JP2018172405A - グリコシダーゼ阻害剤およびその使用 - Google Patents

グリコシダーゼ阻害剤およびその使用 Download PDF

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Abstract

【課題】グリコシダーゼを阻害する化合物を提供すること。【解決手段】本発明は、グリコシダーゼを選択的に阻害するための、増強した浸透性を有する化合物、この化合物のプロドラッグ、およびこの化合物またはこの化合物のプロドラッグを含む医薬組成物を提供する。本発明はまた、O−GlcNAcアーゼの欠損または過剰発現、O−GlcNAcの蓄積または欠損に関連する疾患および障害を処置する方法を提供する。代替の実施形態では、化合物はプロドラッグであってよく;この化合物は、O−糖タンパク質2−アセトアミド−2−デオキシ−β−D−グルコピラノシダーゼ(O−GlcNAcアーゼ)を選択的に阻害することができる。【選択図】なし

Description

発明の分野
本出願は、グリコシダーゼを阻害する化合物およびその使用に関する。
発明の背景
広範囲な細胞タンパク質は、核と細胞質との両方において、O−グリコシドの結合を介して結合する単糖2−アセトアミド−2−デオキシ−β−D−グルコピラノシド(β−N−アセチルグルコサミン)の付加により翻訳後に修飾される。この修飾は、一般的にO結合型N−アセチルグルコサミンまたはO−GlcNAcと呼ばれる。β−N−アセチルグルコサミン(GlcNAc)を、多くの核細胞質タンパク質の特定のセリンおよびトレオニン残基に、翻訳後に結合させることに関与している酵素は、O−GlcNAc転移酵素(OGT)である2〜5。糖タンパク質2−アセトアミド−2−デオキシ−β−D−グルコピラノシダーゼ(O−GlcNAcアーゼ)6、7として公知の第2の酵素は、この翻訳後修飾を除去することによって、タンパク質を遊離し、これによってO−GlcNAc−修飾は、タンパク質の存続期間中に数回生じる動的サイクルとなる
O−GlcNAc−修飾タンパク質は、例えば、転写9〜12、プロテアソーム分解13、および細胞シグナル伝達14を含めた広範囲な重要な細胞機能を調節する。O−GlcNAcはまた、多くの構造タンパク質上にも見出される15〜17。例えば、O−GlcNAcは、ニューロフィラメントタンパク質18、19、シナプシン6、20、シナプシン特異的クラスリン集合タンパク質AP−3、およびアンキリンG14を含めたいくつかの細胞骨格タンパク質上に見出されている。O−GlcNAc修飾は、脳内で豊富に存在することが見出されている21、22。O−GlcNAc修飾はまた、アルツハイマー病(AD)およびがんを含めたいくつかの疾患の原因に明らかに関わっているタンパク質上にも見出されている。
例えば、ダウン症候群、ピック病、ニーマンピック病C型、および筋萎縮性側索硬化症(ALS)を含めたADおよびいくつかの関連タウオパシーは、部分的には神経原線維変化(NFT)の発症を特徴とすることが十分に確立されている。これらのNFTは、ペアード・ヘリカル・フィラメント(paired helical filament)(PHF)の凝集物であり、細胞骨格タンパク質である「タウ」の異常な形態で構成される。通常、タウは、ニューロン内でタンパク質および栄養を分配するのに不可欠な微小管の主要な細胞ネットワークを安定化させる。しかしAD患者では、タウは、過剰リン酸化し、その正常な機能を破壊し、PHFを形成し、最終的に凝集してNFTを形成する。タウの6つのアイソフォームがヒトの脳内で見出されている。AD患者では、タウの6つのすべてのアイソフォームがNFTに見出され、すべてが著しく過剰リン酸化している23、24。健常な脳組織においてタウは、2または3つのリン酸基しか保持していないのに対し、AD患者の脳内で見出されるタウは、平均して8つのリン酸基を保持している25、26。AD患者の脳内のNFTレベルと、認知症の重症度とが明白に対応していることは、ADにおいてタウの機能不全が主要な役割を担っていることを強く支持している27〜29。このタウ過剰リン酸化の正確な原因は、未だ解明されていない。したがって、かなりの努力が、以下に費やされている:a)タウ過剰リン酸化の分子生理学的根拠を解明する;30およびb)アルツハイマー病の進行がこれによって停止、または逆転されることさえも期待して、タウ過剰リン酸化を制限することができる方策を特定すること31〜34。これまで、いくつかの一連の証拠により、いくつかのキナーゼの上方調節がタウの過剰リン酸化に関与し得ることが示唆されているが21、35、36、この過剰リン酸化に
対する代替の根拠が提出された21
