含有非天然胺基酸和多肽的組合物、涉及非天然胺基酸和多肽的方法以及非天然胺基酸...的製作方法

2023-10-04 13:14:34 4

專利名稱：含有非天然胺基酸和多肽的組合物、涉及非天然胺基酸和多肽的方法以及非天然胺基酸 ...的製作方法
技術領域：
本文描述製備、純化、表徵和使用非天然胺基酸、非天然胺基酸多肽和經修飾非天然胺基酸多肽的化合物、組合物、技術和策略。
背景技術：
將非基因編碼的胺基酸(即，「非天然胺基酸」)併入蛋白質中的能力允許引入可提供天然存在的官能團(諸如賴氨酸的ε-NH2、半胱氨酸的巰基-SH、組氨酸的亞氨基等)的有價值替代物的化學官能團。已知某些化學官能團對20種常見的基因編碼的胺基酸中所見的官能團呈惰性，但完全且有效地與可併入於非天然胺基酸上的官能團反應以形成穩定鍵。多種方法現可用於選擇性引入未見於蛋白質中、對20種常見的基因編碼的胺基酸中所見的所有官能團呈化學惰性並且可用於與包含某些官能團的試劑有效且選擇性地反應以形成穩定共價鍵的化學官能團。

發明內容
本文描述製備、純化、表徵和使用非天然胺基酸、非天然胺基酸多肽和經修飾非天然胺基酸多肽的方法、組合物、技術和策略。一方面為使非天然胺基酸和/或非天然胺基酸多肽衍生化的方法、組合物、技術和策略。在一個實施例中，所述方法、組合物、技術和策略涉及化學衍生化；在其它實施例中，涉及生物衍生化；在其它實施例中，涉及物理衍生化；在其它實施例中，涉及衍生化的組合。在其它或額外實施例中，所述衍生化具區域選擇性。在其它或額外實施例中，所述衍生化具區域特異性。在其它或額外實施例中，所述衍生化在含有非天然胺基酸的試劑與衍生化試劑中為化學計量或近化學計量。在其它或額外實施例中，所述衍生化在環境溫度下是快速的。在其它或額外實施例中，所述衍生化是在水溶液中發生。在其它或額外實施例中，所述衍生化是在介於約2與約10之間的pH值下發生。在其它或額外實施例中，所述衍生化是在介於約3與約8之間的pH值下發生。在其它或額 外實施例中，所述衍生化是在介於約2與約9之間的pH值下發生。在其它或額外實施例中，所述衍生化是在介於約4與約9之間的pH值下發生。在其它或額外實施例中，所述衍生化是在約4的pH值下發生。在另一實施例中，所述衍生化是在約8的pH值下發生。在其它或額外實施例中，所述衍生化在含有非天然胺基酸的試劑與衍生化試劑中為化學計量、近化學計量或類化學計量。在其它或額外實施例中，提供將所需基團化學計量、近化學計量或類化學計量併入非天然胺基酸多肽上的方法。在其它或額外實施例中，提供允許將所需基團化學計量、近化學計量或類化學計量併入非天然胺基酸多肽上的策略、反應混合物、合成條件。
一方面為基於二羰基的反應性使肽和蛋白質化學衍生化的非天然胺基酸，所述二羰基包括含有至少一個酮基和/或至少一個醛基和/或至少一個酯基和/或至少一個羧酸和/或至少一個硫酯基的基團，且其中所述二羰基可為I，2- 二羰基、I，3- 二羰基或I，4- 二羰基。其它或額外方面為基於二胺基的反應性使肽和蛋白質化學衍生化的非天然胺基酸，所述二胺基包括肼基、脒基、亞胺基、1，I-二胺基、1，2-二胺基、1，3-二胺基和1，4-二胺基。在其它或額外實施例中，將至少一個上述非天然胺基酸併入多肽中，亦即，所述實施例為非天然胺基酸多肽。在其它或額外實施例中，在非天然胺基酸的側鏈上使其官能化，以致其與衍生化分子反應產生鍵，包括基於雜環(包括含氮雜環)的鍵和/或基於醛醇的鍵。其它或額外實施例為可與衍生化分子反應以產生含有鍵的非天然胺基酸多肽的非天然胺基酸多肽，所述鍵包括基於雜環(包括含氮雜環)的鍵和/或基於醛醇的鍵。在其它或額外實施例中，非天然胺基酸選自具有二羰基和/或二胺側鏈的胺基酸。在其它或額外實施例中，非天然胺基酸包含經遮蔽側鏈，其包括經遮蔽二胺基和/或經遮蔽二羰基。在其它或額外實施例中，非天然胺基酸包含選自以下各物的基團酮-胺(即，含有酮與胺的基團)、酮-炔(即，含有酮與炔的基團)和烯-二酮(即，含有二羰基與烯烴的基團)。在其它或額外實施例中，非天然胺基酸包含二羰基側鏈，其中所述羰基選自酮、醛、羧酸或酯(包括硫酯)。另一實施例為含有在用適當的官能化試劑處理後能夠形成雜環(包括含氮雜環)的官能團的非天然胺基酸。在另一實施例中，非天然胺基酸的結構類似於天然胺基酸，但含有上述官能團中的一個。在另一實施例中，非天然胺基酸類似於苯丙氨酸或酪氨酸(芳香族胺基酸)；而在另一實施例中，非天然胺基酸類似於丙氨酸和亮氨酸(疏水性胺基酸)。在一個實施例中，非天然胺基酸具有與天然胺基酸截然不同的特性。在一個實施例中，所述截然不同的特性為側鏈的化學反應性，在另一實施例中，此截然不同的化學反應性允許即使在多肽中的天然存在的胺基酸單元的側鏈不進行反應的情況下，作為同一多肽的單元的非天然胺基酸的側鏈也進行上述反應。在另一實施例中，非天然胺基酸的側鏈具有與天然存在的胺基酸的側鏈正交的化學性質。在另一實施例中，非天然胺基酸的側鏈包含含親電基團部分；在另一實施例中，非天然胺基酸的側鏈上的含親電基團部分可進行親核攻擊以產生雜環衍生化蛋白質，包括含氮雜環衍生化蛋白質。在此段落的任一上述實施例中，非天然胺基酸可作為單獨分子存在或者可併入任何長度的多肽中；如果為後者，那麼多肽可另外並有天然存在的胺基酸或非天然胺基酸。另一方面為經二胺取代的分子，其用於製備基於雜環(包括含氮雜環)鍵的衍生化非天然胺基酸多肽，其中所述二胺基選自肼、脒、亞胺、I，I- 二胺、I，2- 二胺、I，3- 二胺和1，4_ 二胺基團。另一實施例為經二胺取代的分子，其用於經由在衍生化分子與含二羰基的非天然胺基酸多肽之間形成雜環(包括含氮雜環)鍵來使含二羰基的非天然胺基酸多肽衍生化。在其它實施例中，上述含二羰基的非天然胺基酸多肽為含二酮的非天然胺基酸多肽。在其它或額外實施例中，含二羰基的非天然胺基酸包含所述羰基選自酮、醛、羧酸或酯(包括硫酯)的側鏈。在其它或額外實施例中，經二胺取代的分子包含選自所需官能團的基團。在其它或額外實施例中，經二胺取代的分子為經二胺取代的聚乙二醇(PEG)分子。在另一實施例中，非天然胺基酸的側鏈具有與天然存在的胺基酸正交的化學性質，其使得非天然胺基酸能夠與經二胺取代的分子選擇性反應。在另一實施例中，非天然胺基酸的側鏈包含與含二胺分子選擇性反應的含親電基團部分；在另一實施例中，非天然胺基酸側鏈上的含親電基團部分可進行親核攻擊以產生雜環衍生化蛋白質，包括含氮雜環衍生化蛋白質。與此段落中所述的實施例相關的另一方面為經修飾非天然胺基酸多肽，其是由衍生化分子與非天然胺基酸多肽反應得到。其它實施例包括已經修飾的非天然胺基酸多肽的任何其它修飾。另一方面為基於雜環(包括含氮雜環)鍵製備衍生化非天然胺基酸多肽的經二羰基取代的分子。另一實施例為經二羰基取代的分子，其用於經由形成雜環(包括含氮雜環基)使含二胺的非天然胺基酸多肽衍生 化。另一實施例為可在介於約4與約8之間的pH值範圍內與含二胺的非天然胺基酸多肽形成所述雜環(包括含氮雜環基)的經二羰基取代的分子。另一實施例為經二羰基取代的分子，其用於經由在衍生化分子與含二胺的非天然胺基酸多肽之間形成雜環(包括含氮雜環)鍵來使含二胺的非天然胺基酸多肽衍生化。在另一實施例中，經二羰基取代的分子為經二酮取代的分子，在其它方面中為經酮醛取代的分子，在其它方面中為經酮酸取代的分子，在其它方面中為經酮酯取代的分子，包括經酮硫酯取代的分子。在其它實施例中，經二羰基取代的分子包含選自所需官能團的基團。在其它或額外實施例中，經醛取代的分子為經醛取代的聚乙二醇(PEG)分子。在另一實施例中，非天然胺基酸的側鏈具有與天然存在的胺基酸正交的化學性質，其使得非天然胺基酸能夠與經羰基取代的分子選擇性反應。在另一實施例中，非天然胺基酸的側鏈包含與含二羰基的分子選擇性反應的部分(例如，二胺基)；在另一實施例中，非天然胺基酸側鏈上的親核部分可進行親電攻擊以產生雜環衍生化蛋白質，包括含氮雜環衍生化蛋白質。與此段落中所述的實施例相關的另一方面為經修飾非天然胺基酸多肽，其是由衍生化分子與非天然胺基酸多肽反應得到。其它實施例包括已經修飾的非天然胺基酸多肽的任何其它修飾。另一方面為基於雜環(包括含氮雜環)和/或醛醇鍵產生衍生化非天然胺基酸多肽的單、雙和多官能連接基。一個實施例為可用於將含二羰基的非天然胺基酸多肽與其它分子連接的分子連接基(雙官能和多官能)。另一實施例為可用於將含二胺的非天然胺基酸多肽與其它分子連接的分子連接基(雙官能和多官能)。在另一實施例中，含二羰基的非天然胺基酸多肽包含酮、醛、羧酸、酯或硫酯側鏈。在利用含二胺的非天然胺基酸多肽的實施例中，分子連接基在其一個末端含有羰基；在其它實施例中，所述羰基選自醛基、酯基、硫酯基或酮基。在其它或額外實施例中，經二胺取代的連接基分子為經二胺取代的聚乙二醇(PEG)連接基分子。在其它或額外實施例中，經二羰基取代的連接基分子為經二羰基取代的聚乙二醇(PEG)連接基分子。在其它實施例中，短語「其它分子」包括(僅舉例來說)蛋白質、其它聚合物和小分子。在其它或額外實施例中，含二胺的分子連接基在所有末端包含相同或相當的基團，以致在與含二羰基的非天然胺基酸多肽反應後，所得產物為含二羰基的非天然胺基酸多肽的同多聚化。在其它實施例中，同多聚化為同二聚化。在其它或額外實施例中，含二羰基的分子連接基在所有末端包含相同或相當的基團，以致在與含二胺的非天然胺基酸多肽反應後，所得產物為含二胺的非天然胺基酸多肽的同多聚化。在其它實施例中，同多聚化為同二聚化。在另一實施例中，非天然胺基酸的側鏈具有與天然存在的胺基酸正交的化學性質，其使得非天然胺基酸能夠與經二胺取代的連接基分子選擇性反應。在另一實施例中，非天然胺基酸的側鏈具有與天然存在的胺基酸正交的化學性質，其使得非天然胺基酸能夠與經二羰基取代的連接基分子選擇性反應。在另一實施例中，非天然胺基酸的側鏈包含與含二胺的連接基分子選擇性反應的含親電基團部分；在另一實施例中，非天然胺基酸側鏈上的含親電基團部分可通過含二胺的連接基分子進行親核攻擊以產生雜環衍生化蛋白質，包括含氮雜環衍生化蛋白質。與此段落中所述的實施例相關的另一方面為經連接(經修飾)非天然胺基酸多肽，其是由連接基分子與非天然胺基酸多肽反應得到。