DE10004858A1 - Use of protein kinase inhibitor alpha - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft die Verwendung von Proteinkinase-Inhibitor-alpha (PKI- alpha), die Verwendung von Inhibitoren von Proteinkinase-Inhibitor-alpha und Verfahren zum Screenen auf beta-Agonisten und beta-Antagonisten.The present invention relates to the use of protein kinase inhibitor-alpha (PKI- alpha), the use of inhibitors of protein kinase inhibitor alpha and method for screening for beta agonists and beta antagonists.
Im Jahre 1975 wurde erstmals das Phänomen des "myocardial stunning" beschrieben. Darun ter versteht man die Eigenschaft des Myokards, nach kurzzeitiger Ischämie infolge koronarer Okklusionen eine lang anhaltende, reversible myokardiale Dysfunktion zu zeigen, d. h. der Herzmuskel zeigt nicht die erwartete Kontraktilität. Dieser reversible Zustand hält für mehre re Stunden an und widersprach der bis dahin in der Fachwelt verbreiteten Auffassung, daß ein ischämischer Zustand von mehr als 45 Minuten unwiderruflich mit einem Absterben der My ozyten einhergeht.In 1975 the phenomenon of "myocardial stunning" was first described. Because of that ter is the property of the myocardium after short-term ischemia due to coronary artery Occlusions to show long-lasting, reversible myocardial dysfunction, d. H. the Cardiac muscle does not show the expected contractility. This reversible state lasts for several hours and contradicted the previously widespread opinion among experts that a Ischemic state of more than 45 minutes irrevocable with my death ocytes goes hand in hand.
Als Pathogenitätsmechanismus für das "myocardial stunning" wurde die Bildung von Sauer stoffradikalen, Kalziumüberladung, Dysfunktion des sarkoplasmatischen Reticulums und Troponin-Proteolyse diskutiert (Bolli; Mechanism of myocardial "stunning". Circulation 1990: 723-38; und Wijns, Vatner, Camici. Hibernating myocardium. New England Journal of medicine. 1998. 173-81). Jeder dieser Mechanismen ist jedoch nicht geeignet, das Phäno men vollständig zu beschreiben (Duncker et al.; Myocardial stunning remainig questions. Cardiovasc Res 1998; 38: 549-558).The formation of Sauer was used as a pathogenicity mechanism for the "myocardial stunning" substance radicals, calcium overload, dysfunction of the sarcoplasmic reticulum and Troponin proteolysis discussed (Bolli; Mechanism of myocardial "stunning". Circulation 1990: 723-38; and Wijns, Vatner, Camici. Hibernating myocardium. New England Journal of medicine. 1998. 173-81). However, each of these mechanisms is not suitable, the pheno fully described (Duncker et al .; Myocardial stunning remainig questions. Cardiovasc Res 1998; 38: 549-558).
Die im Herz vorhandene Proteinkinase A (fortan auch als PKA bezeichnet), die die myokar diale Kontraktilität vermittels Phospholamban und Phosphorylierung von Troponin I reguliert, wird durch Rezeptoren gesteuert, die an die Adenylatcyclase gekoppelt sind, die wiederum durch Katecholamine reguliert wird. Die Enzymaktivität wird sowohl durch Proteinkinase- Inhibitoren (hierin im folgenden als PKI bezeichnet) als auch durch cAMP reguliert. Im Herz finden sich zwei Formen von Proteinkinase-Inhibitoren: Die alpha- und die beta-Form (PKI- alpha und PKI-beta). Beide wirken als kompetitive Inhibitoren, indem die Cα- und Cβ- Untereinheiten der aktiven Proteinkinase A blockiert werden. Dabei ist die α-Form sechsmal wirksamer als die β-Form.The protein kinase A present in the heart (henceforth also referred to as PKA), which the myocar regulated contractility by means of phospholamban and phosphorylation of troponin I, is controlled by receptors that are coupled to the adenylate cyclase, which in turn is regulated by catecholamines. The enzyme activity is both by protein kinase Inhibitors (hereinafter referred to as PKI) as well as regulated by cAMP. In the heart there are two forms of protein kinase inhibitors: the alpha and the beta form (PKI- alpha and PKI-beta). Both act as competitive inhibitors in that the Cα and Cβ Subunits of active protein kinase A are blocked. The α shape is six times more effective than the β form.
Ein im Stand der Technik bekannter Proteinkinase-Inhibitor ist der Proteinkinase-Inhibitor alpha (hierin auch als PKI-alpha bezeichnet). PKI-alpha weist eine Länge von 76 Aminosäure auf, wobei der für die inhibitorische Wirkung wesentliche Teil der Primärsequenz auf den Bereich der Aminosäuren 14 bis 22 beschränkt zu sein scheint. Diese Sequenz ist beim Men schen, Schwein, Hühnchen, Ratte und Maus zu 100% identisch. Auf der Eben der mRNA zeigt das 5'-Ende der gesamten mRNA vom Schwein eine Sequenzhomologie von etwa 90% verglichen mit derjenigen des Genoms vom Menschen, der Maus, der Ratte und dem Hühn chen. Ein rekombinanter PKI-alpha umfassend nur die Aminosäuren 14 bis 22 der vollständi gen PKI-alpha-Aminosäuresequenz ist zellpermeabel und von Calbiochem erhältlich (Pro duktnummer # 476485).A protein kinase inhibitor known in the art is the protein kinase inhibitor alpha (also referred to herein as PKI-alpha). PKI-alpha is 76 amino acids in length on, the essential for the inhibitory effect of the primary sequence on the Range of amino acids 14 to 22 appears to be limited. This sequence is in the menu Pork, pork, chicken, rat and mouse are 100% identical. At the level of the mRNA the 5 'end of the total porcine mRNA shows a sequence homology of approximately 90% compared to that of the human, mouse, rat and chicken genome chen. A recombinant PKI-alpha comprises only amino acids 14 to 22 of the complete PKI-alpha amino acid sequence is cell permeable and available from Calbiochem (Pro product number # 476485).
Die für PKI-alpha codierende cDNA vom Schwein weist an seinem 5'-Ende einen zweiten offenen Leserahmen, der für ein Polypeptid mit 9 Aminosäuren codiert, und mehrere ver schiedene poly(A)-Signalsequenzen an seinem 3'-Ende auf (GenBank #ban kit256111AF132737)The porcine cDNA coding for PKI-alpha has a second one at its 5 'end open reading frame encoding a 9 amino acid polypeptide, and several ver separated poly (A) signal sequences at its 3 'end (GenBank #ban kit256111AF132737)
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue Verwendungen für PKI-alpha und für einen Inhibitor von PKI-alpha bereitzustellen.The present invention has for its object new uses for PKI-alpha and to provide for an inhibitor of PKI-alpha.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung von PKI-alpha und/oder dessen Derivaten zur Blutdrucksenkung.According to the invention, the object is achieved by using PKI-alpha and / or its derivatives for lowering blood pressure.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung von PKI-alpha und/oder dessen Derivaten als beta-Antagonist.In a further aspect of the invention, the object is achieved according to the invention by Use of PKI-alpha and / or its derivatives as a beta antagonist.
In einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung von PKI-alpha und/oder dessen Derivate zur Herstellung eines Medikamentes für die Präven tion und/oder Behandlung von Krankheiten, bei denen ein beta-Antagonist verwendet werden kann. In a still further aspect of the invention, the object is achieved through the use of PKI-alpha and / or its derivatives for the manufacture of a medicament for prevention tion and / or treatment of diseases in which a beta-antagonist is used can.
Bei den erfindungsgemäßen Verwendung kann vorgesehen sein, daß der PKI-alpha eine in SEQ ID No. 2 dargestellte Aminosäuresequenz umfaßt.In the use according to the invention it can be provided that the PKI-alpha has a SEQ ID No. 2 amino acid sequence shown comprises.
