DE69828682T2 - Nanomolare, non-peptidische inhibitoren von cathepsin d - Google Patents

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Description

  • GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Substanzen, die an Kathepsin D binden und es hemmen, sowie die Verwendung dieser Substanzen in verschiedenen Analyse-, Diagnose- und Therapieverfahren, die auf dieser Bindungsfähigkeit basieren.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Ein wichtiges Ziel der Chemiker besteht im Entwurf und in der Synthese von Verbindungen mit spezifischen Eigenschaften. Dieses Ziel ist als Teil des Arzneimittelentwicklungsverfahrens vor allem in biologischer und medizinischer Chemie von dringlicher Bedeutung. Zwei leistungsfähige neue Werkzeuge in diesem Bereich sind strukturbasiertes Design (I. D. Kuntz, Science 257, 1078–1082 (1992); I. D. Kuntz et al., Accts. Chem. Res. 27, 117–123 (1994)) und kombinatorische Chemie (L. A. Thompson et al., Chem. Rev. 96, 555–600 (1996); E. M. Gordon et al., J. Med. Chem. 37, 1385–1401 (1994)). Strukturbasiertes Design basiert auf der Nutzung von Informationen, die durch kristallographische Experimente und Magnetresonanzexperimente an einem Zielmakromolekül, meist einem Enzym, gewonnen werden, um die Selektion oder das Design von Inhibitoren zu steuern. Rechenvorgänge spielen eine entscheidende Rolle bei diesen Bestrebungen (I. D. Kuntz et al., Accts. Chem. Res. 27, 117–123 (1994); N. C. Cohen et al., J. Med. Chem. 33, 883–894 (1990)). Kombinatorische Chemie basiert auf allgemeinen chemischen Transformationen, bei denen verschiedene Bausteine in hoher Ausbeute kombiniert werden können. Diese Transformationen können parallel durchgeführt werden, um rasch und effizient Bibliotheken von verwandten Verbindungen zu synthetisieren (L. A. Thompson et al., Chem. Rev. 96, 555–600 (1996); E. M. Gordon et al., J. Med. Chem. 37, 1385–1401 (1994)). Nichtsdestotrotz stellen die Entdeckung einer neuen Leitverbindung oder die Verbesserung der Eigenschaften einer vorhandenen Leitverbindung immer noch schwierige Aufgaben dar.
  • Kombinatorische Ansätze der Ligandenidentifikation konzentrierten sich anfangs auf Biopolymerbibliotheken, die entweder mithilfe chemischer oder biologischer Verfahren hergestellt wurden (M. A. Gallop et al., J. Med. Chem. 37, 1233–1251 (1995)). Für diese Bibliotheken werden typischerweise alle möglichen Kombinationen der Bausteine verwendet, da es nur vier natürliche Nucleotidbausteine für Aptamerbibliotheken und 20 proteinogene Aminosäurebausteine für Peptidbibliotheken gibt. Sowohl die Strukturen der Verbindungen als auch die theoretische Anzahl an Verbindungen in der Bibliothek werden durch Einstellung der Länge der Biopolymerkette bestimmt. Seit kurzem wird intensiv an der Herstellung von Bibliotheken von Verbindungen gearbeitet, die ein weiteres Spektrum an chemischen Transformationen umfassen, was zu einer größeren Vielfalt an Eigenschaften führt als bei Peptiden oder Oligonucleotiden (L. A. Thompson et al., Chem. Rev. 96, 555–600 (1996); E. M. Gordon et al., J. Med. Chem. 37, 1385–1401 (1994)). Diese neuen Ansätze bringen bedeutende neue Herausforderungen im Bibliothekendesign mit sich.
  • Ein entscheidender Punkt bei jedem Bibliothekendesign ist das Verfahren zur Auswahl der zu synthetisierenden Verbindungen. Dazu gehören die Auswahl des Gerüsts, der grundlegenden Reaktionen und der Art der Bausteine. Wenn die Bausteine leicht verfügbare Komponenten, wie z.B. Amine, Aldehyde oder Carbonsäuren, sind, kann die Anzahl der möglichen Verbindungen, die in Betracht gezogen werden müssen, ziemlich groß sein. Die Kombination dreier Bausteine mit tausenden Komponenten an jeder Position ergibt beispielsweise über 1 Milliarde Verbindungen. Während unterschiedliche Strategien verschiedene praktische Einschränkungen mit sich bringen, sind Forscher normalerweise nur zur Synthese von einigen tausenden räumlich getrennten Verbindungen und mehreren Millionen Verbindungen in Gemischen in der Lage. Außerdem sind die Bewertung und Dekonvolution einer sehr großen Bibliothek geschwindigkeitslimitierende Verfahren (N. K. Terrett et al., Bioorg. Med. Chem. Lett. 5, 917–922 (1995)). Ein Verfahren zur Einschränkung des Syntheseaufwandes auf eine kleine Untergruppe von Verbindungen, die zu den gewünschten Eigenschaften tendieren, würde deshalb bedeutende Vorteile mit sich bringen.
  • Wie können Wahlmöglichkeiten effizient reduziert werden? Herkömmliche Strategien sind Diversitätsauswahl und gerichtete Auswahl. Diversitätsansätze versuchen die Abfrage von chemischen und biologischen Eigenschaften anhand einer begrenzten Anzahl an Verbindungen zu maximieren (R. J. Simon et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 89, 9367–9371 (1992)). Bei gerichteten Bibliotheken wird die Größe und häufig auch die Diversität der Bibliothek verringert, indem jene Bausteine ausgewählt werden, die wahrscheinlich positiv mit dem Ziel wechselwirken, oder indem Kandidaten eliminiert werden, von denen von vornherein vermutet wird, dass sie zu unerwünschter Wechselwirkung führen. Eine gerichtete Bibliothek kann auf Substratpräferenzen, Informationen über bekannte Inhibitoren oder einer Bewertung der möglichen Wechselwirkung spezifischer funktioneller Gruppen mit dem Ziel basieren. Sowohl Diversitäts- als auch gerichtete Strategien ermöglichen einen mehrstufigen Ansatz, wobei sekundäre Bibliotheken aus aktiven Verbindungen aus dem ersten Durchgang gebildet werden.
  • Die Entwicklung eines allgemeinen und effizienten Ansatzes zur Identifikation von kleinen, nichtpeptidischen Inhibitoren von Aspartatprotease ist aufgrund deren bedeutender Rolle in therapeutisch relevanten Verfahren von großem Interesse (K. Takahashi, Hrsg., Aspartic Proteinases Structure, Function, Biology, and Biomedical Implications (Plenum Press, New York (1995)); J. Adams et al., Ann. Rep. Med. Chem. 31, 279–288 (1996); J. J. Edmunds et al., Ann. Rep. Med. Chem. 31, 51–60 (1996); D. K. Miller, Ann. Rep. Med. Chem. 31, 249–268 (1996)). Asparaginsäure-Proteasen sind eine weite verbreitete Familie von Enzymen, die in Pilzen, Pflanzen, Wirbeltieren und Retroviren eine wichtige Rolle spielen. Die Asparaginsäure-Proteasen (gekennzeichnet durch zwei Asparaginsäurereste im aktiven Zentrum) katalysieren die Hydrolyse von Amidbindungen, wobei sie Spezifität für Peptidbindungen aufweisen, die sich zwischen großen hydrophoben Resten befinden. Mehrere Asparaginsäure-Proteasen stellen wichtige pharmazeutische Ziele dar, wie beispielsweise Renin, Kathepsin D, die Humanimmundefizienzvirus-(HIV-)Proteasen, Human-t-Zellen-Leukämievirus-Typ-1-(HTLV-1-)Protease und Candida-albicans-Aspartatprotease.
  • Auf starke Inhibitoren dieser Enzyme kann leicht durch die Inkorporation eines Isosters zugegriffen werden, welche die Geometrie des tetraedischen Zwischenprodukts anstelle der leicht spaltbaren Bindung des Peptidsubstrats nachahmen. Unglücklicherweise sind diese Inhibitoren für therapeutische Zwecke nur begrenzt nutzbar, weil sie nur schwer oral verabreicht werden können und/oder aufgrund ihres peptidischen Charakters kurze Halbwertszeit im Kreislauf aufweisen. Aus diesem Grund wäre es von Vorteil, wenn strukturbasiertes Design und auf kombinatorischer Chemie basierende Verfahren zur Entwicklung von nichtpeptidischen Inhibitoren von Asparaginsäure-Proteasen verwendet werden könnten.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Kathepsin D ist ein lysosomales Enzym, das beim Proteinstoffwechsel (Helseth et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 81, 3302–3306 (1994)), -katabolismus (Kay et al., Intracellular Protein Catabolism, 155–162, Katunuma et al., Hrsg. (1989)) und Antigenprocessing (Guagliardi et al., Nature 343, 133–139 (1990); Van Noort et al., J. Biol. Chem. 264, 14159–14164 (1989)) eine wichtige Rolle spielt. Die vorliegende Erfindung betrifft nichtpeptidische Kathepsin-D-bindende Verbindungen und verschiedene Anwendungen dieser Verbindungen, sowohl therapeutische als auch diagnostische, die auf deren Kathepsin-D-Bindungseigenschaften basieren. Zu diesen Verfahren gehören die Verwendung der Verbindungen zur Detektion und Quantifizierung der Gegenwart von Kathepsin D in einer biologischen Probe zu analytischen oder diagnostischen Zwecken sowie die Verwendung der Verbindungen zur Hemmung der Fähigkeit von Kathepsin D, Proteine in lebenden Zellen zu verarbeiten.
  • In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung Verbindungen bereit, die als Kathepsin-D-bindende Verbindungen nützlich sind. Solche Verbindungen inkorporieren keine Aminosäuren und weisen im Allgemeinen Molekulargewichte unter etwa 700–800 Dalton auf. Außerdem haben sich diese Verbindungen als starke, nichtpeptidische Inhibitoren von Kathepsin D erwiesen. Verbindungen, die innerhalb des Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung liegen, weisen die folgende allgemeine Struktur auf:
    Figure 00050001
    Formel I worin:
    R1 ausgewählt ist aus:
    Heteroarylalkyl und
    substituiertem Arylalkyl;
    R2 ausgewählt ist aus:
    Heteroarylalkyl,
    substituiertem Heteroarylalkyl,
    substituiertem Arylalkyl und
    Aryloxyalkyl; und
    substituiertem Aryloxyalkyl;
    R3 ausgewählt ist aus:
    substituiertem Aryl,
    Heteroarylalkyl,
    Aryloxyalkyl und
    substituiertem Aryloxyalkyl;
    entweder: R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus:
    Wasserstoff, Halogen, Aryl und substituiertem Aryl;
    oder: R5 und R6 und die Kohlenstoffe, an die sie gebunden sind, zusammen ein gegebenenfalls substituiertes, aus 9 oder 10 Ringatomen bestehendes, carbozyklisches oder heterozyklisches kondensiertes Ringsystem bilden;
  • Typischerweise umfassen aus 9 oder 10 Atomen kondensierte Ringsysteme Naphthalyl, 1,3-Benzodioxolyl, 2,3-Benzofuranyl, 1,4-Benzodioxanyl, Benzimidazoyl, Benzothiazolyl usw., sind jedoch nicht auf diese eingeschränkt.
  • In Bezug auf die oben genannte Formel I sind bestimmte Ausführungsformen bevorzugt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Formel I ist eine, bei der R1 eine funktionelle Gruppe ist, einschließlich Heteroarylalkyl und substituiertes Arylalkyl, nicht jedoch auf diese eingeschränkt. Beispiele für solche funktionellen Gruppen umfassen die folgenden, sind jedoch nicht auf diese eingeschränkt:
  • Figure 00060001
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist eine, bei der R2 eine funktionelle Gruppe ist, einschließlich Heteroarylalkyl, substituiertes Arylalkyl und Aryloxyalkyl, nicht jedoch auf diese eingeschränkt. Beispiele für solche funktionellen Gruppen umfassen die folgenden, sind jedoch nicht auf diese eingeschränkt:
  • Figure 00060002
  • Außerdem ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der R3 eine funktionelle Gruppe ist, einschließlich substituiertes Aryl, Heteroarylalkyl, und substituiertes Aryloxyalkyl, nicht jedoch auf diese eingeschränkt. Beispiele für solche funktionellen Gruppen umfassen die folgenden, sind jedoch nicht auf diese eingeschränkt:
  • Figure 00070001
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verbinden sich R5 und R6 und die Kohlenstoffe, an die sie gebunden sind, um einen gegebenenfalls substituierten Naphthalinring zu bilden. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind R5 und R6 beide Wasserstoff oder R5 ist Wasserstoff und R6 ist ein meta- oder para-Substituent.
  • Aufgrund ihrer Fähigkeit, Kathepsin D zu binden, sind die Verbindungen der vorliegenden Erfindung für verschiedene Zwecke geeignet. Aus Verbindungen, bei denen die Bindung die Bildung einer nichtkovalenten Bindung umfasst, entsteht ein Komplex, der als markierte Form der Protease dient. Die Markierung kann eine Steigerung des Molekulargewichts sein, die auf die nichtkovalente Bindung der Kathepsin-D-bindenden Verbindung zurückzuführen ist. Alternativ dazu kann die Markierung eine signalgebende Gruppierung sein, die an die Struktur der Kathepsin- D-bindenden Verbindungen gebunden oder in diese integriert ist. Beispiele für solche Gruppierungen sind Enzyme, Fluorophore, Chemophore, Gruppen mit hoher Affinität und radioaktive (isotopisch markierte) Atome. Ein einzelner Komplex kann eine einzige Markierung oder mehrere Markierungen der gleichen oder unterschiedlicher Art aufweisen. Eine Markierung gemäß dieser Erfindung kann auf Kathepsin-D-Proteasen ohne Rücksicht auf die Umgebung in vivo oder in vitro durchgeführt werden. Die Markierung kann sich so auf Proteasen ausdehnen, die in Geweben und Zellen vorhanden sind. Nach der Markierung folgt normalerweise ein geeignetes Detektionsverfahren, wie beispielsweise Autoradiographie oder eines von zahlreichen Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bekannten Verfahren.
