DE60226351T2 - Matrizenfixierte peptidomimetika mit antimikrobieller wirkung - Google Patents

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07K—PEPTIDES
    • C07K7/00—Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/64—Cyclic peptides containing only normal peptide links
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K38/00—Medicinal preparations containing peptides

Description

  • Die vorliegende Erfindung liefert matrizenfixierte β-haarnadelförmige Peptidomimetika, welche in einer matrizenfixierten Kette mit 12 α-Aminosäureresten enthalten sind, welche je nach deren Position in der Kette Gly oder Pro oder von bestimmten Typen sind, wie hierin im Folgenden definiert, wobei mindesten einer dieser Reste vom Typ N-substituiertes Glycin ist. Diese matrizenfixierten β-haarnadelförmigen Mimetika haben ein breites Spektrum an antimikrobieller Wirkung. Ausserdem liefert die vorliegende Erfindung wirksame synthetische Verfahren, mit welchen diese Verbindungen gegebenenfalls in parallelem Bibliothekformat hergestellt werden können. Diese β-haarnadelförmigen Peptidomimetika zeigen verbesserte Wirksamkeit, Bioverfügbarkeit, Halbwertszeit und am wichtigsten ein bedeutsam verbessertes Verhältnis zwischen dem Antibakterium einerseits und der Hämolyse von roten Blutkörperchen andererseits.
  • Das wachsende Problem der mikrobiellen Resistenz gegenüber bestehenden Antibiotika hat ein starkes Interesse in der Entwicklung von neuen antimikrobiellen Mittel mit neuen Wirkungsweisen angeregt (H. Breithaupt, Nat. Biotechnol. 1999, 17, 1165-1169). Eine aufkommende Klasse von Antibiotika basiert auf natürlich auftretenden kationischen Peptiden (T. Ganz, R. I. Lehrer, Mol. Medicine Today 1999, 5, 292-297; R. M. Epand, H. J. Vogel, Biochim. Biophys. Acta 1999, 1462, 11-28). Diese umfassen β-Haarnadel- und β-Faltblatt – Peptide mit Disulfidbrücke (wie die Protegrine [V. N. M.; O. V. Shamova, H. A. Komeva, R. I. Lehrer, FEBS Lett. 1993, 327, 231-236], Tachyplesine [T. Nakamura, H. Furunaka, T. Miyata, F. Tokunaga, T. Muta, S. Iwanaga, M. Niwa, T. Takao, Y. Shimonishi, Y. J. Biol. Chem. 1988, 263, 16709-16713] und die Defensine [R. I. Lehrer, A. K. Lichtenstein, T. Ganz, Annu. Rev. Immunol. 1993, 11, 105-128], amphipathische α-helikale Peptide (z. B. Cecropine, Dermaseptine, Magainine, und Mellitine [A. Tossi, L. Sandri, A. Giangaspero, Biopolymers 2000, 55, 4-30]) sowie andere lineare und schleifenförmige Peptide. Obwohl die Wirkungsmechanismen der antimikrobiellen kationischen Peptide noch nicht vollständig bekannt sind, ist der Hauptort der Interaktion die mikrobielle Zellmembrane (H. W. Huang, Biochemistry 2000, 39, 8347-8352). Nach der Aussetzung an diese Mittel wird die Zellmembrane der Permeabilisierung ausgesetzt, gefolgt von einem schnellen Zelltod. Komplexere Wirkungsmechanismen jedoch, welche zum Beispiel mit rezeptorvermittelten Signalen verbunden sind, können zurzeit nicht ausgeschlossen werden (M. Wu, E. Maier, R. Benz, R. E. Hancock, Biochemistry 1999, 38, 7235-7242).
  • Die antimikrobiellen Wirkungen vieler dieser kationischen Peptide korrelieren normalerweise mit deren bevorzugten sekundären Strukturen, welche entweder in einer wässriger Lösung oder in einer membranartigen Umgebung beobachtet werden (N. Sitaram, R. Nagaraj, Biochim. Biophys. Acta 1999, 1462, 29-54). Strukturelle Studien mit kernmagnetischer Resonanz (NMR) Spektroskopie haben gezeigt, dass kationische Peptide wie beispielsweise Protegrin 1 (A. Aumelas, M. Mangoni, C. Roumestand, L. Chiche, E. Despaux, G. Grassy, B. Calas, A. Chavanieu, A. Eur. J. Biochem. 1996, 237, 575-583; R. L. Fahrner, T. Dieckmann, S. S. L. Harwig, R. I. Lehrer, D. Eisenberg, J. Feigon, J. Chem. Biol. 1996, 3, 543-550) und Tachyplesin I (K. Kawano, T. Yoneya, T. Miyata, K. Yoshikawa, F. Tokunaga, Y. Terada, S. J. Iwanaga, S. J. Biol. Chem. 1990, 265, 15365-15367) genau definierte β-haarnadelförmige Konformationen annehmen, infolge einer hemmenden Wirkung der zwei Disulfidbrücken. In Protegrin Analogonen, in welchen eine oder beide Disulfidbindungen fehlen, ist die Stabilität der β-haarnadelförmigen Konformation vermindert und die antimikrobielle Wirkung reduziert (J. Chen, T. J. Falls, H. J. Liu, M. A. Hurst, C. A. Fujii, D. A. Mosca, J. R. Embred, D. J. Loury, P. A. Radel, C. C. Chang, L. Gu, J. C. Fiddes, Biopolymers 2000, 55, 88-98; S. L. Harwig, A. Waring, H. J. Yang, Y. Cho, L. Tan, R. I. Lehrer, R. J. Eur. J. Biochem. 1996, 240, 352-357; M. E. Mangoni, A. Aumelas, P. Charnet, C. Roumestand, L. Chiche, E. Despaux, G. Grassy, B. Calas, A. Chavanieu, FEBS Lett. 1996, 383, 93-98; H. Tamamura, T. Murakami, S. Noriuchi, K. Sugihara, A. Otaka, W. Takada, T. Ibuka, M. Waki, N. Tamamoto, N. Fujii, Chem. Pharm. Bull. 1995, 43, 853-858). Ähnliche Beobachtungen wurden in Analogonen von Tachyplesin I (H. Tamamura, R. Ikoma, M. Niwa, S. Funakoshi, T. Murakami, N. Fujii, Chem. Pharm. Bull. 1993, 41, 978-980) und in Haarnadel-Schleifen-Mimetika von Hasen Defensin NP-2 (S. Thennarasu, R. Nagaraj, Biochem. Biophys. Res. Comm. 1999, 254, 281-283) gemacht. Diese Resultate zeigen, dass die β-Haarnadelstruktur eine wichtige Rolle in der mikrobiellen Wirkung und der Stabilität dieser protegrinartigen Peptide spielt. Bei kationischen Peptiden, welche α-helikale Strukturen bevorzugen, scheint die amphililische Struktur der Helix eine Schlüsselrolle in der Ermittlung der antimikrobiellen Wirkung zu spielen (A. Tossi, L. Sandri, A. Giangaspero, A. Biopolymers 2000, 55, 4-30). Gramicidin S ist ein backbone-zyklisches Peptid mit einer genau definierten β-Haarnadelstruktur (S. E. Hull, R. Karlsson, P. Main, M. M. Woolfson, E. J. Dodson, Nature 1978, 275, 206-275), welches eine starke antimikrobielle Wirkung gegen grampositive und gramnegative Bakterien aufweist (L. H. Kondejewski, S. W. Farmer, D. S. Wishart, R. E. Hancock, R. S. Hodges, Int. J. Peptide Prot. Res. 1996, 47, 460-466). Die hohe hämolytische Wirkung von Gramicidin S hat jedoch seine weitverbreitete Verwendung als Antibiotika beeinträchtigt. Strukturelle Studien mit NMR haben kürzlich gezeigt, dass die hohe hämolytische Wirkung offensichtlich mit der stark amphipathischen Natur dieses zyklischen β-haarnadelartigen Moleküls korreliert, aber dass es möglich ist, die antimikrobiellen und die hämolytischen Wirkungen durch das Modulieren der Konformation und der Amphiphilität zu dissoziieren (L. H. Kondejewski, M. Jelokhani-Niaraki, S. W. Farmer, B. Lix, M. Kay, B. D. Sykes, R. E. Hancock, R. S. Hodges, J. Biol. Chem. 1999, 274, 13181-13192; C. McInnes, L. H. Kondejewski, R. S. Hodges, B. D. Sykes, J. Biol. Chem. 2000, 275, 14287-14294).
  • Es wurde kürzlich von einem neuen zyklischen antimikrobiellen Peptid RTD-1 von Leucocyten von Primaten berichtet (Y.-Q. Tang, J. Yuan, G. Ösapay, K. Ösapay, D. Tran, C. J. Miller, A. J. Oellette, M. E. Selsted, Science 1999, 286, 498-502). Dieses Peptid enthält drei Disulfidbrücken, welche agieren, um den zyklischen Peptid Backbone in eine Haarnadel-Geometrie zu beschränken. Die Spaltung der drei Disulfidbindungen führt zu einem bedeutsamen Verlust der antimikrobiellen Wirkung. Analogone von Protegrinen (J.-P. Tarn, C. Wu, J.-L. Yang, Eur. J. Biochem. 2000, 267, 3289-3300) und von Tachyplesinen (J.-P. Tarn, Y.-A. Lu, J.-L. Yang, Biochemistry 2000, 39, 7159-7169; N. Sitaram, R. Nagaraij, Biochem. Biophys. Res. Comm. 2000, 267, 783-790), welche einen zyklischen Peptid Backbone enthalten sowie auch mehrere Disulfidbrücken, um eine amphiphilische Haarnadelstruktur zu verstärken, wurden ebenfalls beschrieben. In diesen Fällen führt das Entfernen aller Cystin-Hemmungen nicht immer zu einem grossen Verlust der antimikrobiellen Wirkung, sondern moduliert die membranolytische Selektivität (J. P. Tarn, C. Wu, J.-L. Yang, Eur. J. Biochem. 2000, 267, 3289-3300). Ein Hauptthema betreffend die Form von neuen kationischen antimikrobiellen Peptiden ist die Selektivität. Die natürlich auftretenden Protegrine und Tachyplesine üben eine bedeutsame hämolytische Wirkung gegenüber roten Blutkörperchen aus. Dies ist auch der Fall für Analogone von Protegrinen wie zum Beispiel 16367 (J. Chen, T. J. Falls, H. J. Liu, M. A. Hurst, C. A. Fujii, D. A. Mosca, J. R. Embree, D. J. Loury, P. A. Radel, C. C. Chang, L. Gu, J. C. Fiddes, Biopolymers 2000, 55, 88-98; C. Chang, L. Gu, J. Chen, US-Pst: 5,916,872 , 1999). Diese hohe hämolytische Wirkung schliesst deren Verwendung in vivo aus und stellt einen erheblichen Nachteil in klinischen Anwendungen dar. Ausserdem vermindert sich die antibiotische Wirkung von Analogonen oft in bedeutsamer Weise mit der Verminderung der Salzkonzentration, so dass die antimikrobielle Wirkung bei in vivo Bedingungen (ca. 100–150 mM NaCl) stark vermindert sein kann. Bevor die intravenöse Verwendung in Betracht gezogen werden kann, sind die allgemeine Toxizität, die Protein-bindende Wirkung in Blutserum sowie die Protease-Stabilität ernsthafte Probleme, mit welchen man sich hinreichend befassen muss.
  • Protegrin I besitzt eine starke und ähnliche Wirkung gegen grampositive und gramnegative Bakterien sowie auch gegen Fungi sowohl in schwach salzigen als auch in stark salzigen Untersuchungen. Diese ausgedehnte antimikrobielle Wirkung kombiniert mit einer schnellen Wirkungsweise und deren Fähigkeit, gegenüber anderen Klassen von Antibiotika resistente Bakterien zu töten, machen sie zu attraktiven Zielbereichen für die Entwicklung von klinisch nützlichen Antibiotika. Die Wirkung gegen grampositive Bakterien ist typischerweise stärker als gegen gramnegative Bakterien. Protegrin 1 weist jedoch auch eine hohe hämolytische Wirkung gegen menschliche rote Blutkörperchen auf und somit eine schwache Selektivität gegen mikrobielle Zellen. CD orientierte Versuche (W. T. Heller, A. J. Waring, R. I. Lehrer, H. W. Huang, Biochemistry 1998, 37, 17331-17338) zeigen, dass Protegrin 1 in zwei verschiedenen Zuständen existieren kann, wenn es mit den Membranen zusammenwirkt, und dass diese Zustände stark von der Lipidzusammensetzung beeinflusst sind. Studien von zyklischen Protegrin Analogonen (J.-P. Tarn, C. Wu, J.-L. Yang, Eur. J. Biochem. 2000, 267, 3289-3300) haben erkennen lassen, dass eine Erhöhung der konformationellen Rigidität, welche sich aus der Backbone-Zyklisierung und den mehrfachen Disulfidbrücken ergibt, eine membranolytische Selektivität verleihen kann, welche die antimikrobielle Wirkung von der hämolytischen Wirkung dissoziieren kann, zumindest in den Serien der untersuchten Verbindungen.
  • Protegrin 1 ist ein lineares Peptid mit 18 Resten, mit einem amidierten Carboxyl-Terminus und zwei Disulfidbrücken. Tachyplesin enthält 17 Reste, besitzt ebenfalls einen amidierten Carboxyl-Terminus und enthält zwei Disulfidbrücken. Kürzlich beschriebene backbone-zyklische Protegrin und Tachyplesin Analogone enthalten typischerweise 18 Reste und bis zu drei Disulfidbrücken (J. P. Tarn, C. Wu, J.-L. Yang, Eur. J. Biochem. 2000, 267, 3289-3300; J.-P. Tarn, Y.-A. Lu, J.-L. Yang, Biochemistry 2000, 39, 7159-7169; N. Sitaram, R. Nagaraij, Biochem. Biophys. Res. Comm. 2000, 267, 783-790).
  • Cathelizidin, ein lineares schraubenartiges kationisches Peptid und Analogone werden zurzeit untersucht als inhalierte therapeutische Mittel für die Zystische Fibrose (CF) Lungenkrankheit (L. Saiman, S. Tabibi, T. D. Starner, P. San Gabriel, P. L. Winokur, H. P. Jia, P. B. McGray, Jr., B. F. Tack, Antimicrob. Agents and Chemother. 2001, 45, 2838-2844; R. E. W. Hancock, R. Lehrer, Trends Biotechnol. 1998, 16, 82-88). Über 80% der CF Patienten werden chronisch von pseudomonas aeruginosa infiziert (C. A. Demko, P. J. Biard, P. B. Davies, J. Clin. Epidemiol. 1995, 48, 1041-1049; E. M. Kerem, R. Gold, H. Levinson, J. Pediatr. 1990, 116, 714-719).
  • In den unten beschriebenen Verbindungen wird eine neue Strategie eingeführt, um die β-haarnadelförmigen Konformationen in backbone-zyklischen kationischen Peptid-Mimetika, welche eine antimikrobielle Wirkung aufweisen, zu stabilisieren. Dies bedingt das Transplantieren der kationischen und hydrophoben Haarnadel-Sequenz auf eine Matrize, deren Funktion es ist, das Peptid-Schlaufen-Backbone in eine Haarnadel-Geometrie einzuschränken. Die Rigidität der Haarnadel kann weiter beeinflusst werden durch das Einführen einer Disulfidbrücke matrizenverbundene Mimetika-Peptide mit Haarnadelstruktur sind in der Litteratur beschrieben worden (D. Obrecht, M. Altorfer, J. A. Robinson, Adv. Med Chem. 1999, 4, 1-68; J. A. Robinson, Syn. Lett. 2000, 4, 429-441), aber solche Moleküle wurden bisher nicht für die Entwicklung von antimikrobiellen Peptiden ausgewertet. Jedoch die Fähigkeit, β-haarnadelförmige Peptidomimetika zu erzeugen unter Verwendung von kombinatorischen und parallelen Synthesemethoden sind heute bekannt (L. Jiang, K. Moehle, B. Dhanapal, D. Obrecht, J. A. Robinson, Helv. Chim. Acta. 2000, 83, 3097-3117). Ausserdem ist das Einarbeiten der bezeichneten Peptoidstruktur-Elemente in die matrizengebundenen haarnadelförmigen Mimetika bisher nicht für die Entwicklung von antimikrobiellen Peptiden ausgewertet worden.
  • Diese Verfahren ermöglichen die Synthese und das Sortieren von grossen Bibliotheken von Mimetika in Haarnadelstruktur, welche ihrerseits die Studie der Struktur-Wirkung und somit die Entdeckung von neuen Molekülen mit starker antimikrobiellen und schwacher hämolytischen Wirkung auf menschliche rote Blutkörperchen wesentlich erleichtert. Des Weiteren erlaubt die vorliegende Strategie, β-haarnadelförmige Peptidomimetika mit neuen Selektivitäten gegenüber verschiedenen Arten von Pathogenen, z. B. gegenüber verschiedenen pseudomonas Stämmen mit Multi-Medikament-Resistenz, zu synthetisieren. Die mit dem hierin beschriebenen Vorgehen erhaltenen β-haarnadelförmigen Peptidomimetika kann in anderen Anwendungen verwendet werden, z. B. als Breitband-Antibiotika.
