TW201835099A

TW201835099A - 藉由第四雙硫鍵穩定之單鏈胰島素類似物

Info

Publication number: TW201835099A
Application number: TW107107754A
Authority: TW
Inventors: 麥可 A 韋斯
Original assignee: 美國凱斯西方瑞瑟夫大學
Priority date: 2017-03-07
Filing date: 2018-03-07
Publication date: 2018-10-01
Also published as: UY37629A; AR111122A1; WO2018165290A1; US20200140517A1; US11174303B2

Abstract

單鏈胰島素類似物包含藉由C結構域多肽序列連接至A鏈胰島素多肽序列之B鏈胰島素多肽序列。該B鏈胰島素多肽序列在B4位置含有半胱胺酸取代。該A鏈胰島素多肽序列在A10位置含有半胱胺酸取代。該C結構域多肽序列長度為4至11個胺基酸。該類似物減輕此第4雙硫鍵在習用雙鏈胰島素類似物中之不利活性，從而產生類似於野生型胰島素之胰島素信號傳導之持續時間。治療糖尿病患者之方法包含向患者投與生理有效量之蛋白質或其生理上可接受之鹽。本發明係關於本發明單鏈胰島素類似物之用途，其用於胰島素遞送器件(例如幫浦或筆)中或用作高溫聚合物-熔體製造方法之一部分。

Description

藉由第四雙硫鍵穩定之單鏈胰島素類似物

本發明係關於多肽激素類似物，其展現相對於相應野生型人類激素之可溶性調配物增強的醫藥性質，例如增加的熱力學穩定性、加強的高於室溫之熱纖絲化抗性、降低的促有絲分裂性及/或改變的藥物動力學及藥效學性質，即賦予更長作用持續時間或更快速作用持續時間。更具體而言，本發明係關於由單一多肽鏈組成之胰島素類似物，該單一多肽鏈在A與B結構域之間含有一類新穎縮短的連接(C)結構域。本發明之單鏈胰島素類似物可視情況含有A或B結構域中之其他位點之標準或非標準胺基酸取代。非標準蛋白質(包括治療劑及疫苗)之改造可具有廣泛的醫療及社會益處。如通常在人類、其他哺乳動物、脊椎動物生物體、無脊椎動物生物體或真核細胞之基因體中編碼之天然蛋白質通常賦予多種生物活性。非標準蛋白質之潛在益處將在於達成加強的室溫或高於室溫之降解抗性，此有利於運輸、分配及使用。治療蛋白質之一實例由胰島素提供。野生型人類胰島素及在其他哺乳動物之基因體中編碼之胰島素分子結合至多個器官及多種類型之細胞中之胰島素受體，無論受體同種型係藉由替代性RNA剪接模式抑或藉由替代性轉譯後醣基化模式生成。野生型胰島素亦以較低親和力結合至同源1型胰島素樣生長因子受體(IGF-1R)。另一醫療益處之一實例將為最佳化蛋白質對解摺疊或降解之穩定性。此一社會益處將藉由改造比標準蛋白質更難以在室溫或高於室溫下降解之蛋白質得以增強，以用於發展中國家中電力及製冷不能始終可用之地區。由單一多肽鏈組成且視情況含有非標準胺基酸取代之胰島素類似物可展現優異的熱降解抗性或降低的促有絲分裂性。胰島素之物理降解所引起之挑戰因糖尿病在非洲及亞洲即將到來的流行而加大。由於纖絲化引起高於室溫之主要降解途徑，故纖絲化抗性調配物之設計可增強胰島素替代療法在該等有挑戰地區之安全性及效能。投與胰島素長期以來確立為糖尿病之治療。糖尿病患者之習用胰島素替代療法之主要目的係密切控制血糖濃度以防止其偏移至健康人類個體所特有之正常範圍以上或以下。偏移至正常範圍以下與即時腎上腺素或神經低血糖症狀相關，該等症狀在嚴重發作中導致驚厥、昏迷及死亡。偏移至正常範圍以上與微血管疾病(包括視網膜病變、失明及腎衰竭)之增加的長期風險相關。胰島素係在脊椎動物代謝中起關鍵作用之小球蛋白。胰島素含有兩條鏈，含有21個殘基之A鏈及含有30個殘基之B鏈。該激素係以Zn²⁺ 穩定之六聚體形式儲存在胰臟β細胞中，但在血流中以不含Zn²⁺ 之單體形式起作用。胰島素係單鏈前體胰島素原之產物，在該胰島素原中連接區域(35個殘基)將B鏈之C末端殘基(殘基B30)連接至A鏈之N末端殘基(圖1A)。多個證據表示該胰島素原係由胰島素樣核心及無序連接肽組成(圖1B)。認為三個特定雙硫鍵(A6-A11、A7-B7及A20-B19；圖1A及1B)之形成偶合至粗糙內質網(ER)中胰島素原之氧化摺疊。胰島素原在自ER輸出至高爾基體後不久組裝形成可溶性Zn²⁺ 配位六聚體。內源蛋白水解消化及轉化成胰島素係在不成熟分泌顆粒中進行，隨後進行形態凝集。在成熟儲存顆粒內鋅胰島素六聚體之結晶陣列已藉由電子顯微術(EM)可視化。胰島素之序列以示意圖形式顯示於圖1C中。個別殘基係藉由胺基酸之屬性(通常使用標準一字母代碼)、鏈及序列位置(通常以上標形式)來表示。纖絲化係製造、儲存及使用胰島素及胰島素類似物來治療糖尿病之嚴重問題，其在較高溫度、較低pH、攪動或存在尿素、胍、乙醇共溶劑或疏水表面之情況下有所增強。當前美國藥品監管法要求，若出現1%或以上程度之纖絲化則丟棄胰島素。由於在較高溫度下會增強纖絲化，故糖尿病患者在使用前最佳必須保持胰島素冷凍。胰島素或胰島素類似物之纖絲化對於該等利用外部胰島素幫浦之患者可能尤其成問題，在該幫浦中以有規律間隔將少量胰島素或胰島素類似物注射至患者身體中。在此一用法中，胰島素或胰島素類似物在幫浦裝置內未保持冷凍，且胰島素之纖絲化可引起用於將胰島素或胰島素類似物注射至身體中之導管封阻，此可能引起無法預測之血糖含量波動或甚至危險的高血糖症。在25℃以上溫度每增加10℃，胰島素展現降解速率增加10倍或更大；因此，指導方針要求在＜ 30℃之溫度下且較佳利用冷凍儲存。在pH小於5下調配為可溶性溶液(例如Lantus® (Sanofi-Aventis)，其含有甘精胰島素及鋅離子之非緩衝溶液，pH 4.0)之基礎胰島素類似物之纖絲化亦可因在室溫或高於室溫下物理降解而限制其儲存時間；該等調配物中所用之酸性條件損害胰島素自組裝且減弱鋅離子之結合，從而降低胰島素類似物可受鋅-蛋白質組裝內之隔離保護的程度。胰島素亦對化學降解較為敏感，該化學降解涉及化學鍵斷裂且損失分子內原子之重排或在不同胰島素分子之間形成化學鍵。化學鍵之該等變化通常係在蛋白質之解摺疊狀態下調介，且因此胰島素之加強其熱力學穩定性之修飾亦可能延遲或防止化學降解。胰島素亦對物理降解較為敏感。蛋白質纖絲化之現有理論斷定，纖絲化之機制係經由部分摺疊之中間狀態進行，該中間狀態進而聚集形成促澱粉狀蛋白生成核。在此理論中，穩定天然狀態之胺基酸取代可或可不穩定部分摺疊之中間狀態且可或可不增加(或減小)天然狀態與中間狀態之間之自由能障壁。因此，當前理論表示，雙鏈胰島素分子中之給定胺基酸取代增加或減小纖絲化風險之趨勢很難預測。胰島素分子之結構模型構想三個α螺旋之幾乎完全之解摺疊(如在天然狀態中可見)及β褶疊形成之B鏈連續堆疊及A鏈連續堆疊之平行排列；認為各鏈之間及A鏈內之天然雙硫鍵配對得以保留。認為該等平行交叉β褶疊需要A鏈N末端與B鏈C末端之間實質分離(＞30 Å)，該等末端在胰島素單體之天然狀態中通常緊密靠近(＜ 10 Å)。對具有縮短的C結構域之單鏈胰島素類似物之纖絲化之顯著抗性為業內已知且認為可反映胰島素原纖絲中平行交叉β褶疊之斜面結構與具有天然雙硫鍵配對之單鏈胰島素類似物結構之間的拓樸不相容性，在該天然雙硫鍵配對中縮短的C結構域限制A鏈N末端與B鏈C末端之間之距離，此在原纖絲中係不利的。通常可經由在半胱胺酸取代之配對位點之間引入經改造雙硫鍵來穩定球蛋白。已闡述利用B4位置及A10位置之配對Cys取代將此方法應用於人類胰島素雙鏈類似物(即習用胰島素類似物)。所得受限胰島素類似物(含有第4雙硫鍵)展現增強的纖絲化抗性(如在螢光探針硫代黃素T存在下高頻振盪之板分析之孔中所探測)。具有另一雙硫鍵之此胰島素類似物具有增加的穩定性。儘管該類似物保留生物活性，但其對靜脈內濃注之作用持續時間相對於野生型胰島素之作用持續時間異常延長。必要觀察為在糖尿病大鼠中單一靜脈內注射此一類似物(在des -B30-人類胰島素之框架內)可引起若干小時之血糖濃度持續降低。