  • Eine Anwendung der Markierung gemäß dieser Erfindung besteht in der Verwendung der Kathepsin-D-bindenden Verbindungen dieser Erfindung als mechanistische Sonden für Kathepsin D in topologischen Tests auf Verbindungen, für welche die Gegenwart und Art der Kathepsin-D-Bindungsstelle bestimmt werden soll. Ein topologischer Test wird beispielsweise durchgeführt, indem die folgenden Materialien in einem Reaktionsgefäß kombiniert werden:
    • (a) eine markierte Form einer oder mehrerer der Verbindungen der oben genannten Formel, deren Kathepsin-D-Bindungsstelle bekannt ist;
    • (b) eine Kathepsin-D-Protease und
    • (c) eine Testverbindung, deren Kathepsin-D-Bindungsstelle bestimmt werden soll.
  • Das Ausmaß der Bindung der ersten Kathepsin-D-bindenden Verbindung an Kathepsin D wird bestimmt und mit dem Ausmaß einer solchen Bindung verglichen, die in Abwesenheit der Testverbindung stattfindet.
  • Neben den Markierungsanwendungen können die Kathepsin-D-bindenden Verbindungen verabreicht werden, um die Proteinverarbeitung durch Kathepsin D zu hemmen, wodurch verhindert wird, dass solche Proteasen ein Peptidsubstrat hydrolysieren. Genauer gesagt weist die Hemmung von Kathepsin D eine Reihe von wichti gen therapeutischen Anwendungsmöglichkeiten auf. Zu diesen Anwendungen gehören die Behandlung von Krebs, da erhöhte Kathepsin-D-Werte in Tumoren, insbesondere bei Brustkrebs, in Wechselbeziehung mit schlechten Prognosen stehen, weil Kathepsin-D-vermittelter proteolytischer Abbau der extrazellulären Matrix zu Tumormetastasen führt. Außerdem ist die Hemmung von Kathepsin D wirksam zur Behandlung der Alzheimer-Krankheit, da bei Alzheimer-Patienten erhöhte Kathepsin-D-Werte in Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit gefunden wurden und Kathepsin D hohe proteolytische Aktivität gegen β-Proteinvorläufermutanten aufweist, die bei der Alzheimer-Krankheit eine Rolle spielen. Somit können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung beispielsweise bei der Behandlung von Krebs und Alzheimer verwendet werden.
  • Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung und ihrer bevorzugten Ausführungsformen sind aus der folgenden detaillierten Beschreibung ersichtlich.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 zeigt ein Inhibitordesign auf Isosterbasis.
  • 2 zeigt Komponenten zur Herstellung der Bibliotheken, die auf Kathepsin D abzielen. Die gleichen Spaltungen stellen das Gerüst 2 bereit. Isocyanate und Sulfonylchloride, die zur Inkorporation von R2 und R3 verwendet werden können, stellen Harnstoffe bzw. Sulfonamide bereit.
  • 3 zeigt die Verwendung von BUILDERopt beim Design der kombinatorischen Bibliothek: (a) Modellierung des Gerüsts. Die Koordinaten und P1–P3-Konformationen des Pepstatininhibitors wurden als Ausgangsgeometrie für das Hydroxyethylamingerüst verwendet. Methylgruppen wurden an den Positionen R1 bis R4 des Gerüsts platziert. (b) Gerüstkonformation. Eine Konformationssuche um die drei Drehwinkel des Gerüsts ergab 4 Konformationsfamilien. Eine Benzylseitenkette (Bn) wurde zu jeder dieser Familien an der R4-Position hinzugefügt. (c) Evaluierung der Bibliotheks komponenten. Das Programm BUILDERopt führte eine begrenzte Konformationssuche auf allen möglichen Komponenten an jeder variablen Position (R1–R3) in jeder Familie durch und reihte die Komponenten nach ihrer möglichen Wechselwirkung mit Kathepsin D. Die Kandidaten jeder Familie mit den höchsten Punkten wurden zusammengeschlossen.
  • 4A–4C zeigen die Komponenten, die zur Herstellung der gerichteten Bibliothek verwendet wurden. Die Komponenten der gerichteten Bibliothek sind mit einem Buchstabencode markiert. EHA ist definiert durch R1 = E; R2 = H und R3 = A.
  • 5A–5C zeigen die Komponenten, die zur Herstellung der Diversitätsbibliothek verwendet wurden. Die Komponenten der Diversitätsbibliothek sind wie bei der gerichteten Bibliothek mit Buchstabencodes in Kleinbuchstaben markiert. In 5A wurde der t-Butylester von R1 = i in der Kopplungsreaktion verwendet. In 5C wurde das Boc-geschützte Amin von R3 = d in der Kopplungsreaktion verwendet. Diese Schutzgruppen wurden während der TFA:H2O-Spaltung entfernt.
  • 6A–6C zeigen die Komponenten der einzelnen Gruppen (siehe Experimenteller Teil), welche die aktivsten Seitenketten enthielten, R1 = E, F; R2 = F, H; R3 = A, D, J. Neununddreißig Verbindungen, die diese Seitenketten enthielten, wurden wie vorher beschrieben auf Harz synthetisiert: EFD, EHD, FFD, FHD, KFD, KHD, LFD, LHD, MFD, MHD, NFD, NHD, OFD, OHD, PFD, PHD, QFD, QHD, RFD, RHD, SFD, SHD, TFD, THD, UFD, UHD, VFD, VHD, EHA, EHJ, EHK, EHL, EHM, EHN, EHO, EHP, EHQ, EHR, EHS. Die Verbindungen wurden mit 333 nM, 100 nM und 33 nM einem Hochdurchsatzscreening unterzogen. Die aktivsten Verbindungen wurden in großem Maßstab synthetisiert, und die Ki-Werte wurden bestimmt (Tabelle 3).
  • 7 zeigt die strukturelle Diversität, die durch Grignard-Addition an ein an einen festen Träger gebundenes α-Alkoxypyrrolidinamid eingebracht wird.
  • 8 zeigt die Synthese eines Festphasen-Aspartylproteaseinhibitors.
  • 9 zeigt die Komponenten zur Bildung von Bibliothekendiversität in einer Bibliothek mit 204 Verbindungen.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG UND BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Die vorliegende Erfindung betrifft (i) nichtpeptidische Kathepsin-D-bindende Verbindungen; (ii) Verfahren zur Bindung von neuen und bekannten nichtpeptidischen Verbindungen an Kathepsin D, (iii) Verfahren zur Verwendung von nichtpeptidischen Kathepsin-D-bindenden Verbindungen zur Hemmung von Kathepsin D.
  • A. Definitionen
  • Der Ausdruck „unabhängig voneinander ausgewählt" bedeutet hierin, dass drei R-Gruppen, d.h. R1, R2 und R3, identisch oder unterschiedlich sein können (beispielsweise können R1, R2 und R3 alle substituierte Alkyle sein, oder R1 und R2 können substituierte Alkyle sein, während R3 ein Aryl ist, usw.).
  • Der Begriff „Alkyl" steht hierin für verzweigte oder unverzweigte, gesättigte oder ungesättigte, einwertige Kohlenwasserstoffreste mit 1–12 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 1–6 Kohlenstoffatomen. Wenn die Alkylgruppe 1–6 Kohlenstoffatome aufweist, wird sie als „Niederalkyl" bezeichnet. Geeignete Alkylreste umfassen beispielsweise Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, 2-Propenyl (oder Allyl), n-Butyl, t-Butyl, i-Butyl (oder 2-Methylpropyl) usw. Der Begriff umfasst hierin auch „substituierte Alkyle".
  • „Substituierte Alkyle" bezeichnen Alkyle, wie sie eben beschrieben wurden, die eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfassen, wie z.B. Niederalkyl, Aryl, Acyl, Halogen (d.h. Alkylhalogenide, z.B. CF3), Hydroxy, Amino, Alkoxy, Alkylamino, Acylamino, Acyloxy, Aryloxy, Aryloxyalkyl, Mercapto, gesättigte und ungesättigte zyklische Kohlenwasserstoffe, Heterocyclen und dergleichen. Diese Gruppen können an einen beliebigen Kohlenstoff der Alkylgruppierung gebunden sein.
  • Der Begriff „Aryl" bezeichnet hierin aromatische Substituenten, die in Form von einzelnen aromatischen Ringen oder mehrerer aromatischer Ringe vorliegen können, die miteinander kondensiert, kovalent gebunden oder an eine gemeinsame Gruppe, wie z.B. eine Methylen- oder Ethylengruppierung, gebunden sind. Die gemeinsame Bindungsgruppe kann auch ein Carbonyl sein, wie beispielsweise in Benzophenon. Der oder die aromatische(n) Ring(e) können unter anderem Phenyl, Naphthyl, Biphenyl, Diphenylmethyl und Benzophenon umfassen. Der Begriff „Aryl" umfasst auch „Arylalkyl".
  • Der Begriff „Arylalkyl" bezeichnet hierin eine Untergruppe von „Aryl", worin die Arylgruppe über eine Alkylgruppe, wie sie hierin definiert ist, an den in Formel I dargestellten Kern gebunden ist.
  • „Substituiertes Aryl" bezieht sich auf eben beschriebene Aryle, die eine oder mehrere funktionelle Gruppen umfassen, wie z.B. Niederalkyl, Acyl, Halogen, Alkylhalogenide (z.B. CF3), Hydroxy, Amino, Alkoxy, Alkylamino, Acylamino, Acyloxy, Phenoxy, Mercapto und gesättigte und ungesättigte zyklische Kohlenwasserstoffe, die an den/die aromatischen Ring(e) kondensiert, kovalent gebunden oder an eine gemeinsame Gruppe, wie z.B. eine Methylen- oder Ethylengruppierung, gebunden sind. Die Bindungsgruppe kann auch ein Carbonyl sein, wie beispielsweise in Cyclohexylphenylketon. Der Begriff „substituiertes Aryl" umfasst auch „substituiertes Arylalkyl".
  • „Substituierte Arylalkyle" bezeichnen eine Untergruppe von „substituierten Arylen", worin die substituierte Arylgruppe über eine Alkylgruppe, wie sie hierin definiert ist, an den in Formel I dargestellten Kern gebunden ist.
  • Der Begriff „Acyl" beschreibt einen Ketonsubstituenten, -C(O)R, worin R Alkyl oder substituiertes Alkyl, Aryl oder substituiertes Aryl ist, wie sie hierin definiert sind.
  • Der Begriff „Halogen" bezieht sich auf Fluor-, Brom-, Chlor- und Iodatome.
  • Der Begriff „Hydroxy" bezieht sich auf die Gruppe -OH.
  • Der Begriff „Amino" bezieht sich auf primäre Amine, R-NH2.
  • Der Begriff „Alkoxy" bezieht sich auf die -OR-Gruppe, worin R Niederalkyl, substituiertes Niederalkyl, Aryl, substituiertes Aryl, Arylalkyl oder substituiertes Arylalkyl ist, worin Alkyl-, Aryl-, substituierte Aryl-, Arylalkyl- und substituierte Arylalkylgruppen wie hierin beschrieben sind. Geeignete Alkoxyreste umfassen beispielsweise Methoxy, Ethoxy, Phenoxy, substituiertes Phenoxy, Benzyloxy, Phenethyloxy, t-Butoxy usw.
  • Der Begriff „Alkylamino" bezeichnet sekundäre und tertiäre Amine, worin die Alkylgruppen entweder gleich oder unterschiedlich sein können und aus unverzweigten oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten Kohlenwasserstoffen bestehen können.
  • Der Begriff „Acylamino" beschreibt hierin Substituenten der allgemeinen Formel RC(O)NR', worin R' eine Niederalkylgruppe ist und R für den in Formel I dargestellten Kern oder eine hierin definierte Alkylgruppe steht, die an den Kern gebunden ist.
  • Der Begriff „Acyloxy" bezeichnet hierin organische Reste, die von einer organischen Säure stammen, deren saurer Wasserstoff entfernt wurde. Einfache Acyloxygruppen umfassen beispielsweise Acetoxy und höhere Homologe, die von Carbonsäuren stammen, wie z.B. Essig-, Propion-, Buttersäure usw. Die Acyloxygruppierung kann als entweder Vorwärts- bzw. Rückwärtsester (d.h. RC(O)OR' bzw. R'OC(O)R, worin R den Esterabschnitt umfasst, der entweder direkt oder über eine dazwischen liegende Kohlenwasserstoffkette an den in Anspruch 1 dargestellten Kern gebunden ist) ausgerichtet sein.
  • Der Begriff „Aryloxy" bezeichnet hierin aromatische Gruppen, die direkt über ein Sauerstoffatom an den in 1 dargestellten Kern gebunden sind. Dieser Begriff umfasst auch „substituierte Aryloxygruppierungen", worin die aromatische Gruppe wie oben beschrieben mit „substituiertem Aryl" substituiert ist.
  • Der Begriff „Aryloxyalkyl" bezeichnet hierin aromatische Gruppen, die über ein Sauerstoffatom an eine Alkylgruppe gebunden sind, wie sie hierin definiert ist. Die Alkylgruppe ist an den in 1 dargestellten Kern gebunden. Der Begriff „Aryloxyalkyl" umfasst auch „substituierte Aryloxyalkylgruppierungen", worin die aromatische Gruppe wie bei „substituiertem Aryl" beschrieben substituiert ist.
  • Der Begriff „Mercapto" bezeichnet hierin Gruppierungen der allgemeinen Struktur R-S-R', worin R und R' gleich oder unterschiedlich sind und Alkyl, Aryl oder Heterocyclen sind, wie sie hierin beschrieben sind.
  • Der Begriff „gesättigter zyklischer Kohlenwasserstoff" bezeichnet Gruppen, wie z.B. Cyclopropyl, Cyclobutyl, Cyclopentyl usw., und substituierte Analoga dieser Strukturen.
  • Der Begriff „ungesättigter zyklischer Kohlenwasserstoff" bezeichnet einwertige, nichtaromatische Gruppen mit zumindest einer Doppelbindung, wie z.B. Cyclopenten, Cyclohexen usw., und substituierte Analoga davon.
