JP2005517630A - Dopamine receptor ligand and therapeutic method based thereon - Google Patents
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Abstract
本発明は、ドーパミン受容体(たとえばD1、D2、D3、D4およびD5)、特に、D1、D2、およびD3ドーパミン受容体に対するリガンド(たとえばアゴニスト、アンタゴニストおよび部分アゴニスト)としてデザインされる化合物に関する。また、本発明は、これらの化合物を合理的にデザインするための方法、およびこれらの化合物を使用する治療方法に関する。The present invention relates to dopamine receptors (eg D 1 , D 2 , D 3 , D 4 and D 5 ), in particular ligands (eg agonists, antagonists and partial agonists) to D 1 , D 2 , and D 3 dopamine receptors. Relates to compounds designed as The invention also relates to methods for the rational design of these compounds and therapeutic methods using these compounds.
Description
本出願は、2001年6月13日に出願の米国仮特許出願第60/297,445号および2002年6月7日出願の米国仮特許出願の速達郵便番号:EV092300689USに対する優先権を主張するものである。これらは共に、その全体が参照として本明細書に組み入れられる。本研究は、国立衛生研究所助成金番号: によって支援された。米国政府は、本発明に対して一定の権利を有する。 This application claims priority to US Provisional Patent Application No. 60 / 297,445 filed on June 13, 2001 and US Provisional Patent Application No. EV092300689US filed on June 7, 2002. . Both of which are hereby incorporated by reference in their entirety. This research is supported by the National Institutes of Health grant number: Assisted by. The US government has certain rights to the invention.
発明の分野
本発明は、ドーパミン受容体(たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5)、特に、D1、D2、およびD3ドーパミン受容体に対するリガンド(たとえば、アゴニスト、アンタゴニスト、および部分アゴニスト)としてデザインされた化合物に関する。また、本発明は、これらの化合物を合理的にデザインするための方法、およびこれらの化合物を使用する治療方法に関する。
FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to dopamine receptors (eg, D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , and D 5 ), particularly ligands (eg, agonists) to D 1 , D 2 , and D 3 dopamine receptors. , Antagonists and partial agonists). The invention also relates to methods for the rational design of these compounds and therapeutic methods using these compounds.
発明の背景
コカイン乱用を含む薬物乱用の対価は莫大であり、絶えず増加している。国家薬物制御政策事務所(Office of National Drug Control Policy)に対して準備された最近の報告では、1998年だけで米国における不法薬物乱用は社会的に約143,400,000,000の費用がかかり、1992年から1998年の間の米国における薬物乱用の全体的な社会的な対価は毎年5.9パーセントの割合で増加したと推定された。失われた生産力(98,500,000,000)、および関連した医学的症状の治療薬のための出費(12,900,000,000)が、この莫大な重荷の2つの大きな部分を占めていた。2000年には、推定14,000,000人のアメリカ人-12歳以上の米国人口のほぼ6.3%が、不法薬物使用者であった。
BACKGROUND OF THE INVENTION The value of drug abuse, including cocaine abuse, is enormous and constantly increasing. In a recent report prepared for the Office of National Drug Control Policy, in 1998 alone, illegal drug abuse in the United States cost approximately 143,400,000,000, and from 1992 to 1998 It was estimated that the overall social consideration of drug abuse in the United States increased during the year at a rate of 5.9 percent. Lost productivity (98,500,000,000) and expenses for the treatment of related medical conditions (12,900,000,000) accounted for two major parts of this enormous burden. In 2000, an estimated 14,000,000 Americans – nearly 6.3% of the US population over the age of 12 were illegal drug users.
ヘロインなどの一部の不法薬物に対する中毒は、薬物療法(たとえば、メサドン、ナロキソン、およびナルトレキソン)でうまく治療することができるが、コカインおよびクラック・コカイン(「クラック」は、喫煙のために遊離塩基に加工した塩酸コカインに与えられた通称である)に対する中毒を治療するために利用できる有効な薬物療法はない。したがって、コカイン中毒は、特に、薬物常用者および社会全体の両方に対して問題がある。さらに、コカインは、最も常習癖がつきやすい既知の物質のうちの1つであり、その結果、コカイン常用者は、彼らの仕事をする能力および彼らの対人関係の能力を失うことが多い。 Addiction to some illegal drugs such as heroin can be successfully treated with drug therapy (eg, methadone, naloxone, and naltrexone), but cocaine and crack cocaine (“crack” is a free base because of smoking There is no effective pharmacotherapy available to treat addiction to the cocaine hydrochloride processed to the same name). Thus, cocaine addiction is particularly problematic for both drug addicts and society as a whole. In addition, cocaine is one of the most commonly addicted known substances, and as a result, cocaine addicts often lose their ability to work and their interpersonal abilities.
1998年の薬物乱用に対する国家家庭調査(1998 National Household Survey on Drug Abuse)では、1,700,000人のアメリカ人が現在コカインまたはクラック・コカイン使用者であると推定された。さらに注意すべきことは、コカインの使用者がアメリカの年少者で上昇しているようであるという事実である。高校を卒業した大学1年〜4年生のうち、1995年には、3.6%が、過去1年以内にコカインを使用しており、0.7%が前月にコカインを使用していた。少なくとも一回コカインを使用したことのある高校上級生の比率は、1994年における5.9%の低さから、1999年には9.8%まで増加した。また、1999年には、少なくとも1回コカインを試したことがある10年生は、1992年における3.3%から、7.7%に上昇した。これまでにコカインを試したことがある8年生の割合は、1991年における2.3%の低さから、1999年には4.7%まで増加した。 A 1998 National Household Survey on Drug Abuse estimated that 1,700,000 Americans were currently cocaine or crack cocaine users. Also noteworthy is the fact that cocaine users appear to be rising in American youth. Among the 1st to 4th graders who graduated from high school, in 1995, 3.6% used cocaine within the past year and 0.7% used cocaine in the previous month. The proportion of high school seniors who have used cocaine at least once increased from 5.9% in 1994 to 9.8% in 1999. In 1999, the number of 10th graders who had tried cocaine at least once rose to 7.7% from 3.3% in 1992. The proportion of eighth graders who have tried cocaine so far increased from a low of 2.3% in 1991 to 4.7% in 1999.
コカイン中毒の神経薬理学的基礎の理解に対するかなりの進歩にもかかわらず、コカイン中毒を治療するための有効な薬物療法は存在しない。(F. I. Carrollら、J. Med. Chem., 42:2721-2731 [1999])。対応して、コカイン依存性患者の臨床における要求は幅広く、患者は、コカイン依存のサイクルのどのような段階でも中断するように作用する薬物療法から利益を受ける可能性が高い。したがって、コカイン乱用は、主要な健康問題および社会的な懸念として残ったままである。 Despite considerable progress towards understanding the neuropharmacological basis of cocaine addiction, there is no effective pharmacotherapy for treating cocaine addiction. (F. I. Carroll et al., J. Med. Chem., 42: 2721-2731 [1999]). Correspondingly, the clinical demands of cocaine-dependent patients are broad and patients are likely to benefit from medications that act to interrupt any stage of the cocaine-dependent cycle. Thus, cocaine abuse remains a major health problem and social concern.
したがって、コカイン乱用を治療する改良された組成物および方法、ならびにより全般的には、強力かつ特異的な薬物療法剤を発見およびデザインする改良された組成物および方法が必要とされる。 Accordingly, there is a need for improved compositions and methods for treating cocaine abuse, and more generally, improved compositions and methods for discovering and designing potent and specific drug therapies.
発明の概要
本発明は、ドーパミン受容体(たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5)、特に、D1、D2、およびD3ドーパミン受容体に対するリガンド(たとえば、アゴニスト、アンタゴニスト、および部分アゴニスト)としてデザインされた化合物に関する。また、本発明は、これらの化合物を合理的にデザインするための方法、およびこれらの化合物を使用する治療方法に関する。しかし、本発明は、ドーパミン受容体を調整する組成物(たとえば、アゴニスト、アンタゴニスト、および部分アゴニスト)に限定されることは企図されない。実際に、本発明のいくつかの態様は、概して、Gタンパク質結合受容体を調整する方法 組成物(たとえば、アゴニスト、アンタゴニスト、および部分アゴニスト)を提供すること、ならびにこれらの化合物を発見およびデザインするための方法に向けられる。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to dopamine receptors (eg, D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , and D 5 ), in particular, ligands (eg, agonists) to D 1 , D 2 , and D 3 dopamine receptors. , Antagonists and partial agonists). The invention also relates to methods for the rational design of these compounds and therapeutic methods using these compounds. However, it is not intended that the present invention be limited to compositions that modulate dopamine receptors (eg, agonists, antagonists, and partial agonists). Indeed, some aspects of the invention generally provide methods compositions (eg, agonists, antagonists, and partial agonists) for modulating G protein-coupled receptors, and discover and design these compounds. Directed to a method for.
本発明の好ましい態様は、脳におけるドーパミン流量を制御するように合理的にデザインされた化合物を提供する。その他の好ましい態様において、これらの化合物は、ドーパミンファミリー受容体(たとえば、D3)の非常に選択的なアンタゴニストである。さらに他の態様において、本発明の化合物の合理的なデザインは、脳におけるドーパミン流量に関連した機構を同定することを含む。次いで、このような機構を妨害し得る活性を有する化合物構造が表現されるように、機構に関する情報を分析する。いくつかの特定の態様において、構造は、「構築ブロック」に基づいて合成され、それぞれの構築ブロックは、ドーパミン流量に関連した特定の機構、特にD受容体ファミリーの1つまたは複数のメンバーが関与する機構を潜在的に妨害することができるという特徴を有する。 A preferred embodiment of the invention provides compounds that are rationally designed to control dopamine flow in the brain. In other preferred embodiments, these compounds are highly selective antagonists of dopamine family receptors (eg, D 3 ). In yet other embodiments, rational design of the compounds of the invention involves identifying mechanisms associated with dopamine flux in the brain. The information about the mechanism is then analyzed so that compound structures with activities that can interfere with such a mechanism are expressed. In some specific embodiments, the structure is synthesized based on “building blocks”, each building block involving a particular mechanism associated with dopamine flux, particularly one or more members of the D receptor family It has the feature that it can potentially interfere with the mechanism to do.
次いで、種々の構築ブロックの組み合わせを有する化合物を合成し、同定された機構に関してこれらの活性を試験する。このような試験は、好ましくはインビトロおよび/またはインビボにおいて行われる。次いで、このような試験を介して得られた情報を合理的なドラッグデザインの新たなサイクルに取り入れる。デザイン-合成-試験のサイクルは、標的とした治療法;たとえば、ドーパミン流量を制御するための所望の性質を有する候補化合物が得られるまで繰り返される。次いで、候補化合物を、好ましくは臨床的に試験する。 Compounds with various building block combinations are then synthesized and tested for their activity with respect to the identified mechanism. Such tests are preferably performed in vitro and / or in vivo. The information obtained through such testing is then incorporated into a new cycle of rational drug design. The design-synthesis-test cycle is repeated until a candidate compound is obtained that has the desired properties for controlling the targeted therapy; eg, dopamine flow. The candidate compound is then preferably tested clinically.
コカイン中毒を治療するために脳におけるドーパミン流量を調整(たとえば、制御)するための1つのアプローチは、ドーパミン取込みに影響を及ぼすことができるコカインのアンタゴニストをデザインすることである。より詳細には、このアプローチは、D受容体ファミリー、特に受容体D3に結合するドーパミンを減少または遮断するようなコカインのアンタゴニストである化合物を合理的にデザインすることに基づく。好ましい態様において、アンタゴニストは、コカインの結合を減少または遮断するが、ドーパミン輸送のその他の側面には影響を受けないようにデザインされる。デザインされたアンタゴニストは、ドーパミン輸送の選択的な制御に基づいた治療プロトコルのための基礎を提供し、これにより、脳におけるドーパミンの正常な流量の崩壊を全く伴わずに、または少ししか伴わずにシナプスのシグナリングを制御するはずである。 One approach to modulating (eg, controlling) dopamine flux in the brain to treat cocaine addiction is to design cocaine antagonists that can affect dopamine uptake. More specifically, this approach is based on rational design D receptor family, is an antagonist of cocaine, such as to reduce dopamine or block particularly bind to receptors D 3 compounds. In preferred embodiments, the antagonist is designed to reduce or block cocaine binding but not be affected by other aspects of dopamine transport. Engineered antagonists provide the basis for therapeutic protocols based on selective control of dopamine transport, thereby causing no or little disruption of the normal flow of dopamine in the brain Should control synaptic signaling.
好ましい態様において、本発明は、本明細書に開示した1つもしくは複数の化合物またはこのような化合物の誘導体(たとえば、軽微な化学的置換を有する誘導体)を含む組成物を提供する。また、本発明は、このような化合物を使用する方法を提供する。本明細書に記載された方法が、本明細書において開示された化合物およびそれらの誘導体と共に使用されることは理解されるであろう。 In preferred embodiments, the present invention provides compositions comprising one or more compounds disclosed herein or derivatives of such compounds (eg, derivatives having minor chemical substitutions). The present invention also provides methods of using such compounds. It will be understood that the methods described herein can be used with the compounds disclosed herein and their derivatives.
好ましい態様において、本発明は、以下の式(この式の誘導体を含む)の化合物を含む組成物を提供する:
式中、X、Y、およびZは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、およびR9は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR'、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1、または2;
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,(CH2)nR'''を含む。
In a preferred embodiment, the present invention provides a composition comprising a compound of the following formula (including derivatives of this formula):
In which X, Y and Z independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , and R 9 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ′, CO 2 R ′, OCOR ′, CONR′R ″, NR ′. Represents' COR ', NR'SO 2 R'', SO 2 NR'R'',NR'R'', wherein R' and R '' are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
A and B independently represent O, S, SO, SO 2 NR ′, CR′R ″, wherein R ′ and R ″ are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2;
R represents alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic substituted or unsubstituted; for example, n = 1-6, R ′ ″ is aryl substituted Or C n H 2n + 1 , (CH 2 ) n R ′ ″, which represents an unsubstituted one.
さらに他の好ましい態様において、本発明は、以下の式(この式の誘導体を含む)の化合物を含む組成物を提供する:
In yet another preferred embodiment, the present invention provides a composition comprising a compound of the following formula (including derivatives of this formula):
さらに他の好ましい態様において、本発明は、以下の式(この式の誘導体を含む)の化合物を含む組成物を提供する:
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、およびR15は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立して、H、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1、または2;式中、m=1〜20;Rは、H、O、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表す。
In yet another preferred embodiment, the present invention provides a composition comprising a compound of the following formula (including derivatives of this formula):
In which X, Y, Z, D and M independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , and R 15 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ', CO 2 R', OCOR ', CONR'R'',NR''COR',NR'SO 2 R '', SO 2 NR'R '', NR'R '', where R ' And R ″ each independently represents a substituted or unsubstituted H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
A and B, O independently, S, SO, SO 2, NR ', CR'R' represent ', in R' and R '' formula, independently, H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl Represents substituted, unsubstituted, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2; where m = 1-20; R represents H, O, S, SO, SO 2 NR ′, CR′R ″, and the formula R ′ and R ″ each independently represents a substituted or unsubstituted H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring.
さらなる好ましい態様において、本発明は、以下の式(この式の誘導体を含む)の化合物を含む組成物を提供する:
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、R9、およびR10は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR'、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1、または2;Eは、アミド基を含まないリンカー基を表し、およびFは、シクロアルキル、シクロアルケニル、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,(CH2)nR'''を含む。基Eは、炭素鎖、繰り返しポリマーユニットなどを含むどのような結鎖化学であることもできるが、これらに限定されない。基Fは、好ましくは置換もしくは非置換のベンゼン環または多環複合体などの大きな基である。
In a further preferred embodiment, the present invention provides a composition comprising a compound of the following formula (including derivatives of this formula):
In which X, Y, Z, D and M independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , R 9 , and R 10 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ′, CO 2 R ′, OCOR ′, CONR′R ''. , NR''COR ', NR'SO 2 R'', SO 2 NR'R'',NR'R'', wherein R' and R '' are independently H, alkyl, cycloalkyl Represents substituted, unsubstituted, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic;
A and B independently represent O, S, SO, SO 2 NR ′, CR′R ″, wherein R ′ and R ″ are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2; E represents a linker group that does not include an amide group, and F represents a substituted or unsubstituted cycloalkyl, cycloalkenyl, or heterocyclic ring Examples; examples include C n H 2n + 1 , (CH 2 ) n R ′ ″, where n = 1-6, R ′ ″ represents aryl, substituted or unsubstituted. Group E can be any chain chemistry including, but not limited to, carbon chains, repeating polymer units, and the like. The group F is preferably a large group such as a substituted or unsubstituted benzene ring or a polycyclic complex.
また、本発明は、ドーパミン受容体のアゴニストおよびアンタゴニストを同定するための方法であって、候補リガンドとドーパミン受容体のアミノ酸との間の相互作用を評価する工程を含む方法を提供する。いくつかの態様において、想定されるドーパミン受容体のアミノ酸は、受容体D3のY32、S35、Y36、L39、F345、F346、T368、T369、Y365、P200、S192、S193、S197、V111、I183、F188、V164、S182、およびA161、受容体D2のY37、L39、L41、L44、F198、F389、F390、F411、S192、S193、S196、V115、I194、F189、およびS163などであるが、これらに限定されない。いくつかの好ましい態様において、想定されるドーパミン受容体のアミノ酸は、受容体D3のN47、D75、F338、N375、およびN379、受容体D2のN52、D80、F382、N418、およびN422を含むが、これらに限定されない。さらにその他のいくつかの態様において、ドーパミン受容体の想定されるアミノ酸は、受容体D3のN47、D75、V78、V82、V86、F106、D110、V111、C114、L121、V164、L168、I183、F188、S192、S193、V195、S196、F197、F338、W342、F345、F346、H349、V350、Y365、T369、Y373、N375、およびN379、受容体D2のN52、D80、V85、V87、V91、F110、D114、V115、C118、L125、I166、L170、I184、F189、S193、S194、V196、S197、F198、F382、W386、F389、F390、H393、I394、Y408、T412、Y416、N418、およびN422を含むが、これらに限定されない。 The present invention also provides a method for identifying dopamine receptor agonists and antagonists comprising the step of assessing the interaction between a candidate ligand and an amino acid of the dopamine receptor. In some embodiments, the amino acid of the dopamine receptor envisioned, Y32 receptors D 3, S35, Y36, L39 , F345, F346, T368, T369, Y365, P200, S192, S193, S197, V111, I183 , F188, V164, S182, and A161, Y37 receptors D 2, L39, L41, L44 , F198, F389, F390, F411, S192, S193, S196, V115, I194, F189, and although S163 and the like, It is not limited to these. In some preferred embodiments, the amino acid of the dopamine receptor envisioned, N47 receptors D 3, D75, F338, N375 , and N379, N52 receptors D 2, D80, F382, N418 , and an N422 However, it is not limited to these. In still other embodiments, the contemplated amino acids of the dopamine receptor are N47, D75, V78, V82, V86, F106, D110, V111, C114, L121, V164, L168, I183, F188 of receptor D3. , S192, S193, V195, S196 , F197, F338, W342, F345, F346, H349, V350, Y365, T369, Y373, N375, and N379, N52 receptors D 2, D80, V85, V87 , V91, F110 D114, V115, C118, L125, I166, L170, I184, F189, S193, S194, V196, S197, F198, F382, W386, F389, F390, H393, I394, Y408, T412, Y416, N418, and N422 Including, but not limited to.
好ましい態様において、ドーパミン受容体のアゴニストおよびアンタゴニストを同定する際の評価工程は、リガンドとアミノ酸との間で予測される相互作用についてコンピュータモデルを調査することを含む。さらにその他の好ましい態様において、評価工程は、ドーパミン受容体にリガンドを結合させて、リガンドとアミノ酸との間の結合を決定することを含む。しかし、なおさらなる態様において、リガンドとアミノ酸との間の結合を決定することは、受容体に結合したリガンドの結晶構造を決定することを含む。 In a preferred embodiment, the evaluating step in identifying agonists and antagonists of dopamine receptors includes examining a computer model for the predicted interaction between the ligand and the amino acid. In still other preferred embodiments, the evaluating step comprises binding a ligand to the dopamine receptor to determine binding between the ligand and the amino acid. However, in still further embodiments, determining the binding between the ligand and the amino acid comprises determining the crystal structure of the ligand bound to the receptor.
本発明のさらにいくつかの態様は、リガンドとアミノ酸との間の結合を決定することは、リガンドとアミノ酸を欠失している受容体との間の結合親和性と、リガンドと受容体との間の結合親和性とを比較することを含むことを想定する。いくつかのその他のさらなる態様は、リガンドとアミノ酸との間の結合を決定することは、受容体のアミノ酸に結合した分子を置換するリガンドの能力を測定することを含むことをさらに想定する。 In some further aspects of the invention, determining the binding between the ligand and the amino acid comprises binding affinity between the ligand and the receptor lacking the amino acid, and between the ligand and the receptor. It is assumed to include comparing the binding affinity between. Some other further aspects further envision that determining the binding between the ligand and the amino acid comprises measuring the ability of the ligand to displace the molecule bound to the amino acid of the receptor.
1つの好ましい態様において、本発明は、疾患、耽溺、またはその他の病的症状(たとえば、コカイン乱用、うつ病、不安症、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、精神分裂病、不穏下肢症候群(RLS)、およびパーキンソン病など)を有する被験者を治療する方法であって、被験者に本発明の組成物の治療的な用量を投与することを含む方法を提供する。たとえば、いくつかの態様において、本発明は、下記式(この式の誘導体を含む)の化合物を含む組成物で被験者を治療する(たとえば、有効な治療的な量/用量を投与する)方法を提供する:
式中、X、Y、およびZは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、およびR9は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1、または2;
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,(CH2)nR'''を含む。
In one preferred embodiment, the invention relates to a disease, epilepsy, or other pathological condition (eg, cocaine abuse, depression, anxiety, eating disorders, alcoholism, chronic pain, obsessive compulsive disorder, schizophrenia) , Restless leg syndrome (RLS), and Parkinson's disease, etc.), comprising administering to the subject a therapeutic dose of a composition of the invention. For example, in some embodiments, the invention provides a method of treating a subject (eg, administering an effective therapeutic amount / dose) with a composition comprising a compound of the following formula (including derivatives of the formula): provide:
In which X, Y, and Z independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , and R 9 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ′, CO 2 R ′, OCOR ′, CONR′R ″, NR ′. Represents' COR ', NR'SO 2 R'', SO 2 NR'R'',NR'R'', wherein R' and R '' are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
A and B, O independently, S, SO, SO 2, NR ', CR'R' represent ', in R' and R '' formula, H are independently alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2;
R represents alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic substituted or unsubstituted; for example, n = 1-6, R ′ ″ is aryl substituted Or C n H 2n + 1 , (CH 2 ) n R ′ ″, which represents an unsubstituted one.
いくつかのその他の態様において、本発明は、以下の式(この式の誘導体を含む)の化合物を含む組成物で被験者を治療する(たとえば、有効な治療的な量/用量を投与する)方法を提供する:
In some other embodiments, the invention provides a method of treating a subject (eg, administering an effective therapeutic amount / dose) with a composition comprising a compound of the following formula (including derivatives of the formula): I will provide a:
さらにもう一つの例において、本発明のさらなる態様は、以下の式(この式の誘導体を含む)の化合物を含む組成物で被験者を治療する(たとえば、有効な治療的な量/用量を投与する)方法を提供する:
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、およびR15は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR'、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立して、H、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1、または2;式中、m=1〜20;Rは、H、O、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表す。
In yet another example, a further aspect of the invention treats a subject with a composition comprising a compound of the following formula (including derivatives of the formula) (eg, administering an effective therapeutic amount / dose): ) Provide a method:
In which X, Y, Z, D and M independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , and R 15 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ', CO 2 R', OCOR ', CONR'R'',NR''COR',NR'SO 2 R '', SO 2 NR'R '', NR'R '', where R ' And R ″ each independently represents a substituted or unsubstituted H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
A and B, O independently, S, SO, SO 2, NR ', CR'R' represent ', in R' and R '' formula, independently, H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl Represents substituted, unsubstituted, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2; where m = 1-20; R represents H, O, S, SO, SO 2 NR ′, CR′R ″, and the formula R ′ and R ″ each independently represents a substituted or unsubstituted H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring.
なおさらなる態様において、本発明は、下記式(この式の誘導体を含む)の化合物を含む組成物で被験者を治療する(たとえば、有効な治療的な量/用量を投与する)方法を提供する:
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、R9、およびR10は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR'、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1または2;Eは、アミド基を含まないリンカー基を表し、およびFは、シクロアルキル、シクロアルケニル、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,(CH2)nR'''を含む。
In yet a further aspect, the invention provides a method of treating a subject (eg, administering an effective therapeutic amount / dose) with a composition comprising a compound of the following formula (including derivatives of the formula):
In which X, Y, Z, D and M independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , R 9 , and R 10 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ′, CO 2 R ′, OCOR ′, CONR′R ''. , NR''COR ', NR'SO 2 R'', SO 2 NR'R'',NR'R'', wherein R' and R '' are independently H, alkyl, cycloalkyl Represents substituted, unsubstituted, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic;
A and B, O independently, S, SO, SO 2, NR ', CR'R' represent ', in R' and R '' formula, H are independently alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted In which n = 0, 1 or 2; E represents a linker group that does not contain an amide group, and F represents a substituted or unsubstituted cycloalkyl, cycloalkenyl, or heterocyclic ring Examples include C n H 2n + 1 , (CH 2 ) n R ′ ″, where n = 1-6, R ′ ″ represents aryl, substituted or unsubstituted.
いくつかの態様において、本発明の治療的な組成物(たとえば、製剤)で治療される被験者は、Gタンパク質結合受容体(たとえば、ドーパミンファミリー受容体)の調節および/または機能に欠陥のあること(たとえば、異常)によって特徴づけられる症状を有する。好ましい態様において、治療される被験者は、ドーパミン受容体(たとえば、D1、D2、D3、D4、および/またはD5)の調節および/または機能に欠陥のあることによって特徴づけられる1つまたは複数の症状を有する。さらにその他の好ましい態様において、被験者は、D3受容体の調節および/または機能に欠陥のあること(たとえば、異常)によって特徴づけられる1つまたは複数の症状を有する。特に好ましい態様において、本発明は、コカイン中毒/乱用を治療するための治療的な方法および組成物を提供する。本発明のいくつかの態様において、コカイン中毒/乱用は疾患とみなす。 In some embodiments, the subject treated with the therapeutic composition (eg, formulation) of the present invention is deficient in the regulation and / or function of G protein-coupled receptors (eg, dopamine family receptors). Have symptoms characterized by (for example, abnormal). In a preferred embodiment, the subject to be treated is characterized by a deficiency in the regulation and / or function of dopamine receptors (eg, D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , and / or D 5 ) 1 Has one or more symptoms. In yet another preferred embodiment, the subject has one or more symptoms characterized by a defective regulation and / or function of D 3 receptors (e.g., abnormal). In particularly preferred embodiments, the present invention provides therapeutic methods and compositions for treating cocaine addiction / abuse. In some embodiments of the invention, cocaine addiction / abuse is considered a disease.
本発明のなおさらなる態様は、被験者に本発明の1つまたは複数の組成物の有効な量を投与することを含む、被験者におけるGタンパク質結合受容体の作用を調整する(たとえば、アンタゴナイズするおよび/またはアゴナイズする)方法を提供する。いくつかの態様において、本発明は、Gタンパク質結合受容体の作用のアゴニストを被験者に投与する方法を提供する。いくつかのその他の態様において、本発明は、Gタンパク質結合受容体作用のアンタゴニストを被験者に投与する方法を提供する。本発明の治療的な方法および組成物で治療することが想定される(たとえば、投与を受ける)被験者は、哺乳類を含み、より詳細には、ヒトを含むことが理解される。 A still further aspect of the invention modulates the action of a G protein coupled receptor in a subject (eg, antagonizes and comprises administering to the subject an effective amount of one or more compositions of the invention). (Or agonize) a method. In some embodiments, the present invention provides a method of administering to a subject an agonist of G protein-coupled receptor action. In some other embodiments, the present invention provides a method of administering to a subject an antagonist of G protein coupled receptor action. It is understood that subjects envisioned to be treated (eg, administered) with the therapeutic methods and compositions of the present invention include mammals, and more particularly humans.
本発明のその他の態様は、ドーパミン流量の制御を、このような制御を必要とする被験者において行う方法であって、被験者に本発明の少なくとも1つの組成物の有効な量を投与することを含む方法を提供する。 Another aspect of the invention is a method of controlling dopamine flow in a subject in need of such control, comprising administering to the subject an effective amount of at least one composition of the invention. Provide a method.
本発明のなおさらなる態様は、D3受容体に特異的な修飾因子で被験者を治療する方法であって、式(I)または式(II)の化合物を被験者に投与することを含み、式(I)(この式の誘導体を含む)は以下の通りであり:
式中、X、Y、Z、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、R9、およびR10は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中n=0、1、または2;
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,(CH2)nR'''を含み;ならびに、式(II)は、以下の通りである:
式中、X、Y、およびZは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、およびR9は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1、または2;
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,(CH2)nR'''を含み、被験者は、D3およびD2もしくはD1受容体に特異的に結合するドーパミン受容体修飾因子に以前に十分に応答しなかったことによって特徴づけられるか、または十分に応答しない可能性があると考えられる方法を提供する。
A still further aspect of the present invention is a method of treating a subject with specific modifiers to D 3 receptors, comprising administering a compound of formula (I) or formula (II) to the subject, wherein ( I) (including derivatives of this formula) is as follows:
Wherein X, Y, Z, and M independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , R 9 , and R 10 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ′, CO 2 R ′, OCOR ′, CONR′R ''. , NR''COR ', NR'SO 2 R'', SO 2 NR'R'',NR'R'', wherein R' and R '' are independently H, alkyl, cycloalkyl Represents substituted, unsubstituted, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic;
A and B independently represent O, S, SO, SO 2 NR ′, CR′R ″, wherein R ′ and R ″ are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2;
R represents alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic substituted or unsubstituted; for example, n = 1-6, R ′ ″ is aryl substituted Or C n H 2n + 1 , (CH 2 ) n R ′ ″, which represents an unsubstituted one; and formula (II) is as follows:
In which X, Y and Z independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , and R 9 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ′, CO 2 R ′, OCOR ′, CONR′R ″, NR ′. Represents' COR ', NR'SO 2 R'', SO 2 NR'R'',NR'R'', wherein R' and R '' are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
A and B independently represent O, S, SO, SO 2 NR ′, CR′R ″, wherein R ′ and R ″ are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2;
R represents alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic substituted or unsubstituted; for example, n = 1-6, R ′ ″ is aryl substituted Or a non-substituted C n H 2n + 1 , (CH 2 ) n R ′ ″, where the subject is a dopamine receptor modulator that specifically binds to D 3 and D 2 or D 1 receptors Provides a method that may be characterized by having not previously responded sufficiently or may not respond sufficiently.
本発明の治療方法(たとえば、受容体[たとえば、ドーパミン受容体]の機能および/または調節の異常によって特徴づけられる症状を有する被験者を治療すること、Gタンパク質結合受容体の作用を調整すること[たとえば、アンタゴナイズするおよび/またはアゴナイズすること]、被験者におけるドーパミン流量を制御することなど)の好ましい態様は、本発明の1つまたは複数の化合物の有効な用量を被験者に投与することを想定することが理解される。 The therapeutic methods of the invention (eg, treating a subject having symptoms characterized by abnormal function and / or regulation of a receptor [eg, dopamine receptor], modulating the action of a G protein-coupled receptor [ Preferred embodiments of (eg antagonizing and / or agonizing), controlling dopamine flow in a subject, etc.) envisage administering to the subject an effective dose of one or more compounds of the invention. It is understood.
なおさらなる態様において、本発明は、本発明の治療的な化合物の投与に加えて、被験者における特定の疾患(たとえば、Gタンパク質結合[たとえば、ドーパミン]受容体の調節および/または機能の異常によって特徴づけられる疾患)の治療に関連する1つまたは複数(たとえば、少なくとも1つ)のさらなる治療的化合物の同時投与をさらに含む。 In still further embodiments, the invention is characterized by abnormalities in the modulation and / or function of certain diseases (eg, G protein-coupled [eg, dopamine] receptors, in addition to administration of therapeutic compounds of the invention). Further co-administration of one or more (eg, at least one) additional therapeutic compound (s) associated with treatment of the (
その他の好ましい態様において、本発明は、ドーパミン受容体の欠陥のある調節または機能(たとえば、異常)によって特徴づけられる症状の治療または予防の方法を提供する。 In other preferred embodiments, the present invention provides methods for the treatment or prevention of symptoms characterized by defective modulation or function (eg, abnormalities) of dopamine receptors.
本発明の方法は、特にコカイン乱用、うつ病、不安症、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、精神分裂病、不穏下肢症候群(RLS)、およびパーキンソン病などの治療のために、非常に適している。 The method of the present invention is particularly useful for the treatment of cocaine abuse, depression, anxiety, eating disorders, alcoholism, chronic pain, obsessive compulsive disorder, schizophrenia, restless leg syndrome (RLS), and Parkinson's disease. Very suitable for.
本発明のさらなる態様は、以下のものを含む薬学的組成物を提供する:本発明の1つまたは複数の組成物;および受容体(たとえば、ドーパミン受容体)の機能/調節の異常によって特徴づけられる疾患を有する被験者に組成物を投与するための説明書。好ましい態様において、これらのキットに含まれる説明書は、米国食品医薬品局の治療的な化合物の供給についての規則、規制、および示唆を満たす。 A further aspect of the invention provides a pharmaceutical composition comprising: one or more compositions of the invention; and characterized by abnormalities in function / regulation of a receptor (eg dopamine receptor) Instructions for administering the composition to a subject having the disease. In preferred embodiments, the instructions included in these kits meet US Food and Drug Administration rules, regulations, and suggestions for the supply of therapeutic compounds.
さらにもう1つの態様において、本発明は、Gタンパク質結合受容体(たとえば、D3)を調整する化合物および試験化合物をスクリーニングする方法であって、Gタンパク質結合受容体を調整する化合物;試験化合物;第一の細胞群;を提供する工程;ならびにGタンパク質結合受容体を調整する化合物および試験化合物と、第一の細胞群を接触させる工程;ならびにGタンパク質結合受容体を調整する化合物および試験化合物と、第一の細胞群を接触させる効果を観察する工程を含む方法を提供する。 In yet another embodiment, the invention provides a method for screening a compound and test compound that modulates a G protein-coupled receptor (eg, D 3 ), wherein the compound modulates a G protein-coupled receptor; a test compound; Providing a first cell group; and contacting the first cell group with a compound and test compound that modulates a G protein-coupled receptor; and a compound and test compound that modulates a G protein-coupled receptor; And a method comprising the step of observing the effect of contacting the first cell group.
これらの態様のいくつかにおいて、本発明は、Gタンパク質結合受容体を調整する化合物のみ、または試験化合物のみと接触させた第二の細胞群に対して、第一の細胞において観察された効果を比較するさらなる工程をさらに提供する。 In some of these embodiments, the present invention provides an effect observed in the first cell against a second group of cells contacted only with a compound that modulates a G protein-coupled receptor or only with a test compound. Further steps for comparison are further provided.
観察されるであろう効果は、ドーパミン代謝の変化を含むが、これに限定されない。さらにその他の態様において、本発明は、上記方法によってスクリーニング/同定された試験化合物を販売するためのさらなる方法をさらに想定する。これらの態様のいくつかにおいて、試験化合物は、1つまたは複数の形態(たとえば、患者に試験化合物を投与するための説明書を含むキット)で第三者によって販売されてもよい。 Effects that would be observed include, but are not limited to, changes in dopamine metabolism. In yet other embodiments, the present invention further envisions additional methods for selling test compounds screened / identified by the above methods. In some of these embodiments, the test compound may be sold by a third party in one or more forms (eg, a kit that includes instructions for administering the test compound to a patient).
本発明のその他の利点、利益、および好ましい態様は、当業者には明らかであろう。 Other advantages, benefits, and preferred embodiments of the present invention will be apparent to those skilled in the art.
以下の図は、明細書の一部を形成し、本発明の特定の側面および態様をさらに示すために含まれる。しかし、本発明は、これらの図において特に詳述した態様に限定されることは企図されない。 The following figures form part of the specification and are included to further demonstrate certain aspects and embodiments of the present invention. However, it is not intended that the present invention be limited to the embodiments specifically detailed in these figures.
定義
本発明の理解を容易にするために、多くの用語および表現を以下に定義する。
Definitions To facilitate understanding of the invention, a number of terms and expressions are defined below.
本明細書において使用されるものとして、「リード化合物」は、治療的な化合物として直接使用するため、または化学的な修飾(たとえば、最適化)をして所与の症状の治療に有用な類似体化合物をデザインするために選択された化学物質(たとえば、3D構造解析に基づいて合理的に選択されたもの)をいう。たとえば、本明細書において使用されるものとして、「リード化合物」は、D3受容体に対する結合および特異性を増大させるように改変するために選択される。リード化合物は、既知の化合物または新規にデザインした化合物でありうる。 As used herein, a “lead compound” is an analog useful for the treatment of a given condition, either for direct use as a therapeutic compound or with chemical modification (eg, optimization). A chemical selected to design a body compound (for example, a rational selection based on 3D structural analysis). For example, as used herein, a “lead compound” is selected to modify to increase binding and specificity for the D 3 receptor. The lead compound can be a known compound or a newly designed compound.
本発明にしたがった「ファルマコフォア」は、多くの結合エレメントおよびそれらの三次元幾何配置を含む化学的モチーフであるが、これらに限定されない。エレメントは、リード化合物として同定される化合物の活性において役割を果たすことが推定される。ファルマコフォアは、結合エレメントの化学的性質、ならびにこれらのエレメントの三次元幾何配置によって定義される。 A “pharmacophore” according to the present invention is a chemical motif that includes, but is not limited to, many binding elements and their three-dimensional geometry. Elements are presumed to play a role in the activity of compounds identified as lead compounds. A pharmacophore is defined by the chemical nature of the binding elements, as well as the three-dimensional geometry of these elements.
本明細書において使用されるものとして、「インビトロ」の用語は、人工の環境、および人工の環境内で生じるプロセスまたは反応をいう。インビトロの環境は、試験管および細胞培養からなることができるが、これらに限定されない。「インビボ」の用語は、天然の環境(たとえば、動物または細胞)、および天然の環境内で生じるプロセスまたは反応をいう。 As used herein, the term “in vitro” refers to an artificial environment and processes or reactions that occur within the artificial environment. In vitro environments can consist of, but are not limited to, test tubes and cell cultures. The term “in vivo” refers to the natural environment (eg, animal or cell) and processes or reactions that occur within the natural environment.
本明細書において使用されるものとして、「宿主細胞」の用語は、インビトロまたはインビボに位置するかどうかに係わらず、任意の真核細胞または原核細胞(たとえば、哺乳類細胞、鳥類細胞、両生類細胞、植物細胞、魚類細胞、および昆虫細胞)をいう。 As used herein, the term “host cell” refers to any eukaryotic or prokaryotic cell (eg, mammalian cell, avian cell, amphibian cell, whether or not located in vitro or in vivo, Plant cells, fish cells, and insect cells).
本明細書において使用されるものとして、「細胞培養」の用語は、インビトロにおけるあらゆる細胞培養をいう。継続的細胞株(たとえば、不死の表現型を有するもの)、初代細胞培養、有限の細胞株(たとえば、非形質転換細胞)、ならびに卵母細胞および胚を含むインビトロにおいて保持されるどのようなその他の細胞群も、この用語の範囲内に含まれる。 As used herein, the term “cell culture” refers to any cell culture in vitro. Continuous cell lines (eg, those having an immortal phenotype), primary cell cultures, finite cell lines (eg, non-transformed cells), and any other maintained in vitro, including oocytes and embryos Are also included within the scope of this term.
本明細書において使用されるものとして、「被験者」の用語は、本発明の方法によって治療される生物をいう。このような生物は、ヒトを含むが、これに限定されない。本発明においては、「被験者」の用語は、概して、治療(たとえば、Gタンパク質結合受容体のアンタゴニストおよび/またはアゴニストの投与)を受けるであろう個体、または受けた個体をいう。好ましい態様において、Gタンパク質結合受容体は、ドーパミン受容体(たとえば、D1、D2、D3、およびD4)を含む。特に好ましい態様において、ドーパミン受容体は、D3受容体である。 As used herein, the term “subject” refers to an organism to be treated by the methods of the invention. Such organisms include, but are not limited to, humans. In the present invention, the term “subject” generally refers to an individual who will receive or will receive treatment (eg, administration of an antagonist and / or agonist of a G protein coupled receptor). In a preferred embodiment, the G protein coupled receptor comprises a dopamine receptor (eg, D 1 , D 2 , D 3 , and D 4 ). In a particularly preferred embodiment, the dopamine receptor is a D 3 receptor.
本明細書において使用されるものとして、「診断された」の用語は、疾患の徴候および症状(たとえば、Gタンパク質結合受容体の調節および/もしくは機能の異常、特にドーパミン受容体の調節および/もしくは機能の異常)、または遺伝的解析、病理学的解析、組織学的解析などによる疾患の認識をいう。 As used herein, the term “diagnosed” refers to signs and symptoms of disease (eg, modulation of G protein-coupled receptors and / or abnormal functioning, in particular modulation of dopamine receptors and / or Abnormality of function), or recognition of disease by genetic analysis, pathological analysis, histological analysis or the like.
本明細書において使用されるものとして、「アンチセンス」の用語は、特定のRNA配列(たとえば、mRNA)に相補的であるRNA配列をいう。細菌による遺伝子調節に関与するアンチセンスRNA(「asRNA」)分子は、この定義の範囲内に含まれる。アンチセンスRNAは、コード鎖の合成を可能にするウイルス・プロモーターに対して逆向きの関心対象の遺伝子をスプライシングすることによる合成を含む、どのような方法によって産生されてもよい。たとえば、一旦胚に導入されると、この転写された鎖は、胚によって産生された天然のmRNAと結合して二重鎖を形成する。次いで、これらの二重鎖が、mRNAのさらなる転写またはその翻訳を遮断する。このようにして、変異表現型が作製されてもよい。「アンチセンス鎖」の用語は、「センス」鎖に相補的である核酸鎖に関して使用される。記号(-)(すなわち「負」)は、時にアンチセンス鎖に関して使用され、記号(+)は、時にセンス(すなわち「正」)鎖に関して使用される。アンチセンス分子にアクセスできる核酸配列の領域は、利用可能なコンピュータ解析法を使用して決定することができる。 As used herein, the term “antisense” refers to an RNA sequence that is complementary to a specific RNA sequence (eg, mRNA). Antisense RNA (“asRNA”) molecules involved in bacterial gene regulation are included within this definition. Antisense RNA may be produced by any method, including synthesis by splicing the gene of interest in the opposite direction to a viral promoter that allows synthesis of the coding strand. For example, once introduced into an embryo, this transcribed strand combines with the natural mRNA produced by the embryo to form a duplex. These duplexes then block further transcription of the mRNA or its translation. In this way, a mutant phenotype may be created. The term “antisense strand” is used in reference to a nucleic acid strand that is complementary to the “sense” strand. The symbol (−) (ie “negative”) is sometimes used for the antisense strand, and the symbol (+) is sometimes used for the sense (ie “positive”) strand. The region of the nucleic acid sequence accessible to the antisense molecule can be determined using available computer analysis methods.
本明細書において使用されるものとして、「試料」の用語は、最も広義に使用される。Gタンパク質結合受容体の調節および/または機能の異常、より詳細にはドーパミン受容体の調節および/または機能の異常によって特徴付けられる症状の指標となると考えられる試料は、細胞、組織、または体液、細胞から単離された染色体(たとえば、広がった中期染色体)、ゲノムDNA(サザンブロット解析のためなどの、溶液中のものまたは固相支持体に結合されたもの)、RNA(ノーザンブロット解析のためなどの、溶液中のものまたは固相支持体に結合されたもの)、cDNA(溶液中のものまたは固相支持体に結合されたもの)などを含んでもよい。タンパク質を含むと考えられる試料は、細胞、一部の組織、1つまたは複数のタンパク質を含む抽出物などを含んでもよい。 As used herein, the term “sample” is used in the broadest sense. Samples that are considered to be indicative of symptoms characterized by abnormalities in the regulation and / or function of G protein-coupled receptors, and more particularly abnormalities in the regulation and / or function of dopamine receptors, include cells, tissues, or body fluids, Chromosomes isolated from cells (eg, spread metaphase chromosomes), genomic DNA (in solution or bound to a solid support, such as for Southern blot analysis), RNA (for Northern blot analysis) And the like (in solution or bound to a solid support), cDNA (in solution or bound to a solid support), and the like. A sample suspected of containing a protein may include cells, some tissues, extracts containing one or more proteins, and the like.
本明細書において使用されるものとして、「精製された」または「精製する」の用語は、試料から望ましくない成分を除去することをいう。本明細書において使用されるものとして、「実質的に精製された」の用語は、核酸配列またはアミノ酸配列のいずれかの分子であって、これらの天然の環境から除去され、単離され、または分離され、これらが天然に関連したその他の成分の少なくとも60%、好ましくは75%、最も好ましくは90%が取り除かれた分子をいう。たとえば、「単離されたポリヌクレオチド」は、したがって、実質的に精製されたポリヌクレオチドである。 As used herein, the term “purified” or “purify” refers to the removal of unwanted components from a sample. As used herein, the term “substantially purified” is a molecule of either nucleic acid sequence or amino acid sequence that has been removed, isolated, or from their natural environment, or Molecules that have been separated and from which at least 60%, preferably 75%, and most preferably 90% of other naturally associated components have been removed. For example, an “isolated polynucleotide” is therefore a substantially purified polynucleotide.
本明細書において使用されるものとして、「ゲノム」の用語は、生物または宿主細胞の遺伝物質(たとえば、染色体)をいう。 As used herein, the term “genome” refers to the genetic material (eg, chromosome) of an organism or host cell.
「関心対象のヌクレオチド配列」の用語は、当業者により、その処置がいずれかの理由(たとえば、疾患を治療する、改良された質を与えるなど)のために望ましいと考えられるであろう任意のヌクレオチド配列(たとえば、RNAまたはDNA)をいう。このようなヌクレオチド配列は、構造遺伝子(たとえば、リポーター遺伝子、選択マーカー遺伝子、発癌遺伝子、薬剤耐性遺伝子、成長因子、その他)のコード配列またはその部分、およびmRNAまたはタンパク質産物をコードしない非コード調節配列(たとえば、プロモーター配列、ポリアデニル化配列、終結配列、エンハンサー配列、その他)を含むが、これらに限定されない。 The term “nucleotide sequence of interest” is used by any person of ordinary skill in the art to indicate that treatment would be desirable for any reason (eg, treating a disease, providing improved quality, etc.). Refers to a nucleotide sequence (eg, RNA or DNA). Such nucleotide sequences include coding sequences for structural genes (eg, reporter genes, selectable marker genes, oncogenes, drug resistance genes, growth factors, etc.) or portions thereof, and non-coding regulatory sequences that do not encode mRNA or protein products. (For example, but not limited to, promoter sequence, polyadenylation sequence, termination sequence, enhancer sequence, etc.).
