用于抑制蛋白酶体酶的化合物制造技术

基于肽的化合物，包括含杂原子的三元环，有效而选择性地抑制N端亲核(Ntn)水解酶的特定活性。所述化合物对那些具有多活性的Ntn的各个活性进行不同的抑制。例如，本发明专利技术化合物可选择性抑制20S蛋白酶体的胰凝乳蛋白酶样活性。基于肽的化合物包括至少三个肽单位、一个环氧化物或氮杂环丙烷，以及在N端具有官能作用。基于肽的化合物混入其它治疗用剂，预期具有抗炎特性和抑制细胞增殖作用。

【技术实现步骤摘要】
本申请是2005年4月14日提交的题为“用于抑制蛋白酶体酶的化合物”的国家申请号为200580019845.4(PCT/US2005/012740)的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及用于抑制酶的化合物和方法。具体地，本专利技术涉及基于酶抑制的治疗方法。专利技术背景在真核生物中，主要通过泛素(ubiquitin)途径介导蛋白质降解，其中降解的目标蛋白质与76氨基酸的多肽泛素连接。一旦成为目标，泛素化蛋白就成为26S蛋白酶体的底物，26S蛋白酶体是多催化功能蛋白酶(Multicatalytic protease)，通过其三种主要的蛋白酶解活性将蛋白质切割成短肽。蛋白酶体介导的降解虽然在胞内蛋白质转换中具有一般性功能，但在诸如I类主要组织相容性复合体(MHC)的呈递、凋亡、细胞分化以及NF-κB活化等多个过程中也发挥重要作用。20S蛋白酶体是700kDa的圆筒状多催化功能蛋白酶复合体，含有构成4个环的28个亚基，在细胞生长调节、I类主要组织相容性复合体的呈递、调亡、抗原加工、NF-κB活化和促炎信号的转导中起重要作用。在酵母和其它真核细胞中，7个不同的α亚基构成外环，7个不同的β亚基构成内环。α亚基用作19S(PA700)和11S(28PA)调节复合体的结合位点，以及两个β亚基环构成的内蛋白酶解腔的物理屏障。因此认为，该蛋白酶体在体内以26S颗粒(“26S蛋白酶体”)形式存在。体内试验表明，对20S形式的蛋白酶体的抑制容易与对26S蛋白酶体的抑制相关。颗粒形成期间对氨基端β亚基原序列(prosequence)的切割，使得用作催化亲核体的氨基端苏氨酸残基暴露出来。于是，蛋白酶体中负责催化活性的亚基对氨基端亲核残基进行加工，这些亚基属于N端亲核(Ntn)水解酶家族(其中亲核的N端残基是诸如半胱氨酸、丝氨酸、苏氨酸等亲核成分)。该族包括，例如，青霉素G酰基转移酶(PGA)、青霉素V酰基转移酶(PVA)、谷氨酰胺PRPP酰氨基转化酶和细菌糖基天冬酰胺酶。除了遍在表达的β亚基，更高等的脊椎动物还拥有3个γ-干扰素诱导型β亚基(LMP7、LMP2和MECL1)，分别替代其正常的对应亚基X、Y和Z，这样改变了蛋白酶体的催化活性。通过使用不同的肽底物，将真核生物20S蛋白酶体的三种主要的蛋白酶解活性定义为：胰凝乳蛋白酶样活性(CT-L)，在大的疏水残基之后进行切割；胰蛋白酶样活性(T-L)，在碱性残基之后进行切割；以及肽基谷氨酰基肽水解活性(PGPH)，在酸性残基之后进行切割。蛋白酶体还有另外两个较次要的特征活性：BrAAP活性，在支链氨基酸之后进行切割；SNAAP活性，在小的中性氨基酸之后进行切割。蛋白酶体的主要蛋白酶解活性似乎由不同的催化位点引起，因为抑制剂、β亚基中的点突变以及γ-干扰素诱导型β亚基的交换使得这些活性发生各种程度的变化。已有一些实例小分子用于抑制蛋白酶体的活性；但是，这些化合物一般缺乏在细胞和分子水平上探究和开发蛋白酶体功用所必需的专一性、稳定性或潜力。