  • Der Begriff „Heteroaryl" bezeichnet hierin aromatische Ringe, worin ein oder mehrere Kohlenstoffatome des aromatischen Rings oder der aromatischen Ringe mit einem Heteroatom substituiert sind, wie z.B. Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel. Heteroaryl bezieht sich auf Strukturen, die in Form eines einzelnen aromatischen Rings, mehrerer aromatischer Ringe oder eines oder mehrerer an einen oder mehrere nichtaromatische Ringe gekoppelter aromatischer Ringe vorliegen können. In Strukturen mit mehreren Ringen können die Ringe miteinander kondensiert, kovalent gebunden oder an eine gemeinsame Gruppe, wie z.B. eine Methylen- oder Ethylengruppierung, gebunden sein. Die gemeinsame Bindungsgruppe kann auch ein Carbonyl sein, wie z.B. in Phenylpyridylketon. Ringe wie beispielsweise Thiophen, Pyridin, Isoxazol, Phthalimid, Pyrazol, Indol, Furan usw. oder Benzokondensierte Analoga dieser Ringe sind hierin ebenfalls durch den Begriff „Heteroaryl" definiert.
  • „Heteroarylalkyl" bezeichnet eine Untergruppe von „Heteroarylen", worin eine Alkylgruppe, wie sie hierin definiert ist, die Heteroarylgruppe an den in 1 dargestellten Kern bindet.
  • „Substituiertes Heteroaryl" bezeichnet Heteroaryle, wie sie eben beschrieben wurden, worin der Heteroarylkern mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen substituiert ist, wie z.B. Niederalkyl, Acyl, Halogen, Alkylhalogeniden (z.B. CF3), Hydroxy, Amino, Alkoxy, Alkylamino, Acylamino, Acyloxy, Mercapto usw. Somit sind auch substituierte Analoga von heteroaromatischen Ringen wie z.B. Thiophen, Pyridin, Isoxazol, Phthalimid, Pyrazol, Indol, Furan usw. oder Benzo-kondensierte Analoga dieser Ringe durch den Begriff „substituiertes Heteroaryl" definiert.
  • „Substituiertes Heteroarylalkyl" bezeichnet eine Untergruppe von „substituierten Heteroarylen", wie sie oben beschriebenen sind, worin eine Alkylgruppe, wie sie hierin definiert ist, die Heteroarylgruppe an den in 1 dargestellten Kern bindet.
  • Der Begriff „Heterocyclus" bezeichnet hierin einwertige gesättigte oder ungesättigte nichtaromatische Gruppen mit einem einzelnen Ring oder mehreren kondensierten Ringen mit 1–12 Kohlenstoffatomen und 1–4 aus Stickstoff, Schwefel oder Sauerstoff ausgewählten Heteroatomen innerhalb des Rings. Solche Heterocyclen sind beispielsweise Tetrahydrofuran, Morpholin, Piperidin, Pyrrolidin usw.
  • Der Begriff „substituierter Heterocyclus" wie hierin verwendet bezeichnet eine Untergruppe von „Heterocyclen", worin der Heterocycluskern mit einer oder mehreren Funktionellen Gruppen wie z.B. Niederalkyl, Acyl, Halogen, Alkylhalogeniden (z.B. CF3), Hydroxy, Amino, Alkoxy, Alkylamino, Acylamino, Acyloxy, Mercapto usw. substituiert ist.
  • Der Begriff „Heterocyclusalkyl" definiert eine Untergruppe der „Heterocyclen", worin eine Alkylgruppe, wie sie hierin definiert ist, die heterozyklische Gruppe an den in 1 dargestellten Kern bindet.
  • Der Begriff „gegebenenfalls substituierter Naphthalinring" bezeichnet Naphthalinringe, die unsubstituiert oder mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen substituiert sein können, einschließlich Niederalkyl, Halogen, Acyl, Hydroxy, Amino, Alkoxy, Alkylamino, Acylamino, Acyloxy oder Aryl.
  • Der Begriff „substituiertes heterozyklisches Alkyl" bezeichnet eine Untergruppe von „heterozyklischen Alkylen", worin der heterozyklische Kern mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen substituiert ist, wie z.B. Niederalkyl, Acyl, Halogen, Alkylhalogeniden (z.B. CF3), Hydroxy, Amino, Alkoxy, Alkylamino, Acylamino, Acyloxy, Mercapto usw.
  • Der Begriff „kontaktieren" wird hierin austauschbar mit folgenden Begriffen verwendet: kombinieren mit, hinzufügen zu, vermischen mit, überleiten, inkubieren mit, überströmen usw. Außerdem können die Kathepsin-D-bindenden Verbindungen der vorliegenden Erfindung mithilfe beliebiger herkömmlicher Verfahren „verabreicht" werden, wie beispielsweise über hierin beschriebene parenterale, orale, topische und inhalatorische Wege.
  • Eine „ausreichende Menge" oder „wirksame Menge" ist eine Menge einer gegebenen Kathepsin-D-Verbindung, welche die Bindungs-/Hemmaktivität von Interesse aufweist oder entweder zu einer subjektiven Linderung von Symptomen oder einer durch den Arzt oder einen qualifizierten Beobachter objektiv bestimmbaren Besserung führt.
  • B. Nichtpeptidische Protease bindende Verbindungen
  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Identifizierung verschiedener kleinmolekularer Verbindungen, die zur Bindung an und zur Hemmung von Kathepsin D fähig sind, unter Verwendung einer kombinierten kombinatorischen Bibliothek (siehe z.B. Thompson et al., Chemical Reviews 96, 555–600 (1996)) und eines strukturbasierten Designansatzes (siehe z.B. Kuntz, I. D., Science 257, 1078–1082 (1992)). Die Bibliotheken von möglichen Kathepsin-D-bindenden Verbindungen basierten auf der Darstellung der Funktionalität um das Hydroxyethylamingerüst aus 1. Für die anfänglichen Bibliotheken wurde die P1-Seitenkette (R4) basierend auf Röntgenkristallstrukturdaten von Kathepsin D, das mit einem auf Peptid basierenden natürlichen Pepstatinprodukt komplexiert war, wie es von Erickson beschrieben wurde (Baldwin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 6796–6800 (1993)), konstant als Benzylsubstituent gehalten. Wie in 2 zu sehen ist, wurde an drei Positionen Diversität eingebracht: ein primäres Amin brachte den R1-Substituenten ein, und Acylierungsmittel dienten zur Einbringung der Substituenten R2 und R3. Nach ihrer Herstellung wurden die Bibliotheken gescreent, um Verbindungen zu identifizieren, die zur Bindung an und zur Hemmung von Kathepsin D fähig sind. Danach wurde in einem Versuch, Varianten der aktivsten Verbindungen weiter zu untersuchen, eine Bibliothek zweiter Generation hergestellt. So wurden durch Kombination eines strukturbasierten Designs und eines kombinatorischen Bibliothekenansatzes nichtpeptidische Verbindungen identifiziert, die zur Bindung an und zur Hemmung von Kathepsin D fähig sind.
  • Demgemäß stellt die vorliegende Erfindung in einer Ausführungsform Verbindungen der folgenden allgemeinen Formel bereit:
  • Figure 00180001
    Formel I
  • In Formel I sind R1, R2 und R3 unabhängig voneinander aus der aus Alkyl, substituiertem Alkyl, Aryl, substituiertem Aryl, Arylalkyl, substituiertem Arylalkyl, Aryloxyalkyl, substituiertem Aryloxyalkyl, Heteroaryl, substituiertem Heteroaryl, Heteroarylalkyl, substituiertem Heteroarylalkyl, Heterocyclen, substituierten Heterocyclen, Heterocyclusalkyl und substituiertem Heterocyclusalkyl bestehenden Gruppe ausgewählt.
  • R5 und R6 sind in Formel I unabhängig voneinander aus der aus Wasserstoff, Halogen, Alkyl, substituiertem Alkyl, Aryl, substituiertem Aryl, Arylalkyl, substituiertem Arylalkyl, Aryloxyalkyl und substituiertem Aryloxyalkyl bestehenden Gruppe ausgewählt. In einer alternativen Ausführungsform bilden R5 und R6 und die Kohlenstoffe, an die sie gebunden sind, zusammen ein gegebenenfalls substituiertes, aus 9 oder 10 Ringatomen bestehendes, carbozyklisches oder heterozyklisches kondensiertes Ringsystem. Typischerweise umfassen aus 9 oder 10 Atomen bestehende Ringsysteme Naphthalyl, 1,3-Benzodioxolyl, 2,3-Benzofuranyl, 1,4-Benzodioxanyl, Benzimidazoyl, Benzothiazolyl usw., sind jedoch nicht auf diese eingeschränkt.
  • In Bezug auf die oben genannte Formel I sind bestimmte Ausführungsformen bevorzugt. Eine bevorzugte Ausführungsform der Formel ist eine, bei der R1 eine funktionelle Gruppe ist, einschließlich Heteroarylalkyl und substituiertes Arylalkyl, nicht jedoch auf diese eingeschränkt. Beispiele für solche funktionellen Gruppen umfassen die folgenden, sind jedoch nicht auf diese eingeschränkt:
  • Figure 00190001
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform ist eine, bei der R2 eine funktionelle Gruppe ist, einschließlich Heteroarylalkyl, substituiertes Arylalkyl und Aryloxyalkyl, nicht jedoch auf diese eingeschränkt. Beispiele für solche funktionellen Gruppen umfassen die folgenden, sind jedoch nicht auf diese eingeschränkt:
  • Figure 00190002
  • Außerdem ist eine Ausführungsform bevorzugt, bei der R3 eine funktionelle Gruppe ist, einschließlich substituiertes Aryl, Heteroarylalkyl und substituiertes Aryloxyalkyl, nicht jedoch auf diese eingeschränkt. Beispiele für solche funktionellen Gruppen umfassen die folgenden, sind jedoch nicht auf diese eingeschränkt:
  • Figure 00190003
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform verbinden sich R5 und R6 und die Kohlenstoffe, an die sie gebunden sind, um einen gegebenenfalls substituierten Naphthalinring zu bilden. In weiteren bevorzugten Ausführungsformen sind R5 und R6 beide Wasserstoff, oder R5 ist Wasserstoff und R6 ein meta- oder para-Substituent am Benzylring.
  • Der Benzylring in Formel I kann durch den Substituenten R4 (siehe unten) ersetzt sein. In dieser Ausführungsform kann R4 aus der aus Alkyl, substituiertem Alkyl, Aryl, substituiertem Aryl, Arylalkyl, substituiertem Arylalkyl, Aryloxyalkyl, substituiertem Aryloxyalkyl, Heteroaryl, substituiertem Heteroaryl, Heteroarylalkyl, substituiertem Heteroarylalkyl, Heterocyclen, substituierten Heterocyclen, Heterocyclusalkyl und substituiertem Heterocyclusalkyl bestehenden Gruppe ausgewählt sein.
  • Figure 00200001
  • In Tabelle I sind Verbindungen gemäß vorliegender Erfindung angeführt, die insbesondere bevorzugt sind. Die Verbindungen dieser Tabelle und jene in der gesamten Beschreibung sind mit Kodierungen versehen, die nur der Einfachheit halber verwendet werden und willkürlich lediglich zur Zwecke dieser Erfindung gewählt wurden.
  • Tabelle 1: Beispiele für Protease bindende Verbindungen
    Figure 00210001
  • Figure 00220001
  • Figure 00230001
  • Figure 00240001
  • Figure 00250001
  • Figure 00260001
  • Figure 00270001
  • Figure 00280001
  • Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auf verschiedene Weisen synthetisiert werden, wobei herkömmliche chemische Syntheseverfahren eingesetzt werden können. Typischerweise werden die Verbindungen der vorliegenden Erfindung gemäß dem in 2 dargelegten Reaktionsschema hergestellt, worin R1, R2 und R3 wie oben definiert sind. Geeignete organische Lösungsmittel, geeignete Temperaturen und geeignete zeitliche Bedingungen zur Durchführung der Reaktionen können von Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung leicht bestimmt werden. Reaktionen dieser Art sind allgemein von E. K. Kick und J. A. Ellman, J. Med. Chem. 38, 1427–1430 (1995), beschrieben, und die Lehren davon sind hieren durch Verweis aufgenommen.
  • C. Bindungsverfahren
  • In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der oben genannten Verbindungen zur Markierung von Kathepsin D. In einem Fall kann Kathepsin D mithilfe einer Erhöhung des Molekulargewichts aufgrund von nichtkovalenter Bindung der Verbindung „markiert" werden. Die Steigerung des Molekulargewichts kann durch ein beliebiges Größenbestimmungsverfahren detektiert werden, wie beispielsweise HPLC, SDS-PAGE und Massenspektroskopie.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem Markierungsverfahren, welche die Bindung zumindest einer Gruppierung, die entweder durch Abgabe eines Signals oder durch spezifische Bindung detektiert werden kann, an die Verbindungen oder ihre Integration in ihre Struktur umfassen. Gruppierungen wie diese dienen im Allgemeinen der Vereinfachung der Detektion von Kathepsin D oder von Molekülen, die an Kathepsin D gebunden sind. Beispiele für Arten von Gruppierungen, die zu diesem Zweck geeignet sind, umfassen Enzyme, Fluorophore, Konjugate mit hoher Affinität, Chemophore und radioaktive Atome (Radioisotope). Beispiele für Enzyme sind alkalische Phosphatase, β-Galactosidase und Glucoseoxidase. Ein Beispiel für ein Affinitätskonjugatsystem ist das Biotin-Avidin-System. Ein Beispiel für ein Fluorophor ist Fluorescein. Ein Beispiel für ein Chemophor ist Luminol. Beispiele für radioaktive Markierungen sind 3H, 14C, 231I und 125I. Auch andere Detektionsgruppierungen, die Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung bekannt sind und von ihnen verwendet werden, können in den Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden.