其它實施例包括已經連接(經修飾)的非天然胺基酸多肽的任何其它修飾。一方面為經由二羰基和二胺反應物反應使蛋白質衍生化以產生雜環衍生化蛋白質，包括含氮雜環衍生化蛋白質的方法。此方面內包括基於含二羰基和二胺的反應物的縮 合使蛋白質衍生化以產生雜環衍生化蛋白質加合物(包括含氮雜環衍生化蛋白質加合物)的方法。額外或其它實施例為利用二胺官能化聚乙二醇(PEG)分子使含二酮蛋白質或含酮醛蛋白質或含酮酸蛋白質或含酮酯蛋白質或含酮硫酯蛋白質衍生化的方法。在額外或其它方面中，經二胺取代的分子可包括蛋白質、其它聚合物和小分子。另一方面為化學合成用於使經二羰基取代的蛋白質衍生化的經二胺取代的分子的方法。在一個實施例中，經二胺取代的分子可包含肽、其它聚合物(非分枝和分枝)和小分子。一個實施例為製備適於使含二羰基的非天然胺基酸多肽衍生化的經二胺取代的分子的方法，僅舉例來說，所述含二羰基的非天然胺基酸多肽包括含二酮、含酮醛、含酮酸、含酮酯和/或含酮硫酯的非天然胺基酸多肽。在其它或額外實施例中，在活體內翻譯蛋白質期間位點特異性地併入非天然胺基酸。在其它或額外實施例中，經二胺取代的分子允許經由親核攻擊各羰基來使含二羰基的非天然胺基酸位點特異性衍生化，從而以位點特異性方式形成雜環衍生化多肽，包括含氮雜環衍生化多肽。在其它或額外實施例中，製備經二胺取代的分子的方法提供得到多種位點特異性衍生化多肽的方式。其它或額外實施例為合成二胺官能化聚乙二醇(PEG)分子的方法。另一方面為化學合成用於使經二胺取代的非天然胺基酸多肽衍生化的經二羰基取代的分子的方法。在一個實施例中，經二羰基取代的分子為經二酮、酮醛、酮酸、酮酯和/或酮硫酯取代的分子。在另一實施例中，經二羰基取代的分子包括蛋白質、聚合物(非分枝和分枝)和小分子。在其它或額外實施例中，所述方法補充在活體內翻譯蛋白質期間能夠位點特異性併入非天然胺基酸的技術。其它或額外實施例為製備適於與含二胺的非天然胺基酸多肽反應從而提供位點特異性衍生化非天然胺基酸多肽的經二羰基取代的分子的方法。其它或額外實施例為合成經二羰基取代的聚乙二醇(PEG)分子的方法。另一方面為使用含二胺雙官能連接基使經二羰基取代的非天然胺基酸多肽化學衍生化的方法。一個實施例為經由縮合反應連接經二胺取代的連接基與經二羰基取代的蛋白質從而產生雜環(包括含氮雜環)鍵的方法。在其它或額外實施例中，經二羰基取代的非天然胺基酸為經二酮、酮醛、酮酸、酮酯和/或酮硫酯取代的非天然胺基酸。在其它或額外實施例中，使用含二胺的雙官能連接基使非天然胺基酸多肽位點特異性地衍生化和/或同時精確控制三維結構。在一個實施例中，使用所述方法將分子連接基(單、雙和多官能)與含二羰基(例如包括含二酮、酮醛、酮酸、酮酯和/或酮硫酯)的非天然胺基酸多肽連接，其中至少一個連接基末端含有二胺基，其可經由雜環(包括含氮雜環)鍵與含二羰基的非天然胺基酸多肽連接。在其它或額外實施例中，使用這些連接基將含二羰基的非天然胺基酸多肽與其它分子連接，所述其它分子包括例如蛋白質、其它聚合物(分枝和非分枝)和小分子。在一些實施例中，將非天然胺基酸多肽與水溶性聚合物連接。在一些實施例中，水溶性聚合物包含聚乙二醇部分。在一些實施例中，聚乙二醇分子為雙官能聚合物。在一些實施例中，將雙官能聚合物與第二多肽連接。在一些實施例中，第二多肽與第一多肽相同，在其它實施例中，第二多肽為不同多肽。在一些實施例中，非天然胺基酸多肽包含至少兩個與包含聚乙二醇部分的水溶性聚合物連接的胺基酸。在一些實施例中，非天然胺基酸多肽包含增加非天然胺基酸多肽對受體的親和性的取代、添加或缺失。在一些實施例中，非天然胺基酸多肽包含增加非天然胺基酸多肽的穩 定性的取代、添加或缺失。在一些實施例中，非天然胺基酸多肽包含增加非天然胺基酸多肽的水溶性的取代、添加或缺失。在一些實施例中，非天然胺基酸多肽包含增加宿主細胞中所產生的非天然胺基酸多肽的溶解性的取代、添加或缺失。在一些實施例中，非天然胺基酸多肽包含相對於無取代、添加或缺失的胺基酸多肽調節蛋白酶抗性、血清半衰期、免疫原性和/或表達的取代、添加或缺失。在一些實施例中，非天然胺基酸多肽為激動劑、部分激動劑、拮抗劑、部分拮抗劑或反向激動劑。在一些實施例中，激動劑、部分激動劑、拮抗劑、部分拮抗劑或反向激動劑包含與水溶性聚合物連接的非天然胺基酸。在一些實施例中，水溶性聚合物包含聚乙二醇部分。在一些實施例中，包含與水溶性聚合物連接的非天然胺基酸的多肽可防止相應受體二聚化。在一些實施例中，包含與水溶性聚合物連接的非天然胺基酸的多肽調節多肽與結合搭配物、配體或受體的結合。在一些實施例中，包含與水溶性聚合物連接的非天然胺基酸的多肽調節一種或一種以上多肽特性或活性。在一些實施例中，選擇密碼子選自由以下密碼子組成的群組琥珀密碼子、赭石密碼子、蛋白石密碼子、獨特密碼子、稀有密碼子、非天然密碼子、五鹼基密碼子和四鹼基密碼子。本文還描述製備與水溶性聚合物連接的非天然胺基酸多肽的方法。在一些實施例中，所述方法包含使包含非天然胺基酸的經分離多肽與包含與所述非天然胺基酸反應的部分的水溶性聚合物接觸。在一些實施例中，所併入的非天然胺基酸對另外對20種常見胺基酸中的任一種無反應性的水溶性聚合物具反應性。在一些實施例中，水溶性聚合物包含聚乙二醇部分。聚合物的分子量可在廣泛範圍內，包括但不限於介於約IOODa與約100，OOODa或更高之間。聚合物的分子量可介於約IOODa與約100，OOODa之間，包括但不限於約 100，OOODa、約 95，OOODa、約 90，OOODa、約 85，OOODa、約 80，OOODa、約 75，OOODa,約 70，OOODa、約 65，OOODa、約 60，OOODa、約 55，OOODa、約 50，OOODa、約 45，OOODa、約40，OOODa、約35，OOODa、約30，OOODa、約25，OOODa、約20，OOODa、約 15，OOODa、約 10，OOODa、約 9，OOODa、約 8，OOODa、約 7，OOODa、約 6，OOODa、約 5，OOODa、約 4，OOODa、約 3，OOODa、約2，OOODa、約 I, OOODa、約 900Da、約 800Da、約 700Da、約 600Da、約 500Da、約 400Da、約 300Da、約200Da和約100Da。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約IOODa與約50，OOODa之間。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約IOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約1，OOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約2，OOODa到約50，OOODa之間。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約5，OOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約10，OOODa與約40，OOODa之間。在一些 實施例中，聚乙二醇分子為分枝聚合物。支鏈PEG的分子量可介於約1，OOODa與約 100，OOODa 之間，包括但不限於約 100，OOODa、約 95，OOODa、約 90，OOODa、約 85，OOODa、約 80，OOODa、約 75，OOODa、約 70，OOODa、約 65，OOODa、約 60，OOODa、約 55，OOODa、約50，OOODa、約45，OOODa、約 40，OOODa、約35，OOODa、約30，OOODa、約 25，OOODa、約20，OOODa、約 15，OOODa、約 10，OOODa、約 9，OOODa、約 8，OOODa、約 7，OOODa、約 6，OOODa、約 5，OOODa、約4，OOODa、約3，OOODa、約2，OOODa和約1，OOODa0在一些實施例中，支鏈PEG的分子量介於約1，OOODa與約50，OOODa之間。在一些實施例中，支鏈PEG的分子量介於約1，OOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，支鏈PEG的分子量介於約5，OOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，支鏈PEG的分子量介於約5，OOODa與約20，OOODa之間。在一些實施例中，支鏈PEG的分子量介於約2，OOODa到約50，OOODa之間。本文還描述組合物，其包含包括至少一個本文所述的非天然胺基酸的多肽和醫藥學上可接受的載劑。在一些實施例中，將非天然胺基酸與水溶性聚合物連接。本文還描述包含醫藥學上可接受的載劑和多肽的醫藥組合物，其中至少一個胺基酸經非天然胺基酸取代。在一些實施例中，非天然胺基酸包含糖部分。在一些實施例中，通過糖部分將水溶性聚合物與多肽連接。本文中還描述非天然胺基酸的前藥、非天然胺基酸多肽和/或經修飾非天然胺基酸多肽；本文中還描述包含所述前藥和醫藥學上可接受的載劑的組合物。本文中還描述非天然胺基酸、非天然胺基酸多肽和/或經修飾非天然胺基酸多肽的代謝物；所述代謝物可具有補充或協同加強非天然胺基酸、非天然胺基酸多肽和/或經修飾非天然胺基酸多肽的活性的所需活性。本文還描述本文所述的非天然胺基酸、非天然胺基酸多肽和/或經修飾非天然胺基酸多肽用於向有機體(包括需要所述代謝物的患者)提供所需代謝物的用途。本文還描述包含編碼包含選擇密碼子的多肽的聚核苷酸的細胞。在一些實施例中，所述細胞包含正交RNA合成酶和/或正交tRNA以將非天然胺基酸取代入多肽。在一些實施例中，細胞是在細胞培養物中，而在其它實施例中，細胞為多細胞有機體(包括兩棲動物、爬行動物、鳥類和哺乳動物)的部分。在任何細胞實施例中，其它實施例包括表達聚核苷酸以產生非天然胺基酸多肽。