一種谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制劑的制備方法及應用
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及藥物化學領域，尤其涉及一種谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制劑的制備方法 及應用。
【背景技術】
[0002] 谷氨酰胺?；h(huán)化酶（Glutaminylcyclase，QC，EC2. 3. 2. 5)是一種可以催化多 肽、蛋白等N端谷氨酰胺殘基分子內(nèi)環(huán)化反應生成焦谷氨酸（pGlu)的酶。1963年，QC首次 在熱帶植物番木瓜（Carica papaya)乳膠中發(fā)現(xiàn)，后研究證實，QC在植物、動物、微生物中 均有分布。哺乳動物QC具有高度保守性，與番木瓜QC之間沒有任何序列同源性，而與細菌 氨肽酶具有顯著的序列同源性，故動物和植物QC具有不同的進化起源。在植物中，QC的生 理功能并不十分明確，可能在植物防御病原微生物過程中有一定的作用。動物體內(nèi)的QC具 有改變蛋白等N端化學結(jié)構(gòu)、調(diào)節(jié)活性、增強穩(wěn)定性等重要生物學功能，QC活性增強在多種 重大疾病發(fā)病機理中的關鍵作用日益受到人們的高度重視。
[0003] 阿爾茨海默?。ˋlzheimer's disease，AD)是一種常見的神經(jīng)退行性疾病，是老年 癡呆的主要形式，AD患者超過老年癡呆患者總數(shù)的65%以上。隨全球人口老齡化的發(fā)展， AD發(fā)病率及患者人數(shù)急速升高，流行病學調(diào)查顯示，AD已成為僅次于心腦血管疾病和腫瘤 的第三大世界性健康問題。AD主要癥狀包括進行性記憶和認知功能障礙等，具有不可逆轉(zhuǎn)、 高死亡率等特征，目前臨床尚無特效治療藥物。
[0004] AD發(fā)病機制較為復雜，人們已從不同角度提出了眾多假設，包括β-淀粉樣蛋白 (Αβ)級聯(lián)學說、Tau蛋白纏結(jié)沉淀學說、氧化應激學說、生物金屬離子穩(wěn)態(tài)失衡學說、線粒 體功能衰竭學說等。然而，AD確切病理機制尚不明了?；谏鲜鰧W術假說的抗AD藥物研 究進展緩慢。
[0005] 臨床病理學研究已證實，AD病理學特征主要是腦部神經(jīng)元外部的Aβ沉淀和神 經(jīng)元內(nèi)部的過度磷酸化Tau蛋白纏結(jié)等。但近年來，多項體內(nèi)和臨床研究發(fā)現(xiàn)，與正常老 年人腦部Αβ老年斑沉淀不同的是，AD患者腦部老年斑沉淀的主要成分并非Αβ，而是 變異的Αβ，特別是N端谷氨酰胺殘基分子內(nèi)環(huán)合而成的pGlu-Αβ，尤其是pGlu-Ai3 42/ pGlu-Αβ 40等，含量超過SO^^pGlu-AP具有更強的神經(jīng)毒性、更快的聚集沉淀速度、更強 的穩(wěn)定性，且其產(chǎn)生與AD臨床癥狀的產(chǎn)生直接相關，是比A β出現(xiàn)更早、與AD發(fā)病更加特 異的標志物。
[0006] 相關研究的進一步深入顯示，pGlu-A β是QC酶催化作用的產(chǎn)物，而選擇性抑制QC 活性可顯著抑制pGlu-Α β的產(chǎn)生和老年斑沉淀的形成，并明顯改善認知、記憶功能損傷等 AD癥狀。同時，研究發(fā)現(xiàn)AD患者腦部QC特異性高表達是AD發(fā)病早期的標志性病變，早在 產(chǎn)生ρ61ιι-Αβ、Αβ之前，外周血液中即可檢測到QC RNA的特征性上調(diào)?？梢姡琎C高表達 是AD發(fā)病、發(fā)展的關鍵促進因素，QC為AD病理及病因性抗AD藥物研究開啟了新的研究方 向，QC抑制劑有望成為創(chuàng)新抗AD藥物開發(fā)的戰(zhàn)略性突破口。
[0007] 此外，QC在風濕性關節(jié)炎、非酒精性肝炎、皮膚黑色素瘤、紅斑狼瘡綜合癥等多種 與機體固有免疫功能失調(diào)相關復雜疾病的發(fā)病中均有特異性高表達。QC抑制劑亦可用于上 述多種疾病的治療。