因此，需要合成位点专一性得到提高、稳定性和溶解性得到改善，潜力得到增强的小分子抑制剂，从而能够-->在细胞和分子水平上对蛋白酶体的功用进行探究。专利技术概述本专利技术涉及被称为肽α’，β’-环氧化物和肽α’，β’-氮杂环丙烷的分子种类的类似物和前药。母体分子被确信为有效地、不可逆地且选择性地与N端亲核(Ntn)水解酶结合，能专一性抑制具有多催化活性的酶的特定活性。曾经认为蛋白酶体仅仅处理变性的及错折叠的蛋白质，现在认识到它构成了通过依赖信号的降解方式，调节多种胞内蛋白质的水平的蛋白酶解机制。因此，人们对于鉴别能专一性干扰蛋白酶体和其它Ntn水解酶活性的试剂，从而将其用作研究这些酶在生物加工中的作用的探针怀有极大的兴趣。这里对用于靶向Ntn水解酶的化合物的类似物和前药进行了描述、合成和研究。公开了能有效地、选择性地和不可逆地抑制特定的蛋白酶体活性的肽环氧化物和肽氮杂环丙烷，并对其要求保护。不同于一些其它的基于肽的抑制剂，不能预期这所述的肽环氧化物和肽氮杂环丙烷在浓度高达50μM时充分抑制非蛋白酶体的蛋白酶，如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、组织蛋白酶B、木瓜蛋白酶、需钙蛋白酶。在较高的浓度下，可以观察到抑制作用，但如果抑制剂仅仅与底物竞争，预期该抑制作用是竞争性的和可逆的。还预期该新颖的肽环氧化物和肽氮杂环丙烷能抑制NF-κB的活化，稳定细胞培养物中的p53水平。另外，预期这些化合物具有抗炎活性。因此，这些化合物可作为独特的多功能性分子探针，以探究Ntn酶在正常生物学过程和病理学过程中的功能。一方面，本专利技术提供包括含杂原子的三元环的抑制剂类似物和前药。当所述抑制剂的存在浓度低于约50μM时，这些抑制剂可抑制N端亲核水解酶(例如20S蛋白酶体或26S蛋白酶体)的催化活性。对于20S蛋白酶体，特定的水解酶抑制剂在其存在浓度为低于约5μM时，抑制20S蛋白酶体的胰凝乳蛋白酶样活性，而当其存在浓度为低于约5μM时，不抑制20S蛋白酶体的胰蛋白酶样活性或PGPH活性。水解酶抑制剂可以为，例如，肽α’，β’-环氧酮或α’，β’-氮杂环丙烷酮，该肽可以是四肽。该四肽可包括分支或不分支的侧链，如氢、C1-6烷基、C1-6羟烷基、C1-6烷氧基烷基、芳基、C1-6芳烷基、C1-6烷基酰胺、C1-6烷基胺、C1-6羧酸、C1-6羧酸酯、C1-6烷基硫醇或C1-6烷基硫醚，例如异丁基、1-萘基、苯甲基和2-苯乙基。这里定义的α’，β’-环氧酮或α’，β’-氮杂环丙烷酮中的α’-碳可以是手性碳原子，例如(R)或β构型的碳。另一方面，本专利技术提供药物组合物，包括一种药学上可接受的载体和一种改善神经变性疾病(如阿尔茨海默尔氏病)、肌肉萎缩病(muscle-wasting diseases)、癌症、慢性传染病、发热、肌肉废用(muscle disuse)、去神经、神经损伤、禁食和免疫相关的病症的药学有效量的水解酶抑制剂类似物或前药以及其它物质。另一方面，本专利技术提供抗炎组合物。另一方面，本专利技术提供用于以下方面的方法：抑制或减轻个体的HIV感染；影响个体中的病毒基因表达水平；改变生物体中蛋白酶体所产生的抗原肽的品种；确定生物体中的细胞的、发育的或生理的过程或产量是否受特定Ntn水解酶的蛋白酶解活性的调节；对个体的阿尔茨海默尔氏病进行治疗；降低细胞中肌肉蛋白的降解速度；降低细胞内胞内蛋白的降解速度；降低细胞内p53蛋白的降解速度；抑制个体中p53相关癌的生长；抑制细胞内的抗原呈递；对个体的免疫系统进行阻抑；抑制生物体中的IκB-α降解；减少细胞、-->肌肉、器官或个体体内的NF-κB含量；影响依赖于细胞周期蛋白的真核细胞周期；对个体的增生性疾病进行治疗；影响细胞内蛋白酶体依赖性的肿瘤蛋白调节；治疗个体的癌症生长；治疗个体中的p53相关性调亡；筛选细胞内N端亲核水解酶加工的蛋白质。