專利名稱：G-蛋白偶聯(lián)受體的配體的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及富集G-蛋白偶聯(lián)類受體(GPCR)成員的激動(dòng)劑和拮抗劑的化合物文庫(kù) 的生成。
背景技術(shù)：
G-蛋白偶聯(lián)受體(GPCR)類膜蛋白(也稱為七種跨膜或7TM受體和蛇根堿受體) 的成員響應(yīng)于多種細(xì)胞外信號(hào)介導(dǎo)細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)，包括激素、神經(jīng)遞質(zhì)、細(xì)胞因子、甚至環(huán) 境物質(zhì)，例如臭氣和味道。響應(yīng)于配體與受體細(xì)胞外部分(最通常為受體蛋白的N-末端) 的相互作用，受體暫時(shí)轉(zhuǎn)化為活化狀態(tài)(這種轉(zhuǎn)化通常表示為R+L — R*L，其中R是無(wú)活性 受體，R*是活化受體，L是配體)。受體的活化(或R*)構(gòu)型然后能夠相互作用于G-蛋白家族成員。G-蛋白是一大 家族三聚的細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)，它們結(jié)合鳥嘌呤核苷酸。一旦相互作用于活化受體(很可能通 過(guò)被稱為“碰撞偶聯(lián)”的機(jī)理)，G-蛋白交換所結(jié)合的鳥嘌呤二磷酸(GDP)為鳥嘌呤三磷 酸(GTP)。以這種GTP-結(jié)合的形式，G-蛋白三聚物離解，得到游離的Ga亞單位，和β γ 二聚物。Ga和β γ亞單位然后都能參與進(jìn)一步的信號(hào)傳導(dǎo)級(jí)聯(lián)。例如，Ga亞單位能夠 活化腺苷酸環(huán)化酶(AC)，從腺苷三磷酸生成環(huán)腺苷一磷酸(cAMP)。β γ亞單位能夠活化 ΡΙ-3-激酶家族酶的成員。最終，這些信號(hào)能夠調(diào)控幾乎每個(gè)方面的細(xì)胞行為，從收縮到運(yùn) 動(dòng)，從代謝到進(jìn)一步的信號(hào)傳導(dǎo)。信號(hào)一旦被活化，然后被大量機(jī)理緩慢關(guān)閉。與Ga亞單位締合的GTP水解回到 ⑶P，導(dǎo)致G α和β γ亞單位的重新締合，生成無(wú)活性的三聚的⑶P-結(jié)合的G-蛋白。GPCR 本身也在細(xì)胞內(nèi)C-末端變得磷酸化，防止進(jìn)一步與G-蛋白相互作用。最終，所結(jié)合的配體 也可能離解。這種遺傳信號(hào)傳導(dǎo)途徑在哺乳動(dòng)物生理學(xué)中是如此重要和無(wú)所不在，以致多達(dá) 40%獲得許可的藥物具有GPCR作為它們的分子靶之一。與之相似，細(xì)菌已經(jīng)進(jìn)化成靶向于 G-蛋白信號(hào)傳導(dǎo)，目的是破壞宿主的生理學(xué)和免疫性例如霍亂弧菌(Vibrio cholerae) (負(fù)責(zé)霍亂的生物體)制造被稱為霍亂毒素的蛋白質(zhì)，它不可逆地抑制一種被稱為Gs的廣 泛分布的G-蛋白的Ga亞單位。與之相似，百日咳博代氏桿菌(Bordetella pertussis) (負(fù)責(zé)百日咳的生物體)制造被稱為百日咳毒素的蛋白質(zhì)，它對(duì)一種不同的G-蛋白Gi具有 相似的影響?！N鑒定調(diào)控GPCR信號(hào)傳導(dǎo)的藥物的手段是篩選非常大的隨機(jī)化合物文庫(kù)干擾 配體與含有重組或純化GPCR的膜制備物結(jié)合的能力。在這類高通量篩選中，已經(jīng)采取各種 方法促進(jìn)結(jié)合的檢測(cè)。例如，在閃爍近似性測(cè)定法中，放射性標(biāo)記的配體與受體的結(jié)合引起 放射性核素近似于與受體結(jié)合的閃爍劑分子_隨著核素衰變，發(fā)出能夠檢測(cè)和量化的光。