  • Wie oben angeführt können einzelne oder mehrere Markierungen in einem Komplex vorhanden sein, wobei mehrere Markierungen gleich oder unterschiedlich sein können. Bei der Verwendung der Erfindung zur Vereinfachung der Detektion von Kathepsin D sind Tritium (3H) und 14C bevorzugte Markierungen. Eine bevorzugte Markierung zur Vereinfachung der Detektion von Molekülen, die an die Verbindungen gebunden sind, ist Biotin.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung von markierten Analoga der hierin offenbarten Verbindungen zur Markierung von Kathepsin D in Geweben und Zellen. Diese Art der Markierung kann sowohl zur diagnostischen als auch therapeutischen Zwecken eingesetzt werden. Die Quantifizierung von Kathepsin durch dieses Markierungsverfahren kann auf viele auf dem Gebiet der Erfindung bekannte Weisen erfolgen, einschließlich Verfahren unter Verwendung von tritiummarkierten Analoga der Verbindungen und Autoradiographie von behandelten Zellen auf Objektträgern. Außerdem gibt es eine Reihe von automatisierten Detektionssystemen für fluoreszente Markierungen, die ebenfalls verwendet werden können. Siehe beispielsweise Resnick et al., US-Pat. Nr. 4.125.828 und 4.207.554, die durch Verweis hierin aufgenommen sind.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem die In-vitro-Verwendung der hierin offenbarten Verbindungen als topologische und mechanische Sonden für Kathepsin D. In einer Ausführungsform werden für einen topologischen Test markierte Verbindungen verwendet, deren Proteasebindungsstellen bekannt sind. Außerdem können aufgrund der bekannten Kathepsin-D-Bindungsstellen der Verbindungen der Erfindung die Verbindungen für die Bestimmung von Bindungsstellen für andere (peptidische oder nichtpeptidische) Verbindungen verwendet werden. In einer Ausführungsform wird eine Verbindung dieser Erfindung in einem Konkurrenztest mit einer zweiten Verbindung eingesetzt, deren Proteasebindungsstelle untersucht werden soll. Die Verbindungen dieser Erfindung können gemeinsam oder nacheinander zu Kathepsin D hinzugefügt werden. Wenn die Verbindung dieser Erfindung markiert ist, wird vorzugsweise zuerst die zweite Verbindung hinzugefügt, damit sie die Bindungsstelle blockieren kann (falls möglich). Auf ähnliche Weise sollte, wenn die zweite Verbindung markiert ist, vorzugsweise die Verbindung dieser Erfindung zuerst hinzugefügt werden.
  • Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem Bindungsverfahren zur Immobilisierung von Kathepsin D. In einer Ausführungsform betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung einer Kathepsin-D-bindenden Verbindung gemäß der Erfindung, die nichtkovalent an Kathepsin D bindet, um diese Protease auf einem festen Träger zu immobilisieren. Solch ein Verfahren ist bei der Reinigung der Protease von Nutzen.
  • Die Bindung der oben beschriebenen Verbindungen ist zum Teil eine Funktion der Löslichkeit. Falls erforderlich kann die Löslichkeit dieser Verbindungen in wässrigen Lösungen durch die Verwendung eines Co-Solvens erhöht werden. Das bevorzugte Co-Solvens ist Dimethylsulfoxid (DMSO). Der Konzentrationsbereich von DMSO liegt zwischen 0,1% und 10%, wobei der bevorzugte Bereich zwischen 0,5% und 5% liegt.
  • D. Kathepsin-D-Hemmung
  • Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung erwiesen sich als starke Inhibitoren von Kathepsin D. Als solches betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der Verbindungen der vorliegenden Erfindung zur Hemmung von Kathepsin D, entweder in vivo oder in vitro. In einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Hemmung von Kathepsin D bereit, wobei das Verfahren das Kontaktieren von Kathepsin D mit einer Verbindung der folgenden Formel umfasst:
  • Figure 00310001
    Formel I
  • In der obigen Formel sind R1, R2 und R3 unabhängig voneinander aus der aus Alkyl, substituiertem Alkyl, Aryl, substituiertem Aryl, Arylalkyl, substituiertem Arylalkyl, Aryloxyalkyl, substituiertem Aryloxyalkyl, Heteroaryl, substituiertem Heteroaryl, Heteroarylalkyl, substituiertem Heteroarylalkyl, Heterocyclen, substituierten Heterocyclen, Heterocyclusalkyl und substituiertem Heterocyclusalkyl bestehenden Gruppe ausgewählt. Die oben angeführten Erläuterungen zu R1, R2 und R3 und ihre bevorzugten Ausführungsformen gelten in vollem Umfang auch für die Kathepsin-D- Inhibitoren, die in diesem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, und werden deshalb unter Bezugnahme auf dieses spezielle Verfahren nicht noch einmal wiederholt. R5 und R6 sind wie oben definiert.
  • In einer weiteren Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Hemmung von Proteinverarbeitung durch Kathepsin D in lebenden Zellen bereit, wobei das Verfahren das Kontaktieren der Zellen mit einer wirksamen Menge einer Verbindung der folgenden Formel umfasst:
  • Figure 00320001
    Formel I
  • Die oben angeführten Erläuterungen zu R1, R2, R3, R5 und R6 und ihren bevorzugten Ausführungsformen gelten in vollem Umfang auch für die Kathepsin-D-Inhibitoren, die in diesem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, und werden unter Bezugnahme auf dieses spezielle Verfahren deshalb nicht noch einmal wiederholt.
  • Verbindungen, die zur Hemmung von Kathepsin D fähig sind, können leicht unter Verwendung der hierin beschriebenen Tests identifiziert werden, mithilfe derer eine Veränderung in der Hydrolyse eines Peptidsubstrats gemessen werden kann. Genauer gesagt kann ein fluorimetrischer Hochdurchsatztest für Aktivität gegenüber Kathepsin D aus menschlicher Leber (Calbiochem) verwendet werden, um die Verbindungen der vorliegenden Erfindung auf ihre Fähigkeit zur Hemmung von Kathepsin D zu screenen. Dieser Test wurde von G. A. Kraft et al., Methods Enzymol. 241, 70–86 (1994), beschrieben, dessen Lehren durch Verweis hierin aufgenommen sind. Außerdem wurde das Peptidsubstrat (Ac-Glu-Glu(Edans)-Lys-Pro-Ile-Cys-Phe-Phe-Arg-Leu-Gly-Lys(Methyl Red)-Glu-NH2), das für den Test verwendet wird, schon in der Literatur genannt (Km = 6 μM) (E. T. Baldwin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90, 6796–6800 (1993)). Im Allgemeinen werden die Reaktanten vermischt, die Reaktion wird für eine bestimmte Dauer laufen gelassen, und die Fluoreszenz der Reaktionsprodukte wird überwacht, um das Ausmaß zu bestimmen, in dem das Peptidsubstrat gespalten wurde. Verbindungen, die beim oben genannten Test Hemmaktivität gegenüber Kathepsin D aufweisen, können in größerem Maßstab synthetisiert werden und einer genaueren kinetischen Analyse unterzogen werden, bei der ein ähnlicher Test wie in Tabelle 3 weiter unten verwendet wird, der von G. A. Kraft et al., Methods Enzymol. 241, 70–86 (1994), in detaillierter beschrieben wurde. So können mithilfe der Verfahren der vorliegenden Erfindung leicht Verbindungen synthetisiert und gescreent werden, um Verbindungen zu identifizieren, die Kathepsin D hemmen.
  • Wie oben erläutert handelt es sich bei Kathepsin D um ein lysosomales Enzym, das beim Proteinstoffwechsel, -katabolismus und Antigenprocessing eine wichtige Rolle spielt. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Kathepsin D zu hemmen, sind die Verbindungen der vorliegenden Erfindung für verschiedene therapeutische Anwendungen geeignet. Solche Anwendungen umfassen die Behandlung von Krebs, da erhöhte Kathepsin-D-Werte in Tumoren, insbesondere bei Brustkrebs, in Wechselbeziehung mit schlechten Prognosen stehen, weil Kathepsin-D-vermittelter proteolytischer Abbau der extrazellulären Matrix zu Tumormetastasen führt (siehe z.B. B. R. Westley et al., Eur. J. Cancer 32, 15–24 (1996))
  • Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Hemmung des Wachstums einer Tumorzelle bereit, wobei das Verfahren das Kontaktieren der Tumorzelle mit einer Verbindung der folgenden Formel umfasst:
  • Figure 00340001
    Formel I
  • Die oben angeführten Erläuterungen zu R1, R2, R3, R5 und R6 und ihren bevorzugten Ausführungsformen gelten in vollem Umfang auch für die Kathepsin-D-Inhibitoren, die in diesem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, und werden unter Bezugnahme auf dieses spezielle Verfahren deshalb nicht noch einmal wiederholt.
  • In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform werden die Verbindungen der vorliegenden Erfindung verwendet, um das Wachstum von Tumorzellen in einem Säugetier zu hemmen, wobei das Verfahren die Verabreichung einer therapeutisch wirksamen Menge einer Verbindung der vorliegenden Erfindung an das Säugetier umfasst. In Bezug auf dieses Verfahren gehören zu diesen Säugetieren Menschen, Labortiere, Haustiere und Nutztiere, ohne jedoch eine Einschränkung auf diese vorzunehmen. Tumorzellen umfassen, sind jedoch nicht eingeschränkt auf, Lungen-, Dickdarm-, Brust-, Eierstock-, Prostata- und Lebertumorzellen. In einer derzeit bevorzugten Ausführungsform sind die Tumorzellen Brusttumorzellen.
  • Neben dem oben genannten Zweck ist Kathepsin D auch bei der Behandlung der Alzheimer-Krankheit wirksam, da bei Alzheimer-Patienten erhöhte Kathepsin-D-Werte in Gehirn-Rückenmark-Flüssigkeit gefunden wurden und Kathepsin D hohe proteolytische Aktivität gegen β-Proteinvorläufermutanten aufweist, die bei der Alzheimer-Krankheit eine Rolle spielen (siehe z.B. Ladror, U.S., et al., J. Biol. Chem. 269, 18422–18428 (1994); Cataldo, A. M., et al., J. Neurosci. 16, 186–199 (1996)).
  • Somit stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Hemmung der Proteolyse einer β-Proteinvorläufermutante in einem Patienten bereit, der an der Alzheimer-Krankheit leidet, wobei das Verfahren die Verabreichung eines Kathepsin-D-Inhibitors in einer Menge, die wirksam ist, um die Proteolyse der β-Proteinvorläufermutante zu hemmen, und eines pharmazeutisch annehmbaren Trägers an den Patienten umfasst, wobei der Kathepsin-D-Inhibitor die folgende Formel aufweist:
  • Figure 00350001
    Formel I
  • Die oben angeführten Erläuterungen zu R1, R2, R3, R5 und R6 und ihren bevorzugten Ausführungsformen gelten in vollem Umfang auch für die Kathepsin-D-Inhibitoren, die in diesem Verfahren der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden, und werden unter Bezugnahme auf dieses spezielle Verfahren deshalb nicht noch einmal wiederholt.
  • Die Verbindungen, d.h. Aspartatproteaseinhibitoren, dieser Erfindung können in verschiedenste zur therapeutischen Verabreichung bestimmte Formulierungen inkorporiert werden. Genauer gesagt können die Verbindungen der vorliegenden Erfindung zu pharmazeutischen Zusammensetzungen formuliert werden, indem sie mit geeigneten, pharmazeutisch annehmbaren Trägern oder Verdünnungsmitteln kombiniert werden, und sie können zu festen, halbfesten, flüssigen oder gasförmigen Präparaten formuliert werden, wie z.B. zu Tabletten, Kapseln, Pulvern, Granulaten, Salben, Lösungen, Zäpfchen, Injektionen, Inhalationsstoffen und Aerosolen. Somit kann die Verabreichung der Verbindungen auf verschiedene Weisen erfolgen, einschließlich oral, bukkal, rektal, parenteral, intraperitoneal, intradermal, transder mal, intracheal usw. Zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete Formulierungen finden sich in Remington's Pharmaceutical Sciences (Mack Publishing Company, Philadelphia, PA, 17. Aufl. (1985)), das durch Verweis hierin aufgenommen ist. Für einen kurzen Überblick über Verfahren zur Verabreichung von Arzneimitteln siehe außerdem Langer, Science 249, 1527–1533 (1990), das ebenfalls durch Verweis hierin aufgenommen ist.
  • Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können alleine, in Kombinationen miteinander oder in Kombination mit anderen bekannten Verbindungen (z.B. anderen Proteaseinhibitoren) verabreicht werden. In pharmazeutischen Dosierungsformen können die Verbindungen in Form ihrer pharmazeutisch annehmbaren Salze verabreicht werden oder alleine oder in geeigneten Verbindungen sowie in Kombination mit anderen pharmazeutisch aktiven Verbindungen verwendet werden. Die folgenden Verfahren und Exzipienten sind lediglich Beispiele und in keinster Weise als Einschränkungen zu verstehen. Es gilt anzumerken, dass, da die Verbindungen der vorliegenden Erfindung nichtpeptidisch sind, sie meist bessere pharmakokinetische Eigenschaften (z.B. bessere orale Verabreichbarkeit und erhöhte Halbwertszeit im Kreislauf) aufweisen als Verbindungen peptidischer Art.
  • Bei oralen Präparaten können die Verbindungen alleine oder in Kombination mit zur Herstellung von Tabletten, Pulvern, Granulaten oder Kapseln geeigneten Additiven verwendet werden, wie beispielsweise mit herkömmlichen Additiven, wie z.B. Lactose, Mannit, Maisstärke oder Kartoffelstärke; mit Bindemitteln, wie z.B. kristalliner Cellulose, Cellulosederivaten, Akaziengummi, Maisstärke oder Gelatine; mit Abbaubeschleunigern, wie z.B. Maisstärke, Kartoffelstärke oder Natriumcarboxymethylcellulose; mit Gleitmitteln, wie z.B. Talk oder Magnesiumstearat; und falls gewünscht mit Verdünnungsmitteln, Puffern, Befeuchtungsmitteln, Konservierungsmitteln und Geschmacksstoffen.
  • Die Verbindungen können zu Injektionspräparaten formuliert werden, indem sie in einem wässrigen oder nichtwässrigen Lösungsmittel, wie z.B. pflanzlichen oder ähnliche Ölen, synthetischen aliphatischen Säureglyceriden, Estern von höheren aliphatischen Säuren oder Propylenglykol, gelöst, suspendiert oder emulgiert werden; und falls gewünscht können herkömmliche Additive, wie z.B. Lösungsvermittler, isotonische Mittel, Suspendiermittel, Emulgatoren, Stabilisatoren und Konservierungsmittel, zugesetzt werden.
  • Die Verbindungen können auch in Aerosol-Formulierungen verwendet werden, die durch Inhalation verabreicht werden. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können zu unter Druck gesetzten, annehmbaren Treibmitteln, wie z.B. Dichlordifluormethan, Propan, Stickstoff und dergleichen, zugesetzt werden.
