人员将是显而易见的，在一些情况下有必要使用超出这些范围的剂量。此外，应注意，临床医师或治疗医师将懂得结合个别患者反应如何和何时开始、中断、调整或终止治疗。

本发明还涉及一种用于制造调节哺乳动物(例如，人)中胰岛素受体活性(例如，治疗1型糖尿病)的药物的方法，所述方法包括将一种或多种所公开的肽或组合物与药学上可接受的载剂或稀释剂组合。因此，在一个方面，本发明涉及一种用于制造药物的方法，所述方法包括将至少一种所公开的肽与药学上可接受的载剂或稀释剂组合。

所公开的药物组合物还可包含其他治疗上活性的化合物，所述治疗上活性的化合物通常用于治疗胰岛素相关的病状。

应理解，所公开的组合物可由所公开的肽制备。还应理解，所公开的组合物可用于所公开的使用方法。

如已经提到的，本发明涉及一种药物组合物，所述药物组合物包含治疗有效量的所公开的肽、其药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物或多晶型物、其水合物、其溶剂化物、其多晶型物和药学上可接受的载剂。另外，本发明涉及一种用于制备药物组合物的方法，其特征在于使药学上可接受的载剂与治疗有效量的所公开的肽紧密混合。

如已经提到的，本发明还涉及一种药物组合物，所述药物组合物包含所公开的肽、其药学上可接受的盐、溶剂化物或多晶型物和在治疗、预防、控制、改善所公开的肽或其他药物可对其具有效用的疾病或病状或降低其风险中的一种或多种其他药物，以及涉及此种组合物在药物制造中的用途。本发明还涉及一种所公开的肽、其药学上可接受的盐、溶剂化物或多晶型物和抗癌治疗剂的组合。在各个其他方面，本发明还涉及一种所公开的肽、其药学上可接受的盐、溶剂化物或多晶型物的组合。本发明还涉及用作药物的此种组合。此种组合物或产物的不同药物可与药学上可接受的载剂或稀释剂组合于单一制品中，或它们各自可与药学上可接受的载剂或稀释剂一起存在于单独的制品中。

在各个方面，所公开的肽可以10μg/kg/天至300μg/kg/天的量施用。在另一方面，给药方案可包括一种或多种所公开的肽的单次施用。在另一方面，给药方案可包括一周一次、一周两次、一周三次、一周四次、一周五次、一周六次或一周七次施用一种或多种所公开的肽，持续1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、26、28、30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50或52周。

在各个方面，所公开的肽可通过针头和注射器、笔、泵、吸入器、注射口或喷射注射器施用。

D.制备肽的方法

在一个方面，本发明公开了制备所公开的肽的方法。因此，在各个方面，本发明公开了制备胰岛素B链肽的方法，其中胰岛素B链肽直接缀合至有机硼酸酯基团，所述方法包括：使肽结合的胰岛素B链树脂与具有由下式表示的结构的苯基硼酸反应的步骤：

在各个方面，位置B29处的氨基酸为赖氨酸残基。在另一方面，B29赖氨酸残基被修饰。在另一方面，B29赖氨酸残基未被修饰。

在各个方面，位置B33处的氨基酸为赖氨酸残基。在另一方面，B33赖氨酸残基被修饰。在另一方面，B33赖氨酸残基未被修饰。

在各个方面，位置B34处的氨基酸为赖氨酸残基。在另一方面，B34赖氨酸残基被修饰。在另一方面，B34赖氨酸残基未被修饰。

在各个方面，胰岛素B链肽包含序列FVNQHLCGSHLVEALYLVCGERGFFYTPKTRKK(SEQID NO：8)。

在各个方面，所述方法还包括将胰岛素B链肽与胰岛素A链肽偶联的步骤。

E.修饰胰岛素受体激活的方法

在一个方面，本发明公开了修饰受试者中的胰岛素受体激活的方法，所述方法包括向有此需要的受试者施用有效量的所公开的肽或药物组合物中的任一种。在另一方面，有此需要的受试者可为已知具有与标准激活水平相比降低的胰岛素受体激活的受试者。在另一方面，胰岛素受体激活的标准激活水平可基于健康个体中确定的水平。在另一方面，胰岛素受体激活的标准激活水平可基于在确定是否需要增加胰岛素受体激活之前所治疗的受试者中确定的水平。

在一个方面，本发明公开了修饰至少一个细胞中的胰岛素受体激活的方法，所述方法包括使至少一个细胞与有效量的所公开的肽或药物组合物中的任一种接触，从而增加至少一个细胞中的胰岛素受体激活。

在各个方面，修饰正在增加。

例如，本发明公开了修饰受试者中的胰岛素受体激活的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中胰岛素B链肽包含至少32个氨基酸残基，并且其中胰岛素B链肽的至少三个氨基酸残基为赖氨酸残基，从而修饰受试者中的胰岛素受体激活。另外，本发明公开了修饰受试者中的胰岛素受体激活的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中肽直接缀合至至少一个有机硼酸酯基团，从而修饰受试者中的胰岛素受体激活。

例如，本发明公开了修饰至少一个细胞中的胰岛素受体激活的方法，所述方法包括使至少一个细胞与有效量的包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽接触，其中胰岛素B链肽包含至少32个氨基酸残基，并且其中胰岛素B链肽的至少三个氨基酸残基为赖氨酸残基，从而修饰至少一个细胞中的胰岛素受体激活。另外，本发明公开了修饰至少一个细胞中的胰岛素受体激活的方法，所述方法包括使至少一个细胞与有效量的包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽接触，其中肽直接缀合至至少一个有机硼酸酯基团，从而修饰至少一个细胞中的胰岛素受体激活。

在各个方面，细胞为哺乳动物。在另一方面，细胞为人。

在各个方面，接触是通过向受试者的施用。在另一方面，在施用步骤之前，受试者已被诊断为需要治疗糖尿病。在另一方面，所述方法还包括鉴定需要治疗糖尿病的受试者的步骤。

在各个方面，糖尿病为1型糖尿病。在另一方面，糖尿病为2型糖尿病。在另一方面，糖尿病为妊娠糖尿病。

在各个方面，受试者为哺乳动物。在另一方面，哺乳动物为人。

F.降低血糖的方法

在一个方面，本发明公开了降低受试者中的血糖的方法，所述方法包括向有此需要的受试者施用治疗有效量的所公开的肽或药物组合物中的任一种。在各个方面，有此需要的受试者可为已知具有与标准血糖水平相比增加的血糖的受试者。在另一方面，胰岛素受体激活的标准激活水平可基于健康个体中确定的水平。在另一方面，胰岛素受体激活的标准激活水平可基于在确定是否需要增加胰岛素受体激活之前所治疗的受试者中确定的水平。