作為替代選擇，可以熒光標(biāo)記配體，借助熒光偏振作用檢測(cè)結(jié)合(依賴于熒光標(biāo)記的旋轉(zhuǎn) 自由度的減少，此時(shí)配體一旦與受體結(jié)合即被固定)。盡管這些技術(shù)已經(jīng)在某些場(chǎng)合中取得成功，并且得到前導(dǎo)化合物，隨后已被開發(fā) 為人用藥物(例如5HT3受體拮抗劑昂丹司瓊，用于治療偏頭痛)，不過(guò)仍然僅鑒定了很少 (如果有的話)適合于大量GPCR的非肽類激動(dòng)劑或拮抗劑化合物，即使在藥學(xué)工業(yè)中集中 篩選也是如此。例如，GPCR的趨化因子受體家族很少有特異性非肽類拮抗劑，并且沒有激 動(dòng)劑。由于趨化因子在免疫調(diào)節(jié)中扮演核心角色，這類分子將被預(yù)期是具有免疫調(diào)節(jié)性質(zhì) 的極為重要的藥物，可用于治療多種具有炎性組分的疾病。兩種因素限制隨機(jī)篩選程序的成功可能性首先，有待篩選的 化合物空間非常大， 并且即使利用最好用的高通量技術(shù)和最好的組合化學(xué)手段生成不同文庫(kù)，也僅能研究所有 可能的分子結(jié)構(gòu)中的一小部分。其次，即使已經(jīng)成功地鑒定了前導(dǎo)物，核心藥效基因也經(jīng)常 不適合于體內(nèi)使用_前導(dǎo)化合物及其類似物可能僅是毒性太大了。這類“消極篩選”范例(檢測(cè)供試文庫(kù)阻滯所標(biāo)記的配體結(jié)合的能力)的另一種 主要問(wèn)題是大多數(shù)所鑒定的前導(dǎo)物是受體拮抗劑。很少前導(dǎo)物具有任何激動(dòng)劑活性(正如 所預(yù)期的，激動(dòng)劑活性要求結(jié)合再轉(zhuǎn)化受體為活化構(gòu)型的能力，而拮抗劑活性僅僅要求以 防止它們相互作用的方式結(jié)合受體或配體的能力)，而且生成轉(zhuǎn)化為激動(dòng)劑的原始拮抗劑 前導(dǎo)物類似物是一種“嘗試”，成功率非常低。一種回避這種問(wèn)題的手段將是用經(jīng)過(guò)預(yù)先選擇以含有高比例GPCR結(jié)合性化合物 的分子結(jié)構(gòu)文庫(kù)代替隨機(jī)化合物文庫(kù)。這樣一種文庫(kù)也將理想地包括相似比例的激動(dòng)劑和 拮抗劑，以便二者都能夠容易地定位。用在該文庫(kù)中的基本分子結(jié)構(gòu)也理想地將是無(wú)毒的。是否能夠構(gòu)建接近這些理想性質(zhì)的真實(shí)文庫(kù)是完全不清楚的。如果可以，這將要 求公認(rèn)的“理想”GPCR底物的存在，它將相互作用于很多不同的GPCR，與它們的天然配體優(yōu) 先性無(wú)關(guān)。通過(guò)改變這種理想化底物的取代作用，有可能賦予對(duì)于該種類中一種受體而非 所有其他受體的選擇性。

發(fā)明內(nèi)容
這里，我們描述了 “理想”的GPCR底物，它們能夠用作三維骨架，通過(guò)不同方式的 取代，可以生成一些不同GPCR的激動(dòng)劑和/或拮抗劑。本發(fā)明也提供所述取代的化合物文 庫(kù)的制備，它們應(yīng)用在篩選過(guò)程中，目的是生成具有任意所述特異性集合的GPCR配體。按 照這種方式，現(xiàn)在有可能“撥通”具有已知性質(zhì)集合的GPCR配體(例如配體具有多巴胺D2 受體激動(dòng)劑活性，與此同時(shí)具有5-羥色胺5HTla受體拮抗劑活性)。相反，從隨機(jī)文庫(kù)中憑 運(yùn)氣鑒定這類混合型配體是非常罕見的事件。本發(fā)明提供通式(I)化合物及其鹽