In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendungen wird der PKI-alpha codiert von einer Nukleinsäure, die der codierenden Sequenz der in SEQ ID No. 1 dargestellten Se quenz oder einer sich daraus infolge der Degeneriertheit des genetischen Codes ergebenden oder einer daran hybridisierenden Nukleinsäure entspricht.In one embodiment of the uses according to the invention, the PKI-alpha is encoded from a nucleic acid that corresponds to the coding sequence of the sequence shown in SEQ ID No. 1 shown Se sequence or one resulting from the degeneracy of the genetic code or corresponds to a nucleic acid hybridizing to it.
Bei den erfindungsgemäßen Verwendungen kann auch vorgesehen sein, daß der PKI-alpha in einer verkürzten Form verwendet wird.In the uses according to the invention it can also be provided that the PKI-alpha in a shortened form is used.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendungen kann vorge sehen sein, daß der PKI-alpha die Aminosäuren 14 bis 22 der PKI-alpha-Sequenz, insbeson dere der Sequenz von PKI-alpha nach SEQ ID No. 1 oder SEQ ID No. 2 umfaßt.In a preferred embodiment of the uses according to the invention, pre-can can be seen that the PKI-alpha amino acids 14 to 22 of the PKI-alpha sequence, in particular the sequence of PKI-alpha according to SEQ ID No. 1 or SEQ ID No. 2 includes.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verwendungen ist vorgesehen, daß der PKI-alpha oder dessen Derivat zur Behandlung und/oder Prävention von Krankheiten verwendet, wird, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die Herzrhythmusstörun gen, hyperkinetisches Herzsyndrom, Angina pectoris, Myokardinfarkt, akuter Myokardin farkt, Herzinsuffizienz, arterieller Hypertonus, essentielle und renale Hypertonie, Pfortader hochdruck, Blutungen aus Oesophagusvarizen, Phäochromozytom, Überdosierung von beta- Sympathomimetika und Cholinrezeptoren-Blockern, Glaucoma simplex, Hyperthyreose, Thy reotoxikose, Migräne, essentieller Tremor, Erregungstremor und Alkohol-Entzugssyndrom umfaßt.In particularly preferred embodiments of the uses according to the invention provided that the PKI-alpha or its derivative for the treatment and / or prevention of Diseases are used, which are selected from the group, the cardiac arrhythmia genes, hyperkinetic heart syndrome, angina pectoris, myocardial infarction, acute myocardium farct, heart failure, arterial hypertension, essential and renal hypertension, portal vein high pressure, bleeding from esophageal varices, pheochromocytoma, overdose of beta Sympathomimetics and choline receptor blockers, Glaucoma simplex, hyperthyroidism, Thy reotoxicosis, migraines, essential tremor, arousal tremor and alcohol withdrawal syndrome includes.
In weiteren besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verwendun gen ist vorgesehen, daß der PKI-alpha oder dessen Derivat zur Postinfarkt-Medikation, Pro phylaxe der Reinfarktes und/oder als Beruhigungsmittel verwendet wird.In further particularly preferred embodiments of the use according to the invention gene is provided that the PKI-alpha or its derivative for post-infarct medication, Pro prophylaxis of the Reinfarktes and / or used as a sedative.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe auch dadurch gelöst, durch die Verwendung eines Inhi bitors von PKI-alpha oder eines Derivates davon zur Blutdruckerhöhung. According to the invention, the object is also achieved by using an Inhi bitors of PKI-alpha or a derivative thereof for increasing blood pressure.
In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung eines Inhibitors des PKI-alpha oder eines Derivates davon als beta-Agonist.In a further aspect, the object is achieved by using an inhibitor of PKI-alpha or a derivative thereof as a beta agonist.
In einem noch weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch die Verwendung eines Inhibi tors des PKI-alpha oder eines Derivates davon zur Herstellung eines Medikamentes für die Behandlung und/oder Prävention von Krankheiten, bei denen ein beta-Agonist verwendet werden kann.In a still further aspect, the object is achieved by using an inhibi PKI-alpha or a derivative thereof for the manufacture of a medicament for the Treatment and / or prevention of diseases in which a beta agonist is used can be.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendungen ist dabei vor gesehen, daß der Inhibitor die Transkription des PKI-alpha beeinflußt.In a preferred embodiment of the uses according to the invention, there is seen that the inhibitor affects the transcription of the PKI-alpha.
Bei den erfindungsgemäßen Verwendung kann weiter vorgesehen sein, daß der PKI-alpha ein PKI-alpha ist, wie er hierin beschrieben ist.In the use according to the invention it can further be provided that the PKI-alpha is a PKI-alpha is as described herein.
In einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verwendungen ist vorgesehen, daß der Inhibitor des PKI-alpha eine Aminosäuresequenz umfaßt, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die Sequenzen mit der SEQ ID No. 3 und SEQ ID No. 4 umfaßt.In a further embodiment of the uses according to the invention, that the inhibitor of PKI-alpha comprises an amino acid sequence selected from the Group containing sequences with SEQ ID No. 3 and SEQ ID No. 4 includes.
Bei besonders bevorzugten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Verwendungen ist vorgesehen, daß der Inhibitor des PKI-alpha zur Behandlung und/oder Prävention von Krank heiten verwendet wird, die ausgewählt sind aus der Gruppe, die Herzinsuffizienz, Herzinfarkt, chronische und akute Herzinsuffizienz und Hypotonie umfaßt.In particularly preferred embodiments of the uses according to the invention provided that the inhibitor of PKI-alpha for the treatment and / or prevention of ill units selected from the group consisting of heart failure, heart attack, includes chronic and acute heart failure and hypotension.
In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren
zum Screenen auf Mittel zur Blutdrucksenkung, beta-Antagonisten und/oder Mitteln zur Be
handlung und/oder Prävention von Krankheiten, bei denen ein beta-Antagonist verwendet
werden kann, wobei vorgesehen ist, daß
In a further aspect, the object is achieved by a method according to the invention for screening for agents for lowering blood pressure, beta-antagonists and / or agents for the treatment and / or prevention of diseases in which a beta-antagonist can be used, that
- - eine Mischung aus einem beta-Rezeptor, einem beta-Agonisten des beta- Rezeptors und einem Kandidaten-beta-Antagonisten bereitgestellt wird, undA mixture of a beta receptor, a beta agonist of beta Receptor and a candidate beta antagonist is provided, and
- - bestimmt wird, inwieweit sich durch den Kandidaten-beta-Antagonisten das Bindungsverhalten des beta-Agonisten an den beta-Rezeptor ändert.- It is determined to what extent the candidate beta-antagonist Binding behavior of the beta agonist to the beta receptor changes.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die unter dem Einfluß des Kandidaten-beta-Antagonisten beobachtete Änderung des Bindungsverhal tens des beta-Agonisten an den beta-Rezeptor verglichen wird mit der unter dem Einfluß des beta-Antagonisten, wie er hierin beschrieben ist, beobachteten Änderung des Bindungsver haltens des beta-Agonisten an den beta-Rezeptor.In one embodiment of the method according to the invention it is provided that the under Change in binding behavior observed under the influence of the candidate beta-antagonist tens of the beta agonist to the beta receptor is compared with that under the influence of beta antagonists, as described herein, observed changes in binding holding the beta agonist to the beta receptor.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß der beta-Rezeptor ausgewählt ist aus der Gruppe, die beta1- und beta2-Rezeptoren um faßt.In a preferred embodiment of the method according to the invention, that the beta receptor is selected from the group consisting of the beta1 and beta2 receptors sums up.
In einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß der beta-Agonist ein Sympathomimetikum ist, insbesondere ein solches, das ausgewählte ist aus der Gruppe, die Noradrenalin, Adrenalin, Dopamin und Dobutamin umfaßt.In yet another embodiment of the method according to the invention, that the beta agonist is a sympathomimetic, especially one that is selected is from the group that includes noradrenaline, adrenaline, dopamine and dobutamine.
Schließlich kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, daß der beta- Agonist ein beta-Agonist ist, wie er hierin beschrieben ist.Finally, it can be provided in the method according to the invention that the beta Agonist is a beta agonist as described herein.
In einem noch weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Screenen
auf Mittel zur Blutdrucksenkung, beta-Agonisten und/oder Mittel zur Behandlung und/oder
Prävention von Krankheiten, bei denen ein beta-Agonist verwendet werden kann, wobei
In a still further aspect, the object is achieved by a method for screening for agents for lowering blood pressure, beta-agonists and / or agents for the treatment and / or prevention of diseases in which a beta-agonist can be used, wherein
- - ein Transkriptionssystem für einen beta-Antagonisten bereitgestellt wird,A transcription system for a beta-antagonist is provided,
- - ein Kandidaten-beta-Agonist dem Transkriptionssystem zugesetzt wird undA candidate beta agonist is added to the transcription system and
- - bestimmt wird, inwieweit sich durch den beta-Agonisten die Transkription für den beta-Antagonisten ändert.- It is determined to what extent the transcription for by the beta agonist changes the beta antagonist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die unter dem Einfluß des Kandidaten-beta-Agonisten beobachtete Änderung der Transkription des beta-Antagonisten verglichen wird mit der unter dem Einfluß des beta- Agonisten, wie er hierin beschrieben ist, beobachteten Änderung der Transkription des beta- Antagonisten.In a preferred embodiment of the method according to the invention, that the change in transcription observed under the influence of the candidate beta agonist of the beta antagonist is compared with that under the influence of the beta Agonists, as described herein, observed changes in beta transcription Antagonists.
In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, daß der beta-Antagonist ein solcher ist, wie er hierin beschrieben ist.In a further embodiment of the method it is provided that the beta-antagonist such is as described herein.
In einer noch weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß der beta-Antagonist erhältlich ist nach einem der erfindungsgemäßen Verfahren.In yet another embodiment of the method according to the invention, that the beta-antagonist is obtainable by one of the methods according to the invention.
Der vorliegenden Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß PKI-alpha eine negative inotrope, d. h. eine die Myocardfunktion verschlechternde Wirkung aufweist. Diese Wirkung kommt über eine Hemmung der Proteinkinase A zustande, die für die Phosphorylie rung von Phospholamban und Troponin verantwortlich ist (sog. beta-adrenerge Signaltrans duktion). Infolge der negativen inotropen Wirkung von PKI-alpha wird umgekehrt durch Hemmung des PKI-alpha die Myokardfunktion, insbesondere bei Herzinsuffizienz, verbes sert.The present invention is based on the surprising finding that PKI-alpha is a negative inotropes, i.e. H. has an adverse effect on myocardial function. This Effect comes about by an inhibition of protein kinase A, which for phosphoryly phospholamban and troponin is responsible (so-called beta-adrenergic signal trans production). As a result of the negative inotropic effect of PKI-alpha, the reverse is done Inhibition of PKI-alpha improves myocardial function, especially in heart failure sert.
Die erfindungsgemäßen Verwendungen beruhen alle auf der vorstehend beschriebenen Er kenntnis, daß PKI-alpha eine konzentrationsabhängige, negative inotrope Wirkung aufweist, und an der beta-adrenergen Signaltransduktion beteiligt ist. Daraus ergibt sich in einem Aspekt, daß PKI-alpha zur Blutdrucksenkung bzw. zur Herstellung eines Medikamentes hier zu verwendet werden kann. In einem anderen Aspekt ergibt sich daraus, daß PKI-alpha als beta-Antagonist verwendet werden kann. Letzteres liegt darin begründet, daß die Wirkung der Katecholamine bindenden beta-Rezeptoren an der die Kontraktilität regulierenden Proteinki nase A durch die Proteinkinase-Inhibitoren gegengesteuert werden kann, diese somit eine beta-antagonistische Wirkung zeigen.The uses according to the invention are all based on the Er described above Knows that PKI-alpha has a concentration-dependent, negative inotropic effect, and is involved in beta-adrenergic signal transduction. This results in one Aspect that PKI-alpha for lowering blood pressure or for the manufacture of a drug here can be used. In another aspect it follows that PKI-alpha as beta antagonist can be used. The latter is due to the fact that the effect of Catecholamine binding beta receptors on the contractility regulating protein ki nose A can be counteracted by the protein kinase inhibitors, this one Show beta-antagonistic effects.
Infolge der beta-antagonistischen Wirkung des PKI-alpha eignet sich dieser auch zur Her stellung von Medikamenten für die Behandlung von Krankheiten, bei denen allgemein ein beta-Antagonist verwendet wird. Mit anderen Worten: Aufgrund der beta-adrenergen Wirkung von PKI-alpha kann dieser bzw. Derivate hiervon an der Stelle von bzw. in Ergänzung zu dem bzw. den bisher verwendeten beta-Antagonisten in Medikamenten verwendet werden. Grundsätzlich bestehen dabei keinerlei Einschränkungen, so daß mit PKI-alpha bzw. mit ei nem diesen enthaltenden Medikament nun ein Ersatz für ein jegliches, einen beta- Antagonisten als pharmazeutischen Wirkstoff enthaltendes Medikament bereitgestellt wird.Due to the beta-antagonistic effect of the PKI-alpha, it is also suitable for use here Provision of medicines for the treatment of diseases in which a general beta antagonist is used. In other words: due to the beta-adrenergic effect PKI-alpha can use this or derivatives thereof instead of or in addition to the beta antagonists used in medication. Basically there are no restrictions, so that with PKI-alpha or with egg In addition to the medication containing this, a replacement for any Antagonists is provided as a pharmaceutical drug.
Da der PKI-alpha nicht nur im Muskelgewebe, sondern auch in Nervengewebe, insbesondere im Gehirn, exprimiert wird, sind auch insbesondere neurophysiologische Indikationsfelder für den PKI-alpha und Inhibitoren desselben im Rahmen der vorliegenden Erfindung. Beispiel haft sei hier auf Migräne verwiesen, zu deren Therapie beta-Antagonisten verwendet werden, die erfindungsgemäß durch PKI-alpha ersetzt werden können. Es ergibt sich für den Fach mann, daß ein jegliches Gewebe, das PKI-alpha exprimiert und pathologische oder geänderte Zustände ausbildet, erfindungsgemäß mit PKI-alpha und Inhibitoren desselben therapeutisch oder präventiv behandelt werden kann.Because the PKI-alpha not only in muscle tissue, but also in nerve tissue, in particular in the brain that is expressed are also neurophysiological indication fields for the PKI-alpha and inhibitors thereof in the context of the present invention. Example We would like to refer to migraines for which beta-antagonists are used to treat which can be replaced by PKI-alpha according to the invention. It results for the subject man that any tissue that expresses PKI-alpha and is pathological or changed Develops conditions, therapeutic according to the invention with PKI-alpha and inhibitors of the same or can be treated preventively.