  • Ferner können die Verbindungen zu Zäpfchen verarbeitet werden, indem sie mit verschiedenen Basen, wie z.B. emulgierenden oder wasserlöslichen Basen, vermischt werden. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können auch rektal mithilfe eines Zäpfchens verabreicht werden. Die Zäpfchen können Vehikel, wie z.B. Kakaobutter, Carbowax und Polyethylenglykole, enthalten, die bei Körpertemperatur schmelzen, bei Raumtemperatur aber fest sind.
  • Auch Einzeldosisformen zur oralen oder rektalen Verabreichung, wie z.B. in Form von Sirupen, Elixieren und Suspensionen, können bereitgestellt werden, worin jede Dosierungseinheit, z.B. ein Teelöffel, ein Esslöffel, eine Tablette oder ein Zäpfchen, eine vorgegebene Menge der Zusammensetzung enthält, die eine oder mehrere Verbindungen der vorliegenden Erfindung umfasst. Auf ähnliche Weise können Einzeldosisformen zur Injektion oder intravenösen Verabreichung die Verbindung der vorliegenden Erfindung in einer Zusammensetzung, wie z.B. als Lösung in sterilem Wasser, einer normalen Kochsalzlösung oder einem anderen pharmazeutisch annehmbaren Träger, umfassen.
  • Der Begriff „Einzeldosisform" bezieht sich hierin auf physisch getrennte Einheiten, die als Einheitsdosis für Menschen und Tiere geeignet sind, wobei jede Einheit eine vorgegebene Menge von Verbindungen der vorliegenden Erfindung enthält, deren Menge so berechnet ist, dass sie ausreicht, um die gewünschte Wirkung bei gleichzeitiger Verwendung eines pharmazeutisch annehmbaren Verdünnungsmittels, Trägers oder Vehikels zu erreichen. Die genauen Vorschriften für die neue Einzeldosisformen der vorliegenden Erfindung hängen sowohl von der jeweils verwendeten Verbindung und der zu erreichenden Wirkung als auch von der Pharmakodynamik jeder Verbindung im Wirt ab.
  • Die pharmazeutisch annehmbaren Exzipienten, wie z.B. Vehikel, Adjuvantien, Träger oder Verdünnungsmittel, sind allgemein verfügbar. Auch pharmazeutisch annehmbare Hilfsstoffe, wie z.B. pH-Einstellungsmittel und -Puffer, Tonizitätseinstellungsmittel, Stabilisatoren, Benetzungsmittel und dergleichen, sind allgemein verfügbar.
  • Beworzugte Formulierungen der Verbindung sind orale Präparate, insbesondere Kapseln oder Tabletten mit etwa 10 mg bis etwa 1000 mg des aktiven Bestandteils. Die Verbindungen werden in verschiedenen physiologisch kompatiblen Matrizen oder Lösungsmitteln formuliert, die zur Einnahme oder Injektion geeignet sind.
  • Nachstehend wird die Erfindung anhand von spezifischen Beispielen genauer erläutert. Die folgenden Beispiele dienen lediglich der Veranschaulichung und sind in keinster Weise als Einschränkung zu verstehen. Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung werden verschiedene nicht entscheidende Parameter erkennen, die verändert oder modifiziert werden können, sodass im Wesentlichen die gleichen Ergebnisse erreicht werden.
  • BEISPIELE
  • A. Spezifischer Ansatz
  • Eine wirksame Strategie, eine Enzymklasse anzupeilen, besteht in der Inkorporation eines stabilen Mimetikums oder Isosters des Übergangszustands oder eines Zwischenprodukts aus der enzymkatalysierten Reaktion (R. A. Wiley et al., Med. Res. Rev. 13, 327–384 (1993)). Die Bibliotheken von möglichen Kathepsin-D-Inhibitoren basieren auf dem allgemein bekannten Hydroxyethylamin-Isoster (siehe 1). Für die anfänglichen Bibliotheken wird die P1-Seitenkette (R4) basierend auf Röntgenkristallstrukturdaten von Kathepsin D, das mit dem natürlichen Peptidinhibitor Pepstatin komplexiert ist (E. T. Baldwin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 90, 6796–6800 (1993)), und Hemmungskonstanten von auf Peptiden basierenden Inhibitoren (R. A. Jupp et al., Biochem. J. 265, 871–878 (1990); N. S. Agarwal usw., J. Med. Chem. 29, 2519–2524 (1986)) konstant als Benzylsubstituent gehalten.
  • In einer Pilotstudie wurden sowohl S- als auch R-Epimere am Hydroxykohlenstoff (siehe Struktur 1 und 2 in 1) hergestellt, da beide Diastereomere in möglichen Inhibitoren von anderen Asparaginsäureproteasen gefunden wurden (R. A. Wiley et al., Med. Res. Rev. 13, 327–384 (1993)). Da die Hemmung bei 1 μM in der Pilotstudie nur bei Verbindungen mit Gerüst 1 auftrat, wurde bei weiteren Synthesen von Bibliotheken in Richtung Kathepsin D nur Gerüst 1 verwendet. Computermodellierung (siehe unten) sagte vorher, dass Struktur 1 (1) die stärksten Inhibitoren bereitstellen würde. Diversität wurde an drei Positionen eingebracht: ein primäres Amin für den R1-Substituenten und Acylierungsmittel für die Substituenten R2 und R3 (2). Die Optimierung der Synthesesequenz war schon beschrieben worden (E. K. Kick, J. A. Ellman, J. Med. Chem. 38, 1427–1430 (1995)).
  • Die Bibliothekensynthese wurde auf die Verwendung von handelsüblichen Verbindungen zur Inkorporation der Funktionalität bei R1, R2 und R3 ausgerichtet. Umfassende Kombinationen verfügbarer Materialien würde eine Bibliothek von über 10 Milliarden Verbindungen ergeben. Um diese Möglichkeiten auf vernünftige Weise zu reduzieren, wurde Version 93.2 des Available Chemical Directory (ACD) von MDL Information Systems (San Leandro, CA) verwendet, um nach allen Aminen, Carbonsäuren, Sulfonylchloriden und Isocyanaten mit MG < 275 Dalton zu suchen. Verbindungen mit einer Funktionalität, die offensichtlich mit der Synthese inkompatibel ist, wurden eliminiert. Die erhaltene Liste umfasste etwa 700 Amine und 1900 Acylierungsmittel. Diese Liste ermöglichte jedoch immer noch mehr als 1 Milliarde Verbindungen. Offensichtlich waren noch weitere Selektionskriterien notwendig, und um die Selektion zu verbessern, wurde ein Berechnungsscreeningverfahren in Betracht gezogen.
  • B. Design von gerichteten Bibliotheken
  • Der strukturbasierte Designvorgang begann mit Koordinaten für Pepstatin in einem Komplex mit Kathepsin D (E. T. Baldwin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90, 6796–6800 (1993)). Das Gerüst ist auf der P1–P3-Seite identisch mit dem von Pepstatin, auf der B1–P3-Seite unterschiedet es sich jedoch davon und kann nicht die gleichen Wasserstoffbrückenbindungen mit dem Enzym bilden (3A). Deshalb wurden die Pepstatinpositionen für die P1–P3-Seite verwendet, und die drei Gerüsttorsionswinkel auf der P1–P3-Seite wurden systematisch rotiert. Auf jede Rotation folgte eine Energieminimierung innerhalb der aktiven Kathepsin-D-Stellen, wobei das AMBER-Kraftfeld (S. J. Weiner et al., J. Am. Chem. Soc. 106, 765–784 (1984)) in Sybyl, einem Molekülmodellierungssoftwarepaket von Tripos Associates (St. Louis, MO), verwendet wurde. Während der Minimierung wurde das Enzym starr gehalten, aber das Gerüst wies volle Flexibilität auf. Sowohl S- als auch R-Epimere, Struktur 1 und 2, wurden unter Verwendung von Methylgruppen für jede der Gruppen R1–R4 modelliert. Die Konformationsenergien der R-Epimere waren im Allgemeinen etwa 2 kcal höher als die von S-Epimeren, was vermuten lässt, dass die S-Epimere stärker als die R-Epimere binden. Alle minimierten Konformationen von S-Epimeren innerhalb eines 2-kcal/mol-Bereichs wurden gesammelt und basierend auf geometrischer Ähnlichkeit in vier Familien zusammengefasst (3B). Eine Benzylgruppe wurde zu jeder Familie an der R4-Position hinzugefügt. Die verarbeitete Liste von Verbindungen für das ACD wurde durch Sybyl laufen gelassen, um für jede Komponente partielle Atomladungen gemäß Gasteiger und Marsili zu erhalten (J. Gasteiger et al., Tetrahedron Lett. 36, 3219 (1980); J. Gasteiger, M. Marsili, Organ. Magn. Reson. 15, 353 (1981)). Um die Rechenzeit bei der Suche nach den Komponenten zu verringern, wurden Verbindungen mit mehr als 4 Torsionsbindungen identifiziert und entfernt. Eine neue Funktion des Molekülmodellierungsprogramms BUILDER (R. A. Lewis et al., J. Mol. Graphics 10, 66–78 (1992); D. C. Roe und I. D. Kuntz, JCAMD 9, 269–282 (1995)), genannt BUILDERopt (D. C. Roe, Dissertation, University of California, San Francisco (1995)), wurde verwendet, um die R1-, R2- und R3-Komponenten auf dem Gerüst zu positionieren und in 15-Grad-Schritten eine vollständige Konformationssuche für die Torsionswinkel des Substituenten durchzuführen. Um die kombinatorischen Probleme zu verringern, wurden die R1-, R2- und R3-Komponenten unabhängig voneinander untersucht, aber ein wahrscheinlichkeitsbasiertes Übereinstimmungsraster wurde entwickelt, um R1- und R2-Konformationen zu identifizieren, die überlappen könnten. Wenn beispielsweise eine R1-Konformation zu mehr als 50% mit der R2-Komponente übereinstimmte, wurde diese Konformation verworfen. Jede Rotation wurde dann auf intramolekulare Kollisionen mit dem Gerüst und Überlappungen mit Kathepsin D untersucht. Bei jeder akzeptierten Konformation wurde eine Energieminimierung am starren Körper vorgenommen (D. A. Gschwend et al., J. Compt-Aided Drug Design 10, 123–132 (1996)) und mithilfe eines Kraftfeldrasters bewertet (E. C. Meng et al., J. Comput. Chem. 13, 505–524 (1992)). Die gesamte Zeit, die der Computer zur Bewertung aller Torsionswinkel für alle Seitenketten benötigte, die an vier verschiedene Gerüstkonformationen gebunden waren, betrug auf einem Silicon Graphics Iris R4400 16 Stunden. Die fünfzig Komponenten mit den besten Werten aus allen Familien wurden für jede der drei variablen Positionen vereinigt und auf Basis der niedrigsten Gesamtpunkte sortiert. Komponenten mit Kosten über 35 $/g wurden entfernt, wodurch 34, 35 bzw. 41 Komponenten bei R1, R2 bzw. R3 verblieben. Jede verbleibende Komponente wurde einem strukturellen Fingerprinting-Verfahren unterzogen (Daylight Clustering Toolkit, Daylight Chemical Information Systems, Inc., Santa Fe, NM) und hierarchisch in Gruppen (Cluster) zusammengefasst (Ähnlichkeits-Cutoff = 0,63) (H. C. Romesburg, Cluster Analysis For Researchers (Lifetime Learning Publications, Belmont, CA (1984))), wobei die Ähnlichkeitsmetrik gemäß Tanimoto verwendet wurde (P. Willett, Similarity and Clustering in Chemical Information Systems (John Wiley & Sons, New York, NY (1987); P. Willett et al., J. Chem. If. Comput. Sci. 26, 109–118 (1986))). Für R1, R2 und R3 wurden die zehn Komponenten mit den besten Punkten aus einmalig vorkommenden Gruppen für die gerichtete Bibliothek ausgewählt.
  • C. Diversitätsbibliothekendesign
  • Eine Diversitätsbibliothek, deren Größe auf die der gerichteten Bibliothek abgestimmt war, wurde hergestellt, um eine „Trefferrate" bereitzustellen, wenn keine strukturbasierten Verfahren eingesetzt wurden. Die Diversitätsbibliothek wurde entworfen, um die Vielfalt an funktionellen Gruppen und Strukturmotiven der Bibliothekskomponenten zu maximieren. Die Seitenketten für diese Bibliothek wurden ausgewählt, indem die ursprüngliche Komponentenliste basierend auf ihrer Ähnlichkeit zueinander in Gruppen zusammengefasst wurden. Komponenten wurden mittels des Jarvis-Patrick-Algorithmus (R. A. Jarvis et al., IEEE Comput C22, 1025–1034 (1973)) unter Verwendung des Konnektivitätsmaßes der Ähnlichkeit von Daylight (Daylight Clustering Toolkit, Daylight Chemical Information Systems, Inc., Santa Fe, NM) und einer binären Metrik von Tanimoto (P. Willett, Similarity and Clustering in Chemical Information Systems (John Wiley & Sons, New York NY (1987); P. Willett et al., J. Chem. If. Comput. Sci. 26, 109–118 (1986))) in Gruppen zusammengefasst. Beim Jarvis-Patrick-Verfahren wurden zwei Verbindungen in dieselbe Gruppe gegeben, wenn sie: 1) benachbart waren und 2) zumindest p Nachbarn von einer Liste von q Nachbarn teilen, worin p und q einstellbare Parameter sind. Die Verbindung, die dem Gruppenschwerpunkt am nächsten war, wurde als Gruppenvertreter ausgewählt.