[0008] 當前，QC 抑制劑相關研究相對較少。EP1713780B1、EP2091948B1、US7304086B2、 US7371871B2、US7741354B2、US7892771B2、US8129160B2、US8188094B2、US8202897B2、 US8227498B2、US20080214620A1、US200880286231A1、US20090269301A1 等專利公開了一類 線型QC抑制劑分子。該類QC抑制劑在結(jié)構(gòu)與活性方面尚存在一定的不足之處，如母體結(jié) 構(gòu)單一、水溶性差、跨膜性能差、活性有限、合成步驟繁瑣等。因此，進一步擴大QC抑制劑 化學結(jié)構(gòu)多樣性，設計合成成藥性更高的新QC抑制劑，并研究QC抑制劑對AD、風濕性關節(jié) 炎、非酒精性肝炎、皮膚黑色素瘤、紅斑狼瘡綜合癥等疾病的治療作用及機理，對QC高表達 相關病理機理研究、病因性新藥研究、QC靶向早期診斷和治療等都具有極為重要的科學意 義和應用價值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 鑒于上述現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制 劑的制備方法及應用，旨在解決現(xiàn)有的QC抑制劑其存在母體結(jié)構(gòu)單一、水溶性差、跨膜性 能差、活性有限、合成步驟繁瑣等問題。
[0010] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0011] -種谷氨酰胺酰基環(huán)化酶抑制劑的制備方法，所述谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制劑的 結(jié)構(gòu)通式如下：
其中，A單元是苯環(huán)、六元雜芳環(huán)、五元雜 芳環(huán)、七元芳環(huán)、萘、蒽、萘醌或多芳環(huán)體系，R1是氫、直鏈狀烷基、支鏈狀烷基、烷氧基、鹵 素、羧基、硝基、磺酸基、胺基、磷酸基及其取代物中的一種；
[0012] B單元是苯環(huán)、六元雜芳環(huán)、五元雜芳環(huán)、七元芳環(huán)、萘、蒽、萘醌或多芳環(huán)體系，R2 是氫、直鏈狀烷基、支鏈狀烷基、烷氧基、鹵素、羧基、硝基、磺酸基、胺基、磷酸基及其取代物 中的一種；
[0013] C單元中，咪唑環(huán)上R3是氫、直鏈狀烷基、支鏈狀烷基、烷氧基、鹵素、胺基及其取代 物中的一種；
[0014] 其中，制備方法包括步驟：
[0015] (1)以帶有硼酸基、胺基和札的A單元原料和帶有溴取代基和R 2的B單元原料起 始，經(jīng)Suzuki偶聯(lián)反應，制備A單元和B單元偶聯(lián)的中間體；
[0016] (2)以A單元和B單元偶聯(lián)的中間體和二溴烷基鏈為原料，經(jīng)SN2反應制備含有烷 基鏈的中間體；
[0017] (3)以含有烷基鏈的中間體和咪唑或含取代基咪唑為原料，經(jīng)SN2反應制備得到 谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制劑。
[0018] -種谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制劑的應用，其中：將所述谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制 劑應用于QC靶向抗AD先導藥物中。
[0019] -種谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制劑的應用，其中：將所述谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制 劑應用于治療QC特異性高表達疾病的藥物中。