  • Die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen der allgemeinen Formel
    worin
    Figure 00050001
    eine Gruppe bedeutet der Formel DPro-LPro und LPro-DPro
    R20 bedeutet H; Alkyl; Alkenyl; oder Aryl – niedriges Alkyl;
    R33 bedeutet H; Alkyl, Alkenyl; -(CH2)m(CHR61)sOR55; -(CH2)m(CHR61)sNR34R63; -(CH2)m(CHR61)sOCONR75R82; -(CH2)m(CHR61)sNR20CONR78R82; -(CH2)o(CHR61)sCOR64; -(CH2)o(CHR61)s-CONR58R59, -(CH2)o(CHR61)sPO(OR60)2; -(CH2)o(CHR61)sSO2R62; oder -(CH2)o(CHR61)sC6H4R8;
    R34 bedeutet H; niedriges Alkyl; Aryl, oder Aryl – niedriges Alkyl;
    R33 und R34 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-;
    R37 bedeutet H; F; Br; Cl; NO2; CF3; niedriges Alkyl; -(CH2)p(CHR61)sOR55; -(CH2)p(CHR61)sNR33R34; -(CH2)p(CHR61)sOCONR33R75; -(CH2)p(CHR61)sNR20CONR33R82; -(CH2)o(CHR61)sCOOR57; -(CH2)o(CHR61)sCONR58R59; -(CH2)o(CHR61)sPO(OR60)2; -(CH2)o(CHR61)sSO2R62; oder -(CH2)o(CHR61)sC6H4R8;
    R50 bedeutet H; niedriges Alkyl; oder Aryl – niedriges Alkyl;
    R55 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl – niedriges Alkyl; -(CH2)m(CHR61)sOR57; -(CH2)m(CHR61)sNR34R63; -(CH2)m(CHR61)sOCONR75R82; -(CH2)m(CHR61)sNR20CONR78R82; -(CH2)o(CHR61)s-COR64; -(CH2)o(CHR61)COOR57; oder -(CH2)o(CHR61)sCONR58R59;
    R56 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl – niedriges Alkyl; -(CH2)m(CHR61)sOR57; -(CH2)m(CHR61)sNR34R63; -(CH2)m(CHR61)sOCONR75R82; -(CH2)m(CHR61)sNR20CONR78R82; -(CH2)o(CHR61)sCOR64; oder -(CH2)o(CHR61)sCONR58R59;
    R57 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl niedriges Alkyl; oder Heteroaryl niedriges Alkyl;
    R58 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; Heteroaryl; Aryl – niedriges Alkyl; oder Heteroaryl – niedriges Alkyl;
    R59 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; Heteroaryl; Aryl – niedriges Alkyl; oder Heteroaryl – niedriges Alkyl; oder
    R58 und R59 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-;
    R60 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; oder Aryl – niedriges Alkyl;
    R61 bedeutet Alkyl; Alkenyl; Aryl; Heteroaryl; Aryl – niedriges Alkyl; Heteroaryl – niedriges Alkyl; -(CH2)mOR55; -(CH2)mNR33R34; -(CH2)mOCONR75R82; -(CH2)mNR20CONR78R82; -(CH2)oCOOR37; -(CH2)oNR58R59; oder -(CH2)oPO(COR60)2;
    R62 bedeutet niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl, Heteroaryl; oder Aryl – niedriges Alkyl;
    R63 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl, Heteroaryl; Aryl – niedriges Alkyl; Heteroaryl – niedriges Alkyl; -COR64; -COOR57; -CONR58R59; -SO2R62; oder -PO(OR60)2; oder
    R34 und R63 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-;
    R64 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; Heteroaryl; Aryl – niedriges Alkyl; Heteroaryl – niedriges Alkyl; -(CH2)p(CHR61)sOR65; -(CH2)p(CHR61)sSR66; oder -(CH2)p(CHR61)sNR34R63; -(CH2)p(CHR61)sOCONR75R82, -(CH2)p(CHR61)sNR20CONR78R82;
    R65 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl, Aryl – niedriges Alkyl; Heteroaryl – niedriges Alkyl; -COR57; -COOR57; oder -CONR58R59;
    R66 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; Aryl – niedriges Alkyl; Heteroaryl – niedriges Alkyl; oder -CONR58R59;
    m ist 2–4,0 ist 0–4; p ist 1–4; q ist 0–2; r ist 1 oder 2; s ist 0 oder 1;
    Z ist eine Kette von 12 α-Aminosäureresten, wobei die Positionen der besagten Aminosäurereste in dieser Kette von der N-terminalen Aminosäure an gezählt werden, wobei diese Aminosäurereste, je nach der Position in den Ketten, Gly oder Pro sind oder ein Rest vom Typ
    C: -NR20CH(R72)CO-;
    D: -NR20CH(R73)CO-;
    E: -NR20CH(R74)CO-;
    F: -NR20CH(R84)CO-; und
    H: -NR20-CH(CO-)-(CH2)4-7-CH(CO-)-NR20-; -NR20-CH(CO-)-(CH2)pSS(CH2)p-CH(CO-)-NR20-; -NR20-CH(CO-)-(-(CH2)pNR20CO(CH2)p-CH(CO-)-NR20-; und -NR20-CH(CO-)-(-(CH2)pNR20CONR20(CH2)p-CH(CO-)-NR20-;
    I: -NR86CH2CO-;
    K: -NR87CH2CO-;
    R72 bedeutet H, niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; -(CH2)p(CHR61)sOR85;; oder -(CH2)p(CHR61)sSR85;
    R73 bedeutet -(CH2)oR77; -(CH2)rO(CH2)oR77; -(CH2)rS(CH2)oR77; oder -(CH2)rNR20(CH2)oR77;
    R74 bedeutet -(CH2)pNR78R79; -(CH2)pNR77R80; -(CH2)pC(=NR80)NR78R79; -(CH2)pC(=NOR50)NR78R79; -(CH2)pC(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)pNR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)pN=C(NR78R80)NR79R80; -(CH2)pC6H4NR78R79; -(CH2)pC6H4NR77R80; -(CH2)pC6H4C(=NR80)NR78R79; -(CH2)pC6H4C(=NOR50)NR78R79; -(CH2)pC6H4C(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)pC6H4NR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)pC6H4N=C(NR78R80)NR79R80; -(CH2)rO(CH2)mNR78R79; -(CH2)rO(CH2)mNR77R80; -(CH2)rO(CH2)pC(=NR80)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC(=NOR50)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)mNR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)mN=C(NR78R80)NR79R80; -(CH2)rO(CH2)pC6H4CNR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC6H4C(=NR80)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC6H4C(=NOR50)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC6H4C(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC6H4NR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)mNR78R79; -(CH2)rS(CH2)mNR77R80; -(CH2)rS(CH2)pC(=NR80)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC(=NOR50)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)mNR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)mN=C(NR78R80)NR79R80; -(CH2)rS(CH2)pC6H4CNR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC6H4C(=NR80)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC6H4C(=NOR50)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC6H4C(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC6H4NR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)pNR80COR64; -(CH2)pNR80COR77; -(CH2)pNR80CONR78R79; oder -(CH2)pC6H4NR80CONR78R79;
    R75 bedeutet niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; oder Aryl – niedriges Alkyl; oder
    R33 und R75 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-; oder
    R75 und R82 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-;
    R77 bedeutet R88; oder eine der Heteroarylgruppen der folgenden Formeln
    Figure 00080001
    Figure 00090001
    R78 bedeutet H; niedriges Alkyl; Aryl; oder Aryl – niedriges Alkyl;
    R78 und R82 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-;
    R79 bedeutet H; niedriges Alkyl; Aryl; oder Aryl – niedriges Alkyl; oder
    R78 und R79 können gemeinsam formen -(CH2)2-7-; -(CH2)2O(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-;
    R80 bedeutet H; oder niedriges Alkyl;
    R81 bedeutet H; niedriges Alkyl; oder Aryl – niedriges Alkyl;
    R82 bedeutet H; niedriges Alkyl; Aryl; Heteroaryl; oder Aryl – niedriges Alkyl;
    R33 und R82 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-;
    R83 bedeutet H; niedriges Alkyl; Aryl; oder -NR78R79;
    R84 bedeutet -(CH2)m(CHR61)sOR78; -(CH2)m(CHR61)sSR78; -(CH2)pCONR78R79; -(CH2)pNR80CONR78R79; -(CH2)pC6H4CONR78R79; oder -(CH2)pC6H4NR80CONR78R79;
    R85 bedeutet niedriges Alkyl; oder niedriges Alkenyl;
    R86 bedeutet R74; -[(CH2)u-X]t-(CH2)vNR78R79; -[(CH2)u-X]t-(CH2)v-C(=NR80)NR78R79; X ist -O-, -NR20-, -S-, -OCOO-, u ist 1–3, t ist 1–6, v ist 1–3;
    R87 bedeutet R84; -[(CH2)u-X]t-(CH2)vOR78; -[(CH2)u-X]t-(CH2)v-CONR78R79; -[(CH2)u-X]t-(CH2)v-NR80CONR78R79; -[(CH2)u-X]t-(CH2)vSR78; X ist -O-, -NR20-, -S-, -OCOO-, u ist 1–3, t ist 1–6, v ist 1–3;
    R88 bedeutet Phenyl, p-Hydrxyphenyl, 2-Naphthyl, 1-Naphthyl, 4-Chlorophenyl, 3-Chlorophenyl, 2-Chlorophenyl, 3,4-Dichlorophenyl, 4-Fluorophenyl, 3-Fluorophenyl, 2-Fluorophenyl, p-Benzyloxyphenyl, p-Biphenyl oder p-Benzoylphenyl.
    mit der Bedingung, dass in der besagten Kette der 12 α-Aminosäurereste Z die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 sind:
    • – P1: vom Typ C oder vom Typ D oder vom Typ E oder vom Typ F, oder der Rest ist Pro;
    • – P2: vom Typ E oder vom Typ D;
    • – P3: vom Typ C, oder der Rest ist Pro;
    • – P4: vom Typ E oder vom Typ F oder vom Typ I oder vom Typ K;
    • – P5: vom Typ E oder vom Typ D oder vom Typ C oder vom Typ I oder vom Typ K oder vom Typ F, oder der Rest ist Gly oder Pro;
    • – P6: vom Typ E oder vom Typ F oder vom Typ I oder vom Typ K oder vom Typ D, oder der Rest ist Gly;
    • – P7: vom Typ E oder vom Typ F oder vom Typ I oder vom Typ C;
    • – P8: vom Typ D oder vom Typ C oder der Rest ist Pro;
    • – P9: vom Typ E oder vom Typ D oder vom Typ F;
    • – P10: vom Typ D oder vom Typ C, oder der Rest ist Pro;
    • – P11: vom Typ E oder vom Typ D oder vom Typ C; und
    • – P12: vom Typ C oder vom Typ D oder vom Typ E oder vom Typ F, oder der Rest ist Pro; oder
    • – P4 und P9 und/oder P2 und P11 können gemeinsam eine Gruppe vom Typ H bilden; und in P6 und P7 sind auch D-Isomere möglich;
    mit der weiteren Bedingung, dass diese Kette der 12 α-Aminosäurereste mindestens einen Rest vom Typ I oder vom Typ K enthält; und deren pharmazeutisch akzeptablen Salze.
  • Gemäss der vorliegenden Erfindung können diese β-haarnadelförmigen Peptidomimetika herstellt werden durch ein Verfahren umfassend
    • (a) Verbinden eines geeigneten funktionellen festen Trägers mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt in der Position 5, 6 oder 7 ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist;
    • (b) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt;
    • (c) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt eine Position näher zum N-terminalen Aminosäurerest ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist;
    • (d) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt;
    • (e) Wiederholen der Stufen (c) und (d) bis der N-terminale Aminosäurerest eingeführt ist;
    • (f) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit (fa) einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von LPro oder DPro; (fb) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt; und (fc) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von DPro resp. LPro;
    • (g) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem in der Stufe (fc) erhaltenen Produkt;
    • (h) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt in der Position 12 ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist;
    • (i) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt;
    • (j) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt eine Position von Position 12 entfernt ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist;
    • (k) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt;
    • (l) Wiederholen der Stufen (j) und (k) bis alle Aminosäurereste eingeführt sind;
    • (m) falls gewünscht, selektives Entschützen einer funktionellen Gruppe oder mehrerer funktionellen Gruppen, welche in dem Molekül anwesend sind, und geeignetes Substituieren der derart freien Reaktionsgruppe(n);
    • (o) Lösen des derart erhaltenen Produkts von dem festen Träger;
    • (p) Zyklisieren des von dem festen Träger abgespaltenen Produkts;
    • (q) falls gewünscht, Bilden einer oder zwei zwischenstrangiger Bindungen zwischen Seitenketten der geeigneten Aminosäurereste an gegenüberliegenden Positionen des β-Strang-Bereichs;
    • (r) Entfernen sämtlicher Schutzgruppen, welche an den funktionellen Gruppen aller Kettenglieder der Aminosäurereste anwesend sind, und falls gewünscht, sämtlicher Schutzgruppe(n), welche zusätzlich in dem Molekül anwesend sein kann;
    • (s) falls gewünscht, Guanidinylieren sämtlicher Aminogruppen der Seitenketten, welche in der Kette der Aminosäurereste anwesend sind; und
    • (t) falls gewünscht, Umsetzen des derart erhaltenen Produkts in ein pharmazeutisch akzeptables Salz oder Umsetzen eines derart erhaltenen pharmazeutisch akzeptablen oder nicht-akzeptablen Salzes in die entsprechende freie Verbindung der Formel I oder in ein anderes pharmazeutisch akzeptables Salz.
  • Anderenfalls können die Peptidomimetika der vorliegenden Erfindung hergestellt werden durch
    • (a') Verbinden eines geeigneten funktionellen festen Trägers (a'a) Verbinden des geeigneten funktionellen festen Trägers mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von LPro oder DPro (a'b) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt; und (a'c) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von DPro resp. LPro;
    • (b') Entfernen der N-Schutzgruppe von dem in der Stufe (a'c) erhaltenen Produkt;
    • (c') Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt eine Position näher zum N-terminalen Aminosäurerest ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist;
    • (d') Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt;
    • (e') Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt eine Position von Position 12 entfernt ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist;
    • (f') Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt;
    • (g') Wiederholen der Stufen (e') und (f') bis alle Aminosäurereste eingeführt sind;
    • (h') falls gewünscht, selektives Entschützen einer funktionellen Gruppe oder mehrerer funktionellen Gruppen, welche in dem Molekül anwesend sind, und geeignetes Substituieren der derart freien Reaktionsgruppe(n);
    • (i') Lösen des derart erhaltenen Produkts von dem festen Träger;
    • (j') Zyklisieren des von dem festen Träger abgespaltenen Produkts;
    • (k') falls gewünscht, Bilden einer oder zwei zwischenstrangiger Bindungen zwischen Seitenketten der geeigneten Aminosäurereste an gegenüberliegenden Positionen des β-Strang-Bereichs;
    • (l') Entfernen sämtlicher Schutzgruppen, welche an den funktionellen Gruppen aller Kettenglieder der Aminosäurereste anwesend sind, und falls gewünscht, sämtlicher Schutzgruppe(n), welche zusätzlich in dem Molekül anwesend sein kann;
    • (m') falls gewünscht, Guanidinylieren sämtlicher Aminogruppen der Seitenketten, welche in der Kette der Aminosäurereste anwesend sind; und
    • (n') falls gewünscht, Umsetzen des derart erhaltenen Produkts in ein pharmazeutisch akzeptables Salz oder Umsetzen eines derart erhaltenen pharmazeutisch akzeptablen oder nicht-akzeptablen Salzes in die entsprechende freie Verbindung der Formel I oder in ein anderes pharmazeutisch akzeptables Salz.
  • Die Einführung eines Aminosäurerests des Typs I oder des Typs K kann durch Verbinden mit einem Acetylierungsmittel, welches eine Abgangsgruppe umfasst, wie beispielsweise Bromo, Chloro oder Iodo Essigsäure, gefolgt von einer nukleophilen Verschiebung mit einem Amin der Formel H2NR86 resp. H2NR87, welches nötigenfalls in geeigneter Weise geschützt wird, ausgeführt werden.
  • Die Peptidomimetika der vorliegenden Erfindung können auch Enantiomere der Verbindungen der Formel I sein. Diese Enantiomere können durch eine Modifikation des obigen Verfahrens vorbereitet werden, in welchen Enantiomere von allen chiralen Ausgangsmaterialien verwendet werden.
  • Der Ausdruck «Alkyl», wie in der Beschreibung verwendet, alleine oder in Kombination, bezeichnet gesättigte geradkettige oder verzweigtkettige Kohlenwasserstoffradikale mit bis zu 24, vorzugsweise bis zu 12 Kohlenstoffatomen. Gleichermassen bezeichnet der Ausdruck «Alkenyl» geradkettige oder verzweigtkettige Kohlenwasserstoffradikale mit bis zu 24, vorzugsweise bis zu 12 Kohlenstoffatomen, und welche mindestens eine oder bis zu vier olefinische Doppelbindungen umfassen, je nach der Länge der Kette. Der Begriff «niedrig» bezeichnet Radikale und Verbindungen mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen. Somit bezeichnet zum Beispiel der Begriff «niedriges Alkyl» gesättigte geradkettige oder verzweigtkettige Kohlenwasserstoffradikale mit bis zu 6 Kohlenstoffatomen, wie beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec.-Butyl, Isobutyl, tert.-Butyl und ähnliche.
  • Der Begriff «Aryl» bezeichnet aromatische carbozyklische Kohlenwasserstoffradikale umfassend ein oder zwei sechs-gliedrige Ringe, wie beispielsweise Phenyl oder Naphthyl, welche durch bis zu drei Substituenten wie Br, Cl, F, CF3, NO2 OH, NH2, niedriges Alkyl oder niedriges Alkenyl substituiert werden können. Der Begriff «Heteroaryl» bezeichnet aromatische heterozyklische Radikale, welche einen oder zwei fünf- und/oder sechsgliedrige Ringe umfassen, wobei mindestens einer von diesen bis zu drei Heteroatome enthält, ausgewählt von der Gruppe bestehend aus O, S und N und dem besagten gegebenenfalls substituierbaren Ring(e); repräsentative Beispiele solcher gegebenenfalls substituierbaren heteroarylen Radikale sind hierin in Verbindung mit der Definition von R77 angegeben.