  • Die R1-(Amin-)Komponenten wurden direkt als primäre Amine in Gruppen zusammengefasst. Die R2- und R3-Acylierungsmittel wurden jeweils an einen Abschnitt des Gerüsts gebunden, bevor sie in Gruppen zusammengefasst wurden, um den geeigneten chemischen Zusammenhang an der Bindungsstelle bereitzustellen. Der erste Gruppierungsdurchgang ergab 47, 154 bzw. 162 Gruppen bei p:q = 4:11, p:q = 4:12 und p:q = 4:12 für R1, R2 bzw. R3. Die repräsentativen R2- und R3-Komponenten wurden ein zweites Mal in Gruppen zusammengefasst (p:q = 4:7 für R2 und p:q = 4:7 für R3), was zu 23 R2- und 35 R3-Komponenten führte. Es gilt anzumerken, dass es nicht praktisch ist, eine große Anzahl an Verbindungen in eine willkürlich kleine Zahl an Gruppen zu kondensieren, weil die Gruppenelemente sehr vielfältig werden können. Die Endauswahl von zehn Verbindungen aus jeder Liste basierte auf: Größe, Kosten, Verfügbarkeit und Synthetisierbarkeit. Außerdem wurde für jede Gruppe von Seitenketten ein Rest von funktionellen Gruppen gesucht. Ein Vergleich zwischen der gerichteten Bibliothek und der Diversitätsbibliothek (4 und 5) zeigt, dass die Diversitätsbibliothek einen viel größeren Funktionalitätsbereich aufweist.
  • D. Bibliothekensynthese und -screening
  • Die gerichtete Bibliothek und die Diversitätsbibliothek (jeweils 1000 Verbindungen) wurden unter Verwendung eines Diastereomers 1 des Hydroxyethylamingerüsts mit den Komponenten hergestellt, die in der in 4 bzw. 5 dargestellten Bibliothekssynthesen verwendet wurden. Da die Pilotstudie mit R- und S-Epimeren nur bei einer Inhibitorkonzentration von 1 μM für die S-Epimere Aktivität aufwies, wurden nur die S-Epimere der gerichteten Bibliothek und der Diversitätsbibliothek synthetisiert. Alle Bibliotheken wurden in einem räumlich abgetrennten Format synthetisiert und in einem fluorimetrischen Hochdurchsatztest auf die Hemmaktivität gegen Kathepsin D gescreent (G. A. Krafft et al., Methods Enzymol. 241, 70–86 (1994)).
  • 1. Bibliothekensynthese
  • Die Optimierung der Festphasensyntheseabfolge zur Herstellung der Hydroxyethylamininhibitoren und die Demonstration der Allgemeingültigkeit der Reaktion wurde schon von E. K. Kick und J. A. Ellman beschrieben (J. Med. Chem. 38, 1427–1430 (1995)). Weitere Tests wurden durchgeführt, um zu belegen, dass die unterschiedliche Funktionalität bei R1, R2 und R3 erfolgreich in die möglichen Inhibitoren inkorporiert würde. Zuerst wurden alle Amine und Acylierungsmittel, die in die Diversitätsbibliothek und die gerichtete Bibliothek inkorporiert werden sollten, 2 h lang bei Raumtemperatur mit Trifluoressigsäure behandelt, um stabile Träger-Spaltungsbedingungen zu garantieren, bei denen es sich um die rauesten Reaktionsbedingungen in der Syntheseabfolge handelt. Dann wurden Komponenten, die eventuell Schwierigkeiten chemischen oder sterischen Ursprungs bereiten könnten, mittels Probe-Synthesen bewertet. Fünf Amine und vier Carbonsäuren ergaben nicht die erwartete Endverbindung in hoher Ausbeute oder Reinheit und wurden verworfen. Die folgenden Amine und Acylierungsmittel waren in der Syntheseabfolge erfolgreich: R1 = B, C, E, F, a, e, h, i, j; R2 = B, C, D, E, H, a, e, f; R3 = A, D, E, H, a, b, e, g, h, i (4 und 5). Von den restlichen Verbindungen wurde angenommen, dass sie mit der Syntheseabfolge kompatibel waren.
  • Die Bibliothekensynthese wurde auf Polystyrolkügelchen durchgeführt (20–40 Mesh). Die Bibliothek wurde in einer räumlich abgetrennten Anordnung auf einem 96-Well-Filterapparat durchgeführt. Der Transfer des Harzes in die einzelnen Wells wurde unter Verwendung eines isopyknischen Gemischs aus N,N-Dimethylformamid (DMF) und 1,2-Dichlorethan durchgeführt. Die Inkorporation von R1 wurde 36 h lang unter Verwendung von 1,0 M freiem Amin in N-Methylpyrrolidinon (NMP) bei 80°C durchgeführt. Die Inkorporation von R2 wurde über Nacht unter Verwendung von Stammlösungen aus 0,3 M Carbonsäure, 0,3 M Benzotriazol-1-yloxytrispyrrolidinophosphoniumhexafluorphosphat (PyBOP), 0,3 M 7-Aza-1-hydroxybenzotriazol (HOAt) und 0,9 M iPr2EtN in NMP durchgeführt. Die Kopplungsreaktionen wurden zweimal durchgeführt, um sicherzustellen, dass eine vollständige Kopplung stattfand. Nach einer Azidreduktion mit SnCl2, PhSH und Et3N wurde die Inkorporation von R3 wie oben für R2 beschrieben durchgeführt. Carbonsäure R2 = E wurde unter Verwendung von O-(7-Azabenzotriazol-1-yl)-1,1,3,3-tetramethyluroniumhexafluorphosphat (HATU) anstelle von PyBOP gekoppelt, weil sich beim Standardkopplungsvorgang ein Niederschlag bildete. Das Isocyanat R2 = b wurde über Nacht bei 0,3 M in NMP gekoppelt, und die Sulfonylchloride R2 = e und R3 = c wurden bei 0,3 M in NMP gekoppelt, das 0,9 M in iPr2EtN war. Die Spaltung des Materials vom Träger wurde erreicht, indem das Harz 30 min lang 95:5 Trifluoressigsäure:H2O ausgesetzt wurde. Das Spaltungsgemisch wurde vom Harz abfiltriert, dann wurde das Harz gespült, und die Konzentration der Filtrate wurde unter Verwendung eines Jouan-10.10-Zentrifugationskonzentrators eingeengt. Toluol wurde zugesetzt, um während des Einengungsschritts ein Azeotrop mit Trifluoressigsäure zu bilden. Nach der Einengung wurden die Bibliotheken bei –20°C gelagert.
  • Verbindungen der einzelnen Bibliotheken, die mittels eines Zufallsgenerators ausgewählt worden waren, wurden einer massenspektrometrischen Analyse in einer Matrix aus α-Cyanozimtsäure auf einem MALDI-Instrument von Perseptive Biosystems unterzogen. Bei der Diversitätsbibliothek traten die erwarteten Molekülionenpeaks bei 46 von 49 Verbindungen auf (bei den anderen dreien wurde geringe Ionisierung beobachtet). Bei der gerichteten Bibliothek wurden Molekülionenpeaks für 44 von 49 Verbindungen verhalten. Außerdem wurde die Synthese durch eine angemessene Korrelation zwischen den ungefähren IC50-Werten des Rohmaterials von den Bibliotheken und dem gereinigten Material, das in großem Maßstab für eine Reihe von Verbindungen synthetisiert wurde, bestätigt (siehe Tabelle 3).
  • 2. Screenen der Bibliotheken auf Verbindungen mit Hemmwirkung gegen Kathepsin D
  • Kurz gesagt wurde ein fluorimetrischer Hochdurchsatztest für Aktivität gegen Kathepsin D aus menschlicher Leber (Calbiochem) auf 96-Well-Mikrotiterplatten durchgeführt (G. A. Krafft et al., Methods Enzymol. 241, 70–86 (1994)). Das Peptidsubstrat (Ac-Glu-Glu(Edans)-Lys-Pro-Ile-Cys-Phe-Phe-Arg-Leu-Gly-Lys(Methyl Red)-Glu-NH2), das für den Test verwendet wurde, wurde schon beschrieben (Km = 6 μM) (E. T. Baldwin et al., Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90, 6796–6800 (1993)). Der Test wurde auf DYNATECH-Microfluor-Fluoreszenzmikrotiterplatten durchgeführt, und die Ablesungen wurden mithilfe eines Perkin-Elmer LS-50B mit einem angeschlossenen 96-Well-Plattenablesegerät vorgenommen. Die Anregungswellenlänge betrug 340 nm. Ein 340-nm-Interferenzfilter (Hoya, U-340) wurde für die Anregung und ein 430- nm-Cutoff-Filter wurde für die Emission verwendet. Bei den Tests auf Mikrotiterbasis betrug die Substratkonzentration 5 μM, und die Kathepsin-D-Konzentration betrug 9 nM in einem 0,1 M Ameisensäurepuffer (pH = 3,7). DMSO (10%) wurde verwendet, um sicherzustellen, dass die Inhibitoren vollständig gelöst wurden. Die Ablesungen der Fluoreszenzeinheiten wurden zu drei Zeitpunkten innerhalb der linearen Region der Substratspaltung vorgenommen, und die prozentuelle Aktivität des Enzyms wurde bestimmt, indem die Änderung der Fluoreszenzeinheiten (FU) der einzelnen Wells mit der mittleren Änderung der FU in sechs Kontrollwells ohne Inhibitor verglichen wurden. Jede Bibliothek wurde bei etwa 1 μM Inhibitor gescreent, wobei die Konzentration auf der Annahme basierte, dass bei jedem Inhibitor 50% der theoretischen Ausbeute erzielt werden. Alle Wells, die < 50% Kathepsin-D-Aktivität aufwiesen, wurden in nachfolgenden dreifachen Verdünnungen gescreent. Alle aktiven Verbindungen, die < 60% Enzymaktivität in 1 μM oder geringeren Inhibitorkonzentrationen aufwiesen, wurden doppelt gescreent.
  • E. Testergebnisse
  • Bei etwa 1 μM roher Verbindung ergab die gerichtete Bibliothek 67 Verbindungen, die Kathepsin-D-Aktivität ≥ 50% hemmten (G. A. Krafft et al., Methods Enzymol. 241, 70–86 (1994)). Eine weitere Verdünnung von 333 nM und 100 nM Inhibitorkonzentrationen ergab 23 bzw. 7 Verbindungen, die Kathepsin-D-Aktivität ≥ 50% hemmten (siehe Tabelle 2). Die Daten für die Diversitätsbibliothek sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle 2 zusammengefasst. Es gibt viele unsichere Faktoren, welche die Ergebnisse eines fluorimetrischen Hochdurchsatztests beeinflussen können, einschließlich der Reinheit der einzelnen Verbindungen, der Konzentration der Verbindungen und experimentelle Fehler bei der Durchführung des Mikrotiter-Fluoreszenztests. Anhand von wiederholten Versuchen wurden diese Fehler auf etwa 30% geschätzt, ausgedrückt in Enzymaktivität. Tabelle 2: Anzahl an Verbindungen mit ≥ 50% Hemmung von Kathepsin D beim Bibliothekenscreeninga
    Figure 00470001
    • aInhibitoren von Kathepsin D in entsprechenden Konzentrationen: *EAA, EFA, EHA, EHD, EHI, EHJ, FHA. Weitere sechs Verbindungen ergaben 40–50% Hemmung von Kathepsin D. †EAA, EFA, EHA, FAA, FFA, FHA, EHB, EFD, EHD, EEF, EHF, FHF, EFH, EHH, FAH, FFH, EFI, EHI, EAJ, EFJ, EGJ, EHJ, FHJ. Weitere dreißig Verbindungen ergaben 40–50% Hemmung von Kathepsin D. ‡Hundert Verbindungen wurden mithilfe eines Zufallsgenerators für Tests bei 10 μM ausgewählt. Fünf Verbindung waren bei diesen Konzentrationen stark fluoreszierende, sodass in diesen Fällen keine genauen Testdaten erhalten werden konnten. §fbb, ¶fba, fbb, fcb. Vier Verbindungen (fca, fdb, fib, hhb) ergaben 40–50% Hemmung von Kathepsin D; die Fehler bei der Durchführung der Versuche miteinbezogen, ist diese Aktivität ähnlich wie die Aktivität der drei angeführten. #Die Diversitätsbibliothek wurde nicht bei 10 μM getestet.
  • Um genaue Hemmkonstanten (Ki) zu erhalten, wurden mehrere Verbindungen, die basierend auf dem Bibliothekenscreening zu den wahrscheinlichsten starken Inhibitoren zählten, in größerem Maßstab synthetisiert, durch Chromatographie gereinigt und durch NMR und Massenspektrometrie charakterisiert. Die Ki-Werte wurden aus IC50-Bestimmungen berechnet (siehe Tabelle 3). Von den vollständig charakterisierten Verbindungen wurde aus der gerichteten Bibliothek eine Verbindung mit einem Ki unter 100 nM erhalten, während die Diversitätsbibliothek Inhibitoren enthielt, die 3- bis 4-mal schwächer waren. Tabelle 3: Hemmkonstanten für verschiedene Verbindungen, die starke Inhibitoren darstellena
    Figure 00480001
    • * Der Kathepsin-D-Test für „Treffer" aus der gerichteten Bibliothek und der Diversitätsbibliothek wurde in einer Quarzküvette mit einem Spektrometer LS-50B von Perkin-Elmer durchgeführt. Die Substratkonzentration betrug 2,5 μM und die Kathepsin-D-Konzentration 10 nM. Hemmkonstanten (Ki) wurden aus IC50-Werten bestimmt, die aus Diagrammen entnommen wurden, in denen Vi/V0 gegen die Inhibitorkonzentration aufgetragen ist, worin V0 die Geschwindigkeit in Abwesenheit des Inhibitors ist und Vi die Geschwindigkeit mit Inhibitor ist. Da die Substratkonzentration weit unter km liegt, wurden die IC50-Werte mithilfe der Gleichung Ki ≈ (IC50 – Et/2), worin Et = Enzymkonzentration, in Ki umgewandelt (S. Cha et al., Biochem. Pharmacol. 24, 2187–2197 (1975)).
  • F. (i) Bibliothek zweiter Generation
  • Beim Design der gerichteten Bibliothek wurden Derivate mit einem hohem Maß an struktureller Ähnlichkeit ausgewählt, indem ein Gruppenbildungsalgorithmus für die Komponenten mit den höchsten Punkten angewandt wurde (siehe Design von gerichteten Bibliotheken). Diese Gruppen wurden erneut untersucht, um die wichtigen strukturellen Elemente der aktivsten Verbindungen der gerichteten Bibliothek zu untersuchen. Genauer gesagt wurde eine kleine Bibliothek zweiter Generation von den Gruppen der R1-, R2- und R3-Positionen, welche die aktivsten Verbindungen bereitstellten, synthetisiert und gescreent (siehe 6). Bei 1 μM hemmten 92% der gescreenten Verbindungen Kathepsin D ≥ 50%, und 18% der Verbindungen bei 100 nM hemmten Kathepsin D ≥ 50%. Für ausgewählte Verbindungen wurden Hemmkonstanten bestimmt (siehe Tabelle 4), was mehrere starke Inhibitoren (Ki ≤ 15 nM) von Kathepsin D ergab. Tabelle 4: Test an der zweiten Generation (siehe Fig. 6)a
    Figure 00490001
    • aTestbedingungen sind in Tabelle 3 zusammengefasst.