例如，本发明公开了降低受试者中的血糖的方法，所述方法包括向受试者施用治疗有效量的包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中胰岛素B链肽包含至少32个氨基酸残基，并且其中胰岛素B链肽的至少三个氨基酸残基为赖氨酸残基，从而降低受试者中的血糖。另外，本发明公开了降低受试者中的血糖的方法，所述方法包括向受试者施用治疗有效量的包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中肽直接缀合至至少一个有机硼酸酯基团，从而降低受试者中的血糖。

在各个方面，受试者为哺乳动物。在另一方面，哺乳动物为人。

在另一方面，在施用步骤之前，受试者已被诊断为需要降低血糖。在另一方面，所述方法还包括鉴定需要使他们的血糖降低的受试者的步骤。

在另一方面，受试者已被诊断为患有与高血压相关的病症，例如像，糖尿病和高血糖症。在另一方面，所述方法还包括鉴定需要治疗与高血压相关的病症(例如像，糖尿病和高血糖症)的受试者的步骤。

在另一方面，在施用步骤之前，受试者已被诊断为需要治疗糖尿病。在另一方面，所述方法还包括鉴定需要治疗糖尿病的受试者的步骤。

在各个方面，糖尿病为1型糖尿病。在另一方面，糖尿病为2型糖尿病。在另一方面，糖尿病为妊娠糖尿病。

G.肽的使用方法

在本文中，描述了具有增加的溶解度和升高的葡萄糖浓度的改进的胰岛素(即，智能胰岛素)。不希望受到理论的约束，注射智能胰岛素(其活性通过循环血糖水平在体内进行调节)的两个优点包括：(1)胰岛素剂量不足的错误显著减少，因为每当葡萄糖水平较高时，葡萄糖反应性胰岛素(GRI)衍生物就会从皮下贮库中释放出来；以及(2)胰岛素过量的错误将显著减少，因为当葡萄糖水平开始下降时，GRI类似物将失活，从而降低发生低血糖的风险。由于慢性高血糖症的结果，糖化血红蛋白含量较高伴有诸如心血管疾病、肾病和视网膜病变的并发症，因此通过用葡萄糖反应性胰岛素类似物治疗所产生的正常血糖症具有改善的治疗价值。GRI类似物可减少糖尿病人群的低血糖障碍。

如所公开的，在一个方面，智能胰岛素在高葡萄糖条件下具有与甘精胰岛素类似的活性。根据技术的一个方面，智能胰岛素在胰岛素分子上引入了苯基硼酸(PBA)。例如，带负电荷的PBA-葡萄糖复合物可通过与葡萄糖结合来降低胰岛素的等电点(pI)，从而增加胰岛素在高葡萄糖浓度下的溶解度，以允许更快地进入血液。

因此，在各个方面，本发明的肽和药物组合物可用于治疗或控制糖尿病。为了治疗或控制病症，将肽和包含肽的药物组合物施用于有此需要的受试者，诸如脊椎动物，例如哺乳动物、鱼、鸟、爬行动物或两栖动物。受试者可为人、非人灵长类动物、马、猪、兔、狗、绵羊、山羊、牛、猫、豚鼠或啮齿类动物。所述术语不表示特定年龄或性别。因此，旨在涵盖成年和新生受试者以及胎儿，无论雄性或雌性。受试者优选地为哺乳动物，诸如人。在施用化合物或组合物之前，受试者可被诊断为需要治疗糖尿病。

可根据任何方法向受试者施用肽或组合物。此类方法为本领域技术人员所熟知并且包括但不限于口服施用、透皮施用、通过吸入施用、鼻腔施用、局部施用、阴道内施用、眼部施用、耳内施用、颅内施用、直肠施用、舌下施用、口腔施用和胃肠外施用，包括可注射的诸如静脉内施用、动脉内施用、肌内施用和皮下施用。施用可为连续的或间歇的。制品可治疗性地施用；即，施用以治疗现有的疾病或病状。制品也可预防性地施用；即，施用以预防疾病或病状。

肽的治疗有效量或剂量可在很大范围内变化。在每种特定情况下，将此种剂量调节至个体需求，包括所施用的一种或多种具体的肽、施用途径、所治疗的病状以及所治疗的患者。一般来讲，在向重约70Kg或以上的成年人口服或胃肠外施用的情况下，约10mg至约10000mg，优选约200mg至约1000mg的日剂量应为适当的，但是可能会超出上限。日剂量可以单剂量或分剂量施用，或用于肠胃外施用，作为连续输注。单剂量组合物可含有此量或其约数的肽或组合物来构成日剂量。在任何禁忌症的情况下，剂量可由个体医师进行调节。剂量可变化且可以每日一次或多次剂量施用，持续一天或几天。

1.治疗方法

本文所公开的肽可用于治疗或控制糖尿病。因此，提供了一种方法，所述方法包括向受试者施用治疗有效量的包含所公开的化合物的组合物。

a.治疗糖尿病

在一个方面，本发明公开了治疗受试者中糖尿病的方法，所述方法包括向受试者施用有效量的至少一种所公开的肽的步骤。

因此，在各个方面，本发明公开了治疗受试者中的糖尿病的方法，所述方法包括向受试者施用治疗有效量的包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中胰岛素B链肽包含至少32个氨基酸残基，并且其中胰岛素B链肽的至少三个氨基酸残基为赖氨酸残基，从而治疗受试者中的糖尿病。

在各个方面，本发明公开了治疗受试者中的糖尿病的方法，所述方法包括向受试者施用治疗有效量的包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中肽直接缀合至至少一个有机硼酸酯基团，从而治疗受试者中的糖尿病。

在另一方面，在施用步骤之前，受试者已被诊断为需要治疗糖尿病。

在另一方面，受试者为哺乳动物。在另一方面，哺乳动物为人。

在另一方面，所述方法还包括鉴定需要治疗糖尿病的受试者的步骤。

在另一方面，所述方法还包括施用治疗有效量的至少一种已知治疗或控制糖尿病的剂的步骤。已知治疗或控制糖尿病的剂的实例包括但不限于速效胰岛素、短效胰岛素、中效胰岛素、长效胰岛素、二甲双胍、胰淀素类似物和GLP-1受体激动剂(例如，阿必鲁泰(albiglutide)、杜拉鲁肽(dulaglutide)、艾塞那肽(exenatide)、艾塞那肽延释剂和利拉鲁肽(liraglutide))。