該胰島素作用延長推測係在細胞層面上發生於靶組織中；即變體激素-受體複合物繼續作為活化酪胺酸激酶作用一持續時段，從而延長受體後信號傳導路徑之活化，可能包括葡萄糖運輸蛋白GLUT4持續駐留於有反應細胞之表面上。藉由胱胺酸B4-A10穩定之胰島素類似物之此異常性質在治療性胰島素類似物調配物中不合意之原因在於，(i) 速效(或「隨餐」)胰島素類似物調配物經設計以藉由縮短胰島素作用之任一「尾」自皮下儲積快速吸收及清除以避免晚期餐後低血糖症；及(ii) 任一胰島素類似物(無論速效抑或基礎)之持續信號傳導提高增加的促有絲分裂性及誘癌作用之風險，如藉由Asp^B10 -胰島素之研究所說明。Asp^B10 -胰島素之增加的促有絲分裂性及誘癌作用歸因於其在胰島素受體上及同源1型IGF受體(IGF-1R)上延長的滯留時間。因此，將期望單鏈胰島素類似物在B4位置及A10位置含有半胱胺酸取代，使得在摺疊時所得蛋白質含有第4雙硫鍵(胱胺酸B4-A10)且保留野生型胰島素之至少一部分葡萄糖降低效應而不異常延長此葡萄糖降低效應。更通常而言，業內需要以下胰島素類似物：在高於室溫下展示增加的熱力學穩定性及增加的纖絲化抗性，且不會因延長的胰島素降低血糖濃度之作用而賦予增加的低血糖症風險且無因在細胞層面上延長的胰島素信號傳導所致之誘癌作用風險。

因此，本發明之一態樣係提供在B4位置以及A10位置含有成對Cys取代之單鏈胰島素類似物，其中兩個位置相對於野生型胰島素之相應位置。本發明之另一態樣係單鏈胰島素類似物對IR-A及IR-B之絕對活體外親和力介於野生型人類胰島素之5%-100%範圍內且因此在激素-受體複合物中並不展現相對於野生型胰島素延長的滯留時間。本發明解決單鏈胰島素類似物之用途，其中半胱胺酸B4-10對胰島素信號傳導之持續時間之不利效應係藉由經改造C結構域、具體而言引入長度為6-11個殘基之新穎縮短的C結構域替代人類胰島素原所特有之36殘基野生型C結構域來減輕。本發明利用胱胺酸B4-A10賦予胰島素之加強的穩定性且同時無異常延長及潛在危險胰島素信號傳導之缺點。儘管人們認為藉由第4雙硫鍵引入之構形限制會減少蛋白質之構形波動，但將預期藉由引入增強蛋白質分子別處之構形波動之取代或修飾來減輕延長的信號傳導問題。以此方式，可達成平衡，藉此將減小組合修飾對胰島素類似物之動力學及激素-受體複合物之功能性質之淨效應，即經由消除穩定及去穩定相互作用。然而，令人驚訝的是，本發明提供含有胱胺酸B4-A10之胰島素類似物，其經由在B結構域(B鏈)與A結構域(A鏈)之間引入第二穩定元件而非相對去穩定元件、即縮短的C結構域來恢復類似於天然胰島素類似物之信號傳導持續時間。因此，本發明提供新穎單鏈胰島素類似物。一般而言，本發明提供單鏈胰島素類似物，其包含藉由C結構域多肽序列連接至A鏈胰島素多肽序列之B鏈胰島素多肽序列。B鏈胰島素多肽序列在B4位置含有半胱胺酸取代。A鏈胰島素多肽序列在A10位置含有半胱胺酸取代。C結構域多肽序列長度為4至11個胺基酸。單鏈胰島素類似物可用於製造藥劑，例如用於治療糖尿病或需要降低患者之血糖含量之其他病況之藥劑。本發明亦提供治療糖尿病患者之方法，其包含向患者投與生理有效量之單鏈胰島素類似物或其生理上可接受之鹽。本發明之單鏈胰島素類似物可用於胰島素遞送器件(例如胰島素幫浦或筆)中，或用作高溫聚合物-熔體製造製程之一部分。

關於聯邦政府發起之研究或研發之聲明本發明係根據由國立衛生研究院(National Institutes of Health)授予之批准號DK040949及DK074176在政府支持下進行。政府擁有本發明之某些權利。本發明係關於單鏈胰島素類似物，其提供(i) 因存在第4雙硫鍵(胱胺酸B4-A10)增強的穩定性及纖絲化抗性，及(ii) 避免與在習用雙鏈胰島素類似物之框架中之此修飾相關之信號傳導之異常延長。本發明之單鏈胰島素類似物可具有4.0與6.0之間之等電點(且因此適於在中性pH條件下調配為速效胰島素類似物調配物)或可具有6.5與8.0之間之等電點(且因此適於在酸性pH條件下調配為基礎胰島素類似物調配物)。本發明提供單鏈胰島素類似物，其包含藉由C結構域多肽序列連接至A鏈胰島素多肽序列之B鏈胰島素多肽序列。B鏈胰島素多肽序列在B4位置含有半胱胺酸取代。A鏈胰島素多肽序列在A10位置含有半胱胺酸取代。C結構域多肽序列長度為4至11個胺基酸。在一些實例中，單鏈胰島素包含下文所提供之SEQ ID NO: 8。所主張之本發明包括包含N末端酸元件、亦即一或多個具有酸性側鏈之胺基酸之C結構域多肽。在一些實例中，本發明單鏈胰島素類似物之C結構域多肽起始於N末端Glu-Glu。在其他實例中，C結構域多肽包含SEQ ID NO: 31之殘基31-36。在一具體實例中，單鏈胰島素類似物包含SEQ ID NO: 31。在其他實例中，C結構域多肽包含SEQ ID NO: 30之殘基31-38。在另一具體實例中，單鏈胰島素類似物包含SEQ ID NO: 30。所主張之本發明包括包含C末端鹼性元件、亦即一或多個具有鹼性側鏈之胺基酸之C結構域多肽。在所主張本發明之一些實施例中，C結構域多肽終止於Arg-Arg。在其他實例中，C結構域多肽終止於Arg-Arg-Ser-Arg。在其他實例中，C結構域多肽終止於Ser-Arg-Arg-Ser-Arg。所主張之本發明亦包括編碼SEQ ID NO: 4-31之單鏈胰島素類似物之DNA或其他核酸序列。所主張之本發明進一步提供治療糖尿病患者之方法，其包含向患者投與生理有效量之單鏈胰島素類似物或其生理上可接受之鹽。因此，本發明之單鏈胰島素類似物可用作藥劑或用於製造用來降低患者(例如糖尿病患者)之血糖之藥劑。本發明之單鏈胰島素類似物可用於胰島素遞送器件(例如胰島素幫浦或筆)中，或用作高溫聚合物-熔體製造製程之一部分。單鏈胰島素類似物可經調配以含有莫耳比介於2與10個鋅離子/6個單鏈胰島素類似物單體之間之鋅離子且調配物之pH可介於pH 3.0與pH 4.5之間。單鏈胰島素類似物可經調配以含有莫耳比介於0與3個鋅離子/6個單鏈胰島素類似物單體之間之鋅離子且調配物之pH可介於pH 6.5與pH 8.0之間。設想單鏈胰島素類似物可以U-100、U-200、U-300、U-400、U-500或甚至高達U-1000之強度調配。藉由參考以下實例將更好地理解本發明，該等實例係出於說明而非限制性目的納入。藉由巴斯德畢赤酵母(Pichia pastoris )中之生物合成表現製備此策略之兩個分子實施例，命名為SCI-1及SCI-2。該等候選者之等電點(pI)不同且因此其pH依賴性溶解度不同：SCI-1與甘精胰島素之類似之處在於其對習用SQ注射展現延長的PK，而SCI-2與賴脯胰島素之類似之處在於其展現對SQ注射之快速作用發生。 SCI序列之細節如下。每一SCI序列除在B7位、B19位、A6位、A7位、A11位及A20位含有Cys殘基外，亦在B4位置及A10位置含有Cys。C結構域連接體序列不同以同時實現pI調整並損害與促有絲分裂IGF I型受體(IGF-1R)之結合。每一A結構域含有Thr^A8 之穩定非β分支鏈取代，其係人類胰島素之「致命弱點(Achilles’ heel)」。因此，SCI-1 (SEQ ID NO: 30；59個殘基；序列Glu-Glu-Gly-Ser-Arg-Arg-Ser-Arg之8殘基C結構域)含有Arg^A8 (其正電荷有助於其pI位移)，而SCI-2 (SEQ ID NO: 31；57個殘基；序列Glu-Glu-Gly-Pro-Arg-Arg之6殘基C結構域)含有His^A8 。儘管不希望將可專利性條件化於理論，但該等變體側鏈可與Glu^A4 之側鏈羧酸酯相互作用以提供有利的A1-A8 α-螺旋之C帽。SCI-1含有取代Pro^B28 -Arg^B29 且SCI-2含有取代Asp^B28 -Pro^B29 (其損害二聚化且因此可有助於在皮下注射後快速吸收))。消除離胺酸(存在於WT胰島素中之B29及賴脯胰島素中之B28)以防止在巴斯德畢赤酵母中被離胺酸定向蛋白酶裂解。