其它實施例為可利用本文所述的非天然胺基酸產生非天然胺基酸多肽(包括經修飾非天然胺基酸多肽)的有機體。其它實施例為含有本文所述的非天然胺基酸、非天然胺基酸多肽和/或經修飾非天然胺基酸多肽的有機體。所述有機體包括單細胞和多細胞有機體，包括兩棲動物、爬行動物、鳥類和哺乳動物。在一些實施例中，非天然胺基酸多肽是在活體外產生。在一些實施例中，非天然胺基酸多肽是在細胞溶解產物中產生。在一些實施例中，非天然胺基酸多肽是通過核糖體翻譯產生。本文還描述製備包含非天然胺基酸的多肽的方法。在一些實施例中，所述方法包含在允許表達多肽的條件下，培養包含一個或一個以上編碼所述多肽的聚核苷酸、正交RNA合成酶和/或正交tRNA的細胞；和從細胞和/或培養基中純化所述多肽。本文還描述本文所述的非天然胺基酸的文庫，或本文所述的非天然胺基酸多肽的文庫，或本文所述的經修飾非天然胺基酸多肽的文庫，或其組合文庫。本文還描述含有至少一個非天然胺基酸、至少一個非天然胺基酸多肽和/或至少一個經修飾非天然胺基酸的陣列。本文還描述含有至少一個編碼多肽的包含選擇密碼子的聚核苷酸的陣列。可使用本文所述的陣列針對有機體中非天然胺基酸多肽的產生進行篩選(通過檢測編碼多肽的聚核苷酸的轉錄或通過檢測多肽的翻譯)。本文還描述針對所需活性篩選本文所述的文庫，或使用本文所述的陣列篩選本文所述的文庫，或針對所需活性篩選化合物和/或多肽和/或聚核苷酸的其它文庫的方法。本文還描述來自文庫篩選的所述活性數據用於開發和發現新穎治療劑以及治療劑本身的用途。本文還描述增加多肽的治療半衰期、血清半衰期或循環時間的方法。在一些實施例中，所述方法包含用至少一個非天然胺基酸取代天然存在的多肽中的任一個或一個以上胺基酸，和/或將多肽與水溶性聚合物偶合。 本文還描述用有效量的醫藥組合物治療需要所述治療的患者的方法，所述醫藥組合物包含包括非天然胺基酸的多肽和醫藥學上可接受的載劑。在一些實施例中，將非天然胺基酸與水溶性聚合物偶合。其它或替代性實施例為治療病症、病狀或疾病的方法,所述方法包含投與治療有效量的非天然胺基酸多肽，所述多肽包含至少一個選自由以下各物組成的群組的非天然胺基酸含雜環非天然胺基酸、含羰基非天然胺基酸、含二羰基非天然胺基酸、含二胺非天然胺基酸、含酮炔非天然胺基酸或含酮胺非天然胺基酸。在其它實施例中，已通過生物合成方法將所述非天然胺基酸併入如本文所述的多肽中。在其它實施例中，已通過合成方法將所述非天然胺基酸併入如本文所述的多肽中。在其它或替代性實施例中，所述非天然胺基酸多肽包含至少一個選自式I-LXVII的胺基酸的非天然胺基酸。其它或替代性實施例為治療病症、病狀或疾病的方法,所述方法包含投與治療有效量的非天然胺基酸多肽，所述多肽包含至少一個含雜環非天然胺基酸且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的生物可用性增加。其它或替代性實施例為治療病症、病狀或疾病的方法,所述方法包含投與治療有效量的非天然胺基酸多肽，所述多肽包含至少一個含雜環非天然胺基酸且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的安全性特徵增加。其它或替代性實施例為治療病症、病狀或疾病的方法,所述方法包含投與治療有效量的非天然胺基酸多肽，所述多肽包含至少一個含雜環非天然胺基酸且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的水溶性增加。其它或替代性實施例為治療病症、病狀或疾病的方法,所述方法包含投與治療有效量的非天然胺基酸多肽，所述多肽包含至少一個含雜環非天然胺基酸且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的治療半衰期增加。其它或替代性實施例為治療病症、病狀或疾病的方法,所述方法包含投與治療有效量的非天然胺基酸多肽，所述多肽包含至少一個含雜環非天然胺基酸且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的血清半衰期增加。其它或替代性實施例為治療病症、病狀或疾病的方法,所述方法包含投與治療有效量的非天然胺基酸多肽，所述多肽包含至少一個含雜環非天然胺基酸且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的循環時間延長。其它或替代性實施例為治療病症、病狀或疾病的方法,所述方法包含投與治療有效量的非天然胺基酸多肽，所述多肽包含至少一個含雜環非天然胺基酸且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽調節多肽的生物活性。其它或替代性實施例為治療病症、病狀或疾病的方法,所述方法包含投與治療有效量的非天然胺基酸多肽，所述多肽包含至少一個含雜環非天然胺基酸且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽調節多肽的免疫原性。本文還描述檢測患者體內多肽的存在的方法，其包含投與多肽和醫藥學上可接受的載劑。其它或替代性實施例為檢測患者體內多肽的存在的方法，所述方法包含投與包含至少一個非天然胺基酸的多肽，所述非天然胺基酸選自由以下各物組成的群組含雜環非天然胺基酸、含羰基非天然胺基酸、含二羰基非天然胺基酸、含二胺非天然胺基酸、含酮炔非天然胺基酸或含酮胺非天然胺基酸。在其它實施例中，已通過生物合成方法將所述非天然胺基酸併入如本文所述的多肽中。在其它實施例中，已通過合成方法將所述非天然胺基酸併入如本文所述的多肽中。在其它或替代性實施例中，所述非天然胺基酸多肽包含至少一個選自式I-LXVII的胺基酸的非天然胺基酸。其它或替代性實施例為檢測患者體內多肽的存在的方法，所述方法包含投與包含至少一個含雜環非天然胺基酸的多肽，且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的生物可用性增加。其它或替代性實施例為檢測患者體內多肽的存在的方法，所述方法包含投與包含至少一個含雜環非天然胺基酸的多肽，且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的安全性特徵增加。其它或替代性實施例為檢測患者體內多肽的存在的方法，所述方法包含投與包含至少一個含雜環非天然胺基酸的多肽，且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的水溶性增加。 其它或替代性實施例為檢測患者體內多肽的存在的方法，所述方法包含投與包含至少一個含雜環非天然胺基酸的多肽，且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的治療半衰期增加。其它或替代性實施例為檢測患者體內多肽的存在的方法，所述方法包含投與包含至少一個含雜環非天然胺基酸的多肽，且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的血清半衰期增加。其它或替代性實施例為檢測患者體內多肽的存在的方法，所述方法包含投與包含至少一個含雜環非天然胺基酸的多肽，且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽使多肽的循環時間延長。其它或替代性實施例為檢測患者體內多肽的存在的方法，所述方法包含投與包含至少一個含雜環非天然胺基酸的多肽，且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽調節多肽的生物活性。其它或替代性實施例為檢測患者體內多肽的存在的方法，所述方法包含投與包含至少一個含雜環非天然胺基酸的多肽，且所得含雜環非天然胺基酸多肽相對於同源的天然存在的胺基酸多肽調節多肽的免疫原性。應了解本文所述的方法和組合物不限於本文所述的特定方法、方案、細胞系、構築體和試劑，且因此可變化。還應了解，本文所使用的術語只是出於描述特定實施例的目的，並且不打算限制本文所述的方法和組合物的範圍，其將僅受隨附權利要求限制。除非上下文另作明確指示，否則如本文和隨附權利要求中所使用，單數形式「一」和「所述」包括多個參考物。除非另作定義，否則本文所使用的所有科技術語具有與本文所述的本發明所屬領域技術人員通常所了解相同的含義。儘管可將與本文所述的方法、裝置和材料類似或相當的任何方法、裝置和材料用於本文所述的本發明的實踐或測試中，但現僅對優選方法、裝置和材料加以描述。本文所提及的所有公開案和專利都是以全文引用的方式併入本文中以達到描述 和揭示例如所述公開案中所述的可能與當前所述的發明結合使用的構築體和方法的目的。本文所討論的公開案僅提供本申請案申請日期之前的揭示內容。本文在任何方面都不應解釋為承認本發明的發明者無權由於現有發明或任何其它原因使所述揭示案的日期提前。術語「基於醛醇的鍵」或「基於混合醛醇的鍵」是指一種羰基化合物與另一種可相同或可不相同的羰基化合物的烯醇化物/烯醇的酸或鹼催化型縮合，其用於產生β -羥基羰基化合物(醛醇)。如本文所使用，術語「親和標記」是指可逆或不可逆地結合另一分子以對其進行修飾、將其破壞或與其形成複合物的標記。舉例來說，親和標記包括酶和其底物，或者抗體和其抗原。術語「烷氧基」、「烷基氨基」和「烷硫基」(或硫烷氧基)是以其常規含義使用，並且是指分別經由氧原子、氨基或硫原子與分子連接的烷基。除非另作說明，否則術語「烷基」本身或作為另一分子的部分意思是指具有指定碳原子數量(即，C1-C10意思是I到10個碳)的直鏈或支鏈或環狀烴基或其組合，其可為完全飽和、單或多不飽和的並且可包括二價和多價基團。飽和烴基的實例包括但不限於諸如以下基團甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、異丁基、仲丁基、環己基、(環己基)甲基、環丙基甲基、例如正戊基、正己基、正庚基、正辛基的同系物和異構物等。不飽和烷基是具有一個或一個以上雙鍵或三鍵的烷基。