在另一方面，所述至少一种化合物或所述至少一种剂为顺序施用的。在另一方面，所述至少一种化合物或所述至少一种剂为同时施用的。

在另一方面，所述至少一种化合物或所述至少一种剂为共同配制的。在另一方面，所述至少一种化合物或所述至少一种剂为共同包装的。

在各个方面，糖尿病为1型糖尿病。在另一方面，糖尿病为2型糖尿病。在另一方面，糖尿病为妊娠糖尿病。

2.化合物的用途

在一个方面，本发明涉及所公开的肽或所公开方法的产物的用途。在另一方面，用途涉及制造用于治疗哺乳动物中的糖尿病的药物。

还提供了所公开的肽和产物的用途。在一个方面，本发明涉及至少一种所公开的肽的用途。在另一方面，所使用的肽为所公开的制备方法的产物。

在另一方面，所述用途涉及一种用于制备用作药物的包含治疗有效量的所公开的肽或所公开的制备方法的产物的药物组合物的方法。

在另一方面，所述用途涉及一种用于制备包含治疗有效量的所公开的肽或所公开的制备方法的产物的药物组合物的方法，其中使药学上可接受的载剂与治疗有效量的肽或所公开的制备方法的产物紧密混合。

在各个方面，所述用途涉及治疗哺乳动物中的糖尿病。在一个方面，所述用途的特征在于哺乳动物为人。在一个方面，所述用途的特征在于糖尿病为1型糖尿病。

在另一方面，所述用途涉及制造用于治疗哺乳动物中的糖尿病的药物。

应理解，所公开的用途可与所公开的肽、所公开的制备方法的产物、方法、组合物和试剂盒结合使用。在另一方面，本发明涉及所公开的肽或所公开的产物在制造用于治疗哺乳动物中的糖尿病的药物中的用途。

3.药物的制造

在一个方面，本发明涉及一种用于制造用于治疗哺乳动物中的糖尿病的药物的方法，所述方法包括将治疗有效量的所公开的肽或所公开方法的产物与药学上可接受的制剂或稀释剂组合。

关于这些应用，本方法包括向动物，特别是哺乳动物，并且更特别是人，施用治疗有效量的有效治疗糖尿病的肽。在本发明的上下文中，向动物特别是人施用的剂量应足以在合理的时间范围内影响动物中的治疗反应。本领域技术人员将认识到，剂量将取决于多种因素，包括动物的病状和动物的体重。

在典型治疗中施用的本公开的肽的总量优选每日剂量在约10mg/kg与约1000mg/kg体重之间(对于小鼠)，并且在约100mg/kg与约500mg/kg体重之间，并且更优选在200mg/kg与约400mg/kg体重之间(对于人)。此总量典型地但不必须以一系列较小剂量约每天一次至约每天三次施用约24个月的时间段，且优选每天两次施用约12个月的时间段。

剂量的大小也将由施用的途径、时间和频率、以及可能伴随施用肽而产生的任何不良副作用的存在、性质和程度以及所需生理效应来确定。本领域技术人员将理解，各种病状或疾病状态，特别是慢性病状或疾病状态，可能需要涉及多次施用的长期治疗。

因此，在一个方面，本发明涉及药物的制造，所述制造包括将所公开的肽、或所公开的制备方法的产物、或其药学上可接受的盐、溶剂化物或多晶型物与药学上可接受的载剂或稀释剂组合。

4.试剂盒

在一个方面，本发明公开了试剂盒，所述试剂盒包含包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中胰岛素B链肽包含至少32个氨基酸残基，并且其中胰岛素B链肽的至少三个氨基酸残基为赖氨酸残基；以及以下中的一者或多者：(a)已知治疗糖尿病的剂；(b)施用用于治疗糖尿病的肽的说明书；(b)治疗糖尿病的说明书；(c)降低血糖的说明书。

在一个方面，本发明公开了试剂盒，所述试剂盒包含包括胰岛素A链肽和胰岛素B链肽的肽，其中肽直接缀合至至少一个有机硼酸酯基团；以及以下中的一者或多者：(a)已知治疗糖尿病的剂；(b)施用用于治疗糖尿病的肽的说明书；(b)治疗糖尿病的说明书；(c)降低血糖的说明书。

已知治疗糖尿病的剂的实例包括但不限于已知增加胰岛素产生的剂、已知改善人体的胰岛素使用的剂和已知部分阻断淀粉消化的剂。

在另一方面，所述肽和所述剂为共同配制的。在另一方面，所述肽和所述剂为共同包装的。

在另一方面，所述肽和所述剂为顺序施用的。在另一方面，所述肽和所述剂为同时施用的。

试剂盒还可包含与其他组分共同包装、共同配制和/或共同递送的化合物和/或产物。例如，药物制造商、药物经销商、医生、药房(compounding shop)或药剂师可提供包含用于递送至患者的所公开的化合物和/或产物以及另一种组分的试剂盒。

应理解，所公开的试剂盒可由所公开的化合物、产物和药物组合物制备。还应理解，所公开的试剂盒可与所公开的使用方法结合使用。

前述描述说明并描述了本公开。另外，本公开仅示出和描述了优选的实施方案，但是，如上所述，应当理解，能够将其在各种其他组合、修改和环境中使用且能够在本文所表达的发明概念的范围内进行改变或修改，与上述教导和/或相关技术的技能或知识相称。本文上述实施方案还旨在解释申请人已知的最佳模式，并且旨在使本领域其他技术人员能够以此类实施方案或其他实施方案并用特定应用或其用途所要求的各种修改利用本公开。因此，描述并不旨在将本发明限制于本文所公开的形式。此外，旨在将所附权利要求书解释为包括替代的实施方案。

在本说明书中引用的所有出版物和专利申请均以引用的方式并入本文，并且出于任何和所有目的，如同将各个单独的出版物或专利申请特定地和单独地以引用的方式并入。在本公开与以引用的方式并入本文的任何出版物或专利申请之间不一致的情况下，以本公开为准。

G.实施例

甘精胰岛素在B链的C端具有两个另外的精氨酸残基，与天然胰岛素相比，甘精胰岛素在生理pH下等电点(pI)升高且溶解度降低。在一个方面，合成了胰岛素衍生物，其中PBA基团和带正电荷的基团引入胰岛素中，从而保留生物活性。根据实施例，在低血糖条件下，这些经修饰的胰岛素分子将大部分保持不溶。然而，随着血糖水平的升高，平衡发生变化，并且游离葡萄糖将与形成PBA的负电荷结合，从而降低pI。在另一方面，PBA基团本身的引入使溶解度降低了5倍。在另一方面，可使用具有类似溶解度曲线的其他智能甘精胰岛素。在另一方面，可使用不同的PBA基团。不同的PBA和氨基酸组合将导致不同的葡萄糖反应特性和溶解度。在另一方面，可使用氨基酸组合诸如Arg-Glu来增加溶解度。Arg-Glu具有不影响pI的零净电荷。此外，来自侧链的极性官能团可增加总体溶解度。在另一方面，可将PBA基团(一个或两个)引入B链中。在另一方面，为了简单起见，在A链的C端附加溶解度基团(Arg-Glu)n，n∶1至3。重要的是应注意，可使用其他具有与甘精胰岛素类似的初始溶解度且具有在100mg/dL与400mg/dL葡萄糖之间的＞5倍的溶解度差异的衍生物。