認為用Glu取代高暴露Tyr^A14 會減輕不利的「反向疏水效應」且可能移除化學降解之潛在芳香族位點。SCI-1及SCI-2皆不含取代His^B10 ®Asp，其與增強的細胞培養中之促有絲分裂性及大鼠測試中之誘癌作用相關。SCI-1及SCI-2之序列以其他方式衍生自人類胰島素且分別反映於SEQ ID NO: 30及31中。類似合成基因已製備且選殖於編碼SCI-1及SCI-2衍生物之巴斯德畢赤酵母中。 SCI-1中之C結構域序列(EE G SRRSR ，SEQ ID NO: 30之殘基31-38)，其中引入酸性元件(C1及C2位；粗體)試圖損害與IGF-1R之結合，引入Gly (C3位；斜體)作為撓性接合處，且採用IGF-II C結構域源元件(本類似物之C4-C8位；加下劃線)試圖降低免疫原性並可能地增強受體結合。預測SCI-1之形式等電點(pI)藉由C結構域序列(三個額外精胺酸殘基部分地被兩個額外麩胺酸殘基抵消)及另一A8位可滴定組胺酸之組合效應而朝向中性移位；預期用Arg取代B29處之Lys對等電點具有可忽略之效應。相反，預測SCI-2之等電點(介於4.0-5.0範圍內)類似於或低於野生型胰島素之等電點且因此適於在中性pH或附近在鋅離子存在或不存在下調配。鑒於人類與動物胰島素之間之相似性及過去動物胰島素在人類糖尿病患者中之用途，亦設想可在胰島素序列中引入其他微小修飾，尤其彼等視為「保守」之取代。舉例而言，可在不背離本發明之情況下在具有相似側鏈之胺基酸群內製造其他胺基酸取代。該等取代包括中性疏水胺基酸：丙胺酸(Ala或A)、纈胺酸(Val或V)、白胺酸(Leu或L)、異白胺酸(Ile或I)、脯胺酸(Pro或P)、色胺酸(Trp或W)、苯丙胺酸(Phe或F)及甲硫胺酸(Met或M)。同樣，中性極性胺基酸可在其甘胺酸(Gly或G)、絲胺酸(Ser或S)、蘇胺酸(Thr或T)、酪胺酸(Tyr或Y)、半胱胺酸(Cys或C)、麩醯胺酸(Glu或Q)及天冬醯胺(Asn或N)群內彼此取代。認為鹼性胺基酸包括離胺酸(Lys或K)、精胺酸(Arg或R)及組胺酸(His或H)。酸性胺基酸係天冬胺酸(Asp或D)及麩胺酸(Glu或E)。除非另外註明或自生上下文顯而易見，否則本文所註明之胺基酸應視為L-胺基酸。標準胺基酸亦可經屬同一化學類別之非標準胺基酸取代。藉助非限制性實例，鹼性側鏈Lys可經較短側鏈長度之鹼性胺基酸(鳥胺酸、二-胺基丁酸或二-胺基丙酸)替代。Lys亦可經中性脂肪族同電子排列體正白胺酸(Nle)替代，該正白胺酸進而可經含有較短脂肪族側鏈之類似物(胺基丁酸或胺基丙酸)取代。經¹⁵ N (及經¹³ C)不均勻標記之SCI-2之2D¹ H-¹⁵ N NMR 「指紋」光譜提供摺疊結構之證據(圖2)。為評估在動物模型中類似物之生物活性、功效、信號傳導之持續時間及熱穩定性，藉由用鏈佐黴素(STZ)處理使雄性史-道二氏大鼠(平均身體質量約300克)罹患糖尿病。蛋白質溶液含有KP-胰島素(賴脯胰島素，Humalog®之活性成分)、甘精胰島素(Lantus®; Sanofi-Aventis)及/或本發明之單鏈胰島素。藉由注射由16 mg甘油、1.6 mg間甲酚、0.65 mg苯酚及3.8 mg磷酸鈉(pH 7.4)構成之無蛋白質Lilly稀釋劑(自Eli Lilly and Co.獲得)來提供對照。評估SCI-1相對於Humalog® (U-100強度取自未到期商用瓶)之活性。根據甘精胰島素於Lantus®中之調配物調配SCI-1，只是將pH調節至3.5附近。藉由使用臨床血糖儀(Hypoguard Advance Micro-Draw儀)連續量測來監測該等調配物中每一者之一個單位(或以奈莫耳蛋白質表示之等效物，此乃因尚未正式定義本發明類似物之單位)及所注射IV以及所得血糖濃度變化。在時間t = 0分四組(N=4)對大鼠進行皮下注射。在時間0及每10分鐘直至360 min自尾夾尖獲得血液。發現本發明之SCI-1在類似於Lantus®之調配條件下保留較大比例之野生型胰島素、賴脯胰島素或甘精胰島素之生物活性。為測試單鏈胰島素類似物在極端條件下(95℃保持30 min；圖3A及3B)之穩定性，在IV濃注後實施大鼠研究以避免SQ吸收之潛在混擾變化且使得能夠量測信號傳導之持續時間。結果係關於血糖濃度(圖3A)及變化%繪製(圖3B)。而相對於新鮮Lantus (圖3A中之紅色X )，Lantus在95℃下保持30 min後丟失所有活性(圖3A中之紫色X )，SCI-1之缺少第4雙硫鍵之初級形式(即具有B4位置Gln及A10位置Ile，如在野生型人類胰島素中；SEQ ID NO: 32)之活性得以極大(但不完全)維持：觀察到SCI之活性及持續時間之較小減少，在120-420 min之間最顯著(新鮮SCI, u對經加熱SCI,¸ )。在240 min及300 min時間點，活性分別降低約25%及40%。藉由引入經改造之第4雙硫鍵(胱胺酸B4-A10)以產生SCI-1會完全防止該部分失活。此經「雙重夾住」之胰島素類似物(在一側藉由半胱胺酸B4-A10及在另一側藉由縮短的C結構域穩定；圖4)在溶液中在暴露於95℃下30 min後展現活性之完全保留 (圖3C及3D)。注意到，呈4-雙硫鍵胰島素類似物之單鏈形式之SCI-1在IV濃注時展現活體內信號傳導之正常持 續時間 (即，與圖3C、D中之賴脯胰島素相同)，此與如先前所述之雙鏈4-雙硫鍵類似物所展現之顯著延長之信號傳導不同。因此，本發明提供令人驚訝的結果，其提供胱胺酸B4-A10對蛋白質穩定性之有利效應，同時減輕此修飾之不利效應，即胰島素作用在糖尿病動物中之異常延長之持續時間。比較57聚體SCI-2 (SEQ ID NO: 30；亦稱為4SS 81-04)與不具第四胱胺酸鍵之相似單鏈胰島素(在本文中稱為81-04；SEQ ID NO: 31)之生物活性。在提供20微克/300克大鼠之劑量下，生物活性基本相同。(參見圖5) 此展示將第四雙硫鍵引入單鏈胰島素類似物分子中不會改變SCI之潛在生物活性。根據先前技術此令人驚訝，該先前技術表示在雙鏈類似物中在引入第4雙硫鍵時觀察到藥效學反應之顯著延長。亦測定類似物81-04及類似物4SS 81-04之受體結合親和力。相對於人類胰島素，4SS 81-04對胰島素受體之A同種型之親和力經測定為120%±20% (且考慮到存在誤差，實際上可與野生型人類胰島素相同；數據未顯示)。相對於野生型人類胰島素，4SS 81-04對胰島素受體之B同種型之親和力減小5倍與10倍之間。對A同種型之此偏好性類似於81-04親代類似物。此外，相對於野生型人類胰島素(數據未顯示)，4SS 81-04對促有絲分裂IGF I型受體(IGF-1R)之親和力減小5倍與10倍之間。從長期使用時之潛在誘癌作用之角度來看，該受損的與IGF-1R之結合係合意的。治療糖尿病患者之方法包含投與如本文所述之單鏈胰島素類似物。本發明之另一態樣係單鏈胰島素類似物可在酵母(巴斯德畢赤酵母)中製備或經受藉由天然片段連接之完全化學合成。合成製備途徑在諸如以下等非標準修飾之情形下較佳：D-胺基酸取代、芳香族環內Phe或Tyr之鹵素取代或碳水化合物對絲胺酸或蘇胺酸之O-連接修飾；然而，藉助延伸的遺傳密碼技術或四鹼基密碼子技術製造含有非標準修飾之單鏈類似物之亞組係可行的。本發明之另一態樣係使用非標準胺基酸取代可加強單鏈胰島素類似物對化學降解或物理降解之抗性。進一步設想提供治療糖尿病或代謝症候群之方法之本發明類似物。遞送胰島素類似物之途徑係經由使用注射器或筆器件皮下注射。本發明之單鏈胰島素類似物亦可含有其他修飾，例如B24位、B25位或B26位之鹵素原子，如美國專利第8,921,313號中更詳細闡述，該專利之揭示內容以引用方式併入本文中。本發明之胰島素類似物亦可含有因缺失殘基B1-B3而縮短的B鏈，如美國專利9,725,493中更詳細闡述，該專利之揭示內容以引用方式併入本文中。醫藥組合物可包含該等胰島素類似物且其可視情況包括鋅。鋅離子可以不同鋅離子:蛋白質比率納入，該等比率介於2.2個鋅原子/胰島素類似物六聚體至10個鋅原子/胰島素類似物六聚體範圍內。