CN115650957A - 一类靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体及其应用 - Google Patents
一类靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于生物医药技术领域,具体涉及一类靶向α‑突触核蛋白的蛋白水解嵌合体及其应用。本发明靶向α‑突触核蛋白的蛋白水解嵌合体同时具有α‑突触核蛋白配体、连接子和E3连接酶配体的结构片段,可以在细胞中招募E3连接酶对α‑突触核蛋白进行泛素化修饰,然后通过UPS诱导降解α‑突触核蛋白。通过实验研究证明,所述蛋白水解嵌合体在较低浓度条件下可以靶向α‑突触核蛋白,诱导其泛素化并显著降低细胞内α‑突触核蛋白聚集水平,提高细胞活力,降低相关细胞毒性,非常适合用于治疗α‑突触核蛋白相关疾病中。
Description
技术领域
本发明属于生物医药技术领域。更具体地,涉及一类靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体及其应用。
背景技术
α-突触核蛋白(α-Synuclein)是一种在中枢神经系统突触前及核周表达的可溶性蛋白质,其与帕金森病的发病机制和相关功能障碍密切相关,是路易小体的主要成分。α-突触核蛋白的结构很大程度上依赖于其所处的细胞内环境,并且会表现出不同的结构如单体、寡聚体、原纤维和纤维等,病理状态下的突触核蛋白容易聚集形成不溶性的纤维蛋白沉淀,最终导致神经细胞死亡。人类基因学的研究也证明了α-突触核蛋白基因突变在家族性的帕金森病中的主要致病地位,并且α-突触核蛋白的聚集有类似朊蛋白样的在细胞间传播的特点。
蛋白水解靶向嵌合体(PROteolysis TArgeting Chimera,PROTAC)是一种双功能小分子化合物,结构中含有两种不同配体,一种是泛素连接酶E3配体,另一种是与细胞中目标靶蛋白结合的配体,两个配体之间通过Linker相连,从而形成靶蛋白配体-Linker-E3化合物。PROTAC分子在进入细胞后,其结构中的目标蛋白(Protein of interest,POI)配体可特异性地与相应的靶蛋白结合,而另一端可以募集E3连接酶从而形成POI-Linker-E3ligase三元复合物,其中E3连接酶可介导泛素结合酶E2对POI泛素化。被泛素标记的POI被蛋白酶体识别并降解。并且PROTAC在细胞内可多次循环利用。中国专利申请CN114573570A公开了一类α-突触核蛋白靶向化合物,该化合物可以达到显著降低胞内α-突触核蛋白聚集水平、提高细胞活力的效果。但是此类化合物的成药性、安全性等还需进一步研究,并且可临床应用的种类仍然较为缺乏,因此,迫切需要提供更多的靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体以供选择。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有α-突触核蛋白靶向化合物较少的缺陷和不足,提供一种靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体。
本发明的目的是提供所述靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体的应用。
本发明的另一目的是提供一种治疗α-突触核蛋白相关疾病的药物。
本发明上述目的通过以下技术方案实现:
一类靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体,具有式(I)所示结构:
优选地,所述x为5或6,y为2或3,z为1或2。
更优选地,所述靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体具有以下任一结构:
本发明靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体同时具有α-突触核蛋白配体、连接子和E3连接酶配体的结构片段,可以在细胞中招募E3连接酶对α-突触核蛋白进行泛素化修饰,然后通过UPS诱导降解α-突触核蛋白。通过实验研究证明,所述蛋白水解嵌合体在较低浓度条件下可以靶向α-突触核蛋白,诱导其泛素化并显著降低细胞内α-突触核蛋白聚集水平,提高细胞活力,降低相关细胞毒性,非常适合用于治疗α-突触核蛋白相关疾病中。
因此,本发明还要求保护所述靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体在制备治疗α-突触核蛋白相关疾病中的应用。
进一步地,α-突触核蛋白相关疾病为帕金森病、路易体痴呆、多系统萎缩。
另外的,本发明还提供了一种治疗α-突触核蛋白相关疾病的药物,所述药物功效成分为所述靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体。
进一步地,所述药物功效成分还包括所述靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物。
更进一步地,所述药物还包括药学上可接受的辅料。
进一步地,所述药学上可接受的辅料包括稀释剂、润滑剂、粘合剂、崩解剂、表面活性剂、成膜材料、包衣材料和胶囊材料。
更进一步地,所述药物为注射制剂、口服制剂、雾化吸入制剂或透皮制剂本发明具有以下有益效果:
本发明靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体同时具有α-突触核蛋白配体、连接子和E3连接酶配体的结构片段,可以在细胞中招募E3连接酶对α-突触核蛋白进行泛素化修饰,然后通过UPS诱导降解α-突触核蛋白。通过实验研究证明,所述蛋白水解嵌合体在较低浓度条件下可以靶向α-突触核蛋白,诱导其泛素化并显著降低细胞内α-突触核蛋白聚集水平,提高细胞活力,降低相关细胞毒性,非常适合用于治疗α-突触核蛋白相关疾病中。
附图说明
图1为本发明靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体化合物对胞内α-突触核蛋白聚集体降解作用测定的免疫印迹图。
图2为本发明靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体化合物对胞内α-突触核蛋白聚集体总水平降低作用的结果统计图。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例来进一步说明本发明,但实施例并不对本发明做任何形式的限定。除非特别说明,本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