这些方法中的每一种包括对个体、细胞、组织、器官或生物体施用有效量的包含这里所揭示的水解酶抑制剂的组合物，或使个体、细胞、组织、器官或生物体与有效量的组合物接触。本专利技术的其它特征和优点将在以下的详细描述和权利要求中得到体现。专利技术详述本专利技术涉及用作酶抑制剂的化合物。这些化合物通用于对N端具有亲核基团的酶进行抑制。例本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种具有式（Ｉ）结构的化合物或其药学上可接受的盐，其中每个Ａ独立选自Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ和ＳＯ２；或当与存在的Ｚ相邻时，Ａ任选为共价键；Ｌ不存在或选自Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ和ＳＯ２，优选Ｌ不存在或为Ｃ＝Ｏ；Ｍ不存在或为Ｃ１－１２烷基；Ｑ不存在或选自Ｏ、ＮＨ和Ｎ－Ｃ１－６烷基；Ｘ选自Ｏ、ＮＨ和Ｎ－Ｃ１－６烷基；Ｙ不存在或选自Ｏ、ＮＨ和Ｎ－Ｃ１－６烷基、Ｓ、ＳＯ、ＳＯ２、ＣＨＯＲ１０和ＣＨＣＯ２Ｒ１０；每个Ｚ独立选自Ｏ、Ｓ、ＮＨ和Ｎ－Ｃ１－６烷基；或当与存在的Ａ相邻时，Ｚ任选为共价键；Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３和Ｒ４各自独立选自Ｃ１－６烷基、Ｃ１－６羟烷基、Ｃ１－６烷氧基烷基、芳基和Ｃ１－６芳烷基，其中的任何基团任选地被一个或更多个酰胺、胺、羧酸（或其盐）、酯、硫醇或硫醚取代基取代；Ｒ５为Ｎ（Ｒ６）ＬＱＲ７；Ｒ６选自氢、ＯＨ和Ｃ１－６烷基；Ｒ７选自氢、Ｃ１－６烷基、Ｃ１－６烯基、Ｃ１－６炔基、芳基、Ｃ１－６芳烷基、杂芳基、Ｃ１－６杂芳烷基、Ｒ８ＺＡＺ－Ｃ１－８烷基－、Ｒ１１Ｚ－Ｃ１－８烷基－、（Ｒ８Ｏ）（Ｒ９Ｏ）Ｐ（＝Ｏ）Ｏ－Ｃ１－８烷基－ＺＡＺ－Ｃ１－８烷基－、Ｒ８ＺＡＺ－Ｃ１－８烷基－ＺＡＺ－Ｃ１－８烷基－（优选Ｒ８ＺＡ－Ｃ１－８烷基－ＺＡＺ－Ｃ１－８烷基－）、杂环基ＭＺＡＺ－Ｃ１－８烷基－、（Ｒ８Ｏ）（Ｒ９Ｏ）Ｐ（＝Ｏ）Ｏ－Ｃ１－８烷基－、（Ｒ１０）２Ｎ－Ｃ１－１２烷基－、（Ｒ１０）３Ｎ＋－Ｃ１－１２烷基－、杂环基Ｍ－、碳环基Ｍ－、Ｒ１１ＳＯ２Ｃ１－８烷基－和Ｒ１１ＳＯ２ＮＨ；或Ｒ６和Ｒ７共同为Ｃ１－６烷基－Ｙ－Ｃ１－６烷基、Ｃ１－６烷基－ＺＡＺ－Ｃ１－６烷基、ＺＡＺ－Ｃ１－６烷基－ＺＡＺ－Ｃ１－６烷基、ＺＡＺ－Ｃ１－６烷基－ＺＡＺ或Ｃ１－６烷基－Ａ，由此形成环；Ｒ８和Ｒ９独立选自氢、金属阳离子、Ｃ１－６烷基、Ｃ１－６烯基、Ｃ１－６炔基、芳基、杂芳基、Ｃ１－６芳烷基和Ｃ１－６杂芳烷基，优选选自氢、金属阳离子和Ｃ１－６烷基，或Ｒ８和Ｒ９共同为Ｃ１－６烷基，由此形成环；每个Ｒ１０独立选自氢和Ｃ１－６烷基，优选为Ｃ１－６烷基；以及Ｒ１１独立选自氢、Ｃ１－６烷基、Ｃ１－６烯基、Ｃ１－６炔基、碳环基、杂环基、芳基、杂芳基、Ｃ１－６芳烷基和Ｃ１－６杂芳烷基，条件是当Ｒ６为Ｈ或ＣＨ３，且Ｑ不存在时，ＬＲ７不是氢、未取代的Ｃ１－６烷基Ｃ＝Ｏ、氨基酸的另一个链、叔丁氧羰基（Ｂｏｃ）、苯甲酰基（Ｂｚ）、芴－９－基甲氧羰基（Ｆｍｏｃ）、三苯基甲基（三苯甲基）、苄氧羰基（Ｃｂｚ）、三氯乙氧羰基（Ｔｒｏｃ）或取代的或未取代的芳基或杂芳基；以及在任何存在序列ＺＡＺ的情况下，该序列中至少有一个成员必须不是共价键。...