本明細書において使用されるものとして、「核酸配列」および「ヌクレオチド配列」は、オリゴヌクレオチドまたはポリヌクレオチド、およびその断片または部分、ならびに、1本鎖でも二本鎖でもよく、かつセンス鎖を表してもアンチセンス鎖を表してもよいゲノム起源または合成起源のDNAまたはRNAをいう。本明細書において使用されるものとして、「をコードする核酸分子」、「をコードするDNA配列」、「をコードするDNA」、「をコードするRNA配列」、または「をコードするRNA」の用語は、デオキシリボ核酸またはリボ核酸の鎖に沿ったデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドの順序または配列をいう。これらのデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドの順序は、mRNAから翻訳されたポリペプチド(タンパク質)鎖に沿ってアミノ酸の順序を決定する。このように、DNAまたはRNA配列は、アミノ酸配列をコードする。 As used herein, “nucleic acid sequence” and “nucleotide sequence” refers to an oligonucleotide or polynucleotide, and fragments or portions thereof, as well as a single strand or double strand, and a sense strand. Or genomic or synthetic DNA or RNA that may represent the antisense strand. As used herein, the term "nucleic acid molecule encoding", "DNA sequence encoding", "DNA encoding", "RNA sequence encoding", or "RNA encoding" Refers to the order or sequence of deoxyribonucleotides or ribonucleotides along the chain of deoxyribonucleic acid or ribonucleic acid. The order of these deoxyribonucleotides or ribonucleotides determines the order of amino acids along the polypeptide (protein) chain translated from the mRNA. Thus, a DNA or RNA sequence encodes an amino acid sequence.
「遺伝子」の用語は、ポリペプチドまたは前駆体(たとえば、プロインシュリン)の産生のために必要なコード配列を含む核酸(たとえば、DNAまたはRNA)配列をいう。ポリペプチドは、全長コード配列によって、または全長もしくは断片の所望の活性もしくは機能的特性(たとえば、酵素活性、リガンド結合、シグナル伝達、その他)が保持される限り、コード配列のどの部分によっても、コードされ得る。本用語は、構造遺伝子のコード領域も包含し、かつこの遺伝子が全長mRNAの長さと一致するように、5'および3'の両末端のどちらの末端にも約1kb以上の距離にわたってコード領域に隣接して位置する配列を含む。コード領域の5'に位置し、かつmRNAに存在する配列は、5'非翻訳配列という。コード領域の3'または下流に位置し、かつmRNAに存在する配列は、3'非翻訳配列という。「遺伝子」の用語は、cDNAおよびゲノム形態の遺伝子の両方を包含する。遺伝子のゲノム形態またはクローンには、「イントロン」または「介在領域」または「介在配列」と名付けられた非コード配列で中断されるコード領域を含む。イントロンは、核RNA(hnRNA)に転写される遺伝子のセグメントであり;イントロンは、エンハンサーなどの調節性エレメントを含んでもよい。イントロンは、核または一次転写産物から除去されるか、または「スプライスアウト」され;したがって、イントロンは、メッセンジャーRNA(mRNA)転写産物には存在しない。mRNAは、翻訳の際に機能し、新生ポリペプチドのアミノ酸の配列または順序を特定する。 The term “gene” refers to a nucleic acid (eg, DNA or RNA) sequence that comprises coding sequences necessary for the production of a polypeptide or precursor (eg, proinsulin). A polypeptide can be encoded by a full-length coding sequence or by any part of the coding sequence, as long as the desired activity or functional properties of the full-length or fragment (eg, enzymatic activity, ligand binding, signaling, etc.) are retained. Can be done. The term also encompasses the coding region of a structural gene, and in the coding region over a distance of about 1 kb or more at both ends of both the 5 ′ and 3 ′ ends so that the gene matches the length of the full-length mRNA. Includes adjacently located sequences. A sequence located 5 ′ of the coding region and present in the mRNA is referred to as a 5 ′ untranslated sequence. A sequence located 3 'or downstream of the coding region and present in the mRNA is referred to as a 3' untranslated sequence. The term “gene” encompasses both cDNA and genomic forms of a gene. A genomic form or clone of a gene includes a coding region interrupted with a non-coding sequence termed “intron” or “intervening region” or “intervening sequence”. Introns are segments of a gene that are transcribed into nuclear RNA (hnRNA); introns may contain regulatory elements such as enhancers. Introns are removed or “spliced out” from the nucleus or primary transcript; therefore, introns are not present in messenger RNA (mRNA) transcripts. The mRNA functions during translation and specifies the amino acid sequence or order of the nascent polypeptide.
本明細書において使用されるものとして、「外因性の遺伝子」の用語は、宿主生物もしくは宿主細胞に天然に存在しないか、または宿主生物もしくは宿主細胞に人工的に導入された遺伝子をいう。 As used herein, the term “exogenous gene” refers to a gene that is not naturally present in the host organism or host cell, or has been artificially introduced into the host organism or host cell.
本明細書において使用されるものとして、「ベクター」の用語は、適当な調節エレメントと結合されたときに複製可能であり、かつ細胞間で遺伝子配列を移動させることができる、プラスミド、ファージ、トランスポゾン、コスミド、染色体、ウイルス、ビリオン、その他などの任意の遺伝的エレメントをいう。したがって、本用語には、クローニング媒体および発現媒体、ならびにウイルスベクターを含む。 As used herein, the term “vector” refers to a plasmid, phage, transposon that is capable of replicating and transferring a gene sequence between cells when combined with an appropriate regulatory element. , Any genetic element such as cosmid, chromosome, virus, virion, etc. The term thus includes cloning and expression media, and viral vectors.
本明細書において使用されるものとして、「遺伝子発現」の用語は、遺伝子の「転写」を介して(すなわち、RNAポリメラーゼの酵素作用を経て)、遺伝子中にコードされた遺伝情報をRNA(たとえば、mRNA、rRNA、tRNA、またはsnRNA)に、およびタンパク質をコードする遺伝子については、mRNAの「翻訳」を介してタンパク質に変換するプロセスをいう。遺伝子発現は、本プロセスの多くの段階で調節され得る。「アップレギュレーション」または「活性化」は、遺伝子発現産物(すなわち、RNAまたはタンパク質)の産生を増大させる調節をいい、一方「ダウンレギュレーション」または「抑制」は、産生を減少させる調節をいう。アップレギュレーションまたはダウンレギュレーションに関与する分子(たとえば、転写因子)は、それぞれ「活性化因子」および「リプレッサー」と呼ばれることが多い。 As used herein, the term “gene expression” refers to the genetic information encoded in a gene via RNA “transcription” (ie, through the enzymatic action of RNA polymerase) , MRNA, rRNA, tRNA, or snRNA), and for genes encoding proteins, refers to the process of converting to protein via mRNA “translation”. Gene expression can be regulated at many stages in the process. “Up-regulation” or “activation” refers to a regulation that increases the production of a gene expression product (ie, RNA or protein), while “down-regulation” or “suppression” refers to a regulation that reduces production. Molecules (eg, transcription factors) involved in up-regulation or down-regulation are often referred to as “activators” and “repressors”, respectively.
本明細書において使用されるものとして、「をコードする核酸分子」、「をコードすDNA配列」、「をコードするDNA」、「をコードするRNA配列」および「をコードするRNA」の用語は、デオキシリボ核酸またはリボ核酸の鎖に沿ったデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドの順序または配列をいう。これらのデオキシリボヌクレオチドまたはリボヌクレオチドの順序は、mRNAから翻訳されたポリペプチド(タンパク質)鎖に沿ってアミノ酸の順序を決定する。このように、DNAまたはRNA配列は、アミノ酸配列をコードする。 As used herein, the terms “nucleic acid molecule encoding”, “DNA sequence encoding”, “DNA encoding”, “RNA sequence encoding” and “RNA encoding” are: Deoxyribonucleic acid or the order or sequence of deoxyribonucleotides or ribonucleotides along a ribonucleic acid chain. The order of these deoxyribonucleotides or ribonucleotides determines the order of amino acids along the polypeptide (protein) chain translated from the mRNA. Thus, a DNA or RNA sequence encodes an amino acid sequence.
「相同性」および「パーセント同一性」の用語は、核酸に関して使用される場合、相補性の程度をいう。部分的相同性(すなわち部分的同一性)または完全相同性(すなわち完全同一性)がありうる。部分的に相補的な配列は、完全に相補的な配列が標的核酸配列にハイブリダイズすることを、少なくとも部分的に阻害するものであり、「実質的に相同な」の機能的な用語を使用することをいう。標的配列に対して完全に相補的な配列のハイブリダイゼーションの阻害は、低いストリンジェンシーの条件下でハイブリダイゼーションアッセイ法(サザンまたはノーザンブロット、溶液ハイブリダイゼーションなど)を使用して検討してもよい。実質的に相同的な配列またはプローブ(すなわち、関心対象のもう一つのオリゴヌクレオチドにハイブリダイズすることができるオリゴヌクレオチド)は、低いストリンジェンシーの条件下において標的配列に対する完全に相同的な配列の結合(すなわち、ハイブリダイゼーション)に競合し、阻害するであろう。非特異的結合を可能にするための低いストリンジェンシーの条件というわけではなく;2つの配列のお互いに対する結合が特異的な(すなわち、選択的な)相互作用であることを必要とする、低いストリンジェンシーの条件である。非特異的結合が存在しないことは、部分的な程度の相補性さえ欠いている第二の標的(たとえば、約30%未満の同一性)の使用によって試験されてもよく;非特異的結合の非存在下では、プローブは第二の非相補的な標的にはハイブリダイズしないと考えられる。 The terms “homology” and “percent identity” when used in reference to nucleic acids refer to a degree of complementarity. There can be partial homology (ie, partial identity) or complete homology (ie, complete identity). A partially complementary sequence is one that at least partially inhibits a completely complementary sequence from hybridizing to a target nucleic acid sequence and uses the functional term “substantially homologous”. To do. Inhibition of hybridization of sequences completely complementary to the target sequence may be investigated using hybridization assays (Southern or Northern blots, solution hybridization, etc.) under conditions of low stringency. A substantially homologous sequence or probe (ie, an oligonucleotide that can hybridize to another oligonucleotide of interest) binds a completely homologous sequence to the target sequence under conditions of low stringency. Will compete and inhibit (ie, hybridization). Low stringency requirements to allow non-specific binding; low stringency that requires the binding of two sequences to each other to be a specific (ie, selective) interaction It is a condition of jenshi. The absence of non-specific binding may be tested by use of a second target that lacks even a partial degree of complementarity (eg, less than about 30% identity); In the absence, the probe will not hybridize to the second non-complementary target.
本明細書において使用されるものとして、「ストリンジェンシー」の用語は、その条件下で核酸のハイブリダイゼーションが行われる、温度、イオン強度、および有機溶媒などのその他の化合物の存在の条件に関して使用される。「高いストリンジェンシー」の条件では、高頻度の塩基配列相補性を有する核酸断片間でのみ、核酸の塩基対形成が生じると考えられる。したがって、遺伝的に多様である生物に由来する核酸では通常、相補配列の頻度がより少ないので、「弱い」または「低い」ストリンジェンシーの条件が必要とされることが多い。本発明は、低いストリンジェンシー条件を利用して実施することもできるが、好ましい態様においては、中間から高いストリンジェンシーの条件が使用される。 As used herein, the term “stringency” is used in reference to conditions for the presence of other compounds, such as temperature, ionic strength, and organic solvents, under which nucleic acid hybridization occurs. The Under the condition of “high stringency”, base pairing of nucleic acids is considered to occur only between nucleic acid fragments having a high frequency of nucleotide sequence complementarity. Thus, nucleic acid derived from genetically diverse organisms usually requires less stringent conditions and often requires conditions of “weak” or “low” stringency. Although the present invention can be practiced using low stringency conditions, in preferred embodiments, medium to high stringency conditions are used.
核酸のハイブリダイゼーションに関して使用される場合、「高いストリンジェンシー条件」は、5X SSPE(43.8g/l NaCl、6.9g/l NaH2PO4 H2O、および1.85g/l EDTA、pHはNaOHで7.4に調整)、0.5%のSDS、5Xデンハート試薬[500mlあたり5gのフィコール(タイプ400、Pharamcia)、5gのBSA(Fraction V;Sigma)を含む50Xデンハート]、100μg/mlの変性サケ精液DNAおよび50%(V/V)ホルムアミドからなる溶液中での42℃(たとえば一晩)における結合またはハイブリダイゼーションと同等な条件を含む。次いで、約500ヌクレオチドの長さのプローブを使用した場合、ハイブリダイズしたDNA試料を室温で2X SSPEおよび0.1%のSDSを含む溶液において、続いて42℃で0.1X SSPE、1.0%のSDSにおいて、2回洗浄した。当業者には、高いストリンジェンシーの条件下においてハイブリダイゼーションを促進させる条件が既知である(たとえば、ハイブリダイゼーションおよび/または洗浄工程における温度を増加すること、ハイブリダイゼーション溶液にホルムアミドを使用すること、その他)。 When used for nucleic acid hybridization, “high stringency conditions” are 5X SSPE (43.8 g / l NaCl, 6.9 g / l NaH 2 PO 4 H 2 O, and 1.85 g / l EDTA, pH is NaOH. 7.4), 0.5% SDS, 5X Denhart reagent [50X Denhart with 5g Ficoll (type 400, Pharmcia), 5g BSA (Fraction V; Sigma) per 500ml], 100μg / ml denatured salmon semen DNA and Includes conditions equivalent to binding or hybridization at 42 ° C. (eg overnight) in a solution consisting of 50% (V / V) formamide. Then, when using a probe of about 500 nucleotides in length, the hybridized DNA sample was washed in a solution containing 2X SSPE and 0.1% SDS at room temperature, followed by 0.1X SSPE, 1.0% SDS at 42 ° C. Washed twice. Those skilled in the art are aware of conditions that promote hybridization under conditions of high stringency (eg, increasing the temperature in the hybridization and / or washing step, using formamide in the hybridization solution, etc. ).
核酸ハイブリダイゼーションに関して使用される場合、「中間のストリンジェンシー条件」は、約500ヌクレオチドの長さのプローブを使用した場合、5X SSPE(43.8g/l NaCl、6.9g/l NaH2PO4 H2O、および1.85g/l EDTA、pHはNaOHで7.4に調整)、0.5%のSDS、5Xデンハート試薬[500mlあたり5gのフィコール(タイプ400、Pharamcia)、5gのBSA(Fraction V;Sigma)を含む50Xデンハート]、100μg/ml変性サケ精液DNA、および50%(V/V)ホルムアミドからなる溶液中での42℃における結合またはハイブリダイゼーション、続く室温での1.0X SSPE、1.0%のSDSを含む溶液中における洗浄、続く42℃における2X SSPE、0.1%のSDSにおける洗浄と同等の条件を含む。 When used for nucleic acid hybridization, the “intermediate stringency conditions” are 5X SSPE (43.8 g / l NaCl, 6.9 g / l NaH 2 PO 4 H 2 when using a probe of approximately 500 nucleotides in length. O, and 1.85 g / l EDTA, pH adjusted to 7.4 with NaOH), 0.5% SDS, 5X Denhart reagent (contains 5 g Ficoll (type 400, Pharamcia), 5 g BSA (Fraction V; Sigma) per 500 ml) 50X Denhart], 100 μg / ml denatured salmon semen DNA, and binding or hybridization at 42 ° C in a solution consisting of 50% (V / V) formamide, followed by 1.0X SSPE at room temperature, 1.0% SDS Includes conditions equivalent to washing in, followed by 2X SSPE at 42 ° C, 0.1% SDS.
「低いストリンジェンシー条件」は、約500ヌクレオチドの長さのプローブを使用した場合、5X SSPE(43.8g/l NaCl、6.9g/l NaH2PO4 H2O、および1.85g/l EDTA、pHはNaOHで7.4に調整)、0.1%のSDS、5Xデンハート試薬[500mlあたり5gのフィコール(タイプ400、Pharamcia)、5gのBSA(Fraction V;Sigma)を含む50Xデンハート]、100g/ml変性サケ精液DNA、および50%(V/V)ホルムアミドからなる溶液中での42℃における結合またはハイブリダイゼーション、続く5X SSPE、0.1%のSDSを含む溶液中での42℃における洗浄と同等の条件を含む。さらに、当業者には、多数の同等の条件が低いストリンジェンシーに使用されてもよいことが周知である;プローブの長さおよび性質(DNA、RNA、塩基組成)、ならびに標的の性質(DNA、RNA、塩基組成、溶液中に存在するまたは固定されている、その他)、ならびに塩濃度およびその他の成分(たとえば、ホルムアミド、硫酸デキストラン、ポリエチレングリコールの有無)などの因子が考慮され、ハイブリダイゼーション溶液を変化させて、上記の条件とは異なるが同等の、低いストリンジェンシーのハイブリダイゼーション条件を作製することもできる。 “Low stringency conditions” are 5X SSPE (43.8 g / l NaCl, 6.9 g / l NaH 2 PO 4 H 2 O, and 1.85 g / l EDTA, pH when using a probe of approximately 500 nucleotides in length. Adjusted to 7.4 with NaOH), 0.1% SDS, 5X Denhart reagent [50X Denhart containing 5g Ficoll (type 400, Pharamcia), 5g BSA (Fraction V; Sigma) per 500ml], 100g / ml denatured salmon semen Includes conditions equivalent to binding or hybridization at 42 ° C. in a solution consisting of DNA and 50% (V / V) formamide, followed by washing at 42 ° C. in a solution containing 5 × SSPE, 0.1% SDS. Furthermore, it is well known to those skilled in the art that a number of equivalent conditions may be used for low stringency; probe length and nature (DNA, RNA, base composition), and target nature (DNA, Factors such as RNA, base composition, other present or fixed in solution, as well as salt concentration and other components (eg presence or absence of formamide, dextran sulfate, polyethylene glycol) By varying, low stringency hybridization conditions can be made which are different but equivalent to the above conditions.
一本鎖核酸配列に関して使用される場合、「実質的に相同的な」の用語は、上記低いストリンジェンシーの条件下で一本鎖核酸配列にハイブリダイズすることができる(すなわち、相補的である)任意のプローブをいう。遺伝子は、一次RNA転写産物のディファレンシャル・スプライシングによって生じる多くのRNA種を産生しうる。同じ遺伝子のスプライスバリアントであるcDNAは、配列同一性または完全な相同性の(両cDNAの同じエキソンまたは同じエキソンの部分の存在を表す)領域および完全に同一性のない(たとえば、cDNA1にエキソン「A」の存在を表すが、cDNA2は、代わりにエキソン「B」を含む)領域を含むであろう。2つのcDNAが配列同一性のある領域を含むので、これらは両cDNAに見られる配列を含む遺伝子の全体または部分に由来するプローブに対し、双方がハイブリダイズすると考えられ;したがって、2つのスプライスバリアントは、このようなプローブに対して、および各々に対して実質的に相同的である。本発明は、ハイブリダイゼーションが完全に相同的な配列間で生じる場合のみには限定されない。いくつかの態様において、ハイブリダイゼーションは、実質的に相同的な配列において生じる。 The term “substantially homologous” when used in reference to a single stranded nucleic acid sequence is capable of hybridizing to a single stranded nucleic acid sequence under conditions of low stringency (ie, complementary). ) Any probe. A gene can produce many RNA species that are generated by differential splicing of the primary RNA transcript. CDNAs that are splice variants of the same gene are regions of sequence identity or complete homology (representing the presence of the same exon or part of the same exon in both cDNAs) and non-identity (eg, exon “ Although it represents the presence of “A”, cDNA2 would instead contain a region containing exon “B”). Since the two cDNAs contain regions of sequence identity, they are thought to hybridize both to probes derived from all or part of the gene containing sequences found in both cDNAs; thus, two splice variants Are substantially homologous to such probes and to each. The present invention is not limited only to the case where hybridization occurs between completely homologous sequences. In some embodiments, hybridization occurs in a substantially homologous sequence.
本明細書において使用されるものとして、「関心対象のタンパク質」の用語は、関心対象の核酸によってコードされるタンパク質をいう。 As used herein, the term “protein of interest” refers to a protein encoded by a nucleic acid of interest.
本明細書において使用されるものとして、「天然の」(または、野生型)の用語は、タンパク質について使用される場合、タンパク質のアミノ酸配列が変化するような、部分的に相同的な核酸によってコードされるタンパク質をいう。本明細書において使用されるものとして、「バリアント」の用語は、タンパク質機能に変化を生じさせない保存的および非保存的なアミノ酸の置換の両者を有する相同的な遺伝子によってコードされるタンパク質、ならびにタンパク質機能の減弱(たとえば、無発現変異)またはタンパク質機能の増大を引き起こすアミノ酸置換を有する相同的な遺伝子によってコードされるタンパク質を含包する。 As used herein, the term “native” (or wild type), as used for a protein, is encoded by a partially homologous nucleic acid such that the amino acid sequence of the protein changes. Refers to the protein that is produced. As used herein, the term “variant” refers to proteins encoded by homologous genes having both conservative and non-conservative amino acid substitutions that do not alter protein function, and proteins Includes proteins encoded by homologous genes that have amino acid substitutions that result in reduced function (eg, non-expressed mutations) or increased protein function.
本明細書において使用されるものとして、「病原体」の用語は、宿主において疾病状態(たとえば、感染、癌、その他)を引き起こす生物学的因子をいう。「病原体」は、ウイルス、細菌、古細菌、真菌、原生動物、マイコプラズマ、および寄生生物を含むが、これらに限定されない。 As used herein, the term “pathogen” refers to a biological agent that causes a disease state (eg, infection, cancer, etc.) in a host. “Pathogens” include, but are not limited to, viruses, bacteria, archaea, fungi, protozoa, mycoplasma, and parasites.
本明細書において使用されるものとして、「生物」の用語は、細菌、古細菌、真菌、原生動物、マイコプラズマ、および寄生生物を含むいずれの種およびタイプの微生物をもさすが、これらに限定されない。本明細書において使用されるものとして、「真菌」の用語は、二形性真菌を含むカビおよび酵母などの真核生物に関して使用される。 As used herein, the term “organism” refers to any species and type of microorganism, including but not limited to bacteria, archaea, fungi, protozoa, mycoplasma, and parasites. As used herein, the term “fungi” is used in reference to eukaryotes such as molds and yeasts including dimorphic fungi.
本明細書において使用されるものとして、「ウイルス」の用語は、いくつかの例外もあるが、光学顕微鏡によって観測できず、独立した代謝を欠いており、生物宿主細胞内のみで複製することが可能である微小な感染性の因子をいう。個々の粒子(すなわち、ビリオン)は、核酸およびタンパク質の殻または被覆からなり;一部のビリオンは、膜を含む脂質も有する。「ウイルス」の用語は、動物、植物、ファージ、およびその他のウイルスを含む全てのタイプのウイルスを包含する。 As used herein, the term “virus”, with some exceptions, is not observable by light microscopy, lacks independent metabolism, and replicates only in biological host cells. A microscopic infectious factor that is possible. Individual particles (ie, virions) consist of nucleic acid and protein shells or coatings; some virions also have lipids, including membranes. The term “virus” encompasses all types of viruses, including animals, plants, phages, and other viruses.
「細菌類」および「細菌」の用語は、原核生物界における門の範囲内の全てのものを含む、全ての原核生物をいう。本用語は、マイコプラズマ、クラミジア、放線菌、ストレプトマイセス、およびリケッチアを含む、細菌とみなされる全ての微生物を包含することが企図される。球菌、桿菌、スピロヘータ、スフェロプラスト、プロトプラスト、その他を含む、全ての形態の細菌がこの定義内に含まれる。グラム陰性またはグラム陽性の原核生物も、本用語の範囲内に含まれる。「グラム陰性」および「グラム陽性」は、当業者に周知のグラム染色プロセスによる染色パターンをいう(たとえば、Finegold and Martin, Diagnostic Microbiology, 6th Ed., CV Mosby St. Louis, pp 13-15 [1982]を参照されたい)。「グラム陽性細菌」は、グラム染色で使用した一次色素を保持する細菌であり、顕微鏡下で濃青色から紫に見えるような染色細胞を生じ、「グラム陰性細菌」は、グラム染色において使用される一次色素を保持しないが、対比染色によって染色される。したがって、グラム陰性細菌は、赤く見える。 The terms “bacteria” and “bacteria” refer to all prokaryotes, including everything within the gates of the prokaryotic world. The term is intended to encompass all microorganisms regarded as bacteria, including mycoplasma, chlamydia, actinomycetes, streptomyces, and rickettsia. All forms of bacteria are included within this definition, including cocci, bacilli, spirochetes, spheroplasts, protoplasts, and others. Gram negative or gram positive prokaryotes are also included within the scope of the term. “Gram negative” and “Gram positive” refer to staining patterns by the Gram staining process well known to those skilled in the art (eg, Finegold and Martin, Diagnostic Microbiology, 6th Ed., CV Mosby St. Louis, pp 13-15 [1982 ]). “Gram-positive bacteria” are bacteria that retain the primary dye used in Gram staining, yielding stained cells that appear dark blue to purple under the microscope, and “Gram-negative bacteria” are used in Gram staining Does not retain primary dye, but is stained by counterstaining. Thus, Gram negative bacteria appear red.
本明細書において使用されるものとして、「抗原結合タンパク質」の用語は、特定の抗原に結合するタンパク質をいう。「抗原結合タンパク質」は、ポリクローナル抗体、モノクローナル抗体、キメラ抗体、一本鎖抗体、およびヒト化された抗体を含む免疫グロブリン、Fab断片、F(ab')2断片、およびFab発現ライブラリーを含むが、これらに限定されない。当業者に既知の種々の手順が、ポリクローナル抗体を産生するために使用される。抗体産生のためには、所望のエピトープに対応するペプチドで注射することによって、ウサギ、マウス、ラット、ヒツジ、ヤギ、その他を含む種々の宿主動物(しかし、これらに限定されない)を免疫することができる。好ましい態様において、ペプチドは、免疫原性のキャリア(たとえば、ジフテリアトキソイド、ウシ血清アルブミン(BSA)、またはキーホールリンペットヘモシニアン[KLH])に結合される。宿主種に依存して、種々のアジュバントが免疫応答を増大させるために使用され、フロイント(完全および不完全)、水酸化アルミニウムなどのミネラルゲル、リゾレシチンなどの界面活性物質、プルロニック・ポリオール、ポリアニオン、ペプチド、油乳剤、キーホールリンペットヘモシニアン、ジニトロフェノール、ならびにBCG(カルメット‐ゲラン桿菌)およびコリネバクテリウム・パーバム(Corynebacterium parvum)などの潜在的に有用なヒトアジュバントを含むが、これらに限定されない。 As used herein, the term “antigen binding protein” refers to a protein that binds to a specific antigen. “Antigen-binding protein” includes immunoglobulins, Fab fragments, F (ab ′) 2 fragments, and Fab expression libraries, including polyclonal antibodies, monoclonal antibodies, chimeric antibodies, single chain antibodies, and humanized antibodies. However, it is not limited to these. Various procedures known to those skilled in the art are used to produce polyclonal antibodies. For antibody production, various host animals, including but not limited to rabbits, mice, rats, sheep, goats, etc., can be immunized by injection with a peptide corresponding to the desired epitope. it can. In preferred embodiments, the peptide is conjugated to an immunogenic carrier (eg, diphtheria toxoid, bovine serum albumin (BSA), or keyhole limpet hemocyanin [KLH]). Depending on the host species, various adjuvants are used to increase the immune response and include Freund (complete and incomplete), mineral gels such as aluminum hydroxide, surfactants such as lysolecithin, pluronic polyols, polyanions, Includes but is not limited to peptides, oil emulsions, keyhole limpet hemocyanin, dinitrophenol, and potentially useful human adjuvants such as BCG (Bacille Calmette-Guerin) and Corynebacterium parvum Not.
モノクローナル抗体の調製のために、培養において継代される細胞株によって抗体分子を産生させるために提供されるどのような技術を使用してもよい(たとえば、Harlow and Lane, Antibodies: A Laboratory Manual, Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NYを参照されたい)。これらは、KohlerおよびMilsteinによって元々開発されたハイブリドーマ技術(Kohler and Milstein, Nature, 256: 495-497 [1975])、およびトリオーマ(trioma)技術、ヒトB細胞ハイブリドーマ技術(たとえばKozborら、Immunol. Today, 4: 72 [1983]を参照されたい)、およびヒトモノクロナール抗体を産生するためのEBV-ハイブリドーマ技術(Coleら、in Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77-96 [1985])を含むが、これらに限定されない。 For preparation of monoclonal antibodies, any technique provided to produce antibody molecules by cell lines passaged in culture may be used (eg, Harlow and Lane, Antibodies: A Laboratory Manual, (See Cold Spring Harbor Laboratory Press, Cold Spring Harbor, NY). These include hybridoma technology originally developed by Kohler and Milstein (Kohler and Milstein, Nature, 256: 495-497 [1975]), and trioma technology, human B cell hybridoma technology (eg, Kozbor et al., Immunol. Today). , 4:72 [1983]), and EBV-hybridoma technology for producing human monoclonal antibodies (Cole et al., In Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy, Alan R. Liss, Inc., pp. 77- 96 [1985]), but not limited to.
本発明によれば、一本鎖抗体を産生するために記載される技術(米国第4,946,778号;参照として本明細書に組み入れられる)を、所望どおりに特異的な一本鎖抗体を産生するために適応させることができる。本発明のさらなる態様は、Fab発現ライブラリーの構築のために当業者に既知の技術(Huseら、Science, 246: 1275-1281 [1989])を利用して、所望の特異性を有するモノクローナルFab断片の迅速かつ簡単な同定を可能とする。 In accordance with the present invention, the techniques described for producing single chain antibodies (US Pat. No. 4,946,778; incorporated herein by reference) can be used to produce specific single chain antibodies as desired. Can be adapted to. A further embodiment of the present invention utilizes a technique known to those skilled in the art for the construction of Fab expression libraries (Huse et al., Science, 246: 1275-1281 [1989]) to produce monoclonal Fabs with the desired specificity. Allows for quick and easy identification of fragments.
抗体分子のイディオタイプ(抗原結合領域)を含む抗体断片は、既知の技術によって作製することができる。たとえば、このような断片は、抗体分子のペプシン消化によって産生することができるF(ab')2断片;F(ab')2断片のジスルフィド架橋を還元することによって作製することができるFab'断片、および抗体分子をパパインおよび還元剤で処理することによって作製できるFab断片を含むが、これらに限定されない。 Antibody fragments that contain the idiotype (antigen binding region) of the antibody molecule can be generated by known techniques. For example, such fragments can be produced by pepsin digestion of antibody molecules; F (ab ′) 2 fragments; Fab ′ fragments that can be generated by reducing disulfide bridges of F (ab ′) 2 fragments And Fab fragments that can be generated by treating antibody molecules with papain and a reducing agent.
抗原結合タンパク質をコードする遺伝子は、当業者に既知の方法によって単離することができる。抗体作成において、所望の抗体のスクリーニングは、当業者に既知の技術(たとえば、放射免疫アッセイ法、ELISA(酵素結合免疫吸着アッセイ法)、「サンドイッチ」免疫アッセイ法、免疫放射線アッセイ法、ゲル拡散沈降素反応、免疫拡散アッセイ法、インサイチュー免疫アッセイ法(たとえば、コロイド性の金、酵素、または放射性同位元素標識を使用する)、ウエスタンブロット、沈降反応、凝集アッセイ法(たとえば、ゲル凝集アッセイ法、血球凝集アッセイ法、その他)、補体結合アッセイ法、免疫蛍光アッセイ法、プロテインAアッセイ法、および免疫電気泳動アッセイ法、その他)などによって達成することができる。 The gene encoding the antigen binding protein can be isolated by methods known to those skilled in the art. In producing antibodies, screening for the desired antibody can be accomplished by techniques known to those skilled in the art (eg, radioimmunoassay, ELISA (enzyme linked immunosorbent assay), “sandwich” immunoassay, immunoradioassay, gel diffusion precipitation). Elementary reactions, immunodiffusion assays, in situ immunoassays (eg, using colloidal gold, enzyme, or radioisotope labels), Western blots, precipitation reactions, agglutination assays (eg, gel agglutination assays, Hemagglutination assays, etc.), complement binding assays, immunofluorescence assays, protein A assays, and immunoelectrophoresis assays, etc.).
本明細書において使用されるものとして、「該ドーパミン受容体を調整する化合物を被験者に投与するための説明書」の用語および文法的に均等なものは、細胞または組織において、薬物[たとえば、コカイン]中毒、うつ病、不安症、精神分裂病、ツレット症候群、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、不穏下肢症候群、パーキンソン病などを含む(しかし、これらに限定されない)ドーパミン受容体(たとえば、D3受容体)の異常な調節および/または機能によって特徴づけられる症状の治療のためのキットに含まれる組成物を使用するための説明書を含む。いくつかの態様において、説明書は、21連邦規則集第201条以降に従ってキット内に含まれる組成物の推奨される、または通常の用量の記載をさらに含む。本方法および組成物に適用するために必要な標識および説明書に関するさらなる情報は、米国FDAのインターネットウェブページで利用できる。 As used herein, the term and grammatical equivalents of “instructions for administering a compound that modulates the dopamine receptor to a subject” include drugs [eg, cocaine in cells or tissues. ] Dopamine acceptance including (but not limited to) addiction, depression, anxiety, schizophrenia, Tourette syndrome, eating disorders, alcoholism, chronic pain, obsessive compulsive disorder, restless leg syndrome, Parkinson's disease, etc. body (e.g., D 3 receptors) instructions for using the compositions contained in the kit for the treatment of conditions characterized by abnormal regulation and / or functions. In some embodiments, the instructions further include a description of recommended or normal doses of the composition included in the kit in accordance with 21 Federal Regulations Article 201 et seq. Further information regarding the labels and instructions necessary for application to the present methods and compositions is available on the US FDA Internet web page.
「試験化合物」の用語は、疾患、疾病、病気、もしくは身体機能の障害を治療または予防することができるか、またはさもなければ試料の生理学的な状態もしくは細胞の状態(たとえば、Gタンパク質結合受容体の異常な調節および/または機能、より詳細には、ドーパミン受容体[たとえば、D3]の異常な調節および/または機能)を変えるために使用することができる任意の化学物質、医薬品、薬剤などをいう。試験化合物は、既知の、および潜在的な治療的化合物を含む。試験化合物は、本発明のスクリーニング法を使用することによって治療的であることを決定することができる。「既知の治療的化合物」は、このような治療または予防に有効であることが示された(たとえば、動物試験またはヒトに対する投与による事前の経験を介して)治療的化合物をいう。好ましい態様において、「試験化合物」は、Gタンパク質結合受容体修飾因子である。 The term “test compound” is capable of treating or preventing a disease, illness, illness, or disorder of physical function, or otherwise the physiological state or cellular state of a sample (eg, G protein-coupled receptor). Any chemical, pharmaceutical, drug that can be used to alter abnormal regulation and / or function of the body, and more particularly, abnormal regulation and / or function of a dopamine receptor [eg, D 3 ] And so on. Test compounds include known and potential therapeutic compounds. A test compound can be determined to be therapeutic by using the screening methods of the invention. A “known therapeutic compound” refers to a therapeutic compound that has been shown to be effective in such treatment or prevention (eg, through animal studies or prior experience with administration to humans). In a preferred embodiment, the “test compound” is a G protein-coupled receptor modulator.
本明細書において使用されるものとして、「第三者」の用語は、Gタンパク質結合受容体の異常な調節および/または機能、より詳細には、ドーパミン受容体[たとえば、D3]の異常な調節および/または機能によって特徴付けられる症状を治療するための受容体(たとえば、Gタンパク質結合受容体、より詳細には、ドーパミン受容体[たとえば、D3])を調整する化合物と同時投与することが想定される試験化合物を販売するための販売、保管業務、流通、または提供に関与する任意の存在をいう。 As used herein, the term “third party” refers to an abnormal regulation and / or function of a G protein-coupled receptor, more specifically an abnormal condition of a dopamine receptor [eg, D 3 ]. Co-administration with a compound that modulates a receptor (eg, a G protein-coupled receptor, more particularly a dopamine receptor [eg, D 3 ]) to treat a condition characterized by modulation and / or function Refers to any entity involved in sales, storage, distribution, or provision for selling test compounds.
本明細書において使用されるものとして、「調整」の用語は、神経伝達物質サイクリング、酵素活性などを含む(しかし、これらに限定されない)、細胞または分子の機能面に影響を与える(たとえば、促進または遅延させる)、化合物(たとえば、ドーパミン受容体を調整する化合物)の活性をいう。 As used herein, the term “modulation” affects (eg, promotes) the functional aspects of a cell or molecule, including but not limited to neurotransmitter cycling, enzyme activity, and the like. Or delayed), refers to the activity of a compound (eg, a compound that modulates dopamine receptors).
本明細書において使用されるものとして、「ドーパミン受容体のアゴニスト」の用語は、アゴニスト化合物(類)に供されていない対応するドーパミン受容体の活性と比較して、1つまたは複数のドーパミン受容体の活性を促進する化合物をいう。 As used herein, the term “dopamine receptor agonist” refers to one or more dopamine receptors as compared to the activity of the corresponding dopamine receptor that has not been subjected to the agonist compound (s). A compound that promotes body activity.
本明細書において使用されるものとして、「ドーパミン受容体のアンタゴニスト」の用語は、アンタゴニスト化合物(類)に供されていない対応するドーパミン受容体の活性と比較して、1つまたは複数のドーパミン受容体の活性を遅延させる化合物をいう。 As used herein, the term “antagonist of a dopamine receptor” refers to one or more dopamine receptors compared to the activity of the corresponding dopamine receptor that has not been subjected to the antagonist compound (s). A compound that delays body activity.
本発明の全般的な記載
ドーパミン(DA)は、正常な脳機能において不可欠な役割を担う神経伝達物質である。化学伝達物質として、ドーパミンは、アドレナリンと類似している。脳において、ドーパミンは、シナプス前のニューロンにおいて合成されて、シナプス前ニューロンとシナプス後ニューロンとの間の空間に放出される。
General Description of the Invention Dopamine (DA) is a neurotransmitter that plays an essential role in normal brain function. As a chemical messenger, dopamine is similar to adrenaline. In the brain, dopamine is synthesized in presynaptic neurons and released into the space between presynaptic and postsynaptic neurons.
ドーパミンは、運動、情緒反応、ならびに快楽および疼痛を経験する能力を制御する脳のプロセスに影響を与える。ドーパミンの調節は、精神的および身体的な健康状態に重大な役割を果たす。神経伝達物質のドーパミンを含むニューロンは、中脳の黒質と呼ばれる領域においてクラスターを形成している。脳における異常なドーパミンのシグナリングは、薬物(たとえば、コカイン)乱用、うつ病、不安症、精神分裂病、ツレット症候群、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、不穏下肢症候群、パーキンソン病などを含む多くの病状に関係している。 Dopamine affects brain processes that control exercise, emotional responses, and the ability to experience pleasure and pain. Dopamine regulation plays a critical role in mental and physical health. Neurons containing the neurotransmitter dopamine form clusters in a region called the substantia nigra of the midbrain. Abnormal dopamine signaling in the brain includes drug (eg, cocaine) abuse, depression, anxiety, schizophrenia, Tourette syndrome, eating disorders, alcoholism, chronic pain, obsessive compulsive disorder, restless leg syndrome, Parkinson It is related to many medical conditions including diseases.
ドーパミン分子は、シナプス後ニューロンにおけるドーパミン受容体に結合して、活性化する。次いで、ドーパミン分子は、ドーパミン輸送体タンパク質(DAT)を介してシナプス前ニューロンへ輸送されて戻され、ここで、これらはモノアミンオキシダーゼ(MAO)によって代謝される。コカイン乱用などの症状では、コカインが、ドーパミン輸送体に結合してドーパミン分子の正常な流れを遮断する。過剰濃度のドーパミンは、ドーパミン受容体の過剰な活性化を引き起こす。パーキンソン病などのその他の症状では、脳において十分なドーパミン受容体が欠如することによって、ドーパミン受容体の不十分な活性化が引き起こされる。 Dopamine molecules bind to and activate dopamine receptors in postsynaptic neurons. Dopamine molecules are then transported back to presynaptic neurons via dopamine transporter protein (DAT), where they are metabolized by monoamine oxidase (MAO). In symptoms such as cocaine abuse, cocaine binds to the dopamine transporter and blocks the normal flow of dopamine molecules. Excess concentrations of dopamine cause excessive activation of dopamine receptors. In other conditions, such as Parkinson's disease, lack of sufficient dopamine receptors in the brain causes insufficient activation of dopamine receptors.
D3受容体は、ほとんど排他的に、側坐核、嗅結節、およびカエハ島などの辺縁脳領域に集中している。(たとえば、B. Landwhermeyerら、Brain Res. Mol. Brain Res., 18: 187-192 [1993]; A. M. Murrayら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91: 11271-11275 [1994]; および M. L. Bouthenetら、Brain Res., 564: 203-219 [1991]を参照されたい)。これらの脳領域は、強化および報酬機構に関連した中脳辺縁系のドーパミン投射の終末野である。(たとえば、H. C. Fibiger and A. G. Phillips, Ann. N. Y. Acad. Sci., 537: 206-215 [1988]; およびW. J. McBrideら、Behav. Brain Res., 101: 129-152 [1999]を参照されたい)。 D 3 receptors, almost exclusively, nucleus accumbens, are concentrated olfactory tubercle, and limbic brain regions, such as Kaeha island. (For example, B. Landwhermeyer et al., Brain Res. Mol. Brain Res., 18: 187-192 [1993]; AM Murray et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 91: 11271-11275 [1994]; ML Bouthenet et al., Brain Res., 564: 203-219 [1991]). These brain regions are the terminal areas of mesolimbic dopamine projections associated with reinforcement and reward mechanisms. (See, eg, HC Fibiger and AG Phillips, Ann. NY Acad. Sci., 537: 206-215 [1988]; and WJ McBride et al., Behav. Brain Res., 101: 129-152 [1999]) .
本発明を実施するために本機構の理解は必要ではなく、また、本発明はこのように限定されないが、コカインがノルエピネフリン(NE)およびセロトニン(5-HT)の再摂取を強力に阻害すると共に、強化因子として作用するその能力は、ドーパミン作動性ニューロンへのドーパミンの再摂取を阻害することに由来することが考えられる。(たとえば、M. C. Ritzら、Science, 237-1219 [1987]; M. J. Kuharら、Trends Neurosci., 14: 299-302 [1991]; F. I. Carrollら、J. Med. Chem., 35: 969 [1992];およびF. I. Carrollら、J. Med. Chem., 42: 2721-2731 [1999]を参照されたい)。コカインは、ドーパミン神経終末に位置するドーパミン輸送体(DAT)タンパク質(コカイン受容体)との特異的な相互作用を介して、この阻害作用を発揮する。結果として生じる報酬を媒介する脳の中脳辺縁系におけるシナプスのドーパミン利用能の増加は、コカインの作用に対するドーパミン仮説の本質である。このように、薬理学的および神経生物学的な証拠により、コカインの乱用に関連した効果がドーパミン作動系によって媒介されることが示される。 An understanding of this mechanism is not necessary to practice the invention, and the invention is not so limited, but cocaine strongly inhibits reuptake of norepinephrine (NE) and serotonin (5-HT). It is thought that its ability to act as a strengthening factor stems from inhibiting dopamine reuptake into dopaminergic neurons. (Eg, MC Ritz et al., Science, 237-1219 [1987]; MJ Kuhar et al., Trends Neurosci., 14: 299-302 [1991]; FI Carroll et al., J. Med. Chem., 35: 969 [1992] And FI Carroll et al., J. Med. Chem., 42: 2721-2731 [1999]). Cocaine exerts this inhibitory action through specific interaction with a dopamine transporter (DAT) protein (cocaine receptor) located at the dopamine nerve ending. The resulting increase in synaptic dopamine availability in the mesolimbic system of the brain that mediates reward is the essence of the dopamine hypothesis on the action of cocaine. Thus, pharmacological and neurobiological evidence indicates that the effects associated with cocaine abuse are mediated by the dopaminergic system.
本発明は、ドーパミン3(D3)サブタイプ受容体が、コカインおよびその他の精神刺激薬の正の強化効果に関与することを考慮するものである。したがって、本発明の好ましい態様は、コカインおよびその他の精神刺激薬の乱用ならびに依存を治療するための、ドーパミン受容体リガンド(たとえば、部分アゴニスト)をデザインすることを想定する。化合物7-OH-DPATならびにプラミペキソール(pramipexole)およびPD128907などのその他のいくつかのD3部分/完全アゴニストは、インビトロにおける有糸分裂誘発機能的アッセイ法において、D3受容体におけるこれらの作用強度と非常に相関する作用強度の順位序列を伴ったコカインの自己投与を減少させる。(たとえば、S. B. Caine and G. F. Koob, Science, 260: 1814-1816 [1993]; G. F. Koob and M. Le Moal, Science, 278: 52-58 [1997]; S. B. Caineら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 291: 353-360 [1999]; M. Pillaら、Nature, 400: 371-375 [1999] ; G. F. Koob, Ann. N. Y. Acad. Sci., 654: 171-191 [1992]; S. B. Caine and G. F. Koob, J. Exp. Anal. Behav., 61: 213-221 [1994];およびL. H. Parsonsら、J. Neurochem., 67: 1078-1089 [1996]を参照されたい)。同様に、D3部位の刺激は、腹側被蓋野における自己刺激の減少(R. Depoortereら、Psychopharmacology, 124: 231-240 [1996])、コカインおよびd-アンフェタミンの強化効果の遮断(T. Kling-Petersenら、Pharmacol. Biochem. Behav., 49: 345-351 [1994])、および定率オペラントパラダイムにおける食物で強化される応答速度の減少(D. J. Sangerら、Behav. Pharmacol., 7: 477-482 [1996])に関与している。場所嗜好の条件づけを評価する研究において、D3アゴニストは、単独で投与すると嫌悪効果を生じ(F. Chaperon and M. H. Thiebot, Behav. Pharmacol., 7: 105-109 [1996])、コカインおよびアンフェタミンで条件づけされた場所嗜好を減弱した(T. V. Khroyanら、Psychopharmacology, 139: 332-341 [1998];およびT. V. Khroyanら、Psychopharmacology, 142: 383-392 [1999])。 The present invention contemplates that dopamine 3 (D 3 ) subtype receptors are involved in the positive enhancing effects of cocaine and other psychostimulants. Accordingly, preferred embodiments of the present invention envision designing dopamine receptor ligands (eg, partial agonists) to treat the abuse and dependence of cocaine and other psychostimulants. Compound 7-OH-DPAT and pramipexole (pramipexole) and several other D 3 parts / full agonists, such as PD128907, in mitogenesis functional assays in vitro, and these potency in D 3 receptors Reduce cocaine self-administration with a highly correlated rank order of action. (Eg, SB Caine and GF Koob, Science, 260: 1814-1816 [1993]; GF Koob and M. Le Moal, Science, 278: 52-58 [1997]; SB Caine et al., J. Pharmacol. Exp. Ther , 291: 353-360 [1999]; M. Pilla et al., Nature, 400: 371-375 [1999]; GF Koob, Ann. NY Acad. Sci., 654: 171-191 [1992]; GF Koob, J. Exp. Anal. Behav., 61: 213-221 [1994]; and LH Parsons et al., J. Neurochem., 67: 1078-1089 [1996]). Similarly, D 3 sites of stimulation, decrease in self-stimulation in the ventral tegmental area (R. Depoortere et al, Psychopharmacology, 124: 231-240 [1996 ]), blocking the reinforcing effects of cocaine and d- amphetamine (T Kling-Petersen et al., Pharmacol. Biochem. Behav., 49: 345-351 [1994]), and reduced food-enhanced response rates in a fixed rate operant paradigm (DJ Sanger et al., Behav. Pharmacol., 7: 477). -482 [1996]). In studies evaluating place preference, D 3 agonists produce aversive effects when administered alone (F. Chaperon and MH Thiebot, Behav. Pharmacol., 7: 105-109 [1996]), cocaine and amphetamines. Conditioned place preference (TV Khroyan et al., Psychopharmacology, 139: 332-341 [1998]; and TV Khroyan et al., Psychopharmacology, 142: 383-392 [1999]).