在各个方面，在鉴定保留生物活性的类似物的受体激活测定中测试合成的类似物。在另一方面，使用放射性标记的胰岛素的胰岛素受体(IR)结合测定被用于确认类似物与IR之间的结合。可选择相对于甘精胰岛素在受体激活和结合方面具有至少85％效力的胰岛素类似物以进行进一步表征。

在各个方面，胰岛素分子的结构或序列修饰可导致与胰岛素受体(IR)和/或胰岛素样生长因子1受体(IGF1R)的结合亲和力和活性改变。此外，胰岛素信号传导的激活也可导致代谢作用(诱导葡萄糖摄取)和促有丝分裂作用(生长和增殖)。在另一方面，与人胰岛素相比，胰岛素衍生物可具有改变的代谢作用和促有丝分裂作用。例如，胰岛素X10(B10Asp人胰岛素)可诱导体外细胞增殖和体内肿瘤形成。

在本文中，描述了“智能甘精胰岛素”的设计和合成及其葡萄糖反应特性。智能甘精胰岛素具有与甘精胰岛素类似的体外生物活性。进一步证明，在不同的葡萄糖浓度下，智能甘精胰岛素表现出与甘精胰岛素相比近3倍的体内活性差异，并显著降低了低血糖的发生率。因此，不希望受到理论的约束，智能甘精胰岛素代表了基于蛋白质溶解度实现葡萄糖介导的胰岛素控制的新设计。

给出以下制品和实施例以使本领域技术人员能够更清楚地理解和实施本发明。它们不应被认为限制本发明的范围，而应认为仅是说明性和代表性的。

1.一般信息

所有Fmoc氨基酸、试剂和溶剂无需纯化即可使用。Fmoc氨基酸、偶联剂和2-氯三苯甲基氯树脂(目录号03498)购自Chem Impex International.Inc。Rink Amide MBHA树脂HL(目录号855118)和Novasyn TGA树脂(目录号855005)获自Novabiochem，并且Rink酰胺ChemMatrix树脂(目录号7-600-1310)购自Biotage。N，N’-二甲基甲酰胺(DMF)、二氯甲烷(DCM)、乙腈(ACN)、甲醇(MeOH)、二乙醚(Et2O)、乙酸(AcOH)和三氟乙酸(TFA)获自FisherScientific。哌啶、三异丙基硅烷(TIS)、羟基苯并三唑(HoBt)、N，N′-二异丙基碳二亚胺(DIC)、2，2-二硫代二吡啶(DTDP)、2，2-二硫双(5-硝基吡啶)(DTNP)获自Sigma Aldrich。1-[双(二甲基氨基)亚甲基]-1H-1，2，3-三唑并[4，5-b]吡啶3-氧化物六氟磷酸盐(HATU)购自Chem Impex Intemational。异酰基二肽Boc-Ser[Fmoc-Thr(tBu)]-OH购自Novabiochem。

LC-MS系统：Agilent 6120 Quadrupole LC/MS系统在XBridge C18 5-μm(50X2.1mm)柱上，其中线性梯度为以0.4mL/min从0至95％的水性乙腈(0.1％甲酸)。

一般RP-HPLC条件：通过Phenomenax Luna C18柱(5u，250x 21.2mm)以5mL/min的流速在60min内从15％至50％水性乙腈(0.1％三氟乙酸)的线性梯度或Phenomenax Jupitor C18柱(5u， 250x 10mm)以3mL/min的流速在40min内从15％至50％水性乙腈(0.1％三氟乙酸)的线性梯度纯化所有A链和AB链二聚体。

通过类似方法纯化所有B链，其中不同的是梯度为以5mL/min的流速在60min内或以3mL/min的流速在40min内从30％至65％水性乙腈(0.1％三氟乙酸)。

使用Fmoc固相合成法，通过Biotage自动微波肽合成仪(引发剂+Alstra^TM)合成A链。用标准HATU/DIEA方案以0.1mmol的规模进行肽合成。对于Fmoc脱保护，添加DMF中的20％哌啶，并在25℃下混合5min两次。对于氨基酸偶联，在DMF中制备0.2M Fmoc保护的氨基酸、0.2M HATU(偶联剂)和1.0M DIEA(碱)。在每个循环中，将5当量氨基酸、5当量偶联剂和10当量碱添加到反应容器中，并在75℃下混合5min(对于半胱氨酸和组氨酸，在50℃下混合10min；对于精氨酸，在50℃下混合15min，并偶联两次)。肽链完成后，将树脂以DCM洗涤并使用真空干燥。然后将肽通过TFA裂解，并用冷乙醚进一步沉淀，之后进行HPLC纯化和冻干。

通过Prelude X肽合成仪在不加热的情况下合成B链。除了偶联时间外，合成方案与用于A链的方案相同。对于氨基酸偶联，将反应物在25℃下在氮气鼓泡下混合30min。本文别处描述了详细的智能甘精胰岛素合成方案。

2.肽合成

使用Biotage自动微波肽合成仪在0.1mmol Rink酰胺ChemMatrix树脂(0.54mmol/g)上进行A链(InsA(G))的合成。C端氨基酸Asn通过其侧链羧基作为Fmoc-Asp-OtBu与树脂连接。将异酰基二肽Boc-Ser[Fmoc-Thr(tBu)]-OH用作单个残基，并与其他残基一样通过标准方案偶联。将肽结合的树脂用新鲜的25％β-巯基乙醇(15mL)处理1.5h两次，并且用DMF(15mL x 3)和DCM(15mL x 3)彻底洗涤。然后将10mL DCM中的DTNP(310mg，10当量)添加到树脂中并振荡1h。将树脂再次用DMF(15mL x 3)和DCM(15mL x 3)洗涤，并用DCM(10mL)中的1％TFA、5％TIS处理2min 5次。最后，将树脂在DCM(10mL)中振荡1h，然后通过TFA/TIS/H2O(9mL/500μL/500μL)将其裂解2h。

使用Prelude X肽合成仪在不加热的情况下在0.1mmol 2-氯三苯甲基氯树脂(0.4mmol/g)上进行B链R2的合成。使用Fmoc-Arg(pbf)-OH/DIEA(相对于树脂4/4当量)手动地将C端Arg加载到树脂上。如一般信息部分所述进行链组装。

