CN111386283A - 肽抗菌复合物及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本文提供了与肽酶形成共价键的化合物,其中在一些实施方案中,该化合物具有广谱生物活性。在各种实施方案中,化合物通过抑制细菌1型信号肽酶(SPase),一种细菌中的必需蛋白,起作用。还提供了使用本文描述的化合物的药物组合物和治疗方法。
Description
交叉引用
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背景技术
抗生素抗性在当代医学中是一种严重且正在增长的现象,并且已经成为21世纪的主要公共卫生问题。因此,需要新种类的广谱抗生素,尤其是靶向新作用机制的新型广谱抗生素,以治疗具有多重耐药性的病原体。
发明内容
本文所提供的一个方面是一种抑制的肽酶。该抑制的肽酶为信号肽酶(SPase)抑制剂,所述信号肽酶抑制剂与细菌I型SPase、细菌I型SPase同源物,或细菌I型SPase赖氨酸同源物的氨基酸残基形成键。
本文所提供的一个方面是一种抑制的肽。该抑制的肽包括丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体和与赖氨酸的氨基具有键的肽抑制剂。
在另一方面,提供了抑制细菌肽酶的方法,包括使细菌细胞与本文所描述的化合物接触,包括实施方案,或结构式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)或其药学上可接受的盐。
在另一方面,提供了一种抑制细菌细胞的信号蛋白分泌的方法,该方法包括使细胞与本文所描述的化合物接触,包括实施方案,或结构式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)或其药学上可接受的盐。
另一方面,提供了一种治疗细菌感染的方法,包括向有需要的受试者施用治疗有效量的本文所述的化合物,包括实施方案,或结构式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)或其药学上可接受的盐。
在另一方面,提供了一种抑制肽的方法,包括使包含丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体的肽与本文所述的化合物接触,包括实施方案,或结构式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)或其药学上可接受的盐,其中所述化合物与所述二分体或所述三分体中的赖氨酸的氨基形成键。
通过引用并入
本说明书中提及的所有出版物、专利,和专利申请都以相同的程度通过引用并入本文,就如同指示每个单独的出版物、专利,或专利申请被明确和单独地通过引用并入一样。
附图说明
图1。阿龙霉素(arylomycin)A-C16和G0775的化学结构。阴影区域表示N末端脂肽“尾”、阿龙霉素核心大环的酚氧修饰的位置,以及与LepB催化赖氨酸共价结合(engage)的腈亲电体的附着位点。
图2A-2B。G0775抗性。大肠杆菌(E.coli)ATCC 25922、肺炎克雷伯菌(K.pneumoniae)43816、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)PAO1,和鲍曼不动杆菌(A.baumannii)ATCC 17978对G0775的抗性频率(FOR)分别为各个菌株的MIC的4、8和16倍。检测限制(10-10)用虚线表示。显示的数据是至少三个独立实验的平均值。误差棒代表标准偏差(图2A)。LepB靶向映射到G0775-LepB晶体结构上的突变。通过在G0775上以4x MIC接种(plating)过夜,在大肠杆菌ATCC 25922中自发生成点突变。G0775以棒状表示示出(图2B)。
图3A-3C。G0775结合LepB蛋白酶结构域,以与催化赖氨酸146形成不可逆的共价键。具有G0775的LepB的蛋白酶结构域的分辨率的晶体结构表示为与赖氨酸146共价结合的棒(图3A)。LepB与G0775孵育后进行胰蛋白酶消化后,LDYIKR LepB肽片段(SEQ IDNO:5)的LCMS检测(图3B)。在指示的浓度的G0775的存在下进行LepB动力学酶测定。从三个独立的实验中测量了Kinact(0.0007±0.0002s-1)和KI(0.44±0.15M-1s-1),显示的数据点是单个实验中四次重复的平均值(图3C)。
图4A-4C。G0775的体内有效性。用G0775或载体治疗由指示的革兰氏阴性菌种在嗜中性白血球低下小鼠(neutropenic mice)中所引起的大腿感染,并在感染后20小时定量细菌负担(bacterial burden)。在感染期(BID)期间的感染后2小时和11小时以指定剂量皮下递送G0775两次(图4A)。G0775对细菌感染的剂量依赖性抗菌活性,所述细菌感染为由嗜中性白血球低下小鼠肺部中的MDR肺炎克雷伯菌临床分离株(clinical isolate)CDC0106建立的细菌感染。在20小时的感染期(BID)期间的感染开始后2小时和11小时,皮下递送G0775两次(图4B)。腹膜感染肺炎克雷伯菌ATCC43816的小鼠的Kaplan-Meier生存分析。在第0天的感染开始后2小时和11小时皮下递送G0775两次,监测动物生存力(n=8)至84小时(图4C)。图4A和4B中的红色碎线表示代表细菌CFU测定的极限。
图5。当以测量的G0775 MIC(0.125μg/ml)的0.25、1、4和16倍进行测量时,大肠杆菌ATCC 25922的时间-杀灭(time-kill)。所示的每毫升的菌落形成单位(CFU)数据是至少三个独立实验的平均值,误差棒代表SD。
图6。来自PDB 1T7D的LepB-G0775和LepB-阿龙霉素的叠加。
图7。G0775腈与赖氨酸146之间的共价脒键形成的反应机理。
图8A-8B。G0775-LepB共结构的电子密度和空间基团。LepB-G0775复合物在空间基团I4中结晶,在不对称单元中具有两个分子(图8A)。不对称单元中每个抑制剂分子的2fofc电子密度(图8B)。
图9A-9C。针对挑战组(challenge panel)进行测量的G0775 MIC值;该挑战组为从疾病控制和预防中心(CDC)获得的49种多重耐药的临床分离株。
图10A-10B。使用全基因组测序识别的肺炎克雷伯菌CDC 0106中的耐药性遗传决定因素(genetic determinants)。*由CDC确定的MIC。与基因泰克公司确定的MIC不同,并报告于表2中。
具体实施方式
I.定义
本文使用的缩写在化学和生物学领域内具有其常规含义。本文阐述的化学结构和化学式是根据化学领域已知的化学价的标准规则构造的。
当取代基由其从左至右书写的常规化学式指定时,它们同样涵盖由从右至左书写结构而产生的化学上相同的取代基,例如-CH2O-等同于-OCH2-。
本文所使用的术语“约”在指数值或范围时,允许该值或范围有一定的变化程度,例如在所述值或所述范围限定的10%之内或5%之内。
除非另有说明,所有百分比组成均为重量百分比。
除非另有说明,否则聚合物的所有平均分子量均为重均分子量。
如本文使用的“个体”(如在治疗的对象中)是指哺乳动物和非哺乳动物。哺乳动物包括例如人类;非人类灵长类动物,例如猿和猴;和非灵长类动物,例如狗、猫、牛、马、绵羊,和山羊。非哺乳动物包括例如鱼和鸟。
术语“疾病”或“障碍(disorder)”或“病状(malcondition)”可互换使用,并且用于指细菌SPase在与疾病或病状有关的生化机制中起作用的疾病或情况,从而在治疗上通过作用于酶可以达到有益的效果。“作用于”SPase可包括与SPase结合和/或抑制SPase的生物活性。
术语“有效量”,当用于描述对患有障碍的个体的治疗时,是指本文所述的化合物的量,其有效抑制个体组织中的SPase或以其它方式作用于个体组织中的SPase,其中参与该障碍的SPase是活跃的,其中这种抑制或其它作用发生的程度足以产生有益的治疗效果。
本文所使用的术语“基本”是指完全或几乎完全;例如,“基本不含”某组分的组合物要么不包含该组分,要么包含痕量,该组合物的任何相关功能特性都不受该痕量存在的影响,或者“基本纯净”的化合物是指仅有可忽略不计的杂质存在。
“化学上可行的”是指不违反通常理解的有机结构规则的键合安排或化合物;例如,在权利要求的定义内的在某些情况下将含有本质上将不存在的五价碳原子的结构应理解为不在权利要求内。本文所公开的结构旨在仅包括“化学上可行的”结构;任何例如在显示具有可变原子或基团的结构中所列举的化学上不可行的结构不旨在于本文中公开或要求保护。
当取代基被指定为原子或具有指定身份的原子,“或键”时,构造在取代基是“一个键”时是指与指定取代基紧紧相邻的基团彼此以化学上可行的键结构造直接连接。
除非具体指示特定立体化学或同分异构形式,否则意指结构的所有手性、非对映异构、外消旋形式。本文所描述的化合物可包括如由描述显而易见的在任何或所有不对称原子处以任何程度的富集进行富集或分离(resolved)的光学异构体。外消旋与非对映异构混合物两者以及单个光学异构体均可被分离或合成为基本上不含其对映异构搭配物或非对映异构搭配物,并且这些全部均在本发明范围内。
与自然界中原子的自然同位素分布不同的分子中一个或多个原子的同位素形式的包含被称为分子的“同位素标记形式”。除非指出原子的特定同位素形式,否则原子的所有同位素形式都包括在任何分子的组成中,作为选择。例如,分子中的任何氢原子或其组可以是氢的任何同位素形式,即任何组合的氕(1H)、氘(2H),或氚(3H)。类似地,分子中的任何碳原子或其组可以是碳的任何同位素形式,例如11C、12C、13C,或14C,或分子中的任何氮原子或其组可以是任何氮的同位素形式,例如13N、14N,或15N。分子可在组成分子的组成原子中包括同位素形式的任何组合,构成分子的每个原子的同位素形式是独立选择的。在化合物的多分子样品中,并非每个分子都必须具有相同的同位素组成。例如,化合物的样品可以包括含有各种不同同位素组成的分子,例如在氚或14C放射性标记的样品中,其中组成宏观样品的分子组中只有一部分包含放射性原子。还应理解,许多本身没有人工同位素富集的元素是天然同位素形式的混合物,例如14N和15N,32S和34S等。本文所述的分子定义为在分子的每个位置包括其所有组成元素的同位素形式。如本领域中众所周知的,可以通过化学合成的常规方法制备同位素标记的化合物,除了取代同位素标记的前体分子。放射性标记的同位素或稳定的同位素可以通过本领域已知的任何方法获得,例如通过在核反应堆中通过中子吸收前体核素、通过回旋加速器反应,或通过同位素分离(例如通过质谱法)产生。根据需要,将同位素形式掺入任何特定合成途径中的前体中。例如,可以使用在核反应堆中产生的中子来制备14C和3H。核转化后,将14C和3H掺入前体分子中,然后根据需要进行进一步加工。
本文所使用的术语“氨基保护基”或“N-保护的”是指旨在保护氨基免于在合成过程中发生不希望的反应的那些基团,其随后可被除去以显露胺。常用的氨基保护基公开于Protective Groups in Organic Synthesis,Greene,T.W.;Wuts,P.G.M.,John Wiley&Sons,New York,NY,(第三版,1999)。氨基保护基包括酰基,例如甲酰基、乙酰基、丙酰基、新戊酰基、叔丁基乙酰基、2-氯乙酰基、2-溴乙酰基、三氟乙酰基、三氯乙酰基、邻硝基苯氧基乙酰基、α-氯丁酰基、苯甲酰基、4-氯苯甲酰基、4-溴苯甲酰基、4-硝基苯甲酰基等;磺酰基,例如苯磺酰基、对甲苯磺酰基等;烷氧基或芳氧基羰基(与受保护的胺形成氨基甲酸酯),例如苄氧基羰基(Cbz)、对氯苄氧基羰基、对甲氧基苄氧基羰基、对硝基苄氧基羰基、2-硝基苄氧基羰基、对溴苄氧基羰基、3,4-二甲氧基苄氧基羰基、3,5二甲氧基苄氧基羰基、2,4-二甲氧基苄氧基羰基、4-甲氧基苄氧基羰基、2-硝基-4,5-二甲氧基苄氧基羰基、3,4,5-三甲氧基苄氧基羰基、1-(对联苯基)-1-甲基乙氧基羰基、α,α-二甲基-3,5-二甲氧基苄氧基羰基、二苯甲氧羰基(benzhydryloxycarbonyl)、叔丁氧羰基(Boc)、二异丙基甲氧羰基、异丙氧羰基、乙氧羰基、甲氧羰基、烯丙氧羰基(Alloc)、2,2,2-三氯乙氧羰基、2-三甲基甲硅烷基乙氧羰基(Teoc)、苯氧羰基、4-硝基苯氧羰基、芴基-9-甲氧羰基(Fmoc)、环戊氧基羰基、金刚烷氧羰基、环己基氧羰基、苯硫基羰基等;芳烷基,例如苄基、三苯甲基、苄氧基甲基等;以及甲硅烷基,例如三甲基甲硅烷基等。胺保护基还包括环状氨基保护基,例如邻苯二甲酰基和二硫代琥珀酰亚胺基,其将氨基氮结合到杂环中。通常,氨基保护基包括甲酰基、乙酰基、苯甲酰基、新戊酰基、叔丁基乙酰基、苯磺酰基、Alloc、Teoc、苄基、Fmoc、Boc和Cbz。为手头的合成任务选择和使用合适的氨基保护基完全在普通技术人员的技术能力范围内。
本文所使用的术语“羟基保护基”或“O-保护的”是指旨在保护OH基免于在合成过程中发生不希望的反应的那些基团,其随后可被除去以显露胺。常用的羟基保护基公开于Protective Groups in Organic Synthesis,Greene,T.W.;Wuts,P.G.M.,John Wiley&Sons,New York,NY,(第三版,1999)。羟基保护基包括酰基,例如甲酰基、乙酰基、丙酰基、新戊酰基、叔丁基乙酰基、2-氯乙酰基、2-溴乙酰基、三氟乙酰基、三氯乙酰基、邻硝基苯氧基乙酰基、α-氯丁酰基、苯甲酰基、4-氯苯甲酰基、4-溴苯甲酰基、4-硝基苯甲酰基等;磺酰基,例如苯磺酰基、对甲苯磺酰基等;酰氧基(与受保护的胺形成氨基甲酸酯),例如苄氧基羰基(Cbz)、对氯苄氧基羰基、对甲氧基苄氧基羰基、对硝基苄氧基羰基、2-硝基苄氧基羰基、对溴苄氧基羰基、3,4-二甲氧基苄氧基羰基、3,5二甲氧基苄氧基羰基、2,4-二甲氧基苄氧基羰基、4-甲氧基苄氧基羰基、2-硝基-4,5-二甲氧基苄氧基羰基、3,4,5-三甲氧基苄氧基羰基、1-(对联苯基)-1-甲基乙氧基羰基、α,α-二甲基-3,5-二甲氧基苄氧基羰基、二苯甲氧羰基(benzhydryloxycarbonyl)、叔丁氧羰基(Boc)、二异丙基甲氧羰基、异丙氧羰基、乙氧羰基、甲氧羰基、烯丙氧羰基(Alloc)、2,2,2-三氯乙氧羰基、2-三甲基甲硅烷基乙氧羰基(Teoc)、苯氧羰基、4-硝基苯氧羰基、芴基-9-甲氧羰基(Fmoc)、环戊氧基羰基、金刚烷氧羰基、环己基氧羰基、苯硫基羰基等;芳烷基,例如苄基、三苯甲基、苄氧基甲基等;以及甲硅烷基,例如三甲基甲硅烷基等。为手头的合成任务选择和使用合适的羟基保护基完全在普通技术人员的技术能力范围内。
通常,“取代的”是指本文所定义的有机基团,其中与该有机基团中所含的氢原子的一个或多个键被与非氢原子的一个或多个键所取代,所述的非氢原子例如但不限于:卤素(即F、Cl、Br,和I);例如以下这些基团中的氧原子:羟基、烷氧基、芳氧基、芳烷氧基、氧代(羰基)基(oxo(carbonyl)groups)、包括羧酸,羧酸盐和羧酸酯在内的羧基;例如以下这些基团中的硫原子:硫醇基、烷基硫醚基和芳基硫醚基、亚砜基、砜基、磺酰基,和磺酰胺基;例如以下这些基团中的氮原子:胺基、羟胺基、腈基、硝基、N-氧化物基团、酰肼基、叠氮基和烯胺基;以及其它各种杂原子。可以与取代的碳(或其它)原子键合的取代基的非限制性实例包括:F、Cl、Br、I、OR’、OC(O)N(R’)2、CN、NO、NO2、ONO2、叠氮基、CF3、OCF3、R’、O(氧代)、S(硫代)、C(O)、S(O)、甲二氧基、乙二氧基、N(R’)2、SR’、SOR’、SO2R’、SO2N(R’)2、SO3R’、C(O)R’、C(O)C(O)R’、C(O)CH2C(O)R’、C(S)R’、C(O)OR’、OC(O)R’、C(O)N(R’)2、OC(O)N(R’)2、C(S)N(R’)2、(CH2)0-2N(R’)C(O)R’、(CH2)0-2N(R’)N(R’)2、N(R’)N(R’)C(O)R’、N(R’)N(R’)C(O)OR’、N(R’)N(R’)CON(R’)2、N(R’)SO2R’、N(R’)SO2N(R’)2、N(R’)C(O)OR’、N(R’)C(O)R’、N(R’)C(S)R’、N(R’)C(O)N(R’)2、N(R’)C(S)N(R’)2、N(COR’)COR’、N(OR’)R’、C(=NH)N(R’)2、C(O)N(OR’)R’,或C(=NOR’)R’,其中R'可以是氢或基于碳的部分(moieety),并且其中该基于碳的部分本身可以被进一步取代。
当取代基是单价的,例如F或Cl时,其与被其取代的原子通过单键键合。当取代基大于一价,例如二价取代基O时,其可与被其取代的原子通过一个以上的键键合,即二价的取代基通过一个双键键合。例如,被O取代的C形成羰基,C=O,也可以写成“CO”、“C(O)”,或“C(=O)”,其中C和O以双键键合。当碳原子被双键的氧(=O)基团取代时,该氧取代基被称为“氧代”基团。当诸如NR的二价取代基与碳原子双键键合时,所得的C(=NR)基团被称为“亚氨基”基团。当诸如S的二价取代基与碳原子双键键合时,所得的C(=S)基团被称为“硫代羰基”基团。
替代地,诸如O、S、C(O)、S(O),或S(O)2的二价取代基可以通过两个单键连接至两个不同的碳原子。例如,O,一个二价取代基,可以与两个相邻的碳原子中的每一个键合以提供一个环氧基,或者O可以在相邻或不相邻的碳原子之间形成一个桥接醚基,称为“氧基(oxy)”基团,例如,桥接环己基的1,4-碳以形成[2.2.1]-氧杂二环系统。此外,任何取代基都可以通过接头(linker),例如(CH2)n或(CR’2)n(其中n为1、2、3或更大,并且每个R’独立地选择)与碳或其它原子键合。
C(O)和S(O)2基团可以结合至一个或两个杂原子(例如氮),而非与碳原子结合。例如,当C(O)基团与一个碳原子和一个氮原子键合时,所得的基团称为“酰胺”或“羧酰胺”。当C(O)基团结合至两个氮原子时,该官能团称为脲。当S(O)2基团与一个碳原子和一个氮原子结合时,所得单元称为“磺酰胺”。当S(O)2基团与两个氮原子键合时,所得单元称为“氨基磺酸盐”。
取代的烷基、烯基、炔基、环烷基,和环烯基以及其它取代的基团还包括其中与氢原子的一个或多个键被与碳原子或杂原子的一个或多个键(包括双键或三键)所取代的基团;该杂原子例如但不限于:羰基(氧代)、羧基、酯、酰胺、酰亚胺、氨基甲酸酯,和脲基中的氧;亚胺、羟亚胺、肟、腙、脒、胍,和腈中的氮。
取代的环基团(例如取代的环烷基、芳基、杂环基和杂芳基基团)还包括环和稠环系统,其中与氢原子的键被与碳原子的键取代。因此,取代的环烷基、芳基、杂环基和杂芳基也可以被本文所定义的烷基、烯基,和炔基取代。
本文中所使用的术语“环系统”是指包含一个、两个、三个,或更多个环的部分,其可以被非环基团或被其它环系统或这两者所取代,其可为完全饱和的、部分不饱和的、完全不饱和的,或芳族的,并且当环系统包含多于一个环时,这些环可以稠合、桥接,或螺环(spirocyclic)。如本领域所公知的,“螺环”是指其中两个环在单个四面体碳原子上稠合的结构类。
关于本文描述的包含一个或多个取代基的任何基团,应当理解此类基团不包含任何在空间上不切实际和/或在合成上不可行的取代或取代模式。另外,本文所公开的主题的化合物包括由这些化合物的取代产生的所有立体化学异构体。
本文所述化合物内的选定取代基以递归(recursive)的程度存在。在上下文中,“递归取代基”意指取代基可记载其本身的另一情况,或者可记载另一个取代基,该另一个取代基本身记载第一个取代基。由于这种取代基的递归性质,理论上,在任意给定的权利要求中可存在大量。药物化学和有机化学领域的普通技术人员了解这种取代基的总数合理地受限于预期化合物的所需性质。这种性质包括,例如但不限于物理性质(如分子量、溶解度或log P)、应用性质(如对抗预期靶标的活性),以及实用性质(如合成容易度)。
递归取代基为所公开的主题所预期的方面。药物和有机化学领域的普通技术人员了解这种取代基的多功能性。就所公开的主题的权利要求中存在递归取代基的程度而言,应该如上所述确定总数。
术语“烷基”本身或作为另一取代基的一部分,除非另有说明,是指有指定碳原子数的(即C1-C10表示1至10个碳)直链(即无支链)碳链或直链碳链或其组合,其可以是完全饱和的、单不饱和的或多不饱和的,并且可以包括单价,二价和多价自由基。烷基是未环化的链。饱和烃自由基的实例包括但不限于诸如以下基团:甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、异丁基、仲丁基、(环己基)甲基,它们的同系物和异构体,例如正戊基、正己基、正庚基、正辛基等。不饱和烷基是具有一个或多个双键或三键的烷基。不饱和烷基的实例包括但不限于:乙烯基、2-丙烯基、巴豆基(crotyl)、2-异戊烯基、2-(丁二烯基)、2,4-戊二烯基、3-(1,4-戊二烯基)、乙炔基、1-和3-丙炔基、3-丁炔基,以及更高的同系物和异构体。烷氧基是通过氧接头(-O-)连接至分子其余部分的烷基。
术语“烷氧基”是指与烷基连接的氧原子,包括如上文所定义的环烷基。直链烷氧基的实例包括但不限于甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基等。支链烷氧基的实例包括但不限于异丙氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、异戊氧基、异己基氧基等。环状烷氧基的实例包括但不限于环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等。烷氧基可包含键合至氧原子的1至约12-20个碳原子,并且可进一步包含双键或三键,并且还可包含杂原子。例如,烯丙氧基是本文含义内的烷氧基。甲氧基乙氧基也是本文含义内的烷氧基,在其中结构的两个相邻原子被其取代的情况下,甲二氧基也是如此。
术语“硫代烷氧基(thioalkoxy)”是指通过硫原子与母体分子部分连接的先前定义的烷基。
术语“糖基氧基氧基(glycosyloxyoxy)”是指通过氧原子与母体分子部分连接的糖苷。
术语“烷氧基羰基”表示为酯基;即通过羰基(如甲氧基羰基、乙氧基羰基等)连接到母体分子部分的烷氧基。
烷基包括具有1至约20个碳原子,通常为1至12个碳,或者在一些实施方案中为1至8个碳原子的直链烷基和支链烷基和环烷基。直链烷基的实例包括具有1至8个碳原子的烷基,例如甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基,和正辛基。支链烷基的实例包括但不限于异丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、新戊基、异戊基,和2,2-二甲基丙基。本文所使用的术语“烷基”涵盖正烷基、异烷基,和前异烷基,以及烷基的其它支链形式。代表性的取代的烷基可以被以上列出的任何基团(例如氨基、羟基、氰基、羧基、硝基、硫代基、烷氧基,和卤素基团)取代一次或多次。
术语“亚烷基”本身或作为另一取代基的一部分,除非另有说明,是指衍生自烷基的二价基团(radical),所述烷基例如但不限于-CH2CH2CH2CH2-。通常,烷基(或亚烷基)将具有1至24个碳原子,本文优选具有10个或更少碳原子的那些基团。“低级烷基”或“低级亚烷基”是通常具有八个或更少碳原子的较短链烷基或亚烷基。除非另有说明,术语“亚烯基”本身或作为另一取代基的一部分是指衍生自烯烃的二价基团。
术语“羰基”是指C=O。
术语“羧基(carboxy)”和“羟羰基”是指COOH。
除非另外说明,术语“杂烷基”本身或与另一术语组合是指稳定的直链或支链或其组合,包括至少一个碳原子和至少一个杂原子(例如O、N、P、Si,和S),并且其中氮原子和硫原子可以可选地被氧化,而氮杂原子可以可选地被季铵化(quaternized)。杂原子(例如N、S、Si,或P)可以位于杂烷基的任何内部位置或烷基与分子的其余部分连接的位置。杂烷基是未环化的链。例子包括但不限于:-CH2-CH2-O-CH3、-CH2-CH2-NH-CH3、-CH2-CH2-N(CH3)-CH3、-CH2-S-CH2-CH3、-CH2-CH2、-S(O)-CH3、-CH2-CH2-S(O)2-CH3、-CH=CH-O-CH3、-Si(CH3)3、-CH2-CH=N-OCH3、-CH=CH-N(CH3)-CH3、-O-CH3、-O-CH2-CH3,和-CN。多至两个或三个杂原子可以是连续的,例如:-CH2-NH-OCH3和-CH2-O-Si(CH3)3。杂烷基部分可包括一个杂原子(例如O、N、S、Si,或P)。杂烷基部分可以包括两个可选地不同的杂原子(例如O、N、S、Si,或P)。杂烷基部分可以包括三个可选地不同的杂原子(例如O、N、S、Si,或P)。杂烷基部分可包括四个可选地不同的杂原子(例如O、N、S、Si,或P)。杂烷基部分可包括五个可选地不同的杂原子(例如O、N、S、Si,或P)。杂烷基部分可包括多达8个可选地不同的杂原子(例如O、N、S、Si,或P)。
类似地,除非另有说明,术语“杂亚烷基”本身或作为另一取代基的一部分是指衍生自杂烷基的二价基团,所述杂烷基例如但不限于-CH2-CH2-S-CH2-CH2-和-CH2-S-CH2-CH2-NH-CH2-。对于杂亚烷基,杂原子也可以占据一个或两个链末端(例如亚烷氧基、亚烷基二氧基、亚烷基氨基、亚烷基二氨基等)。更进一步,对于亚烷基和杂亚烷基连接基团,该连接基团的化学式的书写方向不暗示该连接基团的方向。例如,式-C(O)2R'-代表-C(O)2R'-和-R'C(O)2-。如上所述,本文所使用的杂烷基基团包括通过杂原子连接至分子其余部分的那些基团,例如-C(O)R'、-C(O)NR'、-NR'R”、-OR'、-SR',和/或-SO2R'。在列举“杂烷基”,接着列举特定的杂烷基基团,例如-NR'R”等时,应理解,术语“杂烷基”和-NR'R”不是累赘的或互斥的。相反,列举特定的杂烷基以增加清晰度。因此,术语“杂烷基”在本文中不应解释为排除特定的杂烷基,例如-NR'R”等。
(环烷基)烷基,也称为环烷基烷基,是如上文所定义的烷基,其中烷基的氢或碳键被连接如上定义的环烷基的键取代。
烯基包括如上定义的直链和支链以及环状烷基,不同之处在于两个碳原子之间存在至少一个双键。因此,烯基具有2至约20个碳原子,并且通常具有2至12个碳,或者在一些实施方案中,具有2至8个碳原子。实例包括但不限于:乙烯基、-CH=CH(CH3)、-CH=C(CH3)2、-C(CH3)=CH2、-C(CH3)=CH(CH3)、-C(CH2CH3)=CH2,环己烯基、环戊烯基、环己二烯基、丁二烯基、戊二烯基,和己二烯基等。
环烯基包括在2个碳之间具有至少一个双键的环烷基。因此,例如,环烯基包括但不限于环己烯基、环戊烯基,和环己二烯基。环烯基可具有3至约8-12个环成员(ringmembers),而在其它实施方案中,环碳原子数为3至5、6,或7。环烷基还包括多环环烷基,例如但不限于:降冰片基(norbornyl)、金刚烷基、冰片基(bornyl)、莰烯基(camphenyl)、异莰烯基(isocamphenyl),和蒈烯基(carenyl),以及稠环,例如但不限于十氢萘基(decalinyl)等,只要它们在环中包含至少一个双键即可。环烯基还包括被如上定义的直链或支链烷基取代的环。
(环烯基)烷基为如上文所定义的烷基,其中烷基的氢或碳键被连接如上定义的环烯基的键取代。
炔基包括直链和支链烷基,不同之处在于两个碳原子之间存在至少一个三键。因此,炔基具有2至约20个碳原子,并且通常具有2至12个碳,或者在一些实施方案中,具有2至8个碳原子。例子包括但不限于:-C≡CH、-C≡C(CH3)、-C≡C(CH2CH3)、-CH2C≡CH、-CH2C≡C(CH3),和-CH2C≡C(CH2CH3)等。
除非另外说明,术语“杂烯基”本身或与另一术语组合是指稳定的直链或支链单不饱和或二不饱和烃基,所述直链或支链单不饱和或二不饱和烃基由所述数目的碳原子和一个或两个选自由O、N,和S所组成的组的杂原子组成,其中氮原子和硫原子可选地被氧化,并且氮杂原子可任选被季铵化。最多可以连续放置两个杂原子。实例包括:-CH=CH-O-CH3、-CH=CH-CH2-OH、-CH2-CH=N-OCH3、-CH=CH-N(CH3)-CH3、-CH2-CH=CH-CH2-SH,和-CH=CH-O-CH2CH2-O-CH3。
除非另外说明,否则术语“环烷基”和“杂环烷基”本身或与其它术语组合分别表示“烷基”和“杂烷基”的环状形式。环烷基和杂环烷基不是芳族的。另外,对于杂环烷基,杂原子可以占据杂环与分子其余部分连接的位置。环烷基的实例包括但不限于:环丙基、环丁基、环戊基、环己基、1-环己烯基、3-环己烯基、环庚基等。杂环烷基的实例包括但不限于1-(1,2,5,6-四氢吡啶基)、1-哌啶基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-吗啉基、3-吗啉基、四氢呋喃-2-基、四氢呋喃-3-基、四氢噻吩-2-基、四氢噻吩-3-基、1-哌嗪基、2-哌嗪基等。单独或作为另一取代基的一部分的“亚环烷基(cycloalkylene)”和“亚杂环烷基(heterocycloalkylene)”是指分别衍生自环烷基和杂环烷基的二价基团。“环烷基”还意指双环烃环和多环烃环,例如双环[2.2.1]庚烷、双环[2.2.2]辛烷等。