Mit den erfindungsgemäßen Verwendungen ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. So wird mit der Verwendung des PKI-alpha und eines Inhibitors desselben die Gruppe der pharma zeutisch wirksamen Verbindungen erheblich erweitert, insbesondere insoweit, als daß eine vollständig neue Klasse von Verbindungen in diesen therapeutisch sehr wichtigen Indikati onsgebiet eingeführt wird. Darüber hinaus ist die Verwendung von PKI-alpha und Inhibitoren davon auch insoweit von Vorteil, als daß sie sehr früh in der Kaskade der beta-adrenergen Signaltransduktion ansetzen und somit nicht der unerwünschten und mit vielfältigen Nachtei len verbundenen Down-Regulation der beta-Rezeptoren unterliegen. Diese Vorteile werden im folgenden anhand der Herzinsuffizienz weiter erläutert werden.There are a number of advantages with the uses according to the invention. So will with the use of the PKI-alpha and an inhibitor thereof the group of pharma Zeutisch effective compounds significantly expanded, in particular to the extent that a completely new class of compounds in these therapeutically very important indicators ons territory is introduced. In addition, the use of PKI-alpha and inhibitors of which also advantageous in that they are very early in the cascade of beta-adrenergic Apply signal transduction and therefore not the unwanted and with various disadvantages connected down regulation of the beta receptors. These advantages will be are further explained below using heart failure.
Die Herzinsuffizienz gehört in den westlichen Industriestaaten durch seine hohe Prävalenz (1-1,5%) und Morbidität der erwachsenen Bevölkerung sowie seine entsprechend hohen Kosten zu den wichtigsten Erkrankungen (Sharpe N. et al.; Lancet 352 (suppl I), 3-7 (1998)). Zu ihrer Therapie werden eine Reihe von Medikamenten eingesetzt, von denen jedoch nur weni ge wirklich, d. h. auch auf viele Jahre hinaus, effektiv sind. Hierzu zählen vor allem β- blockierende Substanzen und ACE-Hemmer (Cleland, J; Lancet 352 (suppl I), 1-2 (1998)). Im Gegensatz hierzu sind die weiterhin gebräuchlichen Kalziumantagonisten (z. B. Adalat- Nifedipin) in Verruf geraten (Prescrire Int 7(35), 90-91 (1998); und Ishibashi, Y. et al.; Clin Exp Pharmacol Physiol 26 (5-6), 404-10 (1999)). Vor allem ihre akuten Effekte, die die Mortalität der behandelten Patienten zu erhöhen scheinen, mahnen zur Vorsicht bei Verwen dung dieser Medikamente. Im Gegensatz hierzu scheinen β-Blocker erhebliche Vorteile, ins besondere bezüglich der Mortalität, für die betroffenen Patienten zu haben. Leider wirken diese Medikamente über die β1- und β2-Rezeptoren, die der sogenannten down-Regulation unterliegen und deshalb ihren Wirkort verfehlen können (Massie, B.; Lancet 352 (suppl I), 29-33 (1998). Es werden deshalb zunehmend Substanzklassen gesucht, die ihren Wirkort wei ter oberhalb der β-adrenergen Signaltransduktionskaskade haben. Durch die Hemmung der Proteinkinase A, vor allem durch intracoronare Applikation, scheint der PKI-alpha, insbeson dere die Aminosäuren 14-22 davon, in die gewünschte Substanzklasse zu gehören.Heart failure belongs in the western industrialized countries due to its high prevalence (1-1.5%) and morbidity of the adult population and its correspondingly high costs on the most important diseases (Sharpe N. et al .; Lancet 352 (suppl I), 3-7 (1998)). To A number of medications are used in her therapy, but only a few of them ge really, d. H. effective for many years to come. These primarily include β- blocking substances and ACE inhibitors (Cleland, J; Lancet 352 (suppl I), 1-2 (1998)). In contrast to this, the calcium antagonists that are still used (e.g. Adalat- Nifedipine) have been discredited (Prescrire Int 7 (35), 90-91 (1998); and Ishibashi, Y. et al .; Clin Exp Pharmacol Physiol 26 (5-6), 404-10 (1999)). Especially their acute effects, which the Mortality in treated patients appear to increase caution when using of these drugs. In contrast, β-blockers appear to have significant advantages particular regarding the mortality to have for the affected patient. Unfortunately act these drugs via the β1 and β2 receptors, the so-called down regulation are subject to and therefore miss their place of action (Massie, B .; Lancet 352 (suppl I), 29-33 (1998). There is therefore an increasing search for substance classes that know their place of action ter above the β-adrenergic signal transduction cascade. By inhibiting the Protein kinase A, especially by intracoronary application, appears to be the PKI-alpha, in particular the amino acids 14-22 from belonging to the desired class of substances.
In diesem Zusammenhang besonders interessant erscheint daher ein Inhibitor des PKI-alpha, insbesondere der vom zweiten offenen Leserahmen des PKI-alpha codierte Inhibitor des PKI- alpha (PKI-alpha-I). Es können somit, wie jeweils gewünscht, sowohl die beta- antagonistischen als auch die beta-agonistischen Wirkungen durch die Verwendung von PKI- alpha bzw. eines Inhibitors desselben zur Geltung gebracht werden.In this context, an inhibitor of PKI-alpha appears particularly interesting, especially the PKI-alpha inhibitor encoded by the second open reading frame of the PKI- alpha (PKI-alpha-I). As required, both the beta and antagonistic as well as beta agonistic effects through the use of PKI alpha or an inhibitor thereof.
Die Aminosäuresequenz von PKI-alpha ist in SEQ ID No. 1 zusammen mit der sie codieren den Nukleinsäuresequenz dargestellt und als Aminosäuresequenz als solches in SEQ ID No. 2. Es ergibt sich für den Fachmann, daß der PKI-alpha nicht auf denjenigen PKI-alpha be schränkt ist, der die als Sequenzen SEQ ID No. 1 und SEQ ID No. 2 dargestellten Sequenzen aufweist. Vielmehr wird unter einem PKI-alpha hierin ein jeglicher die Aktivität der Protein kinase A beeinflussender Proteinkinase-Inhibitor verstanden. Insoweit wird dem Begriff des Proteinkinase-Inhibitors hierin eine funktionelle Definition zugrunde gelegt.The amino acid sequence of PKI-alpha is shown in SEQ ID No. 1 together with which you code the nucleic acid sequence and as an amino acid sequence as such in SEQ ID No. 2. It is apparent to the person skilled in the art that the PKI-alpha is not based on that PKI-alpha is limited, which as the sequences SEQ ID No. 1 and SEQ ID No. 2 sequences shown having. Rather, under a PKI-alpha, any of these will be the activity of the protein Understanding kinase A influencing protein kinase inhibitor. In this respect, the concept of Protein kinase inhibitor based on a functional definition herein.
Infolge der hierin verwendeten funktionellen Definition des Begriffes des Proteinkinase- Inhibitors ist auch die in SEQ ID No. 1 dargestellt Nukleinsäuresequenz lediglich ein Beispiel für eine einen Proteinkinase-Inhibitor codierende Sequenz. Andere Sequenzen ergeben sich aus der Degeneriertheit des genetischen Codes. As a result of the functional definition of the term protein kinase Inhibitors is also the one in SEQ ID No. 1 nucleic acid sequence is only an example for a sequence encoding a protein kinase inhibitor. Other sequences arise from the degeneracy of the genetic code.
