專利名稱：G-蛋白偶聯(lián)受體配體的制作方法
G-蛋白偶聯(lián)受體配體本申請是申請?zhí)枮?00680008892.3、申請日為2006年2月10日、發(fā)明名稱為
“G-蛋白偶聯(lián)受體配體”的中國專利申請的分案申請。本發(fā)明涉及富含G-蛋白偶聯(lián)類受體(GPCRs)中成員的激動劑和拮抗劑的化合物庫的產(chǎn)生。膜蛋白的G-蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)類中的成員(也稱作七跨膜區(qū)或7TM受體和蛇形受體)介導(dǎo)細(xì)胞信號傳導(dǎo)作為對極為廣泛的各種胞外信號的反應(yīng)，包括激素、神經(jīng)遞質(zhì)、 細(xì)胞因子且甚至是環(huán)境物質(zhì)，諸如氣味和味道。作為對與受體胞外部分(最常見的是受體蛋白的N-末端尾)的相互作用的配體的反應(yīng)，受體暫時被轉(zhuǎn)化成活化態(tài)(這種轉(zhuǎn)化通常稱作R+L — R*L，其中R為失活受體，R*為活化受體且L為配體)。受體活化的(或R*)構(gòu)象然后能夠與G-蛋白家族中的成員發(fā)生相互作用。G-蛋白為結(jié)合鳥嘌呤核苷酸的三聚化胞內(nèi)蛋白大家族。在與活化受體發(fā)生相互作用時(可能通過稱作“碰撞偶聯(lián)”的機(jī)理)，G-蛋白用結(jié)合的鳥苷二磷酸(⑶P)交換鳥苷三磷酸(GTP)。 在這種GTP-結(jié)合形式中，G-蛋白三聚體解離，產(chǎn)生游離的Ga亞單位和β y 二聚體。Ga 和β Y亞單位隨后可以參與進(jìn)一步的信號傳導(dǎo)級聯(lián)。例如，Ga亞單位可以活化腺苷酸環(huán)化酶(AC)，該過程由腺苷三磷酸生成環(huán)腺苷酸(cAMP)。β γ亞單位可以活化ΡΙ-3-激酶家族酶中的成員。最終，這些信號可以導(dǎo)致對幾乎細(xì)胞行為的每個方面進(jìn)行調(diào)節(jié)，從收縮到運(yùn)動，代謝到進(jìn)一步信號傳導(dǎo)。一旦活化，則信號就通過許多機(jī)制緩慢停止。與Ga亞單位結(jié)合的GTP水解返回至⑶P，導(dǎo)致G α和β Y亞單位重新結(jié)合成失活的三聚化⑶ρ-結(jié)合的G-蛋白。GPCR自身也在胞內(nèi)C-末端上被磷酸化，從而防止與G-蛋白的進(jìn)一步相互作用。最終結(jié)合的配體也
可以解離。這種屬性的信號傳導(dǎo)途徑在哺乳動物生理學(xué)中是如此重要和遍在，以至于多至 40%的得到許可的藥物在其分子靶標(biāo)中有GPCR。類似地，細(xì)菌已經(jīng)進(jìn)化至靶向G-蛋白信號傳導(dǎo)，以便破壞宿主生理和免疫性例如，霍亂弧菌(Vibrio cholerae)(導(dǎo)致霍亂的生物體)使得稱作霍亂毒素的蛋白質(zhì)不可逆地抑制廣泛分布的稱作GsWG-蛋白Ga亞單位。 類似地，百日咳博德特氏菌(Bordetella pertussis)(導(dǎo)致百日咳的生物體)使得稱作百日咳毒素的蛋白質(zhì)對不同的G-蛋白，Gi具有類似的作用。鑒定調(diào)節(jié)GPCR信號傳導(dǎo)的藥物的一種手段在于篩選具有干擾配體結(jié)合包含重組或純化GPCRs的膜制品的能力的極為廣泛隨機(jī)的化合物庫。在這類高流量篩選中，已經(jīng)采取了各種方法用于有利于檢測結(jié)合。例如，在閃爍親近測定法中，放射性配體與受體結(jié)合使得放射性核酸金屬化物與結(jié)合受體的閃爍分子親近-因為核酸金屬化物衰變，所以發(fā)射可以檢測和定量的光?；蛘?，可以對配體進(jìn)行熒光標(biāo)記并且通過熒光偏振檢測結(jié)合(在結(jié)合受體時固定配體時依賴于熒光標(biāo)記旋轉(zhuǎn)自由度的下降)。盡管這些技術(shù)已經(jīng)在某些情況中成功并且產(chǎn)生了隨后研發(fā)為人用藥物的前導(dǎo)化合物(例如5HT3受體拮抗劑雖^^，它用于治療偏頭痛)，但是盡管通過制藥工業(yè)進(jìn)行了深度篩選，然而對已經(jīng)鑒定極少針對大量GPCRs的合適的非肽激動劑或拮抗劑化合物仍然存在需求(如果有的話)。例如，幾乎沒有對GPCRs家族趨化因子受體的非肽拮抗劑和無激動劑。