除非另有说明,否则术语“卤代”或“卤素”本身或作为另一取代基的一部分表示氟、氯、溴,或碘原子。另外,诸如“卤代烷基”的术语旨在包括单卤代烷基和多卤代烷基。例如,术语“卤代(C1-C4)烷基”包括但不限于氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、4-氯丁基、3-溴丙基等。
除非另有说明,术语“酰基”是指-C(O)R,其中R是取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
除非另有说明,术语“芳基”是指多不饱和芳族烃取代基,其可以是稠合在一起的单环或多环(优选1-3个环)(即稠环芳基)或共价连接的单环或多环。稠合环芳基是指稠合在一起的多个环,其中至少一个稠合环是芳基环。术语“杂芳基”是指包含至少一个杂原子如N、O,或S的芳基(或环),其中氮和硫原子可选地被氧化,并且氮原子可选地被季铵化。因此,术语“杂芳基”包括稠合的环杂芳基基团(即多个稠合在一起的环,其中至少一个稠合的环为杂芳族环)。5,6-稠合的环杂亚芳基(heteroarylene)是指稠合在一起的两个环,其中一个环为5元,另一个环为6元,并且其中至少一个环是杂芳基环。同样地,6,6-稠合的环杂亚芳基是指稠合在一起的两个环,其中一个环为6元,另一个环为6元,并且其中至少一个环是杂芳基环。6,5-稠合的环杂亚芳基是指稠合在一起的两个环,其中一个环为6元,另一个环为5元,并且其中至少一个环是杂芳基环。杂芳基基团可通过碳或杂原子连接至分子的其余部分。芳基和杂芳基基团的非限制性实例包括苯基、萘基、吡咯基、吡唑基、哒嗪基、三嗪基、嘧啶基、咪唑基、吡嗪基、嘌呤基、恶唑基、异恶唑基、噻唑基、呋喃基、噻吩基、吡啶基、嘧啶基、苯并噻唑基(benzothiazolyl)、苯并恶唑基(benzoxazoyl)、苯并咪唑基(benzimidazolyl)、苯并呋喃基、异苯并呋喃基、吲哚基、异吲哚基、苯并噻吩基、异喹啉基、喹喔啉基(quinoxalinyl)、喹啉基、1-萘基、2-萘基、4-联苯基、1-吡咯基、2-吡咯基、3-吡咯基、3-吡唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、吡嗪基、2-恶唑基、4-恶唑基、2-苯基-4-恶唑基、5-恶唑基、3-异恶唑基、4-异恶唑基、5-异恶唑基、2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基、2-呋喃基、3-呋喃基、2-噻吩基、3-噻吩基、2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基、2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-苯并噻唑基、嘌呤基、2-苯并咪唑基、5-吲哚基、1-异喹啉基、5-异喹啉基、2-喹喔啉基、5-喹喔啉基、3-喹啉基,和6-喹啉基。上述每个芳基和杂芳基环系统的取代基选自下文所描述的可接受的取代基。单独或作为另一取代基的一部分的“亚芳基”和“杂亚芳基”分别是指衍生自芳基和杂芳基的二价基团。杂芳基取代基可以-O-键合至环杂原子氮。
芳烷基是如上文所定义的烷基,其中烷基的氢或碳键被与如上定义的芳基连接的键取代。代表性的芳烷基包括苄基和苯乙基以及稠合的(环烷基芳基)烷基,例如4-乙基-茚满基。芳烯基是如上文所定义的烯基,其中烷基的氢或碳键被与如上定义的芳基连接的键取代。
芳基和杂芳基的其它实例包括但不限于:苯基、联苯基、茚基、萘基(1-萘基、2-萘基)、N-羟基四唑基、N-羟基三唑基、N-羟基咪唑基、蒽基(1-蒽基、2-蒽基、3-蒽基)、噻吩基(2-噻吩基、3-噻吩基)、呋喃基(2-呋喃基、3-呋喃基)、吲哚基、恶二唑基、异恶唑基、喹唑啉基、芴基、呫吨基(xanthenyl)、异茚满基(isoindanyl)、二苯甲基(benzhydryl)、吖啶基(acridinyl)、噻唑基、吡咯基(2-吡咯基)、吡唑基(3-吡唑基)、咪唑基(1-咪唑基、2-咪唑基、4-咪唑基、5-咪唑基)、三唑基(1,2,3-三唑-1-基、1,2,3-三唑-2-基、1,2,3-三唑-4-基、1,2,4-三唑-3-基)、恶唑基(2-恶唑基、4-恶唑基、5-恶唑基)、噻唑基(2-噻唑基、4-噻唑基、5-噻唑基)、吡啶基(2-吡啶基、3-吡啶基、4-吡啶基)、嘧啶基(2-嘧啶基、4-嘧啶基、5-嘧啶基、6-嘧啶基)、吡嗪基、哒嗪基(3-哒嗪基、4-哒嗪基、5-哒嗪基)、喹啉基(2-喹啉基、3-喹啉基、4-喹啉基、5-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、8-喹啉基)、异喹啉基(1-异喹啉基、3-异喹啉基、4-异喹啉基、5-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、8-异喹啉基)、苯并[b]呋喃基(2-苯并[b]呋喃基、3-苯并[b]呋喃基、4-苯并[b]呋喃基、5-苯并[b]呋喃基、6-苯并[b]呋喃基、7-苯并[b]呋喃基)、2,3-二氢-苯并[b]呋喃基(2-(2,3-二氢-苯并[b]呋喃基)、3-(2,3-二氢-苯并[b]呋喃基)、4-(2,3-二氢-苯并[b]呋喃基)、5-(2,3二氢-苯并[b]呋喃基)、6-(2,3-二氢-苯并[b]呋喃基)、7-(2,3-二氢-苯并[b]呋喃基)、苯并[b]硫代苯基(2-苯并[b]硫代苯基、3-苯并[b]硫代苯基、4-苯并[b]硫代苯基、5-苯并[b]硫代苯基、6-苯并[b]硫代苯基、7-苯并[b]硫代苯基)、2,3-二氢-苯并[b]硫代苯基、(2-(2,3-二氢-苯并[b]硫代苯基)、3-(2,3-二氢-苯并[b]硫代苯基)、4-(2,3-二氢-苯并[b]硫代苯基)、5-(2,3-二氢-苯并[b]硫代苯基)、6-(2,3-二氢-苯并[b]硫代苯基)、7-(2,3-二氢-苯并[b]硫代苯基)、吲哚基(1-吲哚基、2吲哚基、3-吲哚基、4-吲哚基、5-吲哚基、6-吲哚基、7-吲哚基)、吲唑(1-吲唑基、3-吲唑基、4吲唑基、5-吲唑基、6-吲唑基、7-吲唑基)、苯并咪唑基(1-苯并咪唑基、2-苯并咪唑基、4-苯并咪唑基、5-苯并咪唑基、6-苯并咪唑基、8-苯并咪唑基)、苯并恶唑基(1-苯并恶唑基、2-苯并恶唑基)、苯并噻唑基(1-苯并噻唑基、2-苯并噻唑基、4-苯并噻唑基、5-苯并噻唑基、6-苯并噻唑基、7-苯并噻唑基)、咔唑基(2-咔唑基、3-咔唑基、4-咔唑基)、5H-二苯并[b,f]氮杂庚环(5H dibenz[b,f]azepine)(5H-二苯并[b,f]氮杂庚-1-基、5H-二苯并[b,f]氮杂庚-2-基、5H-二苯并[b,f]氮杂庚-3-基、5H-二苯并[b,f]氮杂庚-4-基、5H-二苯并[b,f]氮杂庚-5-基)、10,11-二氢-5H-二苯并[b,f]氮杂庚环(10,11-二氢-5H-二苯并[b,f]氮杂庚-1-基、10,11-二氢-5H-二苯并[b,f]氮杂庚-2-基、10,11-二氢-5H-二苯并[b,f]氮杂庚-3-基、10,11-二氢-5H-二苯并[b,f]氮杂庚-4-基、10,11-二氢-5H-二苯并[b,f]氮杂庚-5-基)等。
杂环基烷基是如上文所定义的烷基,其中如上文所定义的烷基的氢或碳键被与如上定义的杂环基连接的键取代。代表性的杂环基烷基包括但不限于:呋喃-2-基甲基、呋喃-3-基甲基、吡啶-3-基甲基、四氢呋喃-2-基乙基,和吲哚-2-基丙基。
杂芳基烷基是如上文所定义的烷基,其中烷基的氢或碳键被与如上定义的杂芳基连接的键取代。
杂环基基团或术语“杂环基”包括含有3个或更多个环成员的芳族和非芳族环化合物,其中一个或多个环成员是杂原子,例如但不限于N、O,和S。因此,杂环基可以是杂环烷基或杂芳基,或者如果是多环的,则可以是它们的任何组合。在一些实施方案中,杂环基包括3至约20个环成员,而其它此类基团具有3至约15个环成员。被称为C2-杂环基的杂环基可以是具有两个碳原子和三个杂原子的5-环,具有两个碳原子和四个杂原子的6-环等。同样地,C4-杂环基可以是带有一个杂原子的5-环,带有两个杂原子的6-环,等等。碳原子数加上杂原子数之和等于环原子总数。杂环基环还可包含一个或多个双键。杂芳基环是杂环基的一个实施方案。短语“杂环基基团”包括稠环,包括那些稠合的芳族和非芳族基团。例如,二氧戊环基环(dioxolanyl ring)和苯并二氧戊环基环系(亚甲基二氧苯基环系)均为本文意义内的杂环基。该短语还包括含有杂原子的多环系统,例如但不限于奎宁环基。杂环基可以是未取代的,或可以如上所述被取代。杂环基包括但不限于:吡咯烷基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、吡咯基、吡唑基、三唑基、四唑基、恶唑基、异恶唑基、噻唑基、吡啶基、硫代苯基、苯并噻吩基、苯并呋喃基、二氢苯并呋喃基、吲哚基、二氢吲哚基、氮杂吲哚基、吲唑基、苯并咪唑基、氮杂苯并咪唑基、苯并恶唑基、苯并噻唑基、苯并噻二唑基、咪唑并吡啶基、异恶唑并吡啶基、硫萘基(thianaphthalenyl)、嘌呤基、黄嘌呤基、腺嘌呤基、胍基、喹啉基、异喹啉基、四氢喹啉基,和四氢喹啉基。代表性的取代的杂环基可以被单取代或取代一次以上,例如但不限于被2-、3-、4-、5-,或6-取代的哌啶基或喹啉基或被上文列出的基团二取代的哌啶基或喹啉基。
螺环为两个或更多个环,其中相邻的环通过单个原子连接。螺环内的各个环可以相同或不同。螺环中的各个环可以是取代的或未取代的,并且可以具有与一组螺环中的其它各个环不同的取代基。螺环内单个环的可能取代基是当不属于螺环的一部分时,同一环的可能取代基(例如,环烷基或杂环烷基环的取代基)。螺环可以是取代或未取代的环烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂亚环烷基(heterocycloalkylene),并且螺环基团内的各个环可以是任何先前列出的环,包括所有环为一种类型(例如所有环是取代的杂亚环烷基,其中每个环可以是相同或不同的取代的杂亚环烷基)。当提及螺环系统时,杂环螺环是指一种螺环,其中至少一个环是杂环并且其中每个环可以是不同的环。当提及螺环系统时,取代的螺环是指至少一个环被取代并且每个取代基可以可选地不同。
本文所使用的术语“氧代”是指与碳原子双键连接的氧。
术语“烷基亚芳基”是与亚烷基部分(在本文中也称为亚烷基接头)共价键合的亚芳基部分。在实施方案中,烷基亚芳基具有下式:
烷基亚芳基部分可以在亚烷基部分或亚芳基接头上(例如在碳2、3、4,或6处)被以下取代(例如通过取代基):卤素、氧代、-N3、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-CN、-CHO、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO2CH3、-SO3H、-OSO3H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、取代或未取代的C1-C5烷基或取代或未取代的2至5元杂烷基。在实施方案中,烷基亚芳基是未取代的。
除非另有说明,术语“卤代”或“卤素”或“卤化物”本身或作为另一取代基的一部分是指氟、氯、溴,或碘原子,优选为氟、氯,或溴。
“卤代烷基”包括单卤代烷基、多卤代烷基,和全卤代烷基。多卤代烷基中的所有卤原子可以相同或不同;全卤代烷基中所有氢原子均被卤素原子(例如氟)取代。卤代烷基的实例包括三氟甲基、1,1-二氯乙基、1,2-二氯乙基、1,3-二溴-3,3-二氟丙基、全氟丁基等。
“卤代烷氧基”包括单卤代烷氧基、多卤代烷氧基,和全卤代烷氧基。多卤代烷氧基中的所有卤原子可以相同或不同;全卤代烷氧基中所有氢原子均被卤素原子(例如氟)取代。卤代烷氧基的实例包括三氟甲氧基、1,1-二氯乙氧基、1,2-二氯乙氧基、1,3-二溴-3,3-二氟丙氧基、全氟丁氧基等。
术语“(Cx-Cy)全氟烷基”,其中x<y,是指具有最少x个碳原子和最多y个碳原子的烷基,其中所有氢原子均被氟原子取代。优选的是-(C1-C6)全氟烷基,更优选的是-(C1-C3)全氟烷基,最优选的是-CF3。
术语“(Cx-Cy)全氟亚烷基”,其中x<y,是指具有最少x个碳原子和最多y个碳原子的烷基,其中所有氢原子均被氟原子取代。优选的是-(C1-C6)全氟亚烷基,更优选的是-(C1-C3)全氟亚烷基,最优选的是-CF2-。
术语“芳氧基”和“芳基烷氧基”分别是指在烷基部分与氧原子键合的芳基和与氧原子键合的芳烷基。实例包括但不限于苯氧基、萘氧基,和苄氧基。
本文所使用的术语“酰基”是指包含羰基部分的基团,其中该基团通过羰基碳原子键合。羰基碳原子还与另一个碳原子键合,该另一个碳原子可以是烷基、芳基、芳烷基、环烷基、环烷基烷基(cycloalkylalkyl)、杂环基、杂环基烷基、杂芳基、杂芳基烷基等的一部分。在其中的羰基碳原子与氢键合的特殊情况下,该基团是“甲酰基”,其为本文所定义的酰基。酰基可包含0至约12-20个与羰基键合的额外碳原子。酰基可包含本文含义内的双键或三键。丙烯酰基是酰基的实例。酰基也可以包括本文含义内的杂原子。烟酰基(吡啶基-3-羰基)基团是本文含义内的酰基的实例。其它实例包括乙酰基、苯甲酰基、苯乙酰基、吡啶基乙酰基、肉桂酰基,和丙烯酰基等。当包含与羰基碳原子键合的碳原子的基团包含卤素时,该基团被称为“卤代酰基”基团。一个例子是三氟乙酰基。
术语“胺”包括具有例如式N(基团)3的伯胺、仲胺,和叔胺,其中每个基团可以独立地为H或非H,例如烷基,芳基等。胺包括但不限于R-NH2,例如烷基胺、芳基胺、烷基芳基胺;R2NH,其中独立地选择每个R,例如二烷基胺、二芳基胺、芳烷基胺、杂环基胺等;以及R3N,其中独立地选择每个R,例如三烷基胺、二烷基芳基胺、烷基二芳基胺、三芳基胺等。术语“胺”还包括本文所用的铵离子。
“氨基”是-NH2,-NHR,-NR2,-NR3 +形式的取代基(其中独立地选择每个R)以及其各自的质子化形式(不能被质子化的-NR3 +除外)。因此,可以将任何被氨基取代的化合物视为胺。在本文的含义内的“氨基”可以是伯、仲、叔或季氨基。“烷基氨基”基团包括单烷基氨基、二烷基氨基,和三烷基氨基。
“铵”离子包括未取代的铵离子NH4 +,但是除非另有说明,否则它还包括任何质子化或季铵化形式的胺。因此,盐酸三甲基铵和氯化四甲基铵都是在本文的含义内的铵离子和胺。
术语“酰胺”(或“酰胺基(amido)”)分别包括C-和N-酰胺基团,即C(O)NR2和-NRC(O)R基团。因此,酰胺基包括但不限于伯羧酰胺基(-C(O)NH2)和甲酰胺基(-NHC(O)H)。“甲酰胺基(carboxamido)”或“氨基羰基”是化学式为C(O)NR2的基团,其中R可以是H、烷基、芳基等。
术语“叠氮基”是指N3基团。“叠氮化物”可以是有机叠氮化物或可以是叠氮化物阴离子(N3 -)的盐。术语“硝基”是指键合至有机部分的NO2基团。术语“亚硝基”是指键合至有机部分的NO基团。术语硝酸盐是指键合至有机部分或硝酸根(NO3 -)阴离子的盐的ONO2基团。
术语“氨基甲酸酯(urethane)”(“氨基甲酰基(carbamoyl)”或“氨基甲酰基(carbamyl)”)包括N-和O-氨基甲酸酯基团,即分别为NRC(O)OR和-OC(O)NR2基团。
术语“磺酰胺(sulfonamide)”(或“磺酰胺基(sulfonamido)”)包括S-和N-磺胺基团,即分别为-SO2NR2和-NRSO2R基团。因此,磺胺基包括但不限于氨磺酰基(sulfamoylgroups)(-SO2NH2)。由式-S(O)(NR)-表示的有机硫结构应理解为是亚砜亚胺(sulfoximine),其中氧原子和氮原子均与硫原子键合,硫原子也与两个碳原子键合。
术语“脒”或“脒基”包括式为-C(NR)NR2的基团。通常,脒基是-C(NH)NH2。
术语“胍”或“胍基”包括式为-NRC(NR)NR2的基团。通常,胍基为-NHC(NH)NH2。
术语“衍生自糖的环”是指通过从任何糖的两个羟基去除氢原子而形成环的化合物。
本领域公知的“盐”包括离子形式的、与抗衡离子结合的有机化合物,例如羧酸、磺酸,或胺。例如,阴离子形式的酸可与阳离子(如金属阳离子,例如钠、钾等)形成盐;与铵盐如NH4+或各种胺的阳离子(包括四烷基铵盐如四甲基铵)形成盐,或其它阳离子如三甲基锍盐等形成盐。“药学上可接受的”或“药理学上可接受的”盐是由已被批准用于人类消费且通常无毒的离子形成的盐,例如氯盐或钠盐。“两性离子”是内盐,例如可以形成在具有至少两个可电离基团的分子中,所述的两个可电离基团一个形成阴离子,另一个形成阳离子,它们相互平衡。例如,诸如甘氨酸的氨基酸可以两性离子形式存在。“两性离子”是本文含义内的盐。本文所述的化合物可以采取盐的形式。术语“盐”包括本文描述的化合物的游离酸或游离碱的加成盐。盐可以是“药学上可接受的盐”。术语“药学上可接受的盐”是指具有在药物应用中有用的范围内的毒性特征的盐。然而,药学上不可接受的盐可以具有诸如高结晶度的性质,其在本公开的实践中具有实用性,例如在本公开的化合物的合成、纯化或配方过程中的实用性。
合适的药学上可接受的酸加成盐可以由无机酸或有机酸制备。无机酸的实例包括盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硝酸、碳酸、硫酸和磷酸。合适的有机酸可以选自脂族、脂环族、芳族、芳脂族、杂环、羧酸和磺酸类的有机酸,其实例包括甲酸、乙酸、丙酸、琥珀酸、乙醇酸、葡萄糖酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、抗坏血酸、葡糖醛酸、马来酸、富马酸、丙酮酸、天冬氨酸、谷氨酸、苯甲酸、邻氨基苯甲酸、4-羟基苯甲酸、苯乙酸、苦杏仁酸、扑酸(embonic acid,pamoic acid)、甲磺酸、乙磺酸、苯磺酸、泛酸、三氟甲磺酸、2-羟基乙磺酸、对甲苯磺酸、磺胺酸、环己基氨基磺酸、硬脂酸、褐藻酸、β-羟基丁酸、水杨酸、半乳糖酸和半乳糖醛酸。药学上不可接受的酸加成盐的实例包括,例如,高氯酸盐和四氟硼酸盐。
本公开的化合物的合适的药学上可接受的碱加成盐包括,例如,金属盐,包括碱金属盐、碱土金属盐和过渡金属盐,例如钙盐、镁盐、钾盐、钠盐和锌盐。药学上可接受的碱加成盐还包括由碱性胺制成的有机盐,所述的碱性胺例如:N,N’-二苄基乙二胺、氯普鲁卡因、胆碱、二乙醇胺、乙二胺、葡甲胺(N-甲基葡糖胺)和普鲁卡因。药学上不可接受的碱加成盐的实例包括锂盐和氰酸盐。尽管药学上不可接受的盐通常不能用作药物,但此类盐可能是有用的,例如在合成式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)化合物(包括实施方案)时用作中间体,例如在其通过重结晶的纯化中。所有这些盐可以通过常规方式由根据式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)化合物(包括实施方案)的相应化合物制备,例如通过使合适的酸或碱与式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)化合物(包括实施方案)反应。术语“药学上可接受的盐”是指无毒的无机酸或有机酸和/或碱加成盐,参见,例如,Lit et al.,Salt Selection for Basic Drugs(1986),Int J.Pharm.,33,201-217,通过引用并入本文。
“水合物”是存在于具有水分子的组合物中的化合物。该组合物可以包含化学计量量的水,例如一水合物或二水合物,或可以包含随机量的水。本文所使用的术语“水合物”是指固体形式,即:水溶液中的化合物虽然可以被水合,但并非如本文所使用的术语所指的水合物。
“溶剂合物”是类似的组合物,不同之处在于用水以外的溶剂代替水。例如,甲醇或乙醇可以形成“醇盐”,其也可以是化学计量的或非化学计量的。如本文所使用的术语“溶剂合物”是指固体形式,即:在溶剂中的溶液中的化合物虽然可以被溶剂化,但并非如本文所用的溶剂合物。
本领域众所周知的“前药”是可以施用于患者的物质,其中该物质通过患者体内的生物化学物质(例如酶)的作用在体内转化为活性药物成分。前药的实例包括羧酸基团的酯,其可以被人类和其它哺乳动物的血液中的内源性酯酶水解。前药的其它实例包括可以在生理条件下水解以提供相应的硼酸的硼酸酯。选择和制备合适的前药衍生物的常规方法描述于,例如:“Design of Prodrugs”,ed.H.Bundgaard,Elsevier,1985。
另外,当根据马库什基团描述本公开的特征或方面时,本领域技术人员将认识到,当前描述的化合物也由此以马库什集团的任何单个成员或成员的子组来描述。例如,如果将X描述为选自由溴、氯,和碘组成的组,则已充分描述了X为溴的权利要求和X为溴和氯的权利要求。此外,当根据马库什基团描述本公开的特征或方面时,本领域技术人员将认识到,本公开也由此以马库什基团的单个成员或成员的子组的任何组合来描述。因此,例如,如果X被描述为选自由溴、氯,和碘组成的组,并且Y被描述为选自由甲基、乙基,和丙基所组成的组,则已充分描述了X为溴,Y为甲基。
如果将必须是整数的变量的值(例如烷基中的碳原子数或环上的取代基的数目)描述为范围,例如0-4,这意味着是该值可以是0到4之间的任何整数,包括0、1、2、3,或4。
在各实施方案中,例如在本发明方法中使用的化合物或化合物组可以是以上列出的实施方案的任何组合和/或子组合中的任一。
在各实施方案中提供了如任何实施例中所示出的化合物中或示例性化合物中的化合物。
条件(provisos)可以应用于所公开的任何类别或实施例,其中可以将任何上文所公开的实施例或物种(species)排除在这样的类别或实施例之外。
本公开的内容还包括根据式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)化合物(包括实施方案)的分离的化合物。表述“分离的化合物”是指式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)化合物(包括实施方案)的制剂,或根据式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)化合物(包括实施方案)的化合物的混合物,其中已从在一种或多种化合物的合成中使用的试剂和/或形成的副产物中分开分离的化合物。“分离的”并不意味着该制剂在技术上是纯的(均质的),而是其足够纯净,可以形成可用于治疗的形式的化合物。优选地,“分离的化合物”是指式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)化合物(包括实施方案)的制剂,或根据式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)化合物(包括实施方案)的化合物的混合物,其包含命名的化合物或根据式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)化合物(包括实施方案)的化合物的混合物,其量为总重量的至少10%重量。优选地,制剂包含占制剂总重量的至少50重量%的所述命名的化合物或化合物的混合物;更优选地为制剂总重量的至少80重量%;且最优选为制剂总重量的至少90重量%、至少95重量%,或至少98重量%。
可以从它们的反应混合物中分离本文描述的化合物和中间体,并通过标准技术纯化,例如过滤、液液萃取、固相萃取、蒸馏、重结晶或色谱法,包括快速柱色谱法或HPLC。
本文所述化合物中的异构和互变异构
互变异构
在本公开内,应理解,式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)化合物,包括实施方案,或其盐可能表现出互变异构现象,由此两种化合物通过在两个原子之间交换氢原子而能够容易地相互转化,所述的两个原子中的任一与该氢原子形成共价键。由于互变异构化合物彼此处于流动平衡状态,因此它们可以被视为同一化合物的不同异构形式。应当理解,本说明书中的公式图只能代表可能的互变异构形式中的一种。然而,还应理解,本公开内容涵盖任何互变异构形式,并且不仅限于在公式图中使用的任何一种互变异构形式。本说明书中的公式图仅可代表可能的互变异构形式中的一种,并且应理解的是,说明书涵盖了所绘制的化合物的所有可能的互变异构形式,而不仅是在本文中能够方便地以图形方式示出的那些形式。例如,互变异构可通过如波浪线所示键合的吡唑基来表现。虽然两个取代基都被称为4-吡唑基,但是很明显在每个结构中,不同的氮原子带有氢原子。
这种互变异构现象也可以在取代的吡唑上发生,所述的取代的吡唑为例如:3-甲基吡唑、5-甲基吡唑,或3,5-二甲基吡唑。互变异构的另一个例子是酰胺基-亚胺基(amido-imido)(环状时为内酰胺-内酰亚胺(lactam-lactim))互变异构,例如在带有与环氮原子相邻的环氧原子的杂环化合物中所见。例如,以下的平衡是互变异构的一个例子:
因此,本文描述为一个互变异构体的结构旨在还包括另一互变异构体。
旋光异构
应理解,当本公开的化合物包含一个或多个手性中心时,所述化合物可以存在为或分离为纯对映体形式或非对映体形式或外消旋混合物。因此,本公开包括本文所述化合物的任何可能的对映异构体、非对映异构体,外消旋体或它们的混合物。
由于手性中心的存在而产生的异构体包括一对不可重叠的异构体,称为“对映异构体”。纯化合物的单一对映体具有光学活性,即它们能够旋转平面偏振光的平面。单一对映体根据Cahn Ingold Prelog系统指定。取代基的优先级基于原子量进行排序,通过系统性的步骤确定的原子量越高,优先级越高。一旦确定了这四个基团的优先级,就对分子进行定向,从而使最低等级的组远离观察者。然后,如果其它基团的降序顺序以顺时针行进,则将分子标记为(R);如果其它基团的降序以逆时针行进,则将分子标记为(S)。在下面的示例中,Cahn Ingold Prelog排名为A>B>C>D。排名最低的原子D远离观察者。
本公开意在涵盖非对映异构体及其外消旋形式和拆分形式、纯非对映异构形式和纯对映异构形式及其盐。非对映体对可以通过已知的分离技术来拆分,包括正相和反相色谱法以及结晶。
“分离的旋光异构体”是指已从相同公式的相应的旋光异构体中基本上提纯的化合物。优选地,分离的异构体的纯度为至少约80重量%,更优选为至少90重量%,甚至更优选为至少98重量%,最优选为至少约99重量%。
分离的旋光异构体可以通过公知的手性分离技术从外消旋混合物中提纯。根据一种这样的方法,本文所述的化合物的外消旋混合物或其手性中间体通过使用合适的手性柱,通过HPLC分离成纯度为99重量%的光学异构体;所述手性柱为,例如,系列色谱柱的成员(Daicel Chemical Industries,Ltd.,日本东京)。根据制造商的说明进行操作该手性柱。
旋转异构
应当理解,由于绕酰胺键连接的旋转受限(如下所示)的化学性质(即,共振使C-N键具有一些双键特性),有可能观察到单独的旋转异构体物种,甚至在在某些情况下,可以分离此类物种(请参见下文)。还应理解,某些结构要素(包括酰胺氮上的位阻效应或取代基)可以增强旋转异构体的稳定性,以至于化合物可以作为单个稳定的旋转异构体被分离并无限期地存在。因此,本公开的内容包括在癌症或其它增生性疾病状态的治疗中具有生物活性的任何可能的式(I)的稳定的旋转异构体。
区域异构
在一些实施方案中,本文所述的化合物在芳族环上具有取代基的特定空间排列,这与化合物类别所显示的结构活性关系有关。通常,这种取代基安排由编号系统表示;但是,不同环系统之间的编号系统通常不一致。在六元芳族体系中,空间排列由常见的术语“对”表示1,4取代,“间”表示1,3取代,“邻”表示1,2取代,如下所示。
在各种实施方案中,例如在本发明化合物中或用于本发明方法中的所述化合物或化合物组可以是上述实施方案的任何组合和/或子组合中的任何一种。
上文的每个术语(例如,“烷基”、“杂烷基”、“环烷基”、“杂环烷基”、“芳基”,和“杂芳基”)包括所示基团的取代和未取代形式。下面提供了每种基团的优选取代基。
烷基和杂烷基(包括通常被称为亚烷基、烯基、杂亚烷基、杂烯基、炔基、环烷基、杂环烷基、环烯基,和杂环烯基的那些基团)的取代基可以是选自以下多种基团中的一种或多种,但不限于此:-OR'、=O、=NR'、=N-OR'、-NR'R”、-SR'、-卤素、-SiR'R”R”'、-OC(O)R'、-C(O)R'、-CO2R'、-CONR'R”、-OC(O)NR'R”、-NR”C(O)R'、-NR'-C(O)NR”R”'、-NR”C(O)2R'、-NR-C(NR'R”R”')=NR””、-NR-C(NR'R”)=NR”'、-S(O)R'、-S(O)2R'、-S(O)2NR'R”、-NRSO2R'、-NR'NR”R”'、-ONR'R”、-NR'C(O)NR”NR”'R””、-CN、-NO2、-NR'SO2R”、-NR'C(O)R”、-NR'C(O)-OR”、-NR'OR”,取代基数量范围从0到(2m'+1),其中m'是基团中的碳原子总数。R、R'、R”、R”',和R””各自优选独立地指氢、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基(例如芳基被1-3个卤素取代)、取代或未取代的杂芳基、取代或未取代的烷基、烷氧基,或硫代烷氧基,或芳基烷基。例如,当本文描述的化合物包括一个以上的R基团时,每个R基团是独立选择的,正如当多于一个以上的R'、R”、R”',和R””基团存在时,其每一个也是独立选择的。当R'和R”与相同的氮原子连接时,它们可以与氮原子结合形成4、5、6,或7元环。例如,-NR'R”包括但不限于1-吡咯烷基和4-吗啉基。从对取代基的上述讨论中,本领域技术人员将理解,术语“烷基”包括与除氢基团以外的基团结合的含碳原子的基团,所述除氢基团以外的基团例如卤代烷基(例如-CF3和-CH2CF3)及酰基(例如-C(O)CH3、-C(O)CF3、-C(O)CH2OCH3等)。
