티르제파티드는 GIP(위 억제 펩타이드)와 GLP-1(글루카곤 유사 펩타이드-1)을 모두 표적으로 하는 새로운 이중 수용체 작용제로서 일라이 릴리가 개발했으며 당뇨병, 비알코올성 지방간염(NASH) 및 만성 체중 관리의 표적 치료를 위해 성공적으로 시판되었으며 반감기는 116.7시간입니다. 2022년 당뇨병 치료제로 승인된 데 이어 2023년 11월 미국에서도 체중 감량용으로 추가 승인됐다. 대규모 임상시험에서 이 약으로 치료받은 환자들은 최대 21%의 체중 감소를 달성한 것으로 보고됐다. 분자는 39개의 아미노산으로 구성된 펩타이드 백본과 Lys20 잔기의 측쇄로 구성됩니다. 이들 39개 아미노산 중 37개는 자연 발생(또는 암호화)된 반면, 2개는 비자연 발생입니다. 위치 2와 13의 비암호화 아미노-이소부티르산 잔기입니다.
이중 활성을 달성하기 위해 Tirzepatide는 GLP-1 및 GIP에서 파생된 아미노산 잔기를 통합할 뿐만 아니라 몇 가지 독특한 아미노산 잔기를 활용합니다. 그 펩타이드 구조는 주로 GLP-1, GIP, 엑세나타이드, 세마글루타이드에서 유래하며 몇 가지 잔기가 독특합니다.
티르제파티드의 합성 과정에 대한 연구에서 합성 펩타이드를 생산하기 위해 다양한 방법이 사용되었습니다. 적절한 합성 방법의 선택은 일반적으로 비암호화 아미노산의 존재, 비펩타이드 측쇄 및 관련된 아미노산의 수와 같은 분자 특성을 기반으로 합니다.
B합성：거대분자(단클론 항체 등)에 일반적으로 사용되는 재조합 기술은 더 작은 펩타이드에도 적용될 수 있습니다. 이 접근법에서는 외부 DNA를 대장균 또는 포유류(차이나 햄스터 난소, CHO) 세포주에 도입하고, 여기서 펩타이드가 세포에 의해 합성됩니다. 개발 일정은 일반적으로 기존 합성 방법보다 길지만 이 접근법은 반합성 펩타이드(예: 세마글루타이드, 인슐린 데글루덱, 리라글루타이드)에 성공적으로 사용되었습니다. 이 방법의 두 가지 단점은 다음과 같습니다: (1) DNA 서열에 의해 암호화되지 않은 아미노산을 도입하는 데 어려움이 있습니다. (2) 비펩티드 측쇄를 통합하기 위한 재조합 후 합성 변형의 필요성.
C화학적S합성：
고체상 펩타이드 합성(SPPS)은 많은 중형 펩타이드(예:L이시나프티드와Exenatide)(비암호화 아미노산을 사용하여 합성된 것을 포함). 불행하게도 더 큰 펩타이드(일반적으로 30개 이상의 아미노산)의 경우 SPPS는 공정 수율이 낮고 순도가 낮은 문제를 겪는 경우가 많습니다. 더욱이 오류 없이 수많은 연속 단위 작업을 수행해야 하기 때문에(아미노산이 30개를 초과하는 펩타이드의 경우 실패율이 20%로 추정됨) 상당한 생산 위험이 따릅니다.
액상 펩타이드 합성(LPPS). 이 방법은 성장하는 펩타이드가 수지에 결합하지 않고 C-말단이 비반응성 아미드 또는 보호된 에스테르라는 점을 제외하면 SPPS와 유사합니다. 더 작은 펩타이드를 합성하는 데 매우 적합합니다(≤10개 아미노산), 그러나 펩타이드 길이가 증가함에 따라 수율과 순도가 급격히 감소합니다.
SPPS/LPPS 하이브리드 방식. 이 접근 방식은 SPPS를 활용하여 고순도의 짧은 펩타이드 단편과 잘 특성화된 침전 중간체를 생성함으로써 긴 SPPS 구조에 내재된 많은 제조 위험과 순도 문제를 방지합니다. 이어서, 보호된 단편은 액상으로 결합됩니다.