因為趨化因子在免疫調(diào)節(jié)中起關(guān)鍵作用，所以預(yù)計這類分子為極為有價值的具有用于廣泛具有炎癥成分的疾病的免疫調(diào)節(jié)活性的藥物。兩種因素限制了隨機(jī)篩選程序可能的成功首先，所篩選的化合物具有極大的空間間距，并且甚至使用最佳可利用的高流量技術(shù)和最佳組合化學(xué)技術(shù)手段才能生成不同的庫，僅可以研究所有可能分子結(jié)構(gòu)中的小部分。其次，甚至當(dāng)已經(jīng)成功地鑒定了前導(dǎo)物時， 核心藥效團(tuán)通常不適用于體內(nèi)-前導(dǎo)化合物及其類似物可能僅僅是毒性太大。使用這類“負(fù)篩選”范例(其中你可以檢測到測試庫在阻斷標(biāo)記配體結(jié)合中的能力)的另一個主要問題大部分鑒定的前導(dǎo)物為受體拮抗劑。這些前導(dǎo)物中幾乎沒有任何激動劑活性(正如預(yù)計的-激動劑活性需要結(jié)合受體且然后將其轉(zhuǎn)化成活化構(gòu)象的能力，而激動劑僅主動需要結(jié)合受體或配體的能力，按照這類方式防止其相互作用)并且產(chǎn)生將其轉(zhuǎn)化成激動劑的最初拮抗劑的類似物前導(dǎo)物為具有極低成功率的“擊中和擊不中”事件。防止這一問題發(fā)生的一種手段在于用預(yù)選包含高比例GPCR結(jié)合化合物的分子結(jié)構(gòu)庫取代隨機(jī)化合物庫。這類庫還理想地包含類似比例的激動劑和拮抗劑，以便它們易于定位。此外，理想的情況是，用于該庫的基礎(chǔ)分子結(jié)構(gòu)為無毒性的。無論是否構(gòu)建接近它們的實際的庫，這些理想的特性并不完全清楚。如果它們接近理想的特性，那么需要存在推定的“理想”GPCR底物，該底物可以與許多不同的GPCRs發(fā)生相互作用，而與其天然配體優(yōu)選性無關(guān)。通過改變這種理想化底物的取代，能夠?qū)⑦@類中的一種受體的選擇性傳遞給所有其它受體。在本文中我們描述了這類“理想” GPCR底物的實例。基于這一 “理想”底物，我們提供了一定范圍的可以以不同方式被取代以產(chǎn)生一定范圍的不同GPCRs的激動劑和/或拮抗劑的相關(guān)骨架。本發(fā)明還提供了所述取代化合物庫的制備及其在篩選方法中的應(yīng)用，以便生成具有任何推薦組的特異性的GPCR配體。在這種方式中，能夠“撥通”具有已知的一組特性的GPCR配體(例如在對多巴胺D2受體具有激動劑活性的同時對5-羥色胺5HTla (受體)具有拮抗劑活性)。相反，偶然從隨機(jī)庫中鑒定這類混合型配體是極為罕見的情況。對生成所述庫的要求為(i)鑒定結(jié)合GPCRs所必不可少的分子基元；(ii)骨架中摻入該分子基元以便保持GPCR結(jié)合，而且提供低內(nèi)在毒性和良好的穩(wěn)定性、藥代動力學(xué)和/或藥效學(xué)特性；(iii)適度的合成途徑以便對骨架產(chǎn)生不同的取代。本發(fā)明基于如下理想的底物
權(quán)利要求
1.通式(I)的化合物
2.通式(II)的化合物
3.通式(III)的化合物
4.通式(IV)的化合物
5.藥物組合物，包含如權(quán)利要求1中所定義的通式(I)的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽作為活性組分和至少一種藥學(xué)上可接受的賦形劑和/或載體。
6.藥物組合物，包含如權(quán)利要求2中所定義的通式(II)的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽作為活性組分和至少一種藥學(xué)上可接受的賦形劑和/或載體。
7.藥物組合物，包含如權(quán)利要求3中所定義的通式(III)的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽作為活性組分和至少一種藥學(xué)上可接受的賦形劑和/或載體。
8.藥物組合物，包含如權(quán)利要求4中所定義的通式(IV)的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽作為活性組分和至少一種藥學(xué)上可接受的賦形劑和/或載體。