类似于针对烷基基团所述的取代基,芳基和杂芳基的取代基是各种各样的,并且选自例如:-OR'、-NR'R”、-SR'、-卤素、-SiR'R”R”'、-OC(O)R'、-C(O)R'、-CO2R'、-CONR'R”、-OC(O)NR'R”、-NR”C(O)R'、-NR'-C(O)NR”R”'、-NR”C(O)2R'、-NR-C(NR'R”R”')=NR””、-NR-C(NR'R”)=NR”'、-S(O)R'、-S(O)2R'、-S(O)2NR'R”、-NRSO2R'、-NR'NR”R”'、-ONR'R”、-NR'C(O)NR”NR”'R””、-CN、-NO2、-R'、-N3、-CH(Ph)2、氟(C1-C4)烷氧基,和氟(C1-C4)烷基、-NR'SO2R”、-NR'C(O)R”、-NR'C(O)-OR”、-NR'OR”,其数量范围为零至芳族环系统的开放价(openvalences)总数;并且其中R、R'、R”、R”',和R””各自优选独立地指氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,以及取代或未取代的杂芳基。例如,当本文描述的化合物包括一个以上的R基团时,每个R基团是独立选择的,正如当多于一个以上的R'、R”、R”',和R””基团存在时,其每一个也是独立选择的。
环的取代基(例如环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基、亚环烷基、杂亚环烷基、亚芳基,或杂亚芳基)可被描述为环上的取代基,而不是环的特定原子上的取代基(通常称为浮动取代基)。在这种情况下,取代基可以连接至任何环原子(遵守化学价的规则),并且在稠环或螺环的情况下,取代基被描绘为与稠环或螺环的一个成员结合(单个环上的浮动取代基),可以是任何稠合环或螺环上的取代基(多个环上的浮动取代基)。当取代基连环非一个特定的原子上(浮动取代基),并且该取代基的下标是大于1的整数时,多个取代基可以位于同一原子、同一环、不同原子、不同稠环、不同螺环,且每个取代基可以可选地不同。当环与分子其余部分的连接点不限于单个原子时(浮动取代基),该连接点可以是该环的任何原子,并且在稠环或螺环的情况下,可以是遵守化学价规则情况下的任何稠环或螺环上的任何原子。当环、稠环,或螺环包含一个或多个环杂原子,且该环、稠环,或螺环显示具有多一个浮动取代基(包括但不限于与分子其余部分的连接点)时,则该浮动取代基可键合至杂原子。在具有浮动取代基的结构中,在环杂原子显示与一个或多个氢键合(例如,环氮,其两个键连接环原子,第三个键与连接氢)处,当杂原子与浮动取代基键合时,取代基应理解为取代氢,同时遵守化学价的规则。
两个或更多个取代基可以可选地相连,以形成芳基、杂芳基、环烷基,或杂环烷基。尽管不是必须的,但是通常发现这种所谓的成环取代基连接于环状基础结构。在一个实施方案中,成环取代基连接至基础结构的相邻成员。例如,连接至环状基础结构的相邻成员的两个成环取代基产生稠合的环结构。在另一个实施方案中,成环取代基连接至基础结构的单个成员。例如,连接至环状基础结构的单个成员的两个成环取代基形成螺环结构。在又一个实施方案中,成环取代基连接至基础结构的不相邻成员。
芳基或杂芳基环的相邻原子上的两个取代基可以可选地形成式为-T-C(O)-(CRR')q-U-的环,其中T和U独立地为-NR-、-O-、-CRR'-,或单键,并且q是0至3的整数。或者,芳基或杂芳基环的相邻原子上的两个取代基可以可选地被化学式为-A-(CH2)r-B-的取代基取代,其中A和B独立地为-CRR'-、-O-、-NR-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-、-S(O)2NR'-,或单键,且r为1-4的整数。如此形成的新环的单键之一可以可选地被双键取代。或者,芳基或杂芳基环的相邻原子上的两个取代基可以可选地被化学式为-(CRR')s-X'-(C”R”R”')d-的取代基取代,其中s和d独立地是0到3的整数,并且X'是-O-、-NR'-、-S-、-S(O)-、-S(O)2-,或-S(O)2NR'-。取代基R、R'、R”,和R”'优选独立地选自氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,和取代或未取代的杂芳基。
本文所使用的术语“杂原子”或“环杂原子”旨在包括氧(O)、氮(N)、硫(S)、磷(P),和硅(Si)。
本文所使用的“取代基”是指选自以下部分的基团:
(A)氧代、卤素、-CF3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC=(O)NHNH2、-NHC=(O)NH2、-NHSO2H、-NHC=(O)H、-NHC(O)-OH、-NHOH、-OCF3、-OCHF2、未取代的烷基、未取代的杂烷基、未取代的环烷基、未取代的杂环烷基、未取代的芳基、未取代的杂芳基,和
(B)被至少一个选自以下的取代基取代的烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基:
(i)氧代、卤素、-CF3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC=(O)NHNH2、-NHC=(O)NH2、-NHSO2H、-NHC=(O)H、-NHC(O)-OH、-NHOH、-OCF3、-OCHF2、未取代的烷基、未取代的杂烷基、未取代的环烷基、未取代的杂环烷基、未取代的芳基、未取代的杂芳基,和
(ii)被至少一个选自以下的取代基取代的烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基:
(a)氧代、卤素、-CF3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC=(O)NHNH2、-NHC=(O)NH2、-NHSO2H、-NHC=(O)H、-NHC(O)-OH、-NHOH、-OCF3、-OCHF2、未取代的烷基、未取代的杂烷基、未取代的环烷基、未取代的杂环烷基、未取代的芳基、未取代的杂芳基,和
(b)被至少一个选自以下的取代基取代的烷基、杂烷基、环烷基、杂环烷基、芳基、杂芳基:氧代、卤素、-CF3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC=(O)NHNH2、-NHC=(O)NH2、-NHSO2H、-NHC=(O)H、-NHC(O)-OH、-NHOH、-OCF3、-OCHF2、未取代的烷基、未取代的杂烷基、未取代的环烷基、未取代的杂环烷基、未取代的芳基、未取代的杂芳基。
本文所使用的“尺寸受限的取代基”或“尺寸受限的取代基基团”是指选自上文描述的“取代基基团”的所有取代基的基团,其中每个取代或未取代的烷基是取代的或未取代的C1-C20烷基,每个取代或未取代的杂烷基是取代或未取代的2至20元杂烷基,每个取代或未取代的环烷基是取代或未取代的C3-C8环烷基,每个取代或未取代的杂环烷基为取代或未取代的3至8元杂环烷基,每个取代或未取代的芳基是取代或未取代的C6-C10芳基,且每个取代或未取代的杂芳基是取代或未取代的5至10元杂芳基。
本文所使用的“低级取代基”或“低级取代基基团”是指选自上文描述的“取代基基团”的所有取代基的基团,其中每个取代或未取代的烷基是取代或未取代的C1-C8烷基,每个取代或未取代的杂烷基为取代或未取代的2至8元杂烷基,每个取代或未取代的环烷基为取代或未取代的C3-C7环烷基,每个取代或未取代的杂环烷基为取代或未取代的3至7元杂环烷基,每个取代或未取代的芳基为取代或未取代的C6-C10芳基,每个取代或未取代的杂芳基为取代或未取代的5至9元杂芳基。
在一些实施方案中,本文化合物中描述的每个取代基被至少一个取代基取代。更具体地,在一些实施方案中,本文的化合物中描述的每个取代的烷基、取代的杂烷基、取代的环烷基、取代的杂环烷基、取代的芳基、取代的杂芳基、取代的亚烷基、取代的杂亚烷基、取代的亚环烷基、取代的杂亚环烷基、取代的亚芳基,和/或取代的杂亚芳基被至少一个取代基取代。在其它实施方案中,这些基团中的至少一个或全部被至少一个尺寸受限的取代基取代。在其它实施方案中,这些基团中的至少一个或全部被至少一个低级取代基取代。
在本文化合物的其它实施方案中,每个取代或未取代的烷基可以是取代或未取代的C1-C20烷基,每个取代或未取代的杂烷基是取代或未取代的2至20元杂烷基,每个取代或未取代的环烷基是取代或未取代的C3-C8环烷基,每个取代或未取代的杂环烷基是取代或未取代的3至8元杂环烷基,每个取代或未取代的芳基是取代或未取代的C6-C10芳基,和/或每个取代或未取代的杂芳基是取代的或未取代的5至10元杂芳基。在本文的化合物的一些实施方案中,每个取代或未取代的亚烷基是取代或未取代的C1-C20亚烷基,每个取代或未取代的杂亚烷基是取代或未取代的2至20元杂亚烷基,每个取代或未取代的亚环烷基是取代或未取代的C3-C8亚环烷基,每个取代或未取代的杂亚环烷基是取代或未取代的3至8元杂亚环烷基,每个取代或未取代的亚芳基是取代或未取代的C6-C10亚芳基,和/或每个取代或未取代的杂亚芳基是取代或未取代的5至10元杂亚芳基。
在一些实施方案中,每个取代或未取代的烷基是取代或未取代的C1-C8烷基,每个取代或未取代的杂烷基是取代或未取代的2至8元杂烷基,每个取代或未取代的环烷基是取代或未取代的C3-C7环烷基,每个取代或未取代的杂环烷基是取代或未取代的3至7元杂环烷基,每个取代或未取代的芳基是取代或未取代的C6-C10芳基,和/或每个取代或未取代的杂芳基是取代或未取代的5至9元杂芳基。在一些实施方案中,每个取代或未取代的亚烷基是取代或未取代的C1-C8亚烷基,每个取代或未取代的杂亚烷基是取代或未取代的2至8元杂亚烷基,每个取代或未取代的亚环烷基是取代或未取代的C3-C7亚环烷基,每个取代或未取代的杂亚环烷基是取代或未取代的3至7元杂亚环烷基,每个取代或未取代的亚芳基是取代或未取代的C6-C10亚芳基,和/或每个取代或未取代的杂亚芳基是取代或未取代的5至9元杂亚芳基。在一些实施方案中,化合物是在以下实施例部分、附图,或表格中列出的化学物质。
本发明的某些化合物具有不对称碳原子(光学或手性中心)或双键;就绝对立体化学而言,可以定义为氨基酸的(R)-或(S)-,或(D)-或(L)-的对映异构体、外消旋体、非对映异构体、互变异构体、几何异构体,立体异构形式,以及单独的异构体也包括在本发明的范围内。本发明的化合物不包括本领域已知的太不稳定以至于不能合成和/或分离的化合物。本发明旨在包括外消旋和光学纯形式的化合物。旋光的(R)-和(S)-,或(D)-和(L)-异构体可以使用手性合成子元或手性试剂制备,或使用常规技术拆分。当本文所述的化合物包含烯键或其它几何不对称中心时,除非另有说明,否则该化合物意图包括E和Z几何异构体。
本文所使用的术语“异构体”是指具有相同数量和种类的原子,因此具有相同分子量,但原子的结构排列或构型不同的化合物。
本文所使用的术语“互变异构体”是指两个或多个结构异构体中的一种,其平衡地存在并且易于从一种异构体形式转化为另一种异构体形式。
对本领域技术人员显而易见的是,本发明的某些化合物可以互变异构形式存在,化合物的所有此类互变异构形式均在本发明的范围内。
除非另有说明,否则本文描述的结构还旨在包括该结构的所有立体化学形式;即每个不对称中心的R和S构型。因此,本发明化合物的单一立体化学异构体以及对映体和非对映体混合物在本发明的范围内。
除非另有说明,否则本文所述的结构还旨在包括不同之处仅为存在一个或多个同位素富集的原子的化合物。例如,除了用氘或氚代替氢或用13C或14C富集的碳代替碳以外,具有本发明结构的化合物在本发明的范围内。
本发明的化合物还可在构成此类化合物的一个或多个原子上包含不自然比例的原子同位素。例如,可以用放射性同位素对化合物进行放射性标记,所述放射性同位素例如氚(3H)、碘125(125I),或碳14(14C)。本发明化合物的所有同位素变体,无论是否具有放射性,均涵盖在本发明的范围内。
应该注意的是,在整个申请中,替代方案以马库什(Markush)基团书写,例如,每个包含一个以上可能的氨基酸的氨基酸位置。特别预期的是,应当分开考虑马库什基团的每个成员,从而包括另一个实施方案,并且马库什基团不应被理解为单个单元。
“类似物(analog)”或“类似物(analogue)”以其在化学和生物学中的普通一般含义使用,是指化合物在结构上与另一种化合物(即所谓的“参考”化合物)相似,但在组成上不同之处在于,例如,一个原子被不同元素的原子取代,或存在特定的官能团,或一个官能团被另一个官能团取代,或参考化合物的一个或多个手性中心的的绝对立体化学。因此,类似物是在功能和外观上与参考化合物相似或可比但在结构或起源上与参考化合物不相似或不可比的化合物。
本文所使用的术语“一个”是指一个或多个。另外,本文所用的短语“被一个取代”是指指定的基团可以被任何或所有所述取代基中的一个或多个取代。例如,当烷基或杂芳基等基团“被未取代的C1-C20烷基或未取代的2至20元杂烷基取代”时,该基团可包含一个或多个未取代的C1-C20烷基,和/或一个或多个未取代的2至20元杂烷基。
此外,当一个部分(moiety)被R取代基取代时,该基团可被称为“R取代的”。当一个部分被R取代时,该部分被至少一个R取代基取代,并且每个R取代基可选地是不同的。当在化学属(chemical genus)的描述中存在特定的R基团(例如式(I))时,可以使用罗马字母符号来区分该特定的R基团的每次出现。例如,在存在多个R13取代基的情况下,每个R13取代基可以区分为R13A、R13B、R13C、R13D等,其中R13A、R13B、R13C、R13D等中的每一个均定义为在R13的定义的范围内和可选地不同。
本文所使用的“可检测的部分”是指可以共价或非共价连接至例如可以使用本领域已知技术检测的化合物或生物分子的部分。在实施方案中,可检测部分是共价连接的。可检测的部分可以提供对附着的化合物或生物分子的成像。可检测部分可以指示两种化合物之间的接触。示例性可检测的部分是荧光团、抗体、活性染料、放射性标记的部分、磁性造影剂,和量子点。示例性的荧光团包括荧光素、若丹明、GFP、香豆素、FITC、Alexa fluor、Cy3、Cy5、BODIPY,和花青染料。示例性放射性核素包括氟-18、镓-68,和铜64。示例性的磁性造影剂包括钆、氧化铁和铂铁,以及锰。
本发明化合物的描述受到本领域技术人员已知的化学键合原理的限制。因此,在一个基团可以被多个取代基中的一个或多个取代的情况下,选择取代基以符合化学键合的原理,并产生不是固有不稳定的和/或本领域普通技术人员已知在环境条件下可能会不稳定的化合物;所述环境条件为例如在水性、中性,和几种已知的生理条件下。例如,根据本领域技术人员已知的化学键合原理,杂环烷基或杂芳基通过环杂原子连接至分子的其余部分,从而避免固有不稳定的化合物。
术语“药学上可接受的盐”是指包括用相对无毒的酸或碱制备的活性化合物的盐,取决于本文所述化合物上发现的特定取代基。当本发明的化合物含有相对酸性的官能团时,可以通过使这种化合物的中性形式与足够量的纯净或在合适的惰性溶剂中的所需碱接触而获得碱加成盐。药学上可接受的碱加成盐的实例包括钠盐、钾盐、钙盐、铵盐、有机氨基盐,或镁盐,或类似的盐。当本发明的化合物含有相对碱性的官能团时,可以通过使这种化合物的中性形式与足够量的纯净或在合适的惰性溶剂中的所需酸接触来获得酸加成盐。药学上可接受的酸加成盐的实例包括衍生自无机酸的酸加成盐,所述无机酸例如盐酸、氢溴酸、硝酸、碳酸、一氢碳酸、磷酸、一氢磷酸、二氢磷酸、硫酸、一氢硫酸、氢氟酸,或亚磷酸等,以及衍生自相对无毒的有机酸的盐,所述相对无毒的有机酸例如乙酸、丙酸、异丁酸、马来酸、丙二酸、苯甲酸、琥珀酸、辛二酸、富马酸、乳酸、苦杏仁酸、邻苯二甲酸、苯磺酸、对甲苯磺酸、柠檬酸、酒石酸、草酸、甲磺酸等。还包括氨基酸的盐,例如精氨酸盐等,以及有机酸的盐,所述有机酸例如葡糖醛酸或半乳糖醛酸等(参见,例如,Berge et al.,“Pharmaceutical Salts”,Journal of Pharmaceutical Science,1977,66,1-19)。本发明的某些特定化合物同时包含碱性和酸性官能团,这使得该化合物可以转化为碱或酸加成盐。
因此,本发明的化合物可以盐形式存在,例如与药学上可接受的酸一起存在。本发明包括这些盐。此类盐的非限制性实例包括盐酸盐、氢溴酸盐、磷酸盐、硫酸盐、甲磺酸盐、硝酸盐、马来酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、富马酸盐、丙酸盐、酒石酸盐(例如(+)-酒石酸盐,(-)-酒石酸盐或它们的混合物,包括外消旋混合物)、琥珀酸盐、苯甲酸盐,和与氨基酸(例如谷氨酸)的盐,以及季铵盐(例如碘甲烷、碘乙烷等)。这些盐可以通过本领域技术人员已知的方法来制备。
化合物的中性形式优选通过使盐与碱或酸接触并以常规方式分离母体化合物来再生。化合物的母体形式在某些物理性质(例如在极性溶剂中的溶解度)方面可能与各种盐形式不同。在实施方案中,本发明的化合物同时包含碱性和酸性官能团,其允许化合物被转化成碱加成盐或酸加成盐。可以通过使盐与碱或酸接触并以常规方式分离母体化合物来再生化合物的中性形式。化合物的母体形式在某些物理性质(例如在极性溶剂中的溶解度)方面与各种盐形式不同,但是,除非特别说明,对于本发明的目的而言,本文公开的盐与化合物的母体形式等效。
除了盐的形式,本发明提供了前药形式的化合物。本文所述化合物的前药是那些在生理条件下容易发生化学变化以提供本发明化合物的化合物。本文所述化合物的前药可在给药后在体内转化。另外,可以在离体环境中,例如当与合适的酶或化学试剂接触时,通过化学或生化方法将前药转化为本发明的化合物。
本发明的某些化合物可以以非溶剂化物形式以及包括水合形式的溶剂化物形式存在。通常,溶剂化形式等同于非溶剂化形式,并且涵盖在本发明的范围内。本发明的某些化合物可以多种结晶或无定形形式存在。通常,所有物理形式对于本发明预期的用途而言是等同的,并且意在落入本发明的范围内。
“药学上可接受的赋形剂”和“药学上可接受的载体”是指有助于向受试者施用化合物并被其吸收的物质,并且可以被包括在本发明的组合物中而不会引起对病人的显著不良毒理作用。药学上可接受的赋形剂的非限制性实例包括水、NaCl、生理盐水溶液、乳酸林格液、正常蔗糖、正常葡萄糖、粘合剂、填充剂、崩解剂、润滑剂、包衣、甜味剂、调味剂、盐溶液(如林格液)、醇、油、明胶、碳水化合物(例如乳糖、直链淀粉,或淀粉)、脂肪酸酯、羟甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮,和色素等。可以对这些制剂进行灭菌,并且如果需要,可以与不会有害地与本发明的化合物反应的辅助剂混合,所述辅助剂为如润滑剂、防腐剂、稳定剂、润湿剂、乳化剂、影响渗透压的盐、缓冲剂、着色剂,和/或芳香族物质等。本领域技术人员将认识到,其它药物赋形剂可用于本发明。
术语“制剂”旨在包括具有包封材料作为载体的活性化合物的制剂,该载体提供胶囊,其中具有或不具有其它载体的活性成分被载体包围,因此与其相关联。类似地,包括扁囊剂和锭剂。片剂、散剂、胶囊剂、丸剂、扁囊剂,和锭剂可以用作适合口服的固体剂型。
“抑制剂”或“抑制剂化合物”是指与对照(例如该化合物不存在时或已知无活性的化合物)相比,降低靶酶、蛋白质、肽或多肽(例如肽酶,信号肽酶(SPase),细菌I型SPase等)的活性的化合物(例如本文所述的化合物),其同源物或片段。
“抑制的肽酶”、“抑制的信号肽酶(SPase)”、“抑制的SPase”、“抑制的细菌I型肽酶(SPase)”,或“抑制的肽”等是指包含酶(例如肽酶)和抑制剂化合物的配合物(complex)。例如,酶(例如肽酶)和抑制剂化合物可以通过键(例如共价键)配合。
术语“多肽”、“肽”和“蛋白质”在本文可互换使用,是指氨基酸残基的聚合物,其中该聚合物可以可选地缀合至不由氨基酸组成的部分。该术语适用于氨基酸聚合物,其中一个或多个氨基酸残基是相应的天然存在的氨基酸的人工化学模拟物,该术语也适用于天然存在的氨基酸聚合物和非天然存在的氨基酸聚合物。在实施方案中,本文可互换使用的术语“多肽”、“肽”,和“蛋白质”是指任何长度的氨基酸的聚合形式,其可包括遗传编码和非遗传编码的氨基酸、化学或生物化学修饰或衍生的氨基酸,以及具有修饰的多肽骨架的多肽。该术语包括融合蛋白,包括但不限于具有异源氨基酸序列的融合蛋白;具有异源和同源前导序列,具有或不具有N末端甲硫氨酸残基的融合蛋白;免疫标记蛋白等。
当多肽或细胞是人工的或工程化的或衍生自或包含人工的或工程化的蛋白质或核酸(例如非天然或非野生型)时,是“重组的”。例如,重组多核苷酸是插入到载体或任何其它异源位置(例如重组生物的基因组)中,使得它与在自然界中的、通常位于多核苷酸侧翼的核苷酸序列不相关的多核苷酸。在体外或体内表达自重组多核苷酸的蛋白质是重组多肽的一个例子。同样,自然界中不存在的多核苷酸序列,例如天然存在的基因的变体,是重组的。
“接触”是根据其基本的普通含义使用的,并且是指使至少两种不同的物种(例如,包括生物分子或细胞的化学化合物)足够近地反应、相互作用,或物理接触的过程。然而,应当理解,所得的反应产物可以直接由添加的试剂之间的反应产生,或者由可在反应混合物中产生的、来自一种或多种添加试剂的中间体产生。
术语“接触”可以包括允许两种物质反应、相互作用,或物理接触,其中所述两种物质可以是本文所述的化合物和蛋白质或酶。在一些实施方式中,接触包括允许本文所述的化合物与信号传导途径(例如MAP激酶途径)中所涉及的蛋白质或酶相互作用。
如本文所定义的,关于蛋白质,术语“活化”(activation,activate,activating)等是指将蛋白质从初始失活或失活状态转化成生物活性衍生物。该术语是指激活、敏化,或上调信号转导或酶活性或在疾病中蛋白质减少的量。
术语“激动剂”、“激活剂”、“上调剂”等是指能够可检测地增加给定基因或蛋白质的表达或活性的物质。与不存在激动剂的对照相比,激动剂可以使表达或活性增加10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或更多。在某些情况下,表达或活性比不存在激动剂时的表达或活性高1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍、10倍或更高。在实施方案中,激动剂是与靶相互作用以引起或促进靶的活化增加的分子。在实施方案中,活化剂是增加、活化、促进、增强活化、敏化,或上调例如基因、蛋白质、配体、受体,或细胞的分子。
如本文所定义的,关于蛋白质-抑制剂相互作用的术语“抑制”(inhibition,inhibit,inhibiting)等是指相对于没有抑制剂的情况下蛋白质的功能或活性,负面地影响(例如降低)蛋白质的活性或功能。在实施方案中,抑制是指相对于在不存在抑制剂的情况下蛋白质的浓度或水平,负面影响(例如降低)蛋白质的浓度或水平。在实施方案中,抑制是指疾病或疾病症状的减轻。在实施方案中,抑制是指特定蛋白质靶标的活性降低。因此,抑制至少部分地包括部分或完全地阻断刺激,减少、防止,或延迟激活,或使信号转导或酶活性或蛋白质的量失活、脱敏,或下调。在实施方案中,抑制是指由于直接相互作用(例如抑制剂与靶蛋白结合)导致的靶蛋白活性的降低。在实施方案中,抑制是指由于间接相互作用(例如抑制剂与激活靶蛋白的蛋白结合,从而阻止了靶蛋白的激活)而降低靶蛋白的活性。
术语“抑制剂”,“阻遏物”或“拮抗剂”或“下调剂”可互换地指能够可检测地降低给定基因或蛋白质的表达或活性的物质。与不存在拮抗剂的对照相比,拮抗剂可以使表达或活性降低10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%,90%或更多。在某些情况下,表达或活性比不存在拮抗剂时的表达或活性低1.5倍、2倍、3倍、4倍、5倍,10倍或更多。拮抗剂阻止、降低、抑制,或中和激动剂的活性,而且即使没有识别出激动剂,拮抗剂也可以阻止、抑制,或降低靶标(例如靶受体)的组成性活性(constitutive activity)。在实施方案中,抑制剂是减少、阻断、防止、延迟激活、灭活、脱敏,或下调例如基因、蛋白质、配体,受体,或细胞的分子。抑制剂也可以定义为减少、阻断,或灭活组成性活性的分子。“拮抗剂”是与激动剂的作用相反的分子。
术语“肽酶”、“细菌肽酶”、“信号肽酶”、“细菌I型肽酶”、“细菌I型信号肽酶”,和“蛋白酶”等是指通过肽键的水解来进行蛋白水解、蛋白质分解代谢的蛋白质(包括其同源物、异形体,及功能片段)。该术语包括保持生物学活性和功能的的任何重组体或天然存在的形式或其变体(例如与野生型肽酶相比,在至少30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%,或100%活性内)。该术语包括维持肽酶活性(例如与野生型肽酶相比、在至少30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、95%,或100%活性内)的肽酶变体的任何突变形式(例如,移码突变)。
术语“表达”包括涉及多肽生产的任何步骤,包括但不限于:转录、转录后修饰、翻译、翻译后修饰,和分泌。可以使用检测蛋白质的常规技术来检测表达(例如:ELISA、蛋白质印迹、流式细胞术、免疫荧光法、免疫组织化学法等)。
术语“疾病”或“病症”是指能够用本文提供的化合物或方法治疗的患者或受试者的状态或健康状况。该疾病可能是癌症。该疾病可以是自身免疫疾病。该疾病可能是炎性疾病。该疾病可能是传染病。在某些其它情况下,“癌症”是指人类癌症和癌(carcinomas)、肉瘤、腺癌、淋巴瘤、白血病等,包括实体癌和淋巴癌、肾癌、乳腺癌、肺癌、膀胱癌、结肠癌、卵巢癌、前列腺癌、胰腺癌、胃癌、脑癌、头颈癌、皮肤癌、子宫癌、睾丸癌、神经胶质瘤、食道癌,和肝癌,包括肝细胞癌(hepatocarcinoma),淋巴瘤,包括B急性淋巴母细胞淋巴瘤(B-acutelymphoblastic lymphoma)、非霍奇金淋巴瘤(例如伯基特氏淋巴瘤、小细胞淋巴瘤,和大细胞淋巴瘤)、霍奇金淋巴瘤,白血病(包括MDS、AML、ALL、ATLL和CML)或多发性骨髓瘤。
本文所使用的术语“感染”或“细菌感染”是指一种疾病或病症,其特征在于致病因子(例如致病细菌)侵入生物体的身体组织,它们的繁殖,以及宿主组织对感染因子及其产生的毒素的反应。传染病,也称为传染性疾病,是由感染引起的疾病。细菌感染可能是由革兰氏阳性或革兰氏阴性细菌引起的。可能引起感染的细菌的非限制性实例包括:脑膜炎败血伊丽莎白菌(Elizabethkingiameningoseptica)、铜绿假单胞菌、荧光假单胞菌、食酸假单胞菌(Pseudomonas acidovorans)、产碱假单胞菌、恶臭假单胞菌、嗜麦芽寡养单胞菌、洋葱伯克霍尔德菌、嗜水气单胞菌、大肠杆菌、弗氏柠檬酸杆菌、鼠伤寒沙门菌、伤寒沙门菌、副伤寒沙门菌、肠炎沙门菌、痢疾志贺菌、弗氏志贺菌、索氏志贺菌、阴沟肠杆菌、产气肠杆菌、肺炎克雷伯菌、产酸克雷伯菌、粘质沙雷菌、土拉弗朗西斯菌(Francisellatularensis)、摩氏摩根菌、奇异变形菌、普通变形菌(Proteus vulgaris)、产碱普罗威登斯菌、雷氏普罗威登斯菌、斯氏普罗威登斯菌、鲍氏不动杆菌、醋酸钙不动杆菌、溶血不动杆菌、小肠结肠炎耶尔森菌、鼠疫耶尔森菌、假结核耶尔森菌、中间耶尔森菌、百日咳鲍特菌(Bordetella pertussis)、副百日咳鲍特菌、支气管炎博德特菌、流感嗜血杆菌、副流感嗜血杆菌、溶血嗜血菌、副溶血嗜血菌、杜克氏嗜血桿菌、多杀巴斯德菌、溶血巴斯德菌、粘膜炎布兰汉菌、幽门螺杆菌、胚胎弯曲杆菌、空肠弯曲杆菌、大肠弯曲杆菌、伯氏疏螺旋体菌(Borrelia burgdorferi)、霍乱弧菌、副溶血弧菌、嗜肺军团菌、单核细胞增生李斯特菌、淋病奈瑟球菌、脑膜炎奈瑟球菌、金菌(Kingella)、莫拉菌、阴道加德纳菌、脆弱拟杆菌、吉氏拟杆菌、拟杆菌3452A同源群(Bacteroides 3452A homology group)、普通拟杆菌、卵形拟杆菌(Bacteroides ovalus)、多型拟杆菌、单形拟杆菌、爱格斯拟杆菌、内脏拟杆菌(Bacteroides splanchnicus)、艰难梭菌、结核杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、鸟分枝杆菌(Mycobacterium avium)、胞内分枝杆菌(Mycobacterium intracellulare)、麻风分枝杆菌、白喉棒杆菌、溃疡棒杆菌、肺炎链球菌、无乳链球菌、化脓链球菌、粪肠球菌、屎肠球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、腐生葡萄球菌、中间葡萄球菌、猪葡萄球菌猪亚种(Staphylococcus hyicus subsp.hyicus)、溶血葡萄球菌、人葡萄球菌,或解糖葡萄球菌(Staphylococcus saccharolyticus)。
每种细菌都具有特定作用,并在被感染的患者中引起症状。例如,细菌感染的症状可能包括感染部位的局部发红、发热、肿胀和疼痛。细菌性喉咙痛通常以喉咙一侧更为疼痛为特征。细菌感染可成为全身性炎症反应,导致大量的血管扩张、休克,和死亡。