  • Die Matrizen bilden Bausteine, welche einen N-Terminus und einen C-Terminus aufweisen, die räumlich so orientiert sind, dass der Abstand zwischen diesen zwei Gruppen zwischen 4.0–5.5 A liegen kann. Eine Peptidkette Z ist via den entsprechenden N- und C-Termini mit dem C-Terminus und dem N-Terminus der Matrize verbunden, so dass die Matrize und die Kette eine wie in der Formel I abgebildete zyklische Struktur formen. In einem solchen Fall, wo der Abstand zwischen den N- und C-Termini der Matrize zwischen 4.0–5.5 A liegt, wird die Matrize das Wasserstoffbrücken-Netzwerk, welches nötig ist für die Bildung der β-haarnadelförmigen Konformation in die Peptidkette Z, einführen. Somit formen die Matrize und die Peptidkette ein β-haarnadelförmiges Mimetikum.
  • Die β-haarnadelförmige Konformation ist für die antibiotische Wirkung der β-haarnadelförmigen Mimetika gemäss der vorliegenden Erfindung höchst relevant. Die β-Haarnadelstruktur-stabilisierenden konformativen Eigenschaften der Matrizen (a) bis (p) spielen nicht nur für die antibiotische Wirkung eine Schlüsselrolle, sondern ebenfalls für das hierin definierte Syntheseverfahren, da das Einarbeiten der Matrizen nahe der Mitte oder am Anfang des linearen geschützten Peptid-Vorläufers die Ausbeute der Zyklisation verbessert.
  • Die hierin beschriebene Peptidkette Z der β-haarnadelförmigen Mimetika ist allgemein in Hinsicht auf die Aminosäurereste, welche einer der folgenden Gruppen zugehören, definiert:
    • – Gruppe C -NR20CH(R72)CO-; «hydrophob: klein bis mittelgross» Gruppe D -NR20CH(R73)CO-; «hydrophob: stark aromatisch oder heteroaromatisch» Gruppe E -NR20CH(R74)CO-; «polar kationisch» und «Harnstoff-abgeleitet» Gruppe F -NR20CH(R84)CO-; und «polar ungeladen» Gruppe H -NR20-CH(CO-)-(CH2)4-7-CH(CO-)-NR20-; -NR20-CH(CO-)-(CH2)pSS(CH2)p-CH(CO-)-NR20-; -NR20-CH(CO-)-(-(CH2)pNR20CO(CH2)p-CH(CO-)-NR20-; et -NR20-CH(CO-)-(-(CH2)pNR20CONR20(CH2)p-CH(CO-)-NR20-; «zwischenstrangige Bindung» Gruppe I -NR86CH2CO-; «polar kationisch» Gruppe K -NR87CH2CO-; «polar ungeladen»
  • Ausserdem kann Pro auch ein Aminosäurerest in der Kette Z sein, mit Ausnahme von Positionen, in welchen zwischenstrangige Bindungen (H) möglich sind.
  • Gruppe C umfasst Aminosäurereste mit kleinen bis mittelgrossen hydrophoben Seitenkettengruppen gemäss der allgemeinen Definition für den Substituenten R72. Ein hydrophober Rest bezieht sich auf eine Aminosäure-Seitenkette, welche bei physiologischem pH ungeladen ist und welche von einer wässrigen Lösung abgestossen wird. Ausserdem umfassen diese Seitenketten im Allgemeinen keine Donorgruppen für Wasserstoffbrücken, wie beispielsweise (ohne sich auf diese zu beschränken) primäre und sekundäre Amide, primäre und sekundäre Amine und die entsprechenden protonierten Salze davon, Thiole, Alkohole, Phosphonate, Phosphate, Harnstoffe oder Thioharnstoffe. Sie können jedoch Akzeptorgruppen für Wasserstoffbrücken enthalten, wie beispielsweise Ether, Thioether, Ester, tertiäre Amide, Alkyl- oder Aryl-Phosphonate und -Phosphate oder tertiäre Amine. Genetisch kodierte klein- bis mittelgrosse Aminosäuren umfassen Alanin, Isoleuzin, Leuzin, Methionin und Valin.
  • Gruppe D umfasst Aminosäurereste mit aromatischen und heteroaromatischen Seitenkettengruppen gemäss der allgemeinen Definition für den Substituenten R73. Ein aromatischer Aminosäurerest bezieht sich auf eine hydrophobe Aminosäure mit einer Seitenkette, welche mindestens einen Ring mit einem konjugierten π-Elektron-System (aromatische Gruppe) umfasst. Zusätzlich können sie Donorgruppen für Wasserstoffbrücken, wie beispielsweise (ohne sich auf diese zu beschränken) primäre und sekundäre Amide, primäre und sekundäre Amine und die entsprechenden protonierten Salze davon, Thiole, Alkohole, Phosphonate, Phosphate, Harnstoffe oder Thioharnstoffe und Akzeptorgruppen für Wasserstoffbrücken wie beispielsweise (ohne sich auf diese zu beschränken) Ether, Thioether, Ester, tertiäre Amide, Alkyl- oder Aryl-Phosphonate und -Phosphate oder tertiäre Amine enthalten. Genetisch kodierte aromatische Aminosäuren umfassen Phenylalanin und Tyrosin.
  • Ein heteroaromatischer Aminosäurerest bezieht sich auf eine hydrophobe Aminosäure mit einer Seitenkette, welche mindestens einen Ring mit einem konjugierten π-System, der mindestens ein Heteroatom wie beispielsweise (jedoch ohne sich auf diese zu beschränken) O, S und N enthält, gemäss der allgemeinen Definition für den Substituenten R77. Zusätzlich können solche Reste Donorgruppen für Wasserstoffbrücken, wie beispielsweise (ohne sich auf diese zu beschränken) primäre und sekundäre Amide, primäre und sekundäre Amine und die entsprechenden protonierten Salze davon, Thiole, Alkohole, Phosphonate, Phosphate, Harnstoffe oder Thioharnstoffe und Akzeptorgruppen für Wasserstoffbrücken wie beispielsweise (ohne sich auf diese zu beschränken) Ether, Thioether, Ester, tertiäre Amide, Alkyl- oder Aryl-Phosphonate und -Phosphate oder tertiäre Amine enthalten. Genetisch kodierte heteroaromatische Aminosäuren umfassen Tryptophan und Histidin.
  • Gruppe E umfasst Aminosäuren, welche Seitenketten mit polar kationischen Acylamino- und Harnstoff-abgeleiteten Reste gemäss der allgemeinen Definition für den Substituenten R74 enthalten. Polar kationisch bezieht sich auf eine basische Seitenkette, welche bei physiologischem pH protoniert ist. Genetisch kodierte polar kationische Aminosäuren umfassen Arginin, Lysin und Histidin. Citrullin ist ein Beispiel für einen von Harnstoff abgeleiteten Aminosäurerest.
  • Gruppe F umfasst Aminosäurereste, welche Seitenketten mit polar ungeladenen Resten enthalten, gemäss der allgemeinen Definition für den Substituenten R84. Ein polar ungeladerer Rest bezieht sich auf eine hydrophile Seitenkette, welche bei physiologischem pH ungeladen ist, jedoch nicht von wässrigen Lösungen abgestossen wird. Solche Seitenketten enthalten typischerweise Donorgruppen für Wasserstoffbrücken, wie beispielsweise (ohne sich auf diese zu beschränken) primäre und sekundäre Amide, primäre und sekundäre Amine, Thiole, Alkohole, Phosphonate, Phosphate, Harnstoffe oder Thioharnstoffe. Diese Gruppen können Wasserstoffbrücken-Netzwerke mit Wassermolekülen bilden. Zusätzlich können sie auch Akzeptorgruppen für Wasserstoffbrücken wie beispielsweise (ohne sich auf diese zu beschränken) Ether, Thioether, Ester, tertiäre Amide, Alkyl- oder Aryl-Phosphonate und -Phosphate oder tertiäre Amine enthalten. Genetisch kodierte polar ungeladene Aminosäuren umfassen Asparagin, Cystein, Glutamin, Serin und Threonin.
  • Gruppe H umfasst Seitenketten von vorzugsweise (L)-Aminosäuren an gegenüberliegenden Positionen des β-Strang-Bereichs, welche zwischenstrangige Bindungen formen können. Die meist bekannte Bindung ist die Disulfidbrücke, geformt von Cysteinen und Homocysteinen an gegenüberliegenden Positionen des β-Strangs. Verschiedene Verfahren sind bekannt um Disulfidbindungen zu bilden, umfassend diejenigen, die beschrieben wurden von: J. P. Tarn et al. Synthesis 1979, 955-957; Stewart et al., Solid Phase Peptide Synthesis, 2d Ed., Pierce Chemical Company, III., 1984; Ahmed et al. J. Biol. Chem. 1975, 250, 8477-8482; und Pennington et al., Peptides, Seiten 164-166, Giralt and Andreu, Eds., ESCOM Leiden, The Netherlands, 1990. Am vorteilhaftesten können für den Umfang der vorliegenden Erfindung Disulfidbindungen vorbereitet werden unter Verwendung von Acetamidomethyl (Acm) Schutzgruppen für Cystein. Eine an sich bekannte zwischenstrangige Bindung besteht im Binden von Ornithinen resp. Lysinen mit Glutamin- und Essigsäureresten, welche an gegenüberliegenden Positionen des β-Strangs angebracht sind, mittels Bildung einer Amidbindung. Bevorzugte Schutzgruppen für die Aminogruppen der Seitenketten von Ornithin und Lysin sind Allyloxycarbonyl (Alloc) und Allylester für Aspartin- und Glutaminsäure. Schlussendlich können zwischenstrangige Bindungen auch gebildet werden durch das Binden der Aminogruppen von Lysin und Ornithin, welche an gegenüberliegenden Positionen des β-Strangs angebracht sind, mit Reagenzien wie N,N-Carbonylimidazol, um zyklische Harnstoffe zu bilden.
  • Gruppe I umfasst Glycin, in welcher die Aminogruppe durch polar kationische Reste enthaltende Ketten substituiert ist, gemäss der allgemeinen Definition für den Substituenten R86. Der Ausdruck polar kationisch bezieht sich auf eine basische Seitenkette, welche bei physiologischem pH protoniert ist.
  • Gruppe K umfasst Glycin, in welcher die Aminogruppe durch polar ungeladene Reste enthaltende Ketten substituiert ist, gemäss der allgemeinen Definition für den Substituenten R87. Ein polar ungeladener Rest bezeichnet eine hydrophile Seitenkette, welche bei physiologischem pH ungeladen ist, welche jedoch nicht von wässrigen Lösungen abgestossen wird. Solche Seitenketten enthalten typischerweise Donorgruppen für Wasserstoffbrücken, wie beispielsweise (ohne sich auf diese zu beschränken) primäre und sekundäre Amide, Thiole, Alkohole oder Harnstoffe. Diese Gruppen können Wasserstoffbrücken-Netzwerke mit Wassermolekülen bilden. Zusätzlich können sie auch Akzeptorgruppen für Wasserstoffbrücken enthalten, wie beispielsweise (ohne sich auf diese zu beschränken) Ether, Thioether, Ester oder tertiäre Aminogruppen.
  • Wie früher erwähnt sind die Positionen für die zwischenstrangigen Bindungen die Positionen P4 und P9 und/oder P2 und P11 zusammen genommen.
  • Solche zwischenstrangige Bindungen sind für das Stabilisieren der β-haarnadelförmigen Konformationen bekannt und bilden somit ein wichtiges strukturelles Element für die Ausbildung der β-haarnadelförmigen Mimetika.
  • Bevorzugte Aminosäurereste (andere als die vom Typ I und K) in der Kette Z sind jene, die von natürlichen α-Aminosäuren abgeleitet sind. Hierin folgt nun eine Liste der Aminosäuren, welche geeignet sind, oder deren Reste geeignet sind, für die Ziele der vorliegenden Erfindung, die Abkürzungen entsprechen dem allgemein üblichen Anwendungsgebrauch:
    3-Buchstaben-Code 1-Buchstaben-Code
    Ala L-Alanin A
    Arg L-Arginin R
    Asn L-Asparagin N
    Asp L-Asparaginsäure D
    Cys L-Cystein C
    Glu L-Glutaminsäure E
    Gln L-Glutamin Q
    Gly Glycin G
    His L-Histidin H
    Ile L-Isoleuzin I
    Leu L-Leuzin L
    Lys L-Lysin K
    Met L-Methionin M
    Phe L-Phenylalanin F
    Pro L-Prolin P
    DPro D-Prolin DP
    Ser L-Serin S
    Thr L-Threonon T
    Trp L-Tryptophan W
    Tyr L-Tyrosin Y
    Val L-Valin V
  • Andere α-Aminosäuren oder deren Reste, welche geeignet sind für die Zwecke der vorliegenden Erfindung umfassen:
  • Cit L-Citrullin
    Orn L-Ornithin
    tBuA L-t-Butylalanin
    Sar Sarcosin
    Pen L-Penicillamin
    t-BuG L-tert.-ButylGlycin
    4AmPhe L-para-Aminophenylalanin
    3AmPhe L-méta-Aminophenylalanin
    2AmPhe L-ortho-Aminophenylalanin
    Phe(mC(NH2)=NH) L-méta-Amidinophenylalanin
    Phe(pC(NH2)=NH) L-para-Amidinophenylalanin
    Phe(mNHC(NH2)=NH) L-meta-Guanidinophenylalanin
    Phe(pNHC(NH2)=NH) L-para-Guanidinophenylalanin
    Phg L-Phenylglycin
    Cha L-Cyclohexylalanin
    C4al L-3-Cyclobutylalanin
    C5al L-3-Cyclopentylalanin
    Nle L-Norleuzin
    2-Nal L-2-Naphthylalanin
    1-Nal L-1-Naphthylalanin
    4Cl-Phe L-4-Chlorophenylalanin
    3Cl-Phe L-3-Chlorophenylalanin
    2Cl-Phe L-2-Chlorophenylalanin
    3,4Cl2-Phe L-3,4-Dichlorophenylalanin
    4F-Phe L-4-Fluorophenylalanin
    3F-Phe L-3-Fluorophenylalanin
    2F-Phe L-2-Fluorophenylalanin
    Tic 1,2,3,4-Tetrahydroisoquinolin-3-Carbonsäure
    Thi L-β-2-Thienylalanin
    Tza L-2-Thiazolylalanin
    Mso L-Methionin Sulfoxid
    AcLys N-Acetyllysin
    Dpr 2,3-Diaminopropionsäure
    A2Bu 2,4-Diaminobuttersäure
    Dbu (S)-2,3-Diaminobuttersäure
    Abu γ-Aminobuttersaure (GABA)
    Aha ε-Aminohexansäure
    Aib α-Aminoisobuttersäure
    Y (Bzl) L-O-Benzyltyrosin
    Bip L-(4-phenyl)Phenylalanin
    S(Bzl) L-O-Benzylserin
    T(Bzl) L-O-Benzylthreonin
    hCha L-Homo-Cyclohexylalanin
    hCys L-Homo-Cystein
    hSer L-Homo-Serin
    hArg L-Homo-Arginin
    hPhe L-Homo-Phenylalanin
    Bpa L-4-Benzoylphenylalanin
    4-AmPyrrl (2S,4S)-4-Amino-Pyrrolidin-L-Carbonsäure
    4-AmPyrr2 (2S,4R)-4-Amino-Pyrrolidin-L-Carbonsäure
    4-PhePyrrl (25,5R)-4-Phenyl-Pyrrolidin-L-Carbonsäure
    4-PhePyrr2 (2S,5S)-4-Phenyl-Pyrrolidin-L-Carbonsäure
    5-PhePyrrl (2S,5R)-5-Phenyl-Pyrrolidin-L-Carbonsäure
    5-PhePyrr2 (2S,SS)-5-Phenyl-Pyrrolidin-L-Carbonsäure
    Pro(4-OH)1 (4S)-L-Hydroxyprolin
    Pro(4-OH)2 (4R)-L-Hydroxyprolin
    Pip L-Pipecolinsäure
    DPip D-Pipecolinsäure
    OctG L-Octylglycin
    MePhe L-N-Methylphenylalanin
    MeNle L-N-Methylnorleuzin
    MeAla L-N-Methylalanine
    Melle L-N-Methylisoleuzin
    MeVal L-N-Methylvaline
    MeLeu L-N-Methylleuzin
    BnG N-Benzylglycin
    (4-OH)BnG N-4-Hydroxy-Benzylglycin
    IaG N-Isoamylglycin
    IbG N-Isobutylglycin
    (EA)G N-(2-Aminoethyl)Glycin
    (PrA)G N-(3-Amino-n-propyl)Glycin
    (BA)G N-(4-Amino-n-butyl)Glycin
    (PeA)G N-(5-Amino-n-pentyl)Glycin
    (EGU)G N-(2-Guanidinoethyl)Glycin
    (PrGU)G N-(3-Guanidino-n-propyl)Glycin
    (BGU)G N-(4-Guanidino-n-butyl)Glycin
    (PeGU)G N-(5-Guanidino-n-pentyl)Glycin
    (PEG3-NH2)G N-[(CH2)3O-(CH2-CH2O)2-(CH2)3-NH2]Glycin
    (Et-CONH2)G N-(2-Carbamoylethyl)Glycin
    (Et-OH)G N-(2-Hydroxyethyl)Glycin
    (CH2-CONH2)G N-(Carbamoylmethyl)Glycin
    (n-Pr-NHCONH2)G N-(3-Ureyl-n-Propyl)Glycin
    (Et-SH)G N-(2-Mercaptoethyl)Glycin
  • Besonders bevorzugte Reste für die Gruppe C sind:
    Ala L-Alanin
    Ile L-Isoleuzin
    Leu L-Leuzin
    Met L-Methionin
    Val L-Valin
    tBuA L-t-Butylalanin
    t-BuG L-tert.-Butylglycin
    Cha L-Cyclohexylalanin
    C4al L-3-Cyclobutylalanin
    C5al L-3-Cyclopentylalanin
    Nle L-Norleuzin
    hCha L-Homo-Cyclohexylalanin
    OctG L-Octylglycin
    MePhe L-N-Methylphenylalanin
    MeNle L-N-Methylnorleuzin
    MeAla L-N-Methylalanin
    Melle L-N-Methylisoleuzin
    MeVal L-N-Methylvalin
    MeLeu L-N-Methylleuzin
    BnG N-Benzylglycin
    (4-OH)BnG N-4-Hydroxy-Benzylglycin
    IaG N-Isoamylglycin
    IbG N-Isobutylglycin