9.如權(quán)利要求1中所定義的通式(I)的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備欲用于調(diào)節(jié)G-蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)類中的一個或多個成員的活性的藥劑中的應(yīng)用。
10.如權(quán)利要求2中所定義的通式(II)的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備欲用于調(diào)節(jié)G-蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)類中的一個或多個成員的活性的藥劑中的應(yīng)用。
11.如權(quán)利要求3中所定義的通式(III)的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備欲用于調(diào)節(jié)G-蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)類中的一個或多個成員的活性的藥劑中的應(yīng)用。
12.如權(quán)利要求4中所定義的通式的化合物(IV)或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備欲用于調(diào)節(jié)G-蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)類中的一個或多個成員的活性的藥劑中的應(yīng)用。
13.任意上述權(quán)利要求的化合物，組合物和應(yīng)用，其中R1基團(tuán)帶有“關(guān)鍵”碳，它被相同或不同的基團(tuán)二取代，所述的基團(tuán)選自烷基、商代烷基、烷氧基、商代烷氧基、鏈烯基、炔基和烷氨基。
14.權(quán)利要求13的化合物，組合物和應(yīng)用，其中所述的“關(guān)鍵”碳為手性的。
15.權(quán)利要求13的化合物，組合物和應(yīng)用，其中所述的“關(guān)鍵”碳帶有Sp3雜化鍵。
16.權(quán)利要求13的化合物，組合物和應(yīng)用，其中所述的“關(guān)鍵”碳具有基本上四面體的鍵角。
17.任意上述權(quán)利要求的通式(I)，(II)，(III)或(IV)的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽的化合物、組合物和應(yīng)用，其中Y的環(huán)約束“關(guān)鍵”碳的鍵角為基本上四面體(即Sp3雜化鍵)。
18.權(quán)利要求9-12中任一項的化合物的應(yīng)用，其中所調(diào)節(jié)的GPCR選自腎上腺素受體、 內(nèi)皮縮血管肽受體、趨化因子受體、EDG受體、VIP/PECAP受體、多巴胺受體、5-羥色胺受體、 嘌呤受體、代謝型谷氨酸受體、乙酰膽堿受體、⑶a受體、fMLP受體、胰高血糖素或GLP受體、 NPY受體、MSH受體、糖蛋白激素受體、蛋白酶活化受體(PARs)、促生長素抑制素受體、血管緊張素受體、縮膽囊素受體或褪黑激素受體。
19.治療、改善或預(yù)防選自下列的疾病或病癥的癥狀的方法高血壓、動脈粥樣硬化、 哮喘、肥胖、神經(jīng)變性病癥、自身免疫性疾病或精神變態(tài)性病癥，其通過對患者給予有效量的權(quán)利要求1-17中任一項所述的設(shè)計用于調(diào)節(jié)GPCR活性的化合物，組合物或藥劑來進(jìn)行。
20.由多樣庫單元組成或富集庫單元的庫，所述庫單元為權(quán)利要求1-4中任一項的化合物，其中所述的化合物具有不同的取代作為可變?nèi)〈?br> 21.包括權(quán)利要求20的庫在測定中的應(yīng)用的方法，所述測定的目的在于篩選以鑒定調(diào)節(jié)通過GPCRs的信號傳導(dǎo)的物質(zhì)。
22.權(quán)利要求21的方法，其中所鑒定的物質(zhì)為針對一種或多種GPCRs的拮抗劑。
23.權(quán)利要求21的方法，其中所鑒定的活性劑為針對一種或多種GPCRs的激動劑。
24.權(quán)利要求21的方法，其中所述的GPCR選自腎上腺素受體、內(nèi)皮縮血管肽受體、趨化因子受體、EDG受體、VIP/PECAP受體、多巴胺受體、5-羥色胺受體、嘌呤受體、代謝型谷氨酸受體、乙酰膽堿受體、C5a受體、fMLP受體、胰高血糖素或GLP受體、NPY受體、MSH受體、糖蛋白激素受體、蛋白酶活化受體(PARs)、促生長素抑制素受體、血管緊張素受體、縮膽囊素受體或褪黑激素受體。