术语“治疗”是指成功治疗或改善损伤、疾病、病理学或病症的任何标志,包括任何客观或主观参数,例如消减;缓解;减轻病症或使患者更容易忍受伤害、病理,或病症;退化或下降的速度减慢;使变性(degeneration)的最后一点的衰弱减少;改善患者的身心健康。症状的治疗或改善可以基于客观或主观参数;包括身体检查、神经精神病学检查,和/或精神病学评估的结果。术语“治疗”及其结合可以包括预防受伤、病理学、病症,或疾病。在实施方案中,治疗是预防。在实施方案中,治疗不包括预防。
本文中所使用的(并且在本领域中被充分理解的)“治疗”还广泛地包括用于在受试者的状况中获得有益的或期望的结果的任何方法,包括临床结果。有益的或期望的临床结果可以包括但不限于减轻或改善一种或多种症状或病症、减轻疾病程度、稳定(即不恶化)疾病状态、预防疾病的传播或蔓延、延缓或减缓疾病进展、疾病状态的改善或缓和、疾病复发的减少,以及缓解(无论是部分还是全部,无论是可检测的还是不可检测的)。换而言之,本文所使用的“治疗”包括任何疾病的治愈、改善,或预防。治疗可以预防疾病的发生;抑制疾病的传播;缓解疾病的症状(例如眼痛、看到光晕、红眼、非常高的眼内压),完全或部分消除疾病的根本原因、缩短疾病的持续时间,或前述的结合。
本文所使用的“治疗”包括预防性治疗。治疗方法包括向受试者施用治疗有效量的本文所述的化合物。给药步骤可以由单次给药组成,或者可以包括一系列给药。治疗期的长度取决于多种因素,例如病症的严重性、患者的年龄、化合物的浓度、用于治疗的组合物的活性,或其组合。还应理解,用于治疗或预防的试剂的有效剂量可以在特定治疗或预防方案的过程中增加或减少。剂量的变化可以通过本领域已知的标准诊断测定法得到并且变得明显。在某些情况下,可能需要长期给药。例如,将组合物以足以治疗患者的量和持续时间施用于受试者。
术语“预防”是指减少患者中疾病症状的发生。如上所述,预防可以是完全的(没有可检测到的症状)或部分的,使得所观察到的症状少于没有治疗时可能会发生的症状。在实施方案中,预防是指减慢疾病、病症,或病状的进展或抑制其发展成有害或不希望的状态。
“患者”或“需要其的受试者”是指患有或易于患疾病或病状的生物,其可以通过施用本文提供的药物组合物来治疗。非限制性实例包括人类、其它哺乳动物、牛、大鼠、小鼠、狗、猴子、山羊、绵羊、牛、鹿,和其它非哺乳动物。在一些实施方案中,患者是人。
“有效量”是相对于不存在化合物而言足以使化合物实现所述目的的量(例如:达到其所施用的效果、治疗疾病、降低酶活性、增加酶活性、减少信号传导途径,或减少疾病或病状的一种或多种症状)。“有效量”的例子是足以有助于治疗、预防,或减轻疾病的单个或多个症状的量,也可以称为“治疗有效量”。单个或多个症状的“减轻”(和该短语的语法上相同的形式)是指减轻症状的严重程度或频率,或消除症状。药物的“预防有效量”是当施用于受试者时具有预期的预防作用的药物量,所述预期的预防作用例如:预防或延迟伤害、疾病、病理学或病症的发作(或复发),或减少伤害、疾病、病理学或病症的发作(或复发)的可能性。完全预防作用不一定通过一次剂量给药而发生,并且可能仅在一系列剂量给药后才发生。因此,可以一次或多次给药来施用预防有效量。本文所所使用的“活性降低量”是指相对于不存在拮抗剂,降低酶活性所需的拮抗剂量。本文所使用的“功能破坏量”是指相对于不存在拮抗剂,破坏酶或蛋白质的功能所需的拮抗剂的量。确切的量将取决于治疗的目的,并且将由本领域技术人员使用已知技术确定(参见,例如,Lieberman,PharmaceuticalDosage Forms(vols.1-3,1992);Lloyd,The Art,Science and Technology ofPharmaceutical Compounding(1999);Pickar,Dosage Calculations(1999);andRemington:The Science and Practice of Pharmacy,20th Edition,2003,Gennaro,Ed.,Lippincott,Williams&Wilkins)。可以通过测量相关的生理效应来确定治疗有效量,并可以根据患者的给药方案和诊断分析等进行调整。举例来说,在给药后的特定时间测量抑制剂(或例如其代谢物)的血清水平可以指示是否已经给予治疗有效量。
对于本文所述的任何化合物,治疗有效量可以首先从细胞培养测定中确定。目标浓度将是能够实现本文所述的方法的活性化合物的浓度,使用本文所述的方法或本领域已知的方法测量该浓度。
如本领域众所周知的,还可以从动物模型中确定用于人类的治疗有效量。例如,可以配制用于人的剂量,以达到已经发现对动物有效的浓度。如上所述,可以通过监测化合物的有效性并向上或向下调节剂量来调节用于人的剂量。基于上述方法和其它方法调整剂量以在人类中获得最大功效完全在普通技术人员的能力范围内。基于上述方法和其它方法,调整剂量以在人类中获得最大的治疗窗口功效或毒性完全在普通技术人员的能力范围内。
本文所使用的术语“治疗有效量”是指足以减轻疾病的治疗剂的量,如上所述。例如,对于给定参数,治疗有效量将显示出至少5%、10%、15%、20%、25%、40%、50%、60%、75%、80%、90%,或至少100%的增加或减少。治疗功效也可以表示为“倍数”增加或减少。例如,治疗有效量相对于对照可以具有至少1.2倍、1.5倍、2倍、5倍,或更多的效果。
剂量可以根据患者和所用化合物的需求而变化。在本发明的上下文中,给予患者的剂量应足以随着时间的流逝在患者中产生有益的治疗反应。剂量的大小也将由任何不良副作用的存在、性质,和程度决定。确定用于特定情况的适当剂量在从业者的技术范围内。通常,以小于化合物最佳剂量的较小剂量开始治疗。此后,以小增量增加剂量,直到达到特定情况下的最佳效果。剂量和间隔可以单独调节,以提供对所治疗的特定临床适应症有效的给药化合物的水平。这将提供与个体疾病状态的严重程度相称的治疗方案。
本文所使用的术语“给药”是指口服给药、以栓剂给药、局部接触给药、静脉内给药、肠胃外给药、腹膜内给药、肌肉内给药、病灶内给药、鞘内给药、颅内给药、鼻内给药或皮下给药,或向受试者植入慢释放装置,例如微型渗透泵。给药可以通过任何途径进行,包括肠胃外和穿黏膜(例如:颊、舌下、腭、牙龈、鼻、阴道、直肠或透皮)。肠胃外给药包括,例如,静脉内、肌内、小动脉内、皮内、皮下、腹膜内、心室内,和颅内。其它递送方式包括但不限于:脂质体制剂的使用、静脉内输注、透皮贴剂等。“共施用(co-administer)”是指本文所述的组合物在一种或多种其它疗法(例如抗癌药、化学疗法,或神经退行性疾病的治疗)的施用的同时施用、紧挨之前施用,或紧接之后施用。本发明的化合物可以向患者单独施用或共同施用。共同给药是指包括单独或组合地(一种以上的化合物或试剂)同时或顺序用化合物进行给药。因此,当需要时(例如以减少代谢降解),所述制剂也可以与其它活性物质结合。本发明的组合物可以通过局部途径透皮递送,配制成涂抹棒、溶液、悬浮液、乳剂、凝胶、乳膏、软膏、糊剂、胶冻剂、涂剂(paint)、粉末,和气雾剂。口服制剂包括片剂、丸剂、粉剂、糖衣丸、胶囊剂、液体剂、锭剂、扁囊剂、凝胶剂、糖浆剂、浆剂、混悬剂等,适合患者摄取。固体形式的制剂包括散剂、片剂、丸剂、胶囊剂、扁囊剂、栓剂和分散性颗粒剂。液体形式的制剂包括溶液、悬浮液和乳液,例如水或水/丙二醇溶液。本发明的组合物可另外包含提供持续释放和/或舒适性的组分。这样的组分包括高分子量,阴离子粘模聚合物,胶凝多糖和细分(finely-divided)的药物载体底物。这些组分在美国专利Nos.4,911,920;5,403,841;5,212,162;和4,861,760中更详细地讨论。这些专利的全部内容出于所有目的通过引用整体并入本文。本发明的组合物也可以作为微球(microspheres)递送,以在体内缓慢释放。例如,微球可以通过皮内注射含药物的微球来给药,该微球在皮下缓慢释放(参见Rao,J.BiomaterSci.Polym.Ed.7:623-645,1995);作为可生物降解和可注射的凝胶制剂给药(参见,例如,Gao Pharm.Res.12:857-863,1995);或作为用于口服给药的微球给药(参见,例如,Eyles,J.Pharm.Pharmacol.49:669-674,1997)。在另一个实施例中,本发明组合物的制剂可以通过使用与细胞膜融合或被内吞的脂质体来递送,即,通过使用与脂质体结合的受体配体,该脂质体与细胞的表面膜蛋白受体结合,从而导致内吞。通过使用脂质体,特别是在脂质体表面带有对靶细胞具有特异性的受体配体,或者脂质体优先针对特定器官的情况下,可以将本发明的组合物的递送集中在体内的靶细胞中(参见,例如,Al-Muhammed,J.Microencapsul.13:293-306,1996;Chonn,Curr.Opin.Biotechnol.6:698-708,1995;Ostro,Am.J.Hosp.Pharm.46:1576-1587,1989)。本发明的组合物也可以纳米颗粒的形式递送。
“共施用”是指本文所述的组合物在施用一种或多种其它疗法紧挨之前,同时,或紧接之后同时施用。本发明的化合物可以向患者单独施用或共同施用。共同给药(coadministration)是指包括单独或组合地(多于一种化合物)同时或顺序用化合物进行给药。本发明的组合物可以通过局部途径透皮给药,或配制成涂抹棒、溶液、悬浮液、乳剂、凝胶、乳膏、软膏、糊剂、胶冻剂、涂剂、粉末,和气雾剂。
对于本文所述的任何化合物,治疗有效量可以首先从细胞培养测定中确定。目标浓度将是能够实现本文所述的方法的活性化合物的浓度,该浓度通过本文所述的方法或本领域已知的方法测定。
如本领域众所周知的,还可以从动物模型中确定用于人的治疗有效量。例如,可以配制用于人的剂量,以达到已经发现对动物有效的浓度。如上所述,可以通过监测化合物的有效性并向上或向下调节剂量来调节用于人的剂量。基于上述方法和其它方法调整剂量以在人类中获得最大功效完全在普通技术人员的能力范围内。
剂量可以根据患者和所用化合物的需求而变化。在本发明的上下文中,给予患者的剂量应足以随着时间的流逝在患者中产生有益的治疗反应。剂量的大小也将由任何不良副作用的存在、性质,和程度决定。确定用于特定情况的适当剂量在从业者的技术范围内。通常,以小于化合物最佳剂量的较小剂量开始治疗。此后,以小增量增加剂量,直到达到特定情况下的最佳效果。
剂量和间隔可以单独调节,以提供对所治疗的特定临床适应症有效的给药化合物的水平。这将提供与个体疾病状态的严重程度相称的治疗方案。
利用本文提供的教导,可以计划有效的预防或治疗方案,该方案不会引起实质性毒性,但是仍然有效地治疗特定患者表现出的临床症状。该计划应通过考虑诸如化合物效力、相对生物利用度、患者体重、不良副作用的存在和严重程度、优选的给药方式以及所选药物的毒性特征等因素来仔细选择活性化合物。
本文所述的化合物可以与已知可用于治疗癌症(例如结肠癌)、心血管疾病、代谢性疾病、免疫或炎性疾病或病症的其它活性剂彼此组合使用。
在一些实施方案中,共施用包括在施用一种活性剂的0.5小时、1小时、2小时、4小时、6小时、8小时、10小时、12小时、16小时、20小时、24小时、2天、4天,1周或1个月内施用第二种活性剂。共施用包括同时、近似同时(例如,彼此间隔约1、5、10、15、20或30分钟内)或以任何顺序依次施用两种活性剂。在一些实施方案中,可以通过共配方(co-formulation)来完成共施用,即制备包括两种活性剂的单一药物组合物。在其它实施方案中,活性剂可以分开配制。在另一实施方案中,活性剂和/或辅助剂可以彼此连接或缀合。在一些实施方案中,本文所述的化合物可以与感染(例如细菌感染)、炎症和/或血管舒张的治疗相组合。
“抗炎剂”按照其基本的普通含义使用,并且是指以任何方式用于减少炎症或肿胀的组合物(例如化合物、药物、拮抗剂、抑制剂、调节剂)。在一些实施方案中,抗炎剂是本文所识别的在治疗炎性疾病或病症的方法中有用的药剂。在一些实施方案中,抗炎剂是由FDA或美国以外的国家的类似监管机构批准的用于减轻肿胀和炎症的药剂。
本文所述的化合物可被施用以治疗免疫或炎性疾病或病症、心血管或代谢性疾病或病症和/或感染。就这一点而言,本文公开的化合物可以单独施用以治疗此类疾病或病症,或者可以与另一种治疗剂共施用以治疗此类疾病或病症。
本文公开的化合物可与以下共施用:细胞因子或细胞因子功能的激动剂或拮抗剂(包括作用于细胞因子信号传导途径的试剂,例如SOCS系统的调节剂),包括α-,β-,和γ-干扰素;I型胰岛素样生长因子(IGF-1);白细胞介素(IL),包括IL1至17,以及白细胞介素拮抗剂或抑制剂(如阿那白滞素);肿瘤坏死因子α(TNF-α)抑制剂,例如抗TNF单克隆抗体(例如英夫利昔单抗;阿达木单抗,和CDP-870)和TNF受体拮抗剂,包括免疫球蛋白分子(例如依那西普)和低分子量药物如己酮可可碱。
本文公开的化合物可以与抗炎药共施用,所述抗炎药如沙利度胺或其衍生物、类视黄醇、地蒽酚(dithranol)或卡泊三醇,无论是局部应用还是全身应用都包括非选择性环氧化酶COX-1/COX-2抑制剂的非甾体抗炎药(下文称为NSAID)(例如吡罗昔康、双氯芬酸、丙酸(如萘普生、氟比洛芬、非诺洛芬(fenoprofen)、酮洛芬和布洛芬)、芬那酸(fenamates)(如甲芬那酸、吲哚美辛、舒林酸、阿扎丙宗(azapropazone))、吡唑啉酮(如保泰松、水杨酸酯如阿司匹林);选择性COX-2抑制剂(例如美洛昔康、塞来昔布、罗非考昔、伐地考昔、鲁马考昔(lumarocoxib)、帕瑞昔布(parecoxib)和依托考昔);环氧合酶抑制型一氧化氮供体(CINOD);糖皮质激素(无论是通过局部、口服、肌内,静脉内,或关节内途径给药);甲氨蝶呤;来氟米特;羟氯喹;d-青霉胺;金诺芬或其它肠胃外或口服金制剂;镇痛药;双醋瑞因;关节内疗法,例如透明质酸衍生物;和营养补品,例如葡萄糖胺。
本文公开的化合物可以与钙通道阻滞剂、β-肾上腺素受体阻滞剂、血管紧张素转化酶(ACE)抑制剂、血管紧张素-2受体拮抗剂共施用;降脂剂,例如他汀类或贝特类;血细胞形态调节剂,例如己酮可可碱;溶栓剂,或抗凝剂(例如血小板凝集抑制剂)。
“抗生素”按照其基本的普通含义使用,并且是指用于治疗和预防细菌感染的具有抗菌活性的组合物(例如化合物、药物、拮抗剂、抑制剂,调节剂)。抗生素可以杀死或抑制细菌的生长。抗生素也可以具有抗原虫(antiprotozoal)活性。
另外,本文所述的化合物可以与常规抗生素剂共施用,所述常规抗生素剂包括但不限于:头孢曲松、美罗培南、头孢他啶、头孢吡肟、头孢噻肟、哌拉西林和/或他唑巴坦、氨苄青霉素和/或舒巴坦、亚胺培南和/或西司他丁、左氧氟沙星,或克林霉素。
本文公开的抑制剂(例如肽酶抑制剂)可以通过任何可接受的途径施用,例如口服、脂肪内、动脉内、关节内、颅内、真皮内、病灶内、肌肉内、鼻内、眼内、心包内、腹膜内、胸膜内、前列腺内、直肠内、鞘内、气管内、肿瘤内、脐带内、阴道内、静脉内、囊泡内(intravesicullar)、玻璃体内、脂质体、局部(local)、粘膜、肠胃外、直肠、结膜下、皮下、舌下、表面(topical)、经颊(transbuccal)、经皮、阴道、在乳霜中(in cremes)、在脂质组合物中、通过导管、通过灌洗、通过连续输注、通过输注、通过吸入、通过注射、通过局部递送、通过局部灌注,直接对靶细胞进行浴(bathing)或其任意组合。
本文公开的抑制剂(例如,肽酶抑制剂)可以每天给药一次,直到研究达到终点。本文公开的抑制剂可以至少施用三次,但取决于研究的长度和/或研究的设计,在一些研究中可以施用四次或更多次。
本文公开的方法可以与另外的抗微生物疗法或用于治疗感染症状(例如疼痛和炎症)的疗法组合使用。在一些实施方案中,该另外的疗法包括手术、插管、透析、液体置换、中央静脉导管的插入,和/或抗高血压药和/或抗炎药的施用。在一些实施方案中,感染是由耐药细菌或突变细菌引起的,例如耐甲氧西林(MRSA)细菌、万古霉素中间(VISA)细菌、耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)、耐多药(MDR)细菌、泛耐药(PDR)革兰氏阴性细菌,或广泛耐药(XDR)细菌。
本文所用使用的“细胞”是指执行代谢或足以维持或复制其基因组DNA的其它功能的细胞。可以通过本领域公知的方法来识别细胞,包括例如完整膜的存在、特定染料的染色、产生后代的能力,或者在配子的情况下与第二配子结合,产生一个存活的后代的能力。细胞可以包括原核和真核细胞。原核细胞包括但不限于细菌。真核细胞包括但不限于酵母细胞和源自植物和动物的细胞,例如哺乳动物、昆虫(例如斜纹夜蛾(spodoptera))和人细胞。当细胞天然不粘附或已被处理为不粘附于表面(例如通过胰蛋白酶消化)时,其可能会有用。
“对照”或“对照实验”按照其基本的普通含义使用,指的是一种实验,其中对该实验的受试者或试剂的处理与平行实验一样,除了省略了程序、试剂,或实验的变量。在某些情况下,对照用作评估实验效果的比较标准。在一些实施方案中,对照是在不存在本文所述的化合物(包括实施方案和实施例)的情况下对蛋白质活性的测量。
术语“调节剂”是指增加或降低靶分子的水平或靶分子的功能或分子的靶的物理状态的组合物。在一些实施方案中,调节剂是降低与酶(例如肽酶)相关的疾病(例如传染病)的一种或多种症状的严重性的化合物。肽酶调节剂是增加或降低肽酶的活性或功能或活性水平或功能水平的化合物。调节剂可以单独起作用,或者其可以使用辅因子,例如蛋白质、金属离子,或小分子。调节剂的实例包括小分子化合物和其它生物有机分子。可商购获得许多小分子化合物的文库(例如组合文库),并且可以用作识别调节剂的起点。技术人员能够开发一种或多种测定(例如,基于生物化学或基于细胞的测定),其中可以筛选此类化合物文库,以识别具有所需性质的一种或多种化合物。此后,熟练的药物化学工作者能够通过例如合成和评估其类似物和衍生物来优化此类一种或多种化合物。合成和/或分子模型研究也可以用于识别激活剂。
术语“调节(modulate)”按照其基本的普通含义使用,并且是指改变或更改一种或多种特性的动作。“调制(modulation)”是指改变或更改一个或多个属性的过程。例如,当应用于调节剂对靶蛋白的作用时,调节是指通过增加或减少靶分子的性质或功能或靶分子的量来改变。在实施方案中,术语“调节”、“调制”等是指分子(例如激活剂或抑制剂)直接或间接增加或降低酶(例如肽酶)相对于分子不存在时的功能或活性的能力。
在与疾病(例如蛋白质相关疾病、与肽酶活性相关的癌症(例如传染病))相关的物质或物质活性或功能的上下文中,术语“相关”或“与...相关”是指疾病(例如传染病)(全部或部分)是由物质或物质的活性或功能引起的,或疾病的症状(全部或部分)是由物质或物质的活性或功能引起的。例如与肽酶活性或功能相关的传染病可以是(全部或部分)由异常的肽酶功能(例如酶活性、蛋白质-蛋白质相互作用、信号传导途径)引起的传染病,其中疾病的特定症状(全部或部分)由异常的肽酶活性或功能引起。本文所使用的,如果致病因素被描述为与疾病相关,则可以作为该疾病的治疗靶标。例如,在肽酶活性或功能(例如信号传导途径活性)的增加导致与肽酶活性或功能相关的传染病或与肽酶相关的疾病(例如传染病)的情况下,可以用本文所述的化合物(例如肽酶调节剂或肽酶抑制剂)对与肽酶活性或功能相关的传染病或与肽酶相关的传染病进行治疗。例如,在增加的肽酶活性或功能(例如信号传导途径活性)引起疾病的情况下,可以用肽酶调节剂或肽酶抑制剂治疗该疾病(例如传染病)。
本文所使用的术语“异常”是指不同于正常。当用于描述酶活性或蛋白质功能时,异常是指大于或小于正常对照或正常未患病对照样品平均值的活性或功能。异常活性可指导致疾病的活动量,其中使异常活性恢复到正常或非疾病相关的量(例如,通过施用化合物或使用本文所述的方法)会导致疾病或一种或多种疾病症状的减少。
本文的术语“信号传导途径”是指细胞组分与可选的细胞外组分(例如蛋白质、核酸、小分子、离子、脂质)之间的一系列相互作用,其将一个组分的改变传达给一个或多个其它组分,而这些组分可能会将改变传给其它组分,这些其它组分可选地传播到其它信号传导组分。例如,肽酶与本文所述的化合物的结合可降低肽酶催化反应的产物水平或产物的下游衍生物的水平,或结合可降低肽酶之间的相互作用或反应产物与下游效应子之间的相互作用或信号传导组分之间的相互作用,导致细胞(例如细菌细胞)的生长、增殖或存活发生变化。
本文所使用的术语“肽酶抑制剂”、“肽酶拮抗剂”、“SPase抑制剂”、“SPase拮抗剂”和所有其它相关领域所接受的术语(其中许多在下文列出)是指能够直接或间接地调节在体外测定、体内模型和/或指示治疗功效的其它方法中的肽酶或酶的化合物。该术语还指在人类受试者中表现出至少一些治疗益处的化合物。
短语“以足以实现改变的量”是指在施用特定疗法之前所测量的指标水平(例如基线水平)和施用特定疗法之后所测量的指标水平之间存在可检测的差异。指标包括任何客观参数(例如血清浓度)或主观参数(例如受试者的幸福感)。
分子的“活性”可以描述或指:分子与配体或受体的结合;催化活性;刺激基因表达或细胞信号转导、分化,或成熟的能力;抗原活性;调节其它分子的活性;等等。术语“增殖活性”包括促进例如正常细胞分裂,以及癌症、肿瘤、发育异常、细胞转化、转移,和血管生成的活性,对例如正常细胞分裂,以及癌症、肿瘤、发育异常、细胞转化、转移,和血管生成而言必需的活性,或与例如正常细胞分裂,以及癌症、肿瘤、发育异常、细胞转化、转移,和血管生成特异性相关的活性。
“基本上纯的”表示组分占组合物总含量的大于约50%,并且典型地占多肽总含量的大于约60%。更通常地,“基本上纯的”是指组合物,其中总组合物的至少75%、至少85%、至少90%,或更多是感兴趣的组合物。在某些情况下,多肽将占组合物总含量的大于约90%,或大于约95%(百分比基于重量/重量)。
当指配体/受体,抗体/抗原或其它结合对时,术语“特异性结合”和“选择性结合”表示一种结合反应,它决定了蛋白质和其它生物的异质性群体中蛋白质的存在。因此,在指定的条件下,指定的配体与特定的受体结合,并且与样品中存在的其它蛋白质的结合量不大。预期方法的抗体的抗原结合位点衍生的抗体或结合组合物与其抗原或其变体或其突变蛋白结合,该结合的亲和力比与任何其它抗体或由其衍生的结合组合物结合的亲和力大至少2倍以上、至少10倍以上、至少20倍以上,或至少100倍以上。在实施方案中,抗体将具有大于约109升/mol的亲和力,如通过例如斯卡查德分析所确定的(Munsen,et al.(1980)Analyt.Biochem.107:220-239)。
术语“DNA”、“核酸”、“核酸分子”、“多核苷酸”等在本文可互换使用,是指任何长度的核苷酸(脱氧核糖核苷酸或核糖核苷酸,或其类似物)的聚合形式。多核苷酸的非限制性实例包括线性和环状核酸、信使RNA(mRNA)、互补DNA(cDNA)、重组多核苷酸、载体、探针、引物等。
如本文所使用的术语“变体”和“同源物”可互换使用,以分别指与参考氨基酸或核酸序列相似的氨基酸或核酸序列。该术语包括天然存在的变体和非天然存在的变体。天然存在的变体包括同源物(一个物种到另一个物种的氨基酸或核苷酸序列分别不同的多肽和核酸)和等位基因变体(一个物种中的一个个体到另一个个体的氨基酸或核苷酸序列分别不同的多肽和核酸。因此,变体和同源物包括天然存在的氨基酸和由此编码的核酸序列及其异形体,以及蛋白质或基因的剪接变体。该术语还涵盖与天然存在的核酸序列相比具有一个或多个碱基的不同,但由于遗传密码的简并性而仍翻译为对应于天然存在的蛋白质的氨基酸序列的核酸序列。非天然存在的变体和同源物包括分别包含氨基酸或核苷酸序列变化的多肽和核酸,其中人工引入序列变化(例如突变蛋白);例如,变化是在实验室中通过人为干预(“人手”)产生的。因此,非天然存在的变体和同源物也可以指通过一个或多个保守取代和/或标签和/或缀合物而与天然存在的序列不同的变体和同源物。
本文所使用的术语“突变蛋白”广泛地指突变的重组蛋白。这些蛋白质通常带有一个或多个氨基酸取代,通常来源于进行了定点或随机诱变的克隆基因,或来源于完全合成的基因。
II.成分
本文提供的一个方面是一种抑制的肽酶,其包含信号肽酶(SPase)抑制剂,所述信号肽酶抑制剂与细菌I型SPase、细菌I型SPase同源物,或细菌I型SPase赖氨酸同源物的氨基酸残基形成键。
在实施方案中,抑制剂与氨基酸残基形成不可逆键。在实施方案中,该键是共价键。
在实施方案中,肽酶包含区域B、区域C、区域C',和区域D。B包含氨基酸序列PSXSMXPTLX(SEQ ID NO:1)。C包含氨基酸序列DXIXVXKXX(SEQ ID NO:2)。C'包含氨基酸序列RGDXXVFXXP(SEQ ID NO:3)。D包含氨基酸序列Y/F、I/V、KRXXGXXGD(SEQ ID NO:4)。X是任何天然氨基酸残基或任何非天然氨基酸残基。
在实施方案中,抑制剂和肽酶在肽酶的区域D键合。
在实施方案中,在抑制剂上的亲电受体部分的一部分与肽酶的氨基酸残基的一部分之间形成键。
在实施方案中,抑制剂上的亲电受体部分是-C≡N基团。
在实施方案中,抑制剂与肽酶的赖氨酸残基形成键。在实施方案中,抑制剂与赖氨酸残基的侧链的氮原子形成键。
在实施方案中,抑制剂是阿龙霉素衍生物或细菌信号肽,或其片段或同源物。
在实施方案中,抑制的肽酶具有结构式(I):
X1是=O或=NH。R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环状肽,其中该肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合。L1是键、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基。L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基。Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾或细菌蛋白或其片段或同源物。R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。在实施方案中,键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基。符号表示肽酶和抑制剂之间的连接点。符号n1是0到4的整数。符号m1和v1独立地是1或2。符号z1是1到4的整数。符号z2是0或1。
在实施方案中,抑制的肽酶具有结构式(I-A):符号z1、z2、X1、R1、W、Y和L2如本文所述,包括实施方案。R2独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,X1是=NH。
在实施方案中,W包含选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
在实施方案中,W包含甘氨酸和选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
在实施方案中,抑制的肽酶是:
在实施方案中,抑制的肽酶具有结构式(I-B):
符号z1、z2、X1、R1、R2、Y和L2如本文包括实施方式所述。符号z3是0到20的整数。R4和R6独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。在实施方案中,R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,形成取代或未取代的杂环烷基。R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基。Z独立地是取代或未取代的天然氨基酸或取代或未取代的非天然氨基酸。在实施方案中,R2和Z氨基酸;R4和Z氨基酸;R6和Z氨基酸;或两个Z氨基酸可以可选地通过连接部分L3连接,以形成取代或未取代的杂环烷基。L3是取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基。R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基。R8B和R8C独立地为氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2。在实施方案中,R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基。在实施方案中,两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。
在实施方案中,R2和R6连接形成取代或未取代的杂环烷基。
在实施例中,z3是0。
在实施方案中,Z包含选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
在实施方案中,Z包含甘氨酸和选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。在实施方案中,Z包括甘氨酸。
在实施方案中,抑制的肽酶具有结构式(III):