  • F. (ii) Zusätzliche Verbindungen
  • Bekannte Aspartylproteaseinhibitoren weisen sowohl (R)- als auch (S)-Stereozentren um die Hydroxygruppe in Formel I auf. Indem α-Alkoxychelatierungs- und nicht Chelatierungs-kontrollierte Reduktionen eingesetzt wurden, zeigt die folgende Synthesestrategie azyklische Diastereokontrolle auf einem festen Träger, wodurch Zugang zu jedem gewünschten Diastereomer ermöglicht wird. Durch die Untersuchung verschiedener funktioneller Gruppen für R5 und R6 und die Auswahl der R1-, R2- und R3-Substituenten, welche die stärksten Kathepsin-D-Inhibitoren bereitstellen, wurden weitere niedere nanomolare Kathepsin-D-Inhibitoren entdeckt.
  • Strukturelle Diversität kann durch eine Grignard-Addition an ein an einen festen Träger gebundenes α-Alkoxypyrrolidinamid 3 erhalten werden (siehe 7). Die Quelle der Diversität stammt von aromatischen und Alkyl-Grignard-Reagenzien. Die Grignard-Reagenzien, die nicht im Handel erhältlich sind, können unter Verwendung von aktivierten Magnesiumdrehspänen oder eines Magnesium-Anthracen-THF-Komplexes und der entsprechenden aromatischen und Alkylhalogenide synthetisiert werden. Grignard-Reagenzien stellen eine geeignete Quelle zur Einbringung von Diversität in die P1-Stelle von möglichen Aspartylproteasehemmern dar, da die S1-Proteaseoberfläche meist hydrophob ist. Das resultierende Keton wird unter Verwendung von Chelatbildungs- und Nichtchelatbildungsbedingungen reduziert, um das gewünschte Diastereomer bereitzustellen. Nach mehreren Manipulationen an funktionellen Gruppen wird das bekannte Azidonosylatzwischenprodukt 2 erhalten und der vorher beschriebenen Synthese unterzogen, um den möglichen Aspartylproteaseinhibitor 1 zu erhalten (siehe E. K. Kick, J. A. Ellman, J. Med. Chem. 38, 1427–1430 (1995)) (siehe 7).
  • Das Pyrrolidinamid 4, das in 3 Schritten aus im Handel erhältlichem Methyl-(s)-(–)-2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4-carboxylat in einer Gesamtausbeute von 76% hergestellt worden war, wurde unter Verwendung von Natriumhydrid, Tetrabutylammoniumiodid und katalytischem 18-Krone-6 in THF 2 Stunden lang bei 45°C an Benzyloxybenzylbromidharz 5 gekoppelt (siehe 8). Bromidharz 5 wurde aus Carbontetrabromid, Triphenylphosphin und im Handel erhältlichem Wang-Harz erhalten.
  • Die Grignard-Addition in THF bei 0°C an trägergebundenes Pyrrolidinamid 6 gefolgt von einer durch α-Alkoxychelatbildung kontrollierten Reduktion des resultierenden Ketons unter Verwendung von Zinkborhydrid in Diethylether bei –20°C ergab einen sekundären Alkohol 7 in einem 85:15-Diastereomergemisch mit dem dargestellten Hauptdiastereomer (siehe 8). Ein kleiner Teil des sekundären Alkohols 7 wurde vom Träger abgespalten, um das entsprechende Triolprodukt bereitzustellen, das unter Verwendung von Essigsäureanhydrid und DMAP (Dimethylaminopyridin) in das entsprechende Triacetat übergeführt wurde. Diastereoselektivität wurde durch eine GC-Analyse der entsprechenden Triacetate bestimmt. Bei keiner der in der Bibliothek verwendeten Komponenten wurde eine Überalkylierung aufgrund der Grignard-Addition detektiert.
  • Sekundärer Alkohol 7 wurde durch die Bildung eines sekundären Nosylats unter Verwendung von 4-Nitrobenzolsulfonylchlorid und 4-Pyrrolidinopyridin in Chloroform gefolgt von einer Azidverschiebung mit Natriumazid in N,N-Dimethylformamid bei 50°C in Azid 8 übergeführt. Die p-Methoxytritylschutzgruppe wurde unter Verwendung von 1% p-Toluolsulfonsäure in Methylenchlorid selektiv entfernt. Die Nosylierung des primären Alkohols mit 4-Nitrobenzolsulfonylchlorid und Pyridin in Chloroform ergab Azidonosylat 9.
  • Die Aminverschiebung in N-Methylpyrrolidinon (NMP) bei 80°C gefolgt von einer Acylierung mit der gewünschten Carbonsäure, Benzotriazol-1-yloxytrispyrrolidinophosphoniumhexafluorphosphat (PyBOP), Aza-1-hydroxybenzotriazol (HOAt) oder Isocyanat in NMP ergab das Zwischenprodukt 10 mit den P1-, R1- und R2-Stellen der Diversität an Ort und Stelle. Die Reduktion des Azids mit Zinn(II)-chlorid, Thiophenol und Triethylamin gefolgt von einer Acylierung mit der R3-Carbonsäure, PyBOP und HOAt und schließlich von einer Spaltung vom Träger unter Verwendung eines Trifluoressigsäure:Methylenchlorid-Gemischs (90:10) ergab den gewünschten möglichen Aspartylproteaseinhibitor 1a.
  • Eine Bibliothek aus 204 Verbindungen stammte von den in 9 dargestellten Komponenten. Die stärksten Inhibitoren von Kathepsin D wurden in größerem Maßstab synthetisiert, gereinigt und einem biologischen Test unterzogen, um Ki-Werte wie in Tabelle 5 angeführt zu bestimmen. Die Gesamtausbeuten dieser maßstabsvergrößerten Inhibitoren reichten in der gesamten 12 Schritte umfassenden Festphasensynthese von 46–48%, bestimmt durch die Massenbilanz des gewünschten Produkts nach einer säulenchromatographischen Reinigung.
  • Tabelle 5: Hemmkonstanten gewählter Verbindungen (Ki)
    Figure 00520001
  • Figure 00530001
  • Synthese von Inhibitoren
  • Einige der stärksten Verbindungen wurden auf in einem durchschnittlichen Maßstab von 115 mg auf dem festen Träger synthetisiert, wobei das oben genannte Verfahren eingesetzt wurde. Diese Verbindungen wurden durch Säulenchromatographie gereinigt und durch 1H NMR und Elementaranalysen charakterisiert. Die Gesamtausbeute der Verbindungen basierte auf der gesamten 12 Schritte umfassenden Festphasensynthese und wurde durch die Massenbilanz des gewünschten Produkts nach einer säulenchromatographischen Reinigung bestimmt. Die Charakterisierungsdaten sind mit dem entsprechenden Verbindungscode angeführt. Die 1H-NMR-Daten gelten für das Hauptamidrotomer des Hauptdiastereomers der einzelnen Verbindungen.
    Kbcf. (57 mg, 46%) 1H NMR (400 MHz, CDCl3) d 2.65 (m, 2H), 2.88 (scheinbares t, J = 7.7, 2H), 3.01 (scheinbares t, 7 = 6.9, 2H), 3.24 (m, 1H), 3.47 (m, 2H), 3.83–3.96 (m, 4H), 3.85 (s, 3H), 3.89 (s, 3H), 4.34 (scheinbares q, J = 8.3, 1H), 4.66 (br. s, 1H), 6.71 (d, J = 9.2, 1H), 6.84 (dd, J = 1.7, 8.0, 1H), 6.93–7.00 (m, 5H), 7.05 (m, 1H), 7.05 (s, 1H), 7.07 (s, 1H), 7.16 (dd, J = 2.1, 8.1, 1H), 7.23–7.30 (m, 3H), 7.34 (d, J = 2.1, 1H), 7.71 (dd, J = 3.1, 5.4, 2H), 7.83 (dd, J = 3.1, 5.4, 2H). Anal. ber. für C44H40N3O8Cl2Br1: C, 59.41; H, 4.53; N, 4.72. gefunden: C, 59.22; H, 4.76; N, 4.52.
    Gbcf. (48 mg, 48%) 1H NMR (400 MHz, CDCl3) d 2.62 (scheinbares t, J = 7.5, 2H), 2.82 (scheinbares t, J = 7.6, 2H), 3.18–3.25 (m, 3H), 3.40–3.47 (m, 2H), 3.57 (s, 3H), 3.85 (s, 3H), 3.91–3.96 (m, 4H), 4.47 (scheinbares q, J = 8.4, 1H), 4.76 (br. s, 1H), 6.69 (s, 1H), 6.92 (d, J = 8.2, 1H), 6.95 (s, 1H), 7.04 (dd, J = 2.1, 8.2, 1H), 7.29 (d, J = 2.1, 1H), 7.40–7.45 (m, 3H), 7.68 (dd, J = 3.0, 5.5, 2H), 7.71–7.80 (m, 6H). Anal. ber. für C42H38N3O7Cl2Br1: C, 59.52; H, 4.52; N, 4.96. gefunden: C, 59.63; H, 4.67; N, 4.69.
    Obcf. (55 mg, 48%) 1H NMR (400 MHz, CDCl3) d 2.65 (m, 2H), 2.85 (scheinbares t, J = 7.3, 2H), 3.08 (scheinbares t, J = 6.7, 2H), 3.23 (m, 1H), 3.44 (m, 1H), 3.57 (m, 1H), 3.75 (s, 3H), 3.86 (s, 3H), 3.94 (m, 4H), 4.39 (scheinbares q, J = 8.3, 1H), 4.73 (br. s, 1H), 6.78 (d, J = 9.2, 1H), 6.93 (s, 1H), 6.97 (s, 1H), 7.02 (d, J = 8.2, 1H), 7.10 (dd, J = 2.1, 8.2, 1H), 7.30 (d, J = 2.1, 1H), 7.36–7.42 (m, 5H), 7.51–7.54 (m, 4H), 7.68 (dd, J = 3.0, 5.4, 2H), 7.81 (dd, J = 3.0, 5.4, 2H). Anal. ber. für C44H40N3O7Cl2Br1: C, 60.49; H, 4.62; N, 4.81 gefunden: C, 60.23; H, 4.86; N, 4.58.
    Qbcf. (55 mg, 46%) 1H NMR (400 MHz, CDCl3) d 2.64 (m, 2H), 2.86 (scheinbares t, J = 7.1, 2H), 2.96 (m, 2H), 3.20 (m, 1H), 3.46 (m, 1H), 3.54 (m, 1H), 3.78 (m, 2H), 3.82 (s, 3H), 3.86 (s, 3H), 3.91 (m, 2H), 4.31 (scheinbares q, J = 8.5, 1H), 4.73 (br. s, 1H), 6.73 (d, J = 9.3, 1H), 6.85 (s, 1H), 6.96 (s, 1H), 7.03 (d, J = 8.3, 1H), 7.14 (m, 2H), 7.16 (dd, 7 = 2.2, 8.3, 1H), 7.32 (d, J = 2.2, 1H), 7.37–7.41 (m, 2H), 7.70 (dd, J = 3.0, 5.5, 2H), 7.80 (dd, J = 3.0, 5.5, 2H). Anal. ber. für C38H35N3O7Cl2Br2: C, 52.08; H, 4.03; N, 4.79 gefunden: C, 52.28; H, 4.09; N, 4.60.
  • G. Ergebnisse
  • Neue Inhibitoren von Kathepsin D im niederen Nanomolekularbereich wurden unter Verwendung von kombinatorischer Chemie zusammen mit zwei unterschiedlichen Rechenstrategien rasch identifiziert. Die Diversitätsbibliothek und gerichtete Bibliothek ergaben zusammen über 90 Verbindungen, die bei 1 μM aktiv sind, und 26, die im submikromolaren Bereich aktiv sind. Die „Trefferrate" in Bezug auf die Aktivität bei 1 μM liegt bei der gerichteten Bibliothek bei 6–7% und bei der Diversitätsbibliothek bei 2–3%. Obwohl sowohl die gerichtete Bibliothek als auch die Diversitätsbibliothek auf dem „aktiven" Epimer der Gerüsts basierten, sind die Ergebnisse der gerichteten Bibliothek deutlich besser. Bei allen Konzentrationen ≤ 1 μM gab es in der gerichteten Bibliothek mehr „Treffer" als in der Diversitätsbibliothek. Die stärksten Inhibitoren aus der gerichteten Bibliothek sind 3- bis 4-mal stärker als jene aus der Diversitätsbibliothek. Aus diesen Ergebnissen ist klar ersichtlich, dass die Anzahl und Qualität der aktiven Verbindungen mittels relevanter Informationen über das Ziel erhöht werden kann.
  • Eine Stärke des strukturbasierten Verfahrens liegt darin, dass es direkt zu überprüfbaren geometrischen Hypothesen führt. Bei dieser Untersuchung wird von drei Hypothesen ausgegangen: 1) S-Epimere binden wahrscheinlich besser als R-Epimere; 2) es gibt zwei energetisch vernünftige Gerüstkonformationen (Familie 1 + 2, Familie 3 + 4), die R-Gruppen in verschiedene Pockets platzieren; 3) alle Inhibitoren binden wahrscheinlich in etwa der gleichen Orientierung wie Pepstatin.
  • Die erste Hypothese wurde direkt in Pilotstudien untersucht, bei denen kein Inhibitor auf Basis des R-Epimers bei 1 μM Aktivität aufwies. Außerdem wies das R-Epimer einer der stärksten Verbindungen keinen Ki über 5 μM auf, während der Ki des S-Epimers 15 nM betrug (siehe Tabelle 4). Diese Schlussfolgerung und die Orientierung der Inhibitoren im Kathepsin-D-Komplex wird kristallographisch untersucht.