其中y是1至8的任意整數(shù)；ζ是0至8的任意整數(shù)，其條件是y和ζ不能同時(shí)為1 ；X 是-CO- (Y) k- (R1) n 或 SO2- (Y) k_ (R1) n ；k 是 或 1 ；Y是環(huán)烷基或多環(huán)烷基(例如金剛烷基、金剛烷甲基、雙環(huán)辛基、環(huán)己基、環(huán)丙 基)；或者Y是環(huán)烯基或多環(huán)烯基；每個(gè)R1獨(dú)立地選自氫或者烷基、商代烷基、烷氧基、商代烷氧基、鏈烯基、炔基、烷 基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、具有1至20個(gè)碳原子的帶電烷基氨基三烷基或帶 電烷基羧酸酯原子團(tuán)；或者每個(gè)R1獨(dú)立地選自氟、氯、溴、碘、羥基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷 基、帶電氨基三烷基或羧酸酯原子團(tuán)；η是1至m的任意整數(shù)，其中m是環(huán)狀基團(tuán)Y上可允許的最大取代數(shù)。作為替代選擇，R1可以選自肽基原子團(tuán)，例如具有1至4個(gè)肽片段，通過(guò)肽鍵連接 在一起(例如1至4個(gè)氨基酸殘基的肽基(ρ印tido)原子團(tuán))。這類化合物被描述為α -氨基環(huán)內(nèi)酰胺。這些分子的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)特征是環(huán)烷基環(huán)系 中的內(nèi)酰胺酰胺，其中氨基附著于鄰接內(nèi)酰胺羰基的碳原子(稱為α-碳)。本文所用的術(shù)語(yǔ)“ α -氨基環(huán)內(nèi)酰胺”和“環(huán)烷基環(huán)系”涵蓋單環(huán)和雙環(huán)的環(huán)；若式(I)中的ζ = 0，這些化合物是α -氨基單環(huán)內(nèi)酰胺；若式(I)中的ζ = 1-8，這些化合物是α -氨基雙環(huán)內(nèi)酰胺。α-氨基環(huán)內(nèi)酰胺的α-碳可以是不對(duì)稱的(通式(I)中y < > ζ)，所以，有些根 據(jù)本發(fā)明的化合物具有兩種可能的對(duì)映體形式，也就是“R”和“S”構(gòu)型。本發(fā)明涵蓋這兩 種對(duì)映體形式和這些形式的所有組合，包括外消旋的“RS”混合物。為了簡(jiǎn)便起見，當(dāng)沒有 在結(jié)構(gòu)式中指出具體構(gòu)型時(shí)，應(yīng)當(dāng)理解這代表兩種對(duì)映體形式和它們的混合物。通式(I)化合物是N-取代的α -氨基環(huán)內(nèi)酰胺或它們藥學(xué)上可接受的鹽。N-取 代基是碳酰胺或磺酰胺。鄰接碳酰胺羰基或磺酰胺磺?；奶荚?“關(guān)鍵”碳)的幾何 學(xué)可能是該分子生物活性的重要所在。N-取代基的屬性可以是這樣的，以便Y的一個(gè)或多 個(gè)環(huán)限制“關(guān)鍵”碳的鍵角為本質(zhì)上四面體的(也就是sp3雜化鍵)。任何取代基R1可以 是在環(huán)狀基團(tuán)Y的一個(gè)或多個(gè)環(huán)上任意可允許位置上的取代基。特別要注意的是，本發(fā)明 包括其中“關(guān)鍵碳”是環(huán)狀基團(tuán)一部分和本身被取代的化合物。(R1)n的定義涵蓋沒有取代 (也就是R1 =氫)的本發(fā)明化合物、具有單取代(也就是R1不是氫，并且η = 1)和多取代(也就是至少兩個(gè)R1基團(tuán)不是氫，并且η = 2或以上)的本發(fā)明化合物。本發(fā)明也提供藥物組合物，包含作為活性成分的通式(I)化合物或其藥學(xué)上可接 受的鹽和至少一種藥學(xué)上可接受的賦形劑和/或載體
權(quán)利要求
通式(I)化合物其中y是1至8的任意整數(shù)；z是0至8的任意整數(shù)，其條件是y和z不能同時(shí)為1；X是 CO (Y)k (R1)n或SO2 (Y)k (R1)n；k是0或1；Y是環(huán)烷基或多環(huán)烷基(例如金剛烷基、金剛烷甲基、雙環(huán)辛基、環(huán)己基、環(huán)丙基)；或者Y是環(huán)烯基或多環(huán)烯基；每個(gè)R1獨(dú)立地選自氫或者烷基、鹵代烷基、烷氧基、鹵代烷氧基、鏈烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、帶電烷基氨基三烷基或帶電烷基羧酸酯原子團(tuán)，具有1至20個(gè)碳原子；或者每個(gè)R1獨(dú)立地選自氟、氯、溴、碘、羥基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、帶電氨基三烷基或羧酸酯原子團(tuán)；n是1至m的任意整數(shù)，其中m是環(huán)狀基團(tuán)Y上可允許的最大取代數(shù)；或者作為替代選擇，R1可以選自肽基原子團(tuán)，例如具有1至4個(gè)肽片段，通過(guò)肽鍵連接在一起(例如1至4個(gè)氨基酸殘基的肽基原子團(tuán))。FDA0000027125800000011.tif
2.藥物組合物，包含作為活性成分的通式(I)化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽和至少一 種藥學(xué)上可接受的賦形劑和/或載體
3.通式(I)化合物或其藥學(xué)上可接受的鹽的用途，用于制備調(diào)節(jié)G-蛋白偶聯(lián)受體 (GPCR)類的一種或多種成員的活性的藥物
4.根據(jù)任意在先權(quán)利要求的化合物、組合物和用途，其中R1原子團(tuán)具有“關(guān)鍵”碳，它 被相同或不同的選自如下的基團(tuán)所二取代烷基、鹵代烷基、烷氧基、鹵代烷氧基、鏈烯基、 炔基和烷基氨基原子團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的化合物、組合物和用途，其中該“關(guān)鍵”碳是手性的。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的化合物、組合物和用途，其中該“關(guān)鍵”碳具有sp3雜化鍵。
7.根據(jù)權(quán)利要求4的化合物、組合物和用途，其中該“關(guān)鍵”碳具有本質(zhì)上四面體的鍵角。
8.根據(jù)任意在先權(quán)利要求的通式(I)化合物或它們藥學(xué)上可接受的鹽的化合物、組合 物和用途，其中Y的一個(gè)或多個(gè)環(huán)限制“關(guān)鍵”碳的鍵角為本質(zhì)上四面體的(也就是sp3雜 化鍵)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的化合物或根據(jù)權(quán)利要求2的藥物組合物或根據(jù)權(quán)利要求3的用 途，其中通式⑴是這樣修飾的，以便C3-C7烷基橋-(CH2)y-被獨(dú)立選自下組的橋連基團(tuán)所 代替鏈烯基、商代烷基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、帶電烷基氨基三烷基、 帶電烷基羧酸酯和烷基羥基片段，碳鏈長(zhǎng)度為1至8。
10.根據(jù)任意在先權(quán)利要求的化合物、組合物或用途，其中y和Z是相同的整數(shù)，由此 α-氨基雙環(huán)內(nèi)酰胺環(huán)是非手性的。
11.根據(jù)任意權(quán)利要求1至9的化合物、組合物或用途，其中y和ζ是不相同的整數(shù)，由 此α-氨基雙環(huán)內(nèi)酰胺環(huán)是手性的。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的化合物、組合物或用途，其中ζ是3，并且y是1或2或4_8，由 此該化合物含有7元內(nèi)酰胺環(huán)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11的化合物、組合物或用途，其中ζ是2，并且y是1或3_8，由此該 化合物含有6元內(nèi)酰胺環(huán)。