  • Besonders bevorzugte Reste für die Gruppe D sind:
    His L-Histidin
    Phe L-Phenylalanin
    Trp L-Tryptophan
    Tyr L-Tyrosin
    Phg L-Phenylglycin
    2-Nal L-2-Naphthylalanin
    1-Nal L-1-Naphthylalanin
    4Cl-Phe L-4-Chlorophenylalanin
    3Cl-Phe L-3-Chlorophenylalanin
    2Cl-Phe L-2-Chlorophenylalanin
    3,4Cl2-Phe L-3,4-Dichlorophenylalanin
    4F-Phe L-4-Fluorophenylalanin
    3F-Phe L-3-Fluorophenylalanin
    2F-Phe L-2-Fluorophenylalanin
    Thi L-β-2-Thienylalanin
    Tza L-2-Thiazolylalanin
    Y(Bzl) L-O-Benzyltyrosin
    Bip L-Biphenylalanin
    S(Bzl) L-O-Benzylserin
    T(Bzl) L-O-Benzylthreonin
    hPhe L-Homo-Phenylalanin
    Bpa L-4-Benzoylphenylalanin
  • Besonders bevorzugte Reste für die Gruppe E sind:
    Arg L-Arginin
    Lys L-Lysin
    Orn L-Ornithin
    Dpr L-2,3-Diaminopropionsäure
    A2Bu L-2,4-Diaminobuttersäure
    Dbu (S)-2,3-Diaminobuttersäure
    Phe(pNH2) L-para-Amidinophenylalanin
    Phe(mNH2) L-meta-Aminophenylalanin
    Phe(oNH2) L-ortho-Aminophenylalanin
    hArg L-Homo-Arginin
    Phe(mC(NH2)=NH) L-meta-Amidinophenylalanin
    Phe(pC(NH2)=NH) L-para-Amidinophenylalanin
    Phe(mNHC(NH2)=NH) L-meta-Guanidinophenylalanin
    Phe(pNHC(NH2)=NH) L-para-Guanidinophenylalanin
    Cit L-Citrullin
  • Besonders bevorzugte Reste für die Gruppe F sind:
    Asn L-Asparagin
    Cys L-Cystein
    Gln L-Glutamin
    Ser L-Serin
    Thr L-Threonin
    Cit L-Citrullin
    Pen L-Penicillamin
    AcLys L-NF-Acetyllysin
    hCys L-Homo-Cystein
    hSer L-Homo-Serin
  • Besonders bevorzugte Reste für die Gruppe I sind:
    (EA)G N-(2-Aminoethyl)Glycin
    (PrA)G N-(3-Amino-n-propyl)Glycin
    (BA)G N-(4-Amino-n-butyl)Glycin
    (PeA)G N-(5-Amino-n-pentyl)Glycin
    (EGU)G N-(2-Guanidinoethyl)Glycin
    (PrGU)G N-(3-Guanidino-n-propyl)Glycin
    (BGU)G N-(4-Guanidino-n-butyl)Glycin
    (PeGU)G N-(5-Guanidino-n-pentyl)Glycin
    (PEG3-NH2)G N-[(CH2)3O-(CH2-CH2O)2-(CH2)3-NH2]Glycin
  • Besonders bevorzugte Reste für die Gruppe K sind:
    (Et-CONH2)G N-(2-Carbamoylethyl)Glycin
    (CH2-CONH2)G N-(Carbamoylmethyl)Glycin
    (n-Pr-NHCONH2)G N-(3-Ureyl-n-propyl)Glycin
    (Et-SH)G N-(2-Mercaptoethyl)Glycin
    (Et-OH)G N-(2-Hydroxyethyl)Glycin
  • Generell umfasst die Peptidkette Z in der β-haarnadelförmigen Mimetika gemäss der Erfindung 12 Aminosäurereste. Die Positionen P1 bis P12 von jedem Aminosäurerest in der Kette Z sind eindeutig definiert wie folgt: P1 bedeutet die erste Aminosäure der Kette Z, welche mit ihrem N-Terminus an den C-Terminus der Matrize gebunden ist und P12 bedeutet die letzte Aminosäure der Kette Z, welche mit ihrem C-Terminus an den N-Terminus der Matrize gebunden ist. Jede der Positionen P1 bis P12 umfasst vorzugsweise einen Aminosäurerest, der zu einem der obigen Typen C, D, E, F oder I gehört, wie folgt:
    • – P1: vom Typ C oder vom Typ D oder vom Typ E oder vom Typ F,
    • – P2: vom Typ D oder vom Typ E;
    • – P3: vom Typ C;
    • – P4: vom Typ E oder vom Typ I oder vom Typ F
    • – P5: vom Typ E oder vom Typ I oder vom Typ F
    • – P6: vom Typ E oder vom Typ I oder vom Typ D
    • – P7: vom Typ E oder vom Typ I oder vom Typ C
    • – P8: vom Typ D;
    • – P9: vom Typ E;
    • – P10: vom Typ D oder vom Typ C,
    • – P11: vom Typ E oder vom Typ D; oder vom Typ C und
    • – P12: vom Typ E oder vom Typ D oder vom Typ E oder vom Typ F;
    • – in P6 und P7 sind auch D-Isomere möglich;
    mit der Bedingung, dass mindestens einer der Aminosäurereste vom Typ I ist.
  • Die bevorzugten Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten:
    • – P1: Leu; Thr; oder Arg;
    • – P2: Arg; oder Trp;
    • – P3: Leu;
    • – P4: Lys; hArg; (BA)G; oder Gln
    • – P5: Lys; Gln; hArg; oder (PeA)G
    • – P6: Arg, Trp, hArg; (EGU)G; – (EA)G; (PrA)G; (PeA)G oder (BA)G;
    • – P7: Arg; (PeA)G; oder Val
    • – P8: Trp; oder Bip
    • – P9: Lys; Arg; oder hArg;
    • – P10: Tyr;
    • – P11: Arg; oder Tyr; und
    • – P12: Val; oder Arg
    mit der Bedingung, dass
    • – der Aminosäurerest in P4 (BA)G ist; und/oder
    • – der Aminosäurerest in P5 (PeA)G ist; und/oder
    • – der Aminosäurerest in P6 (EGU)G oder (EA)G oder (PrA)G oder (PeA)G oder (BA)G ist; und/oder
    • – der Aminosäurerest in P7 (PeA)G ist.
  • Die besonders bevorzugten β-Peptidomimetika gemäss der Erfindung umfassen jene, die in den Beispielen 1 bis 12 beschrieben sind.
  • Das Verfahren gemäss der Erfindung kann zweckmässigerweise als parallele Array-Synthese ausgeführt werden, um Bibliotheken der matrizenfixierten β-haarnadelförmigen Peptidomimetika der obigen allgemeinen Formel I zu erhalten. Eine solche parallele Synthese ermöglicht es, eine grosse Anzahl von zahlreichen Verbindungen (normalerweise 24 bis 192, typischerweise 96) der allgemeinen Formel I in hohen Ausbeuten und definierten Reinheiten zu erhalten, wobei die Bildung von dimeren und polymeren Nebenprodukten minimisiert wird. Die richtige Wahl des funktonalisierten festen Trägers (das heisst fester Träger plus Bindemolekül), der Matrize und der Stelle der Zyklisierung spielen dabei Schlüsselrollen.
  • Der funktionalisierte feste Träger wird in geeigneter Weise von Polystyren abgeleitet, quervernetzt mit vorzugsweise 1–5% Divinylbenzen; Polystyren beschichtet mit Polyethylenglykol Spacer (TentagelR); und Polyacrylamidharze (siehe auch Obrecht, D.; Villalgordo, J.-M, «Solid-Supported Combinatorial and Parallel Synthesis of Small-Molecular-Weight Compound Libraries», Tetrahedron Organic Chemistry Series, Vol. 17, Pergamon, Elsevier Science, 1998).
  • Der feste Träger wird mit Hilfe eines Linkers funktonnalisiert, d. h. mit einem bifunktionellen Spacermolekül, welches am einen Ende eine Ankergruppe für das Befestigen an den festen Träger und am anderen Ende eine selektiv spaltbare funktionelle Gruppe enthält, welche für die anschliessenden chemischen Umwandlungen und die Spaltungsverfahren verwendet werden. Zum Zweck der vorliegenden Erfindung muss der Linker so ausgebildet sein, dass er eventuell die Carboxylgruppe unter milden Säurebedingungen freisetzt, welche die Schutzgruppen, welche auf den funktionellen Gruppen der Seitenketten der verschiedenen Aminosäuren vorhanden sind, nicht beeinträchtigen. Linker, welche geeignet sind für die Zwecke der vorliegenden Erfindung, formen säurelabile Ester mit der Carboxylgruppe der Aminosäuren, normalerweise säurelabiles Benzyl, Benzhydril- und Trityl-Ester; Beispiele von Linkerstrukturen dieser Art umfassen 2-Methoxy-4-Hydroxymethylphenoxy (SasrinR Linker), 4-(2,4-Dimethoxyphenyl-Hydroxymethyl)-Phenoxy (Rink Linker), 4-(4-Hydroxymethyl-3-Methoxyphenoxy)Buttersäure (HMPB Linker), Trityl und 2-Chlorotrityl.
  • Vorzugsweise ist der Träger abgeleitet von Polystyren quervernetzt mit, vorzugsweise 1–5%, Divinylbenzen und funktonalisiert mit Hilfe des 2-Chlorotrityl Linkers.
  • Wenn das Verfahren der Erfindung als parallele Array-Synthese ausgeführt wird, kann es vorteilhafterweise wie hierin im Weiteren beschrieben ausgeführt werden, es ist jedoch für den Fachmann sofort offensichtlich, wie dieses Verfahren abgeändert werden muss, falls eine einzelne Verbindung der obigen Formel I synthetisiert werden soll.
  • Eine Anzahl Reaktionsgefässe (normalerweise 24 bis 192, typischerweise 96) entsprechend der Gesamtzahl der mit der parallelen Methode zu synthetisierenden Verbindungen werden mit 25 bis 1000 mg, vorzugsweise 100 mg, des geeigneten funktionalisierten festen Trägers, vorzugsweise 1 bis 3% quervernetztes Polystyren oder Tentagel Harz, geladen.
  • Das benützte Lösungsmittel muss das Harz schwellen können und umfasst, ohne sich auf diese zu beschränken, Dichloromethan (DCM), Dimethylformamid (DMF), N-Methylpyrrolidon (NMP), Dioxan, Toluen, Tetrahydrofuran (THF), Ethanol (EtOH), Trifluoroethanol (TFE), Isopropylalkohol und Ähnliche. Mischungen von Lösungsmittel, welche mindestens als eine Komponente ein polares Lösungsmittel (z. B. 20% TFE/DCM, 35% THF/NMP) umfasst, sind vorteilhaft für das Gewährleisten einer hohen Reaktivität und Solvatisierung der harzgebundenen Peptidketten (Fields, G. B., Fields, C. G., J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 4202-4207).
  • Mit der Entwicklung der verschiedenen Linker, welche die C-Terminal Carboxylsäuregruppe unter milden Säurebedingungen freisetzt, ohne die säurelabilen Gruppen, welche die funktionellen Gruppen in der Seitenkette oder in den Seitenketten schützen, zu beeinträchtigen, sind bedeutsame Fortschritte in der Synthese von geschützten Peptidfragmenten gemacht worden. Der von 2-Methoxy-4-Dydroxybenzylalkohol abgeleitete Linker (SasrinR Linker, Mergler et al., Tetrahedron Lett. 1988, 29 4005-4008) ist mit verdünnter Trifluoroessigsäure (0.5–1% TFA in DCM) spaltbar und ist gegenüber Entschützungsbedingungen Fmoc während der Peptidsynthese stabil, wobei zusätzliche Boc/tBu-basierte Schutzgruppen mit diesem Schutzschema kompatibel sind. Andere Linker, welche für das Verfahren der Erfindung geeignet sind, umfassen den extrem säurelabilen 4-(2,4-Dimethoxyphenyl-Hydroxymethyl)-Phenoxy Linker (Rink Linker, Rink, H. Tetrahedron Lett. 1987, 28, 3787-3790), wobei das Entfernen des Peptids 10% Essigsäure in DCM oder 0.2% Trifluoroessigsäure in DCM benötigt; der von 4-(4-Hydroxymethyl-3-Methoxyphenoxy)Buttersäure abgeleitete Linker (HMPB Linker, Flörsheimer&Riniker, Peptides 1991, 1990 131), welcher auch mit 1% TFA/DCM gespalten wird, um ein Peptidfragment, welches alle säurelabilen Seitenketten-Schutzgruppen umfasst, zu erhalten; und, zusätzlich, den 2-Chlorotritylchlorid Linker (Barlos et al., Tetrahedron Lett. 1989, 30, 3943-3946), welcher das Ablösen des Peptids ermöglicht unter Verwendung einer Mischung von Eisessigsäure/Trifluoroethanol/DCM (1:2:7) während 30 Min.
  • Geeignete Schutzgruppen für Aminosäuren resp. für deren Reste sind zum Beispiel
    • – für die Aminogruppe (wie z. B. auch in der Seitenkette von Lysin anwesend)
    Cbz Benzyloxycarbonyl
    Boc Tert.-Butyloxycarbonyl
    Fmoc 9-Fluorenylmethoxycarbonyl
    Alloc Allyloxycarbonyl
    Teoc Trimethylsilylethoxycarbonyl
    Tcc Trichloroethoxycarbonyl
    Nps o-Nitrophenylsulfonyl
    Trt Triphenymethyl oder Trityl
    • – für die Carboxylgruppe (wie z. B. auch in der Seitenkette von Aspartinsäure und Glutaminsäure anwesend) durch die Umwandlung in Ester mit Alkoholkomponenten
    tBu Tert.-Butyl
    Bn Benzyl
    Me Methyl
    Ph Phenyl
    Pac Phenacyl
    Allyl
    Tse Trimethylsilylethyl
    Tce Trichloroethyl;
    • – für die Guanidinogruppe (wie z. B. in der Seitenkette von Arginin anwesend)
    Pmc 2,2,5,7,8-Pentamethylchroman-6-Sulfonyl
    Ts Tosyl (d. h. p-Toluenesulfonyl)
    Cbz Benzyloxycarbonyl
    Pbf Pentamethyldihydrobenzofuran-5-Sulfonyl
    • – für die Hydroxygruppe (wie z. B. in der Seitenkette von Threonin und Serin anwesend)
    tBu Tert.-Butyl
    Bn Benzyl
    Trt Trityl
    • – für die Mercaptogruppe (wie z. B. in der Seitenkette von Cystein anwesend)
    Acm Acetamidomethyl
    tBu Tert.-Butyl
    Bn Benzyl
    Trt Trityl
    Mtr 4-Methoxytrityl
  • Die 9-Fluorenylmethoxycarbonyl-(Fmoc)-geschützten Aminosäure-Derivate sind vorzugsweise als Bausteine für die Konstruktion der matrizenfixierten β-Haarnadelschlaufen Mimetika der Formel I verwendet. Für das Entschützen, d. h. das Abspalten der Fmoc-Gruppe, können 20% Piperidin in DMF oder 2% DBU/2% Piperidin in DMF verwendet werden.
  • Die N-substituierten Derivate von Glycin (Typ I und K), welche als Bausteine für die Konstruktion der matrizenfixierten β-Haarnadelschlaufen – Mimetika der Formel I benützt werden, sind von 9-Fluorenylmethoxycarbonyl-(Fmoc)-geschützten Aminosäure-Derivaten abgeleitet oder vorzugsweise in zwei Stufen von einem Glycin-Vorläufer gebildet, der eine Abgangsgruppe enthält, wie beispielsweise Bromo, Chloro oder Iodo Essigsäure, und geeignete primäre Amin-Bausteine H2-NR86 oder H2-NR87 gemäss der Definition von R86 oder R87. Die erste Stufe der Synthese umfasst das Befestigen des die Abgangsgruppe umfassenden Acetylierungmittel, wie beispielsweise Brom-Essigsäure, an das harzgebundene Zwischenglied durch die Bildung einer Amidbindung. Die zweite Reaktionsstufe – die nukleophile Verschiebung – wird unter Verwendung der primären Amin-Bausteine ausgeführt, in welchen die Reste, falls nötig, in geeigneter Weise mit Gruppen geschützt sind, wie oben für die Seitenketten der Aminosäuren beschrieben.
  • Für das Einführen der N-substituierten Glycinderivate als Bausteine in die matrizenfixierten β-haarnadel-schlaufenförmigen Mimetika wird das allgemeine Syntheseverfahren für den Aufbau von haarnadelförmigen Mimetika wie hierin beschrieben verwendet.
  • Die Menge des Recktanten, das heisst des Aminosäurederivats oder des die Abgangsgruppe enthaltenden Glycin-Vorläufers, ist normalerweise 1 bis 20 Äquivalente, basiert auf den Milliäquivalenten pro Gramm (meq/g) Ladung des funktionalisierten festen Trägers (typischerweise 0.1 bis 2.85 meq/g für Polystyren-Harze), die ursprünglich in das Reaktionsrohr abgewogen wurde. Zusätzliche Äquivalente der Recktanten können falls nötig verwendet werden, um die Reaktion in einer angemessenen Zeit zur Vollendung zu bringen. Die Reaktionsrohre, gemeinsam mit dem Halteblock und dem Verteiler, werden wieder in den Behälterblock eingeführt, und die Vorrichtung wird aneinander befestigt. Eine Gasströmung wird durch den Verteiler eingeleitet, um eine kontrollierte Umgebung zu liefern, zum Beispiel Nitrogen, Argon, Luft oder Ähnliches. Die Gasströmung kann auch erhitzt oder abgekühlt werden, bevor sie durch den Verteiler fliesst. Die Erhitzung oder Kühlung der Reaktionsvertiefungen wird erreicht durch das Erhitzen des Reaktionblocks oder durch externes Kühlen mit Isopropanol/Trockeneis oder Ähnlichem, um die erwünschten synthetischen Reaktionen auszulösen. Die Rührung wird durch Schütteln oder magnetisches Rühren (innerhalb des Reaktionrohrs) erreicht. Die bevorzugten Arbeitsstationen (ohne sich jedoch auf dies zu beschränken) sind Labsource's Combi-chem station, ABI 433A und der MultiSyn Tech's-Syro Synthesizer.