いくつかのD3部分アゴニストにより、コカインの自己投与が減少することが示された。(S. B. Caineら、Neuroreport, 8: 2373-2377 [1997])コカインの自己投与の減少に対するこれらの化合物の効力は、インビトロにおける有糸分裂誘発機能アッセイ法におけるD3受容体のアゴニストとしてのこれらの効力と相関している。(たとえば、S. B. Caine and G. F. Koob, Science, 260: 1814-1816 [1993]; S. B. Caineら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 291: 353-360 [1999];およびL. H. Parsonsら、J. Neurochem., 67: 1078-1089 [1996]を参照されたい)。実験動物は、D3部分アゴニストを自己投与するように訓練することができないので、部分的D3アゴニストでは、乱用の傾向がないようである。(M. A. Nader and R. H. Mach, Psychopharmacology [Berl], 125: 13-22 [1996];およびL. Pulvirentiら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 286: 1231-1238 [1998])。最近の研究では、比較的選択的な部分的D3アゴニストのBP897が、ラットにおいて薬剤に関連した手がかりに応答してコカインを探す行動を阻害することが示された。(M. Pillaら、Nature, 400: 371-375 [1999])。 Several D 3 partial agonists have been shown to reduce cocaine self-administration. (SB Caine et al, Neuroreport, 8: 2373-2377 [1997 ]) The efficacy of these compounds on reducing self-administration of cocaine, as an agonist of the D 3 receptors in mitogenesis functional assay in vitro of Correlates with efficacy. (For example, SB Caine and GF Koob, Science, 260: 1814-1816 [1993]; SB Caine et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 291: 353-360 [1999]; and LH Parsons et al., J. Neurochem. ., 67: 1078-1089 [1996]). Since experimental animals cannot be trained to self-administer D 3 partial agonists, partial D 3 agonists do not appear to be prone to abuse. (MA Nader and RH Mach, Psychopharmacology [Berl], 125: 13-22 [1996]; and L. Pulvirenti et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 286: 1231-1238 [1998]). Recent studies relatively selective partial D 3 agonists BP897 has been shown to inhibit behavior in response to cues associated with drug in rats look cocaine. (M. Pilla et al., Nature, 400: 371-375 [1999]).
コカイン使用によりD3受容体の密度が変化することが報告されている。D3部位の密度は、コカイン服用量過多によって瀕死の人の尾状核、側坐核、および黒質において1〜3倍に増加した。(J. K. Staley and D. C. Mash, J. Neurosci., 16: 6100-6106 [1996])。同様に、コカインによる死亡者の側坐核において、D3受容体mRNAの6倍の増加が見られた。(D. M. Segal and C. T. Moraes, Brain Res. Mol. Brain Res., 45: 335-339 [1997])。さらに、遺伝子多型の研究では、BalI D3受容体多型およびおそらくD4受容体多型に対するホモ接合性が、コカイン依存および薬物嗜癖に寄与する可能性のあるその他の形質と関連していることが示唆されている。(R. P. Ebsteinら、Am. J. Med. Gen., 74: 65-72 [1997];およびD. E. Comingsら、Mol. Psychiatry, 4: 484-487 [1999])。 The density of D 3 receptors by cocaine use has been reported to vary. D density of 3 sites, caudate nucleus of dying human cocaine dose excess, nucleus accumbens, and was increased 1-3 fold in the substantia nigra. (JK Staley and DC Mash, J. Neurosci., 16: 6100-6106 [1996]). Similarly, in the nucleus accumbens of deaths cocaine was seen 6-fold increase in D 3 receptor mRNA. (DM Segal and CT Moraes, Brain Res. Mol. Brain Res., 45: 335-339 [1997]). Furthermore, gene polymorphism studies, homozygous for BalI D 3 receptor polymorphisms and possibly D 4 receptor polymorphism is associated with other traits that can contribute to cocaine dependence and drug addiction It has been suggested. (RP Ebstein et al., Am. J. Med. Gen., 74: 65-72 [1997]; and DE Comings et al., Mol. Psychiatry, 4: 484-487 [1999]).
ドーパミン3(D3)受容体は、D2受容体と52%の配列相同性があり、似ているが、独自の薬理学的プロフィールを有することが報告されている。(P. Sokoloffら、Nature, 347: 146-151 [1990])。データは、D3受容体がコカインおよびその他の精神刺激薬の正の強化効果に関与している可能性があることを示唆する。(例えば、S. B. Caine and G. F. Koob, Science, 260: 1814-1816 [1993]; G. F. Koob and M. Le Moal, Science, 278: 52-58 [1997]; S. B. Caineら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 291: 353-360 [1999]; M. Pillaら、Nature, 400: 371-375 [1999]; G. F. Koob, Ann. N. Y. Acad. Sci., 654: 171-191 [1992]; S. B. Caine and G. F. Koob, J. Exp. Anal. Behav., 61: 213-221 [1994]; L. H. Parsonsら、J. Neurochem., 67: 1078-1089 [1996]; R. S. Sinnottら、Drug Alcohol Depend., 54: 97-110 [1999]; J. K. Staley and D. C. Mash, J. Neurosci., 16: 6100-6106 [1996];およびL. H. Parsonsら、J. Neurochem., 67: 1078-1089 [1996]を参照されたい)。 The dopamine 3 (D 3 ) receptor is reported to have 52% sequence homology with and similar to the D 2 receptor, but with a unique pharmacological profile. (P. Sokoloff et al., Nature, 347: 146-151 [1990]). Data suggest that D 3 receptors are likely to be involved in the positive reinforcing effect of cocaine and other psychostimulants. (See, eg, SB Caine and GF Koob, Science, 260: 1814-1816 [1993]; GF Koob and M. Le Moal, Science, 278: 52-58 [1997]; SB Caine et al., J. Pharmacol. Exp. Ther. , 291: 353-360 [1999]; M. Pilla et al., Nature, 400: 371-375 [1999]; GF Koob, Ann. NY Acad. Sci., 654: 171-191 [1992]; GF Koob, J. Exp. Anal. Behav., 61: 213-221 [1994]; LH Parsons et al., J. Neurochem., 67: 1078-1089 [1996]; RS Sinnott et al., Drug Alcohol Depend., 54: 97-110 [1999]; see JK Staley and DC Mash, J. Neurosci., 16: 6100-6106 [1996]; and LH Parsons et al., J. Neurochem., 67: 1078-1089 [1996]) .
コカイン乱用の治療のための治療法として、コカインアンタゴニストを開発する従来の試みは、コカイン自身の修飾に集中しており;これが、コカイン類似体の構造-活性相関(SAR)についての豊富な情報を導いた。この領域における活発な研究努力にもかかわらず、有意なコカインアンタゴニスト活性を有する化合物は、ほとんど報告されなかった。したがって、本発明の好ましい態様は、コカインおよびその他の精神刺激薬の習慣性の全てまたは一部の効果に拮抗する新規化合物およびこれらの化合物をデザインする方法を提供する。 Previous attempts to develop cocaine antagonists as a treatment for the treatment of cocaine abuse have focused on the modification of cocaine itself; this provides a wealth of information on the structure-activity relationship (SAR) of cocaine analogs. lead. Despite active research efforts in this area, few compounds with significant cocaine antagonist activity have been reported. Accordingly, preferred embodiments of the invention provide novel compounds that antagonize the addictive effects of all or part of cocaine and other psychostimulants and methods for designing these compounds.
本明細書のいくつかの好ましい態様において記載されたものなどのD3受容体に対する明確な選択性を有する部分的D3アゴニストは、本発明以前には利用できなかった。たとえば、大部分の既存のD3リガンドは、D2サブタイプ受容体においてもすぐれた活性を有する。 Partial D 3 agonists with clear selectivity for the D 3 receptor, such as those described in some preferred embodiments herein, were not available prior to the present invention. For example, existing D 3 ligand Most have also excellent activity in D 2 subtype receptors.
いくつかの態様において、非常に選択的なD3リガンドは、コカイン中毒におけるD3受容体の機能的役割の解明を容易にするための薬理学的手段として役立つ。さらに、その他の態様において、D3受容体に対して特異的な部分アゴニストは、コカイン乱用の治療のための治療的化合物を提供する。さらにいくつかのその他の態様において、本発明の組成物および方法は、正常なドーパミン代謝を妨害することによって特徴づけられるその他の精神刺激薬に対するその他の耽溺のための治療的な処置を提供する。さらにその他の態様において、本発明の組成物および方法は、ドーパミン・シグナリングおよび/またはドーパミン受容体活性の異常な調節および/または機能によって特徴づけられるその他の疾患および症状(たとえば、うつ病、不安症、精神分裂病、ツレット症候群、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、およびパーキンソン病など)の治療的処置を提供する。本発明のさらなる態様は、Gタンパク質結合受容体(GPCR)の異常な調節および/または機能によって特徴づけられる症状を治療するための組成物および方法、ならびにこれらの化合物をデザインするための方法を提供する。 In some embodiments, highly selective D 3 ligand serves as a pharmacological tool for facilitating understanding of the functional role of D 3 receptors in cocaine addiction. Furthermore, in other embodiments, specific partial agonist against D 3 receptors provide a therapeutic compound for the treatment of cocaine abuse. In still some other embodiments, the compositions and methods of the present invention provide therapeutic treatment for other epilepsy versus other psychostimulants characterized by interfering with normal dopamine metabolism. In yet other embodiments, the compositions and methods of the present invention may be used to treat other diseases and conditions characterized by aberrant regulation and / or function of dopamine signaling and / or dopamine receptor activity (eg, depression, anxiety). , Schizophrenia, Tourette syndrome, eating disorders, alcoholism, chronic pain, obsessive compulsive disorder, and Parkinson's disease). Further aspects of the invention provide compositions and methods for treating conditions characterized by abnormal regulation and / or function of G protein-coupled receptors (GPCRs), and methods for designing these compounds. To do.
本発明以前に、非常に選択的なD3リガンドの開発を妨害していた1つの要因としては、主にドーパミン受容体の正確な3D構造の情報が欠如していたために、ドーパミンリガンドの結合および選択性の構造上の基礎があまり理解されていなかったということがある。ドーパミン受容体は、膜結合タンパク質であるので、これらの3D構造を実験的に測定することは、困難な作業である。過去には、ドーパミン受容体の3Dモデルを構築するために、ロドプシンの低解像度構造またはバクテリオロドプシンの高解像度構造のいずれかを使用する計算的な相同性モデリングアプローチが使用された。(たとえば、E. J. Homanら、Bioorg. Med. Chem., 7: 1805-1820 [1999]; M. M. Teeterら、 J. Med. Chem., 37: 2874-2888 [1994]; A. Malmbergら、Mol. Pharmacol., 46: 299-312 [1994]; S. Trumpp-Kallmeyerら、J. Med. Chem., 35: 3448-3462 [1992]; H. Moereels and J. E. Leysen, Receptors Channels, 1: 89-97 [1993]; C. D. Livingstoneら、Biochem. J., 287: 277-282 [1992];およびS. G. Dahlら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88: 8111-8115 [1991]を参照されたい)。しかし、バクテリオロドプシンはGPCRではなく、ドーパミン受容体およびロドプシンとは配列相同性が非常に低く、膜貫通ヘリックスの位相幾何学的配置は、ロドプシンとバクテリオロドプシンのX線構造間で異なり(K. Palczewskiら、Science, 289: 739-745 [2000])、したがって、バクテリオロドプシンに基づいたドーパミンモデルの精度は、限られている。ロドプシンの構造もモデリングのための鋳型構造として使用されたが、既存のロドプシン構造の低い解像度により、これらの精度は制限される。さらに、計算能力が制限されていることにより、本発明以前は、正確なモデリングのために必要である適切な脂質/水の環境を考慮せずに、これらのモデルにおける構造の改良が行われた。(R. G. Efremovら、Biophys. J., 76: 2460-2471 [1999])。 One factor that had prevented the development of highly selective D 3 ligands prior to the present invention was the lack of accurate 3D structural information, mainly due to the lack of dopamine ligand binding and Sometimes the structural basis of selectivity was poorly understood. Since dopamine receptors are membrane-bound proteins, measuring these 3D structures experimentally is a difficult task. In the past, computational homology modeling approaches using either the low-resolution structure of rhodopsin or the high-resolution structure of bacteriorhodopsin have been used to construct 3D models of dopamine receptors. (For example, EJ Homan et al., Bioorg. Med. Chem., 7: 1805-1820 [1999]; MM Teeter et al., J. Med. Chem., 37: 2874-2888 [1994]; A. Malmberg et al., Mol. Pharmacol., 46: 299-312 [1994]; S. Trumpp-Kallmeyer et al., J. Med. Chem., 35: 3448-3462 [1992]; H. Moereels and JE Leysen, Receptors Channels, 1: 89-97. [1993]; see CD Livingstone et al., Biochem. J., 287: 277-282 [1992]; and SG Dahl et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 88: 8111-8115 [1991]). . However, bacteriorhodopsin is not a GPCR and has very low sequence homology with dopamine receptors and rhodopsin, and the topological arrangement of the transmembrane helix differs between the X-ray structures of rhodopsin and bacteriorhodopsin (K. Palczewski Science, 289: 739-745 [2000]), therefore, the accuracy of dopamine models based on bacteriorhodopsin is limited. The structure of rhodopsin was also used as a template structure for modeling, but their accuracy is limited by the low resolution of existing rhodopsin structures. Furthermore, due to the limited computational power, prior to the present invention, structural improvements were made in these models without considering the proper lipid / water environment required for accurate modeling. . (RG Efremov et al., Biophys. J., 76: 2460-2471 [1999]).
本発明以前において、ドーパミン受容体サブタイプの特定の機能を決定することのさらにもう一つの困難な点は、特にインビボにおいて、D2およびD3サブタイプ間を確実に識別することができるリガンドの利用性が制限されていたことであった。対照的に、本発明の好ましい態様は、種々のドーパミン受容体(たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5)サブタイプに選択的に結合するようにデザインされたリガンドを提供する。その他の好ましい態様では、高い選択性でD3受容体を部分的に、または完全に調整する(たとえば、アゴニズムおよび/またはアンタゴニズム)ようにデザインされたリガンドを提供する。また、本発明は、Dファミリー受容体の他のメンバーおよびGPCRスーパーファミリーの他のメンバーを遮断するようにデザインされた化合物を提供する。さらに他の態様は、ドーパミンシグナリング調節の欠陥によって特徴づけられる症状の治療のための治療的な組成物および方法を提供する。 In the present invention previously, yet another difficulty with determining the specific features of dopamine receptor subtypes, especially in vivo, the ligand can be reliably discriminate between D 2 and D 3 subtypes The availability was limited. In contrast, preferred embodiments of the present invention include ligands designed to selectively bind to various dopamine receptor (eg, D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , and D 5 ) subtypes. provide. In another preferred aspect, a high D 3 receptors selective partially or fully adjusted (e.g., agonism and / or antagonism) so designed ligand. The present invention also provides compounds designed to block other members of the D family receptors and other members of the GPCR superfamily. Yet another aspect provides therapeutic compositions and methods for the treatment of conditions characterized by deficiencies in dopamine signaling regulation.
発明の詳細な説明
本発明は、ドーパミン受容体(たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5)、特に、D1、D2、およびD3ドーパミン受容体のためのリガンド(たとえば、アゴニスト、アンタゴニスト、および部分アゴニスト)としてデザインされた化合物に関する。また、本発明は、これらの化合物を合理的にデザインするための方法、およびこれらの化合物を使用する治療方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to dopamine receptors (eg, D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , and D 5 ), and in particular, ligands for D 1 , D 2 , and D 3 dopamine receptors. (Eg, agonists, antagonists, and partial agonists). The invention also relates to methods for the rational design of these compounds and therapeutic methods using these compounds.
本発明の例示的な組成物および方法は、以下のセクションにさらに詳細に記載する:I.ドーパミン受容体;II.ドーパミン受容体D1、D2、およびD3の相同性モデリング;III.D3リガンドと受容体の間の相互作用の計算的ドッキング研究;IV.新規リード化合物を同定するための一般的なデザインストラテジー;V.特異的な新規リード化合物の同定;VI.リード化合物のさらなる構造に基づいたデザインおよび化学的修飾;VII.リード化合物およびその類似体の生物学的試験および特徴付け;VIII.本組成物と組み合わせる、または同時投与される治療剤;ならびに、IX.薬学的製剤、投与経路、および用量検討。 Exemplary compositions and methods of the invention are described in further detail in the following sections: I. Dopamine receptors; II. Homology modeling of dopamine receptors D 1 , D 2 , and D 3 ; III.D3 Computational docking studies of ligand-receptor interactions; IV. General design strategies for identifying new lead compounds; V. Identification of specific new lead compounds; VI. Further structure of lead compounds VII. Biological testing and characterization of lead compounds and analogs thereof; VIII. Therapeutic agents combined or co-administered with the composition; and IX. Pharmaceutical formulations, administration Route and dose studies.
以下の多数の例において、言及は、主にドーパミン受容体、特にD3受容体の修飾因子(たとえば、アゴニストおよび/またはアンタゴニスト、部分的および完全なものの双方)を提供することに向けられた組成物および方法と見なされる。しかし、本発明は、ドーパミン受容体の修飾因子を提供することに限定されることは企図されない。実際に、本発明の方法および組成物は、多くの受容体ファミリーのサブタイプ(たとえば、Gタンパク質結合受容体)を調整する組成物(たとえば、リガンド)を同定およびデザインするために有用である。 In the following a number of examples, mention may primarily dopamine receptors, in particular modulators of D 3 receptors (e.g., agonists and / or antagonists, both partial and complete ones) directed to providing a composition It is considered an object and method. However, it is not intended that the present invention be limited to providing modulators of dopamine receptors. Indeed, the methods and compositions of the invention are useful for identifying and designing compositions (eg, ligands) that modulate many receptor family subtypes (eg, G protein coupled receptors).
I.ドーパミン受容体
1950年代において、科学者は、脳における不均一なドーパミンの分布に基づいて、ドーパミンが重要な神経伝達物質であることを認識し始めた。CoolsおよびVan Rossumによる調査により、解剖学的な、電気生理学的な、および薬理学的な研究に基づいて、脳にドーパミンのための複数種類の受容体がある可能性が示唆された。(A. R. Cools and J. M. Van Rossum, Psychopharmacology, 45(3): 243-245 [1976])。二次メッセンジャーアッセイ法(たとえば、cAMP産生の刺激)およびリガンド結合アッセイ法の使用に基づいたドーパミン受容体の生化学的解析により、異なる生化学および薬理学的性質を有し、かつ異なる生理学的機能を媒介するドーパミン受容体、D1およびD2の2つのクラスがあることを他の研究者が提案した(例えば、J. W. Kebabian and D. B. Calne, Nature, 277 (5692): 93-96 [1979]を参照されたい)。表1は、ドーパミン受容体のD1およびD2クラスのそれぞれのいくつかの性質の一覧を示す(P. G. Strange, Neurochem. Int., 22 (3): 223-236 [1993]を参照されたい)。
I. Dopamine receptor
In the 1950s, scientists began to recognize that dopamine is an important neurotransmitter based on the heterogeneous distribution of dopamine in the brain. A study by Cools and Van Rossum suggested that the brain might have multiple types of receptors for dopamine based on anatomical, electrophysiological, and pharmacological studies. (AR Cools and JM Van Rossum, Psychopharmacology, 45 (3): 243-245 [1976]). Biochemical analysis of dopamine receptors based on the use of second messenger assays (eg, stimulation of cAMP production) and ligand binding assays have different biochemical and pharmacological properties and different physiological functions Other researchers have suggested that there are two classes of dopamine receptors, D 1 and D 2 , that mediate the expression of (eg JW Kebabian and DB Calne, Nature, 277 (5692): 93-96 [1979] See). Table 1 lists some properties of each of the D 1 and D 2 classes of dopamine receptors (see PG Strange, Neurochem. Int., 22 (3): 223-236 [1993]) .
D1様およびD2様受容体サブタイプは双方ともGタンパク質結合受容体であるが、種々のGタンパク質およびエフェクターが、これらのシグナリング経路に関与する。遺伝子クローニング技術の適用により、研究者は、少なくとも5つのドーパミン受容体(D1〜D5)があり、これらは、薬理学的および生化学的な技術を介して定義されるオリジナルのD1およびD2受容体に性質が似ている2つのサブファミリーに分けられるであろうことを示した(D. R. Sibley and F. J. Monsma Jr., Trends Pharmacol. Sci., 13 (2): 61-69 [1992] ; O. Civelliら、Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol., 33: 281-307 [1993] ;およびK. R. Jarvie and M. G. Caron, Adv. Neurol., 60: 325-333 [1993]を参照されたい)。2つのサブファミリーは、しばしばD1様(D1、D5)およびD2様(D2、D3、D4)と呼ばれる。表1には、D1様およびD2様ドーパミン受容体のいくつかの重要な性質がまとめられている。たとえば、さらなるD1様受容体が、アフリカツメガエル、ニワトリ、およびショウジョウバエからクローン化されているので、ドーパミン受容体のその他のサブタイプが存在するかもしれない。 While D 1 -like and D 2 like receptor subtypes are G-protein coupled receptors Both various G proteins and effectors involved in these signaling pathways. The application of gene cloning techniques, researchers, there are at least five dopamine receptors (D 1 to D 5), these are the original D 1 and which is defined through the pharmacological and biochemical techniques It has been shown to be divided into two subfamilies that are similar in nature to the D 2 receptor (DR Sibley and FJ Monsma Jr., Trends Pharmacol. Sci., 13 (2): 61-69 [1992] O. Civelli et al., Ann. Rev. Pharmacol. Toxicol., 33: 281-307 [1993]; and KR Jarvie and MG Caron, Adv. Neurol., 60: 325-333 [1993]). Two subfamilies are often referred to as D 1-like (D 1, D 5) and D 2 like (D 2, D 3, D 4). Table 1, a number of important properties of 1 -like and D 2 like dopamine receptors D are summarized. For example, additional D 1 like receptor, Xenopus, chicken, and so have been cloned from Drosophila, may exist other subtypes of dopamine receptors.
ドーパミン受容体のアミノ酸配列の解析により、サブタイプ間で非常に有意な相同性が存在することが示され、サブファミリー(たとえば、D1様またはD2様サブファミリー)のメンバー間で最も高い相同性が見られた。 Analysis of the amino acid sequence of the dopamine receptor, have been shown to very significant homology between subtypes are present, the highest homology among members of the subfamily (e.g., subfamily 1 -like or D 2 like D) Sex was seen.
それぞれの既知のドーパミン受容体は、疎水性アミノ酸の7回膜貫通配列を含む。このように、それぞれのドーパミン受容体は、細胞外アミノ末端ならびに細胞内および細胞外のタンパク質ループによって連結された7回膜貫通ヘリックスを有することにより、Gタンパク質結合受容体の一般的な構造上のモデルに一致する(D. Donnellyら、Receptors Channels, 2 (1) : 61-78 [1994])。D1様受容体は、短い第三細胞内ループおよび長いカルボキシル末端尾部を有し、一方D2様受容体は、長い第三細胞内ループおよび短いカルボキシル末端尾部を有する。これは、受容体を2つのサブファミリーに分けるための構造上の基礎を提供するが、おそらく受容体/Gタンパク質の相互作用の特異性に関して機能的な意義を有する可能性がある。 Each known dopamine receptor contains a seven transmembrane sequence of hydrophobic amino acids. Thus, each dopamine receptor has a general structural structure of G protein-coupled receptors by having an extracellular amino terminus and a seven-transmembrane helix connected by intracellular and extracellular protein loops. It matches the model (D. Donnelly et al., Receptors Channels, 2 (1): 61-78 [1994]). The D 1 -like receptor has a short third intracellular loop and a long carboxyl terminal tail, while the D 2 -like receptor has a long third intracellular loop and a short carboxyl terminal tail. This provides a structural basis for dividing the receptor into two subfamilies, but may have functional significance with respect to the specificity of the receptor / G protein interaction.
ドーパミン受容体の第三細胞内ループは、受容体とGタンパク質の相互作用のために重要であると考えられ、D2様受容体については、これらのサブタイプのバリアントがこのループに基づいて存在する。たとえば、D2およびD3受容体の短いバリアントおよび長いバリアントが存在し、長い形態は、このループに挿入(D2については29アミノ酸の長さ)を有する。(B. Girosら、Nature, 342 (6252): 923-926 [1989])。たとえば、D2受容体の多型バリアントは、このループの単一のアミノ酸が変化していることが記載されている(A. Cravchikら、J. Biol. Chem., 271 (42): 26013-26017 [1996])。ヒトにおいて、D4受容体は、このループに多型性の挿入を有する。(H. H. Van Tolら、Nature, 358 (6382): 149-152 [1992])。 Present third intracellular loop of the dopamine receptors, believed to be important for receptor interactions with the G protein, for D 2 like receptors, these subtypes variant based on the loop To do. For example, D 2 and D 3 receptors short variant and long variants exist, long form, it has an insertion into the loop (length of 29 amino acids for D 2). (B. Giros et al., Nature, 342 (6252): 923-926 [1989]). For example, polymorphic variants of the D 2 receptor have been described as changing a single amino acid in this loop (A. Cravchik et al., J. Biol. Chem., 271 (42): 26013- 26017 [1996]). In humans, D 4 receptor has an insertion of polymorphism in this loop. (HH Van Tol et al., Nature, 358 (6382): 149-152 [1992]).
D2様受容体バリアントは、Gタンパク質に結合するか、または活性化する特異な能力を有しているかもしれず(A. Cravchikら、J. Biol. Chem., 271 (42): 26013-26017 [1996]; J. Guiramandら、J. Biol. Chem., 270 (13): 7354-7358 [1995];およびS. W. Castro and P. G. Strange, FEBS Letts., 315 (3): 223-226 [1993])、また、わずかに異なった薬理学的性質を示すかもしれない(S. W. Castro and P. G. Strange (1993) J. Neurochem., 60 (1) : 372-375 [1993];およびA. Malmbergら、Mol. Pharmacol., 43 (5) : 749-754 [1993])。しかし、D4受容体のバリアントは、リガンドの結合に、またはGタンパク質に対する結合に、いかなる相違も示さないようである。(M. A. Kazmiら、Biochemistry, 39 (13): 3734-3744 [2000])。異なるサブタイプの個々の性質は、組換え細胞に受容体を発現させることによって、ならびにサブタイプの局在をmRNAおよびタンパク質レベルで検討することによって探索された。 D 2 like receptors variants Shirezu be have the unique ability or activate, bind to G protein (A. Cravchik et, J Biol Chem, 271 (42 ):... 26013-26017 [1996]; J. Guiramand et al., J. Biol. Chem., 270 (13): 7354-7358 [1995]; and SW Castro and PG Strange, FEBS Letts., 315 (3): 223-226 [1993] ) And may also exhibit slightly different pharmacological properties (SW Castro and PG Strange (1993) J. Neurochem., 60 (1): 372-375 [1993]; and A. Malmberg et al., Mol. Pharmacol., 43 (5): 749-754 [1993]). However, variants of D 4 receptor, the binding of the ligand, or binding to G protein, it does not show any differences. (MA Kazmi et al., Biochemistry, 39 (13): 3734-3744 [2000]). The individual properties of the different subtypes were explored by expressing the receptor in recombinant cells and by examining the subtype localization at the mRNA and protein level.
ドーパミン受容体サブタイプD1およびD2は、異なった薬理学的プロフィール、局在、および作用機構を有する。D1様ドーパミン受容体に関して、D1およびD5受容体は共に、同様の薬理学的特性(たとえば、ベンズアゼピンリガンドに対する高親和性)を示す。チオキサンチンは、D1様受容体に対して高親和性を示すが、D2様受容体を越えてD1様受容体に対して選択的ではない。D1様受容体はまた、アポモルヒネなどの典型的なドーパミンアゴニスト、およびジヒドレキシジン(dihydrexidine)などの選択的アゴニストに対して中程度の親和性を示す。本発明以前には、D1またはD5ドーパミン受容体のいずれかに対して選択的なリガンドは知られていなかった。 Dopamine receptor subtypes D 1 and D 2 have different pharmacological profiles, localization, and mechanism of action. Respect D 1-like dopamine receptors, D 1 and D 5 receptors Both exhibit similar pharmacological properties (e.g., high affinity for benzazepine ligand). Thioxanthine, while indicating a high affinity for D 1 like receptor, not selective for D 1 like receptor over the D 2 like receptors. D 1 -like receptors also show moderate affinity for typical dopamine agonists such as apomorphine and selective agonists such as dihydrexidine. Prior to the present invention, no ligand selective for either D 1 or D 5 dopamine receptors was known.
D1受容体は、新線条体、黒質、側坐核、および嗅結節などの脳の典型的なドーパミンリッチ領域に高レベルで見られるが、D5受容体の分布は、より制限されている。D5サブタイプは、D1サブタイプドーパミン受容体より低レベルで見出される。D1およびD5受容体の両者は、アデニリルシクラーゼを刺激することができ、D5受容体は、この反応に対して何らかの恒常的な活性を示す。 D 1 receptors, neostriatum, substantia nigra, nucleus accumbens, and is found in high levels in the typical dopamine-rich brain regions such as the olfactory tubercle, the distribution of D 5 receptors is more limited ing. D 5 subtypes are found in lower levels than D 1 subtype dopamine receptor. Both D 1 and D 5 receptor can stimulate adenylyl cyclase, D 5 receptors show some constitutive activity for this reaction.
D1およびD5受容体における逆アゴニスト活性は、組換え系において、以前にはアンタゴニストであると考えられていたブタクラモール(butaclamol)などの一部の化合物に見られる。本発明を実施するために機構を理解することは必要でなく、本発明はこのように限定されないが、D1受容体がドーパミンの重要な作用を媒介し、運動、認識機能、および心血管機能を制御することが想定される。さらに、D5受容体(Gタンパク質結合受容体)とGABAA受容体(イオンチャネル連結受容体)との間の相互作用により、D5受容体に対する機能的役割を示すことが記載された。 Inverse agonist activity at the D 1 and D 5 receptors is found in some compounds, such as butaclamol, previously thought to be antagonists in the recombinant system. Understanding the mechanisms for carrying out the present invention is not required, the invention is not so limited, D 1 receptor mediates important effects of dopamine, motor, cognitive, and cardiovascular function Is assumed to be controlled. Furthermore, the interaction between the D 5 receptor (G-protein coupled receptors) GABAA receptor (ion channel-linked receptor) has been described to exhibit a functional role for the D 5 receptors.
D2様受容体(たとえば、D2、D3、およびD4)は、オリジナルの薬理学的に定義されたD2受容体のものと同様の薬理学的性質を示す(たとえば、それら全ては、ブチロフェノンおよび置換されたベンズアミドなどの薬剤に対して高親和性を示す)。これらの薬剤の分類は、D2様受容体に対する選択的アンタゴニストを提供することが想定される。上記のように、D2様受容体は、また、フェノチアジンおよびチオキサンチンに対して高親和性を示す。それぞれのD2様受容体は、独自の薬理学的特徴を有し、個々のD2様受容体に対する薬剤の親和性にいくらかの相違がある。たとえば、ラクロプリド(raclopride)は、D2およびD3受容体に対して高親和性を示すが、D4受容体に対しては低親和性を示す。クロザピンは、D4受容体に対してわずかな選択性を示す。アミノテトラリンは、D2様自己受容体アンタゴニストとして何らかの選択性を示すが、これらの化合物はまた、アゴニストとしてD3受容体に対する選択性を示す。大部分のD2様受容体アンタゴニストは、D3およびD4受容体と比較して、D2受容体に対してより高い親和性を示す。D2様サブタイプは、典型的なドーパミンアゴニストに対して中程度の親和性を示すが、D3受容体は、わずかに高い親和性を示す。D2様受容体に対する選択的アゴニストである利用可能な化合物(たとえば、キンピロール)が存在するが、本発明以前には、個々のD2様受容体に対して高度に選択的なアゴニストはなかった。 D 2 -like receptors (eg, D 2 , D 3 , and D 4 ) exhibit pharmacological properties similar to those of the original pharmacologically defined D 2 receptor (eg, they are all High affinity for drugs such as butyrophenone and substituted benzamides). Classification of these drugs, it is contemplated to provide selective antagonists to D 2 like receptors. As described above, D 2 like receptors also shows high affinity for phenothiazine and thioxanthine. Each D 2 like receptors have a unique pharmacological characteristics, there are some differences in the affinity of the drug to an individual D 2 like receptors. For example, raclopride (raclopride) may exhibit high affinity for D 2 and D 3 receptors indicate a low affinity for D 4 receptors. Clozapine shows a slight selectivity for the D 4 receptor. Aminotetralin, while indicating some selectivity as D 2 like autoreceptor antagonists, these compounds also shows selectivity for D 3 receptor as an agonist. D 2 like receptor antagonists Most, compared to D 3 and D 4 receptors, indicating a higher affinity for D 2 receptors. D 2 like subtypes show moderate affinity for typical dopamine agonist, D 3 receptors indicate a slightly higher affinity. D 2 like receptor selective agonist is available compounds against body (e.g., quinpirole) but is present, prior to the present invention, was not highly selective agonist for each D 2 like receptors .
D2受容体は、脳における主要なD2様受容体サブタイプであり、典型的なドーパミンが豊富な脳領域において高レベルで見出される。D3およびD4受容体は、より低レベルで、かつより限定された分布パターンで見出される。D3およびD4受容体は、主に脳の辺縁領域において見出される。D2様受容体サブタイプは、組換え細胞で発現されたときに、アデニリルシクラーゼを阻害することがそれぞれ示されたが(たとえば、C. L. Chioら、Mol. Pharmacol., 45(1): 51-60 [1994]; B. Gardner Bら、Br. J. Pharmacol., 118 (6): 1544-1550 [1996]; L. Tangら、J. Pharmacol. Exp. Ther., 268 (1): 495-502 [1994];およびD. A. Hall and P. G. Strange, Biochem. Pharmacol., 58 (2): 285-289 [1999]を参照されたい)、D3受容体を経たシグナルを示すことは、より困難であることが証明されており、一般にその他の2つのサブタイプのものよりも低い。D2様受容体はまた、組換え系において、有糸分裂誘発(C. L. Chioら、Mol. Pharmacol., 45 (1): 51-60 [1994];およびB. C. Swarzenskiら、Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A., 91 (2): 649-653 [1994])および細胞外の酸性化(Chio、下記)を刺激するであろう。D2受容体については、アラキドン酸放出およびMAPキナーゼにおいて(P. Sokoloffら、Biochem. Pharmacol., 43 (4): 659-666 [1992];およびG. I. Welshら、J. Neurochem., 70 (5): 2139-2146 [1998])、ならびにD2およびD3受容体については、Ca2+チャンネルにおいて、効果が示された。(G. R. Seabrookら、Br. J. Pharmacol., 111 (2): 391-393 [1994])。インビボにおける反応に対するこれらの効果の関連性は、全く不明である。 D 2 receptors are the major D 2 like receptor subtypes in the brain, a typical dopamine is found in high levels in rich brain regions. D 3 and D 4 receptors, at lower levels, and are found in more restricted distribution pattern. D 3 and D 4 receptors are primarily found in the limbic area of the brain. .. D 2 like receptor subtype, when expressed in recombinant cells, it has been shown respectively to inhibit adenylyl cyclase (e.g., CL Chio et al, Mol Pharmacol, 45 (1) : 51-60 [1994]; B. Gardner B et al., Br. J. Pharmacol., 118 (6): 1544-1550 [1996]; L. Tang et al., J. Pharmacol. Exp. Ther., 268 (1) :.. 495-502 [1994]; and DA Hall and PG Strange, Biochem Pharmacol , 58 (2): 285-289 see [1999]), to indicate a signal passing through the D 3 receptor, and more It has proven difficult and is generally lower than that of the other two subtypes. D 2 like receptors also provides a recombinant system, mitogenesis (CL Chio et al, Mol Pharmacol, 45 (1) :.... 51-60 [1994]; and BC Swarzenski et, Proc Natl Acad. Sci. USA, 91 (2): 649-653 [1994]) and will stimulate extracellular acidification (Chio, below). For D 2 receptors, in arachidonic acid release and MAP kinases (P. Sokoloff et al., Biochem. Pharmacol., 43 (4): 659-666 [1992]; and GI Welsh et al., J. Neurochem., 70 (5 ): 2139-2146 [1998]), and the D 2 and D 3 receptors showed an effect in the Ca 2+ channel. (GR Seabrook et al., Br. J. Pharmacol., 111 (2): 391-393 [1994]). The relevance of these effects on responses in vivo is completely unknown.
D2受容体は、ドーパミンの効果を媒介して、運動、脳における行動の特定の側面、および下垂体前葉からのプロラクチン分泌を制御するために重要である。脳の辺縁領域におけるD3およびD4受容体の局在は、これらが認識、情緒、および行動の機能において役割を有することを示唆する。辺縁脳領域におけるD3およびD4受容体の分布は、これらを、強力な選択的抗精神病薬をデザインするための特に魅力的な標的にする。D2様受容体は、精神分裂病(抗精神病薬)およびパーキンソン病(たとえばブロモクリプチン)を治療するために使用される大部分の薬剤に対して高い親和性を示す。 D 2 receptors mediate the effects of dopamine, exercise is important for controlling the prolactin secretion from certain aspects and anterior pituitary, the behavior in the brain. Localization of D 3 and D 4 receptors in the limbic area of the brain suggests these recognition, to have a role in the function of emotional, and behavioral. Distribution of D 3 and D 4 receptors in limbic brain regions, they are particularly attractive targets for designing potent selective antipsychotic. D 2 like receptors, a high affinity for most drugs used to treat schizophrenia (antipsychotic) and Parkinson's disease (e.g., bromocriptine).
II.ドーパミン受容体D1、D2、およびD3の相同性モデリング
ロドプシンのX線構造は、2.8Åの解像力で最近決定された。(K. Palczewskiら、Science, 289: 739-745 [2000])。上記したように、D1、D2、およびD3受容体は、GPCRスーパーファミリー内のロドプシンファミリーに属する。リガンド結合部位を形成する7つの膜貫通(TM)ヘリックス内で、D1、D2、およびD3受容体ならびにロドプシンは、47%の高い配列相同性(同一性/類似性)を有することは重要である。このように、本発明の好ましい態様において、ロドプシンの高分解能X線構造は、ドーパミン受容体の3D構造を正確にモデル化するために使用される。相同性モデリングにおいて、テンプレートタンパク質構造の精度に加えて、モデル化されたタンパク質(D1、D2、およびD3)とテンプレートタンパク質(ロドプシン)との間の配列アラインメントが、モデル化された構造の精度に重要である。GPCRタンパク質のロドプシンファミリーの493個のメンバーの以前の配列解析により、D1、D2、およびD3受容体とロドプシンとの間の結合部位を含むTM領域の明確な配列アランメントが提供される(J.M. Baldwinら、J. Mol. Biol., 272: 144-164 [1997])。したがって、本発明の好ましい態様において、相同性モデリング法は、D1、D2、およびD3受容体の、特にリガンド結合部位の正確な3D構造モデリングを提供する。
II. Homology modeling of dopamine receptors D 1 , D 2 , and D 3 The X-ray structure of rhodopsin was recently determined with a resolution of 2.8 Å. (K. Palczewski et al., Science, 289: 739-745 [2000]). As mentioned above, the D 1 , D 2 , and D 3 receptors belong to the rhodopsin family within the GPCR superfamily. Within the seven transmembrane (TM) helices that form the ligand binding site, the D 1 , D 2 , and D 3 receptors and rhodopsin have 47% high sequence homology (identity / similarity) is important. Thus, in a preferred embodiment of the invention, the high resolution X-ray structure of rhodopsin is used to accurately model the 3D structure of the dopamine receptor. In homology modeling, in addition to the accuracy of the template protein structure, the sequence alignment between the modeled protein (D 1 , D 2 , and D 3 ) and the template protein (rhodopsin) Important to accuracy. The previous sequence analysis of 493 members of the rhodopsin family of GPCR protein, distinct sequences Alan placement of the TM region containing a binding site is provided between the D 1, D 2, and D 3 receptors and rhodopsin (JM Baldwin et al., J. Mol. Biol., 272: 144-164 [1997]). Thus, in a preferred embodiment of the present invention, the homology modeling method provides accurate 3D structural modeling of the D 1 , D 2 , and D 3 receptors, particularly the ligand binding site.
脂質膜/水の環境は、膜貫通タンパク質の3D構造に影響を及ぼす。したがって、いくつかの態様において、モデル化された構造の精度をさらに改善するために、構造上の洗練において明確な脂質-水の環境を含む大規模なMDシミュレーションを行った。これらの態様のいくつかにおいて、スーパーコンピューターで動作する非常に効果的なCHARMMプログラム(バージョン2.7)(B.R. Brooksら、J. Comp. Chem., 4: 187-217 [1983])の並列バージョンが、D1、D2、およびD3タンパク質、脂質、ならびに水分子を含む約16,000の原子を含むモデリング環境として、MDシミュレーションにおいて使用される。D1およびD3受容体構造に対して3ns MDシミュレーションは完了し、2.5nsシミュレーションをD2受容体構造について完了した。その他の態様において、実質的により長いMDシミュレーションが使用される(たとえば5ns、7ns、10ns、およびより長いもの)。しかし、本発明は、特定の長さのモデリングまたはシミュレーションに限定されることは企図されない。当業者は、種々のモデリングおよびシミュレーション時間(たとえば、より長いMDシミュレーション時間では、以前のMDシミュレーションが十分に長くない場合に、結合部位コンホメーションに関してさらに低エネルギーのコンホメーションクラスターを同定することができる)の潜在的な効果を認めるであろう。 The lipid membrane / water environment affects the 3D structure of transmembrane proteins. Thus, in some embodiments, large-scale MD simulations involving a well-defined lipid-water environment in structural refinement were performed to further improve the accuracy of the modeled structure. In some of these embodiments, a parallel version of the highly effective CHARMM program (version 2.7) running on a supercomputer (BR Brooks et al., J. Comp. Chem., 4: 187-217 [1983]) It is used in MD simulations as a modeling environment containing approximately 16,000 atoms including D 1 , D 2 , and D 3 proteins, lipids, and water molecules. The 3 ns MD simulation was completed for the D 1 and D 3 receptor structures and the 2.5 ns simulation was completed for the D 2 receptor structure. In other embodiments, substantially longer MD simulations are used (eg, 5 ns, 7 ns, 10 ns, and longer). However, the present invention is not intended to be limited to a particular length of modeling or simulation. Those skilled in the art will be able to identify lower energy conformation clusters with respect to binding site conformation when various modeling and simulation times (for example, with longer MD simulation times, the previous MD simulation is not long enough) Will recognize the potential effects of
D2の結合部位は、メタンチオスルホナート(MTS)試薬を使用する実験を介して実験的に決定された。(J.A. Javitchら、Neuron, 14: 825-831 [1995]; J.A. Javitchら、Biochemistry, 34: 16433-16439 [1995]; J.A. Javitchら、Mol. Pharmacol., 49: 692-698 [1996] ; D. Fuら、Biochemistry, 35: 11278-11285 [1996]; J.A. Javitchら、Biochemistry, 37: 998-1006 [1998]; J.A. Javitchら、Biochemistry, 38: 7961-7968 [1999];およびJ.A. Javitchら、Biochemistry, 39: 12190-12199 [2000]を参照されたい)。 Binding site of D 2 was determined experimentally through experiments using methane thiosulfonate (MTS) reagent. (JA Javitch et al., Neuron, 14: 825-831 [1995]; JA Javitch et al., Biochemistry, 34: 16433-16439 [1995]; JA Javitch et al., Mol. Pharmacol., 49: 692-698 [1996]; D Fu et al., Biochemistry, 35: 11278-11285 [1996]; JA Javitch et al., Biochemistry, 37: 998-1006 [1998]; JA Javitch et al., Biochemistry, 38: 7961-7968 [1999]; and JA Javitch et al., Biochemistry, 39: 12190-12199 [2000]).
本発明を実施するために機構を理解することは必要でなく、本発明はこのように限定されないが、D2受容体がTM5に3つの共通のSer残基を含み(たとえばN.J. Pollockら、J. Biol. Chem., 267: 17780-17786 [1992]; B.L. Wiensら、Mol. Pharmacol., 54: 435-444 [1998]; A. Mansourら、Eur. J. Pharmacol., 227: 205-214 [1992]; C. Coleyら、J. Neurochem., 74: 358-366 [2000]; N. Sartania and P.G. Strange, J. Neurochem., 72: 2621-2624 [1999]; B.A. Coxら、J. Neurochem., 59: 627-635 [1992];およびR. Woodwardら、J. Neurochem., 66: 394-402 [1996]を参照されたい)、かつTM3の細胞外末端の共通のAsp残基(A.Mansourら、下記)が、リガンドの結合に重要な残基であることが想定される。D2およびD3のシステイン残基は、リガンド結合のために重要である。(G.L. Albertsら、Br. J. Pharmacol., 125: 705-710 [1998])。モデル化された構造において、これらの残基の全てが水にさらされ、かつ主にTM3、TM5、TM6、およびTM7によって形成されるリガンド結合部位の一部分である。D3のモデル化された3D構造およびそのリガンド結合部位は(図1)に示してある。D1、D2、およびD3間の構造上の相違を調査するために、さらなる解析を行った。 It is not necessary to understand the mechanism for practicing the present invention, and the present invention is not so limited, but the D 2 receptor contains three common Ser residues in TM5 (eg, NJ Pollock et al., J Biol. Chem., 267: 17780-17786 [1992]; BL Wiens et al., Mol. Pharmacol., 54: 435-444 [1998]; A. Mansour et al., Eur. J. Pharmacol., 227: 205-214. [1992]; C. Coley et al., J. Neurochem., 74: 358-366 [2000]; N. Sartania and PG Strange, J. Neurochem., 72: 2621-2624 [1999]; BA Cox et al., J. Neurochem., 59: 627-635 [1992]; and R. Woodward et al., J. Neurochem., 66: 394-402 [1996]), and a common Asp residue at the extracellular end of TM3 (see A. Mansour et al., Below) are assumed to be important residues for ligand binding. Cysteine residues of the D 2 and D 3 is important for ligand binding. (GL Alberts et al., Br. J. Pharmacol., 125: 705-710 [1998]). In the modeled structure, all of these residues are exposed to water and are part of the ligand binding site formed primarily by TM3, TM5, TM6, and TM7. Modeled 3D structure and its ligand binding site of D 3 is shown in (FIG. 1). Further analysis was performed to investigate the structural differences between D 1 , D 2 , and D 3 .