不飽和烷基的實例包括但不限於乙烯基、2-丙烯基、丁稀基、2-異戍稀基、2- ( 丁_■稀基)>2,4-戍_■稀基、3- (1,4-戍_■稀基)、乙塊基、I-和3-丙炔基、3-丁炔基和高級同系物和異構物。除非另作說明，否則術語「烷基」還打算包括本文更為詳細地定義的烷基衍生物，諸如「雜烷基」、「滷烷基」和「同系烷基」。術語「亞烷基」本身或作為另一分子的部分意思是指衍生自烷烴的二價基團，例如(_CH2_)n，其中η可為I到約24。僅舉例來說，所述基團包括但不限於具有10個或更少碳原子的基團，諸如結構-CH2CH2-和-CH2CH2CH2CH2-O 「低碳烷基」或「低碳亞烷基」為通常具有8個或更少碳原子的鏈較短的烷基或亞烷基。除非另作說明，否則術語「亞烷基」還打算包括本文描述為「亞雜烷基」的基團。術語「胺基酸」是指天然存在的胺基酸和非天然胺基酸，以及以與天然存在的胺基酸類似的方式起作用的胺基酸類似物和胺基酸模擬物。天然編碼的胺基酸為20種常見胺基酸(丙氨酸、精氨酸、天冬醯胺、天冬氨酸、半胱氨酸、穀氨醯胺、穀氨酸、甘氨酸、組氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、賴氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、色氨酸、酪氨酸和纈氨酸)和吡咯賴氨酸和硒代半胱氨酸。胺基酸類似物是指具有與天然存在的胺基酸相同的基礎化學結構的化合物，僅舉例來說，α碳與氫、羧基、氨基和R基團結合。所述類似物可具有經修飾的R基團(例如，正亮氨酸)或者可具有經修飾的肽主鏈，同時仍保持與天然存在的胺基酸相同的基礎化學結構。胺基酸類似物的非限制性實例包括高絲氨酸、正亮氨酸、甲硫氨酸亞碸、甲硫氨酸甲基鋶。胺基酸可在本文中以其名稱、其通常已知的三字母符號或IUPAC-IUB生物化學命名委員會(Biochemical Nomenclature Commission)所推薦的單字母符號提及。此外,核苷酸可通過其通常接受的單字母代碼提及。「氨基末端修飾基團」是指可與末端胺基連接的任何分子。舉例來說，所述末端胺基可在聚合物分子的末端處，其中所述聚合物分子包括但不限於多肽、聚核苷酸和多糖。末端修飾基團包括但不限於各種水溶性聚合物、肽或蛋白質。僅舉例來說，末端修飾基團包括聚乙二醇或血清白蛋白。末端修飾基團可用於改變聚合物分子的治療特徵，包括但不限於 增加肽的血清半衰期。「抗體片段」意思是除全長形式外的抗體的任何形式。本文中的抗體片段包括作為存在於全長抗體內的較小組分的抗體，以及已經工程改造的抗體。抗體片段包括但不限於Fv、Fe、Fab和(Fab' )2、單鏈Fv(scFv)、雙功能抗體、三功能抗體、四功能抗體、雙功能性雜交抗體、⑶R1XDR2、⑶R3、⑶R的組合、可變區、框架區、恆定區、重鏈、輕鏈和可變區，以及替代支架非抗體分子、雙特異性抗體等(Maynard & Georgiou, 2000, Annu. Rev. Biomed.Eng. 2 :339-76 ；Hudson, 1998，Curr. Opin. Biotechnol. 9 :395-402)。另一功能結構為單鏈Fv(scFv),其包含通過肽連接子共價連接的免疫球蛋白重鏈和輕鏈的可變區(S-z Hu等人，1996，Cancer Research，56，3055-3061)。這些小(Mr25, 000)蛋白質通常在單一多肽中保持對抗原的特異性和親和性並且能夠提供較大抗原特異性分子的便利結構單元(buildingblock)。除非另作明確指示，否則使用術語「抗體」的陳述和權利要求中特別包括「抗體片段」。如本文所使用，術語「芳香族」或「芳基」是指一種閉環結構，其具有至少一個具有共軛η電子系統的環並且包括碳環芳基和雜環芳基(或「雜芳基」或「雜芳香族」)。碳環或雜環芳香族基團可含有5到20個環原子。所述術語包括單環、共價連接或稠環多環(即，共用相鄰碳原子對的環)基團。芳香族基團可未經取代或經取代。「芳香族」或「芳基」的非限制性實例包括苯基、I-萘基、2-萘基、4-聯苯基、蒽基和菲基。上述芳基和雜芳基環系統中每一者的取代基選自本文所述的可接受取代基的群組。簡言之，術語「芳香族」或「芳基」當與其它術語(包括但不限於芳氧基、芳硫氧基、芳烷基)組合使用時包括如上文所定義的芳基和雜芳基環。因此，術語「芳烷基」或「烷芳基」打算包括芳基與烷基連接的基團(包括但不限於苯甲基、苯乙基、吡啶基甲基等)，所述烷基包括碳原子(包括但不限於亞甲基)已經雜原子(僅舉例來說，氧原子)置換的烷基。所述芳基的實例包括但不限於苯氧基甲基、2-吡啶基氧基甲基、3-(1-萘氧基)丙基等。如本文所使用，術語「亞芳基」是指二價芳基。「亞芳基」的非限制性實例包括亞苯基、亞吡啶基、亞嘧啶基和亞噻吩基。亞芳基的取代基選自本文所述的可接受取代基的群組。
「雙官能聚合物」(也稱為「雙官能連接基」)是指包含兩個能夠與其它部分特異性反應以形成共價或非共價鍵的官能團的聚合物。所述部分可包括但不限於天然或非天然胺基酸或者含有所述天然或非天然胺基酸的肽上的側基。僅舉例來說，雙官能連接基可具有可與第一肽上的基團反應的官能團和可與第二肽上的基團反應的另一官能團，從而形成包括第一肽、雙官能連接基和第二肽的連結物。已知許多將各種化合物與肽連接的程序和連接基分子。例如參看歐洲專利申請案第188，256號；美國專利第4，671，958號、第4，659，839 號、第 4，414，148 號、第 4，699，784 號、第 4，680，338 號和第 4，569，789 號，所述專利以全文引用的方式併入本文中。「多官能聚合物」(也稱為「多官能連接基」)是指包含兩個或兩個以上能夠與其它部分反應的官能團的聚合物。所述部分可包括但不限於用於形成共價或非共價鍵的天然或非天然胺基酸或者含有所述天然或非天然胺基酸的肽上的側基(包括但不限於胺基酸側基)。雙官能聚合物或多官能聚合物可具有任何所需長度或分子量，並且可經選擇以在連接到化合物的一個或一個以上分子與其所結合的分子或化合物之間提供特定所需間隔或構象。如本文所使用，術語「生物可用性」是指物質或其活性部分自醫藥劑型傳遞並且在作用部位或在全身循環中變得可用的速率和程度。生物可用性增加是指物質或其活性部分自醫藥劑型傳遞並且在作用部位或在全身循環中變得可用的速率和程度的增加。舉例來說，生物可用性的增加可通過當與其它物質或活性部分比較時物質或其活性部分在血液中的濃度的增加來指示。用於評估生物可用性增加的方法的非限制性實例提供於實例21-25中。此方法可用於評估任何多肽的生物可用性。術語「生物活性分子」、「生物活性部分」或「生物活性劑」當用於本文中時意思是指可影響與有機體(包括但不限於病毒、細菌、噬菌體、轉座子、朊病毒、昆蟲、真菌、植物、動物和人類)有關的生物系統、路徑、分子或相互作用的任何物理或生物化學特性的任何物質。具體來說，如本文所使用，生物活性分子包括但不限於預期用於診斷、治癒、緩解、治療或預防人類或其它動物的疾病或者以其它方式增強人類或動物的身體或精神健康狀況的任何物質。生物活性分子的實例包括但不限於肽、蛋白質、酶、小分子藥物、硬藥、軟藥、碳水化合物、無機原子或分子、染料、脂質、核苷、放射性核素、寡聚核苷酸、毒素、細胞、病毒、脂質體、微粒和膠束。適用於本文所述的方法和組合物的生物活性劑的種類包括但不限於藥物、前藥、放射性核素、顯影劑、聚合物、抗生素、殺真菌劑、抗病毒劑、消炎劑、抗腫瘤劑、心血管劑、抗焦慮劑、激素、生長因子、類固醇劑、微生物來源的毒素等。「調節生物活性」意思指增加或降低多肽的反應性、改變多肽的選擇性、增強或減弱多肽的底物選擇性。可通過將非天然多肽的生物活性與天然多肽的生物活性相比較來進行經改變生物活性的分析。如本文所使用，術語「生物材料」是指生物來源的材料，包括但不限於由生物反應器和/或重組方法和技術獲得的材料。如本文所使用，術語「生物物理探針」是指可檢測或監測分子結構改變的探針。所述分子包括但不限於蛋白質，並且「生物物理探針」可用於檢測或監測蛋白質與 其它大分子的相互作用。生物物理探針的實例包括但不限於自旋標記、螢光團和可光活化的基團。如本文所使用，術語「通過生物合成方法」是指利用翻譯系統(細胞或無細胞)的任何方法，包括使用至少一種以下組件聚核苷酸、密碼子、tRNA和核糖體。舉例來說，可使用本文「活體內產生包含非天然胺基酸的多肽」和非限制性實例20中所述的方法和技術將非天然胺基酸「通過生物合成方法併入」非天然胺基酸多肽中。此外，選擇可「通過生物合成方法併入」非天然胺基酸多肽中的有用非天然胺基酸的方法描述於非限制性實例20中。如本文所使用，術語「生物素類似物」(或者也稱為「生物素模擬物」)為除生物素外的任何分子，其以高親和力與抗生物素蛋白和/或抗生物素蛋白鏈菌素結合。如本文所使用，術語「擬基」是指含有選自由-C (O) _、_S (O) _、_S (O) 2-和-C (S)-組成的群組的部分的基團，包括但不限於含有至少一個酮基和/或至少一個醛基和/或至少一個酯基和/或至少一個羧酸基團和/或至少一個硫酯基的基團。所述羰基包括酮、醛、羧酸、酯和硫酯。此外，所述基團可為直鏈、支鏈或環狀分子的部分。術語「羧基末端修飾基團」是指可與末端羧基連接的任何分子。舉例來說，所述末端羧基可在聚合物分子的末端處，其中所述聚合物分子包括但不限於多肽、聚核苷酸和多糖。末端修飾基團包括但不限於各種水溶性聚合物、肽或蛋白質。僅舉例來說，末端修飾基 團包括聚乙二醇或血清白蛋白。末端修飾基團可用於改變聚合物分子的治療特徵，包括但不限於增加肽的血清半衰期。如本文所使用，術語「可化學裂解的基團」(也稱為「化學不穩定」基團)是指當暴露於酸、鹼、氧化劑、還原劑、化學引發劑或輻射引發劑時斷裂或裂解的基團。如本文所使用，術語「化學發光基團」是指在不加熱的情況下因化學反應而發光的基團。僅舉例來說，魯米諾(Iuminol) (5-氨基-2，3-二氫-I，4-酞嗪二酮)與如過氧化氫(H2O2)的氧化劑在存在鹼和金屬催化劑的情況下反應以產生激發態產物(3-氨基鄰苯二甲酸酯，3-APA)。如本文所使用，術語「發色團」是指吸收可見波長、UV波長或IR波長的光線的分子。