14.根據(jù)權(quán)利要求3或9的式⑴化合物的用途，其中所要調(diào)節(jié)的GPCR選自下組腎 上腺素受體、內(nèi)皮素受體、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、促代謝性谷氨酸受體、乙酰膽堿受體、C5 α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(PAR)、生長(zhǎng)抑素受體、血管 緊張素受體、縮膽囊肽受體或褪黑激素受體。
15.治療、改善或預(yù)防選自下組的疾病或病癥癥狀的方法高血壓、動(dòng)脈粥樣硬化、哮 喘、肥胖、神經(jīng)變性障礙、自身免疫障礙或精神病癥，該方法對(duì)患者給予有效量的如任意權(quán) 利要求1至13所要求保護(hù)的被設(shè)計(jì)用來(lái)調(diào)節(jié)GPCR活性的化合物、組合物或藥物。
16.由文庫(kù)要素組成或者富集文庫(kù)要素的文庫(kù)，所述文庫(kù)要素是根據(jù)任意權(quán)利要求1 至13的化合物。
17.涉及在測(cè)定中使用根據(jù)權(quán)利要求16的文庫(kù)的方法，所述測(cè)定以篩選鑒定通過(guò)GPCR 調(diào)節(jié)傳導(dǎo)信號(hào)的活性劑為目的。
18.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所鑒定的活性劑是一種或多種GPCR的拮抗劑。
19.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中所鑒定的活性劑是一種或多種GPCR的激動(dòng)劑。
20.根據(jù)權(quán)利要求17的方法，其中該GPCR選自下組腎上腺素受體、內(nèi)皮素受體、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、促代謝性谷氨 酸受體、乙酰膽堿受體、C5 α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(PAR)、生長(zhǎng)抑素受體、血管緊張素受體、縮膽囊肽受體或 褪黑激素受體。
全文摘要
本發(fā)明涉及富集G-蛋白偶聯(lián)類受體(GPCR)成員的激動(dòng)劑和拮抗劑的化合物文庫(kù)的生成。該文庫(kù)含有通式(I)化合物，其中y是1至8的任意整數(shù)；z是0至8的任意整數(shù)，其條件是y和z不能同時(shí)為1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是環(huán)烷基或多環(huán)烷基(例如金剛烷基、金剛烷甲基、雙環(huán)辛基、環(huán)己基、環(huán)丙基)；或者Y是環(huán)烯基或多環(huán)烯基；每個(gè)R1獨(dú)立地選自氫或者烷基、鹵代烷基、烷氧基、鹵代烷氧基、鏈烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、帶電烷基氨基三烷基或帶電烷基羧酸酯原子團(tuán)，具有1至20個(gè)碳原子；或者每個(gè)R1獨(dú)立地選自氟、氯、溴、碘、羥基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、帶電氨基三烷基或羧酸酯原子團(tuán)；n是1至m的任意整數(shù)，其中m是環(huán)狀基團(tuán)Y上可允許的最大取代數(shù)；或者，作為替代選擇，R1可以選自肽基原子團(tuán)，例如具有1至4個(gè)肽片段，通過(guò)肽鍵連接在一起(例如1至4個(gè)氨基酸殘基的肽基原子團(tuán))。
文檔編號(hào)A61P25/00GK101967143SQ20101029284
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2005年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月2日
發(fā)明者D·J·格蘭杰, D·J·?？怂?申請(qǐng)人:劍橋企業(yè)有限公司