25.權(quán)利要求21-24中任一項的方法，包括下列步驟(a)篩選權(quán)利要求20的化合物庫；(b)鑒定至少一種調(diào)節(jié)通過GPCRs的信號傳導(dǎo)的化合物；(c)合成所述化合物的碳類似物，其中并非“理想”GPCR底物基元的組成部分的內(nèi)酰胺環(huán)上的雜原子(在1位上)被-CH2-替代；和(d)提供分離和純化形式的所述碳類似物(或其藥學(xué)上可接受的鹽)。
26.藥物組合物，包含權(quán)利要求25的步驟(d)產(chǎn)生的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽作為活性組分和至少一種藥學(xué)上可接受的賦形劑和/或載體。
27.權(quán)利要求25的步驟(d)產(chǎn)生的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽在制備欲用于調(diào)節(jié) G-蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)類中的一個或多個成員的活性的藥劑中的應(yīng)用。
28.權(quán)利要求27的化合物的應(yīng)用，其中所調(diào)節(jié)的GPCR選自腎上腺素受體、內(nèi)皮縮血管肽受體、趨化因子受體、EDG受體、VIP/PECAP受體、多巴胺受體、5-羥色胺受體、嘌呤受體、 代謝型谷氨酸受體、乙酰膽堿受體、⑶a受體、fMLP受體、胰高血糖素或GLP受體、NPY受體、 MSH受體、糖蛋白激素受體、蛋白酶活化受體(PARs)、促生長素抑制素受體、血管緊張素受體、縮膽囊素受體或褪黑激素受體。
29.治療、改善或預(yù)防選自下列的疾病或病癥的癥狀的方法高血壓、動脈粥樣硬化、 哮喘、肥胖、神經(jīng)變性病癥、自身免疫性疾病或精神變態(tài)性病癥，其通過對患者給予有效量的權(quán)利要求25的步驟(d)產(chǎn)生的化合物或如權(quán)利要求沈或27中所述的設(shè)計用于調(diào)節(jié)GPCR 活性的組合物或藥劑來進(jìn)行。
30.制備如權(quán)利要求1中所定義的式(I)化合物的方法，該方法包含下列步驟(a)使半胱氨酸、S-烷基半胱氨酸或來源于S-烷基半胱氨酸的7-元內(nèi)酰胺環(huán)的 N-α-氨基選擇性?；?；(b)使半胱氨酸或N-?；腚装彼酳-烷化；和(c)使S-烷基-半胱氨酸或S-烷基-N-?；?半胱氨酸環(huán)化，其中根據(jù)需要使用選擇性保護(hù)基，按照任意合適的順序進(jìn)行所述的步驟。
31.制備如權(quán)利要求2中所定義的式(II)化合物的方法，該方法包含下列步驟(a)使青霉胺、S-烷基青霉胺或來源于S-烷基青霉胺的7-元內(nèi)酰胺環(huán)的N-α -氨基選擇性?；?b)使青霉胺或N-?；嗝拱稴-烷基化；和(c)使S-烷基青霉胺或S-烷基-N-?；嗝拱翻h(huán)化，其中根據(jù)需要使用選擇性保護(hù)基，按照任意合適的順序進(jìn)行所述的步驟。
32.制備如權(quán)利要求3中所定義的式(III)化合物的方法，該方法包含下列步驟(a)使3-氨基丙氨酸、N-β -烷基3-氨基丙氨酸、N- β -芳基3-氨基丙氨酸、N- β - 二烷基3-氨基丙氨酸或來源于N- β -烷基3-氨基丙氨酸、N- β -芳基-N- β -烷基3-氨基丙氨酸、N- β - 二烷基3-氨基丙氨酸的7-元內(nèi)酰胺環(huán)的N- α -氨基選擇性?；?；(b)使3-氨基丙氨酸、N-β -烷基3-氨基丙氨酸或來源于N- β -烷基3-氨基丙氨酸的7-元內(nèi)酰胺環(huán)N- β -烷基化或N- β -芳基化或N- β -磺化，所有化合物預(yù)先進(jìn)行或不進(jìn)行N- α -酰基修飾；(c)使用被保護(hù)的3-氨基丙氨酸、N-β -烷基3-氨基丙氨酸或N- β -芳基3-氨基丙氨酸的β -氨基醇進(jìn)行N- β -烷基化，所有化合物預(yù)先進(jìn)行或不進(jìn)行N- α -酰基修飾；和(d)使N-β -烷基3-氨基丙氨酸、N- β - 二烷基3-氨基丙氨酸或N- β -芳基-N- β -烷基3-氨基丙氨酸環(huán)化，所有化合物預(yù)先進(jìn)行或不進(jìn)行N- α -酰基修飾，其中根據(jù)需要使用選擇性保護(hù)基，按照任意合適的順序進(jìn)行所述的步驟。