如本文所使用，術語「輔因子」是指對大分子的作用至關重要的原子或分子。輔因子包括但不限於無機離子、輔酶、蛋白質或酶活性必需的一些其它因子。實例包括血色素中的血紅素、葉綠素中的鎂和蛋白質的金屬離子。如本文所使用，「共摺疊」是指使用至少兩個分子的再摺疊過程、反應或方法，所述分子彼此相互作用並且導致展開或不恰當摺疊的分子轉化成適當摺疊的分子。僅舉例來說，「共摺疊」使用至少兩個多肽，其彼此相互作用並且導致展開或不恰當摺疊的多肽轉化成天然的適當摺疊的多肽。所述多肽可含有天然胺基酸和/或至少一個非天然胺基酸。如本文所使用，「比較窗」是指在最佳比對兩個序列後用於將具有相同數量的鄰近位置的序列與參考序列相比較的鄰近位置中任一者的區段。所述鄰近位置包括但不限於由約20到約600個連續單元、包括約50到約200個連續單元和約100到約I 50個連續單元組成的群組。僅舉例來說，所述序列包括多肽以及含有非天然胺基酸的多肽，其中連續單元包括但不限於天然和非天然胺基酸。此外，僅舉例來說，所述序列包括聚核苷酸，其中核苷酸為相應連續單元。所屬領域眾所周知用於比較的序列的比對方法。可通過(包括但不限於)Smith 和 Waterman (1970) Adv. AppI. Math. 2 :482c 的局部同源性算法；Needleman和 Wunsch (1970) J. Mol. Biol. 48 443 的同源性比對算法；Pearson 和 Lipman (1988) Proc.Nat' I. Acad. Sci. USA 85 :2444的相似性搜索方法；這些算法的計算機實施(WisconsinGenetics Software Package 中的 GAP、BESTFIT、FASTA 和 TFASTA, Genetics ComputerGroup, 575 Science Dr. , Madison, WI);或者人工比對和目測(例如參看Ausubel等人，Current Protocols in Molecular Biology (1995增補版))來進行供比較的序列的最佳比對。舉例來說，可用於測定序列同一性和序列相似性百分比的算法為BLAST和BLAST2. O 算法，其分別描述於 Altschul 等人(1997)Nuc. Acids Res. 25 :3389-3402 和Altschul等人(1990) J. Mol. Biol. 215 :403_410。進行BLAST分析的軟體可通過美國生物技術信息中心(National Center for Biotechnology Information)公共可用。BLAST 算法參數W、T和X決定比對的靈敏性和速度。BLASTN程序(用於核苷酸序列)使用如下默認參數字長(W)為11，期望值(E)為10，M = 5，N = -4並比較兩條鏈。對於胺基酸序列而言，BLASTP程序使用如下默認參數字長為3且期望值(E)為10，和BL0SUM62計分矩陣(參看 Henikoff 和 Henikoff (1992) Proc. Natl，Acad. Sci. USA 89 :10915)，比對值(B)為50，期望值(E)為10，M = 5，N = -4以及比較兩條鏈。在進行BLAST算法時通常關閉「低 複雜度」篩選程序。 BLAST算法也進行兩個序列之間相似性的統計分析(例如參看Kar I in和Altschul (1993) Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90 :5873-5787)。BLAST 算法所提供的一種相似性測量法為最小總和概率(P(N))，其提供對兩個核苷酸或胺基酸序列之間將偶然發生匹配的概率的指示。舉例來說，如果測試核酸與參考核酸的比較中最小總和概率小於約O. 2或小於約O. 01或小於約O. 001，那麼認為核酸與參考序列類似。術語「保守修飾變體」適用於天然與非天然胺基酸以及天然與非天然核酸序列以及其組合。就特定核酸序列來說，「保守修飾變體」是指編碼相同或基本上相同的天然和非天然胺基酸序列的天然和非天然核酸，或者當天然和非天然核酸不編碼天然和非天然胺基酸序列時，也指基本上相同的序列。舉例來說，由於遺傳密碼的簡併性,大量功能相同的核酸將編碼任何指定蛋白質。舉例來說，密碼子GCA、GCC、GCG和GCU都編碼胺基酸丙氨酸。因此，在密碼子指定丙氨酸的每一位置處，密碼子可在不改變所編碼多肽的情況下變成任何相應的密碼子。所述核酸變異為「沉默變異(silent variation)」，其為保守修飾變異的一種。因此，舉例來說，編碼天然或非天然多肽的本文中的每個天然或非天然核酸序列也描述天然或非天然核酸的每個可能的沉默變異。所屬領域技術人員將認識到，天然或非天然核酸中的每一密碼子(通常為甲硫氨酸的唯一密碼子的AUG和通常為色氨酸的唯一密碼子的TGG除外)可經修飾以得到功能相同的分子。因此，編碼天然和非天然多肽的天然和非天然核酸的每一沉默變異是每一所述序列中所固有的。對於胺基酸序列來說，改變、添加或缺失單一天然和非天然胺基酸或經編碼序列中小百分比的天然和非天然胺基酸的核酸、肽、多肽或蛋白質序列的個別取代、缺失或添加為「保守修飾變異」，其中所述改變導致胺基酸的缺失、胺基酸的添加或者化學上類似的胺基酸對天然和非天然胺基酸的取代。所屬領域眾所周知提供功能類似的天然胺基酸的保守取代表。所述保守修飾變體除為多形態變體外且不排除多形態變體，還為本文所述方法和組合物的種間同系物和等位基因。所屬領域技術人員已知提供功能相似的胺基酸的保守取代表。以下八個群組各自含有彼此互為保守取代的胺基酸I)丙氨酸(A)、甘氨酸(G)
2)天冬氨酸(D)、穀氨酸(E)；3)天冬醯胺(N)、穀氨醯胺(Q)；4)精氨酸(R)、賴氨酸⑷；5)異亮氨酸⑴、亮氨酸(L)、甲硫氨酸(M)、繳氨酸(V)；6)苯丙氨酸(F)、酪氨酸⑴、色氨酸(W)；7)絲氨酸(S)、蘇氨酸(T);和8)半胱氨酸(C)、甲硫氨酸(M)， (例如參看 Creighton, Proteins !Structures and Molecular Properties (ff HFreeman &Co.;第 2 版(1993 年 12 月))。除非另作說明，否則術語「環烷基」和「雜環烷基」本身或與其它術語組合時分別表不「燒基」和「雜燒基」的環狀形式。因此，環燒基或雜環燒基包括飽和、部分不飽和和完全不飽和的環鍵。此外，對於雜環烷基來說，雜原子可佔據雜環與分子的剩餘部分連接的位置。雜原子可包括但不限於氧、氮或硫。環烷基的實例包括但不限於環戊基、環己基、I-環己烯基、3-環己烯基、環庚基等。雜環烷基的實例包括但不限於1-(1，2，5，6_四氫吡啶基)、I-哌啶基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-嗎啉基、3-嗎啉基、四氫呋喃-2-基、四氫呋喃-3-基、四氧喔吩_2_基、四氧喔吩-3-基、I-喊嚷基、2_喊嚷基等。此外，所述術語涵蓋多環結構，包括但不限於雙環和三環結構。類似地，術語「亞雜環烷基」本身或作為另一分子的部分意思是指衍生自雜環烷基的二價基團，並且術語「亞環烷基」本身或作為另一分子的部分意思是指衍生自環烷基的二價基團。如本文所使用，術語「環糊精」是指在環形成過程中由至少6個到8個葡萄糖分子組成的環狀碳水化合物。環的外側部分含有水溶性基團；在環中心處為能夠容納小分子的相對非極性腔。如本文所使用，術語「細胞毒性」是指危害細胞的化合物。如本文所使用，「變性劑」是指將引起聚合物可逆展開的任何化合物或材料。僅舉例來說，「變性劑」可引起蛋白質可逆展開。變性劑的強度將由特定變性劑的特性和濃度決定。舉例來說，變性劑包括但不限於離液劑、清潔劑、水混溶性有機溶劑、磷脂或其組合。離液劑的非限制性實例包括但不限於脲、胍和硫代氰酸鈉。清潔劑的非限制性實例可包括但不限於強清潔劑(諸如十二燒基硫酸鈉或聚氧乙烯醚)(例如，Tween或Triton清潔劑)、月桂醯肌氨酸鈉(Sarkosyl)、溫和的非離子清潔劑(例如，毛地黃皂苷)、溫和的陽離子清潔劑(諸如，N- > 2，3-( 二油醯基氧基)-丙基-N，N, N-三甲基銨)、溫和的離子清潔劑(例如，膽酸鈉或去氧膽酸鈉)或兩性離子清潔劑(包括但不限於硫代甜菜鹼(兩性離子清潔劑(Zwittergent))、3_(3-膽酸胺基丙基)二甲氨基-I-丙燒硫酸鹽(CHAPS)和3-(3-膽醯胺基丙基)二甲氨基-2-羥基-I-丙烷磺酸鹽(CHAPSO))。水混溶性有機溶劑的非限制性實例包括但不限於乙腈、低碳烷醇(尤其C2-C4烷醇，諸如乙醇或異丙醇)或低碳烷二醇(C2-C4烷二醇，諸如乙二醇)可用作變性劑。磷脂的非限制性實例包括但不限於天然存在的磷脂，諸如磷脂醯乙醇胺、磷脂醯膽鹼、磷脂醯絲氨酸和磷脂醯肌醇，或合成磷脂衍生物或變體，諸如二己醯磷脂醯膽鹼或二庚醯磷脂醯膽鹼。如本文所使用，術語「所需官能團」是指選自以下各物的任何基團標記、染料、聚合物、水溶性聚合物、聚乙二醇衍生物、光交聯劑、細胞毒性化合物、藥物、親和標記、光親和標記、反應性化合物、樹脂、第二蛋白質或多肽或多肽類似物、抗體或抗體片段、金屬螯合齊IJ、輔因子、脂肪酸、碳水化合物、聚核苷酸、DNA、RNA、反義聚核苷酸、糖、水溶性樹突狀聚合物、環糊精、生物材料、納米粒子、自旋標記、螢光團、含金屬部分、放射性部分、新穎官能團、與其它分子共價或非共價相互作用的基團、光籠蔽部分、光化輻射可激發部分、配體、可光異構化部分、生物素、生物素類似物、並有重原子的部分、可化學裂解基團、可光裂解基團、延長的側鏈、碳連接糖、氧化還原活性劑、氨基硫代酸、有毒部分、同位素標記的部分、生物物理探針、磷光基團、化學發光基團、電子緻密基團、磁性基團、插入基團、發色團、能量轉移齊U、生物活性劑(在此情況下，生物活性劑可包括具有治療活性的試劑，且非天然胺基酸多肽或經修飾非天然胺基酸可與所連接的治療劑一起充當輔助治療劑或用作將治療劑傳遞到有機體內的所需部位的方式)、可檢測標記、小分子、抑制性核糖核酸、放射性核苷酸、中子捕獲劑、生物素衍生物、量子點、納米遞質、放射性遞質、抗體酶、活性複合活化劑、病毒、佐劑、苷元、過敏原、血管生成抑制素、抗激素、抗氧化劑、適體、嚮導RNA、皂草苷、穿梭載體、大分子、模擬表位、受體、反膠束、和其任何組合。