除非特别说明,以下实施例所用试剂和材料均为市购。
实施例1中间体化合物7(目标蛋白配体)的制备
所述中间化合物7的合成路线如下:
具体包括以下步骤:
1、化合物3的合成:
取10mmol对硝基苯乙酮(化合物1,1651.5mg)、10mmol 3-溴苯甲醛(化合物2,1850.2mg)、1mmol氢氧化钠(40mg)和0.5mmol八水合氢氧化钡(158mg)悬于50mL甲醇,于室温下反应24h;反应毕,过滤,弃去滤液,滤出物先后用少量水、冷甲醇洗涤,所得粗品无需进一步纯化,得化合物3,白色固体,收率85%。
2、化合物4的合成
取3mmol化合物3(996mg)溶于40ml二氯甲烷,强力搅拌下先后加入0.6mmol三乙胺(83μL)、0.6mmol N,N'-二甲基硫脲(62.4mg)、6mmol二溴海因(1715.5mg),于室温下反应5h;反应毕,减压除去溶剂,乙酸乙酯溶解,水洗,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,5:1)纯化,真空干燥,得化合物4,黄色固体,收率90%。
3、化合物5的合成
取1mmol化合物4(491mg)溶于20ml乙醇,然后加入5mmol水合肼(80%水溶液,312μL),热至50℃反应1h;反应毕,冷至室温,减压移除溶剂,所得粗品经甲醇重结晶纯化,得化合物5,浅黄色针状晶体,收率37%。
4、化合物6的合成
取1mmol化合物5(344mg)和15mg对甲苯磺酸溶于10mL无水四氢呋喃,然后于逐滴加入2mmol 3,4-二氢吡喃(183μL),室温过夜反应;反应毕,减压移除溶剂,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,4:1)纯化,真空干燥,得化合物6,黄色固体,收率66%。
5、化合物7的合成
取1mmol化合物6(428mg)和25mg 10%钯碳悬于15mL无水四氢呋喃,然后用足量氢气(1atm)置换体系内气相,于室温、强烈搅拌下反应1-2h;反应毕,用Celite硅藻土滤除不溶物,收集滤液,减压移除溶剂,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,2:1)纯化,真空干燥,得化合物7,黄色油状物,收率52%。
实施例2中间体化合物15(E3连接酶VHL配体)的制备
所述中间化合物15的合成路线如下:
1、化合物10的制备:
取1.1mmol 4-溴苄腈(200mg),2.1mmol 4-甲基噻唑(207.9g),2.4mmol KOAc(235.2mg)和0.04mmol Pd(OAc)2(9mg)在0℃下依次加入3mL DMF中,氮气保护,加热至150℃反应24h。反应完全后停止加热降至室温,向反应液中加入40mL水淬灭反应,乙酸乙酯萃取。合并有机层并用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,真空浓缩。所得粗品无需进一步纯化,得化合物10,黄色固体,收率58%。
2、化合物11的制备:
取5mmol化合物10(1000mg)溶于50mL MeOH,0℃7.5mmol下加入CoCl2(973.5mg),分批缓慢加入5mmol NaBH4(189.2mg),反应剧烈,加完撤去冰浴,室温搅拌1.5h,反应毕加氨水淬灭,过滤除去不溶物,乙酸乙酯萃取,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:1)纯化,真空干燥,得化合物11,黄色油状物,收率87%。
3、化合物12的制备:
取2mmol化合物11(408mg)溶于3mL DMF,先后加入2mmol Boc-L-羟脯氨酸(462.5mg)、8mmol DIPEA(1320μL)、2.5mmol HATU(950mg),室温反应0.5h,反应毕加水猝灭反应,乙酸乙酯萃取,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:1)纯化,真空干燥,得化合物12,黄色固体,收率95%。
4、化合物13的制备:
取1mmol化合物12(417mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物13(三氟乙酸盐),淡黄色固体,收率99%。
5、化合物14的制备:
取1mmol化合物13(317mg)溶于3mL DMF,先后加入1mmol N-Boc-L-叔亮氨酸(231.3mg)、4mmol DIPEA(660μL)、1.25mmol HATU(475mg),室温反应0.5h,反应毕加水猝灭反应,乙酸乙酯萃取,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:3)纯化,真空干燥,得化合物14,淡黄色固体,收率88%。
6、化合物15的制备:
取1mmol化合物14(530mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物15(三氟乙酸盐),淡黄色固体,收率99%。
实施例3中间体化合物17(E3连接酶cIAP配体)的制备
所述中间化合物17的合成路线如下:
化合物17的制备:
取1mmol乌苯美司(化合物16,308mg)悬于25mL丙酮,冷至0℃,然后于搅拌下逐滴加入2mmol二碳酸二叔丁酯(459μL)和1mL 2N氢氧化钠水溶液,缓慢恢复至室温,过夜反应;反应毕,减压浓缩,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用10%柠檬酸水溶液、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:1)纯化,得化合物17,白色固体,收率80%。
实施例4蛋白水解嵌合体化合物26的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物26的合成路线如下:
1、化合物19的制备:
取1mmol化合物18(149mg),溶于乙酸乙酯中,然后于搅拌下逐滴加入2mmol三乙胺(277μL)、2mmol二碳酸二叔丁酯(459μL),加热回流过夜反应;反应毕,冷至室温,减压移除溶剂,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,95:5)纯化,得化合物19,无色油状液体,收率88%。