  • Die Bildung der Amidbindung benötigt die Aktivierung der α-Carboxylgruppe für die Acylierungsstufe. Wenn diese Aktivierung mit Hilfe der allgemein verwendeten Carbodiimiden wie beispielsweise Dicyclohexylcarbodiimid (DCC, Sheehan & Hess, J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 1067-1068) oder Diisopropylcarbodiimid (DIC, Sarantakis et al Biochem. Biophys. Res. Commun. 1976, 73, 336-342) ausgeführt wird, ist der sich ergebende Dicyclohexylharnstoff unlöslich resp. der Diisopropylharnstoff ist in den allgemein verwendeten Lösungsmittel löslich. In einer Variation der Carbodiimid-Methode wird 1-Hydroxybenzotriazol (HOBt, König & Geiger, Chem. Ber 1970, 103, 788-798) als Zusatzstoff in der Kopplungsmischung zugegeben. HOBt verhindert die Dehydration, unterdrückt die Razemisierung der aktivierten Aminosäuren und wirkt als Katalysator zur Verbesserung von schwergängigen Kopplungsreaktionen. Gewisse Phosphoniumreagenzien wurden als direkte Kopplungsreagenzien verwendet, wie beispielsweise Benzotriazol-1-yl-oxy-tris-(dimethylamino)-Phosphonium Hexafluorophosphat (BOP) (Castro et al., Tetrahedron Lett. 1975, 14, 1219-1222; Synthesis, 1976, 751-752) oder Benzotriazol-1-yl-oxy-tris-Pyrrolidino-Phosphonium Hexafluorophosphat (Py-BOP, Coste et al., Tetrahedron Lett. 1990, 31, 205-208) oder 2-(1H-Benzotriazol-1-yl)1,1,3,3-Tetramethyluronium Tetrafluoroborat (TBTU) oder Hexafluorophosphat (HBTU, Knorr et al., Tetrahedron Lett. 1989, 30, 1927-1930); diese Phosphoniumreagenzien sind ebenfalls geeignet für eine in situ Bildung von HOBt Ester mit geschützten Aminosäurederivaten. Unlängst wurden auch Diphenoxy-Phosphorylsäure (DPPA) oder O-(7-Aza-benzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-Tetramethyluronium Tetrafluoroborat (TATU) oder O-(7-Aza-benzotriazol-1-yl)-N,N,N'N'-Tetramethyluronium Hexafluorophosphat (HAUT) 17-Aza-1-hydroxy Benzotriazol (HOAt, Carpino et al., Tetrahedron Lett. 1994, 35, 2279-2281) als Kopplungsreagenzien verwendet.
  • Angesichts der Tatsache, dass nahezu quantitative Kopplungsreaktionen wesentlich sind, ist es wünschenswert, einen experimentellen Nachweis für die Vollendung der Reaktionen zu haben. Der Ninhydrintest (Kaiser et al., Anal. Biochemistry 1970, 34, 595), in welchem eine positive colorimetrische Reaktion eines Aliquots von harzgebundenem Peptid die Anwesenheit des primären Amins qualitativ angibt, kann leicht und schnell nach jeder Kopplungsstufe ausgeführt werden. Die Fmoc-Chemie ermöglicht den spectrophotometrischen Nachweis von Fmoc Chromophor, wenn er mit der Base freigesetzt wird (Meienhofer et al., Int. J. Peptide Protein Res. 1979, 13, 35-42).
  • Die Reaktion der nukleophilen Verschiebung, welche die Abgangsgruppe des Glycin-Vorläufers substituiert, wird vorzugsweise in DMF ausgeführt. Die typische Menge des primären Aminbausteins, der für die nukleophile Verschiebung verwendet wird, liegt zwischen 1 und 12 eq, basiert auf den Milliäquivalenten pro Gramm (meq/g) Ladung des funktionalisierten festen Trägers. Der experimentelle Nachweis für die Vollendung der Acetylierungsreaktion und der folgenden nukleophilen Verschiebung in dem zweistufigen Verfahren, in welchem die als Baustein verwendeten N-substituierten Glycinderivate aufgebaut werden, wird normalerweise nicht beobachtet (R. N. Zuckermann, J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10646-10647 und die erwähnten Referenzen).
  • Das harzgebundene Zwischenprodukt in jedem Reaktionsrohr wird frei von zurückbehaltenen Reagenzien, Lösungsmittel und Nebenprodukten gewaschen durch die repetitive Aussetzung an reine(s) Lösungsmittel mittels einer der beiden folgenden Methoden:
    • 1) Die Reaktionsvertiefungen werden mit Lösungsmittel (vorzugsweise 5 ml) gefüllt, die Reaktionsrohre, gemeinsam mit dem Halteblock und dem Verteiler, werden eingetaucht und während 5 bis 300 Minuten, vorzugsweise 15 Minuten, gerührt und mittels Schwerkrat drainiert, gefolgt von einem Gasdruck, der durch den Verteilereingang (während der Ausgang geschlossen wird) angewendet wird, um das Lösungsmittel auszutreiben;
    • 2) Der Verteiler wird vom Halteblock entfernt, Lösungsmittel Aliquots (vorzugsweise 5 ml) werden durch das obere Ende der Reaktionsrohre verteilt und mittels Schwerkraft durch einen Filter in einen Empfangsbehälter wie beispielsweise ein Testrohr oder -fläschchen drainiert.
  • Die beiden obigen Waschverfahren werden bis zu etwa 50 Mal (vorzugsweise etwa 10 Mal) wiederholt, wobei die Effizienz des Entfernens der Reagenz, des Lösungsmittels und der Nebenprodukte durch Methoden wie beispielsweise TLC, GC oder die Kontrolle der Waschungen beobachtet wird.
  • Das oben beschriebene Verfahren der Reaktion der harzverbundenen Verbindung mit den Reagenzien innerhalb der Reaktionsvertiefungen, gefolgt vom Entfernen der überschüssigen Reagenzien, Nebenprodukte und Lösungsmittel wird bei jeder nachfolgenden Transformation wiederholt, bis das letzte harzgebundene vollständig geschützte lineare Peptid erhalten worden ist.
  • Bevor dieses vollständig geschützte lineare Peptid vom festen Träger gelöst wird, ist es möglich, falls erwünscht, eine oder mehrere geschützte funktonelle Gruppen, die in dem Molekül anwesend sind, selektiv zu entschützen und die somit freigesetzte(n) Reaktionsgruppe(n) in geeigneter Weise zu substituieren. Hierfür muss die besagte funktionelle Gruppe zunächst durch eine Schutzgruppe geschützt sein, welche selektiv entfernt werden kann, ohne die verbleibenden anwesenden Schutzgruppen zu beeinträchtigen. Alloc (Allyloxycarbonyl) ist ein Beispiel einer solchen Schutzgruppe für Amino, welche selektiv entfernt werden kann, z. B. mittels Pd° und Phenylsilan in CH2Cl2, ohne die verbleibenden im Molekül anwesenden Schutzgruppen zu beeinträchtigen, wie beispielsweise Fmoc. Die somit freigesetzte Reaktionsgruppe kann anschliessend mit einem geeigneten Mittel behandelt werden, um den erwünschten Substituenten einzuführen. Somit kann zum Beispiel eine Aminogruppe acyliert werden mit Hilfe eines Acylierungsmittels entsprechend dem Acylsubstituenten, der eingeführt werden soll.
  • Das Lösen des vollständig geschützten linearen Peptids vom festen Träger wird erreicht durch das Eintauchen der Reaktionsrohre, gemeinsam mit dem Halteblock und dem Verteiler, in Reaktionsvertiefungen, welche eine Lösung der Spaltungsreagenz (vorzugsweise 3 bis 5 ml) enthalten. Die Gasströmung, Temperaturkontrolle, das Rühren und die Reaktionsbeobachtung wurden wie oben beschrieben und wie erwünscht ausgeführt, um die Lösungsreaktion zu bewirken. Die Reaktionsrohre, gemeinsam mit dem Halteblock und dem Verteiler, werden vom Behälterblock demontiert und oberhalb des Lösungsniveau aber unterhalb des oberen Rands der Reaktionsvertiefungen angehoben, und der Gasdruck wird durch den Verteilereingang (während der Ausgang geschlossen wird) angewendet, um die Endproduktlösung wirksam in die Behältervertiefungen auszutreiben. Das in den Reaktionsrohren verbliebene Harz wird dann 2 bis 5 Mal wie oben gewaschen mit 3 bis 5 ml eines geeigneten Lösungsmittels, um so viel gelöstes Produkt wie möglich zu extrahieren (auszuwaschen). Die derart erhaltene Produktlösungen werden kombiniert, wobei man darauf achtet, dass Quermischung vermieden wird. Die individuellen Lösungen/Extrakte werden dann wie benötigt behandelt, um die entgültigen Verbindungen zu isolieren. Typische Behandlungen umfassen, ohne sich auf diese zu beschränken, Verdampfung, Konzentration, Flüssig-Flüssig-Extraktion, Säuerung, Basifizierung, Neutralisation oder zusätzliche Reaktionen in Lösung.
  • Die Lösungen umfassend die vollständig geschützten linearen Peptidderivate, welche vom festen Träger abgespalten und mit einer Base neutralisiert wurden, werden verdampft. Die Zyklisation wird dann in Lösung ausgeführt unter Verwendung von Lösungsmittel wie beispielsweise DCM, DMF, Dioxan, THF und Ähnliche. Verschiedene früher erwähnte Kopplungsreagenzien können für die Zyklisation verwendet werden. Die Dauer der Zyklisation beträgt etwa 6–48 Stunden, vorzugsweise etwa 24 Stunden. Der Fortschritt der Reaktion wird zum Beispiel mittels RP-HPLC (Reverse Phase High Performance Liquid Chromatography) verfolgt. Anschliessend wird das Lösungsmittel mittels Verdampfung entfernt, das vollständig geschützte zyklische Peptidderivat wird in einem Lösungsmittel, welches nicht mit Wasser mischbar ist, wie beispielsweise DCM, gelöst, und die Lösung wird mit Wasser oder einer Mischung von Wasser-mischbaren Lösungsmittel extrahiert, um jeglichen Überschuss des Kopplungsreagenz zu entfernen.
  • Vor dem Entfernen der Schutzgruppen von dem vollständig geschützten zyklischen Peptid ist es möglich, falls erwünscht, zwischenstrangige Bindungen zwischen Seitenketten der geeigneten Aminosäurereste an gegenüberliegenden Positionen des β-Strang-Bereichs zu bilden.
  • Zwischenstrangige Bindungen und deren Bildung sind oben erörtert worden, im Zusammenhang mit Erklärungen, welche in Bezug auf Gruppen des Typs H gemacht wurden, welche zum Beispiel Disulfidbrücken sein können, geformt von Cysteinen und Homocysteinen an gegenüberliegenden Positionen des β-Strangs, oder Glutaminsäure- und Aspartinsäurereste, welche Ornithine resp. Lysine an gegenüberliegenden Positionen des β-Strangs binden, durch die Bildung einer Amidbindung. Die Bildung von solchen zwischenstrangigen Bindungen kann durch an sich in der Technik bekannte Verfahren ausgeführt werden.
  • Das vollständig geschützte Peptidderivat des Typs I wird mit 95% TFA, 2.5% H2O, 2.5% TIS oder einer andere Kombination von Radikalfänger behandelt zur Ausführung der Spaltung der Schutzgruppen. Die Dauer der Spaltungsreaktion ist üblicherweise 30 Minuten bis 12 Stunden, vorzugsweise etwa 2 Stunden.
  • Nach dem Entschützen ist es möglich, falls erwünscht, sämtliche im Molekül anwesende(n) Aminogruppe(n) in Guanidingruppen umzusetzen unter Verwendung von geeigneten Guanidinylierungsreagenzien (K. Feichinger et al, J. Org. Chem. 1998, 63, 3804-2805). Geeignete Guanidinylierungsreagenzien umfassen, ohne sich auf dieses zu beschränken, N,N-di-Boc-Trifluoromethanesulfonylguanidin. Eine solche Guanidinylierung setzt zum Beispiel sämtliche (EA)G-Reste in (EGU)G um und, gleichzeitig, sämtliche Lys-Reste in hArg.
  • Schlussendlich wird anschliessend das meiste Lösungsmittel (wie beispielsweise TFA), welches normalerweise noch anwesend ist, verdampft und das Produkt wird mit Ether/Hexan (1:1) oder anderen dafür geeigneten Lösungsmittel ausgefällt. Nach sorgfältigem Entfernen des Lösungsmittels kann das als Endprodukt erhaltene zyklische Peptidderivat isoliert werden. Je nach seinem Reinheitgrad kann dieses Peptidderivat direkt für biologische Untersuchungen verwendet werden oder es muss noch weiter gereinigt werden, zum Beispiel mittels präparativer HPLC.
  • Wie oben erwähnt ist es nachher möglich, falls erwünscht, eine derart erhaltene Verbindung der Formel I in ein pharmazeutisch akzeptables Salz umzusetzen oder ein derart erhaltenes pharmazutisch akzeptables oder nicht-akzeptables Salzes in die entsprechende freie Verbindung der Formel I oder in ein anderes pharmazeutisch akzeptables Salz umzusetzen. Alle diese Verfahren können mittels in der Technik an sich bekannten Methoden ausgeführt werden.
  • Die Ausgangsmaterialien der Formel H2NR86 und H2NR87 sind bekannt oder können mittels in der Technik an sich bekannten Verfahren vorbereitet werden.
  • Die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung können in einem grossen Bereich von Anwendungen verwendet werden, um das Wachstum von Mikroorganismen zu hemmen oder diese zu töten.
  • Sie können zum Beispiel verwendet werden als Desinfektionsmittel oder Konservierungsmittel für Materialien wie Nahrungsmittel, Kosmetika, Medikamente oder andere Nährstoff-enthaltende Materialien. Die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung können auch zur Behandlung oder zur Vorbeugung von mit mikrobiellen Infektionen verbundenen Krankheiten in Planzen und Tieren verwendet werden.
  • Für die Verwendung als Desinfektionsmittel oder Konservierungsmittel können die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika dem gewünschten Material alleine, als Mischungen von verschiedenen β-haarnadelförmigen Peptidomimetika oder in Kombination mit anderen antimikrobiellen Mittel zugegeben werden. Die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika können per se verabreicht oder können in Form von geeigneten Formulierungen mit Trägerstoffen, Verdünnungsmittel oder Excipients, welche an sich bekannt sind, angewendet werden.
  • Bei der Verwendung zur Behandlung oder zur Vorbeugung von Infektionen oder mit solchen Infektionen verbundenen Krankheiten, insbesondere die mit Atemkrankheiten verbundenen Infektionen wie beispielsweise die zystische Fibrose, können die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika alleine, als Mischungen von verschiedenen β-haarnadelförmigen Peptidomimetika, in Kombination mit anderen antimikrobiellen oder antibiotischen Mittel oder in Kombination mit Antiviralmittel (z. B. anti-HIV) oder Antikrebsmittel oder in Kombination mit anderen pharmazeutisch aktiven Mittel verabreicht werden. Die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika können per se oder als pharmazeutische Zusammensetzungen verabreicht werden.
  • Die pharmazeutischen Zusammensetzungen, welche β-haarnadelförmige Peptidomimetika gemäss der Erfindung enthalten, können hergestellt werden durch herkömmliche Misch-, Auflösungs-, Granulationsverfahren, durch Herstellung von beschichteten Tabletten, durch Pulverisierungs-, Emulgierungs-, Verkapselungs-, Einschluss- oder Lyophilisierungsverfahren. Pharmazeutische Zusammensetzungen können in herkömmlicher Weise formuliert werden unter Verwendung von einem oder mehreren physiologisch akzeptablen Trägerstoffen, Verdünnungsmittel, Excipients oder Hilfsstoffen, welche die Verarbeitung der aktiven β-haarnadelförmigen Peptidomimetika in pharmazeutisch verwendbare Vorbereitungen erleichtern. Die geeignete Formulierung hängt von dem gewählten Verfahren und der gewählten Verabreichungsform ab.
  • Für die topikale Verabreichung können die β-haarnadelförmige Peptidomimetika gemäss der Erfindung in Form von Lösungen, Gels, Salben, Cremen, Suspensionen etc. formuliert sein, wie an sich in der Technik bekannt.
  • Die systemischen Formulierungen umfassen jene, welche geeignet sind für die Verabreichung per Injektion, zum Beispiel eine subkutane, intravenöse, intramuskuläre, intrathekale oder intraperitoneale Injektion, sowie auch jene, welche für die transdermale, transmukosale, orale oder pulmonale Verabreichung geeignet sind.
  • Für die Injektionen können die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung in geeigneten Lösungen formuliert werden, vorzugsweise in physiologisch kompatiblen Puffer wie beispielsweise die Hink Lösung, die Ringer Lösung oder ein physiologischer Salzpuffer. Die Lösung kann Formulierungsmittel enthalten, wie beispielsweise Suspensionsmittel, Stabilisierungsmittel und/oder Dispergiermittel. Anderenfalls können die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung in Pulverform vorliegen für die Kombination mit einem geeignetem Vehikel, z. B. steriles pyrogenfreies Wasser, vor Verwendung.
  • Für die transmukosale Verabreichung werden in der Technik an sich bekannte Eindringmittel, welche für das Eindringen in die Trennschicht geeignet sind, in der Formulierung verwendet.