D1とD3受容体との間の構造上の相違は、これらのリガンド結合部位に関して非常に重大であることが見出された。結合部位のTM2〜TM7の膜貫通領域における水に露出された残基を考慮したときの、主要な残基の相違を下記(表2)に示してある。TM3の残基および構造上の相違は、リガンドの選択性に影響を与える。 Structural difference between D 1 and D 3 receptors have been found for these ligand binding sites is very serious. Differences in major residues when considering residues exposed to water in the transmembrane region of TM2 to TM7 at the binding site are shown below (Table 2). TM3 residues and structural differences affect ligand selectivity.
D1/D3キメラ受容体を使用するさらなる実験では、D3のTM3の細胞外部分をD1の対応する残基と置換すると、多くのD3リガンドの結合親和性が有意に減少することが示された。さらに、D3のC114からD1の対応する残基Serへの単一突然変異により、結合親和性が、キンピロールについて37倍および(-)-3-PPPについて57倍に減少する。(G.L. Albertsら、Br. J. Pharmacol., 125: 705-710 [1998])。いくつかの態様において、Y-373をD1のより大きなTrp(W321)によって置換する。本発明は、D3とD1との間の主要な構造上の相違が、種々のドーパミン受容体に選択的に結合するリガンドをデザインするための合理的な基礎を、およびその他の態様においては、Gタンパク質受容体ファミリーの他のメンバーに選択的に結合するリガンドをデザインするための基礎を提供することを想定する。表2は、溶媒分子またはリガンドが接触できる領域のD1およびD3結合部位(D1の残基を括弧内に示してある)におけるいくつかの配列相違を示す。 In D 1 / D 3 using a chimeric receptor further experiments, the extracellular portion of TM3 of D 3 is substituted with the corresponding residues of D 1, that the binding affinity of a number of D 3 ligands significantly reduced It has been shown. Furthermore, a single mutation from C114 of D 3 to the corresponding residues Ser of D 1, binding affinity, 37-fold and about quinpirole (-) - about 3-PPP reduced to 57 times. (GL Alberts et al., Br. J. Pharmacol., 125: 705-710 [1998]). In some embodiments, the Y-373 to replace more by larger Trp (W321) of D 1. The present invention provides a major difference in the structure, a reasonable basis for designing ligands that selectively bind to various dopamine receptors, and other aspects between D 3 and D 1 is Suppose that we provide a basis for designing ligands that selectively bind to other members of the G protein receptor family. Table 2 shows some sequence differences in D 1 and D 3 binding site region that can contact solvent molecules or ligands (residues D 1 are shown in parentheses).
D2受容体とD3受容体の間にも有意な構造上の相違が存在するが、D1受容体とD3受容体の間において見られるものよりも重大ではない。D2およびD3の高分解能モデルを用いた慎重な構造解析を使用して、D2受容体とD3受容体の間の主要な配列の4つの領域(すなわち、領域A、B、C、およびD)および構造上の相違を同定した。ドーパミン受容体サブタイプ間で異なる対応する残基については、これらの側鎖原子の位置についていくらかの不確実性がある。この問題を解決するために、本発明は、ローターマー(rotormer)ライブラリーを使用する最新の相同性モデリング法を使用して、同一でない残基の側鎖において最も確度の高いコンホメーションを提供する。 D 2 receptors and D 3 receptors differences significant structural also between the presence, but not critical than that seen between the D 1 receptor and D 3 receptors. Using careful structural analysis using high resolution models of D 2 and D 3, 4 a region of the main sequence between D 2 receptors and D 3 receptors (i.e., the region A, B, C, And D) and structural differences were identified. For corresponding residues that differ between dopamine receptor subtypes, there is some uncertainty about the position of these side chain atoms. To solve this problem, the present invention uses the latest homology modeling method using a rotormer library to provide the most accurate conformation in the side chains of non-identical residues To do.
好ましい態様において、これらの4つの領域で特徴づけられる構造上の相違は、関心対象の特定の受容体(たとえば、D3受容体)に選択的に結合するリガンドをデザインするための合理的な基礎を提供する。 In a preferred embodiment, structural differences which characterized by these four regions is reasonable to design specific receptor of interest (e.g., D 3 receptor) ligands that selectively bind to the base I will provide a.
領域Aにおいて、D3のTM1の残基N47、D75、F338、N375、N379(それぞれ、D2の残基N52、D80、F382、N418、N422)は、膜貫通領域の深く大きな疎水性ポケットの一部分であることが見出された。好ましい態様において、本発明は、領域Aの大きな疎水性ポケットに達するようにデザインされた大きな尾部に鎖でつながれた可動性のリンカーを有し、選択的にD3またはD2受容体のいずれかに結合するリガンドを提供する。これらの所見は、以下に言及した研究において得られた実験データに一部基づく。たとえば、いくつかの提案されたリード化合物の分類のSAR解析により、大きな尾部セクションを有する長いグループリンカーがD3受容体に選択的に結合することが示される。 In the region A, residues of TM1 of D 3 N47, D75, F338, N375, N379 ( respectively, residues of D 2 N52, D80, F382, N418, N422) , the transmembrane regions deep large hydrophobic pocket It was found to be a part. In a preferred embodiment, the present invention has a flexible linker that is chained to a large tail which is designed to reach a large hydrophobic pocket region A, either selectively D 3 or D 2 receptors A ligand that binds to is provided. These findings are based in part on experimental data obtained in the studies referred to below. For example, the SAR analysis classification of several proposed lead compound, a long group linker with a large tail section is shown to selectively bind to D 3 receptors.
領域Bにおいて、D3のTM6の残基F345およびF346は、D2の対応する残基F389およびF390と比較して異なった側鎖の向きを有することが見出された。また、TM6の構造上の相違は、TM6とTM7の間のヘリックス間パッキングに影響を及ぼすことが見出された。D3の残基T368は溶媒にさらされ、対応するD2残基F411は、TM6-TM7間のヘリックス間相互作用において役割を果たす。また、残基T369、Y365、F345、およびF346は、D2ならびにD3のTM6およびTM7の構造上の相違に重要である。これらの残基は、これらのそれぞれのリガンドと直接相互作用することが想定される。これらの所見は、以下に言及した研究において得られた実験データに一部基づく。たとえば、キメラD2/D3受容体の研究により、TM6およびTM7が、選択的D3部分アゴニストであるPD 129807の選択性に寄与することが示された。また、キメラD2/D3受容体の研究により、TM6およびTM7領域がD2とD3の間におけるいくつかのリガンドの選択性の原因となることが示された。さらにその他の研究により、D2受容体のF198、F389、F390のアラニンへの変異が、D3に対してD2への結合優先度を示すリガンドであるN-0437の結合を消滅させることが示される。さらにその他の研究では、T369Vの変異が、2つのD3選択的リガンドの結合親和性を有意に増大するが、選択的でないリガンドのものは増大しないことが示された。これは、この領域がリガンドの選択性のために重要なことを示唆する。 In the region B, residues F345 and F346 of TM6 of D 3 was found to have an orientation different side chains compared to the corresponding residues F389 and F390 of D 2. Also, the structural differences of TM6 were found to affect the interhelical packing between TM6 and TM7. Residues T368 of D 3 is exposed to a solvent, the corresponding D 2 residues F411 plays a role in helix interactions between TM6-TM7. Furthermore, residues T369, Y365, F345, and F346 are important structural differences of TM6 and TM7 of D 2 and D 3. These residues are assumed to interact directly with their respective ligands. These findings are based in part on experimental data obtained in the studies referred to below. For example, studies of chimeric D 2 / D 3 receptor, TM6 and TM7 has been shown to contribute to the selectivity of the PD one hundred twenty-nine thousand eight hundred and seven a selective D 3 partial agonist. Moreover, studies of chimeric D 2 / D 3 receptor, TM6 and TM7 region was shown to be responsible for the selectivity of some ligands between D 2 and D 3. According to yet another study, D 2 receptors F198, F389, mutation to F390 of alanine, be eliminated binding of N-0437 is a ligand showing binding priority to D 2 with respect to D 3 Indicated. In still other research, mutations T369V is, but significantly increases the binding affinity of the two D 3 selective ligand, it has been shown not to increase those ligands not selective. This suggests that this region is important for ligand selectivity.
領域Cにおいて、D3およびD2における最も多くのコンホメーションクラスターの比較(MDシミュレーションから)では、Pro200(TM5)の好ましいキンク(kink)角度が、D3(16.3°)においてはD2(24.0°)よりも小さいことが示される。このキンクが、3つの重要なTM5のセリン残基(それぞれ、D2のS193、S194、およびS197、ならびに、それぞれ、D3のS192、S193、およびS196)を含むD3とD2の間のTM5の細胞外末端における残基の位置を移動させる。これらの所見は、以下に言及した研究において得られた実験データに一部基づく。研究により、TM5のこの保存されたProの前の残基の性質は、一部のリガンドの結合/選択性に影響を与えることが示される(たとえば、D1、D2、およびD3において、関連した残基は、それぞれIle、Val、およびLeuである)。さらなる研究により、同じリガンドに対するD2およびD3受容体の結合親和性に対して異なった効果を有するような、対応するTM5のセリンにおける変異が示され、したがって本発明の好ましい態様は、変異によるこれらの受容体の相違を利用することによって、D2またはD3受容体のいずれかに選択的に結合するようにデザインされる。なおさらなる研究では、(R)-(+)-7-OH-DPATは、D3受容体のS192と相互作用することを示す。この化合物の選択性は、ヒドロキシル置換基が5位に移動すると、5倍減少した。 In the region C, D 3 and the comparison of the most conformations clusters in D 2 (from MD simulations), preferably kink (kink) angle of Pro200 (TM5), D 3 in (16.3 °) D 2 ( 24.0 °). This kink, serine residue three important TM5 (each, S193 of D 2, S194, and S197, and, respectively, of the D 3 S192, S193, and S196) between D 3 and D 2 comprising Move the position of the residue at the extracellular end of TM5. These findings are based in part on experimental data obtained in the studies referred to below. Studies show that the nature of this conserved Pro previous residue in TM5 affects the binding / selectivity of some ligands (eg, in D 1 , D 2 , and D 3 Related residues are Ile, Val, and Leu, respectively). Further studies, such as having a different effect on the binding affinity of the D 2 and D 3 receptors for the same ligand, mutations in serine corresponding TM5 is shown, thus a preferred embodiment of the present invention, by mutation by utilizing the difference of these receptors, it is designed to selectively bind to either D 2 or D 3 receptor. In yet further studies, (R) - (+) - 7-OH-DPAT show that interact with S192 of D 3 receptors. The selectivity of this compound decreased 5-fold when the hydroxyl substituent moved to the 5-position.
領域Dの疎水性ポケットは、TM3、TM4、TM5、およびE-IIループの残基によって形成される。D3におけるV111、I183、F188の向きおよび位置は、対応するD2の残基、V115、I194、F189のものとは非常に異なる。D2ではIleであるD3のTM4の残基V164は、TM5の3つのセリン残基に近い。また、TM5の好ましいキンク角度において見られる相違は、このポケットの構造上の相違に寄与する。これらの所見は、以下に言及した研究において得られた実験データに一部基づく。研究により、D3およびD2受容体の領域Dは、たとえばTM3と、D2受容体の残基I183に対応するD3受容体のE-IIループの残基S182とを連結するジスルフィド橋に隣接した位置に非保存的な配列の相違を含むことが示される。この位置が、D3のI183、F188、またはD2のI184、F189に近接することは重要である。A163は、D2のT165に対応する。水に露出されるD2の残基S163は、この領域においてリガンドと相互作用するために利用され、これはD3においてはアラニン(A161)によって置換される。 The hydrophobic pocket in region D is formed by residues of TM3, TM4, TM5, and E-II loops. V111 in D 3, I183, orientation and position of the F188 is the residue of the corresponding D 2, V115, I194, very different from those of F189. TM4 residue V164 of D 3 is Ile in D 2 is close to three serine residues in TM5. Also, the difference seen in the preferred kink angle of TM5 contributes to this pocket structural difference. These findings are based in part on experimental data obtained in the studies referred to below. Studies region D of the D 3 and D 2 receptors, for example the TM3, the disulfide bridge linking the residues S182 of E-II loop of D 3 receptors corresponding to residue I183 in D 2 receptors It is shown to contain non-conservative sequence differences in adjacent positions. This position, it is important to close the D 3 of I183, F188 or D 2 of I184, F189,. A163 corresponds to T165 of D 2. Residues S163 of D 2 which is exposed to water, is utilized in order to interact with the ligand in this region, which is in the D 3 is replaced by an alanine (A161).
本発明の好ましい態様は、これらの4つの特定の領域(領域A、B、C、およびD)における構造上の相違に基づいて、ドーパミン受容体サブタイプに特異的なリガンドをデザインすることを想定する。特に好ましい態様において、本発明は、D3受容体の領域Bに特異的に結合するリガンドの構造に基づいたデザインを想定する。 Preferred embodiments of the invention envisage designing ligands specific for dopamine receptor subtypes based on structural differences in these four specific regions (regions A, B, C, and D). To do. In a particularly preferred embodiment, the present invention contemplates the design based on the structure of the ligand that specifically binds to a region B of the D 3 receptor.
本発明の組成物(および方法)の好ましい態様は、種々のドーパミン受容体およびそれらの膜貫通(TM)領域の正確なモデリングを使用してデザインされた。 Preferred embodiments of the compositions (and methods) of the invention were designed using accurate modeling of various dopamine receptors and their transmembrane (TM) regions.
ドーパミン受容体の配列は、ロドプシンファミリーの493タンパク質によって共有される保存されたアミノ酸セットの約93〜97%を含む。(J.M. Baldwinら、J. Mol. Biol., 272: 144-164 [1997]を参照されたい)。本発明の相同モデリングに使用したD1、D2、およびD3、ならびにロドプシンの間の配列アラインメントは、500のGPCRメンバーならびにGPCR内のロドプシンサブファミリーに属するD1、D2、D3、およびロドプシンに由来するものであった。 The sequence of the dopamine receptor comprises about 93-97% of the conserved amino acid set shared by the 493 proteins of the rhodopsin family. (See JM Baldwin et al., J. Mol. Biol., 272: 144-164 [1997]). The sequence alignment between D 1 , D 2 , and D 3 , and rhodopsin used in the homology modeling of the present invention, shows 500 GPCR members and D 1 , D 2 , D 3 , and the rhodopsin subfamily within the GPCR. It was derived from rhodopsin.
ドーパミン受容体D1、D2、およびD3、ならびにロドプシンは、7つの異なったTM領域において約47%の残基の同一性/類似性を共有する。ロドプシンとD3受容体との間の配列同一性は、28%であり、非常に正確な相同性モデル構造を達成するのに十分であると考えられる30%の閾値に近い。リガンドのための結合部位を形成するD1、D2、およびD3、ならびにロドプシンのヘリックス領域の間の配列アラインメントでは、ギャップまたは挿入は存在しない。したがって、好ましい態様において、ドーパミン受容体D1、D2、およびD3受容体の構造の正確なモデリングを提供するために、ロドプシンの高分解能X線構造が使用される。下記の表3に示すように、以前に得られたロドプシンファミリーの保存されたアミノ酸残基、およびさらにロドプシンとドーパミン受容体との間の配列同一性により、膜貫通領域におけるロドプシンとD1、D2、およびD3受容体との間の明確な配列アラインメントが可能になる。(J.M. Baldwinら、J. Mol. Biol., 272: 144-164 [1997]を参照されたい)。このロドプシンのアラインメントおよびX線を使用して(K. Palczewskiら、Science, 289: 739-745 [2000])、D1、D2、およびD3受容体の膜貫通領域の初期座標を、InsightIIパッケージのHomology Moduleを使用して作成した。(A.M. van Rhee and K.A. Jacobson, Drug Dev. Res., 37: 1-38 [1996])。TM領域についての配列アラインメントには挿入または欠失はないので、ロドプシンのバックボーン原子の座標を、ドーパミン受容体の整列させた残基のバックボーン原子の座標としてコピーした。ロドプシンとドーパミン受容体との間で整列させた残基が同一の場合、ロドプシン構造における側鎖原子の座標を、対応するドーパミン残基の側鎖原子の座標としてコピーした。整列させた残基が同じものでない場合、ロドプシンの残基を対応するドーパミン残基の型に変異させた。相同性モデリングモジュール内の側鎖回転異性体ライブラリーを、最も可能性のあるアミノ酸側鎖の向きをモデル化するために使用した。
The dopamine receptors D 1 , D 2 , and D 3 , and rhodopsin share about 47% residue identity / similarity in seven different TM regions. Sequence identity between rhodopsin and D 3 receptors are 28%, close to 30% of the threshold value is considered to be sufficient to achieve a highly accurate homology model structure. There is no gap or insertion in the sequence alignment between D 1 , D 2 , and D 3 that form the binding site for the ligand, and the rhodopsin helix region. Thus, in a preferred embodiment, the high resolution X-ray structure of rhodopsin is used to provide an accurate modeling of the structure of the dopamine receptors D 1 , D 2 , and D 3 receptors. As shown in Table 3 below, rhodopsin and D 1 , D 1 in the transmembrane region, due to the conserved amino acid residues of the previously obtained rhodopsin family and also the sequence identity between rhodopsin and dopamine receptors. 2, and D 3 distinct sequence alignment is possible between the receptor. (See JM Baldwin et al., J. Mol. Biol., 272: 144-164 [1997]). Use alignment and X-ray of the rhodopsin (K. Palczewski et al., Science, 289: 739-745 [2000 ]),
表3には、ロドプシン(RHOA)とD1、D2、およびD3受容体との間の膜貫通(TM)領域(TM1〜TM7、プラス短いTM8)の配列アラインメントを示す。太文字は、GPCRタンパク質のロドプシンファミリーの493個のメンバー内で保存されたアミノ酸を示し、同時にロドプシンと3つ全てのドーパミン受容体との間で同一である。好ましい態様において、ロドプシンとドーパミン受容体との間のさらなる配列同一性と合わせて、これらの保存されたアミノ酸は、それぞれの膜貫通ヘリックスについての明確な配列アラインメントを提供する。表3において下線を引いた文字は、ロドプシン、D1、D2、およびD3受容体の間で同一または類似のさらなるアミノ酸残基である。 Table 3 shows the sequence alignment of rhodopsin transmembrane between (RHOA) and D 1, D 2, and D 3 receptors (TM) region (TM1~TM7, plus short TM8). Bold letters indicate amino acids that are conserved within 493 members of the rhodopsin family of GPCR proteins, and are identical between rhodopsin and all three dopamine receptors at the same time. In preferred embodiments, together with additional sequence identity between rhodopsin and the dopamine receptor, these conserved amino acids provide a clear sequence alignment for each transmembrane helix. The underlined letters in Table 3 are additional amino acid residues that are the same or similar between the rhodopsin, D 1 , D 2 , and D 3 receptors.
7つのTMヘリックス(TM1〜TM7)は、D1、D2、およびD3受容体のリガンド結合ポケットを含むTM領域の細胞外側に大きい間隙を形成する。好ましい態様において、いくつかの細胞外ループ(E-I、E-II、E-III)は、リガンド結合ポケットの近くにあり、リガンド結合ポケットの構造にいくらかの影響を有するかもしれないので、本モデルに含めた。また、短い細胞内ループC-Iも、その側鎖がロドプシンの結晶構造中のヘリックス7の細胞内末端に連結された短いヘリックス部分と相互作用するために、含めた。その他のループ(C-II、C-III)ならびにNおよびC末端は、リガンド結合部位からは遠い。したがって、これらは、リガンドの結合に影響を与えないことが想定され(D.H. van Leeuwenら、Mol. Pharmacol., 48: 344-351 [1995];およびH. Hellerら、J. Phys. Chem., 97: 8343-8360 [1993])、したがって、好ましいモデルには含めなかった。省いたループの前後の残基は、アセチル基およびN-メチル基でおおわれていた。細胞外ループ領域(E-I、E-II、およびE-III)および1つの細胞内ループC-Iは、ロドプシンとドーパミン受容体との間の配列相同性に基づいてモデル化した。これらのループ領域のいくつかについては、ロドプシン、D1、D2、およびD3受容体の間でかなり高い配列相同性が見られた。ロドプシンとD3受容体との間のアミノ酸同一性は、それぞれE-Iについて33%、E-IIIについて25%、C-Iループについて33%である。TM3の末端の保存されたシステイン(表3)(D1のCys96、D2のCys107、およびD3のCys103)と非常に短いE-IIのループのシステイン残基(D1のCys186、D2のCys182、およびD3のCys181)との間に形成される保存されたジスルフィド結合が存在する。このジスルフィド結合は、ドーパミン受容体のこの短いループのコンホメーションの柔軟性を制限することが想定される。したがって、好ましい態様において、ループ構造は、TM3の末端のシステイン残基とE-IIループのシステインとの間のジスルフィド結合の形成のための空間的要求を満たすように、INSIGHTIIプログラムパッケージ(INSIGHT II, Molecular Simulations Inc., San Diego, CA)のモデリング手段を使用して作製した。
Seven TM helices (TM1~TM7) is, D 1, D 2, and to form a large gap on the extracellular side of the TM region containing a ligand-binding pocket of D 3 receptors. In a preferred embodiment, some extracellular loops (EI, E-II, E-III) are close to the ligand binding pocket and may have some effect on the structure of the ligand binding pocket. included. A short intracellular loop CI was also included because its side chain interacted with a short helix moiety linked to the intracellular end of
本発明を実施するために機構の理解は必要でなく、本発明はこのように限定されないが、TM5およびTM6に見られる2つの保存されたプロリンのキンクは、リガンド結合部位構造に影響を与えるため、リガンド結合に重要であることが想定される。さらに、保存されたもう一つのプロリンのキンクが、TM7の細胞内部分に見られ、これは、受容体の機能に必須であると考えられる。(H. Hellerら、J. Phys. Chem., 97: 8343-8360 [1993]を参照されたい)。これらの3つの重要なプロリンの完全な保存により、モデル化されるD1、D2、およびD3の構造のTM5、TM6、およびTM7におけるプロリンのキンクの正確なモデリングが可能となる。ロドプシンの2つのその他のプロリンは、1つがTM1(Pro53)において見られ、第2のプロリンがTM7(Pro291)の細胞外側において見られ、D1、D2、およびD3では、その他の残基によって置換される。また、本発明を実施するために機構の理解は必要でなく、本発明はこのように限定されないが、TM1は、あまりにリガンド結合部位と離れているため、リガンド結合に重要でないことが想定される。TM7の細胞外側に見られるPro291は、このヘリックスの細胞外末端の近くにあり、したがってリガンド結合部位のコンホメーションに対してわずかしか効果を有さない。これらの2つの部位におけるα-ヘリックスの標準的な水素結合パターンは、初期のMDシミュレーションの際に、水素結合バックボーン原子間で弱いNOE制限を適用することによって得られた。ロドプシンのX線構造を用いたD1、D2、およびD3における最も重要なヘリックスの正確なモデリングは、本発明に、D1、D2、およびD3について高品質なリガンド結合部位の構造を提供する。 No understanding of the mechanism is necessary to practice the invention, and the invention is not so limited, but the two conserved proline kinks found in TM5 and TM6 affect the ligand binding site structure. It is assumed that it is important for ligand binding. In addition, another conserved proline kink is found in the intracellular portion of TM7, which is thought to be essential for receptor function. (See H. Heller et al., J. Phys. Chem., 97: 8343-8360 [1993]). Complete conservation of these three important prolines allows for the accurate modeling of proline kinks in TM5, TM6, and TM7 of the modeled D 1 , D 2 , and D 3 structures. Two other proline rhodopsin, one is seen in TM1 (Pro53), a second proline was seen in cells outside of TM7 (Pro291), the D 1, D 2, and D 3, the other residues Is replaced by Also, an understanding of the mechanism is not required to practice the present invention, and the present invention is not so limited, but it is assumed that TM1 is not critical for ligand binding because it is so distant from the ligand binding site. . Pro291 found on the extracellular side of TM7 is near the extracellular end of this helix and therefore has little effect on the conformation of the ligand binding site. The standard hydrogen bond pattern of the α-helix at these two sites was obtained by applying a weak NOE restriction between the hydrogen bond backbone atoms during the initial MD simulation. Accurate modeling of the most important helices in D 1 , D 2 , and D 3 using rhodopsin's X-ray structure allows the present invention to structure high-quality ligand binding sites for D 1 , D 2 , and D 3 I will provide a.
脂質膜/水の環境は、TMタンパク質の3D構造に非常に影響を及ぼすことが示されている。(R.G. Efremovら、Biophys. J., 76: 2460-2471 [1999]を参照されたい)。本発明以前には、ドーパミン受容体モデリング作業は、コンピュータの能力が制限されていたために、脂質膜/水の環境のモデリングを避けていた。本発明では、さらにモデル精度を改良するために、明確な脂質膜/水の環境をさらなる構造上のモデリング実験に含めた。好ましい態様において、膜をモデリングするために選択される脂質分子は、1-パルミトイル-2-オレオイル-sn-グリセロ-3-ホスファチジルコリン(POPC)である。W.L. Jorgensenら、J. Chem. Phys., 79: 926-935 (1983)に明記されているように、200のPOPC分子からなる二重層モデルをモデリング実験において使用した。好ましい態様において、ドーパミン受容体構造(たとえば、D3)を、493個のGPCRタンパク質の配列解析から得られた予測される膜境界の位置に従って、二重層モデルに組み込んだ。(J.M. Baldwinら、J. Mol. Biol., 272: 144-164 [1997]を参照されたい)。まず、脂質二重層の中央に位置する多くの脂質分子を除去して、受容体構造のものとほぼ同じ直径を有する穴を作製した。次に、タンパク質構造の大きさを、穴の中心にこれを配置する前に50%に縮小した。次いで、MDシミュレーションを介して、減少した大きさのタンパク質構造を、5%の増分幅で段階的にもとの大きさへ戻した。脂質分子は、MDシミュレーションの間に、タンパク質構造を収容するようにそれ自体を調整することができるが、タンパク質構造は、厳格に保持される。この手順により、タンパク質構造および脂質間に大きな空隙ができること、ならびにタンパク質が単にこのプロセスを伴わずに二重層穴に配置される場合に起こるであろう厳密なファンデルワールス反発力によって生じるタンパク質および二重層分子の構造の突然の分解を防ぐと想定される。 The lipid membrane / water environment has been shown to greatly affect the 3D structure of TM proteins. (See RG Efremov et al., Biophys. J., 76: 2460-2471 [1999]). Prior to the present invention, dopamine receptor modeling work avoided modeling lipid membrane / water environments due to limited computer capabilities. In the present invention, a clear lipid membrane / water environment was included in further structural modeling experiments to further improve model accuracy. In a preferred embodiment, the lipid molecule selected to model the membrane is 1-palmitoyl-2-oleoyl-sn-glycero-3-phosphatidylcholine (POPC). A bilayer model consisting of 200 POPC molecules was used in modeling experiments as specified in WL Jorgensen et al., J. Chem. Phys., 79: 926-935 (1983). In a preferred embodiment, dopamine receptor structures (eg, D 3 ) were incorporated into the bilayer model according to the predicted membrane boundary location obtained from sequence analysis of 493 GPCR proteins. (See JM Baldwin et al., J. Mol. Biol., 272: 144-164 [1997]). First, many lipid molecules located in the center of the lipid bilayer were removed to create a hole with approximately the same diameter as that of the receptor structure. The size of the protein structure was then reduced to 50% before placing it in the center of the hole. The reduced size protein structure was then stepped back to its original size in 5% increments via MD simulation. Lipid molecules can adjust themselves to accommodate protein structures during MD simulations, but protein structures are preserved strictly. This procedure creates large voids between the protein structure and lipids, and the proteins and twos created by the strict van der Waals repulsion that would occur if the protein was simply placed in a bilayer hole without this process. It is supposed to prevent sudden degradation of the structure of the stratified molecule.
次いで、受容体構造の細胞内および細胞外の領域を水に露出させる。好ましい態様において、これらの実験における水の環境は、B. R. Brooksら(B.R. Brooksら、J. Comp. Chem., 4: 187-217 [1983])に記載されたとおりに、TIP3Pの明確な水モデルを使用することによって、正確にモデル化される。水に露出したタンパク質残基および荷電脂質頭部を最小20Åの水層で覆うために、約2,000〜2,200の水分子を使用した。系全体の大きさは、全体で約16,000の原子である。 The intracellular and extracellular regions of the receptor structure are then exposed to water. In a preferred embodiment, the water environment in these experiments is a clear water model of TIP3P as described in BR Brooks et al. (BR Brooks et al., J. Comp. Chem., 4: 187-217 [1983]). Is accurately modeled. Approximately 2,000-2,200 water molecules were used to cover the protein residues and charged lipid heads exposed to water with a minimum of 20 cm water layer. The total size of the system is about 16,000 atoms as a whole.
その他のいくつかの態様において、モデル化した構造における大規模な構造上の改善を、明確な脂質および水分子を含めることによって行う。CHARMMプログラム(バージョン2.7)の並列バージョン(A.D. MacKerell Jr.ら、J. Phys. Chem. B., 102: 3586-3616 [1998])、およびその最新のCHARMM力場(W.D. Cornellら、J. Am. Chem. Soc., 117: 5179-5197 [1995])を、全てのエネルギー最小化およびMDシミュレーションのために使用する。本発明は、MDシミュレーションから得られるコンホメーションのクラスターが、用いたCHARMM力場による影響を受けないことを確認するために、最新バージョンのAMBER力場およびプログラムを使用する並列シミュレーションを行うことをさらに想定する。AMBERおよびCHARMMは、最も普及している2つのMDシミュレーションプログラムである。AMBERおよびCHARMMプログラムの力場は、タンパク質シミュレーションについて広く試験されている。 In some other embodiments, extensive structural improvements in the modeled structure are made by including distinct lipids and water molecules. A parallel version of the CHARMM program (version 2.7) (AD MacKerell Jr. et al., J. Phys. Chem. B., 102: 3586-3616 [1998]) and its latest CHARMM force field (WD Cornell et al., J. Am Chem. Soc., 117: 5179-5197 [1995]) is used for all energy minimization and MD simulations. The present invention performs parallel simulation using the latest version of AMBER force field and program to confirm that the cluster of conformations obtained from MD simulation is not affected by the CHARMM force field used. Assume further. AMBER and CHARMM are the two most popular MD simulation programs. The AMBER and CHARMM program force fields have been extensively tested for protein simulation.
本発明は、512 CPUクレイT3Eスーパーコンピューター(たとえば、ピッツバーグスーパーコンピューターセンター)、国立衛生研究所(NIH)の32 CPU Origin 2000コンピューターシステム、および/またはミシガン大学癌研究センターのLinux 48-CPUクラスターで、これらのモデルおよびシミュレーションを動作させることを想定する。 The present invention is a 512 CPU Clay T3E supercomputer (eg, Pittsburgh Supercomputer Center), a 32 CPU Origin 2000 computer system from the National Institutes of Health (NIH), and / or a Linux 48-CPU cluster from the University of Michigan Cancer Research Center, Assume that these models and simulations operate.
さらに他の態様において、ドーパミン受容体構造の事前の平衡化は、エネルギー最小化および分子動力学シミュレーションを経て達成される。これらの態様のいくつかにおいて、エネルギー最小化のためにAdopted-Basis Newton Raphson(ABNR)方法を使用する。シミュレーションは、統合されたCHARMM原子モデルにPOPC脂質分子の炭化水素尾部を適用したことを除いて、CHARMM力場の最新バージョンの全ての原子の提示を使用して行った(W.D. Cornellら、J. Am. Chem. Soc., 117: 5179-5197 [1995])。好ましい態様において、Leapfrog Verletアルゴリズムを使用した。さらに他の態様において、その「外部」に隣接するものがない縁において脂質分子層によって引き起こされる人為的な現象を減少させるために、これらの炭化水素尾部原子が起点から35Åよりも離れている場合は、確率論的境界法を適用し;摩擦係数を200にセットした。脂質頭部のリン原子を固定した。誘電率は、1にセットし、時間工程は、1fsにセットした。温度は、1.0psの結合崩壊時間で300Kに一定に保持した。長距離静電力は、力スイッチ法で、12〜14Åで処理した;ファンデルワールス力は、14Åでカットした。非結合のリストは、15Åまでで作製し、ヒューリスティックに更新した。ランジュヴァン領域に入る原子をチェックする頻度は、20工程にセットした。最終産生MDを動作させる前に、系を、入れ子エネルギー最小化サイクルの3工程で事前に平衡化して、大規模なMDシミュレーションを動作させる。大幅にドーパミン構造を改良するため、および結合部位コンホメーションの標本抽出するためには、非常に長い産生MDシミュレーション(少なくとも10ns)を行う。最終的な産生の実行の軌道ファイルは、解析についてps毎に保存する。 In yet other embodiments, pre-equilibration of dopamine receptor structure is achieved via energy minimization and molecular dynamics simulations. In some of these embodiments, the Adopted-Basis Newton Raphson (ABNR) method is used for energy minimization. The simulation was performed using the presentation of all atoms in the latest version of the CHARMM force field, except that the hydrocarbon tail of the POPC lipid molecule was applied to the integrated CHARMM atom model (WD Cornell et al., J. Am. Chem. Soc., 117: 5179-5197 [1995]). In a preferred embodiment, the Leapfrog Verlet algorithm was used. In yet other embodiments, these hydrocarbon tail atoms are more than 35 mm away from the origin to reduce artifacts caused by the lipid molecular layer at the edge where there is no "external" adjacency. Applied a stochastic boundary method; the coefficient of friction was set to 200. The phosphorus atom in the lipid head was fixed. The dielectric constant was set to 1 and the time step was set to 1 fs. The temperature was held constant at 300 K with a bond decay time of 1.0 ps. Long-distance electrostatic forces were processed at 12-14 法 with the force switch method; van der Waals forces were cut at 14 Å. The unbonded list was made up to 15 cm and heuristically updated. The frequency of checking atoms entering the Langevin region was set to 20 steps. Prior to running the final production MD, the system is pre-equilibrated in three steps of a nested energy minimization cycle to run a large MD simulation. To significantly improve dopamine structure and to sample binding site conformation, very long production MD simulations (at least 10 ns) are performed. The trajectory file of the final production run is saved for each ps for analysis.
ドーパミン受容体の結合部位は、特にTM5およびTM6のヘリックスの屈曲、ならびに結合ポケットを形成する残基の側鎖コンホメーションに関して、一定の柔軟性を有する。さらに、異なるリガンドは、結合間隙の特徴的な異なるコンホメーションに優先的に結合するであろう。これらの理由のために、本発明のいくつかの態様では、結合間隙のコンホメーションの標本を抽出するために、それぞれの受容体(たとえば、D1、D2、D3、D4、および/またはD5)に対する非常に長い(たとえば、5、10、50、100ns、またはより長く)MDシミュレーションを使用する。多くのコンホメーションが作製されるので、シミュレーションにおいて得られる主要なコンホメーションを同定するために、コンホメーションクラスター解析の使用が必要である。コンホメーションクラスター解析は、2つの判定基準を使用するCHARMMスクリプトを使用して行った。第一の判定基準は、TM5およびTM6のヘリックスの屈曲角度であった。第二の判定基準は、結合ポケットを形成するこれらの残基の二面角であった。D3受容体の2.0nsのMDシミュレーションの間に保存された2000の受容体コンホメーションに基づいて、4つの主要なコンホメーションクラスターが、30%、16%、13%、および10%の分布で得られた。第一のクラスターは、次に大きなものよりもほぼ2倍多くを占めているので、このクラスターの中心的コンホメーションは、その天然の環境におけるD3受容体に対して、優先され、かつ良好な代表的な構造であると考えられる。構造に基づいたデータベース検索の目的では、この代表的なD3コンホメーションが受容体構造と考えられた。 The dopamine receptor binding site has certain flexibility, particularly with respect to the bending of the TM5 and TM6 helices, and the side chain conformation of the residues that form the binding pocket. In addition, different ligands will preferentially bind to the characteristic different conformations of the binding gap. For these reasons, in some embodiments of the present invention, the respective receptors (eg, D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , and Use very long (eg, 5, 10, 50, 100 ns, or longer) MD simulations for (or D 5 ). Since many conformations are created, it is necessary to use conformational cluster analysis to identify the major conformations obtained in the simulation. Conformational cluster analysis was performed using a CHARMM script that uses two criteria. The first criterion was the flexion angle of the TM5 and TM6 helices. The second criterion was the dihedral angle of these residues forming the binding pocket. Based on the 2000 receptor conformations preserved during the 2.0 ns MD simulation of the D 3 receptor, the four major conformational clusters are 30%, 16%, 13%, and 10% Obtained by distribution. Since the first cluster occupies almost twice as much as the next largest, the central conformation of this cluster is preferred and good for D 3 receptors in its natural environment This is considered to be a typical structure. The purpose of the database search based on the structure, the representative D 3 conformationally considered acceptor structure.
III.D3リガンドと受容体との間の相互作用の計算的なドッキング研究
本発明のドッキング研究に使用される受容体構造は、D1、D2、およびD3の3D構造の非常に長いMDシミュレーションから得られた。主要な(最もポピュレートされた(populated))コンホメーションのクラスターを同定するために、クラスター解析を行った。好ましい態様において、それぞれのドーパミン受容体サブタイプ(たとえば、D1、D2、およびD3)については、それぞれの主要なコンホメーションのクラスターを、次のドッキング研究に使用する。本発明を実施するためには機構の理解は必要でなく、本発明はこのように限定されないが、それぞれの受容体について複数の構造を使用することの1つの利点は、受容体のコンホメーションの柔軟性をよりよく考慮に入れること、さらにリガンドコンホメーションの柔軟性を考慮に入れることであることが想定される。好ましい態様において、受容体は、AMBER力場における融合原子近似を使用して処理される。(Available Chemicals Directory [ACD]: Database of chemicals and their suppliers, MDL Information Systems, Inc., Morristown, NJを参照されたい)。極性の水素原子を受容体に付加し、Kollman融合原子の部分的電荷を割り当てた。いくつかの態様において、全ての水分子を除去し、原子の溶媒和パラメーターおよび断片の体積をAUTODOCKプログラムのAddSoll機能を使用して受容体原子に割り当てた。
Receptor structure used in the docking studies of computational docking studies present invention the interaction between III.D 3 ligand and receptor, D 1, D 2, and a very long 3D structure D 3 Obtained from MD simulation. Cluster analysis was performed to identify the major (most populated) conformational clusters. In a preferred embodiment, for each dopamine receptor subtype (eg, D 1 , D 2 , and D 3 ), each major conformational cluster is used for subsequent docking studies. An understanding of the mechanism is not required to practice the invention, and the invention is not so limited, but one advantage of using multiple structures for each receptor is that the conformation of the receptor It is envisaged to better take into account the flexibility of the ligand, and also to take into account the flexibility of the ligand conformation. In a preferred embodiment, the receptor is processed using the fused atom approximation in the AMBER force field. (See Available Chemicals Directory [ACD]: Database of chemicals and their suppliers, MDL Information Systems, Inc., Morristown, NJ). A polar hydrogen atom was added to the acceptor and assigned a partial charge for the Kollman fusion atom. In some embodiments, all water molecules were removed and atom solvation parameters and fragment volumes were assigned to acceptor atoms using the AddSoll function of the AUTODOCK program.
好ましい態様において、同定された全てのリード化合物D3リガンドおよびこれらの選択的類似体は、本発明のモデリングおよびシミュレーション方法を使用して研究される。さらなる好ましい態様において、デザインされたリード化合物類似体の全ては、大規模なドッキングシミュレーションおよびモデリングを使用して供される。なおさらなる好ましい態様において、全ての起こりうるキラル配位は、それぞれのリガンドに対して考慮される。いくつかの態様において、初期のリガンド3D構造は、Sybyl(Tripos Associates, Inc., St. Louis, MO)分子モデリングパッケージを使用して作製される。 In a preferred embodiment, all of the lead compound D 3 ligands and their selective analogs identified is studied using modeling and simulation method of the present invention. In a further preferred embodiment, all of the designed lead compound analogs are provided using extensive docking simulation and modeling. In still further preferred embodiments, all possible chiral coordinations are considered for each ligand. In some embodiments, the initial ligand 3D structure is generated using the Sybyl (Tripos Associates, Inc., St. Louis, MO) molecular modeling package.
さらに他の態様において、ドッキング研究を行うために、AUTODOCK(バージョン3.0)プログラムが使用される。(たとえば、G.M. Morrisら、J. Computer-Aided Molecular Design, 10: 293-304 [1996]; G.M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19: 1639-1662 [1998]; D.S. Goodsellら、J. Mol. Recognition, 9: 1-5 [1996];およびG.M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19: 1639-1662 [1998]を参照されたい)。AUTODOCKプログラムは、タンパク質-阻害剤、ペプチド-抗体、およびタンパク質-タンパク質複合体を正確に予測するために広く使用されている。AUTODOCKプログラムは、ドッキングシミュレーションの間に、リガンドのコンホメーションの柔軟性を考慮に入れる。AUTODOCKプログラムにおいて利用できる3つの検索方法の中で、ラマルク説遺伝的アルゴリズム(Lamarckian genetic algorithm; LGA)法が、正確なリガンド結合モデルを予測するために非常に効率的であることが見出された。したがって、いくつかの態様において、AUTODOCKプログラムにおけるラマルク説遺伝的アルゴリズム(Lamarckian genetic algorithm; LGA)法が、本発明のドッキング研究においてさらに使用される。(D. S. Goodsellら、J. Mol. Recognition, 9: 1-5 [1996])。AUTODOCKプログラムの最新バージョンも、新たな経験的な結合自由エネルギー関数を取り入れている。 In yet another embodiment, the AUTODOCK (version 3.0) program is used to perform docking studies. (See, eg, GM Morris et al., J. Computer-Aided Molecular Design, 10: 293-304 [1996]; GM Morris et al., J. Comp. Chem., 19: 1639-1662 [1998]; DS Goodsell et al., J. Mol. Recognition, 9: 1-5 [1996]; and GM Morris et al., J. Comp. Chem., 19: 1639-1662 [1998]). The AUTODOCK program is widely used to accurately predict protein-inhibitors, peptide-antibodies, and protein-protein complexes. The AUTODOCK program takes into account the conformational flexibility of the ligand during docking simulation. Among the three search methods available in the AUTODOCK program, the Lamarckian genetic algorithm (LGA) method has been found to be very efficient in predicting accurate ligand binding models. . Thus, in some embodiments, the Lamarckian genetic algorithm (LGA) method in the AUTODOCK program is further used in the docking study of the present invention. (D. S. Goodsell et al., J. Mol. Recognition, 9: 1-5 [1996]). The latest version of the AUTODOCK program also incorporates a new empirical coupled free energy function.
いくつかの態様において、リガンドにおける回転可能な結合は、AUTODOCKユーティリティ(AUTOTORS)を使用して定義した。好ましいドッキングシミュレーションにおいては、リガンドの全ての回転可能な結合が制限されなかった。また、リガンドの位置および向きも、制限されなかった。格子地図の中心は、D2のCys118もしくはD3のCys114の硫黄原子またはD1のSer107の酸素原子の座標を使用して定義し、これは結合部位の一部であると決定された。それぞれのドッキング研究について、通常10回のドッキングシミュレーションを行った。ドッキングシミュレーションに使用したステップの大きさは、平行移動(translation)については0.2Åならびに向きおよびねじれについては5°であった。ドッキングされた構造の解析において、リガンドの根平均二乗偏差のためのクラスタリング許容値を1.0Åにセットした。 In some embodiments, rotatable binding in the ligand was defined using the AUTODOCK utility (AUTOTORS). In the preferred docking simulation, all rotatable binding of the ligand was not limited. Also, the position and orientation of the ligand was not limited. The center of the lattice map was defined using the coordinates of the sulfur atom of D 2 Cys118 or D 3 Cys114 or the oxygen atom of D 1 Ser107, which was determined to be part of the binding site. For each docking study, typically 10 docking simulations were performed. The step size used for the docking simulation was 0.2 mm for translation and 5 ° for orientation and twist. In the analysis of the docked structure, the clustering tolerance for the root mean square deviation of the ligand was set to 1.0 Å.
さらなる態様において、CERIUS2(Accelrys, Inc., San Diego, CA)プログラム内のドッキングモジュールを、ドッキングシミュレーションを行うために使用する。本発明は、クロス確認および改良された精度を提供する2つ(またはそれ以上)の異なったドッキングシミュレーションプログラム/ルーチンを使用することを想定する。したがって、本発明の好ましい態様は、2つ(またはそれ以上)のドッキングシミュレーションプログラムおよび/またはルーチンを使用する。 In a further embodiment, a docking module in the CERIUS 2 (Accelrys, Inc., San Diego, CA) program is used to perform docking simulations. The present invention contemplates the use of two (or more) different docking simulation programs / routines that provide cross validation and improved accuracy. Accordingly, preferred embodiments of the present invention use two (or more) docking simulation programs and / or routines.
我々がこのプロジェクトにおいて使用したAUTODOCKプログラムを含む、最新の計算的ドッキング方法の1つの限界は、計算能力の限界のために、ドッキングの間にタンパク質コンホメーションの柔軟性がほとんど考慮されないということである。この限界を克服するために、本発明は、計算的ドッキング研究のために、MDシミュレーションから得られた多数のタンパク質(たとえば、ドーパミン受容体および/またはその他のg-タンパク質結合受容体)のコンホメーションを使用することを想定する。本発明は、受容体(たとえば、ドーパミン受容体D1、D2、および/またはD3)では、これらの結合部位に関して多数の低エネルギーコンホメーションを仮定してもよく、したがって異なるリガンドが、異なる低エネルギーコンホメーションの受容体に結合してもよいことをさらに想定する。 One limitation of modern computational docking methods, including the AUTODOCK program we used in this project, is that due to the limitations of computational power, the flexibility of protein conformation is hardly considered during docking. is there. To overcome this limitation, the present invention provides a conformation of a number of proteins (eg, dopamine receptors and / or other g-protein coupled receptors) derived from MD simulations for computational docking studies. Suppose you use a motion. The present invention may assume a number of low energy conformations for these binding sites at receptors (eg, dopamine receptors D 1 , D 2 , and / or D 3 ), and thus different ligands It is further envisioned that it may bind to receptors of different low energy conformations.