如本文所使用，術語「二胺」是指包含至少兩個胺官能團的基團/分子，包括但不限於肼基、脒基、亞胺基、I，I- 二胺基、I，2- 二胺基、1，3- 二胺基和1，4- 二胺基。此外，所述 基團可為直鏈、支鏈或環狀分子的部分。如本文所使用，術語「可檢測標記」是指可使用分析技術觀察的標記，所述分析技術包括但不限於螢光、化學發光、電子自旋共振、紫外/可見光吸收光譜、質譜、核磁共振、磁共振和電化學方法。如本文所使用，術語「二羰基」是指含有至少兩個選自由-C (O) -、-S (O) -、-S (O) 2-和-C⑶-組成的群組的部分的基團，包括但不限於I，2- 二羰基、1，3- 二羰基和1，4_ 二羰基，以及含有至少一個酮基和/或至少一個醛基和/或至少一個酯基和/或至少一個羧酸基團和/或至少一個硫酯基的基團。所述二羰基包括二酮、酮醛、酮酸、酮酯和酮硫酯。此外，所述基團可為直鏈、支鏈或環狀分子的部分。二羰基中的兩個部分可相同或不同，且可在兩個部分的任一個處包括將產生(僅舉例來說)酯、酮、醛、硫酯或醯胺的取代基。如本文所使用，術語「藥物」是指用於預防、診斷、緩和、治療或治癒疾病或病狀的任何物質。如本文所使用，術語「染料」是指含有發色團的可溶性著色物質。如本文所使用，術語「有效量」是指所投與的藥劑或化合物的充足量，其將在一定程度上緩解所治療的疾病或病狀的一種或一種以上症狀。結果可為疾病的病徵、症狀或病因的減輕和/或緩和，或者生物系統的任何其它所需改變。舉例來說，所投與的藥劑或化合物包括但不限於天然胺基酸多肽、非天然胺基酸多肽、經修飾的天然胺基酸多肽或經修飾的非天然胺基酸多肽。可投與含有所述天然胺基酸多肽、非天然胺基酸多肽、經修飾天然胺基酸多肽或經修飾非天然胺基酸多肽的組合物以供預防性、增強性和/或治療性治療。任何個別情況中的適當「有效」量可使用諸如劑量遞增研究的技術來確定。如本文所使用，術語「電子緻密基團」是指當用電子束照射時散射電子的基團。所述基團包括但不限於鑰酸銨、鹼式硝酸鉍、碘化鎘(99% )、碳醯肼、六水合氯化鐵、六亞甲基四胺(98.5% )、無水三氯化銦、硝酸鑭、三水合乙酸鉛、三水合檸檬酸鉛、硝酸鉛、高碘酸、磷鑰酸、磷鶴酸、鐵氰化鉀、亞鐵氰化鉀、釕紅、硝酸銀、蛋白銀(silver proteinate)(Ag檢定8. 0-8. 5%) 「強」、四苯基卟吩銀(S-TPPS)、氯金酸鈉、鎢酸鈉、硝酸鉈、氨基硫脲(TSC)、乙酸雙氧鈾、硝酸雙氧鈾和硫酸氧釩。如本文所使用，術語「能量轉移劑」是指可向另一分子提供能量或從另一分子接受能量的分子。僅舉例來說，螢光共振能量轉移(FRET)為偶極-偶極偶合過程，通過所述過程螢光供體分子的激發態能量非輻射性地轉移到未激發的受體分子，隨後螢光性地以較長波長發射所提供能量。術語「增強」意思是增加或延長所需作用的功效或持續時間。舉例來說，「增強」治療劑的作用是指增加或延長疾病、病症或病狀的治療期間治療劑作用的功效或持續時間的能力。如本文所使用，「增強有效量」是指足以增強疾病、病症或病狀的治療中治療劑的作用的量。當用於患者時，用於此用途的有效量將視疾病、病症或病狀的嚴重程度和病程、先前療法、患者的健康狀態和對藥物的反應以及主治醫生的判斷而定。 如本文所使用，術語「真核生物」是指屬於系統發生真核領域的有機體，包括但不限於動物(包括但不限於哺乳動物、昆蟲、爬行動物、鳥類等)、纖毛蟲、植物(包括但不限於單子葉植物、雙子葉植物和藻類)、真菌、酵母、鞭毛蟲、小孢子蟲和原生生物。如本文所使用，術語「脂肪酸」是指具有約C6或較長烴側鏈的羧酸。如本文所使用，術語「螢光團」是指在激發後發射光子並且由此發螢光的分子。如本文所使用，術語「官能團」、「活性部分」、「活化基團」、「離去基團」、「反應性位點」、「化學反應性基團」和「化學反應性部分」是指分子發生化學反應的部分或單元。所述術語在化學領域中於一定程度上同義，並且在本文中用於指示執行某種功能或活性並且可與其它分子反應的分子的部分。術語「滷素」包括氟、氯、碘和溴。如本文所使用，術語「滷醯基」是指含有滷素部分的醯基，包括但不限於-C(O)CH3、-C (O) CF3、-C (O) CH2OCH3 等。如本文所使用，術語「滷烷基」是指含有滷素部分的烷基，包括但不限於-CF3和-CH2CF3 等。如本文所使用，術語「雜烷基」是指直鏈或支鏈或環狀烴基或其組合，其是由烷基和至少一個選自由O、N、Si和S組成的群組的雜原子組成，並且其中氮和硫原子可視情況經氧化且氮雜原子可視情況經季銨化。雜原子O、N和S以及Si可位於雜烷基的任何內部位置處或烷基與分子剩餘部分連接的位置處。實例包括但不限於-ch2-ch2-och3、-ch2-ch2-nH-CH3、-CH2-CH2-N (CH3) -CH3、-CH2-S-CH2-CH3、-CH2-CH2-S (O) -CH3、-CH2-CH2-S (O) 2_CH3、-CH =CH-O-CH3、-Si (CH3) 3、-CH2-CH = N-OCH3 和-CH = CH-N(CH3) -CH3。此外，至多兩個雜原子可為連續的，諸如-CH2-NH-OCH3 和-CH2-O-Si (CH3) 3。術語「基於雜環的鍵」或「雜環鍵」是指由二羰基與二胺基反應所形成的部分。所得反應產物為雜環，包括雜芳基或雜環烷基。所得雜環基充當非天然胺基酸或非天然胺基酸多肽與另一官能團之間的化學連接。在一個實施例中，雜環鍵包括含氮雜環鍵，僅舉例來說，包括吡唑鍵、吡咯鍵、噴哚鍵、苯並二氮雜卓鍵和吡唑啉酮鍵。類似地，術語「亞雜烷基」是指衍生自雜烷基的二價基團，例如(但不限於)-CH2-CH2-S-CH2-CH2-和-CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-。對於亞雜烷基來說，相同或不同雜原子也可佔據任一個或兩個鏈末端(包括但不限於亞燒基氧基、亞燒基_■氧基、亞燒基氣基、亞烷基二氨基、氨氧基亞烷基等)。另外，對於亞烷基和亞雜烷基連接基團來說，連接基團的化學式所書寫的方向並不暗示連接基團的定向。舉例來說，式-C(O)2R'-表不-C (O)2R' _ 和-R' C(0)2_。如本文所使用，術語「雜芳基」或「雜芳香族」是指含有至少一個選自N、0和S的雜原子的芳基；其中氮和硫原子可視情況經氧化且氮原子可經季銨化。雜芳基可經取代或未經取代。雜芳基可通過雜原子與分子的剩餘部分連接。雜芳基的非限制性實例包括I-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、3-吡唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、批嗪基、2-噁唑基、4-噁唑基、2-苯基-4-噁唑基、5-噁唑基、3-異噁唑基、4-異噁唑基、5-異噁唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-苯並噻唑基、嘌呤基、2-苯並咪唑基、5-吲哚基、I-異喹啉基、5-異喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、3-喹啉基和6-喹啉基。如本文所使用，術語「同系烷基」是指為烴基的烷基。 如本文所使用，術語「 一致」是指兩個或兩個以上序列或子序列相同。此外，如本文所使用，術語「實質上一致」是指當使用比較算法或通過手工比對和目測在比較窗或指定測量的區域上比較和比對最大相應性時，兩個或兩個以上具有相同的連續單元百分比的序列。僅舉例來說，如果特定區域內的連續單元約60%—致、約65%—致、約70%—致、約75%—致、約80%—致、約85%—致、約90% —致或約95%—致，那麼兩個或兩個以上序列可「實質上一致」。所述百分數用於描述兩個或兩個以上序列的「一致性百分比」。序列的一致性可存在於至少約75-100個連續單元長的區域、約50個連續單元長的區域或(未指定時)整個序列。此定義也是指測試序列的互補性。僅舉例來說，當胺基酸殘基相同時，兩個或兩個以上多肽序列一致；而如果指定區域內的胺基酸殘基約60%—致、約65%—致、約70 % 一致、約75 % —致、約80 % —致、約85 % —致、約90 % —致或約95 % —致，那麼兩個或兩個以上多肽序列「實質上一致」。一致性可存在於至少約75到約100個胺基酸長的區域、約50個胺基酸長的區域或(未指定時)多肽序列的整個序列。此外，僅舉例來說，當核酸殘基相同時，兩個或兩個以上聚核苷酸序列一致；而如果指定區域內的核酸殘基約60%一致、約65%—致、約70%—致、約75%—致、約80%—致、約85%—致、約90% —致或約95%—致，那麼兩個或兩個以上聚核苷酸序列「實質上一致」。一致性可存在於至少約75到約100個核酸長的區域、約50個核酸長的區域或(未指定時)聚核苷酸序列的整個序列。對於序列比較來說，通常一個序列充當與測試序列相比較的參考序列。當使用序列比較算法時，將測試序列和參考序列輸入計算機內，必要時指定子序列坐標，並且指定序列算法程序參數。可使用默認程序參數，或者可指定替代參數。隨後序列比較算法基於程序參數計算測試序列相對於參考序列的序列一致性百分比。如本文所使用，術語「免疫原性」是指對投與治療藥物的抗體反應。可使用供檢測生物流體中抗非天然胺基酸多肽抗體的定量和定性檢定來獲得對治療性非天然胺基酸多肽的免疫原性。所述檢定包括但不限於放射免疫檢定(RIA)、酶聯免疫吸附劑檢定(ELISA)、發光免疫檢定(LIA)和螢光免疫檢定(FIA)。對治療性非天然胺基酸多肽的免疫原性的分析涉及將投與治療性非天然胺基酸多肽後的抗體反應與投與治療性天然胺基酸多肽後的抗體反應相比較。