Der Proteinkinase-Inhibitor-alpha weist in seiner nativen Form eine Länge von 76 Aminosäu ren auf. Tatsächlich erstreckt sich der für die inhibitorische Wirkung relevante Bereich der Primärsequenz von Aminosäure 14 bis 22, so daß auch verkürzte ("trunkierte") Formen von Proteinkinase-Inhibitoren, insbesondere von PKI-alpha, erfindungsgemäß verwendet werden können. Von besonderem Vorteil erscheint dabei die Verwendung von PKI-alpha, dessen Se quenz auf die Aminosäuren 14 bis 22 der vollständigen Aminosäuresequenz beschränkt ist. Dieser verkürzte PKI-alpha ist membrangängig oder membranpermeabel, d. h. er kann über eine cytoplasmatische Membran in den intrazellulären Raum gelangen und dort die intrazel lulären Kompartimente, insbesondere das sarkoplasmatische Retikulum und die Proteinkinase A, erreichen. Somit kann PKI-alpha und insbesondere eine verkürzte Form und ganz beson ders die die Aminosäuren 14 bis 22 der vollständigen Primärsequenz des PKI-alpha, wie dar gestellt in SEQ ID No. 1 oder SEQ ID No. 2, umfassende verkürzte Form intrakoronar, intra peritoneal oder auch intravenös gegeben werden.In its native form, the protein kinase inhibitor-alpha has a length of 76 amino acids open up. In fact, the range relevant to the inhibitory effect extends Primary sequence of amino acids 14 to 22, so that even truncated ("truncated") forms of Protein kinase inhibitors, in particular of PKI-alpha, can be used according to the invention can. The use of PKI-alpha, whose Se sequence is limited to amino acids 14 to 22 of the complete amino acid sequence. This shortened PKI-alpha is membrane-permeable or membrane-permeable, i.e. H. he can over a cytoplasmic membrane enters the intracellular space and there the intracel lular compartments, in particular the sarcoplasmic reticulum and the protein kinase A, reach. Thus PKI-alpha and in particular a shortened form can be very special ders the amino acids 14 to 22 of the complete primary sequence of the PKI-alpha, as placed in SEQ ID No. 1 or SEQ ID No. 2, comprehensive shortened form intracoronary, intra be given peritoneally or intravenously.
Dabei ist es im Rahmen der Fähigkeiten des Fachmannes, daß PKI-alpha ebenso wie dessen Inhibitor in modifizierter Form vorliegen kann. Eine derartige Modifizierung kann bspw. im Zusammenhang mit den Erfordernissen der Galenik erfolgen. Andere Modifizierungen kön nen die pharmakologischen und toxikologischen Eigenschaften betreffen.It is within the skill of the artisan that PKI-alpha as well Inhibitor may be in a modified form. Such a modification can, for example, in In connection with the requirements of galenics. Other modifications can the pharmacological and toxicological properties.
Formulierungen, die PKI-alpha oder einen Inhibitor desselben umfassen, können die üblichen galenischen Hilfsstoffe und Bestandteile umfassen, wie pharmazeutisch akzeptable Träger und Puffer.Formulations comprising PKI-alpha or an inhibitor thereof can be the usual pharmaceutical excipients and ingredients such as pharmaceutically acceptable carriers and buffer.
Beta-Blocker, d. h. beta-Antagonisten, und damit erfindungsgemäß PKI-alpha und dessen
Derivate finden bspw. Anwendungen als bzw. zur bzw. bei
Beta-blockers, ie beta-antagonists, and thus PKI-alpha and its derivatives according to the invention are used, for example, as or for
- 1. Antiarrhythmika (Herzrhythmusstörungen)1. Antiarrhythmic drugs (irregular heartbeat)
- 2. Hyperkinetisches Herzsyndrom2. Hyperkinetic heart syndrome
- 3. Antianginöse Medikamente (Angina pectoris) 3. Anti-anginal drugs (angina pectoris)
- 4. Verbesserung der Prognose bei Patienten mit Myokardinfarkt (Postinfarkt- Medikation), akuter Myokardinfarkt und Prophylaxe des Reinfarktes4. Improving the prognosis in patients with myocardial infarction (post-infarction Medication), acute myocardial infarction and prophylaxis of the pure color
- 5. Therapie bei Herzinsuffizienz5. Therapy for heart failure
- 6. Antihypertensiva (arterieller Hypertonus, essentielle und renale Hypertonie)6. Antihypertensives (arterial hypertension, essential and renal hypertension)
- 7. Pfortaderhochdruck, Blutungen aus Oesophagusvarizen7. Portal vein hypertension, bleeding from esophageal varices
- 8. Phäochromozytom (erst nach vorausgegangener Alpha-Blockade anwendbar)8. pheochromocytoma (only applicable after previous alpha blockade)
- 9. Überdosierung von β-Sympathomimetika und m cholinozeptorenzeptoren-Blockern9. Overdose of β-sympathomimetics and m cholinoceptor blockers
- 10. Glaukom am Auge (Glaucoma simplex)10. Glaucoma on the eye (Glaucoma simplex)
- 11. Hyperthyreose und Thyreotoxikose11. Hyperthyroidism and thyrotoxicosis
- 12. Therapie zentralnervöser Erkrankungen wie bspw. Migräne und als Beruhigungsmittel (zentral dämpfender Effekt) (essentieller Tremor, Erregungstremor, Alkohol- Entzugssyndrom)12. Therapy of central nervous diseases such as migraines and as a sedative (central damping effect) (essential tremor, excitation tremor, alcohol Withdrawal syndrome)
Die erfindungsgemäße Verwendung eine Inhibitors des PKI-alpha (hierin im folgenden auch als PKI-alpha-I bezeichnet) beruht wiederum auf der überraschenden Erkenntnis, daß PKI- alpha eine konzentrationsabhängige, inotrope Wirkung besitzt und an der beta-adrenergen Signaltransduktion beteiligt ist. Im Lichte dieser Eigenschaften von PKI-alpha kann ein Inhi bitor von PKI-alpha zu einer Modifizierung und Umkehr der Wirkungen von PKI-alpha füh ren. Infolge dessen kann ein Inhibitor von PKI-alpha zur Blutdruckerhöhung bzw. eines hier für geeigneten Medikamentes verwendet werden. Nachdem der Inhibitor von PKI-alpha auf einen Inhibitor der beta-adrenergen Signalübertragung einwirkt, agiert er selbst als beta- Agonist und kann entsprechend verwendet werden. Diese Verwendung umfaßt allgemein die Verwendung zur Herstellung eines Medikamentes für die Behandlung und Prävention von Krankheiten, bei denen beta-Agonisten verwendet werden können: Somit kann ein Inhibitor von PKI-alpha in Ergänzung zu dem bzw. den bisher verwendeten beta-Agonisten in Medikamenten verwendet werden. Grundsätzlich bestehen dabei keinerlei Einschränkungen, so daß mit dem Inhibitor von PKI-alpha nun ein Ersatz für ein jegliches, einen beta-Agonisten als pharmazeutischen Wirkstoff enthaltendes Medikament bereitgestellt wird.The use according to the invention of an inhibitor of PKI-alpha (hereinafter also as follows referred to as PKI-alpha-I) is again based on the surprising finding that PKI- alpha has a concentration-dependent, inotropic effect and on the beta-adrenergic Signal transduction is involved. In the light of these properties of PKI-alpha, an Inhi bitor of PKI-alpha leads to a modification and reversal of the effects of PKI-alpha As a result, an inhibitor of PKI-alpha for increasing blood pressure or one here can be used for suitable medication. After the inhibitor of PKI-alpha on acts as an inhibitor of beta-adrenergic signal transmission, it acts as a beta Agonist and can be used accordingly. This use generally includes Use in the manufacture of a medicament for the treatment and prevention of Diseases where beta agonists can be used: Thus, an inhibitor of PKI-alpha in addition to the previously used beta agonist in medication be used. Basically there are no restrictions, so that with the inhibitor of PKI-alpha now a replacement for any beta agonist as Drug containing pharmaceutical active ingredient is provided.
Dem Begriff des Inhibitors von PKI-alpha liegt dabei wiederum eine funktionelle Definition zugrunde. Ein Inhibitor von PKI-alpha ist somit eine jegliche Verbindung, die die Wirkung von PKI-alpha inhibiert, wobei unerheblich ist, in welchem Maße die Inhibierung des PKI- alpha erfolgt, welcher chemischen Verbindungsklasse der Inhibitor des PKI-alpha zugeordnet werden kann und auf der Grundlage welches Mechanismus der Inhibitor von PKI-alpha seine Wirkung entfaltet.The term inhibitor of PKI-alpha is again a functional definition underlying. An inhibitor of PKI-alpha is thus any compound that has the effect inhibited by PKI-alpha, whereby the extent to which the inhibition of PKI- Alpha is assigned to which chemical compound class the PKI-alpha inhibitor is assigned and on the basis of what mechanism the inhibitor of PKI-alpha is Effect.