特定のタンパク質(たとえば、ドーパミン受容体)の多数のコンホメーションを使用することにより、計算的ドッキング研究の精度が非常に改善されることが見出された。したがって、本発明のいくつかの好ましい態様は、選択的リガンド(たとえば、D3選択的リガンド)のデザインおいて標的タンパク質の多くのコンホメーションを使用する。 It has been found that using a large number of conformations of a particular protein (eg, dopamine receptor) greatly improves the accuracy of computational docking studies. Thus, some preferred embodiments of the present invention, selective ligands (e.g., D 3 selective ligand) using a number of conformation design leave the target protein.
本発明のその他の好ましい態様は、最適な性能(たとえば、選択性)のためのリガンドデザインを補正するために得られた予想される複雑な構造に対して、大規模なMDシミュレーションを使用することにより、そのリガンドを結合するときに生じ得る受容体のコンホメーションの変化(誘導的適合)の潜在的な問題を解決する。 Another preferred embodiment of the present invention uses large scale MD simulations for the expected complex structure obtained to correct the ligand design for optimal performance (eg selectivity). Solves the potential problem of receptor conformational change (inductive adaptation) that can occur when binding its ligand.
1つの態様において、本発明は、D3受容体構造に対し、7-OH-DPATおよびその類似体のドッキング研究を提供する。(+)-7-OH-DPATは、サブタイプD2以上にドーパミン受容体サブタイプD3に対して何らかの選択性を示す部分アゴニストである。D3受容体に結合する(+)-7-OH-DPATの構造上の基礎を調査するために、大規模な計算的ドッキング研究をAUTODOCKプログラムパッケージを使用して行った。(G.M. Morrisら、J. Computer-Aided Molecular Design, 10: 293-304 [1996]; G.M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19: 1639-1662 [1998]; D.S. Goodsellら、J. Mol. Recognition, 9: 1-5 [1996]およびG.M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19: 1639-1662 [1998])。クラスター解析から得られる最もポピュレートされたD3受容体コンホメーションを、ドッキング研究において受容体構造として使用した。行った10回のAUTODOCKシミュレーションのうちの、最も低いエネルギーの4つの複合体は、図3で示したように、リガンドのための単一の結合モデルに収束した。変異誘発解析および大規模な構造-活性相関(SAR)情報を介して得られた(+)-7-OH-DPAT(図4)リガンドについての豊富な実験的情報が存在するので、(+)-7-OH-DPATリガンドについて予測されるD3に対する結合モデルは、容易に確認された。 In one aspect, the present invention is, D 3 receptor structure to provide a docking studies of 7-OH-DPAT and its analogs. (+) - 7-OH- DPAT is a partial agonist showing some selectivity for subtype D 2 or more dopamine receptor subtypes D 3. D 3 binding to the receptor (+) - 7-OH- DPAT the foundation of the structure in order to survey, the large-scale computational docking study was performed using the AUTODOCK program package. (GM Morris et al., J. Computer-Aided Molecular Design, 10: 293-304 [1996]; GM Morris et al., J. Comp. Chem., 19: 1639-1662 [1998]; DS Goodsell et al., J. Mol. Recognition, 9: 1-5 [1996] and GM Morris et al., J. Comp. Chem., 19: 1639-1662 [1998]). The most populated D 3 receptor conformation obtained from cluster analysis was used as a receptor structure in the docking studies. Of the 10 AUTODOCK simulations performed, the four lowest energy complexes converged to a single binding model for the ligand, as shown in FIG. (+) Since there is a wealth of experimental information about the ligand (+)-7-OH-DPAT (Figure 4) obtained via mutagenesis analysis and extensive structure-activity relationship (SAR) information (+) binding model for D 3 predicted for -7-OH-DPAT ligand was easily confirmed.
(+)-7-OH-DPATとD3受容体との間で予測される受容体-リガンドの相互作用は、以下のものを含む(しかし、これらに限定されない)実験的証拠によって支持される。第1に、D2およびD3受容体は、高い親和性でプロトン化されたアミンを含むリガンドを結合するが、どのような特定の機構にも限定されず、この結合は、TM3の細胞外末端のAsp(ロドプシンファミリーのGPCRのその他のメンバーにも同様に共通)との塩橋の形成を介して起こると考えられる。D2(D114)受容体におけるこのアスパラギン酸のGlyまたはAsnへの変異は、アゴニストおよびアンタゴニストの両者の結合を消滅させる。(A. Mansourら、Eur. J. Pharmacol., 227: 205-214 [1992]を参照されたい)。第2に、(+)-7-OH-DPATの水酸基は、S192およびS196と水素結合を形成することが予測される。実際に、S192A変異体D3受容体は、野生型受容体と比較して、16倍減少した親和性で(+)-7-OH-DPATリガンドを結合する。(N. Sartania and P. G. Strange, J. Neurochem., 72: 2621-2624 [1999]を参照されたい)。また、D2の対応する残基S193は、D2受容体におけるこのリガンドの結合に寄与することが示された。(C. Coleyら、J. Neurochem., 74: 358-366 [2000]を参照されたい)。第3に、Cys114は、(+)-7-OH-DPATリガンドのプロピル基の1つと緊密に接触することにより、「プロピル」ポケットを形成する。実際に、Cys114Serの変異は、試験した14の化合物のうち、プロピルを含む(+)7-OH-DPATリガンドの親和性を選択的に減少させる。(G.L. Albertsら、Br. J. Pharmacol., 125: 705-710 [1998];およびG.L. Albertsら、Mol. Pharmacol., 54: 379-388 [1998]を参照されたい)。第4に、(+)-7-OH-DPATのプロピル基の1つは、高度に疎水性のポケットに結合するが、もう一方は、疎水性/親水性の混合された環境にある。このモデルに基づいた予測は、両方のプロピル基が除去される場合に結合親和性の10倍の減少が観察されたが、1つのプロピルだけを削除してもリガンドの結合能を変化しないようであることと一致している。(D.A. Norman and L.H. Naylor, Biochem. Soc. Trans., 22: 143S [1994]を参照されたい)。(+)-7-OH-DPATの5-OH-DPAT(図4)類似体については、両方のプロピル基を除去することによる変化は、さらにより劇的である。プロピル基のうちの1つを除去しても、D3におけるリガンド結合に対して効果を有さないが、両方のプロピル基を除去することにより、635倍までリガンドの親和性を減少させる。(D.A. Norman and L.H. Naylor、下記、を参照されたい)。1つのD3疎水性ポケットは、かなり大きく、非常により大きな基を許容することができるが、その他のポケットは、大きさが限定されており、疎水性/親水性の混合された環境を有するということは重要である。合わせると、本発明に開示されたリガンドデザイン方法によって予測されるドッキング結果と、既存の実験的な変異のデータおよび(+)-7-OH-DPATリガンドとD3受容体の結合についてのSARデータとの間には、優れた一致が見られた。 (+) - 7-OH- DPAT and D 3 predicted receptor with the receptor - ligand interactions include the following (but not limited to) is supported by experimental evidence . To a 1, D 2 and D 3 receptors, which binds the ligand containing the protonated amine with high affinity, is not limited to any particular mechanism, this binding, extracellular TM3 It is thought to occur through the formation of a salt bridge with the terminal Asp (also common to other members of the rhodopsin family GPCR). This mutation of aspartate to Gly or Asn at the D 2 (D114) receptor abolishes both agonist and antagonist binding. (See A. Mansour et al., Eur. J. Pharmacol., 227: 205-214 [1992]). Second, the hydroxyl group of (+)-7-OH-DPAT is expected to form hydrogen bonds with S192 and S196. Indeed, S192A mutant D 3 receptor, as compared to the wild type receptor, with 16-fold reduced affinity (+) - coupling the 7-OH-DPAT ligand. (See N. Sartania and PG Strange, J. Neurochem., 72: 2621-2624 [1999]). Moreover, the corresponding residue S193 of D 2 have been shown to contribute to the binding of the ligand in D 2 receptors. (See C. Coley et al., J. Neurochem., 74: 358-366 [2000]). Third, Cys114 forms a “propyl” pocket by intimate contact with one of the propyl groups of the (+)-7-OH-DPAT ligand. In fact, the Cys114Ser mutation selectively reduces the affinity of (+) 7-OH-DPAT ligand containing propyl out of 14 compounds tested. (See GL Alberts et al., Br. J. Pharmacol., 125: 705-710 [1998]; and GL Alberts et al., Mol. Pharmacol., 54: 379-388 [1998]). Fourth, one of the (+)-7-OH-DPAT propyl groups binds to a highly hydrophobic pocket, while the other is in a mixed hydrophobic / hydrophilic environment. A prediction based on this model showed that a 10-fold decrease in binding affinity was observed when both propyl groups were removed, but removing only one propyl did not appear to change the binding capacity of the ligand It is consistent with being. (See DA Norman and LH Naylor, Biochem. Soc. Trans., 22: 143S [1994]). For the 5-OH-DPAT (Figure 4) analog of (+)-7-OH-DPAT, the change due to removal of both propyl groups is even more dramatic. It is removed one of a propyl group, but no effect on ligand binding in D 3, by removing both propyl groups, decrease the affinity of the ligand to the 635-fold. (See DA Norman and LH Naylor, below). One D 3 hydrophobic pocket, rather large, very makes it possible to tolerate large group, the other pocket is limited in size, they have a hydrophobic / hydrophilic mixed environment That is important. Taken together, the docking results predicted by ligand design method disclosed in the present invention, the existing experimental mutation of data and (+) - SAR data for binding of 7-OH-DPAT ligand and D 3 receptors There was an excellent agreement with
この優れた一致は、本発明によって想定される、モデル化されたD3構造の確証として役立ち、およびこれは、潜在的に強力なD3リガンドに対するD3の結合の構造上の基礎において洞察を提供する。 This excellent agreement serves as a confirmation of the modeled D 3 structure envisioned by the present invention, and this provides insights into the structural basis of D 3 binding to potentially strong D 3 ligands. provide.
IV.新規リード化合物を同定するための一般的なデザインストラテジー
本発明の好ましい態様は、ドーパミン受容体の選択的リガンドとしての潜在的なリード化合物を同定するための、新規の構造に基づいたアプローチを使用する。特に好ましい態様において、これらの新規の構造に基づいたデザインアプローチは、ドーパミン受容体D3の強力かつ選択的な修飾因子(たとえば、部分アゴニスト)を同定するために、そしてさらにデザインする(たとえば、最適化する)ために使用される。さらに他の好ましい態様において、ドーパミン受容体D3の強力かつ選択的な修飾因子は、被験者におけるD3受容体の調節の欠陥によって特徴づけられる症状(たとえばうつ病、不安症、精神分裂病、ツレット症候群、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、およびパーキンソン病など)の治療に有用な治療的化合物である。
IV. General Design Strategy for Identifying New Lead Compounds A preferred embodiment of the present invention is a novel structure-based approach to identify potential lead compounds as selective ligands for dopamine receptors. use. In a particularly preferred embodiment, the design approach based on the structure of these novel, potent and selective modulators of dopamine receptor D 3 (e.g., partial agonist) in order to identify and further design (e.g., optimum Used). In yet another preferred embodiment, potent and selective modulators of dopamine receptors D 3 are symptoms (e.g. depression characterized by a defect in regulation of D 3 receptors in a subject, anxiety, schizophrenia, Tourette Syndrome, eating disorders, alcoholism, chronic pain, obsessive compulsive disorder, and Parkinson's disease).
本発明は、図5で示したような、リードGタンパク質受容体結合リガンド(たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5を含むドーパミン受容体(しかし、これらに限定されない))を同定およびデザインする(たとえば、最適化する)ための新規かつ強力なアプローチをさらに提供する。好ましい態様において、第一段階は、非常に構造的に多様な合成および天然の有機化合物の500,000のライブラリーを検索して初期の受容体結合候補リガンド(「ヒット」)を同定するための、リガンドファルマコフォアに基づいた3D-データベース検索技術を使用する、潜在的なリード化合物(たとえば、D3アゴニストおよび/またはアンタゴニスト)の同定を提供する。たとえば、1つの態様において、ファルマコフォアモデルは、既知のD3リガンドの3D構造およびそれらの構造-活性相関(SAR)に基づいて開発された。このファルマコフォアモデルは、国立癌研究所(NCI)の3D構造データベースを検索するため、および/またはAvailable Chemicals Directory(ACD)(S. Wangら、J. Med. Chem., 37: 4479-4489 [1994]を参照されたい)データベースを検索するために使用した。NCI 3Dの最新バージョンの「公開」データベースは、245,000構造からなり、研究者は、これらの構造および化学物質試料にアクセスすることができる。(J. H. Voigtら、J. Chem. Inf. Comput. Sci., 41: 702-712 [2001]を参照されたい)。ACDデータベース(v99.2)の最新バージョンは、275,000のモデル化された3D構造を含む。(Available Chemicals Directory, MDL Information Systems, Inc., Morristown, NJ)。 The present invention relates to a lead G protein receptor binding ligand (eg, but not limited to D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , and D 5 ) as shown in FIG. It further provides a new and powerful approach for identifying and designing (eg, optimizing)). In a preferred embodiment, the first step is to search a 500,000 library of highly structurally diverse synthetic and natural organic compounds to identify initial receptor binding candidate ligands (“hits”). using the 3D- database search technique based on pharmacophore, provides for the identification of potential lead compound (e.g., D 3 agonists and / or antagonists). For example, in one embodiment, pharmacophore model of a known D 3 ligand 3D structure and their structures - have been developed based on activity relationship (SAR). This pharmacophore model can be used to search the National Cancer Institute (NCI) 3D structure database and / or the Available Chemicals Directory (ACD) (S. Wang et al., J. Med. Chem., 37: 4479-4489). (See [1994]) Used to search the database. The latest version of NCI 3D's “public” database consists of 245,000 structures, allowing researchers access to these structures and chemical samples. (See JH Voigt et al., J. Chem. Inf. Comput. Sci., 41: 702-712 [2001]). The latest version of the ACD database (v99.2) contains 275,000 modeled 3D structures. (Available Chemicals Directory, MDL Information Systems, Inc., Morristown, NJ).
1つの態様において、本発明は、Webに基づいた3D-ファルマコフォアドッキングプログラムパッケージを提供する。本発明のWebに基づいた3D-ファルマコフォアドッキングプログラムは、Chem-Xプログラムと同様の結果を提供することが見出された。(I. D. Kuntz, Science, 257: 1078-1082 [1992]を参照されたい)。いくつかの態様において、3D-データベース形式に変換されたNCIおよびACDデータベースの一方または両方を、潜在的な受容体結合リード化合物の同定の一部として、本Webに基づいたプログラムによって検索する。 In one embodiment, the present invention provides a web-based 3D-pharmacophore docking program package. The web-based 3D-pharmacophore docking program of the present invention has been found to provide similar results as the Chem-X program. (See I. D. Kuntz, Science, 257: 1078-1082 [1992]). In some embodiments, one or both of the NCI and ACD databases converted to 3D-database format are searched by the web-based program as part of identifying potential receptor binding lead compounds.
さらに他の好ましい態様において、第2の構造に基づいたスクリーニング工程は、関心対象の受容体(たとえば、D3受容体)と、第1の工程において同定されたヒット化合物(たとえば、ドーパミン受容体リガンド)の相互作用をさらに明らかにするための次の手段を提供する。 In yet another preferred embodiment, the screening step based on the second structure, receptor of interest (e.g., D 3 receptors) and hit compounds identified in the first step (e.g., dopamine receptor ligands The following means are provided to further clarify the interaction.
好ましい態様において、第2の構造に基づいたスクリーニング工程は、第1の工程の3D-ファルマコフォア検索を介して同定された「ヒット」のみを含む「より小さな」データベースを使用する。しかし、本発明は、この方法論に基づいて潜在的な標的受容体リガンドを選択することに限定されることは企図されない。さらに他の好ましい態様において、構造に基づいたデータベース検索を行うために、プログラムCERIUS2バージョン4.5(Accelrys, Inc., San Diego, CA)のリガンド・フィット・モジュール(Ligand Fit module)が使用される。いくつかの態様において、構造に基づいたデータベース検索は、データベースに分類されたそれぞれのヒット化合物を、関心対象の受容体の結合ポケット(たとえば、D3受容体結合ポケット)にドッキングさせることを使用する。さらにいくつかのその他の態様において、本発明は、CERIUS2プログラムによって算出されたこれらのスコアに従って、ヒット化合物を順位付けすることを想定する。本発明のいくつかの態様において、CERIUS2プログラムに使用されるスコアリング機能は、リガンドと受容体との間の潜在的な相互作用エネルギーの負数を算出する。本発明は、限定された場合であるが、エネルギーに基づいたDOCKプログラムのスコアリング機能は、特定の候補リガンドのその標的受容体に対する結合親和性とは良好な相関性を提供しないであろうことを想定する。したがって、本発明の好ましい態様は、本発明の一部として開発された新規コンセンサススコアリング機能を使用することにより、この潜在的な問題を克服することを想定する。好ましい態様において、コンセンサススコアリング機能は、3つの異なる経験的な結合親和性予測法、CHEMSCORE、LBSCORE、およびLUDISCORE(J. Comput.-Aided Mol. Des., 11: 425-445 [1997]; J. Mol. Model., 4,379-394 [1998];およびJ. Comput.-Aided Mol. Des., 12,309-323 [1998]を参照されたい)からなり、200を超えるタンパク質-リガンド複合体を使用して得られる。いくつかの態様において、コンセンサススコアリング機能を使用して、「ヒット」率を改善することがさらに想定される。 In a preferred embodiment, the screening step based on the second structure uses a “smaller” database that contains only “hits” identified through the 3D-pharmacophore search of the first step. However, it is not intended that the present invention be limited to selecting potential target receptor ligands based on this methodology. In yet another preferred embodiment, the Ligand Fit module of program CERIUS 2 version 4.5 (Accelrys, Inc., San Diego, Calif.) Is used to perform structure-based database searches. In some embodiments, a database search based on the structure is used that each hit compounds classified in the database, to dock the binding pocket of the receptor of interest (e.g., D 3 receptor binding pocket) . In still some other embodiments, the present invention contemplates ranking hit compounds according to these scores calculated by the CERIUS 2 program. In some embodiments of the invention, the scoring function used in the CERIUS 2 program calculates the negative number of potential interaction energies between the ligand and the receptor. Although the present invention is limited, the scoring function of the energy-based DOCK program will not provide a good correlation with the binding affinity of a particular candidate ligand for its target receptor Is assumed. Accordingly, the preferred embodiment of the present invention contemplates overcoming this potential problem by using a novel consensus scoring function developed as part of the present invention. In a preferred embodiment, the consensus scoring function comprises three different empirical binding affinity prediction methods, CHEMSCORE, LBSCORE, and LUDISCORE (J. Comput.-Aided Mol. Des., 11: 425-445 [1997]; Mol. Model., 4,379-394 [1998]; and J. Comput.-Aided Mol. Des., 12,309-323 [1998]) and used more than 200 protein-ligand complexes. Obtained. In some aspects, it is further envisaged to use a consensus scoring function to improve the “hit” rate.
本発明は、限定された場合であるが、エネルギーに基づいたCERIUS2プログラムのスコアリング機能は、特定の候補リガンドのその標的受容体に対する結合親和性との良好な相関性を提供しないであろうことを想定する。したがって、本発明の好ましい態様は、以下のように、構造に基づいたデータベース検索のために使用されるドッキングおよびスコアリングプロトコルを試験することを想定する。一組の25個の既知のD3リガンドをデータベース化合物と「混合」した。代表的なD3受容体コンホメーションへこれらの化合物をドッキングして、これらのCerius2ドックスコアに基づいてスコアリングした後、25個の既知のD3リガンドのうちの24個が、全ての化合物の最高から最悪の評点の順位序列において、上位25%の中にあることが明らかとなった。したがって、適用されるランキングおよびドッキングプロトコルは、上位ランクキング化合物の中で良好なD3結合親和性を有するリガンドを選択することが可能である。したがって、さらなる生物学的解析(たとえば、インビボおよび/またはインビトロアッセイ)のために選択される化合物は、既知のD3リガンドに匹敵するスコアを有する、すなわち、これらはランク付けしたデータベース化合物の上位25%から選択される。 While the present invention is limited, the scoring function of the energy-based CERIUS 2 program will not provide a good correlation with the binding affinity of a particular candidate ligand for its target receptor Assume that. Accordingly, a preferred aspect of the present invention envisions testing a docking and scoring protocol used for structure-based database searching as follows. A set of 25 known D 3 ligands was "mixed" with the database compounds. After docking these compounds into a representative D 3 receptor conformation and scoring based on these Cerius 2 dock cores, 24 of the 25 known D 3 ligands It was found to be among the top 25% in the rank order of the highest to worst scores of compounds. Therefore, applicable Index and docking protocols, it is possible to select ligands with a good D 3 binding affinities among the top ranked King compound. Thus, compounds selected for further biological analysis (eg, in vivo and / or in vitro assays) have scores comparable to known D 3 ligands, ie, they are the top 25 ranked database compounds. Selected from%.
この2段階のコンピュータ化されたスクリーニングアプローチにより、それらの3Dファルマコフォア結合エレメントに基づくだけでなく、関心対象の標的受容体(D3受容体)の3D構造とそれらの相互作用にも基づいて、本発明が最も有望な潜在的リガンドを同定することを可能にすることが想定される。 The computerized screening approaches the two-stage, not only based on their 3D pharmacophore binding element, also based on the 3D structure and their interaction target receptor of interest (D 3 receptors) It is envisioned that the present invention will allow identification of the most promising potential ligands.
本明細書に示したように、この新規アプローチは、有望なドーパミン受容体およびその他のGタンパク質受容体、修飾因子(たとえば、アゴニストおよび/またはアンタゴニスト)を発見するための強力な手段を提供する。 As demonstrated herein, this novel approach provides a powerful means for discovering promising dopamine receptors and other G protein receptors, modifiers (eg, agonists and / or antagonists).
以下の例は、潜在的な選択的受容体結合リガンド(たとえばドーパミン受容体[D1;D2;D3;D4;および/またはD5を含むがこれらに限定されない]アゴニストおよび/またはアンタゴニスト)を同定するための、2工程の構造に基づいたスクリーニングアプローチの好ましい態様をさらに記載する。
The following examples are potential selective receptor binding ligand (
本発明の好ましい態様において、ファルマコフォアモデルは、活性のために共通かつ必須の構造上のエレメントとして定義される。以前の研究により、多くの強力かつ比較的選択的なD3部分アゴニストおよび完全アゴニストが同定された。1つの態様において、9つの比較的選択的な部分および完全アゴニストの代表的なサブセット(図2を参照されたい)を、ファルマコフォアモデルの開発のために選択した。これらの化合物の構造解析は、これらの化合物が共通の芳香環およびプロピル基に付着したSp3窒素を含むことを示す。プラミペキソール(pramipexole)を除いて、窒素は2つのさらなるSp3炭素に付着される。これらの化合物内の芳香環中心と基礎的Sp3窒素との間の距離は、4.1と6.1Åとの間であることがQUANTAプログラム(QUANTA, Molecular Simulations Inc., San Diego, CA)を使用するコンホメーション解析を介して確証された。構造に基づいた受容体リガンドの同定および修飾(たとえば、選択性の最適化)に使用した単純なファルマコフォアモデルは、これらの解析から開発された(図3を参照されたい)。ファルマコフォアモデルにおいて特定される化学エレメントおよび幾何学的パラメーターは、重要なD3受容体結合エレメントのいくつかを表すが、ファルマコフォアモデル単独では、D3受容体に対して高い親和性および選択性を選択またはデザインするものを同定するための十分な結合エレメントを提供しないことは、重要である。 In a preferred embodiment of the invention, the pharmacophore model is defined as a common and essential structural element for activity. Previous studies, many potent and relatively selective D 3 partial agonists and full agonists was identified. In one embodiment, nine relatively selective moieties and a representative subset of full agonists (see FIG. 2) were selected for development of the pharmacophore model. Structural analysis of these compounds shows that these compounds contain a Sp3 nitrogen attached to a common aromatic ring and propyl group. With the exception of pramipexole, nitrogen is attached to two additional Sp3 carbons. The distance between the aromatic ring center and the basic Sp3 nitrogen in these compounds is between 4.1 and 6.1 mm using a QUANTA program (QUANTA, Molecular Simulations Inc., San Diego, CA). Confirmed through home analysis. A simple pharmacophore model used for structure-based receptor ligand identification and modification (eg, optimization of selectivity) was developed from these analyzes (see FIG. 3). Chemical elements and geometric parameters identified in the pharmacophore model, represents several important D 3 receptor binding element, in the pharmacophore model alone, high affinity for D 3 receptors and It is important not to provide enough binding elements to identify those that select or design selectivity.
1つの態様において、図6Aおよび6Bに示したファルマコフォアモデルに対して、NCI 3D-データベースの245,000の「公開」試験化合物をスクリーニングするために、CHEM-Xプログラム(Chemical Design Ltd., Oxford England)を使用した。図6Aは、9つのD3部分アゴニストおよびアゴニストの重ね合わせを示す。図6Bは、想定されるD3リガンドに由来する簡単なファルマコフォアモデルを示す。探索プロセスの間、化合物には、ファルマコフォアモデルに必要な1つまたは複数の化学基、たとえば芳香環および/または3つの炭素原子に付着した三級窒素を有するものを選択した。化学構造上の要求が満たされた場合、化合物が、ファルマコフォアモデルにおいて特定された3D幾何パラメーターを満たすコンホメーションを有するかどうか、CHEM-Xプログラムで調査した。CHEM-Xプログラムが、化合物がファルマコフォアモデルにおいて特定された3D幾何要求を満たした少なくとも1つのコンホメーションを実際に有することを発見した場合、本化合物は、「ヒット」と見なされる。好ましい態様において、この構造に基づいた系を使用して、3,000,000までのコンホメーションを「ヒット」化合物に対して検討することができる。このアプローチを使用して、NCI 3D-データベースからの合計6,237の化合物が、ファルマコフォアモデルにおいて特定される化学的要求および幾何学的要求の双方を満たすヒットとして同定された。 In one embodiment, the CHEM-X program (Chemical Design Ltd., Oxford England) was used to screen 245,000 “public” test compounds in the NCI 3D-database against the pharmacophore model shown in FIGS. 6A and 6B. )It was used. 6A shows the superposition of nine D 3 partial agonists and agonists. 6B shows a simple pharmacophore model derived from the D 3 ligands contemplated. During the exploration process, compounds were selected that had one or more chemical groups required for the pharmacophore model, such as an aromatic ring and / or a tertiary nitrogen attached to three carbon atoms. If the chemical structural requirements were met, the CHEM-X program investigated whether the compound had a conformation that met the 3D geometric parameters specified in the pharmacophore model. A compound is considered a “hit” if the CHEM-X program finds that the compound actually has at least one conformation that meets the 3D geometrical requirements specified in the pharmacophore model. In a preferred embodiment, up to 3,000,000 conformations can be examined for "hit" compounds using a system based on this structure. Using this approach, a total of 6,237 compounds from the NCI 3D-database were identified as hits that met both the chemical and geometric requirements specified in the pharmacophore model.
好ましい態様において、3D-ファルマコフォア検索を介してヒットであるとして同定された化合物の構造は、NCIまたはACDデータベースのいずれかから、SDF形式で抽出される。さらに他の好ましい態様において、抽出されたそれぞれの構造に対して、SYBYLプログラムのSPLマクロを使用して、水素原子およびGasteiger-Marsili原子荷が付与される。(SYBYL, Tripos Associates, Inc., St. Louis, MO)。さらなる好ましい態様において、最終的な座標は、mol2形式で、全てのヒット化合物について単一のデータベースファイルに保存される。ヒット化合物におけるアミン、アミジン、および酸などのイオン化可能な各基のプロトン化は、これらの生理学的なpH7.4におけるプロトン化状態にしたがって割り当てられる。 In a preferred embodiment, the structure of a compound identified as a hit via a 3D-pharmacophore search is extracted in SDF format from either the NCI or ACD database. In yet another preferred embodiment, each extracted structure is assigned a hydrogen atom and a Gasteiger-Marsili charge using the SPL macro of the SYBYL program. (SYBYL, Tripos Associates, Inc., St. Louis, MO). In a further preferred embodiment, the final coordinates are stored in a single database file for all hit compounds in mol2 format. The protonation of ionizable groups such as amines, amidines, and acids in hit compounds is assigned according to their physiological protonation state at pH 7.4.
ファルマコフォア検索から同定された6,237のヒット化合物は、ファルマコフォアモデルにおいて特定された基本的かつ必須の化学的および幾何学的要求を満たした。しかし、これらの6,237のヒット化合物の多くが、より多くの理由(たとえば、立体障害)のために、D3受容体に対する明らかな活性結合を示さないであろうことが予測される。たとえば、特定のリガンド(ヒット化合物)がファルマコフォアモデルにおいて特定された必須の結合エレメントを有するかもしれないが、リガンドがあまりに大きすぎて受容体の結合部位に適合できないか、またはいくつかのリガンドの官能基が受容体の残基と干渉してリガンドが標的受容体(たとえば、D3受容体)と効果的に相互作用することを阻止するかもしれないので、関心対象(たとえば、D3)の受容体に結合することができないかもしれないことが想定される。 The 6,237 hit compounds identified from the pharmacophore search met the basic and essential chemical and geometrical requirements identified in the pharmacophore model. However, many of these hit compounds of 6,237, the more reasons (e.g., steric hindrance) for, it is expected that would show no obvious activity binding to the D 3 receptor. For example, a specific ligand (hit compound) may have the essential binding elements identified in the pharmacophore model, but the ligand is too large to fit the receptor binding site, or some ligand functional groups interferes with the residues of the receptor ligand is a target receptor (e.g., D 3 receptor) because might prevent effectively interact with, interest (e.g., D 3) It is envisaged that it may not be able to bind to its receptor.
さらなる好ましい態様において、関心対象の受容体に対する潜在的なリガンドであると想定される上位スコアリングのヒット化合物を、関心対象の受容体の既知のリガンド(たとえば、D3受容体リガンド)との比較により、それらの構造上の新規性および多様性について視覚的に検討する。好ましい態様において、視覚的検査段階を通過するヒット化合物を、結合アッセイおよび機能アッセイで試験する。 Comparison of In a further preferred embodiment, the hit compounds of the upper scoring which is assumed to be potential ligands for the receptor of interest, the known ligand of the receptor of interest (e.g., D 3 receptor ligands) To visually examine their structural novelty and diversity. In a preferred embodiment, hit compounds that pass the visual inspection stage are tested in binding and functional assays.
本発明は、CERIUS2プログラムを使用する1つまたは複数の構造に基づいたデータベースの大規模なMDシミュレーションから得られるドッキング研究における特定の標的受容体(たとえば、D3受容体)についての最もポピュレートされたコンホメーションのクラスターを使用することを想定する。しかし、一部の例において、特定の標的受容体の非常に強力なリガンドは、最もポピュレートされたコンホメーションのクラスターとはやや(またはそれどころか非常に)異なる標的受容体のコンホメーションに結合するかもしれない。したがって、一部の強力なリガンドは、関心対象の受容体にドッキングすることができず、上位のドッキングスコアを有すことができない可能性がある。いくつかの態様において、本発明は、構造に基づいたデータベース検索に対する非常に長いMDシミュレーションから得られるポピュレートされたいくつかの低エネルギーコンホメーションを使用することにより、この潜在的な限界を克服することを想定する。構造に基づいたデータベース検索のために複数の受容体コンホメーションを使用することにより、そうでなければ逃がしてしまうかもしれないさらなる新規リード化合物の発見の提供が、さらに想定される。 The present invention is most populated for a particular target receptor in the docking studies obtained from a large MD simulations of the database based on one or more structures using CERIUS 2 program (e.g., D 3 receptors) Assume that you use a cluster of conformations. However, in some instances, very strong ligands of a particular target receptor bind to a target receptor conformation that is slightly different (or even very different) from the most populated conformation cluster. It may be. Thus, some strong ligands may not be able to dock to the receptor of interest and may not have a high docking score. In some embodiments, the present invention overcomes this potential limitation by using several populated low energy conformations derived from very long MD simulations for structure-based database searches. Assume that. It is further envisioned that by using multiple receptor conformations for structure-based database searching, discovery of additional new lead compounds that might otherwise be missed.
V.特異的な新規リード化合物の同定
上述したように、本発明は、gタンパク質受容体に対して、特にD1、D2、D3、D4、およびD5を含む(しかし、これらに限定されない)ドーパミン受容体に対して選択的な新規かつ強力なリガンドの発見およびデザインを想定する。
V. Identification of Specific Novel Lead Compounds As noted above, the present invention specifically includes D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , and D 5 for (but not including) g protein receptors. We envisage the discovery and design of new and potent ligands selective for (but not limited to) dopamine receptors.
好ましい態様において、正確にモデル化されたドーパミン受容体の構造は、D3受容体の修飾因子(たとえば、部分アゴニストおよび/またはアンタゴニスト)としての新規かつ強力なリード化合物の発見を容易にする。上述したとおり、本発明は、リガンドに基づいたファルマコフォアと構造に基づいたデータベース検索とを組み合わせることにより、Gタンパク質受容体リガンドを同定およびデザインするための新規かつ強力なアプローチを提供する。 In a preferred embodiment, the structure of accurately modeled dopamine receptors facilitates the discovery of novel and potent lead compounds as modulators of D 3 receptors (e.g., partial agonists and / or antagonists). As described above, the present invention provides a novel and powerful approach for identifying and designing G protein receptor ligands by combining ligand-based pharmacophores and structure-based database searches.
さらなる態様において、標的受容体(たとえば、ドーパミン受容体)のモデル化された構造の解析および既知の比較的選択的なD3リガンドの計算的ドッキング研究により、標的受容体(たとえば、ドーパミン受容体)におけるリガンドの結合および選択性の構造上の基礎のさらなる解明を提供する。D1、D2、およびD3受容体の詳細な構造上の解析を使用して、D2受容体およびD3受容体のそれらの結合部位間に有意な構造上の相違を有する4つの特定の領域(領域A、B、C、およびD)を同定した。その他の詳細な構造上の解析を使用して、D3およびD1受容体の間の重大な相違を同定した。好ましい態様において、後述するように、ドーパミン受容体の構造上の領域A、B、C、およびDの相違を、非常に選択的なドーパミン受容体リガンドを合理的にデザインするために使用する。 In a further embodiment, analysis of the modeled structure of the target receptor (eg, dopamine receptor) and computational docking studies of known relatively selective D 3 ligands result in the target receptor (eg, dopamine receptor). Provides further elucidation of the structural basis of ligand binding and selectivity in Using a detailed structural analysis of the D 1 , D 2 , and D 3 receptors, four identifications with significant structural differences between their binding sites on the D 2 and D 3 receptors Regions (regions A, B, C, and D) were identified. Using an analysis of the other detailed structures were identified significant differences between D 3 and D 1 receptors. In a preferred embodiment, as described below, the differences in structural regions A, B, C, and D of the dopamine receptor are used to rationally design highly selective dopamine receptor ligands.
本発明は、本明細書に記載されるリード化合物、ならびに本明細書に記載されたモデリング方法および構造に基づいたリガンド同定方法およびデザイン方法から考えて当業者が同定するであろうさらなるリード化合物は、1つまたは複数の特徴(たとえば、受容体親和性、受容体選択性、その他)を改善するために、開示された化学的修飾法を使用して、さらに最適化し、洗練してもよいことを想定する。実際に、本発明の構造に基づいたデザインおよび化学的修飾法は、高い親和性(Ki=6nM以上)、ならびに、D1およびD2に対してD3にすばらしい選択性(>100倍以上)を有するリード化合物の誘導体および類似体を提供する。しかし、本発明は、D3受容体に対して非常に選択的なリガンドを提供するが、これに限定されない。実際に、本発明は、多くの受容体リガンドを合理的にデザインし、化学的に修飾するための方法を提供する。 The present invention is directed to lead compounds described herein, as well as additional lead compounds that would be identified by one of ordinary skill in the art in light of the modeling and structure-based ligand identification and design methods described herein. May be further optimized and refined using the disclosed chemical modification methods to improve one or more characteristics (eg, receptor affinity, receptor selectivity, etc.) Is assumed. Indeed, the design and chemical modification methods based on the structure of the present invention, high affinity (Ki = 6 nM or higher), and great selectivity for D 3 with respect to D 1 and D 2 (> 100 times) Derivatives and analogs of lead compounds having However, the present invention provides a highly selective ligand with respect to D 3 receptors, but is not limited thereto. Indeed, the present invention provides a method for rationally designing and chemically modifying many receptor ligands.
以下に示すリード化合物の同定、検定、および化学的修飾の特定の例は、本発明によって想定される種々のリード化合物(類似体および誘導体)のいくつか非限定的な代表例を読者に提供することを企図する。 The following specific examples of lead compound identification, assay, and chemical modification provide the reader with some non-limiting representative examples of the various lead compounds (analogs and derivatives) envisioned by the present invention. Contemplate that.
1つの態様において、30個の潜在的なドーパミン受容体リガンド試験化合物の第一の群の初期の結合親和性は、ヒトドーパミン受容体をトランスフェクトした細胞株を使用して行った。(B. Levant, Current Protocols in Pharmacology [J. Ferkany and S. J. Enna, Eds.], John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]を参照されたい)。強力なD2およびD3リガンドの[3H]YM-09151-2をD2およびD3受容体結合アッセイ法のための放射性リガンドとして使用した。同様に、強力かつ選択的なD1受容体リガンドの[3H]SCH23,390をD1受容体結合アッセイ法のための放射性リガンドとして使用した。30個の試験化合物を、まずヒトD3(hD3)受容体をトランスフェクトしたCHO細胞を使用して、これらがD3受容体に結合する[3H]YM-09151-2と競合する能力を測定した。10μMの試験化合物について十分な結合が観察された場合、そのIC50値を得た。IC50値が10μM未満の化合物については、ヒトD1受容体(hD1)をトランスフェクトしたLHD1細胞を使用して、これらのD1結合能を決定し、ヒトD2受容体(hD2)をトランスフェクトしたCHO細胞を使用して、これらのD2結合能を決定した。Ki値は、古典的な競合阻害を前提とするCheng-Prusoff方程式によって算出した。 In one embodiment, the initial binding affinity of the first group of 30 potential dopamine receptor ligand test compounds was performed using cell lines transfected with human dopamine receptors. (See B. Levant, Current Protocols in Pharmacology [J. Ferkany and SJ Enna, Eds.], John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]). The potent D 2 and D 3 ligand [ 3 H] YM-09151-2 was used as the radioligand for the D 2 and D 3 receptor binding assays. Similarly, [ 3 H] SCH23,390, a potent and selective D 1 receptor ligand, was used as a radioligand for the D 1 receptor binding assay. The ability of 30 test compounds to compete with [ 3 H] YM-09151-2 for binding to the D 3 receptor using CHO cells first transfected with the human D 3 (hD 3 ) receptor Was measured. When sufficient binding was observed for 10 μM test compound, its IC 50 value was obtained. For compounds with IC 50 values less than 10 μM, LHD1 cells transfected with human D 1 receptor (hD 1 ) are used to determine their D 1 binding capacity and human D 2 receptor (hD 2 ) These D 2 binding capacities were determined using CHO cells transfected with. Ki values were calculated using the Cheng-Prusoff equation, which assumes classical competitive inhibition.
結果を表4に要約する。表4は、ヒトドーパミン受容体をトランスフェクトした細胞株を使用して測定した8つの最高の試験化合物の結合親和性を示す。 The results are summarized in Table 4. Table 4 shows the binding affinity of the eight best test compounds measured using cell lines transfected with human dopamine receptor.
評価した30個の試験化合物のうち、8つの化合物(それぞれ、化合物1〜8と名付けた)は、ナノモーラー範囲(たとえば、約11nM〜約465nM)のKi値を有した。1つの化合物は、11nMのKi値を有し、かなり強力なD3リガンドである。試験化合物2、3、および4は、それぞれ43、63、および84nMのKi値を有した。試験化合物7は、442nMのKi値を有し、D1およびD3受容体の間で10倍の選択性を、D2およびD3受容体の間で23倍を超える選択性をそれぞれ示した。結果は、本発明の方法が新規かつ強力なドーパミン受容体リガンドを同定するために、特にD3受容体リガンドを同定するために有効であることを示す。
Of the 30 test compounds evaluated, 8 compounds (named compounds 1-8, respectively) had Ki values in the nanomolar range (eg, about 11 nM to about 465 nM). One compound has a Ki value of 11 nM, a fairly potent D 3 ligands. Test compounds 2, 3, and 4 had Ki values of 43, 63, and 84 nM, respectively.
新規D3リガンドを特徴づけるために、機能アッセイ法でさらなる実験を行った。ドーパミン受容体に対するリガンドの結合親和性は、少なくとも一部は、発現系または組織、放射性リガンド、および使用されるインビトロアッセイ条件に依存してかなり変化し得ることが、多くの研究によって示されている。(B. Levant, Pharmacol. Rev., 49: 231-252 [1997]を参照されたい)。1つの態様において、ドーパミン受容体(たとえば、D3受容体)に対するこれらのアゴニスト(部分アゴニスト)またはアンタゴニスト活性を解明するために、試験化合物を機能的アッセイ法でスクリーニングした。表4に示した8つのかなり強力なD3リガンドを、ChioらおよびSautelら(C. L. Chioら、Mol. Pharmacol., 45: 51-60 [1994];およびF. Sautelら、Neuroreport, 6: 329-332 [1995]を参照されたい)に記載された方法に従って、ヒトhD1、hD2、およびhD3受容体に対するこれらのインビトロにおける機能的活性について試験した。これらの機能的アッセイ法の結果を、表5に要約する。 To characterize the new D 3 ligands, additional experiments were performed in a functional assay. Many studies have shown that the binding affinity of a ligand for dopamine receptors can vary considerably, at least in part, depending on the expression system or tissue, the radioligand, and the in vitro assay conditions used. . (See B. Levant, Pharmacol. Rev., 49: 231-252 [1997]). In one embodiment, the dopamine receptor (e.g., D 3 receptor) to elucidate these agonists (partial agonist) or an antagonist activity against were screened test compound in a functional assay. Eight rather powerful D 3 ligands shown in Table 4, Chio et al. And Sautel et al (CL Chio et al, Mol Pharmacol, 45:.. 51-60 [1994]; and F. Sautel et al, Neuroreport, 6: 329 -332 [1995]) were tested for their in vitro functional activity against the human hD 1 , hD 2 , and hD 3 receptors. The results of these functional assays are summarized in Table 5.