【技术特征摘要】
2004.04.15 US 60/562340;2004.05.07 US 60/569096;201.一种具有式(I)结构的化合物或其药学上可接受的盐，其中每个A独立选自C＝O、C＝S和SO2；或当与存在的Z相邻时，A任选为共价键；L不存在或选自C＝O、C＝S和SO2，优选L不存在或为C＝O；M不存在或为C1-12烷基；Q不存在或选自O、NH和N-C1-6烷基；X选自O、NH和N-C1-6烷基；Y不存在或选自O、NH和N-C1-6烷基、S、SO、SO2、CHOR10和CHCO2R10；每个Z独立选自O、S、NH和N-C1-6烷基；或当与存在的A相邻时，Z任选为共价键；R1、R2、R3和R4各自独立选自C1-6烷基、C1-6羟烷基、C1-6烷氧基烷基、芳基和C1-6芳烷基，其中的任何基团任选地被一个或更多个酰胺、胺、羧酸(或其盐)、酯、硫醇或硫醚取代基取代；R5为N(R6)LQR7；R6选自氢、OH和C1-6烷基；R7选自氢、C1-6烷基、C1-6烯基、C1-6炔基、芳基、C1-6芳烷基、杂芳基、C1-6杂芳烷基、R8ZAZ-C1-8烷基-、R11Z-C1-8烷基-、(R8O)(R9O)P(＝O)O-C1-8烷基-ZAZ-C1-8烷基-、R8ZAZ-C1-8烷基-ZAZ-C1-8烷基-(优选R8ZA-C1-8烷基-ZAZ-C1-8烷基-)、杂环基MZAZ-C1-8烷基-、(R8O)(R9O)P(＝O)O-C1-8烷基-、(R10)2N-C1-12烷基-、(R10)3N+-C1-12烷基-、杂环基M-、碳环基M-、R11SO2C1-8烷基-和R11SO2NH；或R6和R7共同为C1-6烷基-Y-C1-6烷基、C1-6烷基-ZAZ-C1-6烷基、ZAZ-C1-6烷基-ZAZ-C1-6烷基、ZAZ-C1-6烷基-ZAZ或C1-6烷基-A，由此形成环；R8和R9独立选自氢、金属阳离子、C1-6烷基、C1-6烯基、C1-6炔基、芳基、杂芳基、C1-6芳烷基和C1-6杂芳烷基，优选选自氢、金属阳离子和C1-6烷基，或R8和R9共同为C1-6烷基，由此形成环；每个R10独立选自氢和C1-6烷基，优选为C1-6烷基；以及R11独立选自氢、C1-6烷基、C1-6烯基、C1-6炔基、碳环基、杂环基、芳基、杂芳基、C1-6芳烷基和C1-6杂芳烷基，条件是当R6为H或CH3，且Q不存在时，LR7不是氢、未取代的C1-6烷基C＝O、氨基酸的另一个链、叔丁氧羰基(Boc)、苯甲酰基(Bz)、芴-9-基甲氧羰基(Fmoc)、三苯基甲基(三苯甲基)、苄氧羰基(Cbz)、三氯乙氧羰基(Troc)或取代的或未取代的芳基或杂芳基；以及在任何存在序列ZAZ的情况下，该序列中至少有一个成员必须不是共价键。2.权利要求1所述的化合物，其中R1、R2、R3和R4独立选自C1-6烷基和C1-6芳烷基。3.权利要求2所述的化合物，其中R1和R3均为C1-6芳烷基，且R2和R4均为C1-6烷基。4.权利要求3所述的化合物，其中X为O，R1为2-苯乙基，R2为异丁基，R3为苯甲基，R4为异丁基。5.权利要求4所述的化合物，其中L和Q不存在，且R6为C1-6烷基。6.权利要求5所述的化合物，其中R7选自C1-6烷基、C1-6烯基、C1-6炔基、C1-6芳烷基和C1-6杂芳烷基。7.权利要求6所述的化合物，其中R7是C1-6烷基。8.权利要求7所述的化合物，其中R7是丁基。