如本文所使用，術語「插入劑」(也稱為「插入基團」)是指可插入分子的分子內間隙或者分子之間的分子間間隙中的化學物。僅舉例來說，插入劑或基團可為插入DNA雙螺旋的堆疊鹼基內的分子。如本文所使用，術語「經分離」是指使所關注的組分與非所關注的組分分離並且將所關注的組分從非所關注的組分中去除。經分離物質可為乾燥狀態或半乾燥狀態，或者為溶液(包括但不限於水溶液)的形式。經分離組分可為均質態，或經分離組分可為醫藥組合物的一部分，所述醫藥組合物包含額外的醫藥學上可接受的載劑和/或賦形劑。可使用分析化學技術(包括但不限於聚丙烯醯胺凝膠電泳或高效液相色譜)測定純度和均質性。此外，當分離所關注的組分並且所關注的組分是製劑中所存在的主要物質時，本文將組分描述為實質上經純化。如本文所使用，術語「經純化」可指至少85%純、至少90%純、至少95%純、至少99%純或更純的所關注的組分。僅舉例來說，當核酸或蛋白質無至少某些在其天然狀態下與其締合的細胞組分或者已將核酸或蛋白質濃縮到高於其在活體內或活體外製造的濃度的程度時，所述核酸或蛋白質為「經分離」的。同樣，舉例來說，當從與基因側接並且編碼除所關注的基因外的蛋白質的開放式閱讀框分離時，基因為經分離的。
如本文所使用，術語「標記」是指併入化合物中並且易於檢測，藉此其物理分布可經檢測和/或監測的物質。如本文所使用，術語「鍵」是指由連接基的官能團與另一分子之間的化學反應而形成的鍵結或化學部分。所述鍵結可包括但不限於共價鍵和非共價鍵，而所述化學部分可包括但不限於酯、碳酸酯、亞胺磷酸酯、腙、縮醛、原酸酯、肽鍵和寡核苷酸鍵。水解穩定的鍵意思是指所述鍵在水中實質上穩定並且在有用PH值下(包括但不限於在生理學條件下)一段較長時間內(可能甚至無限期)不與水反應。水解不穩定或可降解的鍵意思是所述鍵可在水或水溶液(包括例如血液)中降解。酶促不穩定或可降解的鍵意思是所述鍵可由一種或一種以上酶降解。僅舉例來說，PEG和相關聚合物可在聚合物主鏈內或聚合物主鏈與聚合物分子的一個或一個以上末端官能團之間的連接基內包括可降解鍵。所述可降解鍵包括但不限於由PEG羧酸或活性PEG羧酸與生物活性劑上的醇基反應而形成的酯鍵，其中所述酯基通常在生理學條件下水解以釋放生物活性劑。其它水解可降解鍵包括但不限於碳酸酯鍵；由胺與醛反應產生的亞胺鍵；通過醇與磷酸基反應形成的磷酸酯鍵；作為醯肼與醛的反應產物的腙鍵；作為醛與醇的反應產物的縮醛鍵；作為甲酸鹽與醇的反應產物的原酸酯鍵；由(包括但不限於)聚合物(諸如PEG)末端的胺基與肽的羧基形成的肽鍵；以及由(包括但不限於)聚合物末端的亞磷醯胺(phosphoramidite)基與寡核苷酸的5'輕基形成的寡核苷酸鍵。如本文所使用，術語「培養基」是指用於生長和採集細胞和/或所述細胞所表達和/或分泌的產物的任何培養基。所述「培養基」包括但不限於溶液、固體、半固體或剛性支撐物，其可支撐或容納任何宿主細胞，例如包括細菌宿主細胞、酵母宿主細胞、昆蟲宿主細胞、植物宿主細胞、真核生物宿主細胞、哺乳動物宿主細胞、CHO細胞、原核生物宿主細胞、大腸桿菌(E. coli)或假單胞菌(Pseudomonas)宿主細胞和細胞內容物。所述「培養基」包括但不限於已生長宿主細胞、已分泌多肽的培養基，包括增殖步驟之前或之後的培養基。所述「培養基」還包括但不限於含有宿主細胞溶解產物(例如，細胞內產生的多肽)的緩衝液或試劑並且宿主細胞經溶解或破裂以釋放多肽。
如本文所使用，術語「代謝物」是指化合物(例如天然胺基酸多肽、非天然胺基酸多肽、經修飾天然胺基酸多肽或經修飾非天然胺基酸多肽)的衍生物，其是當所述化合物(例如天然胺基酸多肽、非天然胺基酸多肽、經修飾天然胺基酸多肽或經修飾非天然胺基酸多肽)代謝時形成。術語「醫藥活性代謝物」或「活性代謝物」是指化合物(例如天然胺基酸多肽、非天然胺基酸多肽、經修飾天然胺基酸多肽或經修飾非天然胺基酸多肽)的生物活性衍生物，其是當所述化合物(例如天然胺基酸多肽、非天然胺基酸多肽、經修飾天然胺基酸多肽或經修飾非天然胺基酸多肽)代謝時形成。如本文所使用，術語「代謝」是指有機體改變特定物質的過程的統稱。所述過程包括但不限於水解反應和酶催化的反應。有關代謝的其它信息可從The PharmacologicalBasis of Therapeutics,第9版，McGraw-Hill (1996)獲得。僅舉例來說，天然胺基酸多肽、非天然胺基酸多肽、經修飾天然胺基酸多肽或經修飾非天然胺基酸多肽的代謝物可通過以下方式來鑑別對宿主投與天然胺基酸多肽、非天然胺基酸多肽、經修飾天然胺基酸多肽或經修飾非天然胺基酸多肽並分析來自宿主的組織樣本；或者在活體外培養天然胺基酸多肽、非天然胺基酸多肽、經修飾天然胺基酸多肽或經修飾非天然胺基酸多肽與肝細胞並分析所得化合物。如本文所使用，術語「金屬螯合劑」是指與金屬離子形成金屬絡合物的分子。舉例來說，所述分子可與中心金屬離子形成兩個或兩個以上配位鍵並且可形成環結構。如本文所使用，術語「含金屬部分」是指含有金屬離子、原子或粒子的基團。所述部分包括但不限於順鉬(cisplatin)、螯合金屬離子(諸如，鎳、鐵和鉬)和金屬納米粒子(諸如，鎮、鐵和怕)。如本文所使用，術語「並有重原子的部分」是指並有通常比碳重的原子的離子的基團。所述離子或原子包括但不限於矽、鎢、金、鉛和鈾。如本文所使用，術語「經修飾」是指存在對天然胺基酸、非天然胺基酸、天然胺基酸多肽或非天然胺基酸多肽的改變。可通過天然胺基酸、非天然胺基酸、天然胺基酸多肽或非天然胺基酸多肽的合成後修飾，或者通過天然胺基酸、非天然胺基酸、天然胺基酸多肽或非天然胺基酸多肽的共翻譯修飾或翻譯後修飾來獲得所述改變或修飾。形式「(經修飾)」意思指所討論的天然胺基酸、非天然胺基酸、天然胺基酸多肽或非天然胺基酸多肽視情況經修飾，也就是說，所討論的天然胺基酸、非天然胺基酸、天然胺基酸多肽或非天然胺基酸多肽可經修飾或不經修飾。如本文所使用，術語「經調節的血清半衰期」是指經修飾生物活性分子的循環半衰期相對於其未經修飾形式的正或負改變。舉例來說，經修飾生物活性分子包括但不限於天然胺基酸、非天然胺基酸、天然胺基酸多肽或非天然胺基酸多肽。舉例來說，通過在投與生物活性分子或經修飾生物活性分子後各個時間點時取得血液樣本，並且測定各樣本中所述分子的濃度來測量血清半衰期。血清濃度與時間的相關性允許計算血清半衰期。舉例來說，經調節血清半衰期可為增加的血清半衰期，其能夠促成改進的給藥方案或避免有毒作用。血清中的所述增加可為至少約2倍、至少約3倍、至少約5倍或至少約10倍。評估血清半衰期增加的方法的非限制性實例提供於實例33中。此方法可用於評估任何多肽的血清半衰期。如本文所使用，術語「經調節的治療半衰期」是指治療有效量的經修飾生物活性分子的半衰期相對於其未經修飾形式的正或負改變。舉例來說，經修飾生物活性分子包括但不限於天然胺基酸、非天然胺基酸、天然胺基酸多肽或非天然胺基酸多肽。舉例來說，通過測量投藥後各個時間點時分子的藥物動力學和/或藥效學特性來測量治療半衰期。增加的治療半衰期能夠促成特別有益的給藥方案、特別有益的總劑量或者避免不合需要的作用。舉例來說，可通過增加功效、增加或減少經修飾分子與其標靶的結合、增加或降低另一參數或未經修飾分子的作用機制或者增加或降低酶(僅舉例來說，蛋白酶)對分子的降解來引起治療半衰期的增加。評估治療半衰期增加的方法的非限制性實例提供於實例33中。此方法可用於評估任何多肽的治療半衰期。如本文所使用，術語「納米粒子」是指粒 徑介於約500nm到約Inm之間的粒子。如本文所使用，術語「近化學計量」是指參與化學反應的化合物的摩爾數的比率為約O. 75到約I. 5。如本文所使用，術語「非真核生物」是指非真核有機體。舉例來說，非真核有機體可屬於真菌系統發生域，包括但不限於大腸桿菌(Escherichia coli)、極端嗜熱細菌(Thermus thermophilics)或嗜熱月旨肪芽抱桿菌(Bacillus stearothermophilus)、突光假單胞桿菌(Pseudomonas fluoresceins)、銅綠假單胞菌(Pseudomonasaeruginosa)、惡臭假單胞菌(Pseudomonas put i da);或古菌系統發生域，包括但不限於詹氏甲燒球菌(Methanococcus jannaschii)、嗜熱自養甲燒桿菌(Methanobacterium thermoautotrophicum)、超嗜熱古菌(Archaeoglobus fulgidus)、強烈嗜熱球菌(Pyrococcus furiosus)、堀越火球菌(Pyrococcus horikoshii)、嗜熱泉生古細菌(Aeuropyrum pernix)或嗜鹽菌(Halobacterium)(諸如沃氏嗜鹽富饒菌(Haloferaxvolcanii)和嗜鹽菌屬 NRC-1 (Halobacterium species NRC-1))。「非天然胺基酸」是指不為20種常見胺基酸中的一種或者吡咯賴氨酸或硒代半胱氨酸的胺基酸。可與術語「非天然胺基酸(non-natural amino acid) 」同義使用的其它術語為「非天然編碼的胺基酸」、「非天然胺基酸(unnatural amino acid) 」、「非天然存在的胺基酸」以及其各種以連字符連接和未用連字符連接的形式。術語「非天然胺基酸」包括但不限於通過修飾天然編碼的胺基酸(包括但不限於20種常見胺基酸或吡咯賴氨酸和硒代半胱氨酸)而天然存在，但本身未通過翻譯複合物併入生長的多肽鏈中的胺基酸。並非天然編碼的天然存在的胺基酸的實例包括但不限於N-乙醯葡糖胺基-L-絲氨酸、N-乙醯葡糖胺基-L-蘇氨酸和O-磷酸酪氨酸。此外，術語「非天然胺基酸」包括但不限於天然不存在並且可通過合成方式獲得或者可通過修飾非天然胺基酸而獲得的胺基酸。如本文所使用，術語「核酸」是指單股或雙股形式的脫氧核糖核苷酸、脫氧核糖核苷、核糖核苷或核糖核苷酸以及其聚合物。僅舉例來說，所述核酸和核酸聚合物包括但不限於(i)天然核苷酸的類似物，其具有與參考核酸相似的結合特性並且以與天然存在的核苷酸相似的方式代謝；( )寡核苷酸類似物，包括但不限於PNA(肽基核酸)、用於反義技術中的DNA類似物(硫代磷酸酯、氨基磷酸酯等)；(iii)其保守修飾變體(包括但不限於簡併密碼子取代)和互補序列以及明確描述的序列。舉例來說，可通過產生一個或一個以上所選(或所有)密碼子的第三位經混合鹼基和/或脫氧肌苷殘基取代的序列來實現簡併密碼子取代(Batzer 等人，Nucleic Acid Res. 19 :5081 (1991) ；0htsuka 等人，J. Biol. Chem. 260 2605-2608(1985);和 Rossolini 等人，Mol. Cell. Probes 8:91-98(1994))。