  • Für die orale Verabreichung können die Verbindungen leicht formuliert werden durch das Kombinieren der aktiven β-haarnadelförmigen Peptidomimetika der Erfindung mit pharmazeutisch akzeptablen Trägerstoffen, welche an sich bekannt sind. Solche Trägerstoffe ermöglichen, dass die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung in Form von Tabletten, Pillen, Dragees, Kapseln, Flüssigkeiten, Gels, Sirup, Emulsionen, Suspensionen etc. formuliert werden können für die orale Aufnahme durch den zu behandelnden Patienten. Für orale Formulierungen, wie beispielsweise Pulver, Kapseln und Tabletten, umfassen geeignete Excipients Füllstoffe wie Zucker, zum Beispiel Lactose, Saccharose, Mannitol und Sorbit; Zellulose-Vorbereitungen wie beispielsweise Maisstärke, Weizenstärke, Reisstärke, Kartoffelstärke, Gelatine, Tragacanthgummi, Methylzellulose, Hydroxypropylmethylzellulose, Natriumcarboxymethylzellulose und/oder Polyvinylpyrrolidon (PVP); Granulierungsmittel; und bindende Mittel. Gegebenenfalls können Desintegrationsmittel zugefügt werden, wie beispielsweise quervernetzte Polyvinylpyrrolidone, Agar oder Algininsäure oder eines deren Salze, wie beispielsweise Natriumalginat. Gegebenenfalls können feste Dosierungsformen mit Zucker beschichtet oder magensaftresistent-beschichtet sein unter Verwendung von Standard Techniken.
  • Für die oralen flüssigen Vorbereitungen wie zum Beispiel Suspensionen, Elixiere und Lösungen umfassen die geeigneten Trägerstoffe, Excipients oder Verdünnungsmittel Wasser, Glykole, Öle, Alkohole etc. Zusätzlich können Aromastoffe, Konservierungsmittel, Farbstoffe und Ähnliche zugefügt werden.
  • Für die bukkale Verabreichung kann die Zusammensetzung in Form von Tabletten, Pastillen etc. vorliegen, wie gewohnt formuliert.
  • Für die Verabreichung durch Inhalation werden die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung in geeigneter Weise in Form eines Sprays mit einer Druckzerstäuberdose oder eines Verneblers, unter Verwendung eines geeigneten Treibmittels z. B. Dichlorodifluoromethan, Trichlorofluromethan, Kohlendioxyd oder ein anderes geeignetes Gas, vorgelegt. Im Falle einer unter Druck stehenden Spraydose kann die Dosierungseinheit durch das Vorlegen eines Ventils ermittelt werden, um eine gemessene Quantität abzugeben. Kapseln und Einsätze z. B. aus Gelatine zur Verwendung in einem Inhalator oder einer Einblasvorrichtung, welche eine Pulvermischung der β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung und eine geeignete Pulverbasis wie beispielsweise Laktose oder Stärke umfassen, können formuliert werden.
  • Die Verbindungen können ebenfalls in rektalen oder vaginalen Zusammensetzungen, wie beispielsweise Zäpfchen zusammen mit geeigneten Zäpfchen-Grundstoffen wie beispielsweise Kakaobutter oder anderen Glyceriden, formuliert werden.
  • Zusätzlich zu den vorher beschriebenen Formulierungen können die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung ebenfalls in Form von Depotvorbereitungen formuliert sein. Solche langfristig wirkende Formulierungen können durch Implantation (z. B. subkutan oder intramuskulär) oder durch intramuskuläre Injektion verabreicht werden. Für die Herstellung solcher Depotvorbereitungen können die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung mit geeigneten polymeren oder hydrophoben Materialien (z. B. als Emulsion in einem akzeptablen Öl) oder Ionentauscherharzen oder als schwer lösliche Salze formuliert werden.
  • Ausserdem können andere pharmazeutische Abgabesysteme verwendet werden, wie beispielsweise Liposome und Emulsionen, welche an sich in der Technik bekannt sind. Gewisse organische Lösungsmittel wie Dimethylsulfoxid können ebenfalls verwendet werden. Des Weiteren können die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung unter Verwendung eines Systems mit verzögerter Freisetzung, wie beispielsweise halbdurchlässige Matrizen von festen Polymeren, welche das therapeutische Mittel enthalten, abgegeben werden. Verschiedene Materialien mit verzögerter Freisetzung sind bewährt und an sich dem Fachmann bekannt. Kapseln mit verzögerter Freisetzung können, je nach deren chemischen Natur, die Verbindungen während mehreren Wochen und bis zu 100 Tagen freisetzen. Je nach der chemischen Natur und der biologischen Stabilität des therapeutischen Mittels können zusätzliche Methoden für die Proteinstabilisation verwendet werden.
  • Da die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung geladene Reste enthalten können, können diese in jeder oben beschriebenen Formulierung als freie Basen oder als pharmazeutisch akzeptable Salze enthalten sein. Pharmazeutisch akzeptable Salze tendieren zu einer höheren Löslichkeit in wässrigen oder anderen protischen Lösungsmittel als die entsprechenden freien Basenformen.
  • Die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung oder ihre Zusammensetzungen werden allgemein in einer wirksamen Menge, um den bestimmungsgemässen Zweck zu erreichen, verwendet. Es ist offensichtlich, dass die verwendete Menge von der bestimmten Anwendung abhängig ist.
  • Zum Beispiel für die Verwendung als Desinfektionsmittel oder Konservierungsmittel wird eine antimikrobiel wirksame Menge eines β-haarnadelförmigen Peptidomimetikums gemäss der Erfindung oder einer Zusammensetzung davon auf das zu desinfizierende oder zu konservierende Material angewendet oder diesem zugefügt. Eine antimikrobiel wirksame Menge bedeutet eine Menge des β-haarnadelförmigen Peptidomimetikums gemäss der Erfindung oder dessen Zusammensetzung, welche das Wachstum einer gezielten Mikrobenpopulation hemmt oder für diese tödlich ist. Da die antimikrobiel wirksame Menge von der bestimmten Anwendung abhängig ist, für die Verwendung als Desinfektionsmittel oder Konservierungsmittel, werden die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung oder deren Zusammensetzung dem zu desinfizierenden oder zu konservierenden Material in relativ kleinen Mengen zugefügt oder angewendet. Typischerweise enthalten die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung weniger als 5 Gewichts% einer Desinfektionslösung oder eines zu konservierenden Materials, vorzugsweise weniger als 1 Gewichts% und besonders bevorzugt weniger als 0.1 Gewichts%. Ein durchschnittlicher Fachmann ist fähig, die antimikrobiellen wirksamen Mengen der bestimmten β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung für bestimmte Anwendungen ohne übermässiges Experimentieren zu ermitteln, zum Beispiel unter Verwendung der in den Beispielen gelieferten in vitro Untersuchungen.
  • Für die Verwendung zur Behandlung oder zur Vorbeugung von mikrobiellen Infektionen oder mit solchen Infektionen verbundenen Krankheiten werden die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung oder deren Zusammensetzungen in einer therapeutisch wirksamen Menge verabreicht oder angewendet. Eine therapeutisch wirksame Menge bedeutet eine wirksame Menge zur Verbesserung der Symptome von mikrobiellen Infektionen oder mit diesen verbundenen Krankheiten oder zur Verbesserung, zur Behandlung oder zur Vorbeugung dieser mikrobiellen Infektionen oder Krankheiten. Die Ermittlung einer therapeutisch wirksamen Menge gehört zu den Fähigkeiten des Fachmanns, insbesondere in Anbetracht der hierin gelieferten detaillierten Beschreibung.
  • Wie im Fall der Desinfektionsmittel oder Konservierungsmittel kann die therapeutisch wirksame Dosierung für die topische Verabreichung zur Behandlung oder zur Vorbeugung von bakteriellen Infektionen ermittelt werden unter Verwendung, zum Beispiel, der in den Beispielen angegebenen in vitro Untersuchungen. Die Behandlung kann angewendet werden, wenn die Infektion erkennbar ist oder selbst wenn sie nicht erkennbar ist. Ein durchschnittlicher Fachmann wird fähig sein, die therapeutisch wirksamen Mengen zur Behandlung von topischen Infektionen ohne übermässiges Experimentieren zu ermitteln.
  • Für die systemische Verabreichung kann eine therapeutisch wirksame Dosierung anfangs von den in vitro Untersuchungen abgeschätzt werden. Zum Beispiel kann eine Dosierung in einem tierischen Modell formuliert werden, um eine zirkulierende Konzentration der β-haarnadelförmigen Peptidomimetika zu erhalten in einem Bereich, der den in der Zellkultur ermittelten IC50 (das heisst die Konzentration einer Testverbindung, welche für 50% einer Zellkultur tödlich ist) und den in der Zellkultur ermittelten MIC (das heisst die Konzentration einer Testverbindung, welche für 100% einer Zellkultur tödlich ist) umfasst. Eine solche Information kann verwendet werden, um eine genauere nützliche Dosierung in Menschen zu ermitteln.
  • Die anfänglichen Dosierungen können ebenfalls von in vivo Daten, z. B. von tierischen Modellen, ermittelt werden unter Verwendung von an sich in der Technik bekannten Verfahren. Ein durchschnittlicher Fachmann könnte leicht die Verabreichung für Menschen basierend auf tierischen Daten optimisieren.
  • Die Dosierungsmengen für Anwendungen als antimikrobielle Mittel können individuell angepasst werden, um die Plasmaniveau der β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung zu liefern, welche genügen, um die therapeutische Wirkung aufrecht zu erhalten. Therapeutisch wirksame Serumniveau können durch das Verabreichen von mehreren Dosierungen pro Tag erreicht werden.
  • In Fällen von lokaler Verabreichung oder einer selektiven Aufnahme muss die wirksame lokale Konzentration der β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung nicht mit der Konzentration des Plasma verbunden sein. Der Fachmann ist fähig, die therapeutisch wirksamen lokale Dosierungen ohne übermässiges Experimentieren zu optimisieren.
  • Die verabreichte Menge der β-haarnadelförmigen Peptidomimetika ist natürlich von der zu behandelnden Testperson abhängig, von ihrem Gewicht, der Stärke der Krankheit, der Verabreichungsweise und der Beurteilung des verschreibenden Arztes.
  • Die antimikrobielle Therapie kann intermittierend wiederholt werden, wenn Infektionen nachweisbar sind oder selbst wenn diese nicht nachweisbar sind. Die Therapie kann alleine verordnet werden oder zusammen mit anderen Medikamenten, wie beispielsweise antibiotische oder andere antimikrobielle Mittel.
  • Normalerweise liefert eine therapeutisch wirksame Dosierung der β-haarnadelförmigen Peptidomimetika, wie hierin beschrieben, einen therapeutischen Nutzen ohne eine wesentliche Toxizität zu verursachen.
  • Die Hämolyse von roten Blutkörperchen wird oft für die Bemessung der Toxizität von verwandten Verbindungen wie beispielsweise Protegrin oder Tachyplesin verwendet. Die Werte sind in %-lyse von roten Blutkörperchen, welche in einer Konzentration von 100 μg/ml beobachtet werden, angegeben. Typische Werte, welche für kationische Peptide wie Protegrin und Tachyplesin ermittelt wurden, sind im Bereich von 30–40% mit MIC Mittelwerten von 1–5 μg/ml über einen grossen Bereich von Pathogenen. Normalerweise zeigen die β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung eine Hämolyse im Bereich von 0.5–10%, oft im Bereich von 1–5%, mit Wirkungsniveau, welche vergleichbar sind mit den oben erwähnten für Protegrin und Tachyplesin. Somit besitzen die bevorzugten Verbindungen niedrige MIC Werte und niedrige %-Hämolyse von roten Blutkörperchen, beobachtet bei einer Konzentration von 100 μg/ml.
  • Die Toxizität von β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der vorliegenden Erfindung kann durch pharmazeutische Standardverfahren in Zellkulturen oder experimentellen Tieren ermittelt werden z. B. durch das Ermitteln des LD50 (tödliche Dosis für 50% der Population) oder des LD100 (tödliche Dosis für 100% der Population). Das Dosierungsverhältnis zwischen der toxischen und der therapeutischen Wirkung ist der therapeutische Index. Verbindungen, welche hohe therapeutische Indexe aufweisen sind bevorzugt. Die erhaltenen Daten von diesen Zellkultur-Untersuchungen und von tierischen Studien können für das Formulieren von Dosierungsbereichen, welchen nicht toxisch für die Verwendung bei Menschen sind, verwendet werden. Die Dosierung der β-haarnadelförmigen Peptidomimetika gemäss der Erfindung liegt vorzugsweise in einem Bereich von zirkulierenden Konzentrationen, welche die wirksame Dosierung mit wenig oder keiner Toxizität umfasst. Die Dosierung kann je nach der verwendeten Dosierungsform und dem verwendeten Verabreichungsweg in einem Bereich variieren. Die genaue Formulierung, der Verabreichungsweg und die Dosierung können von dem individuellen Arzt angesichts des Zustands des Patientes gewählt werden. (siehe z. B. Fingl et al. 1975, In: The Pharmacological Basis of Therapeutics, Kap. 1, S. 1).
  • Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ausführlicher, beschränken ihren Umfang jedoch in keiner Weise. Die folgenden Abkürzungen werden in diesen Beispielen verwendet:
    HBTU: 1-Benzotriazol-1-yl-Tetramethylurounium Hexafluorophosphat (Knorr et al. Tetrahedron Lett. 1989, 30, 1927-1930)
    HOBt: 1-Hydroxybenzotriazol
    DIEA: Diisopropylethylamin
    HORT: 7-aza-1-Hydroxybenzotriazol
    HATU: O-(7-aza-Benzotriazol-1-yl)-N,N,N',N'-Tetramethyluronoium Hexafluorophosphat Carpino et al. Tetrahedron Left. 1994, 35, 2279-2281)
  • Beispiele
  • 1. Peptidsynthese
  • Verbinden des ersten Aminosäurerests
  • 1.0 g 2-Chlorotritylchlorid-Harz (Barlos et al. Tetrahedron Lett. 1989, 30, 3943-3946) (1.08 mMol/g, 1.08 mmol) wurden in einen getrockneten Kolben gefüllt. Das Harz wurde in CH2Cl2 (10 ml) suspendiert und bei Zimmertemperatur schwellen gelassen unter ständigem Rühren. Das Harz wurde zweimal mit 0.18 g (1.2 eq.) Bromessigsäure und 0.738 ml (4 eq.) Diisopropylethylamin (DIEA) in CH2Cl2 (10 ml) behandelt, die Mischung wurde bei 25°C während 2 Stunden geschüttelt. Das Harz wurde ausgiebig gewaschen (CH2Cl2/MeOH/DIEA: 17/2/1; CH2Cl2, DMF; CH2Cl2; Et2O, jeweils dreimal).
  • Dies wurde gefolgt von einer nukleophilen Substitution von Brom mit einem Boc-geschützten Amin. Die verwendeten Boc-geschützten Amine waren Boc-NH-CH2-CH2-NH2, Boc-NH-CH2-CH2-CH2-NH2 und Boc-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-NH2. Das Boc-geschützte Amin, gelöst (3 eq) in DMSO: CH2Cl2 1:1 v/v 5 ml wurde dem Harz zugegeben. Das Harz wurde mit CH2Cl2, DMF, CH2Cl2 5 ml gewaschen, 3 Mal).
  • Das Harz wurde über Nacht getrocknet.
  • Die folgenden vorgeladenen Harze wurden vorbereitet: (EA)G-O-Chlorotrityl-Harz; (BA)G-O-Chlorotrityl-Harz; (PrA)G-O-Chlorotrityl-Harz.
  • Synthesezyklus
  • Die Synthese wurde unter Verwendung eines Syro-Peptid Synthesizers (Multisyntech) oder eines ABI 433A ausgeführt, unter Verwendung von 24 bis 96 Reaktionsgefässen. In jedem Gefäss wurden 60 mg Gewicht Harz vorgelegt vor der Ladung des obigen Harzes. Die folgenden Reaktionszyklen wurden vorgesehen und ausgeführt:
    Stufe Reagenz Zeit
    1 CH2Cl2, Waschen und Schwellen (manuell) 3 × 1 Min.
    2 DMF, Waschen und Schwellen 1 × 5 Min.
    3 40% Piperidin/DMF 1 × 5 Min.
    4 DMF, Waschen 5 × 2 Min.
    5a 5 Äquiv. Fmoc Aminosäure/DMF + 5 eq. HBTU + 5 eq. HOBt + 5 eq. DIEA 1 × 120 Min.
    6 DMF, Waschen 4 × 2 Min.
    7 CH2Cl2, Waschen (am Schluss der Synthese) 3 × 2 Min.
    • Die Stufen 3 bis 6 werden wiederholt, um jeden Aminosäure- oder N-substituierten Glycin-Baustein zuzufügen.
  • Für die Einführung des N-substituierten Glycin-Bausteins in spezifische Positionen in der Kette wurden die folgenden Stufen 5b.1–5b.3 anstelle der Sufe 5a verwendet.
    • – 5b.1: 11 Äquivalente BrCH2COOH/DMF + 13 Äquivalente DIC, 90 Min.;
    • – 5b.2: DMF, Waschen 4 × 2 Min.;
    • – 5b.3: 20 Äquiv. Aminbaustein mit geschütztem Rest/DMF, 120 Min.
  • Ausserdem, wenn ein N-substituierter Glycin-Baustein im vorherigen Zyklus eingeführt worden ist, wurde die Stufe 5a wie folgt abgeändert: HBTU und HOBt wurden ersetzt durch 3,5 eq. HATU, und 7 eq. DIEA wurden verwendet.
  • Spaltung des vollständig geschützten Peptidfragments
  • Nach Beendigung der Synthese wurde das Harz in 1 ml (0.39 mMol) 1% TFA in CH2Cl2 (v/v) während 3 Minuten suspendiert, filtriert und das Filtrat wurde mit 1 ml (1.17 mMol, 3 eq.) 20% DIEA in CH2Cl2 (v/v) neutralisiert. Dieses Verfahren wurde zweimal wiederholt, um eine Beendigung der Spaltung zu gewährleisten. Das Filtrat wurde bis zur Trockenheit verdampft und ein Muster des Produkts wurde vollständig entschützt zur Analyse durch HPLC mit Umkehrphase (Säule C18), um die Effizienz der linearen Peptidsynthese zu beobachten.