Ein Mechansimus, der der Wirkung eine Inhibitors von PKI-alpha zugrunde liegen kann, ist
die Inhibierung der Transkription von PKI-alpha. Als Inhibitor in diesem Sinne wirkt bspw.
das Genprodukt des zweiten offenen Leserahmens des PKI-alpha-Gens. Daß dabei das Gen
produkt das aktive Agens sein kann, scheint sich aus Wang X. et al.; Mol Pharm 54, 514-524
(1998) zu ergeben. Die Aminosäuresequenz dieses Genproduktes vom Menschen lautete
A mechanism that can be the basis of the action of an inhibitor of PKI-alpha is the inhibition of the transcription of PKI-alpha. The gene product of the second open reading frame of the PKI-alpha gene, for example, acts as an inhibitor in this sense. It appears from Wang X. et al .; that the gene product can be the active agent. Mol Pharm 54, 514-524 (1998). The amino acid sequence of this human gene product was
Met Trp Ile Phe Gly Ser Asn Asp
Met Trp Ile Phe Gly Ser Asn Asp
und ist als SEQ ID No. 3 zusammen mit der sie codierenden Nukleinsäuresequenz hierin auf genommen.and is as SEQ ID No. 3 together with the nucleic acid sequence encoding them herein taken.
Die korrespondierende Sequenz vom Schwein lautet
The corresponding pork sequence is
Met Trp Ile Phe Val Ser Asn Asp
Met Trp Ile Phe Val Ser Asn Asp
und ist als SEQ ID No. 4 zusammen mit der sie codierenden Nukleinsäuresequenz hierin auf genommen. and is as SEQ ID No. 4 together with the nucleic acid sequence encoding them herein taken.
Der zwischen den beiden Arten Mensch und Schwein bestehende Unterschied in Form eines Aminosäureaustausches an der Position 5 der Aminosäuresequenz beruht auf einem Aus tausch auf Ebene der Nukleinsäure, wobei Position 2 des fünften Codons geändert ist. Im Falle der Sequenz beim Menschen findet sich Glycin als fünfte Aminosäure, wohingegen die se im Falle der Sequenz vom Schwein Valin ist. Der hierzu korrespondierende Basenaus tausch ist eine Änderung von G (human) zu T (Schwein).The difference in the form of a difference between the two types of human and pig Amino acid exchange at position 5 of the amino acid sequence is based on an out exchange at the level of the nucleic acid, whereby position 2 of the fifth codon is changed. in the In the human sequence, glycine is found as the fifth amino acid, whereas the se in the case of the pork sequence is valine. The corresponding base from swap is a change from G (human) to T (pig).
Für den Fachmann ist offensichtlich, daß Abweichungen von den in SEQ ID No. 3 und SEQ ID No. 4 offenbarten Sequenzen möglich sind, so lange das von den Sequenzen abgeleitete Derivat nach wie vor eine für PKI-alpha, insbesonder dessen Transkription, inhibitorische Wirkung aufweist.It is obvious to the person skilled in the art that deviations from those in SEQ ID No. 3 and SEQ ID No. 4 disclosed sequences are possible as long as that derived from the sequences Derivative is still an inhibitory one for PKI-alpha, in particular its transcription Has effect.
Beta-Agonisten und damit Inhibitoren von PKI-alpha, wie hierin offenbart, können verwendet
werde zur bzw. bei
Beta agonists and thus inhibitors of PKI-alpha, as disclosed herein, can be used for
- 1. Erhöhung der Kontraktilität des Myokards (wünschenswert bei schwerer Herzinsuffi zienz oder bei Herzinfarktpatienten (chronische Herzinsuffizienz und akute Herzinsuf fizienz)1. Increase in contractility of the myocardium (desirable for severe heart failure ciency or in heart attack patients (chronic heart failure and acute heart attack efficiency)
- 2. Hypotonie2. Hypotension
Es ist für den Fachmann offensichtlich, daß die erfindungsgemäßen Verwendungen im Rah men von therapeutischen und präventiven Behandlungen eingesetzt werden können, insbe sondere an Personen, die einer solchen Behandlung bedürfen.It is obvious to the person skilled in the art that the uses according to the invention in the framework men of therapeutic and preventive treatments can be used, esp especially to people who need such treatment.
Bei den erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich um Verfahren, mittels derer Verbin dungen ermittelt bzw. bereitgestellt werden, die als PKI-alpha, d. h. als Inhibitoren der Pro teinkinase A bzw. als Inhibitoren derselben verwendet werden können, insbesondere im Zu sammenhang mit einem oder mehreren der hierin offenbarten Krankheiten oder Indikations felder. Dabei können die Verfahren auch darauf gerichtet sein, daß ausgehend von einer Vielzahl von Verbindungen eine oder mehrere daraus mit einer entsprechenden Eigenschaft er mittelt werden soll(en) ("Screenen"). Eine Verbindung, die möglicherweise eine entsprechen de Eigenschaft aufweist, wird hierin auch als "Kandidaten"-Verbindung bezeichnet.The methods according to the invention are methods by means of which verb be determined or made available that as PKI-alpha, d. H. as inhibitors of the Pro Tinkinase A or as inhibitors thereof can be used, especially in Zu associated with one or more of the diseases or indications disclosed herein fields. The methods can also be directed to the fact that starting from a large number of connections one or more of them with a corresponding property to be averaged ("screening"). A connection that may match one de property, is also referred to herein as a "candidate" compound.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung bzw. zum Screenen einer im weite sten Sinne beta-antagonistisch wirkenden Verbindung kann der bereitgestellte Rezeptor als isoliertes Molekül, bspw. in Lösung oder immobilisiert, vorliegen. Es ist jedoch auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß der Rezeptor in einem biologischen System vor liegt. Ein derartiges biologisches kann ein in vitro System oder ein in vivo System sein. Ein typisches in vitro System ist dabei ein Translations- oder Transkriptionssystem. Ein typisches in vivo System ist dabei ein zelluläres System, bspw. eine Zelle, insbesondere eine Myokard- oder Nervenzelle, die die genetische Information für PKI-alpha enthält. Ein zelluläres System kann aber auch eine Zelle sein, in die, bevorzugterweise mittels gentechnologischer Metho den, eine für PKI-alpha oder einen Teil davon codierende Nukleinsäure oder dessen bzw. de ren Expression steuernde Nukleinsäure eingeführt ist. Bei der Verwendung der in vivo und in vitro Systeme kann dabei von der hierin ebenfalls offenbarten Stressinduzierbarkeit des PKI- alpha Gebrauch gemacht werden.In the method according to the invention for determining or screening a broad Most sensible beta-antagonistic compound, the receptor provided as isolated molecule, for example in solution or immobilized. However, it is also in the Within the scope of the present invention, the receptor is present in a biological system lies. Such a biological can be an in vitro system or an in vivo system. On A typical in vitro system is a translation or transcription system. A typical one in vivo system is a cellular system, for example a cell, in particular a myocardial or nerve cell that contains the genetic information for PKI-alpha. A cellular system but can also be a cell into which, preferably by means of genetic engineering metho the, a nucleic acid coding for PKI-alpha or a part thereof or its or de ren expression-controlling nucleic acid is introduced. When using the in vivo and in in vitro systems can be based on the stress inducibility of the PKI alpha can be used.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Wirksamkeit eines Kandidaten-Antagonisten bewertet wird auf der Grundlage eines Vergleiches der Wir kung von PKI-alpha und seinen Derivaten, wie sie hierin beschrieben sind. Dadurch kann bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt des Screenens bzw. des Entwicklungsprozesses neuar tiger beta-Antagonisten und beta-Agonisten eine Quantifizierung der Wirksamkeit der gete steten Verbindungen erfolgen. Dabei kann das erfindungsgemäße Verfahren auch vorsehen, daß ein beta-Agonist, wie er hierin beschrieben ist, verwendet wird.In the method according to the invention it can further be provided that the effectiveness a candidate antagonist is evaluated based on a comparison of the we PKI-alpha and its derivatives as described herein. This can new at a very early stage of the screening or development process tiger beta-antagonists and beta-agonists quantify the effectiveness of the gete constant connections. The method according to the invention can also provide that a beta agonist as described herein is used.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Bestimmung bzw. zum Screenen einer im weite sten Sinne beta-agonistisch wirkenden Verbindung kann der bereitgestellte beta-Agonist als isoliertes Molekül, bspw. in Lösung oder immobilisiert, vorliegen. Es ist jedoch auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, daß der Kandidaten-Agonist in einem biologischen System vorliegt. Ein derartiges biologisches System kann ein in vitro System oder ein in vivo System sein. Ein typisches in vitro System ist dabei typischerweise ein zellfreies Translations- oder Transkriptionssystem. Ein typisches in vivo System ist dabei ein zelluläres System, bspw. eine Zelle, insbesondere eine Myokard- oder Nervenzelle, die die genetische Informati on für den Kandidaten-beta-Agonisten enthält. Ein zelluläres System kann aber auch eine Zelle sein, in die, bevorzugterweise mittels gentechnologischer Methoden, die für den Kandi daten-beta-Agonisten oder einen Teil davon codierende Nukleinsäure oder dessen bzw. deren Expression steuernde Nukleinsäure eingeführt ist.In the method according to the invention for determining or screening a broad Most beta-agonist compound can be provided by the beta agonist provided isolated molecule, for example in solution or immobilized. However, it is also in the Framework of the present invention that the candidate agonist in a biological system is present. Such a biological system can be an in vitro system or an in vivo System. A typical in vitro system is typically a cell-free translation or transcription system. A typical in vivo system is a cellular system For example, a cell, especially a myocardial or nerve cell, which genetic information on for the candidate beta agonist. A cellular system can also be a Be cell in which, preferably by means of genetic engineering methods, for the candy data beta agonists or a part thereof encoding nucleic acid or its Expression-controlling nucleic acid is introduced.