この態様において、機能的研究は、化合物1、2、3、6、および7がD3受容体のアンタゴニストであることを、ならびに化合物4、5、および8が部分アゴニストであることを示す。(図7を参照されたい)。実際に、試験では、トランスフェクトしたCHO-D3細胞における有糸分裂誘発の刺激について、完全D3アゴニストのキンピロールと比較して、化合物4が51%の最大刺激で、9.2nMのEC50を有する強力なD3部分アゴニストであることが示される。(図8)。図8は、D1、D2、およびD3受容体における化合物4(CTDP-31793)の機能的活性および標準的なリガンドとの比較を示す。D1受容体におけるアゴニスト活性は、C6D1細胞におけるcAMP蓄積の刺激について測定した。D1におけるアンタゴニスト活性は、10nMのジヒドロキシジン(dihydrexidine)刺激によるC6D1細胞におけるcAMP蓄積の阻害を測定した。D2受容体のアゴニスト活性は、CHOp-hD2細胞を使用して有糸分裂誘発の刺激を測定した。D2受容体のアンタゴニスト活性は、30nMキンピロール刺激によるCHOp-hD2細胞における有糸分裂誘発の阻害を測定した。D3受容体のアゴニスト活性は、CHOp-hD3細胞を使用して有糸分裂誘発の刺激を測定した。D3受容体のアンタゴニスト活性は、30nMキンピロール刺激によるCHOp-hD3細胞における有糸分裂誘発の阻害を測定した。キンピロールとは対照的に、化合物4は、D2受容体で35.1nMのKi値を有するアンタゴニストとして機能する。
In this embodiment, the functional studies show that the
さらに、化合物4は、657nMのKi値を有する弱いD1アンタゴニストとして機能する(図8)。化合物5は、化合物4とその機能的活性が非常に似たプロフィールを有するが、より選択的なようである。しかし、化合物5は、22.2nMのEC50およびキンピロールと比較して31%の有糸分裂誘発最大刺激を有するD3の部分アゴニストとして、378nMのIC50値を有するD2アンタゴニストとして、ならびに、1722nMのIC50値を有する弱いD1アンタゴニストとして機能する。
In addition,
化合物の選択性を測定する、より意義深い機能的実験において、化合物4は、D3/D2の間で4倍、D3/D1間で70倍の選択性を有するが、化合物5は、D3/D2の間で17倍、D3/D1間で78倍の選択性を有する。化合物4および5と同様に、化合物8は、146nMのEC50および53%の最大刺激を有するD3受容体の部分アゴニストとして機能する。
To determine the selectivity of the compound, in a more meaningful functional experiments,
続いて、本発明は、化合物4および5が強力なD3部分アゴニストであるが、化合物4および5は、D1およびD2受容体のアンタゴニストとして機能することを示す機能的研究を考慮する。化合物4および5、特に化合物5は、機能的アッセイ法においてD1およびD2に対してD3に一定の選択性を示す。化合物4および5は、BP-897のものと同一の機能的プロフィールを有し、これは、コカイン中毒の治療のための強い治療能を有することが示されている。(たとえば、M. Pillaら、Nature, 400: 371-375 [1999]を参照されたい)。したがって、好ましい態様において、化合物4、5、および8は、強力かつ選択的なD3部分アゴニストをデザインするためのさらなる最適化のための有望なリード化合物である。
Subsequently, the present invention contemplates functional studies showing that
なおさらなる態様は、D3受容体とリード化合物4の計算的ドッキング研究を提供する。化合物4は、柔軟性のあるリガンドであるので、ドッキングプロセスにおいてリガンドの柔軟性を考慮するドッキングプログラムを使用することが有益である。この理由のために、AUTODOCKプログラム(D. S. Goodsell and A. J. Olson, Proteins: Str. Func. Genet., 8: 195-202 [1990]; G. M. Morrisら、J. Computer-Aided Molecular Design, 10: 293-304 [1996]; G. M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19: 1639-1662 [1998] ; D. S. Goodsellら、J. Mol. Recognition, 9: 1-5 [1996];およびG. M. Morrisら、J. Comp. Chem., 19: 1639-1662 [1998]を参照されたい)を使用した。2nsのMDシミュレーションから得られたD3受容体の最もポピュレートされたコンホメーションのクラスターを、ドッキング研究のための受容体構造として使用した。化合物4は、キラル中心を有し、受容体結合アッセイ法および機能的アッセイ法に使用される化学試料は、ラセミ体であったので、化合物4の(R)-および(S)-配置の双方をドッキング研究において使用した。ある態様において、10回のドッキングシミュレーションをそれぞれの構造について行った。ドッキング研究の結果は、化合物4の(R)-配置が(S)-配置のものよりも有利にD3受容体と相互作用することを示す。本発明は、1つの配置がより有利に標的受容体に結合するかどうかを決定するために、その他のラセミ体リード化合物、類似体、および誘導体を、化合物の(R)-および(S)-配置を使用するドッキング研究に使用することも想定する。10回のドッキングシミュレーションのうち、予測される最も低い結合自由エネルギーを有する4つのドッキングシミュレーションが、単一の結合モデルに収束した(図9を参照されたい)。
A still further aspect provides a computational docking studies of D 3 receptors and
図9は、化合物4が、(R)-(+)-7-OH-DPATと同様に、そのプロトン化された窒素とD3のD110との間に強い塩橋を形成することを示す。(図3を参照されたい)。化合物4の三環の環は、V111、V189、F346、F197、F345、W342、およびC114を含むD3の多くの疎水性残基と緊密に接触する。重要なことに、D3の3つのセリン残基、S192、S193、およびS196は、ドッキングした化合物4とかなり近接しており、したがっていくつかの態様において、本発明は、D3受容体とさらなる水素結合を形成するようにデザインされた化合物4の誘導体を提供する。化合物4の誘導体にさらなるドナー/アクセプターを組み入れることにより、リガンドの効力および/または選択性を改善することが想定される。同様に、さらなる態様は、D1、D2、D4、およびD5におけるこれらの3つの共通のセリンのいくぶん異なった位置に基づいて、その他のドーパミン受容体サブタイプ(たとえば、D1、D2、D4、および/またはD5)に対して効力および/または選択性を増大させたリード化合物誘導体をデザインすることを想定する。また、ドッキング研究は、化合物4の4-Fのフェニル基が疎水性残基W370、Y373と相互作用することを示す。なおさらなるドッキング研究では、領域Aと名付けたD3疎水性ポケットは、受容体の細胞外間隙からアクセスできることを示す。D3受容体モデル構造は、かなり大きな疎水性基が領域Aのポケットに収容されているであろうことを示唆する。膜貫通領域深くに位置する領域Aに達するためには、このような原子群は、可動性のリンカーの末端に取り付けられなければならない。リンカーは、プロトン化された窒素基の炭化水素鎖置換基であることが想定され、これがTM3(D3におけるD110)の共通のAspと相互作用すると思われる。我々の構造解析では、プロトン化された窒素と領域Aに収容された大きな基の中心との間の距離は、約14Åであろうことが示される。本発明のさらなる態様は、関心対象の特定のドーパミン受容体サブタイプに対して高い効力および/または選択性を有するリガンドのデザインのための領域AのポケットにおけるD3、D2間の有意差を利用する。なおさらなる態様において、本発明は、合理的な定方向リガンド化学修飾を介して、関心対象のさらなる受容体タイプ(たとえば、Gタンパク質結合受容体)に対して結合する際に効力および/または選択性を増強するよう最適化されたさらなるリガンド化合物を提供する。
9,
本発明のさらなる態様において、リード化合物の化学修飾は、構造に基づいたデザインによって導かれる。たとえば、図9に示した結合モデルに基づいて、化合物4の新規類似体をデザインした。1つの態様において、化合物8、9、および10を、最適な長さのリンカーを調査するためにデザインした。(図10を参照されたい)。もう1つの態様において、化合物11および12は、化合物4、8、9、および10における末端フェニル基の効果を調査するためにデザインした。(図10を参照されたい)。ドッキング研究に基づいて、化合物4の4-F-フェニル基は、D3受容体の大きな疎水性ポケットに結合する。さらなるドッキング研究では、D3の疎水性ポケットに、潜在的なリガンド結合パートナーのビフェニル環またはナフチル環などのより大きい疎水性基を受容するために利用できるさらなる空間が存在することを示す。以前に述べたとおり、ドーパミン受容体D3、D1、およびD2におけるこの大きな疎水性ポケットの末端の間には有意な差がある。こうして、ドーパミン受容体間のこの大きな疎水性ポケットの相違を探索することより、リガンド上のより大きな疎水性基が選択性を改善するかどうかを調査するために、化合物13および14をデザインした。(図10を参照されたい)。
In a further aspect of the invention, chemical modification of the lead compound is guided by a structure based design. For example, a novel analog of
本発明の1つの態様において、化合物4、8、9、10、11、および12は、スキームI(図11)に示した方法を使用して合成した。スキームI、試薬:20、3-クロロ-4'-フルオロプリオフェノン;21、4-フルオロブチロフェノン;22、1-(4-フルロフェニル(flurophenyl)-5-クロロ-1-オキソペンタン;23、2-クロロ-4'-フルオロアセトフェノン;24、ヨードプロパン;および25、ヨードブタン。特に、エタノールアミンと市販の2-キノリン-カルボキシアルデヒド(化合物15)の縮合により、イミン化合物16を得て、次いでこれをNaBH4でアミン化合物17に還元した。(たとえば、C. A. R. Baxter and H. C. Richards, J. Med. Chem., 15: 351 [1972];およびV. A. Raoら、J. Med. Chem., 13: 516 [1970]を参照されたい)。化合物17の対応する1,2,3,4-テトラヒドロキノリン(化合物18)への還元は、NaBH3CNの酢酸溶液中で達成した。(G. W. Gribble and P. W. Heald, Synthesis, 650 [1975]を参照されたい)。化合物18の環化をP2O5のキシレン溶液で達成し、重要な中間化合物19(2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン)を産出した(C. A. R. Baxter and H. C. Richards, J. Med. Chem., 15: 351 [1972]を参照されたい)。アセトニトリル中で、塩基として炭酸セシウムを使用して、中間体(化合物19)をそれぞれ市販の化合物20、21、22、24、または25でアルキル化して、それぞれ化合物8、4、および20、11、および12を得た。(L. A. van Vlietら、J. Med. Chem., 43: 2871 [2000]を参照されたい)。化合物9については、中間化合物19を、まず水素化ナトリウムのDMF溶液でそのナトリウム塩に変換し、次いで市販の化合物23のDMF溶液と室温で反応させて、最終産物の化合物9を得た。
In one embodiment of the invention, compounds 4, 8, 9, 10, 11, and 12 were synthesized using the method shown in Scheme I (FIG. 11). Scheme I, Reagents: 20, 3-Chloro-4′-fluoropriofenone; 21, 4-fluorobutyrophenone; 22, 1- (4-flurophenyl-5-chloro-1-oxopentane; 23, 2- Chloro-4'-fluoroacetophenone; 24, iodopropane; and 25, iodobutane, in particular, condensation of ethanolamine with commercially available 2-quinoline-carboxaldehyde (compound 15) gave
化合物13および14の合成は、スキームII(図12)に提供する。スキームIIにおいて:i. 1.2当量;26、2当量Cs2CO3、CH3CN、N2下、還流、一晩、収率75-88%;ii. 2当量ヒドラジン、EtOH、2時間還流、収率82-87%。化合物13および14については:iii. 1.2当量塩化2-ナフトイル、3当量トリエチルアミン、0℃、4時間、収率83〜87%。特に、フタルイミド保護された1-ブロモアルキルアミンの化合物26と中間化合物19(スキームI)の反応により、化合物27を生じた。ヒドラジンでの化合物26の脱保護により、化合物28を得た。アミド薬剤として塩化2-ナフトイルを使用する化合物28のアミド化により、標的化合物13および14をそれぞれ得る。(J. M. Robargeら、J. Med. Chem., 44: 3175-3186 [2001]を参照されたい)。さらなるリード化合物の改変およびさらなる類似体のデザインについて、以下に記載する。
The synthesis of
さらに他の態様において、リード化合物4の新規類似体の結合親和性を決定するために、ラット脳結合アッセイ法を使用する。(B. Levant, Current Protocols in Pharmacology [J. Ferkany and S. J. Enna, Eds.], John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]を参照されたい)。ラット脳結合親和性アッセイ法で試験した類似体の結果を表6に要約する。
In yet another embodiment, a rat brain binding assay is used to determine the binding affinity of the novel analog of
表6の結果から、化合物4、8、9、および10のそれぞれの中で、3炭素リンカーを有する化合物4が、D3受容体の最も強力な化合物であること明らかであり、したがって、この態様において、3炭素リンカーが、ドーパミン受容体D3に結合する化合物4の類似体として最適である。1または2炭素リンカーのいずれかを有する化合物9および8は、3炭素リンカーを有する化合物4よりも実質的に効力が低く、4炭素リンカーを有する化合物10は、結合するD3受容体において、化合物4よりも約2倍効力が低い。注目すべきことに、化合物4および8の両者についてラット線条体結合アッセイ法を使用して得られた結合親和性は、上に示したCHOトランスフェクト細胞を使用して得られる値よりも大きい。しかし、両方のアッセイにおいて、化合物4は、化合物8よりも強力であることから(たとえば、D2において約7〜12倍、D3において6〜8倍強力である)、これらの2つの異なるアッセイ法から得られる結合親和性は、絶対値は異なっているかもしれないが、類似体間の相対的効力に関して一致していることを示す。これは、特定のドーパミン受容体に対するリガンドの結合親和性は、特定の発現系または組織、放射性リガンド、または使用されるインビトロにおけるアッセイ条件に依存するという以前の観測と一致している。(B. Levant, Pharmacol. Rev., 49: 231-252 [1997]を参照されたい)。
From the results of Table 6, among the
化合物11および12は、D3と末端4-F-フェニルケトン基の相互作用の結合親和性における重要性を調査するためにデザインした。表6で分かるように、化合物11は、化合物4と同様に強力であり、化合物12は、D3受容体結合において、化合物4よりも3倍強力である。この所見は、4-F-フェニル基が、D3の多くの親水性/荷電した残基と緊密に接触して、受容体と好ましくないいくつかの相互作用を有しているかもしれないという、化合物4について予測された結合モデルと一致している(図9を参照されたい)。さらに、化合物12は、受容体D2に対して受容体D3に9倍の選択性を有し、受容体D2に対して受容体D3にリード化合物4よりも11倍選択的である。
好ましい態様において、本発明は、受容体D3の部分アゴニストとしての化合物29(CTDP-31819)を提供する。化合物29(図13)は、D3において強力な親和性を有し、ラット脳を使用する結合アッセイにおいて、受容体D3とD2との間で39倍の選択性を、受容体D3とD1との間で10倍の選択性を有する。(表7を参照されたい)。表7は、ラット脳結合アッセイ法における、リード化合物29の結合親和性およびそのいくつかの新規類似体を示す。
In a preferred embodiment, the present invention provides
トランスフェクト細胞を使用する機能的アッセイ法では、化合物29が強力なD3部分アゴニストであり、より弱いD1およびD2アンタゴニストであることをさらに示す。(図14を参照されたい)。D3受容体において、化合物29は、完全アゴニストのキンピロールと比較して、45%の最大刺激で、7.1nMのEC50値を有する。D1およびD2受容体において、化合物29は、それぞれ384nMおよび355nMのIC50値を有する。したがって、本発明は、上記機能的アッセイ法において示された化合物29の選択性が、受容体D3とD2の間で50倍および受容体D3とD1の間で54倍であることを考慮する。したがって、本発明は、化合物29が、最適化する前でさえ、非常に選択的なD3リガンドを提供することを示す。
Functional assays using transfected cells further show that
化合物29は、強力なD3部分アゴニストであり、D1およびD2に対してD3に良好な選択性を示すので、化合物の効力および選択性をさらに改善するために化学修飾を行った。計算的ドッキング研究では、化合物29がリード化合物4と同様の結合モデルを有することを示した。(図9を参照されたい)。本発明は、Robargeら、およびU. S. 3,931,188. (J. M. Robargeら、J. Med. Chem., 44: 3175-3186 [2001]; U. S. 3,931,188、その全体が本明細書に組み入れられる、を参照されたい)に記載された方法に従ってスキームIII(図15)およびスキームIV(図16)に示した方法を使用する、多くの化合物29の類似体および化学的誘導体を想定する(図13を参照されたい)。スキームIII、試薬および条件:i. 1.2当量MeMgBr、EtOH、0℃、次いで0.5時間の還流;ii. P-トルエンスルホン酸、トルエン、還流、-H2O、4時間、2工程で収率72〜82%;iii. CH2O、RNH3Cl、AcOH、H2O、6時間、収率18〜28%。スキームIV、試薬および条件:i. 36、(BOC)2O=7:1、ジオキサン、rt、一晩;ii. 1.2当量トリフルオロ酢酸無水物、Et3N、CH2Cl2、rt、一晩、2工程で収率88%;iii. AcCl、MeOH、rt、定量(quantative);iv. 35、CH2O、AcOH、H2O、6時間、収率38%;v. a)K2CO3、MeOH、rt、一晩;b)1.2当量塩化2-ナフトイル、Et3N、CH2Cl2、0℃、rt、1時間、2工程で収率83%。化合物29の類似体の結合親和性をラット脳アッセイ法において試験して、上記表7に結果を示す。化合物30は、ブチル基を有し、受容体D3(Ki=25nM)において、強力な活性を有するが、中程度のD3受容体選択性のみを有する。化合物31は、フェニル環のメタ位にさらなるメトキシル基を有し、強力なD3リガンド(Ki値=46nM)であり、受容体D3に対して良好な選択性がある。化合物31の選択性は、受容体D3とD2との間で15倍および受容体D3とD1との間で175倍である。化合物14についての結合モデルは、そのナフテニル環が、D3結合領域の一部に達することを示し、D3とD2受容体の間で有意な差を有する。したがって、本発明の1つの態様において、ナフテニル環を有する化合物32が、デザインされ合成されることが想定される。化合物32は、非常に強力なD3リガンド(Ki=6.1nM)であり、D3とD2受容体の間、およびD3とD1受容体の間で、それぞれ133倍および163倍のすばらしい選択性を有する。したがって、好ましい態様において、最適化前でさえ、化合物32は、非常に選択的なD3リガンドを提供する。
Since
VI.リード化合物のさらなる構造に基づいたデザインおよび化学修飾
好ましい態様において、リード化合物の化学修飾は、構造に基づいたデザインストラテジーによって誘導されて、その他のDファミリー受容体に対して標的受容体(たとえば、D3)受容体に対する改良された結合親和性および選択性(たとえばD1およびD2受容体に対してD3受容体に対する親和性および選択性)を有する新規類似体が得られる。本発明のいくつかの態様において、リード化合物のいくつかおよびその類似体/誘導体は、D1もしくはD2受容体にまたはDファミリー受容体のその他のメンバーに対して特異的な結合特性を有する。想定される化学修飾は、本発明の好ましい態様において、部分的には、4つの異なる側面についての考察、1)リガンド選択性に寄与すると想定されるD1、D2、およびD3受容体の間の、特にD2とD3受容体との間の重要な構造上の相違の解析;2)非常に有望なリード化合物としての新規かつ強力なD3部分アゴニストの発見;3)D3受容体における候補化合物の効力および選択性を改善するための、デザインしたリード化合物の効率的な最適化;および4)新規リガンドの、それらの効力、選択性、および機能的活性についての特徴付けに基づく。
VI. Further structure-based design and chemical modification of lead compounds In a preferred embodiment, chemical modification of the lead compound is induced by a structure-based design strategy to target receptors (e.g., other D family receptors) , D 3 ) novel analogs with improved binding affinity and selectivity for the receptor (eg, affinity and selectivity for D 3 receptor versus D 1 and D 2 receptors) are obtained. In some embodiments of the invention, some of the lead compounds and analogs / derivatives thereof have specific binding properties for D 1 or D 2 receptors or for other members of D family receptors. The envisaged chemical modifications are, in preferred embodiments of the invention, in part due to consideration of four different aspects, 1) of the D 1 , D 2 , and D 3 receptors that are supposed to contribute to ligand selectivity. between, in particular the analysis of differences in important structures between D 2 and D 3 receptors; 2) very discovery of novel and potent D 3 partial agonist as promising lead compounds; 3) D 3 receptor Efficient optimization of designed lead compounds to improve the potency and selectivity of candidate compounds in the body; and 4) based on characterization of novel ligands for their potency, selectivity, and functional activity .
本発明のいくつかの態様では、たとえば、リード化合物4および29、ならびに新規でより強力/選択的なその類似体(化合物14および32)の大規模なドッキング研究を行った。化合物14および32は、強力かつ選択的なD3リガンド(図17)であるので、これらの2つの化合物をさらなるデザインおよび最適化のための新規なリード化合物として使用する。CERIUS2ドッキングプログラムを使用して予測される化合物14および32についての結合モデルを図19Aおよび19Bに示す。
In some embodiments of the present invention, extensive docking studies of
化合物14および32と相互作用するD3受容体残基の多くは、D110、C114、F106、V86、H349、およびV350など、D3およびD2受容体において、構造的に同一か、または非常に類似している。したがって、リガンドとこれらの共通のD3およびD2残基の間の相互作用は、リガンド親和性に寄与するが、選択性には寄与しないことが想定される。しかし、上述したとおり、ドーパミン受容体構造の構造解析では、D3およびD2受容体の間に、主に4つの領域に位置するかなりの構造上の相違がある。(表2、ならびに図18Aおよび18Bを参照されたい)。図18Aおよび18Bは、D3受容体との化合物14(図18A)および32(図18B)の予測される結合モデルを示す。リガンドから5Åの距離以内の残基を示し、リガンドとD3受容体の間のいくつかの特異的な相互作用を点線で示してある。特にD3とD2との間のリガンドの選択性に寄与する4つの領域(領域A、B、C、およびD)は、オレンジの円で示してある。したがって、本発明の好ましい態様は、より大きな選択性を提供すると想定されるこれらの4つの領域を特異的にターゲットする結合基(エレメント)を有する新規類似体を提供する。本発明の1つの特定の態様は、化合物14および32とD3受容体との結合モデルに基づいてデザインした類似体の4つの新規な群(群I、II、II、およびIV)を提供する。(図19を参照されたい)。図19は、D3受容体の結合部位における化合物14の概略図を示す(表記:D3の残基番号/ヘリックス番号;EIIは、細胞外ループ2である;黒楕円:主に効力の原因となる残基;赤い楕円:最も有意にリガンド選択性に影響を与えることが予測される残基;青い楕円:選択性に影響を与えることが予測されるが、赤い楕円で示したものより少ない残基;点腺は、予測される受容体-リガンド相互作用を示す)。
Many of the
1つの態様において、本発明は、ドーパミン受容体の領域Cによりよく結合するように三環の環に修飾を有する化合物14および32の類似体(群I類似体)を提供する。この領域には、ドーパミン受容体間に、3つの共通のセリン残基がある。しかし、TM5におけるキンク角度が異なるために、D3(S192、S193、およびS196)の3つのセリン残基の位置は、ドーパミン受容体D2およびD1のものと比較して変化している。好ましい態様において、3つの共通のセリン残基の向きおよび位置の相違を探究するために、化合物をデザインする。たとえば、1つのさらなるメトキシル基を有する化合物31の選択性は、化合物30のものと比べて改善される。(表7)。受容体D3とD1の間の化合物30の選択性は、63倍であるが、これらの受容体間の化合物31の選択性は、175倍である。したがって、本発明の好ましい態様において、異なる部位のフェニル環に置換基としての水素結合ドナー/アクセプター基を有するリード化合物類似体は、領域Cの3つの共通のドーパミン受容体のセリン残基間の構造上の相違を探究するこために提供される(図19を参照されたい)。
In one embodiment, the present invention provides analogs of
群I(a)における新規類似体の合成。群I(a)に示した化合物の合成のための一般的なスキームをスキームVに例示してある(図20を参照されたい)。スキームVの工程は、スキームIに示した合成方法と同様であり、開始物質の化合物40からNBSでブロム化することにより、2-置換アミノメチルキノリンの化合物42を調製し、2-ブロモメチルキノリンの化合物41を得て、続いてエタノールアミンのエタノール溶液と反応させる。NaBH3CNの酢酸溶液で化合物42を還元することにより、2-置換アミノメチル-1,2,3,4-テトラヒドロキノリン(化合物43)を得る。重要な中間体(化合物44)は、化合物43をP2O5のキシレン溶液で環化することによって合成した。最後に、化合物44を、スキームIIにおいて概説した合成方法を使用してアルキル化し、所望の誘導体の化合物45を得た。
Synthesis of novel analogues in group I (a). A general scheme for the synthesis of compounds shown in Group I (a) is illustrated in Scheme V (see FIG. 20). The process of Scheme V is the same as the synthetic method shown in Scheme I. The
スキームVに使用した大部分の開始物質は、商業的に入手可能ある。開始物質が利用できない場合は、これらを容易に合成することができる。多くの類似体のための開始物質を調製するための方法は、スキームVIに示してある。(図21)。通常、置換されたキナルジンは、周知のSkraup方法を使用して、クロトンアルデヒドと対応する置換されたアニリンを縮合することによって直接調製することができる。(G. Jones, Quinolines Part I, 100-117 [1977]を参照されたい)。 Most of the starting materials used in Scheme V are commercially available. If starting materials are not available, they can be easily synthesized. A method for preparing starting materials for many analogs is shown in Scheme VI. (Figure 21). In general, substituted quinaldines can be prepared directly by condensing the corresponding substituted aniline with crotonaldehyde using the well-known Skraup method. (See G. Jones, Quinolines Part I, 100-117 [1977]).
さらにもう1つの態様において、本発明は、群I(a)において提供された新規類似体を合成するための代替方式であるスキームVIIを提供する。簡潔には、化合物46および47は、商業的に入手可能であり、またはこれらは、既知の方法を使用して容易に得ることができる。(たとえば、B. Schollら、Helv. Chim. Acta., 69: 184-194 [1986]を参照されたい)。化合物47をエポキシド化して化合物48を得る。フタルイミドと化合物48の縮合により、中間化合物49を得て、これをケトン(化合物50)に酸化させることができる。化合物50のニトロ基をアミン基に還元し、化合物51を生成する。化合物51の還元的アミノ化を介して、化合物52を得る。化合物52のファルアミド(phalamido)基の除去によりジアミン化合物53を生じさせ、これをその後化合物54に変換する。クロロ酢酸クロリドと化合物54の反応により、化合物55を生成する。塩基で化合物55を処理することにより、三環のラクタム化合物56を得る。三環のラクタム化合物56の還元に続く、保護基の除去によって、重要な中間化合物57を生成する。(E. W. Baxter and A. Reitz, Bioor. & Med. Chem. Lett., 7: 763-768 [1997]を参照されたい)。中間化合物57を種々のハロゲン化アルキルで直接アルキル化して、所望の三環誘導体の化合物58を得ることができる。
In yet another embodiment, the present invention provides Scheme VII, which is an alternative way to synthesize the novel analogs provided in Group I (a). Briefly, compounds 46 and 47 are commercially available, or they can be readily obtained using known methods. (See, eg, B. Scholl et al., Helv. Chim. Acta., 69: 184-194 [1986]). Compound 47 is epoxidized to give compound 48. By condensation of phthalimide and compound 48, intermediate compound 49 can be obtained, which can be oxidized to a ketone (compound 50). Reduction of the nitro group of
もう1つの態様において、本発明は、スキームIIIおよびIVに示したものと同様の方法を使用することにより、群I(b)の類似体のための合成ルーチンを提供する。(U. S. 3,931,188[参照としてその全体が本明細書に組み入れられる]; L. A. van Vlietら、J. Med. Chem., 43: 2871 [2000];およびK. Y. Avenellら、Med. Chem. Lett., 8: 2859-2864 [1998]も参照されたい)。もう1つの態様において、さらに、群I(b)の類似体の合成のための代替方式は、スキームVIIIに提供されたものである。スキームVIIIにおいて、n-ブチルリチウムおよびアセトニトリルと1-テトラロン(tetralones)(化合物59)の-78℃における反応に続く、リチウムアルミニウムでの還元、および脱水により、化合物60を生成する。酸性条件においてホルムアルデヒドにより閉環することで、重要な中間体ヘキサヒドロベンズ[f]イソキノリン(化合物61)を得る。中間体(化合物61)を種々のRX(X=ClまたはBr)と結合させて、最終標的化合物62を生成する。
In another embodiment, the present invention provides synthetic routines for group I (b) analogs by using methods similar to those shown in Schemes III and IV. (US 3,931,188 [incorporated herein in its entirety by reference]; LA van Vliet et al., J. Med. Chem., 43: 2871 [2000]; and KY Avenell et al., Med. Chem. Lett., 8: (See also 2859-2864 [1998]). In another embodiment, an alternative scheme for the synthesis of group I (b) analogs is also provided in Scheme VIII. In Scheme VIII,
なおいくつかのその他の態様において、本発明は、D3受容体領域Aをターゲットするようにデザインされた尾部の修飾を有するリード化合物14および32の類似体(群II類似体)を提供する。好ましい態様において、化合物4および29について予測される結合モデルに基づいて、ドーパミン受容体D3領域Aをターゲットするために、リガンドには、可動性の5-6結合リンカー(9〜10Å)および大きな疎水性尾部を有する一般的な化学構造を提供する。たとえば、いくつかの態様において、リンカーとして4炭素およびアミド基、ならびにそれらの尾部に大きなナフチル環を有する化合物14および32の新規類似体は、もとのリード化合物4および29と比較して、D3とD2受容体間の非常に改善された選択性を示す。いくつかの態様において、リンカー部におけるアミド基が、残基N375と水素結合を形成することによって、リガンドの効力および選択性において役割を果たしており、したがって、適当な向きにナフチル基を配置することにより、領域Aの残基と相互作用している可能性があることが見出された。より詳細には、化合物14および32のナフチル環は、詳細に議論したとおり、D2/D3間で構造上の相違のある領域において、D3受容体の残基N379、F338、N47、L121と相互作用することが予測される。
In still some other embodiments, the present invention provides analogs of the
このように、本発明を実施するためには機構の理解は必要なく、本発明はこのように限定されないが、残基N47は、化合物14および32の選択性において主要な役割を果たすと思われることが想定される。加えて、それぞれD2のF382、N418に対応するD3受容体の残基F338、N375はまた、化合物14および32がドーパミン受容体サブタイプ間を識別する機能に寄与すると考えられる。図22は、リガンドが領域に到達するために必要な距離である。
Thus, no mechanism understanding is required to practice the invention, and the invention is not so limited, but residue N47 appears to play a major role in the selectivity of
本発明のいくつかの好ましい態様は、さらに優れた選択性を達成するために、リード化合物14および32のナフチル環をさらに修飾して、ドーパミン受容体の領域Aにおける構造上の相違を探究することを提供する。これらの態様のいくつかにおいて、小さな疎水性基(たとえば、CH3、F、Cl、Br、Iなど)または極性の置換基(OH、OCH3、NH2、CNなど)が、ナフチル環に導入される。 Some preferred embodiments of the present invention further modify the naphthyl ring of lead compounds 14 and 32 to explore structural differences in region A of the dopamine receptor to achieve even greater selectivity. I will provide a. In some of these embodiments, small hydrophobic groups (eg, CH 3 , F, Cl, Br, I, etc.) or polar substituents (OH, OCH 3 , NH 2 , CN, etc.) are introduced into the naphthyl ring Is done.
いくつかの好ましい態様において、群II(a)の類似体の合成は、スキームI、II、V、VI、およびVIIに示したものと同様の方法を使用することによって達成される。 In some preferred embodiments, the synthesis of Group II (a) analogs is accomplished by using methods similar to those shown in Schemes I, II, V, VI, and VII.
さらに、本発明のその他の態様は、ドーパミン受容体の領域Bをターゲットするようにデザインされたリンカーに修飾を有するリード化合物14および32の類似体(群III類似体)を提供する。本発明の1つの態様において、化合物14および32について予測される結合モデルに基づいて、ドーパミン受容体の領域B間に、有意な構造上の相違が見られ、たとえば、受容体D3とD2のTM6の残基F345およびF346の向きに相違が見られる。また、TM7の残基Y365およびT369の向きならびに位置は、一部はTM6とTM7との間でへリックスパッキングが異なることにより、有意に異なる。したがって、本発明のいくつかの好ましい態様は、受容体の領域Bにおいて、この領域と特異的に相互作用するようにデザインされた1つまたは複数の小さな疎水性基を提供するようにリード化合物類似体を修飾することにより、特定のドーパミン受容体サブタイプ(たとえば、D1、D2、D3、D4、および/またはD5)とのリガンド相互作用を拡張するように最適化されたリード化合物を提供する。
Furthermore, other embodiments of the present invention provide analogs (group III analogs) of lead compounds 14 and 32 having modifications in the linker designed to target region B of the dopamine receptor. In one embodiment of the invention, based on the binding model predicted for
群III(a)および(b)類似体の合成のための1つの方法は、スキームIX(図23)に例示してある。化合物64は、商業的に入手可能な化合物63から得られる。メチルエステル(化合物64)を選択的に還元してアルデヒド(化合物65)を得る。(たとえば、L. I. Zakharkin, Tetrahydron Lett., 2087 [1963]を参照されたい)。グリニャール試薬によるアルデヒド(化合物65)の処理に続く、Swern酸化により、重要な中間体ケトン(化合物67)を得る。化合物67をアミン(化合物44、57、または61)で処理して、それぞれ標的化合物68または69を得る。
One method for the synthesis of Group III (a) and (b) analogs is illustrated in Scheme IX (Figure 23).
一部のさらなる態様において、本発明は、ドーパミン受容体の領域Dを標的とするようにデザインされた三環の環に修飾を有するリード化合物14および32の類似体(群IV類似体)を提供する。たとえば、構造解析に基づいて、ドーパミン受容体領域Dは、3つのセリン残基に近接してはっきりした疎水性ポケットを有することが見出された。さらなる構造解析では、ドーパミン受容体サブタイプ間でこの領域に重大な構造上の相違があることが示される。これらの構造上の相違は、主に領域Dを構成する残基の相違によるためであると考えられる。たとえば、この領域のいくつかのD3受容体残基A161、A163、S182は、それぞれD2受容体の残基S163、T165、およびI183に対応する。 In some further embodiments, the present invention provides analogs of lead compounds 14 and 32 (group IV analogs) having modifications in a tricyclic ring designed to target region D of the dopamine receptor To do. For example, based on structural analysis, dopamine receptor region D was found to have a distinct hydrophobic pocket adjacent to three serine residues. Further structural analysis shows that there are significant structural differences in this region between dopamine receptor subtypes. These structural differences are considered to be mainly due to differences in residues constituting the region D. For example, some D 3 receptor residues A161, A163, S182 of this region, respectively D 2 receptor residues S163, T165, and corresponds to I183.
本発明の好ましい態様は、スルホニルアミドリンカーを介して三環の環に連結されたさらなる置換されたフェニル基を有するリード化合物類似体14および32を提供する。本発明を実施するためには機構の理解は必要なく、本発明はこのように限定されないが、スルホニルアミドリンカーは、TM5のセリン残基と水素結合を形成するが、置換されたフェニル基は、D3受容体において残基I183、Phel88、V164、L168、およびV111によって形成される領域Dの疎水性ポケットと相互作用することを想定する。
Preferred embodiments of the present invention provide
ある態様において、群IV(a)およびIV(b)の類似体は、スキームXに示したとおりの種々の置換された塩化ベンゼンスルホニルで化合物70または73を処理することによって得られる(図24を参照されたい)。化合物70が、スキームVおよびVIIに示した合成方法を使用して得られ、化合物73が、スキームVIIIにおいて概説した方法を使用して得られることは、重要である。
In certain embodiments, analogs of groups IV (a) and IV (b) are obtained by treating
本発明は、D3、D2、およびD1に対する新規類似体のドッキングを評価するための、およびこれらの結合親和性を評価するための方法をさらに提供する。好ましい態様において、D1、D2、およびD3と新規な類似体の計算的ドッキング研究は、上で概説した方法を使用して行われる。リガンド-受容体複合体構造は、CHARMMプログラムを使用する明確な水および脂質の環境において、2nsまたはより長い大規模なMDシミュレーションを介して、さらに洗練される。予測されたモデルに基づいて、結合親和性を予測する。 The present invention further provides methods for assessing the docking of novel analogs to D 3 , D 2 , and D 1 and for assessing their binding affinity. In a preferred embodiment, computational docking studies of D 1 , D 2 , and D 3 and novel analogs are performed using the methods outlined above. The ligand-receptor complex structure is further refined through 2 ns or longer extensive MD simulations in a well-defined water and lipid environment using the CHARMM program. Based on the predicted model, the binding affinity is predicted.
D3受容体に対する多くの想定されるリガンド(たとえば、7-OH-DPATおよび5-OH-DPAT)の結合が立体特異的であるので、本発明のその他の態様は、立体異性体の分割のための方法を提供する。特に、スキームI、II、およびVで合成される化合物の全ては、これら全てが1つのキラル中心を含むので、ラセミである。好ましい態様では、(+)および(-)立体異性体を既知の立体異性体分離法を使用して分割する。(L. A. van Vlietら、J. Med. Chem., 43: 2871 [2000];およびH. Wikstromら、J. Med. Chem., 28: 215 [1985]を参照されたい)。スキームXI(図25)に示すように、スキームVに使用される重要な中間化合物41は、(S)-(+)-α-メトキシフェニル酢酸クロリドとカップリングして、これが2つのジアステレオマーアミドの化合物75(a)および化合物75(b)の混合液を形成することによって分割される。カラムクロマトグラフ分離を使用して、純粋なジアステレオマー75(a)および75(b)を得る。カリウムtert-ブトキシドおよび水のTHF溶液により、化合物75(a)および75(b)のアミド基を切断することにより、それぞれ純粋な立体異性体化合物(-)-41および(+)-41を得る。
Because the binding of many possible ligands (eg, 7-OH-DPAT and 5-OH-DPAT) to the D 3 receptor is stereospecific, other aspects of the invention provide for stereoisomeric resolution. Providing a method for In particular, all of the compounds synthesized in Schemes I, II, and V are racemic because they all contain one chiral center. In a preferred embodiment, the (+) and (−) stereoisomers are resolved using known stereoisomer separation methods. (See LA van Vliet et al., J. Med. Chem., 43: 2871 [2000]; and H. Wikstrom et al., J. Med. Chem., 28: 215 [1985]). As shown in Scheme XI (FIG. 25), the key
VII.リード化合物およびその類似体の生物学的試験および特徴付け
いくつかの態様において、本発明の方法を使用して同定およびデザインされた新規の化合物およびリガンドは、図26に概略して述べるように、ドーパミン受容体における親和性、有効性、および選択性についての段階的スクリーニングプロセスに供される。好ましい態様において、本発明は、ラット脳モデルおよびクローン化したヒト受容体を使用するインビトロにおける放射性リガンド結合アッセイ法で、受容体の親和性および選択性を決定することに焦点を合わせて使用される最初の研究を想定する。(図26、工程1、2、3、および4を参照されたい)。本発明は、2つの異なったインビトロ機能アッセイ法で有効性およびD2/D3選択性を決定するために使用されるさらなる研究を、さらに想定する。(図26、工程5を参照されたい)。
VII. Biological Testing and Characterization of Lead Compounds and Analogues In some embodiments, novel compounds and ligands identified and designed using the methods of the invention are as outlined in FIG. In addition, they are subjected to a step-by-step screening process for affinity, efficacy, and selectivity at dopamine receptors. In a preferred embodiment, the present invention is used in an in vitro radioligand binding assay using rat brain models and cloned human receptors, with a focus on determining receptor affinity and selectivity. Assume the first study. (See FIG. 26,
本発明は、本発明の方法を使用して同定およびデザインされた新規の化合物およびリガンドを特徴づけるために想定される生物学的試験およびアッセイ法のいくつかをさらに記載するために、以下の非限定的な実施例を提供する。 The present invention provides the following non-limiting examples to further describe some of the biological tests and assays envisioned for characterizing novel compounds and ligands identified and designed using the methods of the invention. Limited examples are provided.
いくつかの態様において、新規化合物のそれらの標的受容体(たとえば、ドーパミン受容体)における親和性および選択性、ならびにこれらの受容体に対するそれらの選択性の決定は、まず最初に放射性リガンド結合アッセイ法で決定する。この目的のために、ある態様において、3つのシリーズの相互に相補的な放射性リガンド結合研究を段階的な方法で行う。本発明は、この相補的なアプローチが、個々のアッセイ法のいずれか1つの特定の制限を補い、したがって、単一のアッセイアプローチを使用して提供されるものよりも、新規化合物のそれらの標的受容体における親和性および選択性のより正確な決定を提供することを想定する。本発明は、この相補的なアプローチが、これらの標的受容体(たとえば、ドーパミン受容体)に関する化合物のインビトロにおける薬理学的プロフィールの徹底的で決定的な評価を提供することを、さらに想定する。 In some embodiments, the determination of the affinity and selectivity of novel compounds at their target receptors (eg, dopamine receptors) and their selectivity for these receptors is first determined by a radioligand binding assay. To decide. To this end, in one embodiment, three series of mutually complementary radioligand binding studies are performed in a stepwise manner. The present invention is that this complementary approach compensates for the specific limitations of any one of the individual assays, and therefore their targets for novel compounds than those provided using a single assay approach. Assume that it provides a more accurate determination of affinity and selectivity at the receptor. The present invention further envisions that this complementary approach provides a thorough and definitive assessment of the in vitro pharmacological profile of compounds for these target receptors (eg, dopamine receptors).
ある態様において、本発明の方法を使用してデザインされた潜在的な治療的化合物(試験化合物)は、まず上記ラット脳D3レセプターモデルにおけるスクリーンに供される。試験化合物がD3受容体に対して十分な親和性および選択性を示す場合、D3受容体に対する親和性および選択性を、さらなるラット脳アッセイ法およびクローン化されたヒトドーパミン受容体アッセイ法においてさらに決定する。最後に、ラット脳膜およびクローン化されたヒト受容体の双方においてD3受容体に対する選択性を示す化合物を、D2およびD3受容体親和性を同時に決定するためのオートラジオグラフィー法を使用してさらに評価する。 In some embodiments, potential therapeutic compounds designed using the method of the present invention (test compound) is first subjected to a screen in the rat brain D 3 receptor model. If the test compound exhibits sufficient affinity and selectivity for D 3 receptors, the affinity and selectivity for D 3 receptors, in a further rat brain assays and cloned human dopamine receptor assay Determine further. Finally, a compound that exhibits selectivity for D 3 receptors in both rat brain membranes and cloned human receptors, using autoradiography methods to determine D 2 and D 3 receptor affinity simultaneously And further evaluate.
たとえば、いくつかの態様において、D3受容体における試験化合物の親和性は、ラット腹側線条体(たとえば、側坐核および嗅結節)から調製した膜における[3H]PD128907の結合を使用して測定する。ラット腹側線条体組織は、これらの組織がラットCNSにおいて最も高密度のD3受容体を発現するので、D3受容体アッセイ法に使用される。(M. L. Bouthenetら、Brain Res., 564: 203-219 [1991]を参照されたい)。本発明は、[3H]PD128907アゴニストが、ラット脳においてD2受容体を超えてD3受容体に対してより優れた300倍の選択性を示すことを想定する。D1およびD2受容体に対する試験化合物の親和性は、Levantら(B. Levant, CNS Neurotransmitters and Neuromodulators, 3 [T. W. Stone, Ed.], CRC Press, Boca Raton, FL, 77-88 [1996])の方法に従って、アンタゴニスト(たとえば、それぞれ放射性リガンド[3H]SCH23390および[3H]スピペロン)ならびに高密度のD1およびD2受容体と低密度のその他のドーパミン受容体を発現するラット尾状核被殻(線条体)からの膜を使用することによって決定する。[3H]SCH23390および[3H]スピペロンアンタゴニストは、D1様およびD2受容体のそれぞれに対して非常に選択的である。[3H]スピペロンは、D2受容体に対してD3受容体よりも80倍高い親和性を示すことが示された。ラット線条体に発現されるD3受容体の密度が低いことにより、[3H]スピペロンによるD3受容体の標識化は、ごくわずかである。同様に、ラット線条体は、非常に低い密度のD5受容体を発現する。したがって、本発明は、[3H]SCH23390がD1およびD5受容体に対して同様の親和性を有するが、これらの研究における結合アッセイ法は、D1受容体の代表的な例であることを想定する。好ましい態様において、[3H]SCH23390および[3H]スピペロン結合アッセイ法は、ドーパミン受容体におけるアゴニストの結合に都合のよいインビトロのアッセイ条件を使用して行われる(たとえば、Mg2+の含有、およびNaClの排除[たとえば、D. Grigoriadis and P. Seeman, J. Neurochem., 44: 1925-1935 (1985)を参照されたい])。本発明は、これらのインビトロの条件下で行われるアッセイ法が、アンタゴニスト放射性リガンドを使用するアッセイ法においてアゴニストの高親和性の結合を検出する能力を増強することを想定する。好ましい態様において、アッセイは、Wangら(S. Wangら、J. Med. Chem., 43: 351-360 [2000]を参照されたい)に以前に記載されたように行う。さらに他の好ましい態様において、それぞれのドーパミン受容体サブタイプにおけるそれぞれの試験化合物のKi値を決定する。表8は、ラット脳におけるD1、D2、およびD3受容体における結合親和性の決定を記載する。 For example, in some embodiments, the affinity of a test compound at the D 3 receptor uses [ 3 H] PD128907 binding in membranes prepared from rat ventral striatum (eg, nucleus accumbens and olfactory nodules). To measure. Rat ventral striatum tissue is used in the D 3 receptor assay because these tissues express the highest density of D 3 receptors in the rat CNS. (See ML Bouthenet et al., Brain Res., 564: 203-219 [1991]). The present invention envisions that [ 3 H] PD128907 agonists exhibit a better 300-fold selectivity for D 3 receptors over D 2 receptors in rat brain. The affinity of test compounds for the D 1 and D 2 receptors is described by Levant et al. (B. Levant, CNS Neurotransmitters and Neuromodulators, 3 [TW Stone, Ed.], CRC Press, Boca Raton, FL, 77-88 [1996]. Rat tails expressing antagonists (eg, radioligand [ 3 H] SCH23390 and [ 3 H] spiperone, respectively) and high density D 1 and D 2 receptors and low density other dopamine receptors Determined by using membranes from the nuclear shell (striatum). [ 3 H] SCH23390 and [ 3 H] spiperone antagonists are highly selective for D 1 -like and D 2 receptors, respectively. [ 3 H] spiperone was shown to have an 80-fold higher affinity for the D 2 receptor than the D 3 receptor. Due to the low density of D 3 receptors expressed in rat striatum, labeling of D 3 receptors with [ 3 H] spiperone is negligible. Similarly, the rat striatum express D 5 receptor a very low density. Thus, the present invention shows that [ 3 H] SCH23390 has similar affinity for D 1 and D 5 receptors, but the binding assays in these studies are representative examples of D 1 receptors. Assume that. In preferred embodiments, [ 3 H] SCH23390 and [ 3 H] spiperone binding assays are performed using in vitro assay conditions that favor the binding of agonists at dopamine receptors (eg, Mg 2+ content, And elimination of NaCl [see, for example, D. Grigoriadis and P. Seeman, J. Neurochem., 44: 1925-1935 (1985)]. The present invention contemplates that assays performed under these in vitro conditions enhance the ability of agonists to detect high affinity binding in assays using antagonist radioligands. In a preferred embodiment, the assay is performed as previously described in Wang et al. (See S. Wang et al., J. Med. Chem., 43: 351-360 [2000]). In yet another preferred embodiment, the Ki value of each test compound at each dopamine receptor subtype is determined. Table 8 describes the determination of binding affinity at the D 1 , D 2 , and D 3 receptors in the rat brain.
好ましい態様において、ラット脳において試験化合物の初期の評価を行う主な利点は、このアプローチにより、これらの天然の組織に発現された受容体の研究を可能になるということである。それゆえに、供与源の組織は、正常な生理機能に必要な全ての成分を含むと考えられる。完全に特徴づけられた放射性リガンドおよびドーパミン受容体サブタイプの密度が既知の脳領域を用いて、脳組織のD1、D2、およびD3受容体における新規試験化合物の親和性を決定することが可能である。このアプローチは、ラット脳は容易に利用でき、クローン化された受容体と比較して比較的安価であるというさらなる利点を有する。以下に提供した表9は、想定されるラット脳における結合アッセイ法において使用した参照リガンドの親和性(KiまたはKd値)を示す。 In a preferred embodiment, the main advantage of conducting an initial assessment of the test compound in the rat brain is that this approach allows the study of receptors expressed in these natural tissues. Therefore, the source tissue is believed to contain all components necessary for normal physiology. Determining the affinity of new test compounds at D 1 , D 2 , and D 3 receptors in brain tissue using brain regions with a fully characterized radioligand and dopamine receptor subtype density known Is possible. This approach has the additional advantage that the rat brain is readily available and relatively inexpensive compared to the cloned receptor. Table 9 provided below shows the affinity (K i or K d value) of the reference ligand used in the binding assay in the rat brain envisaged.
好ましい態様において、生物学的試験化合物の評価の第2段階は、トランスフェクトした細胞株に発現するクローン化されたヒト受容体(hD1、hD2short、hD3、およびhD4.4)を使用するD3受容体に対する試験化合物の親和性および選択性の評価を含む。特に好ましい態様において、試験化合物は、これらがラット脳においてD3受容体に対する選択性を示す場合に、評価の第2段階に進む。さらに他の好ましい態様において、試験化合物の親和性は、hD1、hD2short、hD3、およびhD4.4を発現するCHO細胞(NEN Life ScienceおよびSigma-Aldrich)において、hD1結合については[3H]SCH23390を、ならびにhD2short、hD3、およびhD4.4受容体については[3H]スピペロンを使用して決定される。アッセイ法は、Wangら(S. Wangら、J. Med. Chem., 39: 2047-2054 [1996]を参照されたい)に以前に記載されたように行う。さらにその他の好ましい態様において、それぞれのドーパミン受容体サブタイプにおけるそれぞれの試験化合物のKi値を決定する。
In a preferred embodiment, the second stage of evaluation of the biological test compound is D using cloned human receptors (hD 1 , hD 2short , hD 3 , and hD 4.4 ) expressed in the transfected cell line. Includes assessment of test compound affinity and selectivity for 3 receptors. In a particularly preferred embodiment, the test compound, if they exhibit a selectivity for D 3 receptors in rat brain, the process proceeds to the second stage of evaluation. In yet another preferred embodiment, the affinity of the
本発明は、クローン化されたヒト受容体の使用が、ラット受容体よりむしろヒトの研究を可能にする利点を有し、したがってヒト治療に対する関連性を増大させることを想定する。宿主細胞は、通常ドーパミン受容体を発現しないので、このアプローチは、それぞれの受容体サブタイプの個別の研究も可能にし、選択的な薬理学的手段への依存もなくなる。hD1およびhD2様受容体研究のために種々の放射性リガンドが使用されるが、インビトロにおけるアッセイ条件は、同じままである。それゆえに、このアプローチは、ドーパミン受容体の親和性および選択性の測定のためにラット脳膜を使用することの潜在的な限界を補うことが想定される。 The present invention envisions that the use of cloned human receptors has the advantage of allowing human studies rather than rat receptors, thus increasing their relevance to human therapy. Since host cells do not normally express dopamine receptors, this approach also allows individual studies of each receptor subtype and eliminates reliance on selective pharmacological means. A variety of radioligands are used for hD 1 and hD 2- like receptor studies, but in vitro assay conditions remain the same. It is therefore envisioned that this approach compensates for the potential limitations of using rat brain membranes for measuring dopamine receptor affinity and selectivity.