[0020] -種谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制劑的應用，其中：將所述谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制 劑應用于QC診斷試劑盒中。
[0021] 有益效果：本發(fā)明中的制備方法，其僅需Suzuki偶聯(lián)、SN2反應等即可完成，相比 現(xiàn)有技術，本發(fā)明的工藝路線簡單可行，收率高，更適合大規(guī)模制備；本發(fā)明的QC抑制劑可 廣泛應用于高效QC抑制劑類新藥的開發(fā)、AD等QC特異性高表達相關疾病的藥物、創(chuàng)新藥 物及診斷試劑盒的開發(fā)等。
【附圖說明】
[0022] 圖1為本發(fā)明中QC酶抑制活性測試原理示意圖。
【具體實施方式】
[0023] 本發(fā)明提供一種谷氨酰胺酰基環(huán)化酶抑制劑的制備方法及應用，為使本發(fā)明的目 的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述 的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0024] 本發(fā)明的谷氨酰胺?；h(huán)化酶抑制劑（QC抑制劑），其結(jié)構(gòu)式如下：
[0026] 本發(fā)明的QC抑制劑，其包含三個藥效團結(jié)構(gòu)單元:A，B和C，其中，A單元是苯環(huán)、 六元雜芳環(huán)（N、S、0)、五元雜芳環(huán)（(：、13、0)、七元芳環(huán)、萘、蒽、萘醌或（雜）多芳環(huán)體系， R1是氫、直鏈狀烷基、支鏈狀烷基、烷氧基、鹵素、羧基、硝基、磺酸基、胺基、磷酸基及其取代 物（例如氫、直鏈狀烷基、支鏈狀烷基、烷氧基、鹵素、羧基、硝基、磺酸基、胺基或磷酸基的 取代物）中的一種A 1是單取代或不同位置的多取代。
[0027] B單元是苯環(huán)、六元雜芳環(huán)（N、S、0)、五元雜芳環(huán)（(：、15、0)、七元芳環(huán)、萘、蒽、萘 醌或（雜）多芳環(huán)體系，R2是氫、直鏈狀烷基、支鏈狀烷基、烷氧基、鹵素、羧基、硝基、磺酸 基、胺基、磷酸基及其取代物（例如氫、直鏈狀烷基、支鏈狀烷基、烷氧基、鹵素、羧基、硝基、 磺酸基、胺基或磷酸基的取代物）中的一種；R 2是單取代或不同位置的多取代。
[0028] C單元中，咪唑環(huán)上R3是氫、直鏈狀烷基、支鏈狀烷基、烷氧基、鹵素、胺基及其取代 物中的一種。R 3是單取代或不同位置的多取代。1?3的取代位置在咪唑環(huán)的2、4或5位。C 單元中，烷基鏈中碳原子η = 1-4,例如η為1、2、3或4。
[0029] 進一步，B單元和C單元在A單元的鏈接位置是鄰位、間位或?qū)ξ弧?br>[0030] 進一步，在同一個化合物內(nèi)，A單元和B單元的母核結(jié)構(gòu)相同或不相同，RdP R 2的 結(jié)構(gòu)相同或不相同。
[0031] 本發(fā)明中的QC抑制劑在藥學上可接受的鹽，包括鋰鹽、鈉鹽、鉀鹽、鎂鹽、鈣鹽、鐵 鹽、銅鹽、有機銨鹽、鹽酸鹽、磷酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽、乙二酸鹽、檸檬酸鹽等。
[0032] 本發(fā)明的制備方法包括步驟：
[0033] (1)以帶有硼酸基、胺基和札的A單元原料和帶有溴取代基和R 2的B單元原料起 始，經(jīng)Suzuki偶聯(lián)反應，制備A單元和B單元偶聯(lián)的中間體；
[0034] (2)以A單元和B單元偶聯(lián)的中間體和二溴烷基鏈為原料，經(jīng)SN2反應制備含有烷 基鏈的中間體；
[0035] (3)以含有烷基鏈的中間體和咪唑或含取代基咪唑為原料，經(jīng)SN2反應制備得到 谷氨酰胺酰基環(huán)化酶抑制劑。
[0036] 然后可以將制得的QC抑制劑經(jīng)硅膠柱層析純化后進行波譜鑒定分析。
[0037] 本發(fā)明提供一種谷氨酰胺酰基環(huán)化酶抑制劑的應用，其中：將所述谷氨酰胺?；?環(huán)化酶抑