9.权利要求6所述的化合物，其中R7是C1-6烯基。10.权利要求9所述的化合物，其中R7是烯丙基。11.权利要求6所述的化合物，其中R7是C1-6炔基。12.权利要求11所述的化合物，其中R7是炔丙基。13.权利要求6所述的化合物，其中R7是C1-6芳烷基。14.权利要求13所述的化合物，其中R7是苯甲基。15.权利要求6所述的化合物，其中R7是C1-6杂芳烷基。16.权利要求15所述的化合物，其中R7选自2-吡啶基、3-吡啶基和4-吡啶基。17.权利要求4所述的化合物，其中Q不存在，L为SO2。18.权利要求17所述的化合物，其中R7选自C1-6烷基和C1-6芳烷基。19.权利要求18所述的化合物，其中R7为C1-6烷基。20.权利要求19所述的化合物，其中R7为甲基。21.权利要求18所述的化合物，其中R7为C1-6芳烷基。22.权利要求21所述的化合物，其中R7为苯基。23.权利要求4所述的化合物，其中L为C＝O。24.权利要求23所述的化合物，其中R7选自氢、C1-6烷基、C1-6烯基、C1-6炔基、芳基、C1-6芳烷基、杂芳基、C1-6杂芳烷基、R8ZA-C1-8烷基-、R11Z-C1-8烷基-、(R8O)(R9O)P(＝O)O-C1-8烷基-ZAZ-C1-8烷基-、(R8O)(R9O)P(＝O)O-C1-8烷基-Z-C1-8烷基-、R8ZA-C1-8烷基-ZAZ-C1-8烷基-、杂环基MZAZ-C1-8烷基-、(R8O)(R9O)P(＝O)O-C1-8烷基-、(R10)2N-C1-8烷基-、(R10)3N+-C1-8烷基-、杂环基M-、碳环基M-、R11SO2C1-8烷基-和R11SO2NH；或R6和R7共同为C1-6烷基-Y-C1-6烷基、C1-6烷基-ZA-C1-6烷基、A-C1-6烷基-ZA-C1-6烷基、A-C1-6烷基-A或C1-6烷基-A，由此形成环；且Z和A的每个存在是独立的，不为共价键。25.权利要求24所述的化合物，其中Q不存在。26.权利要求25所述的化合物，其中R6和R7为C1-6烷基。27.权利要求26所述的化合物，其中R7选自乙基、异丙基、2，2，2-三氟乙基和2-(甲磺酰基)乙基。28.权利要求25所述的化合物，其中R7为C1-6芳烷基。29.权利要求28所述的化合物，其中R7选自2-苯乙基、苯甲基、(4-甲氧苯基)甲基、(4-氯苯基)甲基和(4-氟苯基)甲基。30.权利要求25所述的化合物，其中R6为C1-6烷基，R7为芳基。31.权利要求30所述的化合物，其中R7为取代的或未取代的苯基。32.权利要求24所述的化合物，其中Q不存在或O，R7为碳环M-。33.权利要求32所述的化合物，其中碳环为环丙基或环己基。34.权利要求25所述的化合物，其中R7选自R8ZA-C1-8烷基-、R11Z-C1-8烷基-、(R8O)(R9O)P(＝O)O-C1-8烷基-ZAZ-C1-8烷基-、(R8O)(R9O)P(＝O)O-C1-8烷基-Z-C1-8烷基-、R8ZA-C1-8烷基-ZAZ-C1-8烷基-、杂...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·S·史密斯，G·J·莱迪，R·T·波尔查德特，B·A·布宁，C·M·克鲁斯，J·H·穆塞尔，J·C·查巴拉，
申请(专利权)人：普罗特奥里克斯公司，
类型：发明
国别省市：US