さらなる態様において、本発明は、ラット脳におけるD2/D3選択性の同時オートラジオグラフィー決定のための方法を提供する。これらの方法のいくつかにおいて、ラット脳におけるD2およびD3受容体親和性の同時決定のための定量的オートラジオグラフィー法は、LevantおよびDe SouzaならびにLevantおよびFlietstra(B. LevantおよびE. B. De Souza, Synapse, 14: 90-95 [1993]を参照されたい)に従って、D2-D3リガンド[3H]キンピロールを使用する。この方法は、前庭小脳の分子層(これは、ドーパミンD3受容体mRNAのみと共に局在するようである)におけるドーパミン受容体が、グアニルヌクレオチド調節の欠如を示し、かつD3部位と一致する薬理学的プロフィールを示すという観測に基づく。このように、この脳領域は、脳組織のD3受容体の個別的な供与源として供与し得る。対照的に、実質的により大量のD2受容体mRNAを発現し、かつ比較的少しのD3受容体結合しか示さない尾状核被殻は、原型のドーパミンD2組織として有用なことを保証する。したがって、これらの脳領域を[3H]キンピロールなどの選択的でない放射性リガンドで標識することにより、一様なインビトロにおけるアッセイ条件下の組織において、および同じ脳切片において、D2/D3受容体に対する試験化合物の選択性を評価することができる。好ましい態様において、D2およびD3受容体における試験化合物のIC50値、そしてD2/D3選択性を決定するために、前述したように研究を行う。(B. Levant and E. B. De Souza, Synapse, 14: 90-95 [1993]を参照されたい)。 In a further aspect, the present invention provides a method for the simultaneous autoradiography determination of D 2 / D 3 selectivity in the rat brain. In some of these methods, quantitative autoradiographic methods for the simultaneous determination of D 2 and D 3 receptor affinity in rat brain are Levant and De Souza and Levant and Flietstra (B. Levant and EB De Souza , Synapse, 14: 90-95 [1993]), using D 2 -D 3 ligand [ 3 H] quinpirole. The method, the molecular layer of the vestibular cerebellum (which dopamine D 3 appears to localize only with receptor mRNA) dopamine receptors in the, indicating a lack of guanyl nucleotide regulatory, and consistent with D 3 sites medicine Based on the observation of showing a physical profile. Thus, the brain region, can donate a discrete source of D 3 receptors in the brain tissue. In contrast, express large amounts of D 2 receptor mRNA by substantial and relatively little of D 3 only shows receptor binding caudate putamen, it ensures useful as prototype of dopamine D 2 tissue To do. Thus, by labeling these brain regions with non-selective radioligands such as [ 3 H] quinpirole, in tissues under uniform in vitro assay conditions, and in the same brain section, the D 2 / D 3 receptor The selectivity of the test compound for can be evaluated. In a preferred embodiment, studies are performed as described above to determine the IC 50 value of the test compound at the D 2 and D 3 receptors and the D 2 / D 3 selectivity. (See B. Levant and EB De Souza, Synapse, 14: 90-95 [1993]).
このアプローチの1つの想定される利点は、放射標識アゴニストを使用して脳組織におけるD2およびD3受容体親和性を測定する一方で、D2およびD3受容体親和性を測定するために別々のアッセイ法を使用することによる潜在的な混乱させる変化を回避することにある。ドーパミン作動性化合物のD2/D3選択性は、使用されるインビトロアッセイ系に従って変化することが示されているので、これは重要な利点である。したがって、好ましい態様において、このアプローチは、異種発現系における受容体を使用して、または脳におけるそれぞれの受容体についての種々のインビトロアッセイ法を使用して得られるものに加えて、D2/D3受容体の選択性の確証的な評価を提供する。加えて、本発明は、この方法によって決定されるD2/D3選択性が、トランスフェクトした細胞に発現されたヒト受容体を使用する放射性リガンド結合アッセイ法よりも、一般に機能的アッセイ法において決定されるものとより一致していることを想定する。 One possible advantage of this approach is to measure D 2 and D 3 receptor affinity while using radiolabeled agonists to measure D 2 and D 3 receptor affinity in brain tissue It is to avoid potential disruptive changes due to the use of separate assays. This is an important advantage since the D 2 / D 3 selectivity of dopaminergic compounds has been shown to vary according to the in vitro assay system used. Accordingly, in a preferred embodiment, this approach, in addition to those using receptors in heterologous expression systems, or obtained using a variety of in vitro assays of the respective receptors in the brain, D 2 / D 3 Provides a definitive assessment of receptor selectivity. In addition, the present invention, D 2 / D 3 selectivity as determined by this method, than radioligand binding assay using human receptor expressed on the transfected cells, in general, functional assays Assume that it is more consistent with what is determined.
本発明のさらなる態様は、機能的アッセイ法における新規化合物の効力、有効性、および選択性を測定するための方法を提供する。所与の受容体に対する化合物の親和性のみを評価する放射性リガンド結合アッセイ法とは異なり、機能的アッセイ法は、D3受容体における新規リガンドの効力、有効性、および選択性を決定するための好ましい態様において使用される。これらのアッセイ法は、アゴニストおよびアンタゴニスト、ならびに部分的アゴニストおよび逆アゴニストの同定を可能にする。2つの機能的アッセイ法は、実験結果のクロス確認(たとえば、有糸分裂誘発アッセイ法および[35S]GTPgS結合アッセイ法)を提供することが想定されるが、しかし、本発明は、2つの特定の言及した機能的アッセイ法を使用することに限定されることは企図されない。実際に、本発明の組成物および方法に適合したどのような関連した機能的アッセイ法も、本明細書において使用するために適している。 A further aspect of the invention provides a method for measuring the potency, efficacy, and selectivity of novel compounds in functional assays. Unlike radioligand binding assay to evaluate only the affinity of the compounds for a given receptor, functional assays of novel ligands at D 3 receptors efficacy, to determine the efficacy, and selectivity Used in a preferred embodiment. These assays allow the identification of agonists and antagonists, as well as partial agonists and inverse agonists. Two functional assays are envisioned to provide cross-validation of experimental results (eg, a mitogenic assay and a [ 35 S] GTPgS binding assay), but the present invention It is not intended to be limited to using the specific mentioned functional assays. Indeed, any relevant functional assay that is compatible with the compositions and methods of the present invention is suitable for use herein.
本発明のいくつかの態様において、放射性リガンド結合研究においてその他のドーパミン受容体よりもD3受容体に対してより高い親和性を示す試験化合物のみが、機能的アッセイ法においてさらに評価される。 In some embodiments of the present invention, only the test compound showing a higher affinity for D 3 receptor over other dopamine receptors in the radioligand binding studies it is further evaluated in a functional assay.
好ましい態様において、本発明の組成物および方法に使用するために適した機能的アッセイ法の1つのタイプは、有糸分裂誘発アッセイ法である。hD2またはhD3受容体を発現するCHO細胞においてアゴニストで誘導される有糸分裂誘発は、ドーパミン受容体活性化の代用マーカーとして開発された。(たとえばC. L. Chioら、Mol. Pharmacol., 45: 51-60 [1994];およびF. Sautelら、Neuroreport, 6: 329-332 [1995]を参照されたい)。ある態様において、[3H]チミジン取込みに基づいて評価される、CHO細胞の有糸分裂誘発に対する新規化合物の用量反応効果は、試験化合物の有効性および効力を決定するために使用される。さらに他の態様において、有効性を欠いた試験化合物を、アゴニストで誘導される有糸分裂誘発を遮断するこれらの機能によって決定される、アンタゴニスト活性および効力について評価する。アッセイ法を以前にMilneらに記載されたように行って、それぞれの試験化合物についてのEmaxおよびED50値を決定する。(G. W. A. Milneら、J. Chem. Inf. Comput. Sci., 34: 1219-1224 [1994]を参照されたい)。アゴニストで誘導される有糸分裂誘発を遮断することが見出された試験化合物について、IC50値を決定する。 In a preferred embodiment, one type of functional assay suitable for use in the compositions and methods of the invention is a mitogenic assay. hD 2 or hD 3 mitogenesis induced by agonists in CHO cells expressing the receptor has been developed as a surrogate marker for dopamine receptor activation. (See, eg, CL Chio et al., Mol. Pharmacol., 45: 51-60 [1994]; and F. Sautel et al., Neuroreport, 6: 329-332 [1995]). In certain embodiments, the dose-response effect of novel compounds on mitogenesis in CHO cells, assessed based on [ 3 H] thymidine incorporation, is used to determine the efficacy and potency of test compounds. In yet other embodiments, test compounds lacking efficacy are evaluated for antagonist activity and potency as determined by their ability to block agonist-induced mitogenesis. The assay is performed as previously described in Milne et al. To determine E max and ED 50 values for each test compound. (See GWA Milne et al., J. Chem. Inf. Comput. Sci., 34: 1219-1224 [1994]). IC 50 values are determined for test compounds found to block agonist-induced mitogenesis.
その他の好ましい態様において、本発明の組成物および方法に使用するために適した機能的アッセイ法のもう一つのタイプは、[35S]GTPgS結合アッセイ法である。これらのアッセイ法は、過剰なGDPの存在下において、アゴニストで刺激される[35S]GTPgS(GTPの加水分解抵抗性類似体)の結合をアッセイすることにより、膜におけるGタンパク質受容体の活性化を研究する。この生理的に関連した指標は、脳およびトランスフェクトされた細胞におけるD2およびD3受容体によるGタンパク質の活性化を評価するために使用されている。(S. L. Gillilandら、Eur. J. Pharmacol., 392: 125-128 [2000]; S. L. GillilandおよびR. H. Alper, Naunyn-Schmiedeberg's Arch Pharmacol., 361: 498-504 [2000];およびJ. F. Pregenzerら、Neurosci. Lett., 226: 91-94 [1997]を参照されたい)。いくつかの態様において、hD2またはhD3受容体を発現するCHO細胞について調製した膜における[35S]GTPgS結合に対する試験化合物の用量反応の効果は、有効性および効力を決定するために使用される。有効性を欠いている化合物は、アゴニストで誘導される[35S]GTPgS結合を遮断するこれらの能力によって決定される、アンタゴニスト活性および効力について評価する。その他のいくつかの態様において、それぞれの化合物に対するEmaxおよびED50値を決定するために以前に記載したように、[35S]GTPgS結合アッセイ法を、hD2short、hD3、またはhD4.4受容体を含むCHO細胞膜でも行う。IC50値を、アゴニストで誘導される[35S]GTPgS結合を遮断することが見出された試験化合物について決定する。 In other preferred embodiments, another type of functional assay suitable for use in the compositions and methods of the invention is a [ 35 S] GTPgS binding assay. These assays determine the activity of G protein receptors in the membrane by assaying agonist-stimulated [ 35 S] GTPgS, a hydrolysis-resistant analog of GTP, in the presence of excess GDP. Studying chemistry. The physiologically relevant indicators are used to assess the activation of G proteins by D 2 and D 3 receptors in the brain and transfected cells. (SL Gilliland et al., Eur. J. Pharmacol., 392: 125-128 [2000]; SL Gilliland and RH Alper, Naunyn-Schmiedeberg's Arch Pharmacol., 361: 498-504 [2000]; and JF Pregenzer et al., Neurosci. Lett., 226: 91-94 [1997]). In some embodiments, the dose response effect of a test compound on [ 35 S] GTPgS binding in membranes prepared for CHO cells expressing hD 2 or hD 3 receptors is used to determine efficacy and potency. The Compounds lacking efficacy are evaluated for antagonist activity and potency, as determined by their ability to block agonist-induced [ 35 S] GTPgS binding. In some other embodiments, the [ 35 S] GTPgS binding assay is performed using hD 2short , hD 3 , or hD 4.4 receptor as previously described to determine E max and ED 50 values for each compound. Also on CHO cell membranes containing the body. IC 50 values are determined for test compounds found to block agonist-induced [ 35 S] GTPgS binding.
これらの機能的アプローチの1つの想定される利点は、ヒトドーパミン受容体に対する研究の使用により、ヒト治療に対して得られた実験データの関連性が増大することである。 One possible advantage of these functional approaches is that the use of studies on human dopamine receptors increases the relevance of experimental data obtained for human therapy.
VIII.本組成物と組み合わせる、または同時投与される治療薬
広範囲な治療的薬剤は、本発明との使用に有用である。開示された化合物と共に同時投与することができるか、または開示された化合物に関連したどのような治療的な薬剤も、本発明において我々のために適している。
VIII. Therapeutic Agents Combined or Coadministered with the Composition A wide range of therapeutic agents are useful for use with the present invention. Any therapeutic agent that can be co-administered with or disclosed with the disclosed compounds is suitable for us in the present invention.
本発明のいくつかの態様は、ドーパミン受容体修飾因子(たとえば、アンタゴニストまたはアゴニスト)およびコカイン乱用、うつ病、不安症、摂食障害、アルコール中毒症、慢性疼痛、強迫性障害、精神分裂病、不穏下肢症候群(RLS)、およびパーキンソン病などの治療的な処置のために示された1つまたは複数の化合物の有効な量を、被験者に投与することを提供する。いくつかの態様において、被験者は、哺乳類(たとえば、ヒト)である。 Some aspects of the invention include dopamine receptor modulators (eg, antagonists or agonists) and cocaine abuse, depression, anxiety, eating disorders, alcoholism, chronic pain, obsessive compulsive disorder, schizophrenia, It is provided that an effective amount of one or more compounds indicated for therapeutic treatment such as restless leg syndrome (RLS) and Parkinson's disease is administered to a subject. In some embodiments, the subject is a mammal (eg, a human).
本発明のさらなる態様は、Gタンパク質結合受容体を調整(たとえば、アゴナイズまたはアンタゴナイズ)することに向けられた治療的な組成物および方法を提供する。その他のさらなるいくつかの態様において、本発明の治療的な組成物および方法は、欠陥のあるドーパミン受容体機能を調整(たとえば、アゴナイズまたはアンタゴナイズ)することに向けられる(たとえば、側坐核、嗅結節、およびカエハ島(しかし、これらに限定されない)を含む辺縁脳領域におけるD3受容体によるドーパミンの再摂取)。 Further aspects of the invention provide therapeutic compositions and methods directed to modulating (eg, agonizing or antagonizing) G protein coupled receptors. In some other further embodiments, the therapeutic compositions and methods of the invention are directed to modulating (eg, agonizing or antagonizing) defective dopamine receptor function (eg, nucleus accumbens, olfactory tubercle, and Kaeha island (but not limited to) reuptake of dopamine by D 3 receptors in limbic brain regions including).
本発明はまた、被験者に対する本発明の化合物の投与および治療方法に続く、治療の成功をモニターする機会を提供する。いくつかの態様において、これらの測定は、少なくとも一部は、ドーパミン(たとえば、D3)受容体機能の欠陥によって特徴づけられる症状の回復を観察することによってなされる。いくつかの態様において、患者の観察は、臨床的な環境(たとえば、病院、診療室、または診療所)においてなされる。その他の態様において、投与の有効性を決定するために、本発明の治療的な組成物の投与および方法の種々の時点で(たとえば、前に、間に、または後に)、患者から1つまたは複数の生理学的な試料を採取する。なおさらなる態様において、患者の投与データは、本発明の治療的な組成物の投与および方法(たとえば、投薬レベル、投与の頻度、投与の周期、投与方法、その他)を改変する、または修飾するために使用される。 The present invention also provides an opportunity to monitor the success of treatment following administration of a compound of the present invention to a subject and methods of treatment. In some embodiments, these measurements are made at least in part by observing the recovery of symptoms characterized by a defect in dopamine (eg, D 3 ) receptor function. In some embodiments, patient observation is made in a clinical environment (eg, a hospital, clinic, or clinic). In other embodiments, to determine the efficacy of administration, one or more from the patient at various times (eg, before, during, or after) administration and methods of the therapeutic compositions of the invention Collect multiple physiological samples. In still further embodiments, patient administration data is used to alter or modify the administration and method (eg, dosage level, frequency of administration, administration cycle, administration method, etc.) of the therapeutic compositions of the invention. Used for.
本発明の組成物は、静脈内に、皮下に、腫瘍内に、腹膜内に、または局所的に(たとえば、粘膜表面に)注射することを含む任意の適切な方法を経て送達されてもよいが、これらに限定されない。 The compositions of the invention may be delivered via any suitable method including intravenous, subcutaneous, intratumoral, intraperitoneal, or local (eg, mucosal surface) injection. However, it is not limited to these.
IX.薬学的製剤、投与経路、および用量の検討
本発明は、塩類溶液、緩衝食塩水、デキストロースおよび水(これらに限定されない)を含む任意の無菌で生物学的適合性のある薬学的キャリア中で投与される少なくとも1つの受容体(たとえば、ドーパミン、Gタンパク質結合受容体など)を調整する組成物を含む薬学的組成物を提供する。いくつかの態様において、本発明の薬学的組成物は、1つの薬剤(たとえば、D3受容体を調整するリガンド)を含んでいてもよい。その他の態様において、薬学的組成物は、少なくとも2つの薬剤(たとえば、1つまたは複数のD3受容体調整リガンドおよび1つまたは複数のさらなる治療的な組成物)の混合物を含んでいてもよい。なおさらなる態様において、本発明の薬学的組成物は、以下の1つまたは複数の条件下での患者に投与される少なくとも2つの薬剤(たとえば、1つまたは複数のD3受容体調整リガンドおよび1つまたは複数のさらなる治療的な組成物)を含む:異なる周期、異なる期間、異なる濃度、異なる投与経路、その他。
IX. Review of Pharmaceutical Formulations, Routes of Administration, and Dose The present invention is in any sterile, biocompatible pharmaceutical carrier, including but not limited to saline, buffered saline, dextrose and water. A pharmaceutical composition is provided that comprises a composition that modulates at least one receptor (eg, dopamine, G protein coupled receptor, etc.) administered in In some embodiments, the pharmaceutical compositions of the present invention, one agent (e.g., ligand for adjusting the D 3 receptor) may be contained. In other embodiments, the pharmaceutical composition comprises at least two agents (e.g., one or more D 3 receptor modulators ligand and the one or more additional therapeutic compositions) may comprise a mixture of . In a still further embodiment, the pharmaceutical compositions of the present invention, at least two agents are administered to the patient in one or more of the conditions below (e.g., one or more D 3 receptor modulators ligand and 1 One or more additional therapeutic compositions): different cycles, different periods, different concentrations, different routes of administration, etc.
本発明の組成物および方法は、疾患の治療、またはドーパミン受容体およびその他の受容体(たとえば、D1、D2、D3、D4、およびD5)の欠陥のある(異常な)調節および/または機能によって特徴づけられる生理学的な状態の改変において有用である。いくつかの態様において、異常な受容体(たとえば、D3受容体)の機能は、精神刺激薬剤(たとえば、コカイン)によって患者の身体に引き起こされる。その他の態様において、異常な受容体の機能は、器質性の病気または状態または症状を引き起こすことにより、またはその結果として生じる。 The compositions and methods of the present invention provide for the treatment of disease or defective (abnormal) modulation of dopamine receptors and other receptors (eg, D 1 , D 2 , D 3 , D 4 , and D 5 ). And / or useful in the modification of physiological conditions characterized by function. In some aspects the functionality of the abnormal receptor (e.g., D 3 receptors) is psychostimulant drugs (eg, cocaine) is caused to the patient's body by. In other embodiments, the abnormal receptor function occurs by or as a result of causing an organic disease or condition or symptom.
本発明は、ドーパミン受容体リガンド、およびいくつかの態様において、欠陥のある受容体の調節および/または機能に関連した症状を治療することに向けられた1つまたは複数の従来の治療的組成物(たとえば、物質乱用、うつ病、パーキンソン病、精神分裂病などを治療することに向けられた組成物)を、許容される薬学的デリバリー方法および調製技術に従って投与することを想定する。たとえば、1つまたは複数のD3受容体調整リガンドおよび1つまたは複数のさらなる治療的組成物を、生理食塩液などの薬学的に許容されるキャリアにおいて、被験者に静脈内に投与することができる。医薬品の細胞内デリバリーのための標準的な方法を使用することができる(たとえば、リポソームを経たデリバリー)。このような方法は、当業者に周知である。 The present invention relates to dopamine receptor ligands and, in some embodiments, one or more conventional therapeutic compositions directed to treating symptoms associated with the modulation and / or function of defective receptors. It is envisioned that a composition (eg, a composition directed to treating substance abuse, depression, Parkinson's disease, schizophrenia, etc.) will be administered according to acceptable pharmaceutical delivery methods and preparation techniques. For example, one or more D 3 receptor modulators ligand and the one or more additional therapeutic compositions, in a pharmaceutically acceptable carrier such as physiological saline, can be administered intravenously to a subject . Standard methods for intracellular delivery of pharmaceuticals can be used (eg, delivery via liposomes). Such methods are well known to those skilled in the art.
いくつかの態様において、本発明の製剤は、静脈内、皮下、筋肉内、および腹腔内などの非経口投与のために有用である。想定されるいくつかの治療的薬剤(たとえば、治療用ポリペプチド)の治療的な同時投与も、遺伝子治療技術を使用して達成することができる。遺伝子治療技術は、現在当該技術分野において広く知られている。 In some embodiments, the formulations of the present invention are useful for parenteral administration, such as intravenous, subcutaneous, intramuscular, and intraperitoneal. Therapeutic co-administration of several contemplated therapeutic agents (eg, therapeutic polypeptides) can also be achieved using gene therapy techniques. Gene therapy techniques are now widely known in the art.
医学の分野において周知のように、任意の一人の患者のための用量は、患者の大きさ、体表面積、年齢、投与される特定の化合物、性、投与の時間および経路、全体的な健康、ならびに並行して投与されるその他の薬剤との相互作用を含む、多くの因子に依存する。 As is well known in the medical field, the dose for any single patient is determined by the patient's size, body surface area, age, the particular compound being administered, sex, time and route of administration, overall health, As well as interactions with other drugs administered in parallel.
したがって本発明のいくつかの態様において、1つまたは複数のD3受容体を調整するリガンドは、患者に単独で、または1つもしくは複数の物質乱用治療剤と組み合わせて、またはこれが賦形剤またはその他の薬学的に許容されるキャリアと混合されている薬学的組成物中で投与される。本発明の1つの態様において、薬学的に許容されるキャリアは、薬学的に不活性である。 In some embodiments of the present invention therefore, a ligand for adjusting one or more of D 3 receptors, to a patient alone, or in combination with one or more substances abuse treatment agent, or which excipients or It is administered in a pharmaceutical composition mixed with other pharmaceutically acceptable carriers. In one embodiment of the invention, the pharmaceutically acceptable carrier is pharmaceutically inert.
治療される症状により、これらの薬学的組成物は、全身的にもしくは局所的に処方されまたは投与されてもよい。処方および投与のための技術は、最新版の「Remington's Pharmaceutical Sciences」(Mack Publishing Co, Easton Pa.)に見られるであろう。適切な経路は、たとえば経口または経粘膜投与、ならびに筋肉内の、皮下の、骨髄内の、クモ膜下の、心室内の、静脈内の、腹腔内の、または鼻腔内の投与を含む非経口的なデリバリーを含んでもよい。 Depending on the condition being treated, these pharmaceutical compositions may be formulated or administered systemically or locally. Techniques for formulation and administration will be found in the latest edition of “Remington's Pharmaceutical Sciences” (Mack Publishing Co, Easton Pa.). Suitable routes include, for example, oral or transmucosal administration, as well as parenteral including intramuscular, subcutaneous, intramedullary, intrathecal, intraventricular, intravenous, intraperitoneal, or intranasal administration Delivery may be included.
注射のために、本発明の薬学的組成物は、水溶液中に、好ましくはハンクス液、リンゲル液、または生理的緩衝食塩水などの生理的に適合性の緩衝液中に、処方されてもよい。組織または細胞投与のためには、透過させる特定の障壁に適した浸透剤を製剤に使用する。このような浸透剤は、当業者全般に既知である。 For injection, the pharmaceutical compositions of the invention may be formulated in aqueous solutions, preferably in physiologically compatible buffers such as Hanks's solution, Ringer's solution, or physiologically buffered saline. For tissue or cell administration, penetrants appropriate to the particular barrier to be permeated are used in the formulation. Such penetrants are known to those skilled in the art.
その他の態様において、本発明の薬学的組成物は、経口投与のために適した用量で、当該技術分野において周知の薬学的に許容されるキャリアを使用して処方することができる。このようなキャリアは、薬学的組成物を、治療される患者による経口または経鼻摂取のためのタブレット、ピル、カプセル、液体、ゲル、シロップ、スラリー、懸濁液などとして処方することを可能にする。好ましい態様において、治療的な化合物は、経口的に患者に経口投与される。 In other embodiments, the pharmaceutical compositions of the invention can be formulated using pharmaceutically acceptable carriers well known in the art at dosages suitable for oral administration. Such carriers allow the pharmaceutical composition to be formulated as tablets, pills, capsules, liquids, gels, syrups, slurries, suspensions, etc. for oral or nasal ingestion by the patient being treated. To do. In preferred embodiments, the therapeutic compound is orally administered to the patient orally.
本発明に使用するために適した薬学的組成物は、有効成分が意図された目的を達成するために有効な量で含まれる組成物を含む。たとえば、D3受容体を調整するリガンドの有効な量は、特定の細胞または組織の正常な病的でない例と比較して、抑制されて(または上昇して)上昇したレベルのドーパミン取込みを有する患者の細胞または組織におけるドーパミンの再摂取を誘導する量であってもよい。有効な量の測定は、特に本明細書において提供される開示を考慮して、十分に当業者の能力範囲内のものである。 Pharmaceutical compositions suitable for use in the present invention include compositions wherein the active ingredients are included in an amount effective to achieve the intended purpose. For example, an effective amount of a ligand for adjusting the D 3 receptor, as compared to Example not a normal pathological specific cell or tissue, is suppressed (or rise to) have elevated levels of dopamine uptake It may be an amount that induces reuptake of dopamine in the patient's cells or tissues. Effective amount measurements are well within the ability of those skilled in the art, especially in light of the disclosure provided herein.
有効成分に加えて、好ましい薬学的組成物は、薬学的に使用することができる標品中の活性化合物のプロセシングを容易にする賦形剤および添加剤を含む適切な薬学的に許容されるキャリアを含んでもよい。経口投与のために処方される製剤は、タブレット、糖衣丸、カプセル、または溶液の形であってもよい。 In addition to the active ingredient, preferred pharmaceutical compositions include suitable pharmaceutically acceptable carriers containing excipients and additives that facilitate the processing of the active compound in a pharmaceutically acceptable preparation. May be included. Formulations formulated for oral administration may be in the form of tablets, dragees, capsules, or solutions.
本発明の薬学的組成物は、それ自体公知の方法(たとえば、従来の混合、溶解、顆粒化、糖衣作製、粉砕、乳化、カプセル化、包埋、または凍結乾燥プロセスによって)で製造されてもよい。 The pharmaceutical compositions of the present invention may be manufactured in a manner known per se (for example by conventional mixing, dissolving, granulating, dragee making, grinding, emulsifying, encapsulating, embedding or lyophilizing processes). Good.
非経口投与のための薬学的製剤は、水溶性の形態の活性化合物の水溶液を含む。加えて、活性化合物の懸濁液は、適切な油性の注射懸濁液として調製されてもよい。適切な親油性溶媒または媒体は、ゴマ油などの脂肪油、またはオレイン酸エチルもしくはトリグリセリドなどの合成脂肪酸エステル、またはリポソームを含む。水性の注射懸濁液は、ナトリウムカルボキシメチルセルロース、ソルビトール、またはデキストランなどの懸濁液の粘性を増大させる物質を含んでいてもよい。選択的に、懸濁液は、化合物の溶解性を増大させて、非常に濃縮された溶液の調製を可能にする適切な安定剤または薬剤を含んでいてもよい。 Pharmaceutical formulations for parenteral administration include aqueous solutions of the active compounds in water-soluble form. In addition, suspensions of the active compounds may be prepared as appropriate oily injection suspensions. Suitable lipophilic solvents or vehicles include fatty oils such as sesame oil, or synthetic fatty acid esters, such as ethyl oleate or triglycerides, or liposomes. Aqueous injection suspensions may contain substances that increase the viscosity of the suspension, such as sodium carboxymethyl cellulose, sorbitol, or dextran. Optionally, the suspension may contain suitable stabilizers or agents that increase the solubility of the compound and allow for the preparation of highly concentrated solutions.
経口使用のための薬学的製剤は、固体賦形剤と活性化合物(たとえば、受容体リガンド)を合わせて、選択的に得られた混合物を挽いて、顆粒の混合物をプロセスし、必要に応じて適切な添加剤を添加して、タブレットまたは糖衣丸核心を得た後に得ることができる。適切な賦形剤は、ラクトース、シュークロース、マンニトールまたはソルビトールを含む糖;トウモロコシ、コムギ、イネ、ジャガイモ、その他由来のデンプン;メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチル-セルロース、またはナトリウムカルボキシメチルセルロースなどのセルロース;ならびにアラビアゴムおよびトラガカンタを含むガム;ならびにゼラチンおよびコラーゲンなどのタンパク質などの、炭水化物またはタンパク質充填剤である。必要に応じて、架橋されたポリビニルピロリドン、アガー、アルギン酸、またはアルギン酸ナトリウムなどのその塩などの崩壊剤または溶解剤が添加されてもよい。 Pharmaceutical formulations for oral use combine solid excipients and active compounds (eg, receptor ligands), grind the resulting mixture selectively, process the mixture of granules, and if necessary It can be obtained after adding suitable additives to obtain tablets or sugar-coated nuclei. Suitable excipients include sugars including lactose, sucrose, mannitol or sorbitol; starches from corn, wheat, rice, potato, etc .; celluloses such as methylcellulose, hydroxypropylmethyl-cellulose, or sodium carboxymethylcellulose; and Arabic Gum including gum and tragacanth; and carbohydrate or protein fillers such as proteins such as gelatin and collagen. If desired, disintegrating or solubilizing agents may be added, such as the cross-linked polyvinyl pyrrolidone, agar, alginic acid, or a salt thereof such as sodium alginate.
本組成物の摂取可能な製剤は、食品添加物、香料、着色料、ビタミン、ミネラル、および植物栄養素などの、食料の含有物および一般に安全であると認識されている物質(GRAS)についてアメリカ農務省によって承認されたどのような材料をさらに含んでもよい。本明細書において使用される「植物栄養素」の用語は、以下の分類の化合物を含む生物学的な効果を有する植物から単離された有機化合物をいうが、これらに限定されない:イソフラボノイド、オリゴマーのプロアントシアニジン、インドール-3-カルビノール、スルホラホン(sulforaphone)、繊維状リガンド、植物フィトステロール、フェルラ酸(ferulic acid)、アントシアノシド、トリテルペン、オメガ3/6脂肪酸、ポリアセチレン、キノン、テルペン、カテキン、没食子酸塩、およびケルシチン。 The ingestible formulations of this composition are US agricultural for food ingredients and generally recognized as safe substances (GRAS), such as food additives, flavors, colorings, vitamins, minerals, and phytonutrients. It may further include any material approved by the Ministry. As used herein, the term “phytonutrient” refers to an organic compound isolated from a plant with biological effects, including but not limited to the following classes of compounds: isoflavonoids, oligomers Proanthocyanidins, indole-3-carbinol, sulforaphone, fibrous ligand, plant phytosterol, ferulic acid, anthocyanoside, triterpene, omega-3 / 6 fatty acid, polyacetylene, quinone, terpene, catechin, Gallate and quercitin.
また、糖衣丸核心は、アラビアゴム、タルク、ポリビニルピロリドン、カルボポールゲル(carbopol gel)、ポリエチレングリコール、および/または二酸化チタンを含むであろう濃縮された糖溶液などの適切な被覆、ラッカー溶液、ならびに適切な有機溶媒または溶媒混合物と共に提供される。染料または色素は、製品を同定するために、または活性化合物の量(すなわち、用量)を特徴づけるために、タブレットまたは糖衣丸被覆に添加されてもよい。 In addition, sugar-coated nuclei are made of suitable coatings such as gum arabic, talc, polyvinylpyrrolidone, carbopol gel, polyethylene glycol, and / or concentrated sugar solutions that will contain titanium dioxide, lacquer solutions, As well as a suitable organic solvent or solvent mixture. Dyestuffs or pigments may be added to the tablets or dragee coatings for identification of the product or to characterize the quantity of active compound (ie, dosage).
経口的に使用することができる薬学的製剤は、ゼラチンでできているプッシュ−フィットカプセル、ゼラチンでできている軟らかい密封されたカプセル、およびグリセロールまたはソルビトールなどの被覆を含む。プッシュ−フィットカプセルは、ラクトースまたはデンプンなどの充填剤または結合剤、タルクまたはステアリン酸マグネシウムなどの潤滑剤、および選択的に安定剤と混合された有効成分を含むこともできる。軟カプセルにおいて、活性化合物は、安定剤の存在下または非存在下において、脂肪油、流動パラフィン、または液体ポリエチレングリコールなどの適切な液体に溶解または懸濁されてもよい。 Pharmaceutical formulations that can be used orally include push-fit capsules made of gelatin, soft sealed capsules made of gelatin, and a coating such as glycerol or sorbitol. Push-fit capsules can also contain active ingredients mixed with fillers or binders such as lactose or starch, lubricants such as talc or magnesium stearate, and optionally stabilizers. In soft capsules, the active compounds may be dissolved or suspended in suitable liquids, such as fatty oils, liquid paraffin, or liquid polyethylene glycols in the presence or absence of stabilizers.
薬学的に許容されるキャリア中に処方される本発明の化合物を含む組成物は、適切な容器に配置して、示した症状の治療のためのラベルをつけて調製してもよい。D3受容体を調整するリガンドについては、ラベルに示される症状は、物質乱用(たとえば、コカイン乱用)、うつ病、パーキンソン病、および精神分裂病などに関する症状の治療を含んでもよい。薬学的組成物は、塩として提供されてもよく、塩酸、硫酸、酢酸、乳酸、酒石酸、リンゴ酸、コハク酸などを含む多くの酸とともに形成させることができるが、これらに限定されない。塩は、対応する遊離塩基の形態で、水性またはその他のプロトン性溶媒により可溶性となる傾向がある。その他の場合には、好ましい製剤は、pH4.5〜5.5の範囲で、1mM〜50mMのヒスチジン、0.1%〜2%のシュークロース、2%〜7%のマンニトール中で凍結乾燥された粉末であってもよく、これを使用前に緩衝液と合わせる。 Compositions comprising a compound of the invention formulated in a pharmaceutically acceptable carrier may be prepared by placing in a suitable container and labeling for the treatment of the indicated condition. The ligand to adjust the D 3 receptor, the condition indicated on the label, substance abuse (eg, cocaine abuse), depression, Parkinson's disease, and it may include treatment of conditions related to such schizophrenia. The pharmaceutical composition may be provided as a salt and can be formed with many acids including, but not limited to, hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid, lactic acid, tartaric acid, malic acid, succinic acid, and the like. Salts tend to be soluble in aqueous or other protic solvents in the corresponding free base form. In other cases, the preferred formulation is a powder lyophilized in a pH range of 4.5 to 5.5, 1 mM to 50 mM histidine, 0.1% to 2% sucrose, 2% to 7% mannitol. May be combined with buffer before use.
本発明の方法に使用するどのような化合物に対しても、治療的に有効な用量は、まず最初に細胞培養アッセイ法から評価することができる。次いで、好ましくは、受容体の正常な機能/調節(たとえば、D3受容体によるドーパミンの再摂取)を誘導する望ましい循環濃度範囲を達成するように、動物モデル(特にマウスまたはラットモデル)において用量を処方することができる。治療的に有効な用量とは、疾病状態の症状(たとえば、ドーパミンの再摂取の抑制)を回復させる、受容体を調整するリガンド(およびいくつかの態様において、1つまたは複数のその他の治療薬)の量をいう。このような化合物の毒性および治療的有効性は、たとえばLD50(個体群の50%に対して致死的な用量)およびED50(個体群の50%において治療的に有効な用量)を決定するための細胞培養または実験動物における標準的な薬学的手順によって決定することができる。毒性と治療的有効性の間の用量比が治療指数であり、これは比LD50/ED50として表すことができる。大きな治療指数を示す化合物が好ましい。細胞培養アッセイ法およびさらなる動物研究から得られるデータを、用量範囲を処方する際、たとえば哺乳類(たとえば、ヒト、ウマ(Equus caballus)、ネコ(Felis catus)、およびイヌ(Canis familiaris)、その他)で使用することができる。このような化合物の用量は、本発明はこの範囲に限定されないが、好ましくは、ほとんどまたは全く毒性がないED50を含む循環濃度範囲内である。用量は、使用される剤形、患者の感受性、および投与の経路に依存して、この範囲内で変化する。 For any compound used in the method of the invention, the therapeutically effective dose can be estimated initially from cell culture assays. Then, the dose preferably, in normal function / regulation of the receptor (e.g., re-uptake of dopamine by D 3 receptor) to achieve a desirable circulating concentration range that induces an animal model (in particular, a mouse or rat model) Can be prescribed. A therapeutically effective dose is a receptor-modulating ligand (and, in some embodiments, one or more other therapeutic agents) that restores symptoms of the disease state (eg, suppression of dopamine reuptake). ). The toxicity and therapeutic efficacy of such compounds determine, for example, LD 50 (dose that is lethal to 50% of the population) and ED 50 (dose that is therapeutically effective in 50% of the population). Can be determined by standard pharmaceutical procedures in cell cultures or laboratory animals. The dose ratio between toxic and therapeutic effects is the therapeutic index and it can be expressed as the ratio LD 50 / ED 50 . Compounds that exhibit large therapeutic indices are preferred. Data from cell culture assays and further animal studies, for example in mammals (eg, humans, horses (Equus caballus), cats (Felis catus), dogs (Canis familiaris), etc.) Can be used. The dosage of such compounds is not limited to this range, but is preferably within a circulating concentration range that includes ED 50 with little or no toxicity. The dose will vary within this range depending upon the dosage form used, patient sensitivity, and route of administration.
正確な用量は、個々の医師によって治療される患者の観点から選択される。用量および投与は、十分なレベルの活性部分が提供されるように、または所望の効果を維持するように調整される。考慮される可能性のあるさらなる因子は、疾病状態の重篤さ;患者の年齢、重量、および性;食餌、投与の時間および頻度、薬剤の組み合わせ、反応感受性、および治療法に対する寛容/応答を含む。長期間作用する薬学的組成物は、特定の製剤の半減期およびクリアランス速度に依存して、3〜4日毎、毎週、または2週に一回で投与してもよい。その他の薬学的組成物は、毎日または日に数回投与されてもよい。 The exact dose is selected from the perspective of the patient being treated by the individual physician. Dosage and administration are adjusted to provide a sufficient level of the active moiety or to maintain the desired effect. Additional factors that may be considered include: severity of disease state; patient age, weight, and sex; diet, time and frequency of administration, drug combination, response sensitivity, and tolerance / response to therapy Including. Long-acting pharmaceutical compositions may be administered every 3-4 days, every week, or once every two weeks, depending on the half-life and clearance rate of the particular formulation. Other pharmaceutical compositions may be administered daily or several times daily.
正常な用量は、投与の経路に依存して、0.1〜100,000マイクログラムで、約1gの総用量まで変化してもよい。デリバリーにおける特定の用量および方法に関するガイダンスは、文献に提供されている。いくつかの薬剤を患者の骨髄に投与するためには、静脈内注射とは異なる手段でのデリバリーを必要とするであろう。 The normal dose may vary from 0.1 to 100,000 micrograms to a total dose of about 1 g, depending on the route of administration. Guidance on specific doses and methods for delivery is provided in the literature. Administration of some drugs into the patient's bone marrow will require delivery by means other than intravenous injection.
本発明の好ましい態様は、患者に受容体を調整するリガンドの有効な量を投与して、欠陥のある受容体の機能/調節を調整する(たとえば、活性を増大または減少する)ための薬学的組成物および方法を提供する。 Preferred embodiments of the invention are pharmaceuticals for administering to a patient an effective amount of a ligand that modulates the receptor to modulate the function / modulation of the defective receptor (eg, increase or decrease activity). Compositions and methods are provided.
いくつかの態様において、本発明による治療に適した、受容体(たとえば、D3受容体)機能/調節の欠陥によって特徴づけられることが疑われる疾患は、異常なレベルの天然の(たとえば、内因性の)受容体リガンド(たとえば、ドーパミン)を有することが疑われる関心対象の試料(たとえば、細胞、組織、液、その他)を得て、1つまたは複数のよく確立された免疫組織化学的技術(たとえば、ELISAおよびウエスタンブロット、その他)を使用して試料における天然の受容体のリガンドレベルを測定し、試料における天然の受容体のリガンドレベルを、関連した病的でない参照試料における対応する受容体のリガンドレベルと比較することによって選択される。その他の態様において、1つまたは複数の天然の受容体リガンド(たとえば、ドーパミン)の異常なレベルによって特徴づけられることが疑われる疾患は、関心対象の受容体リガンドの異常な高いレベルを直接または間接的に示す、試料(たとえば、細胞、組織、液、その他)中の1つまたは複数のマーカー(たとえば、ポリヌクレオチド、ポリペプチド、脂質、その他)のレベルを、関連した病的でない試料におけるこれらのマーカーのレベルと比較することによって選択される。 In some embodiments, suitable for treatment according to the present invention, receptor (e.g., D 3 receptors) diseases suspected of being characterized by a defect in the function / regulation, abnormal levels natural (e.g., intrinsic Obtain a sample (eg, cell, tissue, fluid, etc.) of interest suspected of having a (sex) receptor ligand (eg, dopamine) and one or more well-established immunohistochemical techniques (E.g., ELISA and Western blot, etc.) to measure the natural receptor ligand level in a sample and the natural receptor ligand level in the sample to the corresponding non-pathological reference sample Selected by comparison with the ligand level. In other embodiments, a disease suspected of being characterized by an abnormal level of one or more natural receptor ligands (eg, dopamine) directly or indirectly with an abnormally high level of the receptor ligand of interest. The level of one or more markers (eg, polynucleotides, polypeptides, lipids, etc.) in a sample (eg, cell, tissue, fluid, etc.) Selected by comparing to the level of the marker.
本発明は、薬剤を被験者に送達するために選択される投与経路に限定されることは企図されない。実際に、多くの適切な投与経路が想定され、その選択は当業者の技術の範囲内である。 It is not intended that the present invention be limited to the route of administration selected to deliver the drug to the subject. Indeed, many suitable routes of administration are envisioned and the selection is within the skill of the artisan.
いくつかの好ましい態様において、治療的な組成物は、患者に約1〜200mg/日、約5〜50mg/日、および最も好ましくは約10〜40mg/日の用量範囲で投与される。特に好ましい態様において、治療的な化合物は、何らかの生物学的活性(たとえば、RbおよびサイクリンD1レベルの変化)を有することが示されている容認できる1日用量(たとえば、30〜40mg/日)で患者に(たとえば、経口的に)投与される。 In some preferred embodiments, the therapeutic composition is administered to the patient in a dosage range of about 1-200 mg / day, about 5-50 mg / day, and most preferably about 10-40 mg / day. In a particularly preferred embodiment, the therapeutic compound is an acceptable daily dose (eg, 30-40 mg / day) that has been shown to have some biological activity (eg, changes in Rb and cyclin D 1 levels). To the patient (eg, orally).
いくつかの態様において、患者の疾病状態の変化を決定するために、本発明の方法および組成物で治療後または治療中の患者から得られた試料に対して、標準的な免疫組織化学的技術が使用される。本明細書において使用されるものとして、コカイン乱用および/または耽溺は、疾病状態であるとみなす。 In some embodiments, standard immunohistochemical techniques are used on samples obtained from patients after or during treatment with the methods and compositions of the invention to determine changes in the patient's disease state Is used. As used herein, cocaine abuse and / or sputum is considered a disease state.
精神分裂病におけるD3受容体の治療の可能性。精神分裂病は、異常なドーパミン作動性機能に関する神経発生的な疾患である。精神分裂病におけるD3ドーパミン受容体の重要性および治療の可能性は、いくつかの証拠の裏打ちによって支持される。まず、D2およびD3ドーパミン受容体は、抗精神病薬活性を有するほとんど全ての現在既知の薬剤のための主要な標的である(最近の総説:Strange, 2001; Schwartzら、2000; Emilienら、1999)。また、D3サブタイプは、精神分裂病に関与することが知られている前脳辺縁領域に主に局在する。さらに、分裂病者に投与される抗精神病薬は、腹側線条体領域におけるD3受容体のダウンレギュレーターとして作用するようであり、これは、抗精神病薬を摂取している分裂病患者と比較して薬剤フリーの分裂病患者におけるD3(D2でない)受容体の過剰発現によって支持される(Gurevichら、1997)。これは、精神分裂病において観察される、精神刺激に対する行動の感作についても説明するであろう。薬理学的議論も、精神分裂病の症状に寄与しているもう一つの因子がD1およびD3受容体間の相対的な存在量の不均衡であるかもしれないことを支持する(Schwartzら、1998)。しかし、精神分裂病におけるD3受容体の過剰発現、ならびにこの疾患の症候学において果たす役割を確証するためには、さらなる研究が必要である。 Potential treatment of D 3 receptors in schizophrenia. Schizophrenia is a neurogenic disease involving abnormal dopaminergic function. Potential importance and treatment of D 3 dopamine receptors in schizophrenia is supported by the backing of some evidence. First, D 2 and D 3 dopamine receptor is a major target for almost all current known drugs having antipsychotic activity (recent review: Strange, 2001; Schwartz et al., 2000; Emilien et al., 1999). Moreover, D 3 subtype is predominantly localized in the mesolimbic area before known to be involved in schizophrenia. In addition, antipsychotics administered to people with schizophrenia appear to act as downregulators of D 3 receptors in the ventral striatum region, compared to schizophrenic patients taking antipsychotics And is supported by overexpression of D 3 (not D 2 ) receptors in drug-free schizophrenic patients (Gurevich et al., 1997). This will also explain the behavioral sensitization to mental stimulation observed in schizophrenia. Pharmacological discussion, support that is another factor contributing to the symptoms of schizophrenia might be unbalanced relative abundance between D 1 and D 3 receptors (Schwartz et al. 1998). However, overexpression of D 3 receptors in schizophrenia, and in order to confirm the role of the symptomatology of the disease, further studies are needed.