  • Zyklisation des linearen Peptids
  • 100 mg des vollständig geschützten linearen Peptids wurden in DMF (9 ml, Konz. 10 mg/ml) gelöst. Anschliessend wurden 41.8 mg (0.110 mMol, 3 eq.) HATU, 14.9 mg (0.110 mMol, 3 eq) HOAt und 1 ml (0.584 mMol) 10% DIEA in DMF (v/v) zugegeben und die Mischung wurde bei 20°C während 16 Stunden gewirbelt und anschliessend unter hohem Vakuum konzentriert. Der Rest wurde zwischen CH2Cl2 und H2O/CH3CN (90/10; v/v) aufgeteilt. Die Phase CH2Cl2 wurde verdampft, um das vollständig geschützte zyklische Peptid zu erhalten.
  • Entschützen des zyklischen Peptids
  • Das erhaltene zyklische Peptid wurde in 1 ml der Spaltungsmischung enthaltend 95% Trifluoroessigsäure (TFA), 2.5% Wasser und 2.5% Triisopropylsilan (TIS) gelöst. Die Mischung wurde bei 20°C während 2.5 Stunden stehen gelassen und anschliessend unter Vakuum konzentriert. Der Rest wurde in einer Lösung von H2O/Essigsäure (75/25: v/v) gelöst und die Mischung wurde mit Diisopropylether extrahiert. Die Wasserphase wurde unter Vakuum getrocknet und anschliessend wurde das Produkt durch präparative HPLC mit Umkehrphase gereinigt.
  • Guanidinylieren der Aminfunktionen der Seitenkette mit entschützten Triflyl-Guanidinen
  • 8 mg des entschützten zyklischen Peptids und N,N-di-Boc-Trifluoromethanesulfonylguanidin (270 mg, 15 eq.) wurden in Wasser und Dioxan (3 ml, 1:5; v/v) gelöst. Triethylamin (190 μl, 15 eq.) wurde zugefügt und die Lösung wurde bei Raumtemperatur während 72 Stunden gerührt. Die Lösung wurde unter Vakuum konzentriert, um das Dioxan zu entfernen. Wasser (1 ml) und CH2Cl2 (1 ml) wurden zugegeben. Die extrahierte Phase von CH2Cl2 wurde aufkonzentriert. Der Rest wurde wieder in einer Mischung von TFA und CH2Cl2 (1:1, 2 ml) während 1 Stunde bei Raumtemperatur gelöst. Die Lösung wurde dann mit Diethylether behandelt, die organische Schicht wurde entfernt und der Rest in Vakuum getrocknet.
  • Reinigung des zyklischen Peptids
  • Nach der Lyophilisation wurden Produkte in Form von weissem Pulver erhalten und mit ESI-MS analysiert. Die analytischen Daten umfassend die Retentionszeiten HPLC und ESI-MS sind in der Tabelle 1 angegeben.
  • Die Retentionszeiten der analytischen HPLC (RT, in Minuten) wurden unter Verwendung einer VYDAC 218TP104 Säule (Länge 25 cm) ermittelt mit Gradient A (50% CH3CN + 0.1% TFA und 50% H2O + 0.1% TFA 100% CH3CN + 0.1% TFA und 0% H2O + 0.1% TFA en 25 Minuten) oder Gradient 13 unter Verwendung des Lösungsmittels A (H2O + 0.02% TFA) und B (CH3CN) 0 Min: 92% A, 8% B; 8 Min: 62% A, 38% B; 9–12 Min: 0% A, 100% B.
  • Die Reinigung wurde unter Verwendung der präparativen HPLC mit Umkehrphase mit Gradient C ausgeführt:
    10% CH3CN + 0.1% TFA und 90% H2O + 0.1% TFA 60% CH3CN + 0.1% TFA und 40% H2O + 0.1% TFA in 20 Minuten.
  • Beispiele 1 und 3–6 sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Peptide wurden synthetisiert beginnend mit der Aminosäure in der Position P6, welche an das Harz gebunden wurde. Die Ausgangsharze waren (EA)G-O-Chlorotrityl-Harz; (BA)G-O-Chlorotrityl-Harz; und (PrA)G-O-Chlorotrityl-Harz, welche wie oben beschrieben vorbereitet wurden. Die linearen Peptide wurden auf festem Träger synthetisiert gemäss dem obigen Verfahren in der folgenden Sequenz: P7-P8-P9-P10-P11-P12-DPro-Pro-P1-P2-P3-P4-P5-P6-Harz, gespalten, zyklisiert, entschützt und gereinigt wie angegeben.
  • Die Retentionszeiten HPLC (Minuten) wurden unter Verwendung von Gradient A ermittelt.
  • Beispiel 2 ist ebenfalls in der Tabelle 1 gezeigt. Das Peptid wurde synthetisiert beginnend mit einem Vorläufer der Aminosäure in der Position P6, welche an das Harz gebunden wurde. Das Ausgangsharz war (EA)G-O-Chlorotrityl-Harz, welches wie oben beschrieben vorbereitet wurde. Das lineare Peptid wurde auf festem Träger synthetisiert gemäss dem obigen Verfahren in der folgenden Sequenz: P7-P8-P9-P10-P11-P12-DPro-Pro-P1-P2-P3-P4-P5- Vorläufer von P6-Harz, wobei Lys in den Positionen P9, P4 und P5 eingeführt wird. Das geschützte Peptid wurde dann gespalten, zyklisiert, entschützt, guanidinylisiert und gereinigt wie angegeben, wobei die Guanidinysation (EA)G in (EGU)G und Lys in hArg umwandelt.
  • Die Retentionszeiten HPLC (Minuten) wurden unter Verwendung von Gradient A ermittelt.
  • Beispiele 7–12 sind ebenfalls in der Tabelle 1 gezeigt.
  • 0.5 g 2-Chlorotritylchorid-Harz (Barlos et al. Tetrahedron Lett. 1989, 30, 3943-3946) (0.83 mMol/g, 0.415 mmol) wurden in einen getrockneten Kolben gefüllt. Das Harz wurde in CH2Cl2 (10 ml) suspendiert und bei Zimmertemperatur schwellen gelassen unter ständigem Rühren während 30 Minuten. Das Harz wurde mit 0.415 mMol (1 eq) des ersten in geeigneter Weise geschützten Aminosäurerests (siehe unten) und 284 μl (4 eq) Diisopropylethylamin (DIEA) in CH2Cl2 (2.5 ml) behandelt, die Mischung wurde bei 25°C während 4 Stunden geschüttelt. Die Harzfarbe änderte sich auf violett und die Lösung blieb gelblich. Das Harz wurde geschüttelt (CH2Cl2/MeOH/DIEA: 17/2/1), 30 ml während 30 Minuten; anschliessend in der folgenden Ordnung gewaschen mit CH2Cl2 (1×), DMF (1×), CH2Cl2 (1×), MeOH (1×), CH2Cl2 (1×), MeOH (1×), CH2Cl2 (2×), Et2O (2×) und in Vakuum während 6 Stunden getrocknet. Die Ladung war typischerweise 0.6–0.7 mMol/g.
  • Das folgende vorgeladene Harz wurde vorbereitet: Fmoc-ProO-Chlorotrityl-Harz.
  • Die Peptide wurden synthetisiert beginnend mit der Aminosäure Pro, welche an das Harz gebunden wurde. Die Ausgangsharze waren Fmoc-ProO-Chlorotrityl-Harz, welches wie oben beschrieben vorbereitet wurden. Die linearen Peptide wurden auf festem Träger synthetisiert gemäss dem obigen Verfahren in der folgenden Sequenz: Harz-Pro-DPro-P12-P11-P10-P9-P8-P7-P6-P5-P4-P3-P2-P1, gespalten, zyklisiert, entschützt und gereinigt wie angegeben. Die Retentionszeiten HPLC (Minuten) wurden unter Verwendung von Gradient B ermittelt, wie oben beschrieben. Das Einarbeiten von (PeA)G in den relevanten Positionen der Beispiele 7–12 wurde unter Verwendung von Bromessigsäure und Boc-NH-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-NH2 ausgeführt.
  • Figure 00440001
  • 2. Biologische Methoden
  • 2.1. Vorbereitung der Peptide
  • Die lyophilisierten Peptide wurden auf einer Mikrowaage (Mettler MT5) gewogen und in sterilem Wasser enthaltend 0.01% Essigsäure gelöst.
  • 2.2 Antimikrobielle Wirkung der Peptide
  • Die antimikrobiellen Wirkungen der Peptide wurden mit der Bouillon-Mikrodilutions-Methode NCCLS (siehe Referenz 1 unten) ermittelt und in sterilen 96-Loch Platten (Nunclon Polystyren Mikrotiterplatten) in einem Gesamtvolumen von 100 μl untersucht. Die Innocula der Mikroorganismen wurden mit 0.5 Mcfarland Standard vorbereitet und anschliessend verdünnt in eine Müller-Hinton-Brühe (MH), wobei etwa 106 Kolonien formende Einheiten (CFU)/ml für die Bakterien Aliquots (50 μl) der Innocula erhalten wurden und zu 50 μl MH Brühe, welche das Peptid in seriellen doppelten Verdünnungen enthält, gegeben. Die verwendeten Mikroorganismen waren Escherichia coli (ATCC 25922), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) (ATCC 27853), Pseudomonas putida (ATCC 27853), Staphylococcus aureus (ATCC 29213 und ATCC 25923). Die antimikrobiellen Wirkungen der Peptide wurden in der minimalen Hemmkonzentration (MIC) in μg/ml ausgedrückt, in welcher kein erkennbares Wachstum beobachtet wurde nach 18–20 Stunden Inkubation der Microtiterplatten bei 37°C.
  • 2.3 Hämolyse
  • Die Peptide wurden auf deren hämolytische Wirkung gegen menschliche rote Blutkörperchen (hRBC) getestet. Frische hRBC wurden drei Mal mit Phosphat-gepufferter Salzlösung (PBS) durch Zentrifugieren während 10 Min. bei 2000 × g gewaschen. Peptide bei einer Konzentration von 100 μg/ml wurden mit 20% v/v hRBC während 1 Stunde bei 37°C inkubiert. Die schlussendliche Erythrozyt Konzentration war etwa 0.9 × 109/ml. Ein Wert von 0% resp. 100% Zelllyse wurde durch Inkubation der hRBC in Anwesenheit von PBS alleine resp. 0.1% Triton X-100 in H2O ermittelt. Die Proben wurden zentrifugiert und der Überstand wurde zwanzigfach verdünnt in einem PBS Puffer und die optische Dichte (CD) der Probe bei 540 nM wurde gemessen. Der 100% Lyse-Wert (OD540H2O) ergab eine CD von etwa 1.6–2.0. Das Prozent der Hämolyse wurde wie folgt berechnet: (OD540Peptid/OD540H2O) × 100%.
  • 2.4 Resultate
  • Die Resultate der oben beschriebenen Versuche sind in der nachfolgenden Tabelle 2 angegeben.
  • Referenzen
    • 1. National Committee for Clinical Laboratory Standards. 1993. Methods for dilution antimicrobial susceptibility tests for bacteria that grow aerobically, 3rd ed. Approved standart M7-A3. National Committee for Clinical laboratory standards, Villanova, Pa.
    • 2. Mossman T. J Immunol Meth 1983, 65, 55-63
    • 3. Berridge MV, Tan AS. Archives of Biochemistry & Biophysics 1993, 303, 474-482
  • Tabelle 2. Minimale Hemmkonzentrationen (MIC in μg/ml) und Prozentsatz der Hämolyse bei einer Konzentration von 100 μg/ml des Peptids:
    Bsp. Escherichia coli ATCC 25922 Pseudomonas putida ATCC 27853 Staphylococcus aureus ATCC 29213 Staphylococcus aureus ATCC 25923 P. Aeruginosa ATCC27853 Haemolyse hRBC
    1 6.2 6.2 12.5 12.5 n. d. 1.7
    2 12.5 6.2 12.5 12.5 n. d. 8.8
    3 25 12.5 50 50 n. d. 1.6
    4 12.5 12.5 12.5 12.5 n. d. 4.2
    5 6.2 12.5 6.2 6.2 n. d. 2.1
    6 12.5 6.2 6.2 6.2 n. d. 7.0
    8 32 n. d. 128 128 8 1.1
    9 32 n. d. 128 128 16 1.4
    10 64 n. d. 128 128 8 1.0
    11 32 n. d. 128 128 8 1.1
    12 64 n. d. 128 128 8 2.2
    n. d.: nicht ermittelt

Claims (28)

  1. Verbindungen der allgemeinen Formel
    Figure 00470001
    worin
    Figure 00470002
    eine Gruppe bedeutet der Formel DPro-LPro und LPro-DPro R8 bedeutet H; Cl; F; CF3; NO2; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; Aryl – niedriges Alkyl; -(CH2)o(CHR61)sOR55; -(CH2)o(CHR61)sSR56; -(CH2)o(CHR61)NR33R34; -(CH2)o(CHR61)sOCONR33R75; -(CH2)o(CHR61)sNR20CONR33R82; -(CH2)o(CHR61)sCOOR57; -(CH2)o(CHR61)sCONR58R59, -(CH2)o(CHR61)sPO(OR60)2; -(CH2)o(CHR61)sSO2R62; oder -(CH2)o(CHR61)sCOR64; R20 bedeutet H; Alkyl; Alkenyl; oder Aryl – niedriges Alkyl; R33 bedeutet H; Alkyl, Alkenyl; -(CH2)m(CHR61)sOR55; -(CH2)m(CHR61)sNR34R63; -(CH2)m(CHR61)sOCONR75R82; -(CH2)m(CHR61)sNR20CONR78R82; -(CH2)o(CHR61)sCOR64; -(CH2)o(CHR61)s-CONR58R59, -(CH2)o(CHR61)sPO(OR60)2; -(CH2)o(CHR61)s-SO2R62; oder -(CH2)o(CHR61)sC6H4R8; R34 bedeutet H; niedriges Alkyl; Aryl, oder Aryl – niedriges Alkyl; R33 und R34 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-; R37 bedeutet H; F; Br; Cl; NO2; CF3; niedriges Alkyl; -(CH2)p(CHR61)sOR55; -(CH2)p(CHR61)sNR33R34; -(CH2)p(CHR61)sOCONR33R75; -(CH2)p(CHR61)sNR20CONR33R82; -(CH2)o(CHR61)sCOOR57; -(CH2)o(CHR61)sCONR58R59; -(CH2)o(CHR61)sPO(OR60)2; -(CH2)o(CHR61)sSO2R62; oder -(CH2)o(CHR61)sC6H4R8; R50 bedeutet H; niedriges Alkyl; oder Aryl – niedriges Alkyl; R55 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl – niedriges Alkyl; -(CH2)m(CHR61)sOR57; -(CH2)m(CHR61)sNR34R63; -(CH2)m(CHR61)sOCONR75R82; -(CH2)m(CHR61)sNR20CONR78R82; -(CH2)o(CHR61)s-COR64; -(CH2)o(CHR61)COOR57; oder -(CH2)o(CHR61)sCONR58R59; R56 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl – niedriges Alkyl; -(CH2)m(CHR61)sOR57; -(CH2)m(CHR61)sNR34R63; -(CH2)m(CHR61)sOCONR75R82; -(CH2)m(CHR61)sNR20CONR78R82; -(CH2)o(CHR61)s-COR64; oder -(CH2)o(CHR61)sCONR58R59; R57 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl niedriges Alkyl; oder Heteroaryl niedriges Alkyl; R58 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; Heteroaryl; Aryl – niedriges Alkyl; oder Heteroaryl – niedriges Alkyl; R59 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; Heteroaryl; Aryl – niedriges Alkyl; oder Heteroaryl – niedriges Alkyl; oder R58 und R59 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-; R60 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; oder Aryl – niedriges Alkyl; R61 bedeutet Alkyl; Alkenyl; Aryl; Heteroaryl; Aryl – niedriges Alkyl; Heteroaryl – niedriges Alkyl; -(CH2)mOR55; -(CH2)mNR33R34; -(CH2)mOCONR75R82; -(CH2)mNR20CONR78R82; -(CH2)oCOOR37; -(CH2)oNR58R59; oder -(CH2)oPO(COR60)2; R62 bedeutet niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl, Heteroaryl; oder Aryl – niedriges Alkyl; R63 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl, Heteroaryl; Aryl – niedriges Alkyl; Heteroaryl – niedriges Alkyl; -COR64; -COOR57; -CONR58R59; -SO2R62; oder -PO(OR60)2; oder R34 und R63 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-; R64 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; Heteroaryl; Aryl – niedriges Alkyl; Heteroaryl – niedriges Alkyl; -(CH2)p(CHR61)sOR65; -(CH2)p(CHR61)sSR66; oder -(CH2)p(CHR61)sNR34R63; -(CH2)p(CHR61)sOCONR75R82, -(CH2)p(CHR61)sNR20CONR78R82; R65 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl, Aryl – niedriges Alkyl; Heteroaryl – niedriges Alkyl; -COR57; -COOR57; oder -CONR58R59; R66 bedeutet H; niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; Aryl; Aryl – niedriges Alkyl; Heteroaryl – niedriges Alkyl; oder -CONR58R59; m ist 2–4, 0 ist 0–4; p ist 1–4; q ist 0–2; r ist 1 oder 2; s ist 0 oder 1; Z ist eine Kette von 12 α-Aminosäureresten, wobei die Positionen der besagten Aminosäurereste in dieser Kette von der N-terminalen Aminosäure an gezählt werden, wobei diese Aminosäurereste, je nach der Position in den Ketten, Gly oder Pro sind oder ein Rest vom Typ C: -NR20CH(R72)CO-; D: -NR20CH(R73)CO-; E: -NR20CH(R74)CO-; F: -NR20CH(R84)CO-; und H: -NR20-CH(CO-)-(CH2)4-7-CH(CO-)-NR20-; -NR20-CH(CO-)-(CH2)pSS(CH2)p-CH(CO-)-NR20-; -NR20-CH(CO-)-(-(CH2)pNR20CO(CH2)p-CH(CO-)-NR20-; und -NR20-CH(CO-)-(-(CH2)pNR20CONR20(CH2)p-CH(CO-)-NR20-; I: -NR86CH2CO-; K: -NR87CH2CO-; R72 bedeutet H, niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; -(CH2)p(CHR61)sOR85; oder -(CH2)p(CHR61)sSR85; R73 bedeutet -(CH2)oR77; -(CH2)rO(CH2)oR77; -(CH2)rS(CH2)oR77; oder -(CH2)rNR20(CH2)oR77; R74 bedeutet -(CH2)pNR78R79; -(CH2)pNR77R80; -(CH2)pC(=NR80)NR78R79; -(CH2)pC(=NOR50)NR78R79; -(CH2)pC(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)pNR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)pN=C(NR78R80)NR79R80; -(CH2)pC6H4NR78R79; -(CH2)pC6H4NR77R80; -(CH2)pC6H4C(=NR80)NR78R79; -(CH2)pC6H4C(=NOR50)NR78R79; -(CH2)pC6H4C(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)pC6H4NR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)pC6H4N=C(NR78R80)NR79R80; -(CH2)rO(CH2)mNR78R79; -(CH2)rO(CH2)mNR77R80; -(CH2)rO(CH2)pC(=NR80)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC(=NOR50)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)mNR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)mN=C(NR78R80)NR79R80; -(CH2)rO(CH2)pC6H4CNR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC6H4C(=NR80)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC6H4C(=NOR50)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC6H4C(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)rO(CH2)pC6H4NR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)mNR78R79; -(CH2)rS(CH2)mNR77R80; -(CH2)rS(CH2)pC(=NR80)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC(=NOR50)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)mNR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)mN=C(NR78R80)NR79R80; -(CH2)rS(CH2)pC6H4CNR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC6H4C(=NR80)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC6H4C(=NOR50)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC6H4C(=NNR78R79)NR78R79; -(CH2)rS(CH2)pC6H4NR80C(=NR80)NR78R79; -(CH2)pNR80COR64; -(CH2)pNR80COR77; -(CH2)pNR80CONR78R79; oder -(CH2)pC6H4NR80CONR78R79; R75 bedeutet niedriges Alkyl; niedriges Alkenyl; oder Aryl – niedriges Alkyl; oder R33 und R75 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-; oder R75 und R82 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-; R77 bedeutet R88; oder eine der Heteroarylgruppen der folgenden Formeln