調配物之pH可介於pH 3.0 - 4.5範圍內(如pI移位之單鏈胰島素類似物之基礎調配物)或介於pH 6.5-8.0範圍內(如pI類似於野生型胰島素之單鏈胰島素類似物之隨餐胰島素調配物)。在任一該調配物中，胰島素類似物之濃度通常將介於約0.6-5.0 mM之間；在瓶或筆中可使用高達5 mM之濃度；更濃調配物(U-200或更高，包括在U-500至U-1000之範圍內)在具有顯著胰島素抗性之患者中可能尤其有益。賦形劑可包括甘油、甘胺酸、精胺酸、Tris、其他緩衝液及鹽及抗微生物防腐劑(例如苯酚及間甲酚)；已知後一類防腐劑增強胰島素六聚體之穩定性。此一醫藥組合物可用於治療患有糖尿病或其他醫學病況之患者，其係藉由向患者投與生理有效量之組合物來實施。出於比較目的，人類胰島素原之胺基酸序列提供為SEQ ID NO: 1。SEQ ID NO: 1 (人類胰島素原) Phe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys-Thr-Arg-Arg-Glu-Ala-Glu-Asp-Leu-Gln-Val-Gly-Gln-Val-Glu-Leu-Gly-Gly-Gly-Pro-Gly-Ala-Gly-Ser-Leu-Gln-Pro-Leu-Ala-Leu-Glu-Gly-Ser-Leu-Gln-Lys-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Asn 人類胰島素之A鏈之胺基酸序列提供為SEQ ID NO: 2。SEQ ID NO: 2 (人類A鏈)Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Thr-Ser-Ile-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Asn 人類胰島素之B鏈之胺基酸序列提供為SEQ ID NO: 3。SEQ ID NO: 3 (人類B鏈)Phe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Lys-Thr 本發明單鏈胰島素類似物之胺基酸序列於SEQ ID NO 4-28中給出，其在B4-A10位置含有第四半胱胺酸且對應於長度為55、57、57、58、59、60、61及62之多肽，使得SCI在一或多個所表示位置含有至少一個其他穩定修飾。SEQ ID NO: 4 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Xaa₁ -Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₂ -Thr-[縮短的C結構域]-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₃ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₄ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₅ 其中Xaa₁ 表示Phe、Leu、環己基丙胺酸或在鄰位或2-環位經鹵素原子(F、Cl或Br)修飾之Phe；Xaa₂ 表示Glu、Ala、Ile、Leu、Val、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₃ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸(即，Gly、Ser、Tyr、Cys、Gln、Asn、Lys、Arg、His、Asp或Glu)；其中Xaa₄ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₅ 係Asn (如在野生型胰島素中)或Gly、Ala、Asp、Glu或Ser。加括號之術語「[縮短的C結構域]」表示在第一(N末端)或第二肽位置(即，單鏈胰島素類似物之殘基31或32)含有酸性殘基之長度為4-11個殘基之連接肽結構域。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 5 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Glu-Gly-Pro-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Asp、Ile、Leu、Val、Lys、Arg、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₃ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₄ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 6 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Ala-Gly-Pro-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Asp、Ile、Leu、Val、Lys、Arg、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₃ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₄ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 7 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Ala-Glu-Gly-Pro-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Asp、Ile、Leu、Val、Lys、Arg、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₃ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₄ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 8 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Glu-Gly-Xaa₂ -Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₃ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₄ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₅ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Asp、Ile、Leu、Val、Lys、Arg、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係Pro、Ala、Ser或Glu；其中Xaa₃ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₄ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₅ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 9 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Ala-Gly-Xaa₂ -Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₃ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₄ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₅ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Asp、Ile、Leu、Val、Lys、Arg、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係Pro、Ala、Ser或Glu；其中Xaa₃ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₄ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₅ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 10 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Ala-Gly-Xaa₂ -Xaa₃ -Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₄ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₅ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₆ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Asp、Ile、Leu、Val、Lys、Arg、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係Pro、Ala、Ser或Glu；其中Xaa₃ 係Ala、Ser、Gly、Glu、Gln或Lys；其中Xaa₄ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₅ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₆ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 11 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Ala-Gly-Xaa₂ -Arg-Xaa₃ -Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₄ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₅ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₆ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Asp、Ile、Leu、Val、Lys、Arg、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係Pro、Ala、Ser或Glu；其中Xaa₃ 係Ala、Ser、Gly、Glu、Gln或Lys；其中Xaa₄ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₅ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₆ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 12 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Xaa₁ -Phe-Tyr-Thr-Xaa₂ -Pro-Thr-[縮短的C結構域]-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₃ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₄ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₅ 其中Xaa₁ 表示Phe或在鄰位或2-環位經鹵素原子(F、Cl或Br)修飾之Phe；Xaa₂ 表示Gln、Glu、Ala、Asn、Asp、Ile、His、Leu、Val、鳥胺酸、二-胺基-丙酸或二-胺基-丁酸；其中Xaa₃ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₄ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₅ 係Asn (如在野生型胰島素中)或Gly、Ala、Asp、Glu或Ser。加括號之術語「[縮短的C結構域]」表示在第一(N末端)或第二肽位置(即，單鏈胰島素類似物之殘基31或32)含有酸性殘基之長度為4-11個殘基之連接肽結構域。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 13 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Xaa₁ -Pro-Thr-Glu-Glu-Gly-Pro-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ (對應於B28)係Gln、Glu、Ala、Asn、Asp、Ile、His、Leu、Val、鳥胺酸、二-胺基-丙酸或二-胺基-丁酸；Xaa₂ (對應於A8)係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸，其中Xaa₃ (對應於A14)係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₄ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 14 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Xaa₁ -Pro-Thr-Glu-Ala-Gly-Pro-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ (B28)係Gln、Glu、Ala、Asn、Asp、Ile、His、Leu、Val、鳥胺酸、二-胺基-丙酸或二-胺基-丁酸；Xaa₂ (A8)係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸，其中Xaa₃ (A14)係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₄ (A21)係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 15 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Xaa₁ -Pro-Thr-Ala-Glu-Gly-Pro-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ (B28)係Gln、Glu、Ala、Asn、Asp、Ile、His、Leu、Val、鳥胺酸、二-胺基-丙酸或二-胺基-丁酸；Xaa₂ (A8)係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸，其中Xaa₃ (A14)係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₄ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 