Das im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Transkriptionssystem für ei nen beta-Antagonisten kann dabei ein in vivo System oder ein in vitro System sein. Ein typi sches in vitro System ist dabei ein Translations- oder Transkriptionssystem. Ein typisches in vivo System ist dabei ein zelluläres System, bspw. eine Zelle, insbesondere eine Myokard- oder Nervenzelle, die die genetische Information für PKI-alpha enthält. Ein zelluläres System kann aber auch eine Zelle sein, in die, bevorzugterweise mittels gentechnologischer Metho den, die für PKI-alpha oder einen Teil davon codierende Nukleinsäure oder dessen bzw. deren Expression steuernde Nukleinsäure eingeführt ist. Bei der Verwendung der in vivo und in vitro Systeme kann dabei von der hierin ebenfalls offenbarten Stressinduzierbarkeit des PKI- alpha Gebrauch gemacht werden.The transcription system for egg used in the process according to the invention A beta-antagonist can be an in vivo system or an in vitro system. A typi The in vitro system is a translation or transcription system. A typical in Vivo system is a cellular system, for example a cell, especially a myocardial or nerve cell that contains the genetic information for PKI-alpha. A cellular system but can also be a cell into which, preferably by means of genetic engineering metho the nucleic acid coding for PKI-alpha or a part thereof or its or its Expression-controlling nucleic acid is introduced. When using the in vivo and in in vitro systems can be based on the stress inducibility of the PKI alpha can be used.
Es ist auch im Rahmen der erfindungsgemäßen Verfahren, daß das Transkriptionssystem für einen beta-Antagonisten auch den Kandidaten-beta-Agonisten bzw. die für ihn codierende oder dessen Expression steuernde Nukleinsäure umfaßt. Des weiteren ist es im Rahmen der erfindungsgemäßen Verfahren, daß beta-Antagonisten und beta-Agonisten, wie sie hierin of fenbart und beschrieben sind bzw. nach einem der hierin offenbarten Verfahren ermittelt oder als solche bestimmt werden können, darin verwendet werden.It is also within the scope of the method according to the invention that the transcription system for a beta-antagonist also the candidate beta-agonist or the coding for it or comprises nucleic acid controlling its expression. Furthermore, it is within the The method according to the invention that beta-antagonists and beta-agonists, as described herein are disclosed and described or determined according to one of the methods disclosed herein or can be determined as such, used therein.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann weiterhin vorgesehen sein, daß die Wirksamkeit eines Kandidaten-beta-Agonisten bewertet wird auf der Grundlage eines Vergleiches der un ter dem Einfluß des Kandidaten-beta-Agonisten beobachteten Änderung der Transkription des beta-Antagonisten mit der unter dem Einfluß eines beta-Agonisten, wie er hierin beschrieben ist, beobachteten Änderung der Transkription des beta-Antagonisten. Dadurch kann bereits zu einem sehr frühen Zeitpunkt des Screenens bzw. des Entwicklungsprozesses neuartiger beta- Agonisten eine Quantifizierung der Wirksamkeit der getesteten Verbindungen erfolgen.In the method according to the invention it can further be provided that the effectiveness a candidate beta agonist is evaluated based on a comparison of the un Under the influence of the candidate beta agonist observed change in the transcription of the beta-antagonists with that under the influence of a beta-agonist as described herein is observed change in transcription of the beta-antagonist. This can already lead to a very early stage of screening or the development process of novel beta Agonists can quantify the effectiveness of the tested compounds.
Die Erfindung wird durch die folgenden Figuren, Beispiele und das Sequenzprotokoll weiter veranschaulicht werden, woraus sich weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben können. Dabei zeigt:The invention is further illustrated by the following figures, examples and the sequence listing are illustrated, from which further features and advantages of the invention result can. It shows:
Fig. 1 die Funktion der Proteinkinase A und des PKI-alpha bei der beta-adrenergen Signaltransduktion: Genauer ist die Signaltransduktionskaskade der β1- und β2-Rezeptoren (β1 und β2 AR) gezeigt, die über a-, β- und y-G-Protein-Untereinheiten sowie die Adenylatcycla se (AC) und cAMP-Erhöhungen die Proteinkinase A aktivieren. Die Proteinkinase A kann durch den PKI-alpha inhibiert werden, wodurch die Effekte der Proteinkinase A antagonisiert werden können. Die Proteinkinase A phosphoryliert insbesondere Phospholamban, wodurch die positiv inotrope Wirkung erklärt werden kann. Fig. 1 shows the function of protein kinase A and PKI-alpha in beta-adrenergic signal transduction: More precisely, the signal transduction cascade of the β1 and β2 receptors (β1 and β2 AR) is shown, which is via a, β and yG protein - Subunits as well as the adenylate cyclase (AC) and cAMP increases activate the protein kinase A. The protein kinase A can be inhibited by the PKI-alpha, whereby the effects of the protein kinase A can be antagonized. Protein kinase A phosphorylates in particular phospholamban, which explains the positive inotropic effect.
Fig. 2 die Abnahme der Funktion des linken Herzventrikels nach Verabreichung von PKI-alpha ausgedrückt als dp/dt und externe Herzarbeit (EHW). Fig. 2 shows the decrease in the function of the left ventricle after administration of PKI-alpha expressed as dp / dt and external cardiac work (EHW).