如本文所使用，術語「氧化劑」是指能夠從經氧化的化合物中移除電子的化合物或物質。舉例來說，氧化劑包括但不限於經氧化穀胱甘肽、胱氨酸、胱胺、經氧化二硫蘇糖醇、經氧化赤蘚醇和氧。各種氧化劑適用於本文所述的方法和組合物中。如本文所使用，術語「醫藥學上可接受」是指不會消除化合物的生物活性或特性且相對無毒(即，可將物質投與個體而不會引起不合需要的生物作用或以有害方式與含有所述物質的組合物的任何組分相互作用)的物質，包括但不限於鹽、載劑或稀釋劑。如本文所使用，術語「光親和標記」是指具有當曝光時與標記對其具有親和性的分子形成鍵的基團的標記。僅舉例來說，所述鍵可為共價鍵或非共價鍵。如本文所使用，術語「光籠蔽部分」是指當以某種波長照明時共價或非共價結合其它離子或分子的基團。如本文所使用，術語「可光裂解基團」是指當曝光時斷裂的基團。 如本文所使用，術語「光交聯劑」是指包含兩個或兩個以上官能團的化合物，所述官能團可在曝光時反應並且與兩個或兩個以上單體或聚合分子形成共價或非共價鍵。如本文所使用，術語「可光異構化部分」是指當用光照明時由一種異構形式變為另一種異構形式的基團。如本文所使用，術語「聚亞烷基二醇」是指線性或分枝聚合聚醚多元醇。所述聚亞烷基二醇包括但不限於聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇和其衍生物。其它例示性實施例例如列於商業供應商目錄中，諸如 Shearwater Corporation 目錄"Polyethylene Glycol andDerivatives for Biomedical Applications" (2001)。僅舉例來說，所述聚合聚醚多兀醇具有介於約0. IkDa到約IOOkDa之間的平均分子量。舉例來說，所述聚合聚醚多元醇包括但不限於介於約IOODa與約100，OOODa或更高之間。聚合物的分子量可介於約IOODa與約 100，OOODa 之間，包括但不限於約 100，OOODaJ 95，OOODaJ 90，OOODa』85, OOODa,約 80，OOODa,約 75，OOODa,約 70，OOODa,約 65，OOODa,約 60，OOODa,約 55，OOODa,約50，OOODa、約 45，OOODa、約 40，OOODa、約 35，OOODa、約 30，OOODa、約 25，OOODa、約 20，OOODa,約 15，OOODa、約 10，OOODa、約 9，OOODa、約 8，OOODa、約 7，OOODa、約 6，OOODa、約 5，OOODa、約4，OOODa、約 3，OOODa、約 2，OOODa、約 I, OOODa、約 900Da、約 800Da、約 700Da、約 600Da、約500Da、約400Da、約300Da、約200Da和約100Da。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約IOODa與約50，OOODa之間。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約IOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約1，OOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約2，OOODa到約50，OOODa之間。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約5，OOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，聚合物的分子量介於約10，OOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，聚(乙二醇)分子為分枝聚合物。支鏈PEG的分子量可介於約1，OOODa與約100，OOODa之間，包括但不限於約100，OOODa、約95，OOODa、約 90，OOODa、約 85，OOODa、約 80，OOODa、約 75，OOODa、約 70，OOODa、約 65，OOODa、約 60，000Da、約 55，OOODa、約 50，OOODa、約 45，OOODa、約 40，OOODa、約 35，OOODa、約 30，OOODa、約25，OOODa、約 20，OOODa、約 15，OOODa、約 10，OOODa、約 9，OOODa、約 8，OOODa、約 7，OOODa、約6，OOODa、約 5，OOODa、約 4，OOODa、約 3，OOODa、約 2，OOODa 和約 1，OOODa。在一些實施例中，支鏈PEG的分子量介於約1，OOODa與約50，OOODa之間。在一些實施例中，支鏈PEG的分子量介於約1，OOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，支鏈PEG的分子量介於約5，OOODa與約40，OOODa之間。在一些實施例中，支鏈PEG的分子量介於約5，OOODa與約20，OOODa之間。在一些實施例中，支鏈PEG的分子量介於約2，OOODa到約50，OOODa之間。如本文所使用，術語「聚合物」是指由重複亞單元構成的分子。所述分子包括但不限於多肽、聚核苷酸或多糖或者聚亞烷基二醇。術語「多肽」、「肽」和「蛋白質」在本文中可互換使用以指代胺基酸殘基聚合物。也就是說，針對多肽的描述同樣適用於肽的描述和蛋白質的描述，並且針對肽的描述和蛋白質的描述也適用於多肽的描述。所述術語適用於天然存在的胺基酸聚合物以及一個或一個以上胺基酸殘基為非天然胺基酸的胺基酸聚合物。此外，所述「多肽」、「肽」和「蛋白質」 包括任何長度的胺基酸鏈，包括全長蛋白質，其中胺基酸殘基是通過共價肽鍵連接。術語「翻譯後修飾」是指當天然或非天然胺基酸已通過翻譯併入多肽鏈後發生的對所述胺基酸的任何修飾。所述修飾包括但不限於共翻譯活體內修飾、共翻譯活體外修飾(諸如，在無細胞翻譯系統中)、翻譯後活體內修飾和翻譯後活體外修飾。如本文所使用，術語「前藥」或「醫藥學上可接受的前藥」是指在活體內或活體外轉化成母體藥物的藥劑，其中其不會消除藥物的生物活性或特性且相對無毒(即，可將物質投與個體而不會引起不合需要的生物作用或以有害方式與含有所述物質的組合物的任何組分相互作用)。前藥通常為藥物前體，其在投與個體且隨後吸收後，經由特定過程轉化(諸如通過代謝路徑轉化)為活性或更具活性的物質。一些前藥具有存在於前藥上使其具有較低活性和/或賦予藥物溶解性或某種其它特性的化學基團。將化學基團從前藥中裂解和/或修飾後，產生活性藥物。前藥在體內通過酶促或非酶促反應轉化成活性藥物。前藥可提供改良的生理化學特性，諸如較好的溶解性、增強的傳遞特徵(諸如，特異性靶向特定細胞、組織、器官或配體)和改良的藥物治療價值。所述前藥的益處包括但不限於(i)與母 體藥物相比易於投藥；(ii)前藥可通過經口投與而為生物利用，而母體藥物不行；和(iii)與母體藥物相比，前藥在醫藥組合物中還可具有改良的溶解性。前藥包括藥理學上無活性或活性降低的活性藥物衍生物。前藥可經設計成通過操縱藥物特性(諸如，生理化學、生物醫藥或藥物動力學特性)來調節到達所需作用部位的藥物或生物活性分子的量。前藥的非限制性實例為非天然胺基酸多肽，其是以酯(「前藥」)的形式投與以促進跨越其中水溶性對遷移率不利的細胞膜傳送，但進入其中水溶性有益的細胞內側後隨後經代謝水解成為羧酸，即活性實體。可將前藥設計成可逆的藥物衍生物以用作增強藥物至位點特異性組織的輸送的修飾劑。如本文所使用，術語「預防有效量」是指預防性地應用於患者的含有至少一個非天然胺基酸多肽或至少一個經修飾非天然胺基酸多肽的組合物的量，其將在一定程度上緩解所治療的疾病、病狀或病症的一種或一種以上症狀。在所述預防應用中，所述量可視患者的健康狀態、體重等而定。所屬領域技術人員將理解，通過常規實驗(包括但不限於劑量遞增臨床試驗)可確定所述預防有效量。如本文所使用，術語「經保護」是指存在防止化學反應性官能團在某些反應條件下反應的「保護基」或部分。保護基將視所保護的化學反應性基團的類型而變化。僅舉例來說，(i)如果化學反應性基團為胺或醯肼，那麼保護基可選自叔丁氧羰基(t-Boc)和9-芴基甲氧基羰基(Fmoc) ；(ii)如果反應性基團為硫醇，那麼保護基可為鄰吡啶基二硫化物；且
(iii)如果化學反應性基團為羧酸(諸如，丁酸或丙酸)或羥基，那麼保護基可為苯甲基或燒基(諸如，甲基、乙基或叔丁基)。僅舉例來說，封端/保護基可選自
權利要求
1. 一種化合物，其具有式(XXXIX)的結構
2.根據權利要求I所述的化合物，其具有式(XLII)的結構
3.根據權利要求2所述的化合物，其具有以下結構
全文摘要
本發明公開了非天然胺基酸和包括至少一個非天然胺基酸的多肽，以及製備所述非天然胺基酸和多肽的方法。所述非天然胺基酸本身或作為多肽的一部分可包括多種可能的官能團，但通常具有至少一個雜環、醛醇基、二羰基和/或二胺基。本發明還進一步公開了經翻譯後修飾的非天然胺基酸多肽、實現所述修飾的方法以及純化所述多肽的方法。所述經修飾非天然胺基酸多肽通常包括至少一個雜環、醛醇基、二羰基和/或二胺基。進一步公開了使用所述非天然胺基酸多肽和經修飾非天然胺基酸多肽的方法，包括治療、診斷和其它生物技術用途。
文檔編號C07D231/12GK102702105SQ201210133398
公開日2012年10月3日 申請日期2006年12月27日 優先權日2005年12月30日
發明者劉俊傑, 苗振偉 申請人:Ambrx公司