典型的な抗精神病薬は、第二世代の非定型の薬剤と異なり、重篤な錐体外路の副作用を有する傾向がある。D3受容体は、主に辺縁に関連する脳領域に限定されているので、これは、錐体外路または神経内分泌系の副作用がない抗精神病薬治療の開発のための魅力的な標的であると一般に考えられている。たとえば、ラット脳においてD2以上にD3に対して有意な選択性を示す、最近発見されたD3アンタゴニストのSB-277011-Aの場合には、このD3リガンドにより、精神分裂病の治療において非選択的ドーパミン受容体アンタゴニストに特徴的な副作用を伴わずに、有益な効果が達成される可能性があることの証拠が示されている(Reavillら、2000)。精神分裂病の治療に使用される神経遮断薬の場合には、このクラスの薬剤の抗精神病効果は、D2受容体よりむしろD3を遮断することに関連するが、錐体外路の副作用は、線条体に発現したD2受容体に対するこれらの効果にあるという証拠により支持される(Schwartzら、2000; Sigmundson, 1994; Missaleら、1998; Joyce and Meador-Woodruff, 1997)。一方、ハロペリドールおよびクロザピンの場合に示されたように(Strange, 2001)、抗精神病薬の錐体外路の副作用は、低用量を投与することにより、線条体内のD2受容体の占有率を減少させることによって除去される可能性があることも議論されている。 Typical antipsychotic drugs tend to have severe extrapyramidal side effects, unlike second generation atypical drugs. D 3 receptors, since it is mainly restricted to brain regions associated with edges, this is an attractive target for the development of side effects without antipsychotic therapy extrapyramidal or neuroendocrine It is generally considered to be. For example, in the case of the recently discovered D 3 antagonist SB-277011-A, which shows significant selectivity for D 3 over D 2 in the rat brain, this D 3 ligand can be used to treat schizophrenia. Evidence has shown that beneficial effects may be achieved without the side effects characteristic of non-selective dopamine receptor antagonists (Reavill et al., 2000). In the case of neuroleptics used to treat schizophrenia, the antipsychotic effects of this class of drugs are related to blocking D 3 rather than D 2 receptors, but the extrapyramidal side effects are is supported by the evidence that these effects on D 2 receptors expressed in the striatum (Schwartz et al., 2000; Sigmundson, 1994; Missale et al., 1998; Joyce and Meador-Woodruff , 1997). On the other hand, as shown in the case of haloperidol and clozapine (Strange, 2001), the extrapyramidal side effects of antipsychotics can reduce D 2 receptor occupancy in the striatum by administering low doses. It is also discussed that it may be removed by decreasing.
パーキンソン病におけるD3受容体の治療的な関連。パーキンソン病のための長期のレボドパ治療法は、重篤な副作用、運動障害、運動行為における揺れ、幻覚を引き起こす。行動の感作を引き起こす条件でのレボドパ投与は、D3受容体遺伝子発現の誘導を伴うことが示された。この関連は、副作用の予防において、さらにパーキンソン病の治療において治療的な関連性を有する(Bordetら、1997; S. Perachonら、366: 293-300 [1999]。レボドパおよびドーパミンアゴニストの併用投与は、慢性的なレボドパ療法の副作用を減少させかつ遅延させる有効な方法であると考えられる。さらに、最近開発されたパーキンソン病のための2つの薬剤、プラミペキソール(pramipexole)、およびロピニロール(ropinirole)は、ドーパミンD3受容体を一次標的とするが、別の抗パーキンソン病薬のペルゴリドは、3つ全てのD1、D2、D3サブタイプに強力である。 Therapeutic association of D 3 receptors in Parkinson's disease. Long-term levodopa treatment for Parkinson's disease causes serious side effects, movement disorders, movement swings, and hallucinations. Levodopa administration in conditions that cause sensitization action has been shown to involve the induction of D 3 receptor gene expression. This association has therapeutic relevance in the prevention of side effects and in the treatment of Parkinson's disease (Bordet et al., 1997; S. Perachon et al., 366: 293-300 [1999]. The combined administration of levodopa and dopamine agonists It is considered an effective way to reduce and delay the side effects of chronic levodopa therapy, and two recently developed drugs for Parkinson's disease, pramipexole, and ropinirole, Although primarily targeting the dopamine D 3 receptor, another antiparkinsonian drug, pergolide, is potent against all three D 1 , D 2 , and D 3 subtypes.
不穏下肢症候群におけるD3受容体の治療的な関連。不穏下肢症候群(RLS)は、運動に対する衝動および運動不穏状態に関連した脚の異常感覚によって特徴づけられる。レボドパおよびエルゴリン誘導体は、この症状を効果的に治療するが、主要な副作用によってこれらの有用性が制限される。また、これらの薬剤を使用してRLS症状を完全に緩解することは、達成され得ない。最近D3受容体アゴニストのプラミペキソール(pramipexole)は、RLSの治療に非常に有効であることが見出され、これも、RLSにおけるD3サブタイプ受容体の関与および治療の可能性支持する。(Montplaisirら、1999)。 Therapeutic of D 3 receptors in restless leg syndrome related. Restless Leg Syndrome (RLS) is characterized by abnormal sensations in the legs associated with urges for movement and movement unrest. Levodopa and ergoline derivatives effectively treat this condition, but their usefulness is limited by major side effects. Also, complete relief of RLS symptoms using these agents cannot be achieved. Recently, the D 3 receptor agonist pramipexole has been found to be very effective in the treatment of RLS, which also supports the involvement of D 3 subtype receptors in RLS and its therapeutic potential. (Montplaisir et al., 1999).
うつ病治療におけるD3受容体の治療的な関連。重篤なうつ病の患者において、ドーパミン機能の減少が見出された(Shahら、1997)。また、ドーパミン作動性効果を有する抗うつ病薬は、一般にうつ病を治療するために有効である(Brown and Gershon, 1993)。特に、慢性抗うつ薬は、中脳辺縁系の末端領域におけるD2/D3受容体機能に有効である(Emilienら、1999)。 Therapeutic association of D 3 receptors in the treatment of depression. In patients with severe depression, a decrease in dopamine function was found (Shah et al., 1997). In addition, antidepressants with dopaminergic effects are generally effective for treating depression (Brown and Gershon, 1993). In particular, chronic antidepressants are effective for D 2 / D 3 receptor function in the terminal region of the mesolimbic system (Emilien et al., 1999).
実施例
以下の実施例は、本発明の特定の好ましい態様を示し、さらに例示するために提供されるものであって、その範囲を限定するものとして解釈されない。
Examples The following examples are provided to illustrate and further illustrate certain preferred embodiments of the invention and are not to be construed as limiting its scope.
実施例1
種々のリード化合物の調製
本実施例は、種々のリード化合物およびそれらの重要な類似体の合成を記載する。重要な中間化合物5は、修飾された既知の方法を使用して合成した。(C.A.R. Baxterら、J. Med. Chem., 15 (4): 351-356 [1972]; V.A. Raoら、 J. Med. Chem., 13 (3): 516-522 [1970];およびG.W. Gribble and P.W. Heald, Synthesis, 650-651 [1975]を参照されたい)。エタノールアミンと2-キノリン-カルボキシアルデヒド化合物2の縮合(化合物2bは、G.Lunn and E.B. Sansone, J. Org. Chem., 51: 513-517 [1986]に示したとおりに、ジオキサン中でのSeO2による6-メトキシキナルジンの酸化によって調製した)により、シッフ塩基を与え、次いで、これをNaBH4で2-置換アミノメチルキノリン(化合物3)に還元した。(C.A.R. Baxterら、J. Med. Chem., 15 (4): 351-356 [1972];およびV.A. Raoら、J. Med. Chem., 13 (3): 516-522 [1970]を参照されたい)。KOH水溶液中においてニッケルアルミニウム合金で化合物3を還元することにより、2-置換アミノメチル-1,2,3,4-テトラヒドロ-キノリン(化合物4)を好収率で容易に得た。(N. Rabjohn, Org. React., 24: 261-415 [1976]を参照されたい)。重要な中間化合物5は、キシレン中、P2O5で化合物4を還流することによって調製した。(C.A.R. Baxterら、J. Med. Chem., 15 (4): 351-356 [1972];およびV.A. Raoら、J. Med. Chem., 13 (3): 516-522 [1970]を参照されたい)。Cs2CO3のアセトニトリル(aceonitrile)溶液の存在下における、種々のハロゲン化アルキルによる化合物5のアルキル化により、リード化合物およびその類似体化合物6a〜eおよび化合物7a〜eを得た。(L.A. Vliet, J. Med. Chem., 43: 2871-2882 [2000]を参照されたい)。BBr3のCH2Cl2溶液による化合物7a〜eの脱メチル化により、フェニル環にフリーのヒドロキシ基を有する類似体化合物8a〜eを得た。(E.H. Vickeryら、J. Org. Chem., 44: 4444-4446 [1979]を参照されたい)。
Example 1
Preparation of Various Lead Compounds This example describes the synthesis of various lead compounds and their key analogs. The important
試薬および条件:i.a)1.1当量エタノールアミン、ベンゼン、N2下、還流、H2O除去、一晩;b)3.5当量NaBH4、無水エタノール、N2下、還流、一晩、収率87〜90%。ii.およそ5gのニッケル-アルミニウム合金/1g基質、1MのKOH、メタノール、rt、一晩、収率85〜89%。iii.3当量P2O5、キシレン、N2下、還流、一晩、収率82〜86%。iv.1.2当量R2Cl/NaIまたは1.2当量R2I、2当量Cs2CO3、CH3CN、N2下、還流、一晩、収率61〜76%。v.4当量BBr3、CH2Cl2、N2下、0℃、4時間、収率71〜75%。 Reagents and conditions: ia) 1.1 eq ethanolamine, benzene, reflux under N 2 , H 2 O removal, overnight; b) 3.5 eq NaBH 4 , absolute ethanol, under N 2 , reflux, overnight, yield 87- 90%. ii. Approximately 5 g nickel-aluminum alloy / 1 g substrate, 1M KOH, methanol, rt, overnight, 85-89% yield. iii.3 equivalent P 2 O 5, xylene, N 2 under reflux, overnight, 82 to 86% yield. iv.1.2 eq R 2 Cl / NaI or 1.2 eq R 2 I, 2 eq Cs 2 CO 3 , CH 3 CN, under N 2 , reflux, overnight, 61-76% yield. v. 4 eq BBr 3 , CH 2 Cl 2 , N 2 , 0 ° C., 4 h, yield 71-75%.
表10は、いくつかのD3リガンドの構造および活性を示す。 Table 10 shows the structure and activity of some D 3 ligands.
実施例2
6-メトキシキノリン-2-カルボキシアルデヒド(化合物2b)
8.7gの6-メトキシキナルジン(50mmol)の100mlのジオキサン溶液および5mlの水に5.5gのSeO2(50mmol)を添加し、得られた混合液を3時間還流し、冷却してろ過した。ろ液を濃縮し、残渣をヘキサン:EtOAc=6:1で溶出させるシリカゲルのクロマトグラフィによって精製し、無色の結晶として8.5gの化合物2bを、91%の収率で得た。
Example 2
6-Methoxyquinoline-2-carboxaldehyde (Compound 2b)
5.5 g SeO 2 (50 mmol) was added to 8.7 g 6-methoxyquinaldine (50 mmol) in 100 ml dioxane and 5 ml water and the resulting mixture was refluxed for 3 hours, cooled and filtered. The filtrate was concentrated and the residue was purified by chromatography on silica gel eluting with hexane: EtOAc = 6: 1 to give 8.5 g of compound 2b as colorless crystals in 91% yield.
実施例3
2-(β-ヒドロキシエチルアミノメチル)-キノリン(化合物3a)
7.85gの2-キノリンカルボキシアルデヒド(化合物2a)(50mmol)の50mlのベンゼン溶液に3.3mlのエタノールアミン(3.36g、55mmol)を添加し、得られた混合液をいかなる水も分離されなくなるまで共沸した。ベンゼンを減圧下で除去し、未精製のシッフ塩基を無水エタノールに溶解した。得られた混合液を0℃において6.62gのNaBH4(0.175mol)で処理して一晩還流した。エタノールの除去後、粗生成物を水に溶解して3×50mlのCHCl3で抽出した。有機層をNa2SO4を通して乾燥させ、濃縮して、残渣を10%のMeOHのCHCl3溶液で溶出させるシリカゲル上のクロマトグラフィによって精製し、9.1gの化合物3aを無色の固体として収率90%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
Example 3
2- (β-Hydroxyethylaminomethyl) -quinoline (compound 3a)
To 85 ml benzene solution of 7.85 g 2-quinolinecarboxaldehyde (compound 2a) (50 mmol), add 3.3 ml ethanolamine (3.36 g, 55 mmol) and mix the resulting mixture until no water is separated. Boiled. Benzene was removed under reduced pressure and the crude Schiff base was dissolved in absolute ethanol. The resulting mixture was treated with 6.62 g NaBH 4 (0.175 mol) at 0 ° C. and refluxed overnight. After removal of ethanol, the crude product was dissolved in water and extracted with 3 × 50 ml CHCl 3 . The organic layer was dried over Na 2 SO 4 , concentrated and the residue was purified by chromatography on silica gel eluting with 10% MeOH in CHCl 3 to afford 9.1 g of compound 3a as a colorless solid in 90% yield. Got in. The sample was converted to its hydrochloride salt.
実施例4
2-(β-ヒドロキシエチルアミノメチル)-6-メトキシキノリン(化合物3b)
10.1gの化合物3bは、化合物3a(実施例3)の調製のために上記した通りに、9.35gの化合物2b(50mmol)から、87%の収率で調製した。
Example 4
2- (β-Hydroxyethylaminomethyl) -6-methoxyquinoline (Compound 3b)
10.1 g of compound 3b was prepared in 87% yield from 9.35 g of compound 2b (50 mmol) as described above for the preparation of compound 3a (Example 3).
実施例5
2-(β-ヒドロキシエチルアミノメチル)-1,2,3,4-テトラヒドロキノリン(化合物4a)
8.1gの化合物3a(40mmol)を200mlのメタノールに取り、200mlの1MのKOHを添加した。ニッケル-アルミニウム合金(40g)は1時間にわたって5つの部分で添加し、生じた混合液をrtで一晩撹拌した。混合液をろ過して濃縮し、3×100mlのCHCl3で抽出し、抽出物をNa2SO4を通して乾燥した。溶媒の除去後、残渣を20%のMeOHのCHCl3溶液で溶出させるシリカゲル上のクロマトグラフィによって精製し、無色の固体として7.3gの化合物4aを収率89%で得た。
Example 5
2- (β-Hydroxyethylaminomethyl) -1,2,3,4-tetrahydroquinoline (compound 4a)
8.1 g of compound 3a (40 mmol) was taken up in 200 ml of methanol and 200 ml of 1M KOH was added. Nickel-aluminum alloy (40 g) was added in 5 portions over 1 hour and the resulting mixture was stirred at rt overnight. The mixture was filtered and concentrated, extracted with 3 × 100 ml of CHCl 3 and the extract was dried over Na 2 SO 4 . After removal of the solvent, the residue was purified by chromatography on silica gel eluting with 20% MeOH in CHCl 3 to give 7.3 g of compound 4a as a colorless solid in 89% yield.
実施例6
2-(β-ヒドロキシエチルアミノメチル)-6-メトキシ-1,2,3,4-テトラヒドロキノリン(化合物4b)
8.0gの化合物4bは、化合物4a(実施例5)の調製のために上記した通りに、9.3gの化合物3b(40mmol)から、85%の収率で調製した。試料をその塩酸塩に変換した。
Example 6
2- (β-Hydroxyethylaminomethyl) -6-methoxy-1,2,3,4-tetrahydroquinoline (compound 4b)
8.0 g of compound 4b was prepared in 85% yield from 9.3 g of compound 3b (40 mmol) as described above for the preparation of compound 4a (Example 5). The sample was converted to its hydrochloride salt.
実施例7
2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物5a)
7.21gの化合物4a(35mmol)および14.9gのP2O5(l05mmol)の100mlのキシレン溶液の混合液を一晩還流させて、冷却し、濃縮した。残渣を5NのNaOHで加水分解し、3×100mlのCHCl3で抽出し、抽出物をK2CO3を通して乾燥した。溶媒の除去後、残渣を10%のMeOHのCHCl3溶液で溶出させるシリカゲル上のクロマトグラフィによって精製し、無色の油として5.4gの化合物5aを82%の収率で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
Example 7
2,3,4,4a, 5,6-Hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (Compound 5a)
A mixture of 7.21 g of compound 4a (35 mmol) and 14.9 g of P 2 O 5 (1005 mmol) in 100 ml of xylene was refluxed overnight, cooled and concentrated. The residue was hydrolyzed with 5N NaOH, extracted with 3 × 100 ml of CHCl 3 and the extract was dried over K 2 CO 3 . After removal of the solvent, the residue was purified by chromatography on silica gel eluting with 10% MeOH in CHCl 3 to give 5.4 g of compound 5a as a colorless oil in 82% yield. The sample was converted to its hydrochloride salt.
実施例8
8-メトキシ-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物5b)
6.56gの化合物5bは、化合物5a(実施例7)の調製のために上記した通りに、8.26gの化合物4b(35mmol)から、86%の収率で調製した。
Example 8
8-methoxy-2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (compound 5b)
6.56 g of compound 5b was prepared in 86% yield from 8.26 g of compound 4b (35 mmol) as described above for the preparation of compound 5a (Example 7).
実施例9
化合物5aおよび5bのアルキル化の一般的手順(方法A)
1つの態様において、化合物5(1mmol)、適切なアルキルクロリド(1.2mmol)、および無水NaI(1.2mmol)、または適切なヨウ化アルキル(1.2mmol)、無水Cs2CO3(2mmol)の10ml無水CH3CN溶液の混合液を一晩還流した。反応混合液を冷却し、濾過し、濃縮した。残渣をヘキサン:EtOAc=1:1で溶出するシリカゲルにおけるクロマトグラフィによって精製し、必要とされる産物を得た。
Example 9
General procedure for alkylation of compounds 5a and 5b (Method A)
In one embodiment, 10 ml anhydrous of compound 5 (1 mmol), appropriate alkyl chloride (1.2 mmol), and anhydrous NaI (1.2 mmol), or appropriate alkyl iodide (1.2 mmol), anhydrous Cs 2 CO 3 (2 mmol) The mixture of CH 3 CN solution was refluxed overnight. The reaction mixture was cooled, filtered and concentrated. The residue was purified by chromatography on silica gel eluting with hexane: EtOAc = 1: 1 to give the required product.
実施例10
3-(p-フルオロベンゾイルエチル)-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物6a)
方法A(実施例9)に記載したように、3-クロロ-4'-フルオロプロピオフェノンによる化合物5aのアルキル化により、無色の油として206mgの化合物6aを収率61%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
Example 10
3- (p-Fluorobenzoylethyl) -2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (Compound 6a)
Alkylation of compound 5a with 3-chloro-4′-fluoropropiophenone as described in Method A (Example 9) gave 206 mg of compound 6a as a colorless oil in 61% yield. The sample was converted to its hydrochloride salt.
実施例11
3-(p-フルオロベンゾイルプロピル)-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物6b)
方法A(実施例9)に記載したように、4-クロロ-4'-フルオロブチロフェノンによる化合物5aのアルキル化により、無色の油として225mgの化合物6bを収率64%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
Example 11
3- (p-Fluorobenzoylpropyl) -2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (Compound 6b)
Alkylation of compound 5a with 4-chloro-4'-fluorobutyrophenone as described in Method A (Example 9) gave 225 mg of compound 6b as a colorless oil in 64% yield. The sample was converted to its hydrochloride salt.
実施例12
3-(p-フルオロベンゾイルブチル)-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物6c)
方法A(実施例9)に記載したように、1-(4-フルオロフェニル)-5-クロロ-1-オキソペンタンによる化合物5aのアルキル化により、無色の油として252mgの化合物6cを収率69%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
Example 12
3- (p-Fluorobenzoylbutyl) -2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (Compound 6c)
Alkylation of compound 5a with 1- (4-fluorophenyl) -5-chloro-1-oxopentane as described in Method A (Example 9) yielded 252 mg of compound 6c as a colorless oil in 69% yield. Obtained in%. The sample was converted to its hydrochloride salt.
実施例13
3-プロピル-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物6d)
方法A(実施例9)に記載したように、1-ヨードプロパンによる化合物5aのアルキル化により、無色の油として165mgの化合物6dを収率72%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
Example 13
3-propyl-2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (compound 6d)
Alkylation of compound 5a with 1-iodopropane as described in Method A (Example 9) gave 165 mg of compound 6d as a colorless oil in 72% yield. The sample was converted to its hydrochloride salt.
実施例14
3-ブチル-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物6e)
方法A(実施例9)に記載したように、1-ヨードブタンによる化合物5aのアルキル化により、無色の油として180mgの化合物6eを収率74%で得た。試料をその塩酸塩に変換した。
Example 14
3-Butyl-2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (Compound 6e)
Alkylation of compound 5a with 1-iodobutane as described in Method A (Example 9) gave 180 mg of compound 6e as a colorless oil in 74% yield. The sample was converted to its hydrochloride salt.
実施例15
3-(p-フルオロベンゾイルエチル)-8-メトキシ-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物7a)
方法A(実施例9)に記載したように、3-クロロ-4'-フルオロプロピオフェノンによる化合物5bのアルキル化により、無色の油として239mgの化合物7aを収率65%で得た。
Example 15
3- (p-Fluorobenzoylethyl) -8-methoxy-2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (Compound 7a)
Alkylation of compound 5b with 3-chloro-4′-fluoropropiophenone as described in Method A (Example 9) gave 239 mg of compound 7a as a colorless oil in 65% yield.
実施例16
3-(p-フルオロベンゾイルプロピル)-8-メトキシ-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物7b)
方法A(実施例9)に記載したように、4-クロロ-4'-フルオロブチロフェノンによる化合物5bのアルキル化により、無色の油として252mgの化合物7bを収率66%で得た。
Example 16
3- (p-Fluorobenzoylpropyl) -8-methoxy-2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (compound 7b)
Alkylation of compound 5b with 4-chloro-4'-fluorobutyrophenone as described in Method A (Example 9) gave 252 mg of compound 7b as a colorless oil in 66% yield.
実施例17
3-(p-フルオロベンゾイルブチル)-8-メトキシ-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物7c)
方法A(実施例9)にて記載したように、1-(4-フルオロフェニル)-5-クロロ-1-オキソペンタンによる化合物5bのアルキル化により、無色の油として269mgの化合物7cを収率68%で得た。
Example 17
3- (p-Fluorobenzoylbutyl) -8-methoxy-2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (compound 7c)
Alkylation of compound 5b with 1- (4-fluorophenyl) -5-chloro-1-oxopentane as described in Method A (Example 9) yielded 269 mg of compound 7c as a colorless oil. Obtained at 68%.
実施例18
8-メトキシ-3-プロピル-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物7d)
方法A(実施例9)にて記載したように、1-ヨードプロパンによる化合物5bのアルキル化により、無色の油として190mgの化合物7dを収率73%で得た。
Example 18
8-methoxy-3-propyl-2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (compound 7d)
Alkylation of compound 5b with 1-iodopropane as described in Method A (Example 9) gave 190 mg of compound 7d as a colorless oil in 73% yield.
実施例19
8-メトキシ-3-ブチル-2,3,4,4a,5,6-ヘキサヒドロ-1H-ピラジノ[1,2-a]キノリン(化合物7e)
方法A(実施例9)にて記載したように、1-ヨードブタンによる化合物5bのアルキル化により、無色の油として208mgの化合物7eを収率76%で得た。
Example 19
8-methoxy-3-butyl-2,3,4,4a, 5,6-hexahydro-1H-pyrazino [1,2-a] quinoline (compound 7e)
Alkylation of compound 5b with 1-iodobutane as described in Method A (Example 9) gave 208 mg of compound 7e as a colorless oil in 76% yield.
実施例20
[3H]PD 128907の結合アッセイ法
いくつかの態様において、D3受容体ドーパミン受容体のための[3H]PD 128907の結合アッセイ法は、以前にLevant(B. Levant, Current Protocols in Pharmacology (J Ferkany and SJ Enna, Eds) John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]を参照されたい)に記載されたとおりに行う。ラット腹側線条体(側坐核および嗅結節)は、アッセイ緩衝液(50mMのトリス、1mMのEDTA;pH7.4、23℃)に調製して、終濃度、10mgのオリジナルの湿重量(o.w.w.)/mlを得た。膜を[3H]PD 128907 0.3nM;116 Ci/mmol;(Amersham, Arlington Heights, IL)および種々の濃度の競合化合物(10-10〜10-4M)とインキュベートする。非特異的結合は、1μMスピペロンによって定義する。アッセイチューブを23℃で3時間インキュベートする。迅速な減圧濾過によって反応を終了させる。データは、非線形最小自乗曲線の当嵌プログラムLIGANDを使用して解析する。
Example 20
[ 3 H] PD 128907 Binding Assay In some embodiments, the [ 3 H] PD 128907 binding assay for the D 3 receptor dopamine receptor was previously described by Levant (B. Levant, Current Protocols in Pharmacology). (See J Ferkany and SJ Enna, Eds) John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]). Rat ventral striatum (nucleus accumbens and olfactory nodule) was prepared in assay buffer (50 mM Tris, 1 mM EDTA; pH 7.4, 23 ° C.) to a final concentration of 10 mg original wet weight (oww ) / Ml. Membranes are incubated with [ 3 H] PD 128907 0.3 nM; 116 Ci / mmol; (Amersham, Arlington Heights, IL) and various concentrations of competing compounds (10 −10 to 10 −4 M). Nonspecific binding is defined by 1 μM spiperone. Incubate the assay tubes at 23 ° C. for 3 hours. The reaction is terminated by rapid vacuum filtration. Data is analyzed using a non-linear least squares curve fitting program LIGAND.
実施例21
[3H]スピペロン結合アッセイ法
いくつかの態様において、[3H]スピペロン結合アッセイ法は、以下を除いては、[3H]PD128907について以前にLevant(B. Levant, Current Protocols in Pharmacology (J Ferkany and SJ Enna, Eds) John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]を参照されたい)に記載されたとおりに行う。脳におけるD2ドーパミン受容体結合については、ラット尾状核被殻から調製した膜を使用してアッセイを行い、最終的な膜ホモジェネート濃度は、1.5mg o.w.w./mlにする。hD2s、hD3、およびhD4.4受容体におけるアッセイのためには、予備研究において膜濃度をそれぞれの受容体発現細胞株について決定する。アッセイ緩衝液は、50mMのトリス-HCl、5mMのKCl、2mMのMgCl2、および2mMのCaCl2、pH7.4、23℃であり;[3H]スピペロンの濃度(24 Ci/mmol;Amersham)は、200pMであり;およびインキュベーション時間は、23℃で2時間である。非特異的結合は、1μM(+)-ブタクラモールの存在下において定義する。
Example 21
[ 3 H] Spiperone Binding Assay In some embodiments, the [ 3 H] spiperone binding assay was previously described for [ 3 H] PD128907 with the exception of Levant (B. Levant, Current Protocols in Pharmacology (J Ferkany and SJ Enna, Eds) John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]). D 2 dopamine receptor binding in the brain is assayed using membranes prepared from rat caudate putamen and the final membrane homogenate concentration is 1.5 mg oww / ml. hD 2s, for assays in hD 3, and hD 4.4 receptors determined for each receptor expression cell line membrane concentration in a preliminary study. Assay buffer is 50 mM Tris-HCl, 5 mM KCl, 2 mM MgCl 2 , and 2 mM CaCl 2 , pH 7.4, 23 ° C .; [ 3 H] spiperone concentration (24 Ci / mmol; Amersham) Is 200 pM; and the incubation time is 2 hours at 23 ° C. Non-specific binding is defined in the presence of 1 μM (+)-butaclamol.
実施例22
[3H]SCH 23390結合アッセイ法
いくつかの態様において、D1様ドーパミン受容体のための[3H]SCH 23390結合アッセイ法は、以下を除いては、以前にLevant(B. Levant, Current Protocols in Pharmacology (J Ferkany and SJ Enna, Eds) John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]を参照されたい)に記載されたとおりに、および[3H]PDスピペロン結合アッセイ法のために記載されたとおりに行う。[3H]SCH 23390の濃度(73Ci/mmol;Amersham)は、300pMであり、およびインキュベーション時間は、37℃で30分である。
Example 22
[ 3 H] SCH 23390 Binding Assay In some embodiments, the [ 3 H] SCH 23390 binding assay for D 1 -like dopamine receptors has been previously described by Levant (B. Levant, Current Protocols in Pharmacology (see J Ferkany and SJ Enna, Eds) John Wiley & Sons, New York, 1.6.1-1.6.16 [1998]), and [ 3 H] PD spiperone binding Perform as described for the assay. The concentration of [ 3 H] SCH 23390 (73 Ci / mmol; Amersham) is 300 pM, and the incubation time is 30 minutes at 37 ° C.
実施例23
[3H]キンピロールによる受容体オートラジオグラフィー
いくつかの態様において、矢状脳切片(20μm、側方1.00〜1.40mm)をクリオスタットで切断し、クロムミョウバン/ゼラチン被覆スライド上へ融解マウントし、以前にLevant(B. Levant, and E. B. De Souza, Synapse, 14: 90-95 [1993])に記載されたように処理する。切片を23℃で2時間、10nM [3H]キンピロール(50.6 Ci/mmol;NEN Life Science, Boston, MA)とともに、5種の濃度の競合薬剤(10-9〜10-5Mまたは10-8〜10-4M)の存在下または非存在下において、アッセイ緩衝液(50mMのトリス-HCl、5mMのKCl、2mMのMgCl2、および2mMのCaCl2、pH7.4、23℃)中でインキュベートする。それぞれの動物からの二つ組の切片をそれぞれのデータポイントについて使用する。オートラジオグラムは、3H-Hyperfilm(Amersham, Arlington Heights, IL)および20μm [3H]メタクリル酸メチル標準(Amersham)を使用して作製する。オートラジオグラフィーのイメージは、NIH「イメージ」バージョン1.6で定量する。
Example 23
Receptor autoradiography with [ 3 H] quinpirole In some embodiments, a sagittal brain section (20 μm, lateral 1.00-1.40 mm) is cut with a cryostat, melt mounted onto a chrome alum / gelatin coated slide, Process as previously described in Levant (B. Levant, and EB De Souza, Synapse, 14: 90-95 [1993]). Sections were incubated at 23 ° C. for 2 hours with 10 nM [ 3 H] quinpirole (50.6 Ci / mmol; NEN Life Science, Boston, Mass.) At 5 concentrations of competitor (10 −9 to 10 −5 M or 10 −8 Incubate in assay buffer (50 mM Tris-HCl, 5 mM KCl, 2 mM MgCl 2 , 2 mM CaCl 2 , pH 7.4, 23 ° C.) in the presence or absence of ˜10 −4 M) To do. Duplicate sections from each animal are used for each data point. Autoradiograms are made using 3 H-Hyperfilm (Amersham, Arlington Heights, IL) and 20 μm [ 3 H] methyl methacrylate standard (Amersham). Autoradiographic images are quantified with NIH "Image" version 1.6.
実施例24
有糸分裂誘発アッセイ法
いくつかの態様において、有糸分裂誘発アッセイ法は、以前にChioら(C.L. Chio, Mol. Pharmacol., 45: 51-60 [1994]を参照されたい)において記載されたとおりに行う。hD2sまたはhD3を発現しているCHO細胞を5,000細胞/ウェルの密度で96ウェルプレートにまいて、10%のウシ胎仔血清を含むMEM中で37℃で48時間培養する。ウェルを無血清のMEMで洗浄して、種々の濃度の薬剤(10-10〜10-4M)または溶媒とインキュベートして16時間培養する。アゴニストで刺激される有糸分裂誘発の拮抗作用は、10nMのキンピロールの存在下において決定する。次いで、[3H]チミジン(1μCi/ウェル;25Ci/mmol;Amersham)をそれぞれのウェルに添加する。2時間のインキュベーション後、細胞をトリプシン処理して迅速な減圧濾過によって回収する。それぞれの試料における[3H]チミジン取込みは、fmol取り込み/mgタンパク質として算出される。データは、ベースに対するパーセント刺激として示す。EC50、IC50、およびEmax値は、4-パラメータモデル(Sigma Plot, SPSS, Chicago, IL)を使用する非線形回帰分析によって算出する。
Example 24
Mitosis Induction Assay In some embodiments, the mitogenesis assay was previously described in Chio et al. (See CL Chio, Mol. Pharmacol., 45: 51-60 [1994]). Do as follows. CHO cells expressing hD 2s or hD 3 are seeded in 96-well plates at a density of 5,000 cells / well and cultured for 48 hours at 37 ° C. in MEM containing 10% fetal calf serum. The wells are washed with serum-free MEM, incubated with various concentrations of drugs (10 −10 to 10 −4 M) or solvent and incubated for 16 hours. Agonist-stimulated mitogenic antagonism is determined in the presence of 10 nM quinpirole. [ 3 H] thymidine (1 μCi / well; 25 Ci / mmol; Amersham) is then added to each well. After a 2 hour incubation, cells are trypsinized and harvested by rapid vacuum filtration. [ 3 H] thymidine incorporation in each sample is calculated as fmol incorporation / mg protein. Data are presented as percent stimulation relative to the base. EC 50 , IC 50 , and E max values are calculated by non-linear regression analysis using a 4-parameter model (Sigma Plot, SPSS, Chicago, IL).
実施例25
[35S]GTP-S結合アッセイ法
いくつかの態様において、[35S]GTP-S結合アッセイ法は、以前にWangら(S. Wangら、J. Med. Chem., 39: 2047-2054 [1996];およびS. Wangら、J. Med. Chem., 43: 351-360 [2000]を参照されたい)において記載されたように、hD2S、hD3、またはhD4.4受容体を含むCHO細胞膜において行う。
Example 25
[ 35 S] GTP-S binding assay In some embodiments, the [ 35 S] GTP-S binding assay has been previously described in Wang et al. (S. Wang et al., J. Med. Chem., 39: 2047-2054 [1996]; and S. Wang et al., J. Med. Chem., 43: 351-360 [2000]), including hD 2S , hD 3 , or hD 4.4 receptors. Perform on CHO cell membrane.
実施例26
1HNMRスペクトル
いくつかの態様において、1HNMRスペクトルは300MHzで記録し、13CNMRスペクトルは、75MHzで、両方ともVarian Mercury 300およびBruker DPX 300の分光計において記録した。化学シフトは、δユニット(ppm)で与えられ、溶媒と関連する。結合定数は、ヘルツ(Hz)で与えられる。エレメント解析は、Micro-Analysis, Inc., (Wilmington, DE)によって行い、言及した場合を除き、理論値の0.4%以内である。全ての試薬および化学物質は、Aldrich Chemical Co., Fisher Scientific, またはLancaster Synthesis, Inc.から購入し、さらに精製することなく使用した。全ての反応は、特に明記しない限り窒素下で実施した。
Example 26
1 HNMR spectra In some embodiments, 1 HNMR spectra were recorded at 300 MHz and 13 CNMR spectra were recorded at 75 MHz, both on Varian Mercury 300 and Bruker DPX 300 spectrometers. The chemical shift is given in δ units (ppm) and is related to the solvent. The coupling constant is given in hertz (Hz). Element analysis is performed by Micro-Analysis, Inc., (Wilmington, DE) and is within 0.4% of the theoretical value except as noted. All reagents and chemicals were purchased from Aldrich Chemical Co., Fisher Scientific, or Lancaster Synthesis, Inc. and used without further purification. All reactions were performed under nitrogen unless otherwise stated.
実施例27
さらなる化合物
本実施例は、本発明に使用するために想定されるさらなる化合物を記載する。
Example 27
Additional compounds This example describes additional compounds envisioned for use in the present invention.
5-メトキシル、または7-メトキシル、または8-メトキシルキナルジンの合成
8-メトキシルキナルジンは、市販の8-ヒドロキシル(hydroixyl)キナルジンのメチル化によって非常に容易に得られる。5-メトキシルキナルジンを作製するためには、最初に、アミン163をアシル酢酸エチルエステルで処理して、カップリング産物(化合物164)を得る。化合物64を250℃まで加熱することによって環化させて化合物165を得て、化合物165の水酸基を塩化物に変換させ、次いで、塩化物を水素化によって除去して5-メトキシルキナルジンを得る。7-メトキシルキナルジンは、同じ方法によって得られる。
Synthesis of 5-methoxyl, 7-methoxyl, or 8-methoxylquinaldine
8-Methoxylquinaldine is obtained very easily by methylation of commercially available 8-hydroxylquinaldine. To make 5-methoxylucinaldine, amine 163 is first treated with acylacetic acid ethyl ester to give the coupling product (compound 164).
重要な中間化合物177の合成
5-メトキシル、または7-メトキシル、または8-メトキシルキナルジンを、SeO2によってアルデヒド(化合物174)に酸化させる。アルデヒド(化合物174)を、2-アミノエタノールおよびNaBH4で処理して、化合物178を得る。次に、水素化および環化により、重要な中間化合物177を得る。
Synthesis of key intermediate compound 177
Methoxyl 5-, or 7-methoxyl, or 8-methoxy quinic Le Jin, is oxidized to the aldehyde (compound 174) by SeO 2. The aldehyde (compound 174) is treated with 2-aminoethanol and NaBH 4 to give compound 178. The important intermediate compound 177 is then obtained by hydrogenation and cyclization.
D3リガンドの合成
手元の重要な中間体とともに、潜在的なD3リガンドは、種々のハロゲン化アルキルで化合物177を処理することによって得られる。9つのD3リガンドが得られる。化合物183に関しては、合成方法が異なる。化合物183は、4-ヘプタノンおよびNaBH4で化合物177cを処理することによって得られる。
Synthesis of D 3 Ligand Along with the key intermediates at hand, potential D 3 ligands are obtained by treating compound 177 with various alkyl halides. Nine D 3 ligands is obtained. Compound 183 has a different synthesis method. Compound 183 is obtained by treating compound 177c with 4 -heptanone and NaBH 4 .
化合物186または182の尾部の合成
化合物186または182の尾部は、開始物質として化合物187を使用することによって合成される。水酸基をTBS基で選択的に保護して、アミンを2-ナフトイルクロリドで処理してアミド(化合物189)を得る。次に、TBS基を除去して、アルコール(化合物190)をCBr4およびPh3PのTHF溶液で処理する。化合物192は、化合物190および溶媒(THF)間の反応に由来する。化合物192をMsClで処理して、化合物191を得る。
Synthesis of the tail of
実施例28
さらなる化合物
本実施例は、本発明に使用するために想定されるさらなる化合物を記載する。
Example 28
Additional compounds This example describes additional compounds envisioned for use in the present invention.
試薬および条件:i.a)1.1当量エタノールアミン、ベンゼン、N2下、還流、H2O除去、一晩;b)3.5当量NaBH4、無水エタノール、N2下、還流、一晩、収率87〜90%。ii.およそ5gのニッケル-アルミニウム合金/1g基質、1MのKOH、メタノール、rt、一晩、収率85〜89%。iii.3当量P2O5、キシレン、N2下、還流、一晩、収率82〜86%。iv.1.2当量R2Cl/NaIまたは1.2当量R2I、2当量Cs2CO3、CH3CN、N2下、還流、一晩、収率61〜76%。 Reagents and conditions: ia) 1.1 eq ethanolamine, benzene, reflux under N 2 , H 2 O removal, overnight; b) 3.5 eq NaBH 4 , absolute ethanol, under N 2 , reflux, overnight, yield 87- 90%. ii. Approximately 5 g nickel-aluminum alloy / 1 g substrate, 1M KOH, methanol, rt, overnight, 85-89% yield. iii.3 equivalent P 2 O 5, xylene, N 2 under reflux, overnight, 82 to 86% yield. iv.1.2 eq R 2 Cl / NaI or 1.2 eq R 2 I, 2 eq Cs 2 CO 3 , CH 3 CN, under N 2 , reflux, overnight, 61-76% yield.
試薬および条件:v.2当量ヒドラジン、EtOH、還流、2時間、収率87〜94%。vi.1.2当量2-ナフトイルクロリド、3当量トリエチルアミン、0℃、4時間、収率91〜95%。vii.1.2当量4-ビフェニルカルボニルクロリド、3当量トリエチルアミン、0℃、4時間、収率72〜75%。 Reagents and conditions: v. 2 equivalents hydrazine, EtOH, reflux, 2 hours, yield 87-94%. vi.1.2 equivalent 2-naphthoyl chloride, 3 equivalent triethylamine, 0 ° C., 4 hours, yield 91-95%. vii.1.2 eq 4-biphenylcarbonyl chloride, 3 eq triethylamine, 0 ° C., 4 h, yield 72-75%.
試薬および条件:viii.4当量BBr3、CH2Cl2、N2下、0℃、4時間、収率52%。ix.1.2当量p-トルエンスルホニルクロリド、3当量トリエチルアミン、0℃、4時間、収率84%。 Reagents and conditions: viii.4 equivalents BBr 3 , CH 2 Cl 2 , N 2 at 0 ° C., 4 hours, 52% yield. ix.1.2 eq p-toluenesulfonyl chloride, 3 eq triethylamine, 0 ° C., 4 h, yield 84%.
上記の明細書において言及した全ての刊行物および特許は、参照として本明細書に組み入れられる。記載した本発明の方法およびシステムの種々の改変およびバリエーションは、本発明の範囲および本旨から逸脱しないことは、当業者には明らかであろう。本発明は、特定の好ましい態様と関連させて記載したが、請求する本発明は、過度にこのような特定の態様に限定されるべきではないことが理解されるべきである。実際に、関連する分野の当業者にとって明らかである本発明を実施するための記載した方法の種々の改変は、請求の範囲の余地内であることが企図される。 All publications and patents mentioned in the above specification are herein incorporated by reference. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations of the described method and system of the present invention do not depart from the scope and spirit of the invention. Although the invention has been described in connection with specific preferred embodiments, it is to be understood that the claimed invention should not be unduly limited to such specific embodiments. Indeed, various modifications of the described methods for carrying out the invention which are obvious to those skilled in the relevant fields are intended to be within the scope of the following claims.
Claims (23)
式中、X、Y、およびZは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、およびR9は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR'、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立して、H、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1、または2であり;
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,(CH2)nR'''を含む。 A composition comprising a compound of the following formula:
In which X, Y, and Z independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , and R 9 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ′, CO 2 R ′, OCOR ′, CONR′R ″, NR ′. Represents' COR ', NR'SO 2 R'', SO 2 NR'R'',NR'R'', wherein R' and R '' are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
A and B, O independently, S, SO, SO 2, NR ', CR'R' represent ', in R' and R '' formula, independently, H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl Represents substituted, unsubstituted, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2;
R represents alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic substituted or unsubstituted; for example, n = 1-6, R ′ ″ is aryl substituted Or C n H 2n + 1 , (CH 2 ) n R ′ ″, which represents an unsubstituted one.
A composition comprising a compound of the following formula:
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、R9、R10、R11、R12、R13、R14、およびR15は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1、または2であり;式中、m=1〜20;Rは、H、O、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表す。 A composition comprising a compound of the following formula:
In which X, Y, Z, D and M independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , R 9 , R 10 , R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , and R 15 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ', CO 2 R', OCOR ', CONR'R'',NR''COR',NR'SO 2 R '', SO 2 NR'R '', NR'R '', where R ' And R ″ each independently represents a substituted or unsubstituted H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
A and B, O independently, S, SO, SO 2, NR ', CR'R' represent ', in R' and R '' formula, H are independently alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2; where m = 1-20; R represents H, O, S, SO, SO 2 , NR ′, CR′R ″ In which R ′ and R ″ independently represent substituted or unsubstituted H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or a heterocyclic ring.
式中、X、Y、Z、D、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、R9、およびR10は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR'、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、および、R6は独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1、または2であり;Eは、アミド基を含まないリンカー基を表し、およびFは、シクロアルキル、シクロアルケニル、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,(CH2)nR'''を含む。 A composition comprising a compound of the following formula:
In which X, Y, Z, D and M independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , R 9 , and R 10 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ', CO 2 R', OCOR ', CONR'R'' , NR''COR ', NR'SO 2 R'', SO 2 NR'R'',NR'R'', wherein R' and R '' are independently H, alkyl, cycloalkyl Represents substituted, unsubstituted, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic;
A and B independently represent O, S, SO, SO 2 NR ′, CR′R ″, wherein R ′ and R ″ are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2; E represents a linker group that does not include an amide group, and F represents a substituted or unsubstituted cycloalkyl, cycloalkenyl, or heterocyclic ring Examples include: C n H 2n + 1 , (CH 2 ) n R ′ ″, where n = 1-6, R ′ ″ represents aryl, substituted or unsubstituted.
式中、X、Y、Z、およびMは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、R9、およびR10は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中、R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中n=0、1、または2であり;
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,(CH2)nR'''を含み;ならびに、式(II)は、以下の通りである:
式中、X、Y、およびZは、独立してC、O、N、Sを表し;
R7、R8、およびR9は、独立してH、F、Cl、Br、I、OH、CN、NO2、OR’、CO2R’、OCOR’、CONR'R''、NR''COR’、NR'SO2R''、SO2NR'R''、NR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
AおよびBは、独立してO、S、SO、SO2、NR’、CR'R''を表し、式中R'およびR''は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;
R1、R2、R3、R4、R5、およびR6は、独立してH、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;式中、n=0、1、または2であり;
Rは、アルキル、シクロアルキル、アルケニル、シクロアルケニル、アルキニル、アリール、もしくは複素環の、置換または非置換のものを表し;例には、n=1〜6、R'''がアリールの、置換または非置換のものを表すCnH2n+1,(CH2)nR'''を含み、該被験者は、D3およびD2またはD1受容体に特異的に結合するドーパミン受容体修飾因子に以前に十分に応答しなかったことによって特徴づけられるか、または十分に応答しない可能性があると考えられる方法。 A method of treating a subject with a modulator specific for the D3 receptor, comprising the step of administering to the subject a compound of formula (I) or formula (II), wherein formula (I) is as follows: :
In which X, Y, Z, and M independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , R 9 , and R 10 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ', CO 2 R', OCOR ', CONR'R'' , NR''COR ', NR'SO 2 R' ', SO 2 NR'R'',NR'R' represent ', wherein, R' and R '', H are independently alkyl, cycloalkyl Represents an alkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring, substituted or unsubstituted;
A and B independently represent O, S, SO, SO 2 NR ′, CR′R ″, wherein R ′ and R ″ are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2;
R represents alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic substituted or unsubstituted; for example, n = 1-6, R ′ ″ is aryl substituted Or C n H 2n + 1 , (CH 2 ) n R ′ ″, which represents an unsubstituted one; and formula (II) is as follows:
In which X, Y and Z independently represent C, O, N, S;
R 7 , R 8 , and R 9 are independently H, F, Cl, Br, I, OH, CN, NO 2 , OR ′, CO 2 R ′, OCOR ′, CONR′R ″, NR ′. Represents' COR ', NR'SO 2 R'', SO 2 NR'R'',NR'R'', wherein R' and R '' are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
A and B independently represent O, S, SO, SO 2 NR ′, CR′R ″, wherein R ′ and R ″ are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, Represents a substituted or unsubstituted cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic ring;
R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , and R 6 are independently H, alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic, substituted or unsubstituted Wherein n = 0, 1, or 2;
R represents alkyl, cycloalkyl, alkenyl, cycloalkenyl, alkynyl, aryl, or heterocyclic substituted or unsubstituted; for example, n = 1-6, R ′ ″ is aryl substituted Or C n H 2n + 1 , (CH 2 ) n R ′ ″, which represents an unsubstituted one, wherein the subject has previously been associated with a dopamine receptor modulator that specifically binds to D3 and D2 or D1 receptors A method that is characterized by not responding sufficiently to it or may not respond sufficiently.
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