2、化合物20的制备:
取1mmol化合物19(249mg),溶于20ml二氯甲烷中,先后加入2mmol三乙胺(277μL)、2mmol对甲苯磺酰氯(381mg)、30mg 4-二甲氨基吡啶,室温反应4h;反应毕,减压移除溶剂,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:1)纯化,得化合物20,无色油状液体,收率51%。
3、化合物22的制备:
取1mmol化合物21(193mg),溶于乙酸乙酯中,然后于搅拌下逐滴加入2mmol三乙胺(277μL)、2mmol二碳酸二叔丁酯(459μL),加热回流过夜反应;反应毕,冷至室温,减压移除溶剂,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,95:5)纯化,得化合物22,无色油状液体,收率82%。
4、化合物23的制备:
取1mmol化合物22(293mg),溶于20ml二氯甲烷中,先后加入2mmol三乙胺(277μL)、2mmol对甲苯磺酰氯(381mg)、30mg 4-二甲氨基吡啶,室温反应4h;反应毕,减压移除溶剂,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:1)纯化,得化合物23,无色油状液体,收率50%。
5、化合物24的制备:
取0.25mmol化合物23(101mg)、0.25mmol化合物7(99.5mg),溶于3ml DMF中,加入0.5mmol碳酸钾(69mg)、0.5mmol碘化钾(84mg),加热至90℃反应24h;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:2)纯化,真空干燥,得化合物24,黄色无定形固体,收率20%。
6、化合物25的制备:
取0.1mmol化合物24(67.3mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物25(三氟乙酸盐),浅棕色固体,收率99%。
7、化合物26的制备:
取0.1mmol化合物25(48.9mg)、0.1mmol 2-(2,6-二氧代-哌啶-3-基)-4-氟基-异吲哚-1,3-二酮(27.6mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),加热至90℃反应24h;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,25:1)纯化,真空干燥,得化合物26,黄绿色固体,收率9%。
化合物26,黄绿色固体。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm:2.65-2.92(m,4H);3.33(t,2H);3.48(q,2H);3.60-3.80(m,12H);4.96(dd,1H);5.37(m,1H);6.50(t,1H);6.66(s,1H);6.69(d,2H);6.92(d,2H);7.11(d,2H);7.30(t,1H);7.47(m,4H);7.76(d,1H);7.98(s,1H).13C NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm:22.82;29.78;43.37;48.95;70.32;70.66;70.78;76.70;77.02;77.34;98.79;111.76;113.23;115.92;116.82;122.85;123.51;124.07;124.17;126.66;128.67;129.90;130.24;130.72;136.06;146.85;168.93;169.42;171.30.
实施例5蛋白水解嵌合体化合物29的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物29的合成路线如下:
1、化合物27的制备:
取0.25mmol化合物23(89.8mg)、0.25mmol化合物7(99.5mg),溶于3ml DMF中,加入0.5mmol碳酸钾(69mg)、0.5mmol碘化钾(84mg),加热至90℃反应24h;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:1)纯化,真空干燥,得化合物27,黄色无定形固体,收率23%。
2、化合物28的制备:
取0.1mmol化合物27(62.9mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物28(三氟乙酸盐),浅棕色固体,收率99%。
3、化合物29的制备:
取0.1mmol化合物28(44.5mg)、0.1mmol 2-(2,6-二氧代-哌啶-3-基)-4-氟基-异吲哚-1,3-二酮(27.6mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),加热至90℃反应24h;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,25:1)纯化,真空干燥,得化合物29,黄绿色固体,收率10%。
化合物29,黄绿色固体。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=2.58-2.92(m,4H);3.34(dt,2H);3.49(m,2H);3.60-3.80(m,8H);4.90(dd,1H);5.38(m,1H);6.54(t,1H);6.62(dd,1H);6.67(s,1H);6.71(m,1H);6.96(m,1H);7.10(m,1H);7.31(m,1H);7.47(m,4H);7.75(d,1H);7.97(s,1H).13CNMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=22.69;29.48;61.71;68.79;69.49;70.73;72.48;76.70;77.34;98.79;99.03;171.40;110.36;111.82;113.21;116.80;122.84;124.17;126.68;126.75;128.67;129.90;130.23;130.70;132.50;136.11;146.85;148.64;167.62;168.94;169.36.