  • Mithilfe der hierin beschriebenen Vorgangsweise können aktive Verbindungen identifiziert werden, wonach die Aktivität optimiert wird. Die Optimierunskriterien können erhöhte Stärke, Selektivität, pharmakokinetische Eigenschaften oder verringerte Toxizität umfassen. Jeder dieser Punkte scheint durch das Bibliothekendesign beinflussbar zu sein. Verbindungen mit fünf- bis sechsfach erhöhter Stärke wurden beispielsweise rasch durch Synthetisierung und Screening einer kleinen Bibliothek zweiter Generation identifiziert, die Varianten der aktivsten Verbindungen umfasste.
  • Die positiven Ergebnisse der gerichteten Bibliothek bei der Suche nach starken Inhibitoren zeigt die Leistung der Verbindung von kombinatorischen Bibliotheken mit strukturbasiertem Design auf. Kombinatorische Bibliotheken ermöglichen die Untersuchung eines größeren Molekularbereichs, während die Funktionalität durch das strukturbasierte Design gewählt wird, sodass nicht mehr vorher ein einzelnes „bestes" Ziel ausgewählt werden muss. Auf ähnliche Weise ermöglichen Rechenverfahren eine rasche Untersuchung von extrem großen virtuellen Bereichen (> 1010 Verbindungen) und konzentrieren die chemischen Anstrengungen auf produktive Bereiche.
  • Es versteht sich, dass die obige Beschreibung lediglich der Veranschaulichung dient und nicht als Einschränkung zu verstehen ist. Für Fachleute auf dem Gebiet der Erfindung werden beim Lesen der Beschreibung zahlreiche Modifikationen offensichtlich sein. Der Schutzumfang der Erfindung sollte daher nicht unter Bezugnahme auf die obige Beschreibung bestimmt werden, sondern unter Bezugnahme auf die beiliegenden Ansprüche sowie jeglichen den Ansprüchen entsprechenden Äquivalenten. Die Offenbarungen aller Artikel und Verweise, einschließlich Patentanmeldungen und -veröffentlichungen, sind für alle Zwecke durch Verweis hierin aufgenommen.

Claims (22)

  1. Verbindung der Formel:
    Figure 00570001
    worin: R1 ausgewählt ist aus: Heteroarylalkyl und substituiertem Arylalkyl; R2 ausgewählt ist aus: Heteroarylalkyl, substituiertem Heteroarylalkyl, substituiertem Arylalkyl und Aryloxyalkyl; und substituiertem Aryloxyalkyl; R3 ausgewählt ist aus: substituiertem Aryl, Heteroarylalkyl, Aryloxyalkyl und substituiertem Aryloxyalkyl; entweder: R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus: Wasserstoff, Halogen, Aryl und substituiertem Aryl; oder: R5 und R6 und die Kohlenstoffe, an die sie gebunden sind, zusammen ein gegebenenfalls substituiertes, aus 9 oder 10 Ringatomen bestehendes, carbozyklisches oder heterozyklisches kondensiertes Ringsystem bilden; worin: ein Alkyl ein verzweigter oder unverzweigter, gesättigter oder ungesättigter, einwertiger Kohlenwasserstoffrest mit 1–12 Kohlenstoffatomen ist; ein substituiertes Alkyl eine Alkylgruppe ist, die eine oder mehrere aus Folgenden ausgewählte Gruppen umfasst: Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Aryl, Acyl, Halogen, Hydroxy, Amino, Alkoxy, Alkylamino, Acylamino, Acyloxy, Aryloxy, Aryloxyalkyl, Mercapto, gesättigte und ungesättigte zyklische Kohlenwasserstoffe und Heterocyclen; ein Aryl ein aromatischer Substituent ist, der in Form eines einzelnen aromatischen Rings oder mehrerer aromatischer Ringe vorliegen kann, die miteinander kondensiert, kovalent gebunden oder an eine aus Methylen, Ethylen und Carbonyl ausgewählte gemeinsame Gruppe gebunden sind; ein substituiertes Aryl eine Arylgruppe ist, die eine oder mehrere aus Folgenden ausgewählte funktionelle Gruppen umfasst: Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Acyl, Halogen, Alkylhalogen, Hydroxy, Amino, Alkoxy, Alkylamino, Acylamino, Acyloxy, Phenoxy, Mercapto und gesättigte und ungesättigte zyklische Kohlenwasserstoffe, die kondensiert, kovalent gebunden oder an eine aus Methylen, Ethylen und Carbonyl ausgewählte gemeinsame Gruppe gebunden sind; ein Heteroaryl ein aromatischer Substituent ist, worin eines oder mehrere der Ringatome ein aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel ausgewähltes Heteroatom sind, wobei es sich um einen einzelnen aromatischen Ring, mehrere aromatische Ringe oder einen oder mehrere aromatische Ringe handeln kann, die an einen oder meh rere nichtaromatische Ringe gebunden sind, worin, wenn mehrere Ringe vorliegen, die Ringe miteinander kondensiert, aneinander gebunden, kovalent gebunden oder an eine aus Methylen, Ethylen und Carbonyl ausgewählte gemeinsame Gruppe gebunden sein können; ein substituiertes Heteroaryl eine Heteroarylgruppe ist, worin der Heteroarylkern mit einer oder mehreren funktionellen Gruppen substituiert ist, die aus Alkyl mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, Acyl, Halogen, Alkylhalogenen, Hydroxy, Amino, Alkoxy, Alkylamino, Acylamino, Acyloxy und Mercapto ausgewählt sind; ein Heterocyclyl eine einwertige gesättigte oder ungesättigte nichtaromatische Gruppe mit einem einzelnen Ring oder mehreren kondensierten Ringen mit 1–12 Kohlenstoffatomen und 1–4 Heteroatomen, ausgewählt aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel, pro Ring ist.
  2. Verbindung nach Anspruch 1, worin R2 ausgewählt ist aus: Heteroarylalkyl, substituiertem Arylalkyl und Aryloxyalkyl;
  3. Verbindung nach Anspruch 1 oder 2, worin R3 ausgewählt ist aus: substituiertem Aryl, Heteroarylalkyl, und Aryloxyalkyl.
  4. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin ein Alkyl Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, 2-Propenyl, n-Butyl, t-Butyl oder i-Butyl ist.
  5. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin ein Aryl Phenyl, Naphthyl, Biphenyl, Diphenylmethyl oder Benzophenon ist.
  6. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin Heteroaryl Thiophen, Pyridin, Isoxazol, Phthalimid, Pyrazol, Indol, Furan oder Benzo-kondensierte Analoga davon ist.
  7. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin Heterocyclyl Tetrahydrofuran, Morpholin, Piperidin oder Pyrrolidin ist.
  8. Verbindung nach Anspruch 1, worin: R1 ausgewählt ist aus:
    Figure 00600001
  9. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 oder 8, worin: R2 ausgewählt ist aus:
    Figure 00600002
  10. Verbindung nach einem der Ansprüche 1, 8 und 9, worin: R3 ausgewählt ist aus:
    Figure 00600003
    Figure 00610001
  11. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin R5 und R6 beide Wasserstoff sind.
  12. Verbindung nach Anspruch 1, ausgewählt aus:
    Figure 00610002
    Figure 00620001
    Figure 00630001
    Figure 00640001
    Figure 00650001
    Figure 00660001
    Figure 00670001
    Figure 00680001
  13. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin: R5, R6 und die Kohlenstoffe, an die sie gebunden sind, zusammen einen gegebenenfalls substituierten Naphthalinring bilden.
  14. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin: R5 Wasserstoff ist und R6 ein aus Folgenden ausgewählter meta- oder para-Substituent ist: Halogen Aryl und substituiertes Aryl.
  15. Verbindung nach Anspruch 1, ausgewählt aus:
    Figure 00690001
    Figure 00700001
  16. Verfahren zur Detektion der Gegenwart von Kathepsin D in einer biologischen Probe in vitro, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: (a) Kontaktieren der biologischen Probe mit einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 oder einem radioaktiv markierten Analogon davon; und (b) Detektieren der Gegenwart von Komplexen, die durch die Bindung dieser Verbindung an Kathepsin D gebildet werden, als Maß für die Gegenwart von Kathepsin in der biologischen Probe.
  17. Verfahren zur Hemmung von Kathepsin D, wobei das Verfahren das Kontaktieren von Kathepsin D mit einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 in vitro umfasst.
  18. Verfahren zur Hemmung von Proteinverarbeitung durch Kathepsin D in lebenden Zellen in vitro, wobei das Verfahren das Kontaktieren der Zellen mit einer wirksamen Menge einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 umfasst.
  19. Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Verwendung in einem Verfahren zur Behandlung eines menschlichen oder tierischen Körpers durch eine Therapie.
  20. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung von Krebs.
  21. Verwendung einer Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15 zur Herstellung eines Medikaments zur Behandlung der Alzheimer-Krankheit.
  22. Pharmazeutische Zusammensetzung, umfassend einen pharmazeutisch annehmbaren Exzipienten und eine Verbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 15.
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Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7119105B2 (en) 1997-02-04 2006-10-10 The Regents Of The University Of California Methods for treating neurodegenerative disorders using aspartyl protease inhibitors
US20020010550A1 (en) 1998-09-14 2002-01-24 George M. Grass Pharmacokinetic-based drug design tool and method
EP1178800A4 (de) * 1999-03-24 2002-07-31 Univ California Verfahren zur Behandlung von Neurodegenerativen Störungen unter Verwendung der Inhibitoren von Aspartyl-Protease
EP1244909A1 (de) * 2000-01-03 2002-10-02 The Trustees of Princeton University Hochleistungsfähige festellung von übereinstimmungen zwischenmolekularen veränderungen und funktionseigenschaften
ATE302751T1 (de) * 2000-06-30 2005-09-15 Elan Pharm Inc Verbindungen zur behandlung der alzheimerischen krankheit
US6846813B2 (en) * 2000-06-30 2005-01-25 Pharmacia & Upjohn Company Compounds to treat alzheimer's disease
EP1666452A2 (de) 2000-06-30 2006-06-07 Elan Pharmaceuticals, Inc. Verbindungen zur Behandlung der Alzheimerischen Krankheit
PE20020276A1 (es) * 2000-06-30 2002-04-06 Elan Pharm Inc COMPUESTOS DE AMINA SUSTITUIDA COMO INHIBIDORES DE ß-SECRETASA PARA EL TRATAMIENTO DE ALZHEIMER
EP1586556A3 (de) * 2000-06-30 2005-12-21 Elan Pharmaceuticals, Inc. Verbindungen zur Behandlung der Alzheimerischen Krankheit
US20030211487A1 (en) * 2001-01-03 2003-11-13 Herschel Rabitz High efficiency mapping of molecular variations to functional properties
AR035960A1 (es) * 2001-04-23 2004-07-28 Elan Pharm Inc Epoxidos sustituidos y procesos para prepararlos
WO2002098849A2 (en) * 2001-06-01 2002-12-12 Elan Pharmaceuticals, Inc. Hydroxy alkyl amine derivatives as beta-secretase inhibitors and their use for the treatment of alzheimer’s disease and similar diseases
WO2003029169A2 (en) 2001-10-04 2003-04-10 Elan Pharmaceuticals, Inc. Hydroxypropylamines
AU2002359376B2 (en) 2001-11-08 2008-01-10 Elan Pharmaceuticals, Inc. N, N'-substituted-1,3-diamino-2-hydroxypropane derivatives
NZ533158A (en) 2001-11-19 2006-09-29 Elan Pharm Inc 3,4-Disubstituted, 3,5-disubstituted and 3,4,5-substituted piperidines and piperazines
AU2003303141A1 (en) 2002-04-30 2004-07-22 Elan Pharmaceuticals, Inc. Hydroxypropyl amides for the treatment of alzheimer's disease
US7101880B2 (en) * 2002-06-24 2006-09-05 Schering Aktiengesellschaft Peptidic compounds as cysteine protease inhibitors
AP2005003247A0 (en) * 2002-09-10 2005-03-31 Pharmacia & Upjohn Co Llc Acetyl 2-hydroxy-1,3 diaminoalkanes.
UY27967A1 (es) * 2002-09-10 2004-05-31 Pfizer Acetil 2-hindroxi-1,3-diaminoalcanos
GB0228410D0 (en) 2002-12-05 2003-01-08 Glaxo Group Ltd Novel Compounds
GB0309221D0 (en) * 2003-04-23 2003-06-04 Glaxo Group Ltd Novel compounds
US7408008B2 (en) * 2003-12-09 2008-08-05 Janssen Pharmaceutica, N.V. Method of producing highly functionalized 1,3-diamino-propan-2-ols from solid support
GB0328900D0 (en) * 2003-12-12 2004-01-14 Glaxo Group Ltd Novel compounds
WO2006102760A1 (en) * 2005-04-01 2006-10-05 Methylgene Inc. Inhibitors of histone deacetylase
ES2649964T3 (es) 2011-02-08 2018-01-16 Merck Patent Gmbh Derivados de aminoestatina para el tratamiento de la artrosis
US9624264B2 (en) 2012-07-24 2017-04-18 Merck Patent Gmbh Hydroxystatin derivatives for the treatment of arthrosis
WO2014084430A1 (ko) * 2012-11-30 2014-06-05 경상대학교 산학협력단 병용 항암요법
ES2612982T3 (es) 2013-02-25 2017-05-19 Merck Patent Gmbh Derivados de 2-amino-3,4-dihidroquinazolina y su aplicación como inhibidores de la catepsina D
CN105451754A (zh) 2013-08-06 2016-03-30 默克专利股份有限公司 在关节病的情况下胃酶抑素的关节内施用

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4604402A (en) * 1984-03-30 1986-08-05 E. R. Squibb & Sons, Inc. Hydroxy substituted ureido amino and imino acids
EP0731088B1 (de) * 1990-11-19 2000-10-04 Monsanto Company Inhibitoren retroviraler Proteasen

Also Published As

Publication number Publication date
AU749281B2 (en) 2002-06-20
AU6268698A (en) 1998-08-25
EP0958293B1 (de) 2005-01-19
JP2001510474A (ja) 2001-07-31
ATE287402T1 (de) 2005-02-15
US6150416A (en) 2000-11-21
WO1998033795A1 (en) 1998-08-06
EP0958293A1 (de) 1999-11-24
CA2280096A1 (en) 1998-08-06
DE69828682D1 (de) 2005-02-24

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