使用Prelude X肽合成仪在不加热的情况下在0.1mmol 2-氯三苯甲基氯树脂(0.4mmol/g)上进行B链RP2的合成。如一般信息部分所述进行链组装。通过Dde保护的Lys装配苯基硼酸。苯基硼酸被偶联为标准氨基酸。使用Boc-Phe-OH偶联N端氨基酸Phe。合成后，将肽结合的树脂用2％肼处理5min两次以除去Lys上的Dde基团。用DMF和DCM洗涤后，使用4-羧基苯基硼酸(332mg，20当量)、HoBt(270mg，20当量)和DIC(313ul，20当量)12h或4-羧基苯基硼酸(66mg，4当量)、HATU(152mg，4当量)和DIEA(70ul，4当量)45min两次来将苯基硼酸装配到lys。最后，将树脂通过含有DTDP(330mg，15当量)的TFA/TIS/H2O(4.5mL/250μL/250μL)裂解2h。B链RF2的合成以相同方式合成，不同之处在于使用4-羧基-3-氟苯基硼酸。

3.胰岛素类似物的制备

通过使用两步法将A链和B链组合来制备胰岛素类似物。在链连接缓冲液(6M尿素，0.2M NH₄OAc，pH 4.5，0.8mL)中混合A链(4mg，1.63μmol)和B链(7.2mg，1.62μmol)。使组合反应在25℃下进行4h，然后通过RP-HPLC纯化。然后将合并的级分通过1M NH₄HCO₃调节至pH8并冻干。

将冻干的粉末(10mg，1.47μmol)在25℃下溶解于AcOH(200μL)和H2O(800μL)的混合溶剂中，并用新鲜制备的AcOH(3mL)中的碘(11.2mg，44.1μmol)溶液在轻柔搅拌下处理10min。

通过添加1M抗坏血酸使氧化淬灭，直至碘颜色(紫色)消失。将最终溶液通过H₂O(16mL)稀释并如一般信息部分所述纯化。

4.体外受体结合测定

将具有His标签的IR(同工型B)胞外域固定在96孔板中。不是使用放射性标记的胰岛素，而是使用Eu修饰的胰岛素。用340-nm激发和612-nm发射滤光片测量时间分辨荧光。最近报道了这种测定法(Menting等人(2016)Nat Struct Mol Biol)。使用结合测定法，发现智能甘精胰岛素与天然胰岛素相比结合亲和力降低约2倍。这与关于甘精胰岛素IR亲和力的文献数据一致(图5A)。

5.体外生物活性测定

为了测量人胰岛素、甘精胰岛素和智能甘精胰岛素的生物活性，在过表达人IR-B的小鼠成纤维细胞系NIH 3T3(来自A.Morrione，Thomas Jefferson University的馈赠)中测量了pAkt Ser473水平。通过蛋白质印迹法鉴定细胞以评估其与亲本3T3细胞的IR表达水平相比的IR表达水平：NIH 3T3细胞示出的表达水平比亲本的表达水平高出约十倍。将NIH3T3细胞系在含有10％FBS、100U/mL青霉素链霉素(Thermo Fisher Scientific)和2μg/mL嘌呤霉素(Thermo Fisher Scientific)的DMEM(Thermo Fisher Scientific)中培养并示出其不含支原体污染。为了进行测定，将每孔40000个细胞接种在96孔板中，其中培养基含有1％FBS。24h后，在将原始培养基移除后，将50μL胰岛素溶液吸取到每个孔中。处理30min后，移除胰岛素溶液，并使用HTRF pAkt Ser473试剂盒(Cisbio，64AKSPEH)测量pAktSer473的细胞内水平。

简而言之，首先在温和振荡下用细胞裂解缓冲液(每孔50μL)处理细胞1h。然后将16μL细胞裂解液添加到白色384孔板中的4μL检测试剂中。温育4-h后，在Synergy Neo读板器(BioTek)中读取板，并根据制造商的方案处理数据。总共重复测定四次(生物学重复)。在用非线性回归(单位点)分析进行曲线拟合后，计算出平均EC₅₀值及其95％置信区间(使用Prism 8)。

6.另外的预言的生物活性测定

将进一步测试所选胰岛素衍生物对胰岛素信号传导途径中其他关键蛋白的作用，以确认其完全激活。第一，将使用蛋白质印迹法测量IR的磷酸化，以确认受体磷酸化。第二，将使用蛋白质印迹法测量胰岛素受体底物1(IRS-1)的磷酸化。第三，还将测量糖原合酶激酶3(GSK-3)的磷酸化，因为当胰岛素激活IR时，预期pGSK-3水平会降低。由于熟知的胰岛素对肌肉和肝细胞的作用，还将评估GRI衍生物在C2C12和HepG2细胞系两者中的胰岛素信号传导激活。

7.圆二色性

在25℃下，在AVIV 410型分光光度计(AVIV)上在1mm QS石英比色皿(Starna)中在水中记录所有CD光谱。波长扫描以1nm的分辨率进行，平均时间为1s。将两次扫描的数据取平均值，减去空白，并通过以下公式归一化为平均残留椭圆率：[θ]＝100×θ/C×l×(n-1)，其中C为以mM为单位的蛋白质浓度，l为以厘米为单位的路径长度，并且n为蛋白质中的残基数。用于CD实验的蛋白质样品的浓度为100μM。

8.溶解度测定

向Eppendorf管中添加1mg肽，并将其悬浮在含有不同浓度葡萄糖(0-400mg/dl)的100μl PBS缓冲液(pH 5、7和9)中。过量添加肽以制成在底部具有不完全溶解的肽的饱和溶液。将样品涡旋5min，并轻柔振荡过夜。然后将它们以12000rpm离心10min。基于280nm处的吸光度和计算的消光系数，通过Nanodrop测定饱和肽溶液的浓度。

9.动物

将重250g至300g的雄性Sprague-Dawley大鼠(SASCO SD，品系代码：400；CharlesRiver Laboratories，Inc.，Wilmington，MA)饲养在美国犹他大学(University of Utah)在聚丙烯笼中，并保持在标准的饲养条件下(室温22℃至24℃，光/暗周期12h)。动物可自由获得食物和水，并在实验程序前1周适应了处理。所有程序均根据美国国家卫生研究院(NIH)的实验动物护理和使用指南(United States National Institutes of Health(NIH)Guide for the Care and Use of Laboratory Animals)进行，并得到犹他大学的机构动物护理和使用委员会(Institutional Animal Care and Use Committee，IACUC)批准。

10.甘精胰岛素样品制备

通过HPLC纯化商业Lantus(100U/ml)，以获得甘精胰岛素。将冻干的甘精胰岛素和智能甘精胰岛素两者溶解于(3.63mg/ml)稀释缓冲液pH 4中，所述稀释缓冲液含有与商业Lantus稀释剂类似的成分(30μg锌，2.7mg间甲酚，20mg甘油85％，20μg聚山梨酯20)。