16 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Xaa₁ -Pro-Thr-Glu-Glu-Gly-Xaa₂ -Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₃ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₄ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₅ 其中Xaa₁ (B28)係Gln、Glu、Ala、Asn、Asp、Ile、His、Leu、Val、鳥胺酸、二-胺基-丙酸或二-胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係Pro或Ser；其中Xaa₃ (A8)係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₄ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₅ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 17 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Xaa₁ -Pro-Thr-Glu-Ala-Gly-Xaa₂ -Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₃ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₄ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₅ 其中Xaa₁ (B28)係Gln、Glu、Ala、Asn、Asp、Ile、His、Leu、Val、鳥胺酸、二-胺基-丙酸或二-胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係Pro或Ser；其中Xaa₃ (A8)係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸，其中Xaa₄ (A14)係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₅ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 18 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Xaa₁ -Pro-Thr-Glu-Ala-Gly-Xaa₂ - Xaa₃ -Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₄ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₅ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₆ 其中Xaa₁ 係Gln、Glu、Ala、Asn、Asp、Ile、His、Leu、Val、鳥胺酸、二-胺基-丙酸或二-胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係Arg、Pro或Ser；其中Xaa₃ 係Arg或Ser；其中Xaa₄ (A8)係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₅ (A14)係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₆ (A21)係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 19 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Xaa₁ -Pro-Thr-Glu-Ala-Gly-Xaa₂ -Arg-Xaa₃ -Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₄ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₅ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₆ 其中Xaa₁ (B28)係Gln、Glu、Ala、Asn、Asp、Ile、His、Leu、Val、鳥胺酸、二-胺基-丙酸或二-胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係Arg、Pro或Ser；其中Xaa₃ 係Arg、Pro或Ser；其中Xaa₄ (A8)係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₅ (A14)係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且其中Xaa₆ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 20 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Xaa₁ -Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₂ -Thr-Glu-Glu-Gly-Ser-Arg-Arg-Ser-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₃ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₄ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₅ 其中Xaa₁ 表示Phe、Leu、環己基丙胺酸或在鄰位或2-環位經鹵素原子(F、Cl或Br)修飾之Phe；Xaa₂ 表示Arg或Lys；其中Xaa₃ 係His、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或鹼性酸；其中Xaa₄ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且視情況其中Xaa₅ 係Asn (如在野生型胰島素中)或Gly、Ala、Asp、Glu或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 21 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Xaa₁ -Phe-Tyr-Thr-Pro-Arg-Thr-Glu-Glu-Gly-Ser-Arg-Arg-Ser-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Arg-Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Gly 其中Xaa₁ 表示Phe、Leu、環己基丙胺酸或在鄰位或2-環位經鹵素原子(F、Cl或Br)修飾之Phe；Xaa₂ 表示Arg或Lys；其中Xaa₃ 係His、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或鹼性酸；其中Xaa₄ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且視情況其中Xaa₅ 係Asn (如在野生型胰島素中)或Gly、Ala、Asp、Glu或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 