33.制備如權(quán)利要求4中所定義的式(IV)化合物的方法，該方法包含下列步驟(a)使3-氨基丙氨酸、N-β -烷基3-氨基丙氨酸、N- β -芳基3-氨基丙氨酸、N- β -烷基-N- β -?；?-氨基丙氨酸、N- β -芳基-N- β -?；?-氨基丙氨酸或來源于N- β -酰基3-氨基丙氨酸、N- β -芳基-N- β -?；?-氨基丙氨酸、N- β -烷基-N- β -?；?-氨基丙氨酸的7-元內(nèi)酰胺環(huán)的N- α -氨基選擇性酰化；(b)使3-氨基丙氨酸、N-β -酰基3-氨基丙氨酸或來源于N- β -?；?-氨基丙氨酸的7-元內(nèi)酰胺環(huán)N- β -烷基化或N- β -芳基化，所有化合物預(yù)先進(jìn)行或不進(jìn)行N- α -?；揎棧?c)使用3-氨基丙氨酸、N-β -烷基3-氨基丙氨酸或N- β -芳基3-氨基丙氨酸的被保護(hù)的α -氨基酸進(jìn)行N- β -酰化，所有化合物預(yù)先進(jìn)行或不進(jìn)行N- α -?；揎?；和(d)使N-β -?；?-氨基丙氨酸、N- β -?；?N- β -芳基3-氨基丙氨酸或N- β -酰基-N- β -烷基3-氨基丙氨酸環(huán)化，所有化合物預(yù)先進(jìn)行或不進(jìn)行N- α -?；揎?，其中根據(jù)需要使用選擇性保護(hù)基，按照任意合適的順序進(jìn)行所述的步驟。
34.權(quán)利要求30的方法，用于制備式(I)的化合物，該方法使用選自下列的合成途徑(i)方案IA ；( )方案IB ；和(iii)方案 IC0
35.權(quán)利要求31的方法，用于制備式(II)的化合物，該方法使用選自下列的合成途徑⑴方案2A ；( )方案2B ；和 (iii)方案 2C。
36.權(quán)利要求32的方法，用于制備式(III)的化合物，該方法使用選自下列的合成途徑⑴方案3A ； ( )方案3B ；(iii)方案3C；(iv)方案3D ； (ν)方案3E ；和 (vi)方案 3F。
37.權(quán)利要求33的方法，用于制備式(IV)的化合物，該方法使用選自下列的合成途徑⑴方案4A ； ( )方案4B ；和 (iii)方案 4C。
38.制備富含GPCR拮抗劑和/或GPCR激動劑的化合物庫的方法，其中通過使多種多樣的α-氨基酸和/或β-氨基醇與“合適的”?；被岱磻?yīng)制備該庫；將“合適的”?；被岫x為任意的?；被?，它在與α-氨基酸或β-氨基醇反應(yīng)時生成酰基氨基內(nèi)酰胺。
39.權(quán)利要求2的式(II)的化合物，其中R3不為羧酸酯；或羧酸酯(其中羧酸酯直接與酰基氨基內(nèi)酰胺環(huán)連接)；或羧酸酰胺(其中羧酸酯直接與酰基氨基內(nèi)酰胺環(huán)連接)； 或羧酸硫酯(其中羧酸酯直接與?；被鶅?nèi)酰胺連接)。
40.權(quán)利要求4的式(IV)的化合物，其中該化合物不為其中R3=芐基或R3= CH2CH2COR'，其中R'是可變的化合物。
全文摘要
本發(fā)明提供了如下所示的通式I-IV的化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽。本發(fā)明還提供了制備這些化合物的方法，包含這些化合物的藥物組合物和所述化合物在制備欲用于調(diào)節(jié)G-蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)類中的一個或多個成員的活性的藥劑中的應(yīng)用。本發(fā)明的化合物可以用于生成用于篩選通過GPCRs調(diào)節(jié)信號傳導(dǎo)的活性劑的化合物庫。
文檔編號C40B30/04GK102161644SQ201110037419
公開日2011年8月24日 申請日期2006年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月11日
發(fā)明者D·J·格蘭杰, D·J·?？怂?申請人:劍橋企業(yè)有限公司