符号z1、X1、R1、R3、R4、R5、R7、R8,Y和L2如本文包括实施方案所述。符号z4和z5独立地是0到4的整数。R10是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。R11是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR2A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基。R12为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR3A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,抑制的肽酶具有结构式(III-A):
在实施方案中,Y为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,抑制的肽酶具有结构式(III-B):
符号z6是0到3的整数。R13独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H,、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,R2A和R3A独立地为取代或未取代的杂烷基。
在实施方案中,抑制的肽酶具有结构式(III-C):
在实施方案中,R13独立地是取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,抑制的肽酶具有结构式(III-D):
在实施方案中,抑制的肽酶在细菌细胞中。
在实施方案中,氨基酸是大肠杆菌的Lys146。
在实施方案中,信号肽酶是革兰氏阳性信号肽酶或革兰氏阴性信号肽酶。在实施方案中,信号肽酶是革兰氏阴性信号肽酶。在实施方案中,信号肽酶是LepB。
本文提供的一个方面是一种抑制的肽,其包含丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体;以及具有与赖氨酸的氨基键合的肽抑制剂。在实施方案中,该键是不可逆的。在实施方案中,该键是共价键。
在实施方案中,抑制的肽是细菌肽或哺乳动物肽。在实施方案中,抑制的肽选自细菌UmuD、细菌LexA、细菌Lon蛋白酶、细菌信号肽酶、细菌青霉素结合蛋白V、细菌青霉素结合蛋白1a、细菌青霉素结合蛋白1b、细菌青霉素结合蛋白2;细菌青霉素结合蛋白3;哺乳动物乳铁蛋白;哺乳动物线粒体信号肽酶;N末端丝氨酸或苏氨酸蛋白酶;细菌青霉素G酰化酶前体;哺乳动物糖基天冬酰胺酶(glycosylasparaginase)前体,以及与大肠杆菌PBP1a、1b、2、3、4、5,或6同源的细菌青霉素结合蛋白。在实施方案中,抑制的细菌肽选自大肠杆菌UmuD,大肠杆菌LexA、大肠杆菌Lon蛋白酶、大肠杆菌信号肽酶、大肠杆菌青霉素结合蛋白V;大肠杆菌青霉素结合蛋白1a、大肠杆菌青霉素结合蛋白1b、大肠杆菌青霉素结合蛋白2、大肠杆菌青霉素结合蛋白3、智人乳铁蛋白、智人线粒体信号肽酶、N末端丝氨酸或苏氨酸蛋白酶、大肠杆菌青霉素G酰化酶前体、智人糖基天冬酰胺酶前体,以及与大肠杆菌PBP1a、1b、2、3、4、5,或6同源的大肠杆菌青霉素结合蛋白。
在实施方案中,抑制的肽具有结构式(I):
X1是=O或=NH。R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环状肽,其中该肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合。L1是键、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基。L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基。Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物。R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。在实施方案中,键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基。符号表示肽和抑制剂之间的连接点。符号n1是0到4的整数。符号m1和v1独立地是1或2。符号z1是1到4的整数。符号z2是0或1。
在实施方案中,抑制的肽具有结构式(I-A):
符号z1、z2、X1、R1、W、Y和L2如本文所述,包括实施方案。R2独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,X1是=NH。
在实施方案中,W包含选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
在实施方案中,W包含甘氨酸和选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
在实施方案中,抑制的肽是:
在实施方案中,抑制的肽具有结构式(I-B):
符号z1、z2、X1、R1、R2、Y,和L2如本文包括实施方式所述。符号z3是0到20的整数。R4和R6独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。在实施方案中,R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,形成取代或未取代的杂环烷基。R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基。Z独立地是取代或未取代的天然氨基酸或取代或未取代的非天然氨基酸。在实施方案中,R2和Z氨基酸;R4和Z氨基酸;R6和Z氨基酸;或两个Z氨基酸可以可选地通过连接部分L3连接,以形成取代或未取代的杂环烷基。L3是取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基。R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基。R8B和R8C独立地是氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2。在实施方案中,R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基。在实施方案中,两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。
在实施方案中,R2和R6连接形成取代或未取代的杂环烷基。
在实施方案中,z3是0。
在实施方案中,Z包含选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
在实施方案中,Z包含甘氨酸和选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。在实施方案中,Z包括甘氨酸。
在实施方案中,抑制的肽具有结构式(III):
符号z1、X1、R1、R3、R4、R5、R7、R8、Y,和L2如本文包括实施方案所述。符号z4和z5独立地是0到4的整数。R10是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。R11是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR2A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基。R12为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR3A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,抑制的肽具有结构式(III-A):
在实施方案中,Y为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,抑制的肽具有结构式(III-B):
符号z6是0到3的整数。R13独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H,、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,R2A和R3A独立地为取代或未取代的杂烷基。
在实施方案中,抑制的肽具有结构式(III-C):
在实施方案中,R13独立地是取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,抑制的肽具有结构式(III-D):
在实施方案中,X1是=O。在实施方案中,X1为=NH。
在实施方案中,n1为0。在实施方案中,n1为2。在实施方案中,n1为3。在实施方案中,n1为4。
在实施方案中,m1为1。在实施方案中,m1为2。在实施方案中,v1为1。在实施方案中,v1为2。
在实施方案中,z1为0。在实施方案中,z1为1。在实施方案中,z1为2。在实施方案中,z1为3。在实施方案中,z1为4。
在实施方案中,z2为0。在实施方案中,z2为1。
在实施方案中,z3为0。在实施方案中,z3为1。在实施方案中,z3为2。在实施方案中,z3为3。在实施方案中,z3为4。在实施方案中,z3为5。在实施方案中,z3为6。在实施方案中,z3为7。在实施方案中,z3为8。在实施方案中,z3为9。在实施方案中,z3为10。在实施方案中,z3为11。在实施方案中,z3为12。在实施方案中,z3为13。在实施方案中,z3为14。在实施方案中,z3为15。在实施方案中,z3为16。在实施方案中,z3为17。在实施方案中,z3为18。在实施方案中,z3为19。在实施方案中,z3为20。
在实施方案中,z4为0。在实施方案中,z4为1。在实施方案中,z4为2。在实施方案中,z4为3。在实施方案中,z4为4。
在实施方案中,z5为0。在实施方案中,z5为1。在实施方案中,z5为2。在实施方案中,z5为3。在实施方案中,z5为4。
在实施方案中,z6为0。在实施方案中,z6为1。在实施方案中,z6为2。在实施方案中,z6为3。
III.方法
本文提供的一个方面是一种抑制细菌肽酶的方法,其包括使细菌细胞与结构式(IV)的化合物接触:
或与其药学上可接受的盐接触。R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环肽,其中该肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合。L1是键、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基。L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基。Y为-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物。R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。在实施方案中,键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基。符号表示肽酶和抑制剂之间的连接点。符号n1是0到4的整数。符号m1和v1独立地是1或2。符号z1是1到4的整数。符号z2是0或1。
在实施方案中,W包含选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
在实施方案中,W包含甘氨酸和选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸:。
在实施方案中,该化合物是:
在实施方案中,所述化合物具有结构式(IV-B):
z1、z2、R1、W、Y,和L2如本文包括实施方案所述。R2独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,所述化合物具有结构式(IV-C):
z1、z2、R1、R2、Y,和L2如本文包括实施方案所述。
符号z3是0到20的整数。R4和R6独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。在实施方案中,R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基。R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基。Z独立地是取代或未取代的天然氨基酸或取代或未取代的非天然氨基酸。在实施方案中,R2和Z氨基酸;R4和Z氨基酸;R6和Z氨基酸;或两个Z氨基酸可以可选地通过连接部分L3连接,以形成取代或未取代的杂环烷基。L3是取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基。R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基。R8B和R8C独立地为氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2。在实施方案中,R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基。在实施方案中,两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。
在实施方案中,R2和R6连接形成取代或未取代的杂环烷基。
在实施例中,z3是0。
在实施方案中,Z包含选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
在实施方案中,Z包含甘氨酸和选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。在实施方案中,Z包括甘氨酸。
在实施方案中,所述化合物具有结构式(V):
z1、R1、R3、R4、R5、R7、R8、Y,和L2如本文包括实施方案所述。符号z4和z5独立地是0到4的整数。
R10是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。R11是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR2A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基。R12为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR3A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,所述化合物具有结构式(V-A):
z1、R1、R3、R4、R5、R7、R8、R10、R2A、R3A,和Y如本文包括实施方案所述。在实施方案中,R2A和R3A独立地是氢、取代或未取代的烷基,或取代或未取代的杂烷基。
在实施方案中,Y为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,R2A和R3A独立地是取代或未取代的杂烷基。
在实施方案中,所述化合物具有结构式(V-B):
z6和R13如本文包括实施方案所述。
在实施方案中,R13独立地是取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
在实施方案中,所述化合物具有结构式(V-C):
在实施方案中,所述化合物具有结构式(V-D):
z6和R13如本文包括实施方案所述。
在实施方案中,细菌肽酶是信号肽酶(SPase)。在实施方案中,SPase是细菌I型SPase。
在实施方案中,化合物与细菌肽酶形成不可逆键。在实施方案中,该键是共价键。
在实施方案中,肽酶包含区域B、区域C、区域C',和区域D。B包含氨基酸序列PSXSMXPTLX(SEQ ID NO:1)。C包含氨基酸序列DXIXVXKXX(SEQ ID NO:2)。C'包含氨基酸序列RGDXXVFXXP(SEQ ID NO:3)。D包含氨基酸序列Y/F,I/V,KRXXGXXGD(SEQ ID NO:4)。X是任何天然氨基酸残基或任何非天然氨基酸残基。
在实施方案中,细菌肽酶和化合物在肽酶的区域D键合。
在实施方案中,所述化合物与细菌肽酶的赖氨酸残基形成键。在实施方案中,该键在赖氨酸残基的侧链上形成。
在实施方案中,细菌肽酶是LepB。在实施方案中,赖氨酸残基是Lys146。
在实施方案中,细菌肽酶选自大肠杆菌(E.coli)、单核细胞增生李斯特菌(L.monocytogenes)、麻风分枝杆菌(M.leprae)、结核分枝杆菌(M.tuberculosis)、溃疡分枝杆菌(M.ulcerans)、肺炎支原体(M.pneumoniae)、肺炎克雷伯菌(K.pneumoniae)、肺炎克雷伯菌(K.pneumoniae)、产气肠杆菌(E.aerogenes)、沃克曼枸橼酸杆菌(C.werkmanii)、粘质沙雷菌(S.marcescens)、粘质沙雷菌(S.marcescens)、鲍曼不动杆菌(A.baumannii)、淋病奈瑟球菌(N.gonorrhoeae),和脑膜炎奈瑟菌(N.meningitides)。
本文提供的一个方面是一种抑制细菌细胞的信号蛋白分泌的方法,其包括使所述细胞与结构式(IV)的化合物接触:
z1、z2、R1、W、Y、L1,和L2如本文包括实施方案所述。
本文提供的一个方面是一种治疗细菌感染的方法,其包括向有此需要的受试者施用治疗有效量的结构式(IV)的化合物:
z1、z2、X1、R1、W、Y、L1,和L2如本文包括实施方案所述。
本文提供的一个方面是一种治疗细菌感染的方法,其包括向有需要的受试者施用治疗有效量的结构式(IV-C)的化合物:
z1、z2、z3、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、Z、Y,和L2如本文包括实施方案所述。
本文提供的一个方面是一种治疗细菌感染的方法,其包括向有此需要的受试者施用治疗有效量的结构式(V)的化合物:
z1、z5、z6、R1、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R10、R11、R12、Y,和L2如本文包括实施方案所述。
本文提供的一个方面是一种治疗细菌感染的方法,其包括向有需要的受试者施用治疗有效量的结构式(V-A)的化合物:
z1、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R10、R2A、R3A,和Y如本文包括实施方案所述。
本文所提供的一个方面是一种治疗细菌感染的方法,其包括向有需要的受试者施用治疗有效量的结构式(V-B)的化合物:
z1和R13如本文包括实施方案所述。
本文所提供的一个方面是一种治疗细菌感染的方法,其包括向有需要的受试者施用治疗有效量的结构式(V-C)的化合物:
本文所提供的一个方面是一种治疗细菌感染的方法,其包括向有需要的受试者施用治疗有效量的结构式(V-D)的化合物:
z6和R13如本文包括实施方案所述。
在实施方案中,细菌感染由以下引起:大肠杆菌(E.coli)、单核细胞增生李斯特菌(L.monocytogenes)、麻风分枝杆菌(M.leprae)、结核分枝杆菌(M.tuberculosis)、溃疡分枝杆菌(M.ulcerans)、肺炎支原体(M.pneumoniae)、肺炎克雷伯菌(K.pneumoniae)、肺炎克雷伯菌(K.pneumoniae)、产气肠杆菌(E.aerogenes)、沃克曼枸橼酸杆菌(C.werkmanii)、粘质沙雷菌(S.marcescens)、粘质沙雷菌(S.marcescens)、鲍曼不动杆菌(A.baumannii)、淋病奈瑟球菌(N.gonorrhoeae),或脑膜炎奈瑟菌(N.meningitides)。
在实施方式中,所述细菌感染是由以下引起的:耐甲氧西林(MRSA)的细菌、万古霉素中介(VISA)的细菌、耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)、耐多药(MDR)细菌、泛耐药(PDR)革兰氏阴性细菌,或广泛耐药(XDR)细菌。
在实施方案中,PDR革兰氏阴性细菌是铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)或肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)。
在实施方案中,PDR细菌和XDR细菌独立地是结核分枝杆菌(Mycobacteriumtuberculosis)。
在实施方案中,细菌感染由革兰氏阴性细菌引起。
在实施方案中,细菌感染由留置装置(indwelling device)或假体装置(prosthetic device)引起。
在实施方式中,细菌感染由生物膜相关细菌引起。
在实施方案中,在有需要的受试者中治疗细菌感染的方法进一步包括向受试者施用抗生素以及结构式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)的化合物,包括实施方案,或其药学上可接受的盐。
在实施方案中,抗生素是氨基糖苷、氟喹诺酮(fluoroquinolone)、碳青霉烯、四环素,或阿龙霉素。在实施方案中,抗生素是头孢他啶、阿维巴坦(avibactam)、左氧氟沙星,美洛培南、黏菌素,或替加环素(tigecycline)。
在实施方案中,在有需要的受试者中治疗细菌感染的方法包括向受试者施用药物组合物,所述药物组合物包含结构式(IV)、(IV-C)、(V)、(V-A)、(V-B)、(V-C),或(V-D)的化合物,包括实施方案,或其药学上可接受的盐,和药学上可接受的赋形剂。
本文提供的一个方面是抑制肽的方法,包括将包含丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体的肽与结构式(IV)的化合物接触:
z1、z2、X1、R1、W、Y、L1,和L2如本文包括实施方案所述。
本文提供的一个方面是抑制肽的方法,包括将包含丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体的肽与结构式(IV-C)的化合物接触:
z1、z2、z3、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、Z、Y,和L2如本文包括实施方案所述。
本文提供的一个方面是抑制肽的方法,包括将包含丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体的肽与结构式(V)的化合物接触:
z1、z5、z6、R1、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R10、R11、R12、Y,和L2如本文包括实施方案所述。
本文提供的一个方面是抑制肽的方法,包括将包含丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体的肽与结构式(V-A)的化合物接触:
z1、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、R8、R10、R2A、R3A,和Y如本文包括实施方案所述。
本文提供的一个方面是抑制肽的方法,包括将包含丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体的肽与结构式(V-B)的化合物接触:
z6和R13如本文包括实施方案所述。
本文提供的一个方面是抑制肽的方法,包括将包含丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体的肽与结构式(V-C)的化合物接触:
本文提供的一个方面是抑制肽的方法,包括将包含丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体的肽与结构式(V-D)的化合物接触:
z6和R13如本文包括实施方案所述。
在实施方案中,X1为=O。在实施方案中,X1为=NH。
在实施方案中,n1为0。在实施方案中,n1为1。在实施方案中,n1为2。在实施方案中,n1为3。在实施方案中,n1为4。
在实施方案中,m1为1。在实施方案中,m1为2。在实施方案中,v1为1。在实施方案中,v1为2。
在实施方案中,z1为0。在实施方案中,z1为1。在实施方案中,z1为2。在实施方案中,z1为3。在实施方案中,z1为4。
在实施方案中,z2为0。在实施方案中,z2为1。
在实施方案中,z3为0。在实施方案中,z3为1。在实施方案中,z3为2。在实施方案中,z3为3。在实施方案中,z3为4。在实施方案中,z3为5。在实施方案中,z3为6。在实施方案中,z3为7。在实施方案中,z3为8。在实施方案中,z3为9。在实施方案中,z3为10。在实施方案中,z3为11。在实施方案中,z3为12。在实施方案中,z3为13。在实施方案中,z3为14。在实施方案中,z3为15。在实施方案中,z3为16。在实施方案中,z3为17。在实施方案中,z3为18。在实施方案中,z3为19。在实施方案中,z3为20。
在实施方案中,z4为0。在实施方案中,z4为1。在实施方案中,z4为2。在实施方案中,z4为3。在实施方案中,z4为4。
在实施方案中,z5为0。在实施方案中,z5为1。在实施方案中,z5为2。在实施方案中,z5为3。在实施方案中,z5为4。
在实施方案中,z6为0。在实施方案中,z6为1。在实施方案中,z6为2。在实施方案中,z6为3。
IV.实施例
尽管在此已经示出和描述了本公开的优选实施例,但是对于本领域技术人员而言显而易见的是这样的实施例仅以示例的方式提供。在不脱离本发明的情况下,本领域技术人员现在将想到许多变化、改变,和替换。应当理解,在实践本发明时可以采用本文所述实施例的各种替代方案。所附权利要求意图限定本发明的范围,并且由此涵盖这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物。
实施例1.可以将阿龙霉素优化为革兰氏阴性ESKAPE病原体的抑制剂
为了将天然产物阿龙霉素修饰成具有广泛活性的革兰氏阴性抗生素,将支架中的三个离散位置作为修饰的潜在区域进行了研究。该分子由大环核心区域、两个大环双酚,和C末端羧酸盐组成(图1),该大环核心区域用作展示N末端脂肽尾的平台。由于革兰氏阴性I型信号肽酶(LepB)与阿龙霉素的复合物的晶体结构表明大环核心预先组织(preorganize)了肽主链并占据了底物结合口袋的保守区域,因此该区域保持不变,且化学工作重点放在了三个外围位置。已知阿龙霉素N末端脂肽尾的天然变异体可调节革兰氏阳性活性的光谱(spectrum),因此,首先寻找可提高革兰氏阴性活性的变异体。将阿龙霉素中的线性D-N-Me-Ser-D-Ala-Gly三肽缩短为单个二氨基丁酸,并用2-(4-(叔丁基)苯基)-4-甲基嘧啶-5-羧酸取代天然脂肪族尾。其次,受到阿龙霉素类似物中发现的大环酚的修饰以及之前的报告(即在酚上附加单个乙胺可提供适度的活性增加)的启发,研究同时取代两个酚。最后,将亲电弹头(warhead)附加在C末端的羧酸盐上,以尝试共价结合催化性的丝氨酸,并将2-氨基乙腈识别为最佳溶液(图1)。对于ESKAPE病原体大肠杆菌和肺炎克雷伯菌以及同一家族的相关病原体,最终分子(G0775)的效力比阿龙霉素A-C16强500倍以上。此外,G0775的活性扩展到了众所周知难以治疗的非发酵革兰氏阴性细菌铜绿假单胞菌(Pseudomonasaeruginosa)和鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)(表1)。因此,G0775证实了这样的假设:化学修饰可用于扩大阿龙霉素的光谱,使其包括ESKAPE病原体,并且代表了一种新颖而令人兴奋的分子,其可以解决对新型革兰氏阴性抗生素的需求。
表1:阿龙霉素A-C16和G0775针对致病性革兰氏阴性菌的MIC值
实施例2.G0775对MDR细菌具有活性
在已经证明了针对革兰氏阴性ESKAPE病原体的普通实验室菌株的效力后,探索了G0775是否能绕过破坏当前可用疗法的有效性的过多的抵抗机制。首先,确定G0775对美国疾病预防控制中心提供的、作为一种评估潜在的新型抗生素的挑战的一组49种对大肠杆菌和肺炎克雷伯菌具有多重耐药性的临床分离株的最低抑菌浓度(MIC)。该组对MDR病原体高度富集,超过一半对所检查的8种抗生素中的至少5种表现出抗性。与批准的药剂相反,G0775保持了针对所有49个分离株的有效活性(图9A-9C)。为了更好地评估G0775规避特定抗性机制的能力,重点研究了一个MDR分离株CDC 0106。CDC 0106的全基因组测序(WGS)显示,至少有10个染色体编码的基因和25个质粒编码的基因与对13种抗生素的抗性相关。还识别了与高水平喹诺酮抗性和多黏菌素抗性相关的染色体突变(图10A-10B)。重要的是,由CDC 0106编码的元素赋予了对几乎所有可得的抗生素类别的抗药性(表2)。
表2:针对MDR肺炎克雷伯菌(K.pneumoniae)CDC 0106的不同类别的G0775和抗生素的MIC值。
抗生素类别 | 抗生素 | MIC(μg/mL) |
新型BL/BLI | 头孢他啶/阿维巴坦 | >64 |
氨基糖苷 | 庆大霉素 | >64 |
氟喹诺酮 | 左氧氟沙星 | >64 |
碳青霉烯 | 美罗培南 | >64 |
多黏菌素 | 黏菌素 | 16 |
四环素 | 替加环素 | 2 |
阿龙霉素 | G0775 | 0.5 |