实施例6蛋白水解嵌合体化合物37的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物37的合成路线如下:
1、化合物31的制备:
取1mmol化合物30(117mg),溶于20ml甲醇中,然后于搅拌下逐滴加入2mmol三乙胺(277μL)、2mmol二碳酸二叔丁酯(459μL),加热回流过夜反应;反应毕,冷至室温,减压移除溶剂,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,50:1)纯化,得化合物31,无色油状液体,收率88%。
2、化合物32的制备:
取1mmol化合物31(217mg),溶于20ml二氯甲烷中,先后加入2mmol三乙胺(277μL)、2mmol对甲苯磺酰氯(381mg)、30mg 4-二甲氨基吡啶,室温反应4h;反应毕,减压移除溶剂,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,3:1)纯化,得化合物32,无色油状液体,收率55%。
3、化合物34的制备:
取1mmol化合物33(202mg),溶于20ml二氯甲烷中,先后加入2mmol三乙胺(277μL)、2mmol对甲苯磺酰氯(381mg)、30mg 4-二甲氨基吡啶,室温反应4h;反应毕,减压移除溶剂,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,5:1)纯化,得化合物34,无色油状液体,收率65%。
4、化合物35的制备:
取0.25mmol化合物32(92.8mg)、0.25mmol化合物7(99.5mg),溶于3ml DMF中,加入0.5mmol碳酸钾(69mg)、0.5mmol碘化钾(84mg),加热至90℃反应24h;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,3:1)纯化,真空干燥,得化合物35,黄色无定形固体,收率17%。
5、化合物36的制备:
取0.1mmol化合物35(59.7mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物36(三氟乙酸盐),浅棕色固体,收率99%。
6、化合物37的制备:
取0.1mmol化合物36(41.3mg)、0.1mmol 2-(2,6-二氧代-哌啶-3-基)-4-氟基-异吲哚-1,3-二酮(27.6mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),加热至90℃反应24h;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,25:1)纯化,真空干燥,得化合物26,黄绿色固体,收率7%。
化合物37,黄绿色固体。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=1.29(m,4H);1.58(m,4H);2.66-2.96(m,4H);3.19(t,2H);3.31(q,2H);4.95(dd,1H);5.32(s,1H);6.27(t,1H);6.66(m,2H);6.71(s,1H);6.76(m,1H);6.91(d,1H);7.11(m,1H);7.31(m,1H);7.47(m,4H);7.76(t,1H);7.98(s,1H);8.65(s,1H).13C NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=22.70;26.65;26.76;29.72;31.63;31.94;43.52;48.94;53.43;98.92;109.97;111.52;112.86;115.28;116.65;118.60;122.87;124.19;125.65;126.76;126.86;128.70;128.86;130.27;130.83;132.53;136.16;147.00;148.73;167.63;168.65;169.58;171.18.
实施例7蛋白水解嵌合体化合物39的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物39的合成路线如下:
1、化合物38的制备:
取0.1mmol化合物36(41.3mg)、0.1mmol化合物17(40.8mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),0.15mmol HATU(57mg),在常温下反应过夜;反应毕,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,25:1)纯化,真空干燥,得化合物38,黄色固体,收率12%。
2、化合物39的制备:
取0.02mmol化合物38(16mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物39(三氟乙酸盐),浅棕色固体,收率99%。
化合物39,浅棕色固体。1H NMR(400MHz,Methanol-d4)δ/ppm=0.90(m,6H);1.30-1.90(m,11H);2.93(m,2H);3.06-3.25(m,5H);3.76(m,4H);4.15(s,1H);4.34(m,1H);5.35(t,1H);6.99(s,1H);7.09(d,2H);7.33-7.45(m,5H);7.51(d,1H);7.60-7.83(m,5H);8.01(s,1H).13C NMR(400MHz,Methanol-d4)δ/ppm=15.87;17.30;20.94;22.33;26.70;29.34;29.42;31.66;35.08;38.91;40.71;42.37;52.20;54.42;54.79;68.46;99.16;116.91;122.48;124.06;126.67;127.17;128.10;128.71;128.96;129.07;129.45;130.29;130.61;133.95;135.31;171.86;172.98.