    Figure 00500001
    Figure 00510001
    Figure 00520001
    R78 bedeutet H; niedriges Alkyl; Aryl; oder Aryl – niedriges Alkyl; R78 und R82 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-; R79 bedeutet H; niedriges Alkyl; Aryl; oder Aryl – niedriges Alkyl; oder R78 und R79 können gemeinsam formen -(CH2)2-7-; -(CH2)2O(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-; R80 bedeutet H; oder niedriges Alkyl; R81 bedeutet H; niedriges Alkyl; oder Aryl – niedriges Alkyl; R82 bedeutet H; niedriges Alkyl; Aryl; Heteroaryl; oder Aryl – niedriges Alkyl; R33 und R82 können gemeinsam formen: -(CH2)2-6-; -(CH2)2O(CH2)2-; -(CH2)2S(CH2)2-; oder -(CH2)2NR57(CH2)2-; R83 bedeutet H; niedriges Alkyl; Aryl; oder -NR78R79; R84 bedeutet -(CH2)m(CHR61)sOR78; -(CH2)m(CHR61)sSR78; -(CH2)pCONR78R79; -(CH2)pNR80CONR78R79; -(CH2)pC6H4CONR78R79 oder -(CH2)pC6H4NR80CONR78R79; R85 bedeutet niedriges Alkyl; oder niedriges Alkenyl; R86 bedeutet R74; -[(CH2)u-X]t-(CH2)vNR78R79; [(CH2)u-X]t-(CH2)v-C(=NR80)NR78R79; X ist -O-, -NR20-, -S-, -OCOO-, u ist 1–3, t ist 1–6, v ist 1–3; R87 bedeutet R84; -[(CH2)u-X]t-(CH2)vOR78; -[(CH2)u-X]t-(CH2)v-CONR78R79; -[(CH2)u-X]t-(CH2)v-NR80CONR78R79; -[(CH2)u-X]t-(CH2)vSR78; X ist -O-, -NR20-, -S-, -OCOO-, u ist 1–3, t ist 1–6, v ist 1–3; R88 bedeutet Phenyl, p-Hydrxyphenyl, 2-Naphthyl, 1-Naphthyl, 4-Chlorophenyl, 3-Chlorophenyl, 2-Chlorophenyl, 3,4-Dichlorophenyl, 4-Fluorophenyl, 3-Fluorophenyl, 2-Fluorophenyl, p-Benzyloxyphenyl, p-Biphenyl oder p-Benzoylphenyl. mit der Bedingung, dass in der besagten Kette der 12 α-Aminosäurereste Z die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 sind: – P1: vom Typ C oder vom Typ D oder vom Typ E oder vom Typ F, oder der Rest ist Pro; – P2: vom Typ E oder vom Typ D; – P3: vom Typ C, oder der Rest ist Pro; – P4: vom Typ E oder vom Typ F oder vom Typ I oder vom Typ K; – P5: vom Typ E oder vom Typ D oder vom Typ C oder vom Typ I oder vom Typ K oder vom Typ F, oder der Rest ist Gly oder Pro; – P6: vom Typ E oder vom Typ F oder vom Typ I oder vom Typ K oder vom Typ D, oder der Rest ist Gly; – P7: vom Typ E oder vom Typ F oder vom Typ I oder vom Typ C; – P8: vom Typ D oder vom Typ C oder der Rest ist Pro; – P9: vom Typ E oder vom Typ D oder vom Typ F; – P10: vom Typ D oder vom Typ C, oder der Rest ist Pro; – P11: vom Typ E oder vom Typ D oder vom Typ C; und – P12: vom Typ C oder vom Typ D oder vom Typ E oder vom Typ F, oder der Rest ist Pro; oder – P4 und P9 und/oder P2 und P11 können gemeinsam eine Gruppe vom Typ H bilden; und in P6 und P7 sind auch D-Isomere möglich; mit der weiteren Bedingung, dass diese Kette der 12 α-Aminosäurereste mindestens einen Rest vom Typ I oder vom Typ K enthält; und deren pharmazeutisch akzeptablen Salze.
  2. Verbindungen nach Anspruch 1, in welchen die α-Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 der Kette Z bedeuten: – P1: vom Typ C oder vom Typ D oder vom Typ E oder vom Typ F, – P2: vom Typ D oder vom Typ E; – P3: vom Typ C; – P4: vom Typ E oder vom Typ I oder vom Typ F; – P5: vom Typ E oder vom Typ I oder vom Typ F; – P6: vom Typ E oder vom Typ I oder vom Typ D; – P7: vom Typ E oder vom Typ I oder vom Typ C; – P8: vom Typ D; – P9: vom Typ E; – P10: vom Typ D oder vom Typ C, – P11: vom Typ E oder vom Typ D oder vom Typ C; und – P12: vom Typ C oder vom Typ D oder vom Typ E oder vom Typ F; – in P6 und P7 sind auch D-Isomere möglich; mit der Bedingung, dass mindestens einer der Aminosäurereste vom Typ I ist.
  3. Verbindungen nach Anspruch 2, in welchen die α-Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 der Kette Z bedeuten: – P1: Leu; Tyr oder Arg; – P2: Arg; oder Trp; – P3: Leu; – P4: Lys; hArg; (BA)G; oder Gln; – P5: Lys; Gln; hArg; oder (PeA)G; – P6: Arg, Trp, hArg; (EGU)G; (EA)G; (PrA)G; (PeA)G oder (BA)G; – P7: Arg; (PeA)G; oder Val; – P8: Trp; oder Bip; – P9: Lys; Arg; oder hArg; – P10: Tyr; – P11: Arg; oder Tyr; und – P12 Val; oder Arg mit der Bedingung, dass – der Aminosäurerest in P4 (BA)G ist; und/oder – der Aminosäurerest in P5 (PeA)G ist; und/oder – der Aminosäurerest in P6 (EGU)G oder (EA)G oder (PrA)G oder (PeA)G oder (BA)G ist; und/oder – der Aminosäurerest in P7 (PeA)G ist.
  4. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template (Grundstruktur) DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Leu; – P2: Arg; – P3: Leu; – P4: Lys; – P5: Lys; – P6: (EA)G; – P7: Arg; – P8: Trp; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Arg; und – P12: Val
  5. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Leu; – P2: Arg; – P3: Leu; – P4: hArg; – P5: hArg; – P6: (EGU)G; – P7: Arg; – P8: Trp; – P9: hArg; – P10: Tyr; – P11: Arg; und – P12: Val
  6. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Leu; – P2: Arg; – P3: Leu; – P4: Lys; – P5: Lys; – P6: (PrA)G; – P7: Arg; – P8: Trp; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Arg; und – P12: Val
  7. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Leu; – P2: Arg; – P3: Leu; – P4: Lys; – P5: Lys; – P6: (BA)G; – P7: Arg; – P8: Bip; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Arg; und – P12: Val
  8. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Leu; – P2: Arg; – P3: Leu; – P4: (BA)G; – P5: Lys; – P6: (BA)G; – P7: Arg; – P8: Bip; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Arg; und – P12: Val
  9. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Leu; – P2: Arg; – P3: Leu; – P4: Lys; – P5: Lys; – P6: (PrA)G; – P7: Arg; – P8: Bip; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Arg; und – P12: Val
  10. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Arg; – P2: Trp; – P3: Leu; – P4: Lys; – P5: Lys; – P6: Arg; – P7: (PeA)G; – P8: Trp; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Tyr; und – P12: Val
  11. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Arg; – P2: Trp; – P3: Leu; – P4: Gln; – P5: (PeA)G; – P6: Arg; – P7: Arg; – P8: Trp; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Tyr; und – P12: Arg
  12. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Arg; – P2: Trp; – P3: Leu; – P4: Lys; – P5: (PeA)G; – P6: Arg; – P7: Arg; – P8: Trp; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Tyr; und – P12: Val
  13. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Thr; – P2: Trp; – P3: Leu; – P4: Lys; – P5: (PeA)G; – P6: Arg; – P7: Arg; – P8: Trp; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Tyr; und – P12: Arg
  14. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Arg; – P2: Trp; – P3: Leu; – P4: Gln; – P5: Lys; – P6: Arg; – P7: (PeA)G; – P8: Trp; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Tyr; und – P12: Arg
  15. Verbindung der Formel I nach Anspruch 1, in welcher die Template DPro–LPro ist, und die Aminosäurereste in den Positionen 1 bis 12 bedeuten: – P1: Thr; – P2: Trp; – P3: Leu; – P4: Lys; – P5: (PeA)G; – P6: Arg; – P7: Arg; – P8: Trp; – P9: Lys; – P10: Tyr; – P11: Tyr; und – P12: Arg
  16. Enantiomere der Verbindungen der Formel I gemäss der Definition nach Anspruch 1.
  17. Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 16 für die Verwendung als therapeutisch aktive Wirkstoffe.
  18. Verbindungen nach Anspruch 17, welche eine antibakterielle Aktivität aufweisen.
  19. Pharmazeutische Zusammensetzung, welche eine Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und einen pharmazeutisch inerten Träger enthält.
  20. Zusammensetzungen nach Anspruch 19 in einer Form, welche für die orale, topische, transdermale Verabreichung, für die Injektion, für die bukkale, transmukosale, pulmonale Verabreichung oder für die Inhalation geeignet ist.
  21. Zusammensetzungen nach Anspruch 18 oder 19 in Form von Tabletten, Dragees, Kapseln, Lösungen, Flüssigkeiten, Gels, Pflaster, Cremen, Salben, Sirup, Emulsionen, Suspensionen, Spray, Zerstäuber oder Zäpfchen.
  22. Verwendung der Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 16 für die Herstellung eines Medikaments zur Behandlung oder zur Vorbeugung von Infektionen oder mit solchen Infektionen verbundenen Krankheiten, wobei diese Krankheit insbesondere die zystische Fibrose ist.
  23. Verwendung der Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 16 als Desinfektionsmittel oder Konservierungsmittel für Nahrungsmittel, Kosmetika, Medikamente oder andere Nährstoff-enthaltende Materialien.
  24. Verfahren für die Herstellung von Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfassend (a) Verbinden eines geeigneten funktionellen festen Trägers mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt in der Position 5, 6 oder 7 ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist; (b) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt; (c) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt eine Position näher zum N-terminalen Aminosäurerest ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist; (d) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt; (e) Wiederholen der Stufen (c) und (d) bis der N-terminale Aminosäurerest eingeführt ist; (f) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit (fa) einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von LPro oder DPro; (fb) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt; und (fc) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von DPro resp. LPro; (g) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem in der Stufe (fc) erhaltenen Produkt; (h) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt in der Position 12 ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist; (i) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt; (j) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt eine Position von Position 12 entfernt ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist; (k) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt; (l) Wiederholen der Stufen (j) und (k) bis alle Aminosäurereste eingeführt sind; (m) falls gewünscht, selektives Entschützen einer funktionellen Gruppe oder mehrerer funktionellen Gruppen, welche in dem Molekül anwesend sind, und geeignetes Substituieren der derart freien Reaktionsgruppe(n); (o) Lösen des derart erhaltenen Produkts von dem festen Träger; (p) Zyklisieren des von dem festen Träger abgespaltenen Produkts; (q) falls gewünscht, Bilden einer oder zwei zwischenstrangiger Bindungen zwischen Seitenketten der geeigneten Aminosäurereste an gegenüberliegenden Positionen des β-Strang-Bereichs; (r) Entfernen sämtlicher Schutzgruppen, welche an den funktionellen Gruppen aller Kettenglieder der Aminosäurereste anwesend sind, und falls gewünscht, sämtlicher Schutzgruppe(n), welche zusätzlich in dem Molekül anwesend sein kann; (s) falls gewünscht, Guanidinylieren sämtlicher Aminogruppen der Seitenketten, welche in der Kette der Aminosäurereste anwesend sind; und (t) falls gewünscht, Umsetzen des derart erhaltenen Produkts in ein pharmazeutisch akzeptables Salz oder Umsetzen eines derart erhaltenen pharmazeutisch akzeptablen oder nicht-akzeptablen Salzes in die entsprechende freie Verbindung der Formel I oder in ein anderes pharmazeutisch akzeptables Salz.
  25. Verfahren für die Herstellung von Verbindungen nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfassend (a') Verbinden eines geeigneten funktionellen festen Trägers (a'a) Verbinden des geeigneten funktionellen festen Trägers mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von LPro oder DPro (a'b) Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt; und (a'c) Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von DPro resp. LPro; (b') Entfernen der N-Schutzgruppe von dem in der Stufe (a'c) erhaltenen Produkt; (c') Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt eine Position näher zum N-terminalen Aminosäurerest ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist; (d') Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt; (e') Verbinden des derart erhaltenen Produkts mit einem in geeigneter Weise N-geschützten Derivat von der Aminosäure, welche in dem gewünschten Endprodukt eine Position von Position 12 entfernt ist, wobei jegliche funktionelle Gruppe, welche in dem besagten N-geschützten Aminosäurederivat anwesend sein kann, ebenfalls in geeigneter Weise geschützt ist; (f') Entfernen der N-Schutzgruppe von dem derart erhaltenen Produkt; (g') Wiederholen der Stufen (e') und (f') bis alle Aminosäurereste eingeführt sind; (h') falls gewünscht, selektives Entschützen einer funktionellen Gruppe oder mehrerer funktionellen Gruppen, welche in dem Molekül anwesend sind, und geeignetes Substituieren der derart freien Reaktionsgruppe(n); (i') Lösen des derart erhaltenen Produkts von dem festen Träger; (j') Zyklisieren des von dem festen Träger abgespaltenen Produkts; (k') falls gewünscht, Bilden einer oder zwei zwischenstrangiger Bindungen zwischen Seitenketten der geeigneten Aminosäurereste an gegenüberliegenden Positionen des β-Strang-Bereichs; (l') Entfernen sämtlicher Schutzgruppen, welche an den funktionellen Gruppen aller Kettenglieder der Aminosäurereste anwesend sind, und falls gewünscht, sämtlicher Schutzgruppe(n), welche zusätzlich in dem Molekül anwesend sein kann; (m') falls gewünscht, Guanidinylieren sämtlicher Aminogruppen der Seitenketten, welche in der Kette der Aminosäurereste anwesend sind; und (n') falls gewünscht, Umsetzen des derart erhaltenen Produkts in ein pharmazeutisch akzeptables Salz oder Umsetzen eines derart erhaltenen pharmazeutisch akzeptablen oder nicht-akzeptablen Salzes in die entsprechende freie Verbindung der Formel I oder in ein anderes pharmazeutisch akzeptables Salz.
  26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, worin jedoch ein Aminosäurerest des Typs I oder des Typs K eingeführt wird durch Verbinden mit einem Acetylierungsmittel, welches eine Abgangsgruppe umfasst, gefolgt von einer nukleophilen Verschiebung mit einem Amin der Formel H2NR86 resp. H2NR87, welches nötigenfalls in geeigneter Weise geschützt wird.
  27. Verfahren nach Anspruch 26, wobei das Acetylierungsmittel, welches die Abgangsgruppe enthält, Bromo, Chloro oder Iodo Essigsäure ist.
  28. Modifikation des Verfahrens nach einem der Ansprüche 24 bis 27 für die Herstellung der Verbindungen nach Anspruch 16, in welchen Enantiomere von allen chiralen Ausgangsmaterialien verwendet werden.
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