此外,编码NDM-1金属β-内酰胺酶和ArmA核糖体甲基化酶的基因的存在预计甚至对目前在晚期临床试验中的新疗法(例如分别为Crbavance和Plazomicin)具有抗药性。Crbavance和Plazomicin为已知抗生素类别的新变体。G0775对CDC 106仍然具有很高的活性,证实了这一新颖的类别不受此强大的抗性元素库的影响。
实施例3:G0775通过LepB抑制起作用并且具有低抗性频率(frequency ofresistance)
接下来着手证实G0775的改善的抗菌活性是通过抑制LepB而非通过脱靶或次级机制来实现的。首先测量了G0775的细胞效能与目标表达水平的函数关系,发现大肠杆菌K12MG1655中LepB的过低表达和过高表达分别导致MIC值分别降低和升高了16倍和8倍(表3)。
表3:通过指定的遗传或药理学操作,针对大肠杆菌K-12MG1655和等基因匹配菌株测得的G0775 MIC值。
接下来,探索了G0775杀死细菌的速率。大肠杆菌中lepB的遗传耗竭(geneticdepletion)导致24小时内的时间依赖性细胞死亡;同样地,G0775以相似的速率实现时间依赖性杀灭,最终使存活细菌数量减少了6个数量级以上(图5)。目标滴定和时间杀灭数据与通过LepB抑制作用的G0775一致,并且为了明确确认这一点,评估了多种革兰氏阴性ESKAPE病原体自发地发展对G0775的抗性的能力。符合对针对单一基因产物的抑制剂的预期,在低G0775浓度(MIC的4倍)存在下,以中等(moderate)频率分离了抗性突变体。重要的是,将G0775的浓度增加到MIC的8倍,可将抗性频率(frequency of resistance,FOR)降低到大肠杆菌、肺炎克雷伯氏菌,和鲍曼不动杆菌的检出限以下,再增加2倍,则可以减少铜绿假单胞菌的FOR至小于10-10(图2A)。对抗性大肠杆菌突变体的有针对性的和全基因组测序表明,在LepB的底物/抑制剂结合沟内发现了除一个之外的所有具有抗性的突变,这证实了G0775的整个细胞活性都在靶上。令人鼓舞的是,这些突变使对G0775的敏感性(susceptibility)仅降低了4到16倍(表4),这与在较高药物浓度的存在下的抗性频率的急剧下降相一致。
表4:针对响应于在4x MIC浓度的G0775上的接种而自发产生的大肠杆菌ATCC 25922点突变体测量的G0775 MIC值。
发现的唯一脱靶突变是编码基因acrB的外排泵中的单个错义突变(N282Y),其可以增加该外排系统对G0775的亲和力。有趣的是,在野生型MG1655背景中删除AcrB或TolC外排泵对G0775的效力没有影响,这支持以下观点:AcrB N282Y是功能突变的获得物,而G0775通常不是大肠杆菌中这些外排系统的底物(表3)。总的来说,这些结果表明,G0775通过一种新的机制杀死了革兰氏阴性细菌,且对G0775的自发抗性主要是通过使敏感性仅稍有下降的靶突变体发生的。
实施例4.G0775以前所未有的MOI与LepB结合
为了检验赋予LepB突变的抗性改变了直接与抑制剂接触的残基的假说,将与G0775复合的LepB的共晶体结构解析为的分辨率。通过将进化的突变映射到大肠杆菌LepB晶体结构上,证实了这些突变位于底物结合沟内并紧密覆盖G0775结合位点(图2B)。确实,所有赋予抗性的突变都在结合的抑制剂的内,并且在20个接触残基中的总共8个中鉴定出突变。总体上,LepB-G0775结构揭示了抑制剂的核心和骨架酰胺杂原子与先前确定的与LepB结合的阿龙霉素的结构13,14几乎相同地结合(图6)。令人惊讶地,G0775上的氨基乙腈弹头不与催化性丝氨酸(S91)结合,而是与催化性赖氨酸的氮(K146)相互作用(图3A)。这与催化性赖氨酸通过亲电子腈的直接亲核攻击形成共价脒相一致,是活性位点二分体的典型角色的倒置(图7)。据我们所知,这是抑制剂与其靶蛋白之间形成脒的第一个报道。为了证实这种共价相互作用的独特性质,将LepB与过量的G0775一起孵育过夜,用胰蛋白酶消化,并将消化物进行LC-MS分析(图3B)。所得片段证实在G0775和包含催化性赖氨酸残基146的LDYIKR肽片段(SEQ ID NO:5)之间形成了预期分子量的加成物。这种共价蛋白酶抑制的机理是独特的,并为快速发展的共价酶抑制剂领域增加了新的工具。对嵌入在表面活性剂胶束(detergent micelle)中的全长LepB进行了详细的酶动力学研究,以量化与催化性赖氨酸形成共价键的速率。数据表明该分子非常紧密地化学前结合到底物结合位点(KI=0.44nM),然后发生不可逆的失活(kinact=0.0007 1/s;kinact/KI=1,590,909M-1s-1)(图3C),证实了G0775对LepB的亲和力。
实施例5.G0775穿透外膜。
G0775强大的抗菌活性表明它能够穿透革兰氏阴性OM,从而接近LepB活性位点。为了更好地了解G0775进入周质间隙的效率,确定了G0775对高渗透性大肠杆菌菌株(imp4213)的效力,该高渗透性大肠杆菌菌株(imp4213)在OM生物发生途径中存在缺陷,效力相对于野生型大肠杆菌提高了30倍。EDTA介导的对维持OM稳定性至关重要的二价阳离子螯合会诱导类似的MIC改变(表3)。这种OM穿透的程度在针对革兰氏阴性活性的β内酰胺类抗生素所能观察到的范围内,该革兰氏阴性活性的β内酰胺类抗生素通过被称为孔蛋白的水通道穿过OM,从而增加了G0775通过类似机制进入周质的可能性。为了直接评估G0775是否通过孔蛋白进入周质间隙,研究了其对野生型大肠杆菌K-12MG1655及其缺少经典孔蛋白OmpC、OmpF或两者的等基因突变体的活性。G0775对所有四种菌株均显示相同的效力(表3),与其较高的分子量(890g/mol)一致,该分子量高于通常认为的与孔蛋白介导的进入所相容的范围。数据表明,G0775渗透进入周质间隙的过程是通过其它孔蛋白或另一种独立于孔蛋白的机制完成的。
实施例6.G0775在体内对临床相关的革兰氏阴性细菌有效
在50%的血清或1%的肺表面活性剂的存在下,G0775的体外活性很强(表3),表明该抗生素可用于治疗严重的全身和肺部感染,因此我们有动机确定体内功效。使用不同的致病性革兰氏阴性细菌测试了多种临床前感染模型。首先评估了G0775在鼠嗜中性白血球低下大腿感染模型(murine neutropenic thigh infection model)中的体内功效,其评估了与先天免疫系统分离的内在抗菌活性,并已被证明可以可靠地从临床前物种转推至人类。1mg/kg和5mg/kg的G0775分别显示出对大肠杆菌菌株ATCC 25922和肺炎克雷伯氏菌菌株ATCC 43816的有效杀菌活性(CFU降低>2-log)(图4A)。
接下来在相同的嗜中性白血球低下大腿模型中针对铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)27853和鲍曼不动杆菌(A.baumannii)17978测试G0775。G0775再次是有效的,但是需要更高浓度的抗生素,这与这些病原体的更高的MIC值一致(图4A)。使用肺部感染模型,可以评估G0775在肺部环境中治疗MDR细菌感染的能力。在这些实验中,使用了抗药性的CDC 106(表2),并且观察到G0775在2mg/kg下具有抑菌活性以及在20mg/kg下具有杀菌活性(图4B)。这些结果证实,无论细菌是在体外还是在体内生长,这种新型抗生素都能够克服CDC 0106固有的所有抗药性机制。最后,在粘蛋白腹膜炎模型(mucin peritonitismodel)中检查了G0775保护小鼠免受肺炎克雷伯氏菌菌株ATCC 43816致死性攻击的能力。G0775实现了剂量依赖性的存活增加,感染的第1天所递送的5mg/kgBID能够在84小时内保持完整的动物生存力(图4C)。总而言之,这些数据证明了G0775在治疗由多种野生型和MDR革兰氏阴性细菌引起的多种类型的感染中的潜力。
实施例7.化合物G3031和G0775的合成方法
向2-氨基-4-甲基嘧啶-5-羧酸乙酯(4.0g,22mmol)的CHBr3(66mL)溶液中加入亚硝酸异戊酯(44mL),并将混合物在85℃下搅拌4h。除去挥发物,残余物用EtOAc(100mL)溶解,将其用盐水(100mL×2)洗涤。有机层经Na2SO4干燥,浓缩,残余物通过硅胶快速柱纯化,得到2-溴-4-甲基嘧啶-5-羧酸乙酯T1(3.0g,55.5%产率),为白色固体。1H NMR(400MHz,CDCl3):δ8.93(s,1H),4.41(q,J=7.2Hz,2H),2.82(s,3H),1.41(t,J=7.0Hz,3H)。
将4-叔丁基苯硼酸(944mg,5.3mmol)、碳酸钾(1.69g,12.3mmol)、1,1'-双(二苯基膦基)二茂铁二氯化钯(299mg,0.41mmol)和T1(1.0g,4.1mmol)溶解于甲苯(10mL)和水(2mL)的溶液在N2下于110℃搅拌16h。将残余物溶于EtOAc(200mL)中,并用水和盐水(各200mL)洗涤。有机层经MgSO4干燥并浓缩。残余物通过快速柱色谱纯化,得到4-(4-叔丁基苯基)-2-甲基苯甲酸甲酯T2(920mg,76%产率),为无色油。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ9.21(s,1H),8.44(d,J=8.4Hz,2H),7.53(d,J=8.4Hz,2H),4.43(q,J=7.2Hz,2H),2.89(s,3H),1.44(t,J=7.2Hz,3H),1.38(s,9H)。
将T2(920mg,3.1mmol)和氢氧化钠(620mg,15.5mmol)在甲醇(15mL)和水(15mL)中的溶液在85℃搅拌2h。之后,将混合物用1N HCl调节至pH=3-4,将其用EtOAc(200mL×2)萃取。合并的有机层用盐水(200mL×2)洗涤,经Na2SO4干燥,浓缩,得到2-(4-叔丁基苯基)-4-甲基-嘧啶-5-羧酸T3(800mg,96%产率),为白色固体。LCMS(5-95AB_1.5分钟):tR=0.806分钟,[M+H]+=270.8。
酪氨酸硼酸S6的合成以前曾进行过,并且将胺保护为Boc氨基甲酸酯而非Cbz进行。S6的光谱数据与先前描述的相同。然后,使用与先前描述的化学方法相比略有变化的方法来构建阿龙霉素核心S18。
在N2气氛下,在0℃下,向化合物S18(5.0g,11.0mmol)的EtSH(116mL)溶液中缓慢加入AlBr3的CH2Br2溶液(1mol/L,165mL,165mmol)。将混合物搅拌18小时。减压除去挥发物,并通过添加水(50mL)淬灭残余物,将其进一步用DCM(20mL×3)洗涤。水层通过制备型HPLC(乙腈1-20%/0.1%TFA水溶液)纯化,得到完全去保护的阿龙霉素核心S19(4.5g,99.2%产率),为白色固体。
向S19(4.7g,8.9mmol)的1,4-二恶烷/H2O(9:1,165mL)溶液中滴加1NNaOH,直至pH约为11。然后加入溶解在1,4-二恶烷(50mL)中的Cbz-OSu(6.66g,26.7mmol)溶液。在搅拌1小时后,将NaOH(1.07g,26.7mmol)加入到反应中,随后加入MeOH(60mL)。将得到的混合物搅拌20分钟。然后向反应中加入稀柠檬酸(10%v/v,50mL),水层用EtOAc(3 x 150mL)萃取,合并的有机层用盐水(3 x 100mL)洗涤,经Na2SO4干燥,浓缩得到粗产物。将残余物用DCM(50mL)稀释,并将悬浮液过滤,得到所需物质(3.2g)。浓缩DCM相,残余物通过硅胶快速柱纯化(用EtOAc中的10-20%甲醇洗脱),得到第二批所需物质(1.0g)。合并的批次为S20(4.2g,86.1%产率),是白色固体。
向S20(4.3g,7.85mmol)中加入1.25M HCl的MeOH(128mL)溶液,并将反应在0℃下搅拌。除去挥发物,并将残余物重新溶于EtOAc(200mL),将其用饱和NaHCO3溶液和盐水(各200mL)洗涤。浓缩有机层,得到白色固体状的S21(4.15g,94.1%产率),将其直接用于下一步。
向S21(150mg,0.27mmol),Et3N(324mg,3.2mmol)的DCM(5mL)溶液中加入Boc2O(583mg,2.7mmol)。将混合物在30℃下搅拌3小时。浓缩挥发物,并将残余物加入水(50mL)和EtOAc(50mL)的混合物中。有机相用盐水(2×50mL)洗涤,经Na2SO4干燥并浓缩。将残余物在硅胶上纯化,用EtOAc∶EtOH∶石油醚=3∶1∶8洗脱,得到S22(200mg,98.3%产率),为白色固体。LCMS(5-95AB_1.5分钟):tR=0.893分钟,[M+Na]+=784.2。
向S22(200mg,0.25mmol)在EtOH(12mL)的溶液中,添加10%Pd/C(56mg,0.05mmol)。将混合物在25℃及氢气(15psi)下搅拌2h。过滤后,将滤液真空浓缩,得到为白色固体的S23产物(157mg,99%产率)。
将S23(165mg,0.26mmol)、DIEA(102mg,0.79mmol)和(S)-2-(((苄氧基)羰基)氨基)-4-((叔丁氧基羰基)氨基)丁酸(111mg,0.32mmol)的DCM(5mL)溶液在0℃搅拌5分钟,然后在0℃下缓慢加入HATU(110mg,0.29mmol)。将所得混合物在0℃下搅拌10分钟,逐渐升温至25℃,并在25℃下搅拌1小时。浓缩反应混合物,并将残余物加入水(40mL)和EtOAc(40mL)的混合物中。用(3×40mL)饱和盐水溶液洗涤有机相,经Na2SO4干燥并浓缩。将残余物通过制备型TLC(5%MeOH的DCM溶液)纯化,得到S24(165mg,65%产率),为白色固体。LCMS(5-95AB_1.5分钟):tR=0.930分钟,[M+Na]+=984.5。
向S24(165mg,0.17mmol)的EtOH(12mL)溶液添加10%Pd/C(36.5mg,0.03mmol)。将混合物在25℃和氢气(15psi)下搅拌2小时。过滤后,将滤液真空浓缩,得到为白色固体的S25(140mg,99%产率)。
将2-(4-(叔丁基)苯基)-4-甲基嘧啶-5-羧酸(27mg,0.10mmol)、HATU(37mg,0.10mmol)和DIEA(27mg,0.21)的DMF(0.50mL)溶液在0℃下搅拌5分钟,然后在0℃下缓慢加入S25(77mg,0.09mmol)的DCM(5mL)溶液。将所得混合物在0℃搅拌10分钟,逐渐升温至25℃,并在25℃下搅拌1小时。浓缩反应混合物,并将残余物加入水(40mL)和EtOAc(40mL)的混合物中。用饱和盐水溶液(3×30mL)洗涤有机相,经Na2SO4干燥并浓缩。将残余物通过制备型TLC(5%MeOH的DCM溶液)纯化,得到S26(96mg,98%产率),为白色固体。LCMS(5-95AB_1.5分钟)tR=1.177分钟,[M+H]+=1080.8。
向S26(96mg,0.09mmol)的THF(5mL)溶液中添加LiOH·H2O(7.5mg,0.18mmol)的H2O(1mL)溶液。将混合物在25℃下搅拌1h。向混合物中加入H2O(30mL),并用1M的HCl调节至pH=3,将其用EtOAc(3×30mL)萃取。合并的有机层用饱和盐水溶液(70mL)洗涤,经Na2SO4干燥并浓缩,得到S27(90mg,95%产率),为白色固体。LCMS(5-95AB_1.5分钟):tR=1.077分钟,[M+H]+=1066.1。
将S27(90mg,0.08mmol)加入到HFIP(5mL)中的5%TFA中,并将混合物在25℃下搅拌2h。除去挥发物,并将残余物通过制备型HPLC纯化(乙腈:18-28%/0.225%FA的水溶液),得到G3031(20.3mg,30%产率),为白色固体。LCMS(5-95AB_1.5分钟):tR=0.68分钟,[M+H]+=766.1。1H NMR(400MHz,CD3OD):8.78(s,1H),8.38(brs,2H),7.52(brs,2H),7.17-6.73(m,5H),6.60-6.54(m,1H),5.18(brs,1H),4.65-4.58(m,2H),3.34-3.32(m,2H),3.21-3.10(m,2H),2.98(s,3H),2.33(s,3H),2.39-2.27(m,1H),2.25-2.14(m,1H),1.39(s,9H),1.38(d,J=7.2Hz,3H)。
在0℃下,向S21(3.9g,6.94mmol)和K2CO3(14.4g,104mmol)的DMF(50mL)溶液中加入2-溴乙基(甲基)氨基甲酸叔丁酯(15.6g,69.5mmol)。将混合物在室温搅拌48小时。将混合物过滤并将滤液用EtOAc(500mL)稀释。用盐水(2×400mL)洗涤EtOAc层,经Na2SO4干燥,浓缩,并通过硅胶色谱法纯化(溶剂梯度:0-60%EtOAc的石油醚溶液)得到S28(4.8g,81.5%产率),为白色固体。
在室温下,向S28(4.8g,5.7mmol)的EtOH(100mL)溶液中添加10%Pd/C(1.26g,1.18mmol)和一滴30%NH4OH溶液。将反应混合物在相同温度下在氢气气氛(15psi)下搅拌1小时。然后浓缩滤液,得到为白色固体的S29(4.0g,99%产率)。
将在DCM(25mL)中的S29(2.2g,3.1mmol)、(2S)-2-(苄氧基羰基氨基)-4-(叔丁氧基羰基氨基)丁酸(1.4g,4.0mmol)和DIEA(1.6mL,9.3mmol)的混合物在0℃下搅拌10分钟,然后添加HATU(2.3g,6.2mmol)。将反应混合物在相同温度下搅拌1小时。将反应浓缩至干燥(dryness),并将残余物在EtOAc(150mL)和H2O(150mL)之间分离。用10%Na2CO3溶液和盐水(各150mL)洗涤有机层,经Na2SO4干燥并浓缩。将残余物在硅胶柱上纯化,得到S30(2.9g,90%产率),为白色固体。LCMS(5-95AB_1.5分钟):tR=0.969分钟,[M+H]+=1048.5。
在室温下,向S30(2.0g,1.9mmol)的EtOH(100mL)溶液中添加10%Pd/C(600mg,0.57mmol)和一滴30%NH4OH。将反应混合物在相同温度下在氢气气氛(15psi)下搅拌1小时。然后浓缩滤液,得到为白色固体的S31(1.6g,92%产率)。
将T3(399mg,1.48mmol)、HATU(749mg,1.97mmol)和DIEA(516μL,2.95mmol)的DMF(2mL)溶液在0℃搅拌15分钟,然后添加S31(900mg,0.98mmol)的DCM(10mL)溶液。搅拌混合物并在0℃下保持1小时。然后将反应混合物浓缩至干并将残余物在EtOAc(100mL)和水(100mL)之间分离。用10%Na2CO3溶液和盐水(各100mL)洗涤有机层,经Na2SO4干燥并浓缩。通过硅胶柱纯化残余物,得到S32(1.1g,96%产率)。LCMS(5-95AB_1.5分钟):tR=0.947分钟,[M+H]+=1166.7。
在0℃下,向S32(1.1g,0.94mmol)的THF(10mL)溶液中加入氢氧化锂一水合物(90mg,3.8mmol)的水(10mL)溶液,并将混合物逐渐在搅拌下加热至室温,并在相同温度下搅拌1小时。向混合物中加入1MKHSO4溶液,直到pH达到5,然后用EtOAc(40mL x 3)对其进行萃取。用盐水(100mL×2)洗涤合并的有机层,经Na2SO4干燥并浓缩,得到白色固体状的S33(1.07g,99%产率)。LCMS(5-95AB_1.5分钟):tR=1.054分钟,[M+H]+=1153.1。
在0℃下,向S33(970mg,0.84mmol)、氨基乙腈盐酸盐(156mg,1.68mmol)和DIEA(441μL,2.5mmol)的DCM(12mL)溶液加入HATU(640mg,1.68mmol)的DMF(2mL)溶液。将反应在相同温度下搅拌1h。将反应混合物浓缩至干燥,并将残余物在EtOAc(100mL)和水(100mL)之间分离。用10%Na2CO3溶液和盐水(各100mL)洗涤有机相,经Na2SO4干燥并浓缩。通过硅胶柱纯化残余物,得到S34(950mg,95%产率),为白色固体。LCMS(5-95AB_1.5分钟):tR=1.057分钟,[M+H]+=1190.9。
将S34(950mg,0.80mmol)加入六氟异丙醇(v/v,20mL)中的5%TFA中,并将混合物在室温搅拌1h。减压除去挥发物,并将所得的粗固体再溶解于乙腈(5mL)中,然后用固体NaHCO3中和。然后将滤液通过HPLC纯化,得到为白色固体的G0775(331mg,47%产率)。LCMS(方法5-95AB,ESI):tR=0.724分钟,[M+H]+=890.5。1H NMR(400MHz,CD3OD):δ8.78(s,1H),8.36(d,J=8.4Hz,2H),7.55(d,J=8.4Hz,2H),7.32(d,J=8.8Hz,1H),7.25-7.15(m,2H),7.08(d,J=8.8Hz,1H),6.90(s,1H),6.79(s,1H),6.39(s,1H),5.19-5.16(m,1H),4.80-4.70(m,2H),4.28-4.15(m,4H),4.11(s,2H),3.20-3.10(m,8H),2.95(s,3H),2.65(s,3H),2.35-2.05(m,2H),1.39(s,9H),1.36(d,J=6.4Hz,3H)。
实施例8.LepB蛋白酶结构域与G0775形成不可逆的共价键。
G0775结合LepB蛋白酶结构域,以与催化赖氨酸146形成不可逆的共价键(见图3A-3C)。LepB与G0775孵育后的胰蛋白酶消化后,对LDYIKR LepB肽片段(SEQ ID NO:5)的LCMS检测显示:只有在没有G0775孵育的情况下才检测到未修饰的肽,而LDYIKR-G0775肽(SEQID NO:5)加合物LepB仅在LepB与G0775孵育之后被检测到(图3B)。在指示浓度的G0775存在下,LepB动力学酶测定中的非线性失活曲线表明与共价键的形成相一致的时间依赖性抑制。从三个独立的实验中测量了Kinact(0.0007±0.0002s-1)和KI(0.44±0.15M-1s-1),示出的数据点是单个实验中四次重复的平均值。
实施例9.来自PDB 1T7D的LepB-G0775和LepB-阿龙霉素的叠加。G0775和阿龙霉素的比较。
如图6所示,催化赖氨酸146与腈弹头共价结合,而丝氨酸91亲核体保持未结合。为简单起见,已从每个共结构(co-structure)中去除了LepB蛋白。比较表明,G0775的大环核心与亲代(parent)阿龙霉素大环保持高度保守性,并且两者与蛋白质的相互作用非常相似。
实施例10.在G0775腈和赖氨酸146之间形成共价脒键的机制。
如图7所示,参与底物蛋白水解的一般碱基(赖氨酸146)起亲核体的作用,攻击腈弹头。
实施例11.G0775-LepB共结构的电子密度和空间基团。
如图8所示,电子密度表明在不对称单元的每个活性部位中的未反应的、非共价结合的形式的G0775的部分占据。由于MS分析表明LepB与G0775之间的反应已经完成,因此这种非共价形式的抑制剂的出现被认为是伪影(artifact),是X射线数据收集过程中辐射损伤的结果。
实施例12.优化的阿龙霉素是新型的革兰氏阴性抗生素
多药耐药性细菌正在以惊人的速度传播,并且尽管进行了广泛的努力,但是在过去的五十多年中,尚未有对革兰氏阴性细菌具有活性的新的抗生素类别得到批准。最成功的革兰氏阴性抗生素是天然产物的衍生物。本文描述了将活性弱、光谱受限的阿龙霉素类的天然产物化学优化至G0775,一种具有有效的广谱革兰氏阴性活性的分子。这种修饰的天然产物通过抑制关键的细菌I型信号肽酶发挥作用,但是该过程使用的是一种崭新的机制。其在体外和多种体内感染模型中均对当代多重耐药的革兰氏阴性临床分离株具有杀菌作用。这些发现表明,经过优化的阿龙霉素类似物(如G0775)有望转化为新型疗法,以应对日益增长的多重耐药性革兰氏阴性菌感染的威胁。
介绍
多种安全有效的抗生素的发现和开发急剧降低了细菌感染的死亡率,但是在医学和农业中对这些相同抗生素的过度使用和滥用已推动了抗生素耐药性的快速发展和传播。泛耐药性不可治愈感染的最严重威胁来自“ESKAPE”病原体,尤其是该群(group)的革兰氏阴性菌(大肠杆菌(Escherichia coli)、肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)、铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa),和鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumannii)),其具有双膜包膜,该双膜包膜可以防止许多抗生素接近其靶标。尽管付出了巨大的努力,但在过去的五十多年中,没有任何针对此类病原体的新型的抗生素类别得到批准。
阿龙霉素是一种得到详细描述的桥连的脂肽,其抑制细菌的I型信号肽酶(SPase),一种必需的膜结合蛋白酶,其使用非典型的丝氨酸/赖氨酸二分体,以在跨细胞质膜易位后从前蛋白切割信号序列。SPase已被用作抗生素靶标近二十年,重点是研发对革兰氏阳性细菌有活性的药物,革兰氏阳性细菌的酶的活性位点暴露在细胞表面。在革兰氏阴性细菌中,SPase的活性位点位于细胞质膜和外膜之间的周质间隙中,并被认为是阿龙霉素无法接近的,因为它们的高分子量和亲脂性会阻止通过外膜(OM)。与这些预期相反,已经报道了阿龙霉素A-C16对几种革兰氏阴性菌具有适度的活性,但是迄今为止,还没有报道过对革兰氏阴性ESKAPE病原体具有活性的阿龙霉素。本文描述了对G0775的发现,G0775是一种合成的阿龙霉素衍生物,其对革兰氏阴性ESKAPE病原体具有强大的体外抗菌活性。有趣的是,G0775的物理化学性质在目前所认为的、产生有效的革兰氏阴性活性的所期望的范围之外,这表明它采用了通过OM的非典型机制。至关重要的是,对几乎所有可用的抗生素疗法均具有耐药性的高度多药耐药性(MDR)病原体仍对G0775敏感,并且针对G0775的从头耐药性(de novo resistance)发生的频率非常低。在多种感染模型中,G0775的强大体外活性转化为强大的体内功效,证明了这些优化的天然产物具有解决日益增长的抗生素耐药性所带来的临床威胁的潜力。
讨论
MDR细菌感染的增长是对全球健康的严重风险,并且大多数抗菌素研发工作集中于通过化学修饰来重振(reinvigorating)现有的临床批准的抗生素类别。尽管这种方法至关重要且有效,但产生的分子最终仍会具有交叉耐药性,交叉耐药性响应先前使用的其亲本类别(parent class)的成员而进化和传播。相反,一种全新的抗生素类别将不会受到现有的耐药机制的影响。由于G0775具有抑制关键的I型信号肽酶的新颖作用机制,因此它绕过了现有的耐药机制,并且在体内和体外对MDR革兰氏阴性菌株(包括诸如临床分离株CDC0106等高耐药菌株)具有完全活性。
G0775强大的全细胞活性是由于其相对有效地穿透OM、避免外排,和其靶亲和力的组合而产生的。破译每种所描述的、G0775固有的化学药物在影响这些不同的活性障碍中的作用是令人感兴趣的。尽管G0775形成的独特共价键直接影响靶标结合,但不可逆的共价键也有可能通过破坏分子的外排能力来提高分子在周质间隙中的寿命。同样,与细胞质膜通过优化的N末端脂质锚的结合可能会进一步扰乱这种平衡,同时发挥作用以在SPase结合位点内最佳定位大环核心和弹头。最后,附加的乙胺似乎与LepB没有直接的相互作用,表明这些正电荷可能会增加周质中抑制剂的局部浓度,这与表明掺入碱性胺可以促进细菌的积累的最近的报道相一致。最后,由于G0775的亲脂性、高拓扑极性表面积和分子量不在通常与革兰氏阴性OM穿透相关的范围之内,因此其进入SPase的能力仍然是令人惊讶的。
当前对OM穿透所需的特性的理解主要基于相对少量的抗生素支架(antibioticscaffolds),其中大多数利用孔蛋白通道穿过OM。本文提供的数据表明:可能存在允许G0775以足够高的效率穿透,以实现有效的全细胞活性的其它机制。该OM穿透途径可能是其它展示出革兰氏阴性抗菌活性的、胞质靶标的非典型大极性抑制剂(包括L27-11、球霉素,和万古霉素糖苷配基(Vancomycin aglycone)类似物)的活性的部分原因。尽管尚不清楚这种穿透机制的细节,但最近关于OM生物发生的研究强调了在插入新的β-桶蛋白28或LPS单体过程中局部膜失稳的作用,有趣的是,推测这种失稳可能潜在地为诸如G0775之类的分子产生接近点(access point)。如果是这样,似乎有一套独特的规则可能适用于利用非孔蛋白OM穿透途径的大型极性化合物,而正在进行的G0775及其相关分子的研究可能有助于阐明这些特性。
G0775的广谱和强活性以及对自发抗药性的低脆弱性(vulnerability)和优异的临床前功效表明:优化的阿龙霉素类似物可能代表了亟需的新型革兰氏阴性抗生素类别。这种新的机理的抗生素类别可能会重置正在进行的与致病细菌的军备竞赛的时钟,以帮助推迟回到抗生素前时代的前景。
数据储存:本文报道的序列已储存在GenBank数据库中(万维网网址为ncbi.nlm.nih.gov/genbank)(登录号CP022611-CP022613)。
方法总结
最小抑菌浓度(MIC)。通过在圆底96孔测定板(Corning Life Sciences No 3788)中,在Mueller Hinton II阳离子调节的肉汤中对化合物进行两次连续稀释,使其最终体积为0.1ml,从而确定MIC。将每个孔用5×105CFU/ml接种,并在不搅拌的情况下在37℃下孵育18小时。用眼睛对板评分,并且将防止可见生长的最低化合物浓度确定为MIC。