实施例8蛋白水解嵌合体化合物42的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物42的合成路线如下:
1、化合物40的制备:
取0.25mmol化合物34(89mg)、0.25mmol化合物7(99.5mg),溶于3ml DMF中,加入0.5mmol碳酸钾(69mg)、0.5mmol碘化钾(84mg),加热至90℃反应24h;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,3:1)纯化,真空干燥,得化合物40,黄色无定形固体,收率19%。
2、化合物41的制备:
取0.1mmol化合物40(58.2mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物41(三氟乙酸盐),浅棕色固体,收率99%。
3、化合物42的制备:
取0.1mmol化合物41(44.2mg)、0.1mmol化合物15(43mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),0.15mmol HATU(57mg),在常温下反应过夜;反应毕,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,25:1)纯化,真空干燥,得化合物42,黄色固体,收率15%。
化合物42,黄色固体。1H NMR(600MHz,Chloroform-d)δ/ppm=1.02(s,9H);1.15-1.25(m,4H);1.41-1.54(m,4H);2.10(m,2H);2.22(m,1H);2.31-2.51(m,5H);3.01(t,2H);3.69(d,1H);4.16(d,1H);4.32(dd,1H);4.56(m,2H);4.66(d,1H);4.77(t,1H);6.55(d,2H);6.65(s,1H);6.87(d,1H);7.24(m,1H);7.32(m,1H);7.42(m,1H);7.50(dd,2H);7.68(d,1H);7.76(m,1H);7.94(s,1H);8.65(s,1H).13C NMR(600MHz,Chloroform-d)δ/ppm=16.02;25.39;26.26;26.47;28.49;28.74;28.77;29.70;35.00;35.18;36.03;36.59;43.21;50.60;57.66;59.15;69.93;98.69;112.69;118.96;122.83;124.16;125.60;126.88;127.91;128.05;128.52;128.73;129.33;129.45;130.28;130.64;130.75;131.65;134.80;138.11;138.13;148.35;148.56;148.68;150.32;171.31;171.99;174.21.
实施例9蛋白水解嵌合体化合物47的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物47的合成路线如下:
1、化合物44的制备:
取1mmol化合物43(230mg),溶于20ml二氯甲烷中,先后加入2mmol三乙胺(277μL)、2mmol对甲苯磺酰氯(381mg)、30mg 4-二甲氨基吡啶,室温反应4h;反应毕,减压移除溶剂,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:1)纯化,得化合物44,白色固体,收率42%。
2、化合物45的制备:
取0.25mmol化合物44(96mg)、0.25mmol化合物7(99.5mg),溶于3ml DMF中,加入0.5mmol碳酸钾(69mg)、0.5mmol碘化钾(84mg),加热至90℃反应24h;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:1)纯化,真空干燥,得化合物45,黄色无定形固体,收率30%。
3、化合物46的制备:
取0.1mmol化合物45(61mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物46(三氟乙酸盐),浅棕色固体,收率99%。
4、化合物47的制备:
0.1mmol化合物46(42.6mg)、0.1mmol 2-(2,6-二氧代-哌啶-3-基)-4-氟基-异吲哚-1,3-二酮(27.6mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),加热至90℃反应24h;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,50:1)纯化,真空干燥,得化合物47,黄绿色固体,收率14%。
化合物47,黄绿色固体。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=2.50(t,2H);2.65-2.92(m,4H);3.35-3.52(m,10H);4.93(dd,1H);6.60(d,2H);6.70(s,1H);6.90(d,1H);7.16(d,1H);7.50(m,3H);7.70(m,3H);7.78(d,1H).13CNMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=21.22;39.28;47.37;51.26;51.55;51.89;52.08;55.65;62.32;99.69;111.76;114.13;114.62;116.90;120.85;121.51;122.06;127.18;127.66;128.37;131.30;132.84;135.32;136.86;146.85;147.20;147.60;147.70;149.20;167.82;168.53;170.80;176.70.
实施例10蛋白水解嵌合体化合物49的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物49的合成路线如下:
1、化合物48的制备:
取0.1mmol化合物46(42.6mg)、0.1mmol化合物17(40.8mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),0.15mmol HATU(57mg),在常温下反应过夜;反应毕,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,50:1)纯化,真空干燥,得化合物48,黄色固体,收率17%。
2、化合物49的制备:
取0.02mmol化合物48(16.3mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物49(三氟乙酸盐),浅棕色固体,收率99%。
化合物49,浅棕色固体。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=0.90(m,6H);1.50-1.83(m,3H);2.53(m,6H);2.90(m,2H);3.35(m,7H);3.76(m,4H);4.30(m,1H);4.39(m,1H);6.97(s,1H);7.09(d,2H);7.26-7.43(m,5H);7.78(m,5H);7.99(s,1H).13C NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=21.94;22.53;24.42;37.56;41.58;47.21;48.71;49.37;53.20;54.38;55.52;56.42;56.79;70.46;99.76;113.88;114.13;121.40;122.25;126.21;126.48;127.06;127.35;127.67;127.87;128.10;128.50;128.71;130.96;131.07;135.25;138.29;147.61;147.75;147.91;171.76;173.98.
