一类模拟DOT1L多肽的拟肽类小分子化合物的制备方法和用途技术

本发明专利技术涉及一类模拟DOT1L多肽的拟肽类化合物的制备方法以及它们的医疗用途，特别是作为阻断MLL融合蛋白与甲基转移酶DOT1L之间相互作用的MLL融合蛋白抑制剂在治疗癌症方面的用途。

Preparation and application of a kind of peptide like small molecular compound simulating dot1l polypeptide

【技术实现步骤摘要】
一类模拟DOT1L多肽的拟肽类小分子化合物的制备方法和用途
本专利技术涉及一类模拟DOT1L多肽的拟肽类小分子化合物及它们的制备方法。本专利技术进一步涉及这类拟肽类化合物作为阻断MLL融合蛋白与甲基转移酶DOT1L间相互作用的小分子化合物在治疗癌症方面的医疗用途。
技术介绍
在人类急性白血病中，大约5-10％的成年白血病患者和70％的婴儿白血病患者带有因染色体带11q23易位而产生的融合基因，其中大部分是由混合系白血病基因MLL与其它基因融合产生(Nat.Rev.Cancer.，2007，7，823-833.)。另外，由于采用拓扑异构酶II抑制剂治疗而诱发的白血病患者也经常带有MLL融合基因(Leukemia，2001，15，987-989.)。带有MLL融合基因的白血病患者的预后通常非常不理想。正常的MLL基因解码一种在胚胎发育和造血作用中有重要功能的蛋白MLL1。MLL1是一种甲基转移酶，可以特异性的催化组蛋白H3中Lys4(H3K4)的单、双和三甲基化。MLL1本身的催化能力很弱，但当MLL1与WDR5、RbBP5和ASH2L形成蛋白复合物后催化能力会显著增强(Nature，2016，530，447-452)。通过催化H3K4的甲基化及与多种转录调控蛋白的相互作用，MLL1可以保持下游基因，如Hox、Meis-1等基因的正常表达(Differentiation，2003，71，461-476.)。Hox基因的正常表达对胚胎发育和血细胞分化有关键作用，但有些Hox基因，如HoxA9的持续表达则是带有MLL重排基因的白血病的重要特征，而且在白血病的产生及发展中起着重要作用(Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.，2005，102，8603-8608.)。染色体易位可以导致MLL基因与多种伙伴基因形成融合基因，目前已发现了超过70种由MLL融合基因表达的MLL融合蛋白，这些融合蛋白主要是由MLL1氮端的肽链与其它蛋白融合(Mol.Cell.，2010，38，853-863)。因为不含MLL1碳端的SET结构域，这些融合蛋白不具备甲基转移酶的活性，但却具有融合伙伴的部分功能，其中很多可以促进Hox基因的持续表达。MLL融合蛋白中的很多都已被证实与急性淋巴性白血病(ALL)和急性骨髓性白血病(AML)有关，其中一些已被动物实验证明可直接诱发ALL和AML(Blood，2003，102，262-268.)。染色体的易位通常只发生在一条MLL等位基因上，因此MLL白血病细胞中会同时存在野生型的MLL1和MLL融合蛋白(Mol.Cell.，2010，38，853-863)，而且最近的研究表明野生型的MLL1的存在是MLL融合蛋白促进下游基因持续表达的功能所必须的。尽管MLL融合蛋白已发现的有超过70种，但其中最主要的是MLL-AF9、MLL-ENL、MLL-AF4、MLL-AF10和MLL-ELL等五种细胞核转录因子蛋白，大约80％左右的MLL白血病与这五种融合蛋白有关(Nat.Rev.Cancer，2007，7，823-33.)。近年来的生物学研究表明MLL融合蛋白促进Hox和Meis-1等基因的表达主要通过两种机制进行，一是与一些RNA聚合酶II相关的延伸因子相互作用，构成一种被称之为超级延伸复合物的大分子复合物，并通过RNA聚合酶II促使MLL1所调控的Hox基因异常表达；二是利用MLL的融合伙伴招募另一种甲基转移酶DOT1L并促使受MLL1调控的基因位点处的H3K79异常的高度甲基化，而H3K79的甲基化是转录活跃的标志之一(CancerCell，2008，14，355-368)。DOT1L是目前为止被发现的唯一一个催化组蛋白H3中Lys79(H3K79)甲基化的甲基转移酶，其特点是它不含其它甲基转移酶中特有的SET结构域。最近，一类以EPZ-5676为代表的小分子DOT1L抑制剂已被报道(CancerCell，2011，20，53-65.)。EPZ-5676是甲基供体S-腺苷甲硫氨酸(SAM)的竞争性小分子抑制剂，对DOT1L很高的选择性，并可以有效抑制H3K79的甲基化。EPZ-5676可以有效抑制由MLL融合蛋白诱发的白血病细胞的生长，而对不含MLL融合蛋白的细胞系没有影响，表明其在癌细胞中的作用机制与MLL融合蛋白密切相关。目前EPZ-5676已经进入I期临床研究。生物学研究表明，DOT1L可以直接或间接地与多个主要的MLL融合伙伴相互作用，其中MLL-AF9和MLL-ENL可以直接与DOT1L结合(CancerCell，2008，14，355-368.)。敲低ENL或敲除DOT1L均会降低位于HoxA9基因位点的H3K79的甲基化，并抑制带有MLL融合基因的白血病细胞的生长(Epigenomics，2011，3，667-670.)。阻断MLL融合蛋白与DOT1L的相互作用，可以在不改变细胞中整体的H3K79甲基化水平的情况下抑制血细胞的癌变(Blood，2011，117，4759-4768.)，因此，阻断MLL融合蛋白对DOT1L的招募是一种新的治疗带有MLL重排基因的白血病的潜在方法，并且有可能可以克服因完全抑制DOT1L的活性而导致的副作用。抑制MLL融合蛋白与DOT1L相互作用的小分子化合物不仅可以作为研究MLL融合蛋白作用机制的工具，并且有可能从中发展出新型的治疗MLL白血病的药物。最近，Kuntimaddi等人利用核磁共振技术研究了AF9与DOT1L的结合(CellReports，2015，11，808-820)。他们通过15N-1HHSQC发现AF9中的一个结构域(氨基酸序列499-568)可以跟DOT1L中的三个不同位置的多肽片段结合，其中片段1与AF9的结合较弱，而片段2和3与AF9的结合较强。片段2和3中与AF9结合最重要的7肽片段几乎完全相同，在片段1中同样有一个多肽片段具有与这个7肽类似的氨基酸组成，因此这三个片段很可能是以类似的构像与AF9中的同一个区域结合。他们利用NMR解析了片段3与AF9所形成的复合物的三维结构，并根据结构信息，设计了两种定点突变的MLL-AF9融合蛋白。这些突变的蛋白不能与DOT1L有效结合，但是可以同野生型的融合蛋白竞争与受MLL融合蛋白调控的基因位点的结合，因此可以抑制野生型融合蛋白对DOT1L的招募。在小鼠骨髓c-kit细胞中表达这些定点突变的MLL融合蛋白可以明显抑制受MLL融合蛋白调控的基因位点处H3K79的双甲基化和三甲基化，并抑制Hoxa9和Meis-1等基因的表达。另外，在一项独立的研究中，密西根大学Nikolovska-Coleska的研究组同样发现含DOT1L中的氨基酸残基865-874的十肽(位于片段2中)可以与AF9和ENL结合，并能有效阻断DOT1L与MLL-AF9/ENL的结合(J.Biol.Chem.，2013，288，30585-30596.)。以上研究进一步证明阻断MLL-AF9融合蛋白与DOT1L的相互作用有可能是一种新的治疗白血病的方法。本专利技术中我们以从DOT1L的片段2和3中截取的能够与MLL融合蛋白结合并阻断ML本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.本专利技术中的化合物优选式I的结构：/n