두 기술의 장점을 결합한 SPPS/LPPS 하이브리드 방법은 탁월한 접근 방식을 나타냅니다. 이 하이브리드 전략을 구현하려면 먼저 LPPS를 통해 합성된 적절한 조각을 선택해야 합니다. 단편 선택의 주요 고려 사항에는 펩타이드 길이, 단편의 총 수, 절단 부위의 아미노산 동일성 및 측쇄 특성이 포함됩니다. 조각 크기와 수량은 매우 중요합니다. 더 작은 조각은 높은 순도를 달성할 수 있지만 추가 LPPS 단계를 포함하는 더 복잡한 제조 공정이 필요합니다. 반대로, 큰 조각이 적을수록 생산에 더 큰 어려움이 따르며 고순도를 달성하는 데 더 큰 위험이 따릅니다. 이러한 요소를 평가한 후 Eli Lilly 연구원은 틸리트로핀 합성을 위한 4개의 단편을 선택했습니다. 절단 부위와 관련하여, 아미드 백본이 부분입체이성질체화를 촉진하기 때문에 각 단편의 C-말단 아미노산의 부분입체이성질체가 중요한 고려사항이었습니다.α-SPPS 구성에 사용되는 Fmoc 보호 아미노산에 비해 입체 중심이 더 쉽습니다. 다양한 단편을 광범위하게 평가한 후 최종적으로 4개의 특정 단편이 선택되었습니다(그림 2).–5). 4개의 단편은 모두 SPPS를 통해 합성되었으며 고체 생성물로 쉽게 분리될 수 있으며 매우 높은 순도 수준(97.5)을 달성했습니다.–99.5%).
다음, 조각 2–5개는 4단계 LPPS 프로세스를 통해 서로 결합됩니다.
1단계: 아미노산 30을 나타내는 처음 두 조각인 2와 3을 연결합니다.–39 및 22–각각 29. 디메틸 설폭사이드(DMSO) 및 아세토니트릴(ACN)의 조각 2와 3, ACN의 PyOxim 및 순수 디이소프로필에틸아민의 별도 용액을 준비하고 균일성을 보장하기 위해 온라인 혼합을 위해 플러그 흐름 반응기(PFR) 27에 들어가기 전에 함께 흘립니다.；
2단계: 아미노산 22 획득–그런 다음 39(화합물 6)를 단편 4와 결합하여 아미노산 15를 생성했습니다.–39(화합물 7)；
단계 3: 획득된 아미노산 서열 15–39(화합물 7)를 단편 5와 결합하여 Boc 보호된 틸드롭펩타이드를 생성했습니다.；
4단계: Tirzepatide를 얻기 위해 보호 코팅을 제거합니다..
나노여과는 분자량과 소수성을 기준으로 용액에 용해된 물질을 분리하는 막 기반 기술입니다. 미정제 반응액은 막을 통과하여 디벤조푸렌(DBF), 디에틸아민(DEA), PyOxim 관련 부산물(PyO) 등 저분자량 불순물을 제거하고 목적 펩타이드는 그대로 유지합니다. 적절한 기공 크기를 선택하는 것이 중요하며, 낮은 유속(지나치게 작은 기공의 경우)과 펩타이드 손실(지나치게 큰 기공의 경우) 사이의 균형이 필요합니다. 이 기술을 사용하면 작업 절차가 크게 단순화되어 대규모 생산이 가능해집니다.
티르제파티드는 순수하게 화학적으로 합성되기 때문에 활성 의약품 성분(API)을 생산하는 수많은 제조업체가 있어 치열한 경쟁이 벌어지고 있습니다. 현재 API는 티르제파티드는 Hequan Pharmaceutical에서 국내에서 제조하고 제제 준비를 위해 해외로 수출됩니다.
참고자료：조직 프로세스 해상도 개발. 2021년 2월 25일 1628년−1636
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