抗性频率(FOR)。刮取每种细菌物种的20个独立菌落,并用于建立过夜培养。通过离心浓缩细菌,并在含2至8倍MIC的G0775的阳离子调节的Mueller Hinton琼脂糖(MHA)板上散布约3x109 CFU。按照制造商的说明,从Mueller Hinton II阳离子调节肉汤(BBLTM212322)和SeaKem LE琼脂糖(17g/L;Lonza)制备MHA板。通过将在37℃下孵育48小时后形成的菌落数除以初始活细胞计数,计算出每种菌株的抗性频率。
蛋白片段质谱法。通过酶促胰蛋白酶消化(5ug LepB用0.1ug胰蛋白酶),然后在结合Orbitrap Elite质谱仪(ThermoFisher)的UPLC(Waters)上进行LC-MS/MS分析,验证蛋白序列。在消化之前,将样品用二硫苏糖醇还原并用碘乙酰胺烷基化。在45℃加热的AcquityM-Class BEH C18色谱柱(Waters)上以45分钟的梯度以1μl/分钟的速度分离肽。质谱数据是使用前15位数据依赖方法(top 15 data dependent method)获取的。使用Mascot算法(Matrix Sciences)对推定的序列数据库搜索光谱。数据库搜索中包括固定修饰、氨基甲酰甲基化(57.02Da),和可变修饰,氧化(15.99Da)和G0775化合物(899.46Da),前体质量偏差(precursor mass tolerance)为20ppm,片段离子偏差(fragment ion tolerance)为0.8Da。使用Xcalibur Qual浏览器(ThermoFisher)分析获得的质谱数据。
蛋白表达,纯化和G0775复合物的形成。用编码大肠杆菌LepB(Val77-His324),301的蛋白酶结构域的质粒转化BL21(DE3)金感受态细胞(Agilent)。使用自动诱导培养基(超级肉汤(Terrific Broth),在16℃下72小时)生长细胞,通过离心沉淀细胞,并将其重悬于缓冲液A(PBS、benzonase、不含EDTA的cOmpleteTM蛋白酶抑制剂混合物(cOmpleteTM EDTA-free Protease Inhibitor Cocktail))中。将悬浮液均质化,通过微流化器,并以13000rpm离心40分钟。分离包涵体,并重悬于缓冲液B(0.5%Triton X-100、10mM EDTA、20mM Tris-HCl pH 7.4,5mM TCEP)中,并再次以13000rpm离心30分钟。将沉淀的包涵体用缓冲液C(0.5%Triton X-100、10mM EDTA,20mM Tris-HCl pH 7.4)洗涤4次,然后在4℃下,在缓冲液D(6M胍-HCl、100mM Tris-HCl pH8和不含EDTA的cOmpleteTM蛋白酶抑制剂混合物)中溶解过夜。将该溶液在40000rpm下离心30分钟,并用缓冲液E(4M胍-HCl,100mM Tris-HCl pH 8)将上清液稀释至0.1OD280nm。将溶液在0.1M Tris pH 8.0、0.4M L-精氨酸,5mM还原谷胱甘肽和0.5mM氧化谷胱甘肽中透析(dialyze)过夜。第二天,将蛋白质在25mM Tris pH 8、50mMNaCl和5%甘油中进一步透析,并在接下来的3天中每12小时更换一次透析缓冲液。
将重新折叠的材料加载到用缓冲液E(25mM Tris-HCl pH 8,50mM NaCl)平衡的MonoQ柱10/300GL(GE)上。用10CV缓冲液E洗涤结合的样品,并用梯度的缓冲液F(25mMTris-HCl pH 8,750mM NaCl)洗脱。合并含有蛋白质的部分,将缓冲液交换到25mM Tris-HCl pH 8和150mM NaCl中。将纯化的蛋白质浓缩至1mg/mL(35μM),然后向溶液中加入10x摩尔过量的G0775(100mM在DMSO中的原液(stock solution))。将反应在4℃下孵育过夜,通过LC-MS监测复合物的形成,然后浓缩至20mg/ml。
晶体学方法。通过悬滴气相扩散法,通过将1μl 20mg/ml的蛋白质和1μl含30%PEG300和0.1M醋酸钠pH 4.5的结晶溶液混合,在19℃下生长与G0775复合的LepB的衍射质量晶体。将晶体转移至包含40%PEG300和0.1M乙酸钠pH 4.5的冷冻保护溶液中,并在液氮中快速冷冻。在Canadian Light Source(CLS-08ID)上收集了分辨率的衍射数据。使用XDS31和AIMLESS32对衍射数据进行索引(indexed)、整合(integrated)和缩放(scaled)。通过使用Phaser33和1T7D作为搜索模型的分子置换来解析结构。使用coot34和Phenix35进行的迭代轮次重建和优化产生的最终模型的R/Rfree=0.204/0.252,并具有良好的几何形状(表5)。
表5:G0775-LepB结构的数据收集和优化统计(分子置换)
G0775的电子密度表明在不对称单元的每个活性部位中的未反应的、非共价结合的形式的部分占据(图8)。由于MS分析表明LepB与G0775之间的反应已经完成,因此这种非共价形式的抑制剂的出现被认为是伪影,是X射线数据收集过程中辐射损伤的结果。
酶学:通过将来自大肠杆菌的500pM全长重组LepB加入到含有指示浓度的G0775和10uM荧光肽底物Dabcyl-DAP-PAKAAE-Edans(SEQ ID NO:6)(GL Biochem,Boston,MA)的384孔聚丙烯测定板(Thermo Scientific)中,以在含有0.1%Triton X-100的PBS(pH 7.4)中引发20μL反应。底物裂解将Dabcyl淬灭剂与Edans荧光团分离,产生490nm荧光(340nm激发)。使用pherastar读板仪(BMG Labtech)动力学地读取反应,并使用Dynafit软件(BioKinLtd.)将曲线拟合至两步不可逆结合模型,以确定Kinact/KI结合常数。
动物使用声明:所有动物程序均根据基因泰克机构动物护理和使用委员会批准的方案,在实验室动物护理评估和认可协会(AAALAC)认可的设施中,根据《实验动物的护理和使用指南》以及适用的法律和法规进行。
嗜中性白血球低下大腿感染模型。通过在第-5天以150mg/kg的剂量和在第-2天以100mg/kg的剂量进行两次腹膜内注射Cytoxan(Baxter Health Care Corporation),使CD1小鼠(Charles River实验室)嗜中性白血球低下。在第0天,将50ul对数生长(log-phasegrwon)细菌、肺炎克雷伯氏菌(K.pneumoniae)(ATCC 43816)1x105 CFU/小鼠、大肠杆菌(ATCC 25922)1x105 CFU/小鼠、铜绿假单胞菌(P.aeruginosa)(ATCC 27853)1x106CFU/小鼠,或鲍曼不动杆菌(A.baumannii)(ATCC 17978)1x105 CFU/小鼠注射到小鼠大腿肌肉中。在感染后2和11小时,皮下注射指定剂量的G0775。在感染后20小时,通过连续稀释法测定大腿肌肉中的CFU。
嗜中性白血球低下肺部感染模型。通过在第-4天以150mg/kg的剂量和在第-1天以100mg/kg的剂量进行两次腹膜内注射Cytoxan(Baxter Health Care Corporation),使Balb/c小鼠(Jackson Laboratories)嗜中性白血球低下。在第0天,用40ul对数生长(log-phase grwon)肺炎克雷伯氏菌(K.pneumoniae)(CDC 0106)以1x106 CFU/小鼠经鼻内感染小鼠。在感染后2和11小时,皮下注射不同剂量的G0775。在感染后2小时,皮下注射环丙沙星(Claris Lifesciences Inc.)一次,剂量为80mg/kg。在感染后20小时,通过连续稀释法测定肺中的CFU。
黏蛋白腹膜炎存活研究。通过5%粘蛋白(Sigma M1778)中的3x105 CFU/小鼠的0.4mL肺炎克雷伯菌(ATCC 43816)的腹膜内注射,感染CD1小鼠(Charles RiverLaboratories)。在感染后2和11小时,以指定剂量皮下注射G0775。感染后2小时皮下注射环丙沙星(Claris Lifesciences Inc.)一次,剂量为80mg/kg。监测小鼠的身体状况和存活,直至感染后84小时。
尽管已经参考以上实施例描述了本发明,但是将理解的是,修改和变型涵盖在本发明的精神和范围内。因此,本发明仅由所附的权利要求书限制。
序列表
<110> 基因泰克公司
<120> 肽抗菌复合物及其使用方法
<130> P34460-WO
<140>
<141>
<150> 62/566,125
<151> 2017-09-29
<160> 6
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 人工序列的描述:合成肽
<220>
<221> MOD_RES
<222> (3)..(3)
<223> 任何氨基酸
<220>
<221> MOD_RES
<222> (6)..(6)
<223> 任何氨基酸
<220>
<221> MOD_RES
<222> (10)..(10)
<223> 任何氨基酸
<400> 1
Pro Ser Xaa Ser Met Xaa Pro Thr Leu Xaa
1 5 10
<210> 2
<211> 9
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 人工序列的描述:合成肽
<220>
<221> MOD_RES
<222> (2)..(2)
<223> 任何氨基酸
<220>
<221> MOD_RES
<222> (4)..(4)
<223> 任何氨基酸
<220>
<221> MOD_RES
<222> (6)..(6)
<223> 任何氨基酸
<220>
<221> MOD_RES
<222> (8)..(9)
<223> 任何氨基酸
<400> 2
Asp Xaa Ile Xaa Val Xaa Lys Xaa Xaa
1 5
<210> 3
<211> 10
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 人工序列的描述:合成肽
<220>
<221> MOD_RES
<222> (4)..(5)
<223> 任何氨基酸
<220>
<221> MOD_RES
<222> (8)..(9)
<223> 任何氨基酸
<400> 3
Arg Gly Asp Xaa Xaa Val Phe Xaa Xaa Pro
1 5 10
<210> 4
<211> 11
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 人工序列的描述:合成肽
<220>
<221> MOD_RES
<222> (1)..(1)
<223> Tyr 或 Phe
<220>
<221> MOD_RES
<222> (2)..(2)
<223> Ile 或 Val
<220>
<221> MOD_RES
<222> (5)..(6)
<223> 任何氨基酸
<220>
<221> MOD_RES
<222> (8)..(9)
<223> 任何氨基酸
<400> 4
Xaa Xaa Lys Arg Xaa Xaa Gly Xaa Xaa Gly Asp
1 5 10
<210> 5
<211> 6
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 人工序列的描述:合成肽
<400> 5
Leu Asp Tyr Ile Lys Arg
1 5
<210> 6
<211> 7
<212> PRT
<213> 人工序列
<220>
<223> 人工序列的描述:合成肽
<220>
<221> MOD_RES
<222> (1)..(1)
<223> DAP
<400> 6
Xaa Pro Ala Lys Ala Ala Glu
1 5
Claims (121)
1.一种抑制的肽酶,包括信号肽酶(SPase)抑制剂,所述信号肽酶抑制剂具有与细菌I型SPase、细菌I型SPase同源物,或细菌I型SPase赖氨酸同源物的氨基酸残基连接的键。
2.根据权利要求1所述的抑制的肽酶,其中所述抑制剂与所述氨基酸残基形成不可逆键。
3.根据权利要求1所述的抑制的肽酶,其中所述的键为共价键。
4.根据权利要求1所述的抑制的肽酶,其中所述肽酶包含区域B、区域C、区域C',和区域D,其中:
B包含氨基酸序列PSXSMXPTLX(SEQ ID NO:1);
C包含氨基酸序列DXIXVXKXX(SEQ ID NO:2);
C'包含氨基酸序列RGDXXVFXXP(SEQ ID NO:3);以及
D包含氨基酸序列Y/F,I/V,KRXXGXXGD(SEQ ID NO:4),
其中X是任何天然氨基酸残基或任何非天然氨基酸残基。
5.根据权利要求4所述的抑制的肽酶,其中所述抑制剂和所述肽酶在所述肽酶的区域D键合。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的抑制的肽酶,其中在所述抑制剂上的亲电受体部分的一部分与所述肽酶的所述氨基酸残基的一部分之间形成所述的键。
7.根据权利要求6所述的抑制的肽酶,其中所述抑制剂上的所述亲电受体部分是-C≡N基团。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的抑制的肽酶,其中所述抑制剂与所述肽酶的赖氨酸残基形成键。
9.根据权利要求8所述的抑制的肽酶,其中所述抑制剂与所述赖氨酸残基的侧链的氮原子形成键。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的抑制的肽酶,其中所述抑制剂是阿龙霉素衍生物或细菌信号肽,或其片段或同源物。
其中:
X1是=O或=NH;
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;z1是1到4的整数;
z2是0或1;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环状肽,其中所述肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合;
L1是键、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;以及
R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基,
12.根据权利要求1或11所述的抑制的肽酶,其中所述抑制的肽酶具有结构式(I-A):
其中X1是=O或=NH;
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;
z1是1到4的整数;
z2是0或1;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R2独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环状肽,其中所述肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;以及
R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基,
13.根据权利要求12所述的抑制的肽酶,其中X1是=NH。
14.根据权利要求12所述的抑制的肽酶,其中W包含选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
15.根据权利要求12所述的抑制的肽酶,其中W包含甘氨酸和选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
17.根据权利要求1所述的抑制的肽酶,其中所述抑制的肽酶具有结构式(I-B):
其中:
X1是=O或=NH;
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;
z1是1到4的整数;
z2是0或1;
z3是0到20的整数;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R2、R4,和R6独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,其中R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基;
Z独立地是取代或未取代的天然氨基酸或取代或未取代的非天然氨基酸,其中R2和Z氨基酸;R4和Z氨基酸;R6和Z氨基酸;或两个Z氨基酸可以可选地通过连接部分L3连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
L3是取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;
R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基;
R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基;
R8B和R8C独立地为氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;
R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2;或R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;以及
R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基;或两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环,
18.根据权利要求17所述的抑制的肽酶,其中R2和R6连接形成取代或未取代的杂环烷基。
19.根据权利要求17所述的抑制的肽酶,其中Z包含选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
20.根据权利要求17所述的抑制的肽酶,其中Z包含甘氨酸和选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
21.根据权利要求17-20中任意一项所述的抑制的肽酶,其中z3是0。
22.根据权利要求1或17-21中任意一项所述的抑制的肽酶,其中所述抑制的肽酶具有结构式(III):
其中:
X1是=O或=NH;
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;z1是1到4的整数;
z4和z5独立地是0到4的整数;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R4和R10独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基;
R11是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR2A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基;
R12是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR3A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;
R1A、R1B、R1C、R1D、R2A,和R3A独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基;以及
R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基;
R8B和R8C独立地是氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;
R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2;或R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;以及
R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基;或两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环,
24.根据权利要求23所述的抑制的肽酶,其中Y为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
25.根据权利要求24所述的抑制的肽酶,其中所述抑制的肽酶具有结构式(III-B):
其中:
z6是0到3的整数;且
R13独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H,、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
26.根据权利要求24所述的抑制的肽酶,其中R2A和R3A独立地为取代或未取代的杂烷基。
27.根据权利要求26所述的抑制的肽酶,其中所述抑制的肽酶具有结构式(III-C):
其中:
z6是0到3的整数;且
R13独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H,、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
28.根据权利要求27所述的抑制的肽酶,其中R13独立地是取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
30.根据权利要求11-29中任意一项所述的抑制的肽酶,其中所述抑制剂与所述氨基酸残基形成不可逆键。
31.根据权利要求11-30中任意一项所述的抑制的肽酶,其中所述的键为共价键。
32.根据权利要求11-31中任意一项所述的抑制的肽酶,其中所述肽酶包含区域B、区域C、区域C',和区域D,其中:
B包含氨基酸序列PSXSMXPTLX(SEQ ID NO:1);
C包含氨基酸序列DXIXVXKXX(SEQ ID NO:2);
C'包含氨基酸序列RGDXXVFXXP(SEQ ID NO:3);以及
D包含氨基酸序列Y/F,I/V,KRXXGXXGD(SEQ ID NO:4),
其中X是任何天然氨基酸残基或任何非天然氨基酸残基。
33.根据权利要求32所述的抑制的肽酶,其中所述抑制剂和所述肽酶在所述肽酶的区域D键合。
34.根据权利要求11-31中任意一项所述的抑制的肽酶,其中在所述抑制剂上的亲电受体部分的一部分与所述肽酶的所述氨基酸残基的一部分之间形成所述的键。
35.根据权利要求34所述的抑制的肽酶,其中所述抑制剂上的所述亲电受体部分是-C≡N基团。
36.根据权利要求11-35中任意一项所述的抑制的肽酶,其中所述的抑制剂与所述肽酶的赖氨酸残基形成键。
37.根据权利要求36所述的抑制的肽酶,其中所述抑制剂与所述赖氨酸残基的侧链的氮原子形成键。
38.根据权利要求1-37中任意一项所述的抑制的肽酶,其中所述抑制的肽酶在细菌细胞中。
39.根据权利要求1-38中任意一项所述的抑制的肽酶,其中所述氨基酸是大肠杆菌的Lys146。
40.根据权利要求1-3或11中任意一项所述的抑制的肽酶,其中信号肽酶是革兰氏阳性信号肽酶或革兰氏阴性信号肽酶。
41.根据权利要求1-40中任意一项所述的抑制的肽酶,其中信号肽酶是革兰氏阴性信号肽酶。
42.根据权利要求1-41中任意一项所述的抑制的肽酶,其中信号肽酶是LepB。
其中:
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;
z1是1到4的整数;
z2是0或1;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环状肽,其中所述肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合;
L1是键、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;以及
R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、卤素、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基。
44.根据权利要求43所述的方法,其中W包含选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
45.根据权利要求43所述的方法,其中W包含甘氨酸和选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
47.根据权利要求43所述的方法,其中所述化合物具有结构式(IV-C):
其中:
z3是0到20的整数;
R2、R4,和R6独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,其中R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基;
Z独立地是取代或未取代的天然氨基酸或取代或未取代的非天然氨基酸,其中R2和Z氨基酸;R4和Z氨基酸;R6和Z氨基酸;或两个Z氨基酸可以可选地通过连接部分L3连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
L3是取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基;
R8B和R8C独立地是氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;
R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2;或R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;以及
R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基;或两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。
48.根据权利要求47所述的方法,其中Z包含选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
49.根据权利要求47所述的方法,其中Z包含甘氨酸和选自2,4-二氨基丁酸、2,5-二氨基戊酸、2,6-二氨基己酸、2-氨基-4-羟基丁酸、2-氨基-5-羟基戊酸,和2-氨基-6-羟基己酸的至少一种氨基酸。
50.根据权利要求47所述的方法,其中R2和R6连接以形成取代或未取代的杂环烷基。
51.根据权利要求49或50所述的方法,其中z3是0。
52.根据权利要求43-47中任意一项所述的方法,其中所述化合物具有结构式(V):
其中:
z4和z5独立地是0到4的整数;
R4和R10独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,其中R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基;
R11是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR2A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基;
R12是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR3A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;以及
R2A和R3A独立地为氢、卤素、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基;
R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基;
R8B和R8C独立地是氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;
R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2;或R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;以及
R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基;或两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。