22 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Xaa₁ -Phe-Tyr-Thr-Pro-Arg-Thr-Glu-Ala-Gly-Ser-Arg-Arg-Ser-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Arg-Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Gly 其中Xaa₁ 表示Phe、Leu、環己基丙胺酸或在鄰位或2-環位經鹵素原子(F、Cl或Br)修飾之Phe；Xaa₂ 表示Arg或Lys；其中Xaa₃ 係His、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或鹼性酸；其中Xaa₄ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且視情況其中Xaa₅ 係Asn (如在野生型胰島素中)或Gly、Ala、Asp、Glu或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 23 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Xaa₁ -Phe-Tyr-Thr-Pro-Arg-Thr-Ala-Glu-Gly-Ser-Arg-Arg-Ser-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Arg-Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Gly 其中Xaa₁ 表示Phe、Leu、環己基丙胺酸或在鄰位或2-環位經鹵素原子(F、Cl或Br)修飾之Phe；Xaa₂ 表示Arg或Lys；其中Xaa₃ 係His、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或鹼性酸；其中Xaa₄ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且視情況其中Xaa₅ 係Asn (如在野生型胰島素中)或Gly、Ala、Asp、Glu或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 24 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Xaa₁ -Phe-Tyr-Thr-Pro-Arg-Thr-Glu-Glu-Gly-Pro-Arg-Arg-Ser-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Arg-Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Gly 其中Xaa₁ 表示Phe、Leu、環己基丙胺酸或在鄰位或2-環位經鹵素原子(F、Cl或Br)修飾之Phe；Xaa₂ 表示Arg或Lys；其中Xaa₃ 係His、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或鹼性酸；其中Xaa₄ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且視情況其中Xaa₅ 係Asn (如在野生型胰島素中)或Gly、Ala、Asp、Glu或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 25 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Glu-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Ile、Leu、Val、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₃ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且視情況其中Xaa₄ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 26 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Glu-Gly-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Ile、Leu、Val、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₃ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且視情況其中Xaa₄ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 27 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Glu-Ala-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Ile、Leu、Val、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₃ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且視情況其中Xaa₄ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 28 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Glu-Ser-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Ile、Leu、Val、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₃ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且視情況其中Xaa₄ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 29 Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Xaa₁ -Thr-Glu-Glu-Pro-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Xaa₂ -Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Xaa₃ -Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Xaa₄ 其中Xaa₁ 表示Glu、Ala、Ile、Leu、Val、正白胺酸、胺基-丙酸或胺基-丁酸；其中Xaa₂ 係His、Glu、Lys、Arg或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；其中Xaa₃ 係Tyr (如在野生型胰島素中)、Glu或另一非β分支鏈極性或帶電荷胺基酸；且視情況其中Xaa₄ 係Gly、Glu、Ala、Asn、Asp或Ser。視情況，Phe^B1 可缺失以獲得des -B1類似物，Phe^B1 及Val^B2 皆可省略以獲得des -[B1, B2]類似物，或Phe^B1 、Val^B2 及Asn^A3 皆可缺失以獲得des -[B1-B3]單鏈類似物。