实施例11蛋白水解嵌合体化合物52的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物52的合成路线如下:
1、化合物50的制备:
取0.25mmol化合物46(106.5mg)、0.25mmol 1-Boc-4-(2-氯乙基)哌嗪(62mg),溶于3ml DMF中,加入0.5mmol碳酸钾(69mg),加热至90℃过夜反应;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(石油醚/乙酸乙酯,1:2)纯化,真空干燥,得化合物50,黄色无定形固体,收率50%。
2、化合物51的制备:
取0.1mmol化合物50(63.8mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物51(三氟乙酸盐),浅棕色固体,收率99%。
3、化合物52的制备:
取0.1mmol化合物51(53.8mg)、0.1mmol 2-(2,6-二氧代-哌啶-3-基)-4-氟基-异吲哚-1,3-二酮(27.6mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),加热至90℃反应24h;反应毕,冷至室温,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,25:1)纯化,真空干燥,得化合物52,黄绿色固体,收率10%。
化合物52,黄绿色固体。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=2.27-2.45(m,14H);2.65-2.92(m,4H);3.45(m,10H);4.90(dd,1H);6.51(d,J=2.88Hz,2H);6.73(s,1H);6.92(d,1H);7.14(d,1H);7.50(m,3H);7.68(m,3H);7.79(d,1H).13C NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=21.32;29.48;47.27;51.10;51.22;51.90;52.03;53.62;53.70;55.56;56.75;56.97;57.38;57.85;62.82;99.72;113.20;114.16;114.73;116.62;120.85;121.51;122.90;126.56;127.98;128.66;128.87;131.30;131.64;132.32;135.66;137.85;147.26;147.58;147.73;149.20;167.61;168.39;168.80;173.70.
实施例12蛋白水解嵌合体化合物54的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物54的合成路线如下:
1、化合物53的制备:
取0.1mmol化合物51(53.8mg)、0.1mmol化合物17(40.8mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),0.15mmol HATU(57mg),在常温下反应过夜;反应毕,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,50:1)纯化,真空干燥,得化合物53,黄色固体,收率12%。
2、化合物54的制备:
取0.02mmol化合物53(18.6mg)溶于2mL二氯甲烷,加入2ml三氟乙酸,室温反应0.5h,反应毕真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物54(三氟乙酸盐),浅棕色固体,收率99%。
化合物54,浅棕色固体。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=0.90(m,6H);1.50-1.78(m,3H);2.30-2.50(m,18H);2.90(m,2H);3.30(m,5H);3.45(d,2H);4.39(m,1H);4.44(m,1H);6.52(d,2H);6.87(s,1H);7.26(m,5H);7.45(m,2H);7.67(m,3H);7.78(s,1H).13C NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=22.47;22.53;24.50;37.50;41.54;47.23;49.62;49.76;52.58;53.21;53.71;54.37;55.50;56.20;56.50;57.18;57.32;57.72;57.79;70.06;99.72;113.98;114.18;121.40;122.25;126.01;126.58;127.56;127.65;127.97;128.27;128.58;128.70;128.81;131.07;131.46;135.25;138.09;147.60;147.72;147.81;171.76;173.08.
实施例13蛋白水解嵌合体化合物57的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物57的合成路线如下:
1、化合物55的制备:
取0.1mmol化合物46(42.6mg)溶于2mL甲醇和10ml二氯甲烷,加入0.2mmol醋酸钠(16.4mg),在常温下搅拌15分钟后,加入0.15mmol乙醛酸乙酯(15.3mg),在常温下搅拌15分钟后,加入0.2mmol氰基硼氢化钠(12.6mg),室温下再反应1小时;反应毕,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,10:1)纯化,真空干燥,得化合物55,黄色固体,收率24%。
2、化合物56的制备:
取0.1mmol化合物55(51.2mg)溶于5mL,加入4M NaOH水溶液(10eq),加热至40°反应1小时;反应毕,真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物56,黄色固体,收率97%。
3、化合物57的制备:
取0.1mmol化合物56(48.4mg)、0.1mmol化合物15(43mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),0.15mmol HATU(57mg),在常温下反应过夜;反应毕,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,10:1)纯化,真空干燥,得化合物57,黄色固体,收率12%。
化合物57,黄色固体。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=0.98(s,9H);2.20-2.50(m,15H);3.25(s,2H);3.46(m,4H);4.07(m,1H);4.24(m,1H);4.40(m,3H);6.55(d,2H);6.75(s,1H);7.45(m,4H);7.67(m,3H);7.80(m,3H);8.75(s,1H).13C NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=12.02;25.19;25.26;25.47;35.74;36.77;43.60;47.20;55.03;55.18;55.59;57.21;57.60;57.66;57.95;66.40;68.23;98.70;114.20;114.69;118.96;121.43;122.16;126.50;127.08;127.41;128.25;128.32;128.43;129.43;129.55;131.05;131.45;135.80;137.11;141.13;147.70;148.35;148.56;150.68;152.32;166.31;170.99;172.21.