54.根据权利要求53所述的方法,其中Y为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
55.根据权利要求54所述的方法,其中R2A和R3A独立地是取代或未取代的杂烷基。
56.根据权利要求55所述的方法,其中所述化合物具有结构式(V-B):
其中:
z6是0到3的整数;且
R13独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H,、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
57.根据权利要求56所述的方法,其中R13独立地是取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
59.根据权利要求43-58中任意一项所述的方法,其中所述细菌肽酶是信号肽酶(SPase)。
60.根据权利要求59所述的方法,其中SPase是细菌I型SPase。
61.根据权利要求43-58中任意一项所述的方法,其中所述化合物与所述细菌肽酶形成不可逆键。
62.根据权利要求43-58中任意一项所述的方法,其中所述化合物与所述细菌肽酶形成共价键。
63.根据权利要求43-58中任意一项所述的方法,其中所述细菌肽酶包含区域B、区域C、区域C',和区域D,其中:
B包含氨基酸序列PSXSMXPTLX(SEQ ID NO:1);
C包含氨基酸序列DXIXVXKXX(SEQ ID NO:2);
C'包含氨基酸序列RGDXXVFXXP(SEQ ID NO:3);以及
D包含氨基酸序列Y/F,I/V,KRXXGXXGD(SEQ ID NO:4),
其中X是任何天然氨基酸残基或任何非天然氨基酸残基。
64.根据权利要求63所述的方法,其中所述细菌肽酶和所述化合物在肽酶的区域D键合。
65.根据权利要求43-64中任意一项所述的方法,其中所述的化合物与所述细菌肽酶的赖氨酸残基形成键。
66.根据权利要求65所述的方法,其中所述键形成于所述赖氨酸残基的侧链。
67.根据权利要求66所述的抑制的肽酶,其中所述细菌肽酶是LepB。
68.根据权利要求67所述的抑制的肽酶,其中所述赖氨酸残基是Lys146。
69.根据权利要求43-66中任意一项所述的方法,其中所述细菌肽酶选自大肠杆菌、单核细胞增生李斯特菌、麻风分枝杆菌、结核分枝杆菌、溃疡分枝杆菌、肺炎支原体、肺炎克雷伯菌、肺炎克雷伯菌、产气肠杆菌、沃克曼枸橼酸杆菌、粘质沙雷菌、粘质沙雷菌、鲍曼不动杆菌、淋病奈瑟球菌,和脑膜炎奈瑟菌。
70.一种抑制细菌细胞的信号蛋白分泌的方法,包括使细胞与结构式(IV)的化合物接触:
其中:
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;
z1是1到4的整数;
z2是0或1;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环状肽,其中所述肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合;
L1是键、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;以及
R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、卤素、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基。
71.一种治疗细菌感染的方法,包括向有需要的受试者施用治疗有效量的结构式(IV)的化合物:
其中:
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;
z1是1到4的整数;
z2是0或1;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环状肽,其中所述肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合;
L1是键、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;以及
R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、卤素、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基。
72.根据权利要求71所述的方法,其中所述化合物具有结构式(IV-C):
其中:
z3是0到20的整数;
R2、R4和R6独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,其中R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基;
Z独立地是取代或未取代的天然氨基酸或取代或未取代的非天然氨基酸,其中R2和Z氨基酸;R4和Z氨基酸;R6和Z氨基酸;或两个Z氨基酸可以可选地通过连接部分L3连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;以及
L3是取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基;
R8B和R8C独立地是氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;
R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2;或R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;以及
R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基;或两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。
73.根据权利要求72所述的方法,其中R2和R6连接以形成取代或未取代的杂环烷基。
74.根据权利要求72或73所述的方法,其中z3是0。
75.根据权利要求71-74中任意一项所述的方法,其中所述化合物具有结构式(V):
其中:
z4和z5独立地是0到4的整数;
R4和R10独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,其中R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基;
R11是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR2A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基;
R12是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR3A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;以及
R2A和R3A独立地为氢、卤素、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基;
R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基;
R8B和R8C独立地是氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;
R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2;或R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;以及
R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基;或两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。
77.根据权利要求76所述的方法,其中Y为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
78.根据权利要求77所述的方法,其中R2A和R3A独立地是取代或未取代的杂烷基。
79.根据权利要求78所述的方法,其中所述化合物具有结构式(V-B):
其中:
z6是0到3的整数;且
R13独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H,、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
80.根据权利要求70所述的方法,其中R13独立地是取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
82.根据权利要求71-81中任意一项所述的方法,其中所述细菌感染由大肠杆菌、单核细胞增生李斯特菌、麻风分枝杆菌、结核分枝杆菌、溃疡分枝杆菌、肺炎支原体、肺炎克雷伯菌、肺炎克雷伯菌、产气肠杆菌、沃克曼枸橼酸杆菌、粘质沙雷菌、粘质沙雷菌、鲍曼不动杆菌、淋病奈瑟球菌,或脑膜炎奈瑟菌引起。
83.根据权利要求71-81中任意一项所述的方法,其中所述细菌感染由耐甲氧西林(MRSA)的细菌、万古霉素中介(VISA)的细菌、耐万古霉素金黄色葡萄球菌(VRSA)、耐多药(MDR)细菌、泛耐药(PDR)革兰氏阴性细菌,或广泛耐药(XDR)细菌引起。
84.根据权利要求83所述的方法,其中PDR革兰氏阴性细菌是铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌,或肺炎克雷伯菌。
85.根据权利要求83所述的方法,其中PDR细菌和XDR细菌独立地是结核分枝杆菌。
86.根据权利要求71-81中任意一项所述的方法,其中所述细菌感染由革兰氏阴性细菌引起。
87.根据权利要求71-86中任意一项所述的方法,其中所述细菌感染由留置装置或假体装置引起。
88.根据权利要求71-87中任意一项所述的方法,其中所述细菌感染由生物膜相关细菌引起。
89.根据权利要求71-88中任意一项所述的方法,进一步包括向所述受试者施用与结构式(IV)的化合物组合的抗生素。
90.根据权利要求89所述的方法,其中所述抗生素是氨基糖苷、氟喹诺酮、碳青霉烯、四环素,或阿龙霉素。
91.根据权利要求89所述的方法,其中所述抗生素是头孢他啶、阿维巴坦、左氧氟沙星,美洛培南、黏菌素,或替加环素。
92.一种抑制的肽,包括:
丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体;和
与所述赖氨酸的氨基具有键的肽抑制剂。
93.根据权利要求92所述的抑制的肽,其中所述抑制的肽是细菌肽或哺乳动物肽。
94.根据权利要求92或93所述的抑制的肽,其中所述抑制的肽选自细菌UmuD、细菌LexA、细菌Lon蛋白酶、细菌信号肽酶、细菌青霉素结合蛋白V、细菌青霉素结合蛋白1a、细菌青霉素结合蛋白1b、细菌青霉素结合蛋白2;细菌青霉素结合蛋白3;哺乳动物乳铁蛋白;哺乳动物线粒体信号肽酶;N末端丝氨酸或苏氨酸蛋白酶;细菌青霉素G酰化酶前体;哺乳动物糖基天冬酰胺酶前体,以及与大肠杆菌PBP1a、1b、2、3、4、5,或6同源的细菌青霉素结合蛋白。
95.根据权利要求92或93所述的抑制的肽,其中抑制的细菌肽选自大肠杆菌UmuD,大肠杆菌LexA、大肠杆菌Lon蛋白酶、大肠杆菌信号肽酶、大肠杆菌青霉素结合蛋白V;大肠杆菌青霉素结合蛋白1a、大肠杆菌青霉素结合蛋白1b、大肠杆菌青霉素结合蛋白2、大肠杆菌青霉素结合蛋白3、智人乳铁蛋白、智人线粒体信号肽酶、N末端丝氨酸或苏氨酸蛋白酶、大肠杆菌青霉素G酰化酶前体、智人糖基天冬酰胺酶前体,以及与大肠杆菌PBP1a、1b、2、3、4、5,或6同源的大肠杆菌青霉素结合蛋白。
96.根据权利要求92-95中任意一项所述的抑制的肽,其中所述抑制的肽具有结构式(I):
其中:
X1是=O或=NH;
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;
z1是1到4的整数;
z2是0或1;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环状肽,其中所述肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合;
L1是键、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;以及
R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基,
97.根据权利要求92或96所述的抑制的肽,其中所述抑制的肽具有结构式(I-A):
其中:
X1是=O或=NH;
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;
z1是1到4的整数;
z2是0或1;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R2独立地为氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环状肽,其中所述肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;以及
R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基,
98.根据权利要求97所述的抑制的肽,其中X1是=NH。
99.根据权利要求92所述的抑制的肽,其中所述抑制的肽具有结构式(I-B):
其中:
X1是=O或=NH;
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;
z1是1到4的整数;
z2是0或1;
z3是0到20的整数;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R2、R4,和R6独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,其中R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基;
Z独立地是取代或未取代的天然氨基酸或取代或未取代的非天然氨基酸,其中R2和Z氨基酸;R4和Z氨基酸;R6和Z氨基酸;或两个Z氨基酸可以可选地通过连接部分L3连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
L3是取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;
R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基;
R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基;
R8B和R8C独立地为氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;
R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2;或R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;以及
R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基;或两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环,
100.根据权利要求99所述的抑制的肽,其中R2和R6连接形成取代或未取代的杂环烷基。
101.根据权利要求99或100所述的抑制的肽,其中z3是0。
102.根据权利要求92或100-101中任意一项所述的抑制的肽,其中所述抑制的肽具有结构式(III):
其中:
X1是=O或=NH;
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;
z1是1到4的整数;
z4和z5独立地是0到4的整数;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R4和R10独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基;
R11是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR2A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基;
R12是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR3A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;
R1A、R1B、R1C、R1D、R2A,和R3A独立地为氢、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基;以及
R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基;
R8B和R8C独立地是氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;
R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2;或R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;以及
R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基;或两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环,
104.根据权利要求103所述的抑制的肽酶,其中Y为取代或未取代的芳基或取代或未取代的杂芳基。
105.根据权利要求104所述的抑制的肽,其中所述抑制的肽具有结构式(III-B):
其中:
z6是0到3的整数;
R13独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H,、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
106.根据权利要求104所述的抑制的肽,其中R2A和R3A独立地为取代或未取代的杂烷基。
107.根据权利要求106所述的抑制的肽,其中所述抑制的肽具有结构式(III-C):
其中:
z6是0到3的整数;且
R13独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H,、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
108.根据权利要求107所述的抑制的肽,其中R13独立地是取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
110.根据权利要求92-109中任意一项所述的抑制的肽,其中所述的键为共价键。
111.一种抑制肽的方法,包括使包含丝氨酸-赖氨酸催化二分体或丝氨酸-丝氨酸赖氨酸催化三分体的肽与结构式(IV)的化合物接触:
其中:
n1是0到4的整数;
m1和v1独立地是1或2;
z1是1到4的整数;
z2是0或1;
R1和R9独立地是氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
W是取代或未取代的线性肽或取代或未取代的环状肽,其中所述肽包含以下至少三个:天然氨基酸残基、非天然氨基酸残基,或其组合;
L1是键、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
L2是键、-O-、-NR9-、-S-、-C(O)-、取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
Y是-SOn1R1A、-SOv1NR1BR1C、-NHNR1BR1C、-ONR1BR1C、-NHC(O)NHNR1BR1C、-NHC(O)NR1BR1C、-NR1BR1C、-C(O)R1D、-C(O)OR1D、-C(O)NR1BR1C、-OR1A、-NR1BSO2R1A、-NR1BC(O)R1D、-NR1BC(O)OR1D、-NR1BOR1D、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,疏水尾,或细菌蛋白或其片段或同源物;以及
R1A、R1B、R1C,和R1D独立地为氢、卤素、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基,
其中所述结构式(IV)的化合物与所述二分体或所述三分体中的赖氨酸的氨基形成键。
112.根据权利要求111所述的方法,其中所述化合物具有结构式(IV-C):
其中:
z3是0到20的整数;
R2、R4和R6独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,其中R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基;
Z独立地是取代或未取代的天然氨基酸或取代或未取代的非天然氨基酸,其中R2和Z氨基酸;R4和Z氨基酸;R6和Z氨基酸;或两个Z氨基酸可以可选地通过连接部分L3连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
L3是取代或未取代的亚烷基、取代或未取代的杂亚烷基、取代或未取代的亚环烷基、取代或未取代的杂亚环烷基、取代或未取代的亚芳基,或取代或未取代的杂亚芳基;
R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基;
R8B和R8C独立地是氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;
R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2;或R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;以及
R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基;或两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。
113.根据权利要求112所述的方法,其中R2和R6连接以形成取代或未取代的杂环烷基。
114.根据权利要求112或113所述的方法,其中z3是0。
115.根据权利要求112-114中任意一项所述的方法,其中所述化合物具有结构式(V):
其中:
z4和z5独立地是0到4的整数;
R4和R10独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基,其中R2和R6;或R2和R8可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基;
R3、R5,和R7独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-SH、-SO3H、-SO4H、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3,-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;
R8是氢、-NH2、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基-SR8A、-(C1-C6)烷基-C(O)OR8A、-(C1-C6)烷基-NR8DR8E、-(C1-C6)烷基-NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-NHC(O)NR8AOR8A、-(C1-C6)烷基-O-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-CN、-(C1-C6)烷基-NR8AC(O)R8A、-(C1-C6)烷基-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)杂烷基-CO2H、-(C1-C6)烷基-S(O)(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)CH=NH、-(C1-C6)烷基-C(NH2)=NH、-(C1-C6)烷基-N(H)C(=NH)NH2、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)S(O)2(C1-C6)烷基、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)[可选地取代的(C2-C6)烷基]-OR8A、-(C1-C6)烷基N(H)C(O)(C1-C6)烷基-OR8A、-(C1-C6)烷基C(O)N(H)杂环烷基、-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-C(O)-(C1-C6)烷基-NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-N(H)-(C1-C6)烷基C(O)NR8BR8C、-(C1-C6)烷基-杂环烷基、可选地取代的-(C1-C6)烷基-N(H)杂环烷基,或-(C1-C6)烷基-杂芳基;
R11是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR2A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基、或取代或未取代的杂芳基;
R12是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OR3A、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;以及
R2A和R3A独立地为氢、卤素、-CF3、-CCl3、-CBr3、-CI3、-COOH、-CONH2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基;键合至相同氮原子的R1B和R1C取代基可以可选地连接,以形成取代或未取代的杂环烷基或取代或未取代的杂芳基;
R8A独立地是氢或-(C1-C6)烷基;
R8B和R8C独立地是氢或可选地取代的-(C1-C6)烷基,或R8B和R8C和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;
R8D和R8E独立地是氢、-(C1-C6)烷基、-(C1-C6)杂烷基、-(C1-C6)烷基-CO2H、-C(O)(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)烷基、-C(O)O(C1-C6)卤代烷基、-C(=NH)(C1-C6)烷基、-C(=NH)N(R14)2、-C(O)N(R14)2,或-SO2N(R14)2;或R8D和R8E以及它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环;以及
R14独立地是氢或-(C1-C6)烷基;或两个R14基团和它们所连接的氮原子可选地形成杂环烷基环。
117.根据权利要求116所述的方法,其中Y为氢、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
118.根据权利要求117所述的方法,其中R2A和R3A独立地是取代或未取代的杂烷基。
119.根据权利要求118所述的方法,其中所述化合物具有结构式(V-B):
其中:
z6是0到3的整数;且
R13独立地是氢、卤素、-CCl3、-CBr3、-CF3、-CI3、-CN、-OH、-NH2、-COOH、-CONH2、-NO2、-SH、-SO3H,、-SO4H、-SO2NH2、-NHNH2、-ONH2、-NHC(O)NHNH2、-NHC(O)NH2、-NHSO2H、-NHC(O)H、-NHC(O)OH、-NHOH、-OCCl3、-OCF3、-OCBr3、-OCI3、-OCHCl2、-OCHBr2、-OCHI2、-OCHF2、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
120.根据权利要求119所述的方法,其中R13独立地是取代或未取代的烷基、取代或未取代的芳基,或取代或未取代的杂芳基。
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