SEQ ID NO: 30 (SCI-1, 59 聚體 ) Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Pro-Arg-Thr-Glu-Glu-Gly-Ser-Arg-Arg-Ser-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-Arg-Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Tyr-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-AsnSEQ ID NO: 31 (SCI-2; 4SS 81-04; 57聚體) Phe-Val-Asn-Cys-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Asp-Pro-Thr-Glu-Glu-Gly-Pro-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-His-Ser-Cys-Cys-Ser-Leu-Glu-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-AsnSEQ ID NO: 32 (81-04; 57聚體) Phe-Val-Asn-Gln-His-Leu-Cys-Gly-Ser-His-Leu-Val-Glu-Ala-Leu-Tyr-Leu-Val-Cys-Gly-Glu-Arg-Gly-Phe-Phe-Tyr-Thr-Asp-Pro-Thr-Glu-Glu-Gly-Pro-Arg-Arg-Gly-Ile-Val-Glu-Gln-Cys-Cys-His-Ser-Ile-Cys-Ser-Leu-Glu-Gln-Leu-Glu-Asn-Tyr-Cys-Asn 基於前述揭示內容，現應明瞭，可經由共同改造縮短的C結構域使經改造第4雙硫鍵所賦予之增強的穩定性與未受擾亂之胰島素信號傳導之持續時間相容。所提供所得單鏈胰島素類似物將實施上文所述之目標。即，該等經修飾蛋白質展現增強的纖絲化抗性，同時保留期望藥物動力學特徵(賦予快速或延長之自皮下儲積吸收之速率，如可為治療上合意的)並維持野生型胰島素之至少一部分生物活性。因此應理解，任何變化形式明顯在所主張本發明之範圍內且因此可在不背離本文所揭示及闡述之本發明精神之情況下確定具體組成要素之選擇。

圖1A係包括A鏈及B鏈及所顯示側接雙鹼性裂解位點(實心圓)及C肽(空心圓)之連接區域的人類胰島素原序列之示意圖。圖1B係胰島素原之結構模型，其係由胰島素樣部分及無序連接肽(虛線)組成。圖1C係人類胰島素序列之示意圖，其表示A鏈中殘基A6、A7、A11及A20之位置及B鏈中B7、B19及B24之位置。圖2提供本發明單鏈胰島素類似物SCI-2之2D¹ H-¹⁵ N NMR光譜。該光譜係在pH 7 (如在隨餐調配物中)及37℃下獲得。圖3A係在使用鏈佐黴素(streptozotocin)誘導糖尿病之史-道二氏大鼠(Sprague-Dawley rat)中，取新鮮或熱應激SCI (SEQ ID NO: 32)或新鮮或熱應激Lantus^® 進行IV濃注後，平均血糖濃度隨時間之變化圖。在95℃下將熱應激胰島素溫和攪動30 min (N=4)。計算SCI之劑量(標稱1 IU/大鼠IV)，以等效奈莫耳蛋白質/μl表示。圖3B係在使用鏈佐黴素誘導糖尿病之史-道二氏大鼠中，取新鮮或熱應激SCI (SEQ ID NO: 32)或新鮮或熱應激Lantus^® 進行IV濃注後，血糖濃度隨時間恢復正常至初始血糖濃度之變化圖。在95℃下將熱應激胰島素溫和攪動30 min (N=4；平均糖血約為400 mg/dl)。計算SCI之劑量(標稱1 IU/大鼠IV)，以等效奈莫耳蛋白質/μl表示。圖3C係在使用鏈佐黴素誘導糖尿病之史-道二氏大鼠中，取在95℃下溫和攪動30 min之熱應激SCI進行IV濃注後，平均血糖濃度隨時間之變化圖(N=4)。符號代碼：(實心三角形，p)新鮮SCI-1；(空心三角形，r )經加熱SCI-1；(實心正方形，¢)新鮮賴脯胰島素(lispro )作為陽性對照及(實心圓，) Lilly稀釋劑(即僅緩衝液)作為陰性對照。計算SCI之劑量(標稱1 IU/大鼠IV)，以等效奈莫耳蛋白質/μl表示。圖3D係在使用鏈佐黴素誘導糖尿病之史-道二氏大鼠中，取在95℃下溫和攪動30 min之熱應激SCI 進行IV濃注後，血糖濃度隨時間恢復正常至初始血糖濃度之變化圖(N=4；平均糖血約為400 mg/dl)。符號代碼：(實心三角形，p)新鮮SCI-1；(空心三角形，r )經加熱SCI-1；(實心正方形，¢)新鮮賴脯胰島素作為陽性對照及(實心圓，) Lilly稀釋劑(即僅使用緩衝液)作為陰性對照。計算SCI之劑量(標稱1 IU/大鼠IV)，以等效奈莫耳蛋白質/μl表示。圖4提供在左側由經改造之第4雙硫鍵(星號)及在右側由縮短的C結構域夾住之「雙重受限」單鏈胰島素類似物之分子模型。圖5係顯示具有(正方形；4SS 81-04; SEQ ID NO: 30)及不具有(菱形；81-04; SEQ ID NO: 31) B4至A10第四雙硫鍵之57聚體SCI之血糖含量隨時間之變化圖。

Claims

一種單鏈胰島素類似物，其包含藉由C結構域多肽序列連接至A鏈胰島素多肽序列之B鏈胰島素多肽序列；其中該B鏈胰島素多肽序列相對於野生型胰島素序列在B4位置含有半胱胺酸取代；其中該A鏈胰島素多肽序列相對於該野生型胰島素序列在A10位置含有半胱胺酸取代，且其中該C結構域多肽序列長度為4至11個胺基酸。
如請求項1之單鏈胰島素類似物，其中該C結構域多肽序列包含N末端酸性元件及C末端鹼性元件。
如請求項1之單鏈胰島素類似物，其中該類似物包含SEQ ID NO: 4-31中之任一者。
如請求項3之單鏈胰島素類似物，其中該C結構域多肽起始於Glu-Glu。
如請求項4之單鏈胰島素，其中該C結構域多肽包含SEQ ID NO: 31之殘基31-36。
如請求項5之單鏈胰島素，其中該類似物包含SEQ ID NO: 31。
如請求項4之單鏈胰島素，其中該C結構域多肽包含SEQ ID NO: 30之殘基31-38。
如請求項7之單鏈胰島素，其中該類似物包含SEQ ID NO: 30。
如請求項3之單鏈胰島素，其包含SEQ ID NO: 8。
如請求項3之單鏈胰島素類似物，其中該C結構域多肽終止於Arg-Arg。
如請求項10之單鏈胰島素類似物，其中該類似物選自由SEQ ID NO: 5-9、13-19、25-29及31組成之群。
如請求項3之單鏈胰島素類似物，其中該C結構域多肽終止於Arg-Arg-Ser-Arg。
如請求項12之單鏈胰島素類似物，其中該類似物選自由SEQ ID NO: 20-24及30組成之群。
一種DNA序列，其編碼具有SEQ. ID No: 4-31中任一者之單鏈胰島素類似物。
如請求項14之DNA序列，其編碼SEQ ID NO: 30或31之胰島素類似物。
一種降低患者血糖之方法，該方法包含向該患者投與生理有效量之單鏈胰島素類似物或其生理上可接受之鹽，其中該單鏈胰島素類似物包含藉由C結構域多肽序列連接至A鏈胰島素多肽序列之B鏈胰島素多肽序列；其中該B鏈胰島素多肽序列相對於野生型胰島素序列在B4位置含有半胱胺酸取代；其中該A鏈胰島素多肽序列相對於該野生型胰島素序列在A10位置含有半胱胺酸取代，且其中該C結構域多肽序列長度為4至11個胺基酸。
如請求項16之方法，其中該類似物包含SEQ ID NO: 4-31中之任一者。
如請求項16之方法，其中該C結構域多肽起始於Glu-Glu。
如請求項18之方法，其中該C結構域多肽包含SEQ ID NO: 31之殘基31-36。
如請求項19之方法，其中該類似物包含SEQ ID NO: 31。
如請求項1之單鏈胰島素類似物，其用作藥劑。
一種如請求項1之單鏈胰島素類似物之用途，其用於製造用來治療糖尿病之藥劑。
一種如請求項1之單鏈胰島素類似物之用途，其用於胰島素幫浦或筆中。