实施例14蛋白水解嵌合体化合物60的制备
所述蛋白水解嵌合体化合物60的合成路线如下:
1、化合物58的制备:
取0.1mmol化合物51(53.8mg)溶于2mL甲醇和10ml二氯甲烷,加入0.2mmol醋酸钠(16.4mg),在常温下搅拌15分钟后,加入0.15mmol乙醛酸乙酯(15.3mg),在常温下搅拌15分钟后,加入0.2mmol氰基硼氢化钠(12.6mg),室温下再反应1小时;反应毕,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,10:1)纯化,真空干燥,得化合物58,黄色固体,收率20%。
2、化合物59的制备:
取0.1mmol化合物58(62.4mg)溶于5mL,加入4M NaOH水溶液(10eq),加热至40°反应1小时;反应毕,真空除去液相,所得粗品无须进一步纯化,得化合物59,黄色固体,收率97%。
4、化合物60的制备:
取0.1mmol化合物59(59.6mg)、0.1mmol化合物15(43mg)溶于3mL DMF,加入0.4mmol DIPEA(66μL),0.15mmol HATU(57mg),在常温下反应过夜;反应毕,用水稀释,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,用水、食盐水分别洗涤,用无水硫酸钠干燥,所得粗品经快速柱层析(二氯甲烷/甲醇,10:1)纯化,真空干燥,得化合物60,黄色固体,收率10%。
化合物60,黄色固体。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=0.98(s,9H);2.20-2.50(m,27H);3.27(s,2H);3.43(m,4H);4.12(m,1H);4.28(m,1H);4.45(m,3H);6.58(d,2H);6.78(s,1H);7.45(m,4H);7.65(m,3H);7.78(m,3H);8.85(s,1H).13C NMR(400MHz,Chloroform-d)δ/ppm=12.22;25.39;25.66;25.87;35.54;36.77;43.60;47.20;53.26;53.78;55.14;55.45;55.88;56.03;56.18;56.59;57.21;57.60;57.66;57.95;59.10;66.40;68.23;99.70;114.20;114.69;114.98;122.26;126.50;127.18;127.43;128.15;128.31;128.46;129.43;129.58;131.02;131.48;135.20;137.91;141.23;147.70;148.35;148.66;150.98;152.72;166.91;170.79;172.61.
应用例1靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体对胞内α-突触核蛋白聚集体降解作用的测定
1、实验材料:
蛋白水解嵌合体化合物溶液:将合成得到的蛋白水解嵌合体化合物26、29、37、39、42、47、49、52、54、57、60(经HPLC检验纯度)以1000倍工作浓度溶于DMSO中,制成相应的储备液,于4℃,避光条件下短期保存,临用时于培养体系中稀释至工作浓度。
细胞培养:人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y接种在DMEM完全培养基中(含10%胎牛血清、100U/mL青霉素和0.1mg/mL链霉素),于37℃、5%CO2气氛下培养,并按通用方法进行传代。
质粒载体的构建:编码人α-突触核蛋白(含6×His标签)的cDNA被分别克隆至pET28a(用于原核表达)和pcDNA3.1(用于真核表达)质粒载体中。所得载体被转入大肠杆菌(Escherichia coli)DH5α感受态菌株,并按通用方法进行转化、提取和纯化。
重组α-突触核蛋白的表达和纯化:将pET28a-SNCA-6×His转入E.coli BL21(DE3)感受态菌株中,涂布于含10μg/mL卡那霉素的LB平板上过夜培养。次日,挑取单克隆接种至含10μg/mL卡那霉素的液体LB培养基中,于37℃、200rpm下培养至OD600=0.6,随即加入异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)至终浓度为1mg/mL,继续培养6h。培养毕,离心收集细菌沉淀,并按试剂指引裂解、离心,获得蛋白样品。所得蛋白样品按试剂盒指引,使用His亲和凝胶纯化,洗脱的重组α-突触核蛋白经SDS-PAGE检验后,使用超滤法脱盐、浓缩,并用BCA或微量分光光度法测定其浓度。
α-突触核蛋白预制纤维(PFF)的制备:将纯化的重组α-突触核蛋白于微量离心管中以PBS稀释至5mg/mL,于37℃、1000rpm下孵育7d。孵育毕,可见明显淀粉样浑浊产生,将所得浊液(粒径大于5μm)适当分装,即得α-突触核蛋白PFF一级贮备液,可于-80℃长期保存。临用时将一级贮备液以PBS稀释至100μg/mL,并超声破碎60s至澄清(粒径为100~1000nm),即得α-突触核蛋白PFF二级贮备液。