11.血管手术

将大鼠通过腹膜内注射氯胺酮/甲苯噻嗪(75mg/kg氯胺酮与5mg/kg甲苯噻嗪)麻醉，并在无菌条件下在颈部腹侧的中线切口以植入血管导管。将micro-renathane导管(MRE025，Braintree Scientific Inc.，Braintree，MA)插入右颈静脉，并将另一导管(MRE 033)植入左颈动脉。为了保持通畅，将所有导管填充有肝素(1000单位/ml；USP)中的40％聚乙烯吡咯烷酮(Sigma，MO)，并皮下穿隧以放置在颈后部。然后允许动物在家笼中恢复，之后将动物放置到动物设施中。

12.改良的正常血糖钳夹和高血糖钳夹

为了评估智能甘精胰岛素和可商购获得的甘精胰岛素的作用，分别在非糖尿病和糖尿病大鼠中进行了改良的正常血糖钳夹和高血糖钳夹。在这些改良的葡萄糖钳夹中，在施用单剂量皮下注射后研究了胰岛素的吸收特征(与传统的葡萄糖钳夹中发生的静脉输注相反)。对于正常血糖钳夹，在血管手术后一周将非糖尿病对照大鼠禁食过夜，并在异氟烷麻醉下将动脉导管和静脉导管外置，并分别通过连接器延长以进行血液采样和连接到输注泵。休息90分钟后，使用血糖仪(Ascensia Contour BG monitors，Bayer HealthCare，IN)从清醒、不受约束的大鼠中获得的动脉血液样品中测量基础葡萄糖水平。在基线血糖测量后，所有大鼠皮下注射商业甘精胰岛素(即，0.5mg/kg)或合成的智能甘精胰岛素(0.5mg/kg)。在整个钳夹期间以10分钟为间隔测量血糖，并使用恒定可变静脉输注右旋糖(50％w/v)来维持正常血糖(90mg/dl至110mg/dl)4小时。

对于高血糖钳夹，在血管手术后四天，将大鼠腹膜内注射链脲佐菌素(STZ；65mg/kg)以诱发糖尿病。选择糖尿病大鼠进行这些研究，因为它们具有增加血液和间质葡萄糖浓度的优点，是研究高葡萄糖水平对胰岛素生物利用度的影响的理想选择。在STZ注射后三天和禁食过夜后，将所有糖尿病大鼠皮下注射商业甘精胰岛素(即，0.5mg/kg)或合成的智能甘精胰岛素(0.5mg/kg)，并经受类似的钳夹方案，不同之处在于大鼠钳夹在高血糖水平(约400mg/dl)4小时。

13.胰岛素耐受性测试(ITT)

禁食4h至5h后，对STZ糖尿病大鼠进行胰岛素耐受性测试(ITT)。在获得基线血糖水平后，将大鼠皮下注射商业甘精胰岛素(1mg/kg)或合成的智能甘精胰岛素(1mg/kg)。使用血糖仪(Ascensia Contour BG monitors，Bayer HealthCare，IN)在四小时内每15分钟获取一次尾静脉样品以评估血糖水平。

14.统计学分析

结果表示为平均值±平均值的标准误差(SEM)。通过学生(未配对)“t”检验分析数据。进行重复测量ANOVA(双向)以分析4h时间段内葡萄糖钳夹和ITT的数据。通过图基(Tukey)的多重比较检验进行事后分析。5％概率水平被认为具有统计学意义。

15.胰岛素类似物的开发

智能甘精胰岛素的化学合成是通过使用固相肽合成实现的(图3)。分别合成了A链和B链。为了避免PBA在苛刻的肽偶联条件下降解，在使用Lys(Dde)残基合成整个B链后的后期引入PBA。为了以受控方式形成所有三个二硫键，使用了四种不同的Cys保护基，如Liu等人(2014)Angewandte Chemie Iht.Ed.53(15)：3983-3987的先前报告中所述。首先，使用巯基乙醇对A6 Cys(S-tBu)进行脱保护，之后用2，2′-二硫双(5-硝基吡啶)(DTNP)进行激活。接下来，使用1％TFA对A11 Cys(Mmt)进行脱保护以获得硫醇。然后通过二硫键取代反应形成A6-A11分子内二硫键。然后将A链从树脂中裂解，以得到A7Cys(Acm)和A20游离Cys(Trt脱保护)。然后通过类似的二硫键取代反应连接A链和B链。HPLC纯化(＞98％纯度)后，使用碘形成最后的二硫键以获得智能甘精胰岛素。使用了2-氟苯基硼酸，因为其pKa与生理pH相似(图4A)(Matsumoto等人(2012)Angewandte Chemi51(9)：2124-8)。

参见图3，在两条链中合成智能甘精胰岛素，之后使用正交保护基团进行链组合。

参见图4A，在高葡萄糖条件下，当葡萄糖与中性硼酸基团结合后，平衡转移到带负电荷的硼酸酯复合物。参见图4B，虽然甘精胰岛素从皮下贮库中缓慢且持续释放，但是智能甘精胰岛素响应于葡萄糖水平升高而释放。

为了确定PBA引入是否对胰岛素的二级结构具有影响，使用近UV圆二色性(CD)评估了胰岛素。观察到所有胰岛素分子具有主要与α-螺旋二级结构一致的CD光谱(图5B)。为了测量体外生物活性，使用pAkt水平作为生物活性的指标进行基于细胞的胰岛素受体激活测定(图5C)。甘精胰岛素和智能甘精胰岛素具有类似的信号激活的EC₅₀(12nM)。人天然胰岛素的生物活性比甘精胰岛素高2倍，这与文献报道一致(Varewijck和Janssen(2012)Endocrine-related cancer 19(5)：F63-F75)。接下来，测量两种甘精胰岛素分子的溶解度曲线。甘精胰岛素和智能甘精胰岛素在pH＝5和pH＝9下具有高溶解度，其中在pH＝7下溶解度低得多，这与甘精胰岛素的生化设计一致(图5D)。然而，应当注意的是，在pH＝7下，智能甘精胰岛素的溶解度低于甘精胰岛素的四分之一(0.06mg/mL相对于0.28mg/mL)。不希望受到理论的约束，这很可能是由于PBA的疏水性质。接下来，在pH＝7下测量不同葡萄糖浓度的溶解度曲线(图5E)。虽然甘精胰岛素在0至400mg/mL葡萄糖下具有相同的溶解度，但是智能甘精胰岛素在相同范围内溶解度增加约2.5倍。不希望受到理论的约束，此结果支持以下假说：由于硼酸酯复合物的负电荷和亲水性糖附着，智能甘精氨酸在高葡萄糖条件下具有增加的溶解度，从而证明了葡萄糖反应性的生化基础。