Die Herzen von insgesamt sechs Sprague Dawley-Ratten mit einem Gewicht von etwa 300 g wurden isoliert und wie bei Schulze et al. (Schulze et al.; Circulation 1990: 959-69) beschrie ben perfundiert. Die hämodynamischen Parameter einschließlich Kontraktilität, externe Herz arbeit (EHW), Koronar- und Aortenfluß, wurden etwa 15 Minuten nach antegrader Perfusion aufgezeichnet. Zellpermeabler, rekombinanter PKI-alpha (Aminosäuren 14 bis 22, Calbio chem # 476485) wurde dann verabreicht. Die Verbindung wurde direkt mittels einer Motor pumpe in die Atriumkanüle infundiert. Die Infusionsgeschwindigkeit wurde dem Auswurfvolumen (der Summe aus Aorta- und Koronarfluß) fortdauernd angepaßt und in fünfmi nütigen Intervallen erhöht, um die letztendlichen PKI-alpha-Konzentrationen im Perfusat von 0,5, 1,0 und 2,0 µmol/l zu erreichen. Die Ergebnisse betreffend das externe Herzvolumen und den Verlauf von dp/dtmax unter diesen Versuchsbedingungen sind in Fig. 2 dargestellt.The hearts of a total of six Sprague Dawley rats weighing approximately 300 g were isolated and, as in Schulze et al. (Schulze et al .; Circulation 1990: 959-69) described perfused. Hemodynamic parameters including contractility, external cardiac work (EHW), coronary and aortic flow were recorded approximately 15 minutes after antegrade perfusion. Cell permeable, recombinant PKI-alpha (amino acids 14 to 22, Calbio chem # 476485) was then administered. The compound was infused directly into the atrium cannula using a motor pump. The infusion rate was continuously adjusted to the ejection volume (the sum of the aortic and coronary flow) and increased at five minute intervals in order to achieve the final PKI-alpha concentrations in the perfusate of 0.5, 1.0 and 2.0 µmol / l . The results relating to the external heart volume and the course of dp / dt max under these test conditions are shown in FIG. 2.
Die Infusion des verkürzten PKI-alpha verursachte eine ausgeprägte, reversible, konzentrati onsabhängige (bis zu 2 µMol) Depression der Myokardfunktion, die vergleichbar war der nach kurzer koronarer Okklusion beobachteten Dysfunktion. Die gemessene Verringerung der externen Herzarbeit und dp/dt-max war im gepaarten T-Test (engt.: "paired t-test") für alle getesteten Konzentrationen signifikant. Die Perfusion mit dem verkürzten PKI-alpha führte zu einer Verringerung der externen Herzarbeit um 43% und einer Abnahme der linksventrikulä ren Funktion, ausgedrückt als dp/dt-max, um 53%.The infusion of the shortened PKI-alpha caused a pronounced, reversible, concentrate ons dependent (up to 2 µmol) depression of the myocardial function, which was comparable to the dysfunction observed after short coronary occlusion. The measured decrease in external heart work and dp / dt-max was in the paired t-test (narrowly: "paired t-test") for everyone tested concentrations significantly. Perfusion with the shortened PKI-alpha resulted in a 43% reduction in external cardiac work and a decrease in left ventricle function, expressed as dp / dt-max, by 53%.
Aus diesen Untersuchungen ergibt sich, daß die verkürzte Form des PKI-alpha geeignet ist zur Blutdrucksenkung und allgemein zur Verwendung als eine neue Form bzw. Substanzklas se eines beta-Antagonisten.It follows from these studies that the shortened form of the PKI-alpha is suitable for lowering blood pressure and generally for use as a new form or class of substance a beta antagonist.
Auf Zellkulturen von Myozyten (z. B. C9H2-Zellen, zu beziehen von der American Type Culture Collection) wurde der auf die Aminosäuren 14 bis 22 verkürzte Proteinkinase- Inhibitor-alpha gegeben und die Aktivität der Proteinkinase A bestimmt. Es wurde eine do sisabhängige Abnahme der Aktivität festgestellt.On cell cultures of myocytes (e.g. C9H2 cells, available from American Type Culture Collection), the protein kinase shortened to amino acids 14 to 22 Given inhibitor alpha and the activity of protein kinase A determined. It became a do sis-dependent decrease in activity.
Auf Zellkulturen von Myozyten wurde der 9 Aminosäuren lange PKI-alpha-Inhibitor (das Genprodukt des zweiten offenen Leserahmens der PKI-Gens beim Menschen und beim Schwein) gegeben und die Expression des PKI-alpha sowie die Aktivität der Proteinkinase A bestimmt. Es wurde eine von der Dosis des PKI-alpha-Inhibitors abhängige Zunahme der Aktivität der PKA festgestellt. The 9 amino acid long PKI-alpha inhibitor (the Gene product of the second open reading frame of the PKI gene in humans and in humans Pig) and the expression of PKI-alpha and the activity of protein kinase A certainly. There was an increase in the dose dependent on the PKI-alpha inhibitor Activity of the PCA determined.
Zellkulturen von Myozyten wurden mit einem Expressionsplasmid mit der Sequenz von PKI- alpha, wie bspw. beschrieben bei Olsen (Olsen et al.; Endocrinology 5; 1246-1256 (1991)) transfiziert und die Expression des PKI-alpha bestimmt. Gleichzeitig wurde die Aktivität der Proteinkinase A, die spezifisch durch PKI-alpha inhibiert wird, bestimmt. (Proteinkinase A ist sowohl in quergestreiften als auch glatten Muskelzellen enthalten (Wang X. et al.; Mol Pharm 54, 514-524 (1998))). Auf diese Zellkulturen wurden verschiedene Konzentrationen des Pro teinkinase-Inhibitor-alpha-Inhibitors (PKI-alpha-I) gegeben. Die Expression des PKI-alpha wurde in Abhängigkeit von der Konzentration des PKI-alpha-Inhibitors verringert.Cell cultures of myocytes were analyzed with an expression plasmid with the sequence of PKI- alpha, as described, for example, by Olsen (Olsen et al .; Endocrinology 5; 1246-1256 (1991)) transfected and the expression of the PKI-alpha determined. At the same time, the activity of Protein kinase A, which is specifically inhibited by PKI-alpha, was determined. (Protein kinase A is Contained in both striated and smooth muscle cells (Wang X. et al .; Mol Pharm 54, 514-524 (1998))). Different concentrations of the Pro teinkinase inhibitor-alpha-inhibitor (PKI-alpha-I) given. Expression of the PKI-alpha was decreased depending on the concentration of the PKI-alpha inhibitor.
Die Offenbarung der verschiedenen hierin zitierten Literaturstellen wird hiermit durch Be zugnahme vollständig aufgenommen.The disclosure of the various references cited herein is hereby disclosed by Be full admission.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Ansprüchen und der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein. Those disclosed in the foregoing description, claims and drawing Features of the invention can be used both individually and in any combination for the Realization of the invention in its various embodiments may be essential.
Claims (25)
- - eine Mischung aus einem beta-Rezeptor, einem beta-Agonisten des beta- Rezeptors und einem Kandidaten-beta-Antagonisten bereitgestellt wird, und
- - bestimmt wird, inwieweit sich durch den Kandidaten-beta-Antagonisten das Bindungsverhalten des beta-Agonisten an den beta-Rezeptor ändert.
- a mixture of a beta receptor, a beta agonist of the beta receptor and a candidate beta antagonist is provided, and
- - It is determined to what extent the binding behavior of the beta agonist to the beta receptor changes due to the candidate beta antagonist.
- - ein Transkriptionssystem für einen beta-Antagonisten bereitgestellt wird,
- - ein Kandidaten-beta-Agonist dem Transkriptionssystem zugesetzt wird und
- - bestimmt wird, inwieweit sich durch den beta-Agonisten die Transkription für den beta-Antagonisten ändert.
- a transcription system for a beta-antagonist is provided,
- a candidate beta agonist is added to the transcription system and
- - It is determined to what extent the beta-agonist changes the transcription for the beta-antagonist.
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