α-突触核蛋白聚集细胞模型的构建:在SH-SY5Y细胞上,采用PFF播种(PFFseeding)联合SNCA瞬时转染的方法构建模拟病理性α-突触核蛋白聚集的细胞模型。取对数生长期的SH-SY5Y细胞接种于6孔板上,过夜培养使其充分贴壁,然后采用Lipofectamine2000转染试剂,按制造商所提供的标准方法,将pcDNA3.1-SNCA-6×His转入细胞中,并继续培养12h使表达。12h后,采用Lipofectamine2000转染试剂,按制造商所提供的标准方法(以上述PFF二级贮备液代替DNA溶液,使PFF终浓度为1μg/mL),将PFF导入细胞,并继续培养12h使蛋白聚集体形成。
2、实验方法:
模型构建毕,弃去培养基,用PBS充分漂洗以除去任何残留的PFF,然后换用含相应浓度(8~1000nM)待测化合物的完全培养基,继续培养24h;分别作为模型组(-)和化合物组。
蛋白水平的测定:采用免疫印迹法测定各条件下细胞内α-突触核蛋白的水平。药物处理毕,收集细胞,加入SDS裂解液(含蛋白酶抑制剂混合物),于冰上裂解20min,并辅以超声破碎。充分裂解后,于4℃、12000RCF下离心10min,取上清,经BCA法测定蛋白浓度后,加入5×上样缓冲液,然后于4℃变性处理10min。所收获的蛋白样品被装载至SDS-PAGE凝胶上,按通用方法电泳分离、转至PVDF膜上进行免疫反应,最后利用化学发光法显影。利用Image J软件量化显影图像,以GAPDH为内参,计算各组中细胞内α-突触核蛋白的水平,并基于此评估相应条件下的蛋白降解作用。
3、实验结果:
本发明评估了11种α-突触核蛋白靶向降解化合物对胞内α-突触核蛋白聚集体的降解作用,以1μM化合物处理24h后细胞内α-突触核蛋白的降解率(D)为指标,评估化合物对α-突触核蛋白聚集体的降解作用。D可按下式计算:
其中DMSO处理组为阴性对照,蛋白本底水平指不经任何处理(包括PFF播种、转染和化合物处理)的SH-SY5Y细胞中α-突触核蛋白的表达水平。
测试所得免疫印迹图参见图1,结果统计图参见图2,计算所得降解率D列于表1。
表1化合物对胞内α-突触核蛋白聚集体的降解作用
化合物编号 | 降解率(%,1μM) | 化合物编号 | 降解率(%,1μM) |
60 | 63.58±2.57 | 42 | 49.63±5.72 |
57 | 35.51±4.77 | 39 | 28.08±0.72 |
54 | 43.13±3.70 | 37 | 28.67±0.28 |
52 | 56.45±0.76 | 29 | 54.69±2.62 |
49 | 22.63±3.62 | 26 | 13.82±2.86 |
47 | 18.70±4.41 |
由结果可见,与模型组(-)相比,经1μM的靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体处理后,胞内α-突触核蛋白聚集体水平均显著下降;其中降解效果最优的为化合物60,其在1μM浓度下对α-突触核蛋白聚集体的降解率D=63.58±2.57%。
综上所述,本发明提供了一类靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体化合物,并通过免疫印迹法评估了该类化合物对胞内α-突触核蛋白聚集体的降解作用。结果一致表明,该类化合物可在较低的浓度(1μM)下有效地降解胞内的α-突触核蛋白,并降低其相关的细胞毒性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式,但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制,其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化,均应为等效的置换方式,都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
2.根据权利要求1所述靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体,其特征在于,所述x为5或6,y为2或3,z为1或2。
4.权利要求1~3任一所述靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体在制备治疗α-突触核蛋白相关疾病中的应用。
5.根据权利要求4所述应用,其特征在于,α-突触核蛋白相关疾病为帕金森病、路易体痴呆、多系统萎缩。
6.一种治疗α-突触核蛋白相关疾病的药物,其特征在于,所述药物功效成分为权利要求1~3任一所述靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体。
7.根据权利要求6所述药物,其特征在于,所述药物功效成分还包括所述靶向α-突触核蛋白的蛋白水解嵌合体药学上可接受的盐、水合物、溶剂化物。
8.根据权利要求6或7所述药物,其特征在于,所述药物还包括药学上可接受的辅料。
9.根据权利要求8所述药物,其特征在于,所述药学上可接受的辅料包括稀释剂、润滑剂、粘合剂、崩解剂、表面活性剂、成膜材料、包衣材料和胶囊材料。
10.根据权利要求6所述药物,其特征在于,所述药物为注射制剂、口服制剂、雾化吸入制剂或透皮制剂。
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