参见图5B，示出了人胰岛素、甘精胰岛素和智能甘精胰岛素的圆二色性光谱。参见图5C，示出了使用pAkt水平作为测量值的胰岛素类似物在激活胰岛素受体中的体外活性。甘精胰岛素和智能甘精胰岛素在pH＝5、7和9下的溶解度曲线在图5D中示出。甘精胰岛素和智能甘精胰岛素在pH＝7下的溶解度曲线在图5E中示出，其中葡萄糖浓度为0至400mg/dL。虽然甘精胰岛素在所有条件下具有相似的溶解度，但是智能甘精胰岛素在高葡萄糖条件下具有升高的溶解度(在100mg/dl与400mg/dl之间增加约2倍)。

为了建立智能甘精胰岛素的体内葡萄糖反应性，进行了正常血糖和高血糖钳夹研究，以比较和对比智能甘精胰岛素和可商购获得的甘精胰岛素的体内生物学活性。皮下注射胰岛素(0.5mg/kg)后，在正常血糖和高血糖钳夹方案期间，经甘精胰岛素和智能甘精胰岛素处理的大鼠的血糖水平都很好地匹配(通过实验设计)(图6A)。在高血糖钳夹(约400mg/dL葡萄糖)期间，对于经智能甘精胰岛素处理的大鼠，维持高血糖所需的葡萄糖输注速率是经甘精胰岛素处理的大鼠的88％(图6B)。然而，在正常血糖钳夹(约100mg/dL葡萄糖)期间，经智能甘精胰岛素处理的大鼠中外源葡萄糖输注的速率显著降低(降至经甘精胰岛素处理的大鼠的约30％)(图6B)，并且这种差异高度显著(P＜0.01)。不希望受到理论的约束，此结果表明，智能甘精胰岛素在高血糖条件下具有与甘精胰岛素相似的体内生物活性，但在正常血糖条件下活性大大降低。这种相对生物活性方面的2.9倍差异证明了智能甘精胰岛素在体内的葡萄糖反应性。

参见图6A，分别示出了在非糖尿病对照和链脲佐菌素(STZ)-糖尿病大鼠中进行的正常血糖(约100mg/dl)和高血糖(约400mg/dl)钳夹期间的血糖水平(mg/dl)。在正常血糖和高血糖钳夹中，在基线读数t＝0后，将大鼠皮下注射甘精胰岛素(0.5mg/kg)或智能甘精胰岛素(0.5mg/kg)。数据表示为平均值±SEM(n＝5-6/组)。重复测量ANOVA(双向)，之后进行图基比较的事后检验。右旋糖：50％。

参见图6B，示出了正常血糖(约100mg/dl)和高血糖(约400mg/dl)钳夹的最后一小时期间的平均葡萄糖输注速率(m/kg^*min)。在正常血糖和高血糖钳夹中，将大鼠皮下注射甘精胰岛素(0.5mg/kg)或智能甘精胰岛素(0.5mg/kg)。数据表示为平均值±SEM(n＝5-6/组)。^*P＜0.05，^**P＜0.01相对于甘精胰岛素；学生“t”(未配对)检验。

参见图6C和图6D，分别示出了在非糖尿病对照和链脲佐菌素(STZ)-糖尿病大鼠中进行的正常血糖(图6C，约100mg/dl)和高血糖(图6D，约400mg/dl)钳夹期间的GIR(mg/kg/min)。在正常血糖和高血糖钳夹中，在基线读数t＝0后，将大鼠皮下注射甘精胰岛素(0.5mg/kg)或智能甘精胰岛素(0.5mg/kg)。右旋糖：50％。

根据钳夹研究的结果，假设智能甘精胰岛素不太可能引起低血糖。为了评估胰岛素诱导的低血糖的可能性，在STZ诱导的糖尿病大鼠中进行了高剂量(1mg/kg)胰岛素耐受性测试(ITT)。在没有血糖钳夹条件的情况下，皮下施用甘精胰岛素和智能甘精胰岛素(1mg/kg)降低血糖水平(图7A)。经甘精胰岛素处理的大鼠达到的最低血糖水平为约40mg/dl。通过维持低血糖2小时以上观察到胰岛素持续吸收/作用的证据。这种持续的胰岛素作用特别令人印象深刻，因为它在对低血糖的(可能)反调节反应的环境中得以维持。相反地，等剂量的智能甘精胰岛素导致血糖逐渐降低，并且最低血糖水平为约102mg/dl。为了量化这些胰岛素的降血糖效力，量化血糖维持在低血糖(＜70mg/dl)的持续时间。与经商业甘精胰岛素此类的大鼠相比，经智能甘精胰岛素此类的大鼠保持低血糖的持续时间显著更短(图7B)。不希望受到理论的约束，低血糖效力的这种15倍降低证明，与甘精胰岛素相比，智能甘精胰岛素预示着引起低血糖的风险降低。

参见图7A，示出了在STZ-糖尿病大鼠中进行的胰岛素耐受性测试(ITT)期间的血糖水平(mg/dl)。在获得基线血糖读数后，将大鼠皮下注射甘精胰岛素(1mg/kg)或智能甘精胰岛素(1mg/kg)。数据表示为平均值±SEM(n＝5-6/组)。重复测量ANOVA(双向)，之后进行图基比较的事后检验。

参见图7B，示出了注射甘精胰岛素(1mg/kg)或智能甘精胰岛素(1mg/kg)的大鼠在ITT期间血糖水平保持在70mg/dl以下的时间(min)。数据表示为平均值±SEM(n＝5-6/组)。^**P＜0.01相对于甘精胰岛素；学生“t”(未配对)检验。

进行此研究的目的是增加胰岛素的治疗指数。这项创新基于使用苯基硼酸将甘精胰岛素转变为智能甘精胰岛素，从而使其在生理pH值下具有葡萄糖依赖性的溶解度。不同于将可商购获得的甘精胰岛素从皮下贮库中稳定释放到血液中；体内生物活性曲线(图7B)表明，智能甘精胰岛素在高葡萄糖条件下表现出相对较高的吸收，而在低葡萄糖条件下表现出明显较少的吸收。有趣的是，较低的从皮下贮库中的胰岛素吸收率(在正常血糖条件下)将使智能甘精胰岛素具有延长胰岛素作用持续时间的理论优势。此GRI衍生物的另一个独特优势是与其他已公布的GRI设计兼容。例如，基于最近针对甘露糖受体的Merck策略(Kaarsholm等人(2018)Diabetes 67(2)：299-308；Yang等人(2018)JCI Insight3(1))，可潜在地修饰智能甘精胰岛素以生成智能甘精胰岛素-碳水化合物缀合物。由于这两种设计具有完全不同的作用机制，此种组合具有进一步增强葡萄糖反应性的潜力。