【技术特征摘要】
1.本发明中的化合物优选式I的结构：



其中X和Y分别为1-3个取代或非取代的亚甲基，其中一个或多个亚甲基可以被氧、硫或NR所替换，NR中N为氮原子，R为氢原子、非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫所替换；R1-R9为1～20碳的非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫或NR所替换，NR中N为氮原子，R为氢原子、非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫所替换；R3和R4可以相互连接成为环状结构；R6和R7可以相互连接为环状结构；A为连接结构，可以选自非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫或NR所替换，NR中N为氮原子，R为氢原子、非取代或取代的烷基、非取代或取代的环烷基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫所替换。以上描述中的取代基选自卤素原子、硝基、亚硝基、腈基、非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫或NR1R2所替换，NR1R2中N为氮原子，R1和R2为氢原子、非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫所替换。


2.本发明中的化合物还优选式II的结构：



其中X和Y分别为1-3个取代或非取代的亚甲基，其中一个或多个亚甲基可以被氧、硫或NR所替换，NR中N为氮原子，R为氢原子、非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫所替换；R1-R10为1～20碳的非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫或NR所替换，NR中N为氮原子，R为氢原子、非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫所替换；R4和R5可以相互连接成为环状结构；R7和R8可以相互连接为环状结构；A为连接结构，可以选自非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫或NR所替换，NR中N为氮原子，R为氢原子、非取代或取代的烷基、非取代或取代的环烷基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫所替换。以上描述中的取代基选自卤素原子、硝基、亚硝基、腈基、非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基、取代或非取代的单环或多环芳基、芳香性的杂环或各种取代的芳香性的杂环，其中一个或多个亚甲基可以被羰基、酰胺基、硫代酰胺基、磺酰胺基、氧、硫或NR1R2所替换，NR1R2中N为氮原子，R1和R2为氢原子、非取代或取代的烃基、非取代或取代的环状烃基...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙海鹰，杜蕾，姚爱红，
申请(专利权)人：中国药科大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32