胰岛素诱导的低血糖是胰岛素疗法最严重的急性并发症。虽然与天然胰岛素相比，速效和长效胰岛素类似物的引入降低了低血糖的风险，但是这些胰岛素类似物仍具有狭窄的治疗窗口，因为一旦注射，胰岛素在血流中的吸收就是连续的，并且不受环境葡萄糖浓度的影响(Berenson等人(2011)Annals of the New York Academy of Sciences1243：E40-E54)(图4B)。与这种持续的胰岛素作用的观念一致，应当注意的是，药理学剂量的可商购获得的甘精胰岛素引起长期低血糖(图7B)。然而，等摩尔剂量的葡萄糖反应性智能甘精胰岛素显示出较低的低血糖效力，如以下所示：(1)血糖水平降至最低点102mg/dl；以及(2)低血糖持续时间减少15倍。不希望受到理论的约束，可能有若干种因素促成了这一有益的发现。第一，与在血糖钳夹实验的稳态部分期间确定的相对生物活性测量值无关，在使用智能甘精胰岛素进行胰岛素耐受性测试期间血糖水平逐渐下降表明(与甘精胰岛素相比)，皮下注射后吸收较慢(图7A)。智能甘精胰岛素在生理pH下的吸收率降低与体外研究结果一致(图5D)，并且可能代表了PBA的疏水性质。第二，在高血糖条件下，智能甘精胰岛素的生物活性降低了12％，这可能对这种观察到的作用贡献很小。第三，随着血糖接近正常血糖，有人提出智能甘精胰岛素在正常血糖下的溶解度的显著降低(图5E和图7B)防止了低血糖的发展。特别值得注意的是，有人提出，智能甘精胰岛素的这种较慢发作和较低的体内活性并不是由于内在胰岛素刺激活性的降低，因为智能甘精胰岛素和可商购获得的甘精胰岛素在体外激活胰岛素受体信号传导方面表现出相同的生物活性(图5C)。总而言之，智能甘精胰岛素表现出溶解度的总体降低，如体外所示(图5D)，并且还如体内所示作用的发作减慢所示(图7A)；但是智能胰岛素的确在体外(图5E)和体内(图6B)在高葡萄糖条件下表现出增加的相对溶解度，从而证明了葡萄糖反应特性。总体而言，这些新的发现表明，可以通过以葡萄糖反应方式改变甘精胰岛素的总体溶解度来操纵胰岛素的生物活性曲线。

总之，提供了合成葡萄糖反应性智能甘精胰岛素的证据。与甘精胰岛素相比，它在预防低血糖方面具有优势。快速临床开发具有葡萄糖反应特性的胰岛素衍生物可帮助经胰岛素治疗的糖尿病人群实现血糖目标，同时最小化低血糖的风险。

16.预言性实施例：最大化葡萄糖反应性的葡萄糖反应性胰岛素(GRI)衍生物的设计和化学合成

甘精胰岛素在B链的C端具有两个另外的精氨酸残基，这导致与天然胰岛素相比，甘精胰岛素在生理pH下pI升高且溶解度降低。在此，目标是合成胰岛素衍生物，其中PBA基团和带正电荷的基团引入胰岛素中，同时保留生物活性。在低血糖条件下，这些经修饰的胰岛素分子将大部分保持不溶。然而，随着血糖水平升高，平衡转移，并且游离葡萄糖将与形成PBA的负电荷结合，从而降低pI(参见图4B)。为了充分利用甘精胰岛素的长效特性并最大化葡萄糖反应性，将合成具有葡萄糖感应PBA基团的胰岛素衍生物，同时在pH 7下保持相对低的溶解度。在此情况下，不同的PBA和氨基酸组合将导致不同的葡萄糖反应特性和溶解度(PBA为芳族和疏水性的，并因此将导致基线溶解度降低)。智能甘精胰岛素的基线溶解度已比甘精胰岛素的基线溶解度低4倍。为了克服此限制，将探索氨基酸组合诸如Arg-Glu来增加溶解度。Arg-Glu的净电荷为零，因此其不影响pI。此外，来自侧链的极性官能团将增加总体溶解度。由于PBA基团(3，4，5)将被引入B链中，所以溶解度基团(Arg-Glu)n，n＝1-2，将被引入A链的C端(图8)。在增强葡萄糖反应性的情况下，将评估各种PBA的葡萄糖感应特性。因为葡萄糖结合高度依赖于PBA的pK_a，所以使用pK_a在7.0至7.8范围内的PBA(图8)。因此，将合成总共18种胰岛素衍生物。

对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不脱离本发明的范围或精神下可在本发明中进行各种修改和更改。本发明的其他方面将由考虑本文公开的本发明的说明书和实践而为本领域技术人员显而易见。意图在于，仅将本说明书和实施例理解为示例性，其中本发明的真实范围和精神由所附权利要求书来指示。

序列表

<110> 周•丹尼宏杰(Chou, Danny Hung-Chieh)

<120> 葡萄糖反应性胰岛素

<130> 21101.0369P1

<150> 62/658372

<151> 2018-04-16

<160> 8

<170> PatentIn version 3.5

<210> 1

<211> 21

<212> PRT

<213> 野生型人胰岛素A链(wild type human insulin A chain)

<400> 1

Gly Ile Val Glu Gln Cys Cys Thr Ser Ile Cys Ser Leu Tyr Gln Leu

1 5 10 15

Glu Asn Tyr Cys Asn

<210> 2

<211> 30

<212> PRT

<213> 野生型人胰岛素B链(wild type human insulin B chain)

<400> 2

Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr

1 5 10 15

Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr

20 25 30

<210> 3

<211> 21

<212> PRT

<213> 人工序列(artificial sequence)

<220>

<223> 合成构建体

<400> 3

Gly Ile Val Glu Gln Cys Cys Thr Ser Ile Cys Ser Leu Tyr Gln Leu

1 5 10 15

Glu Asn Tyr Cys Gly

<210> 4

<211> 31

<212> PRT

<213> 人工序列(artificial sequence)

<220>

<223> 合成构建体

<400> 4

Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr

1 5 10 15

Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr Arg

20 25 30

<210> 5

<211> 32

<212> PRT

<213> 人工序列(artificial sequence)

<220>

<223> 合成构建体

<400> 5

Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr

1 5 10 15

Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr Arg Arg

20 25 30

<210> 6

<211> 33

<212> PRT

<213> 人工序列(artificial sequence)

<220>

<223> 合成构建体

<400> 6

Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr

1 5 10 15

Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr Arg Arg

20 25 30

Arg

<210> 7

<211> 32

<212> PRT

<213> 人工序列(artificial sequence)

<220>

<223> 合成构建体

<400> 7

Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr

1 5 10 15

Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr Arg Lys

20 25 30

<210> 8

<211> 33

<212> PRT

<213> 人工序列(artificial sequence)

<220>

<223> 合成构建体

<400> 8

Phe Val Asn Gln His Leu Cys Gly Ser His Leu Val Glu Ala Leu Tyr

1 5 10 15

Leu Val Cys Gly Glu Arg Gly Phe Phe Tyr Thr Pro Lys Thr Arg Lys

20 25 30

Lys

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