特に、タウのリン酸レベルが、タウ上のO−GlcNAcのレベルにより調節されることが明らかとなった。タウ上のO−GlcNAcの存在は、O−GlcNAcレベルをタウリン酸化レベルと相関させる研究を刺激した。リン酸化していることも公知であるアミノ酸残基において、O−GlcNAc修飾が多くのタンパク質上に生じることが見出されたという観察に端を発し、この分野における関心が高まった37〜39。この観察と一致して、リン酸化レベルの増加は、O−GlcNAcレベルの低減を結果として生じ、逆に、O−GlcNAcレベルの増加は、リン酸化レベルの低減と相関していることが見出された40。O−GlcNAcとリン酸化との間のこの相反性の関係は、「陰陽仮説」41と呼ばれ、酵素OGTは、タンパク質からリン酸基を除去するように働くホスファターゼと共に機能複合体を形成するという発見により強い生化学的支持を得ている42。リン酸化のように、O−GlcNAcはタンパク質の一生の間に数回除去および再導入され得る動的修飾である。示唆的に、O−GlcNAcアーゼをコードしている遺伝子は、ADに関連付けられる染色体の遺伝子座にマップされている7、43。ヒトADの脳内の過剰リン酸化したタウは、健常なヒトの脳内に見出されるO−GlcNAcレベルよりも著しく低いレベルを有する21。ADに冒されたヒトの脳からの可溶性タウタンパク質のO−GlcNAcレベルは、健常な脳からのそれより著しく低いことが示されている21。さらに、罹患した脳からのPHFは、どんなものであれ、あらゆるO−GlcNAc修飾を完全に欠いていることが示唆された21。タウのこの低グリコシル化の分子的基礎は公知ではないが、キナーゼ活性の増加および/またはO−GlcNAcのプロセシングに関与している酵素のうちの1つの機能不全に起因し得る。この後者の観点を支持するように、PC−12神経細胞とマウスからの脳組織の切片との両方において、非選択性N−アセチルグルコサミニダーゼ(N−acetylglucosamindase)阻害剤を使用することによって、タウO−GlcNAcレベルを増加させ、これによりリン酸化レベルが低減したことが観察された21。これらの全体的結果は、AD患者において健常なO−GlcNAcレベルを維持することにより、例えば、O−GlcNAcアーゼの働きを阻害することにより、タウの過剰リン酸化、ならびにNFTの形成および下流の作用を含めたタウ過剰リン酸化に関連する作用のすべてを遮断することができるはずであることを意味する。しかし、β−ヘキソサミニダーゼの適切な機能は重要な意味を持つため、O−GlcNAcアーゼの働きを遮断するADの処置に対するいずれの潜在的な治療的介入も、ヘキソサミニダーゼAとBとの両方の同時の阻害を回避しなければならないことになる。
ニューロンは、グルコースを貯蔵しない、したがって脳は、血液により供給されるグルコースに依存することによって、その必須の代謝機能を維持する。特に脳内において、グルコース摂取および代謝は、加齢と共に低減することが示されている44。AD患者の脳内では、グルコース利用の著しい低減が生じ、これが、神経変性の潜在的な原因であると考えられる45。AD脳でのこのグルコース供給の低減に対する基礎46〜48は、グルコース輸送の低減49、50、インスリンシグナル伝達の障害51、52、および血流の低減53のうちのいずれかに起因すると考えられる。
このグルコース代謝障害を考慮すると、細胞へ入るすべてのグルコースのうち、2〜5%がヘキソサミン生合成経路へシャントされ、これにより、この経路の最終生成物である、ウリジン二リン酸−N−アセチルグルコサミン(UDP−GlcNAc)の細胞内濃度が調節されることは注目に値する54。UDP−GlcNAcは、多くの核細胞質タンパク質の特定のセリンおよびトレオニン残基にGlcNAcを翻訳後に付加するように働く核細胞質酵素O−GlcNAc転移酵素(OGT)2〜5の基質である。OGTは、そのテトラトリコペプチド反復(TPR)ドメインを介して、その基質55、56および結合パートナー42、57の多くを認識する58、59。上記に記載のように、O−GlcNAcアーゼ6、7は、この翻訳後修飾を除去することによって、タンパク質を遊離させ、
O−GlcNAc−修飾を、タンパク質の存続期間中に数回生じる動的サイクルにする。O−GlcNAcは、タウおよびニューロフィラメントを含めた61、いくつかのタンパク質において公知のリン酸化部位10、38、39、60上に見出される。加えてOGTは、独特な動力学的行動を示し、これにより細胞内のUDP−GlcNAc基質濃度、およびしたがってグルコース供給に対して極めて感受性になる42
ヘキソサミン生合成経路の公知の特性、OGTの酵素特性、およびO−GlcNAcとリン酸化との間の相反性の関係と一致して、脳におけるグルコース利用の可能性の低減が、タウの過剰リン酸化をもたらすことが示されている45。したがってグルコース輸送および代謝の徐々の障害は、その原因が何であろうと、O−GlcNAcの低減およびタウ(および他のタンパク質)の過剰リン酸化をもたらす。したがって、O−GlcNAcアーゼの阻害は、健常な個体ならびにADまたは関連する神経変性疾患に罹患した患者の脳内で、年齢に関連するグルコース代謝障害を代償するはずである。
これらの結果は、タウO−GlcNAcレベルを調節する機序における機能不全が、NFTおよび関連する神経変性の形成において極めて重要となり得ることを示唆している。治療的に有用な介入62としてタウ過剰リン酸化を遮断することに対する良好な支持が最近の研究から得られたが、これには、ヒトのタウを担持するトランスジェニックマウスマウスをキナーゼ阻害剤で処置した場合、これらのマウスは、典型的な運動欠陥を発症せず34、別の場合には33、不溶性タウのレベルの低減を示すことが示されている。これらの研究は、この疾患のマウスモデルにおけるタウのリン酸化レベルの低下と、AD様行動の症候の軽減との間の明白な関連を提供している。実際に、タウ過剰リン酸化の薬理学的モジュレーションは、ADおよび他の神経変性障害を処置するための有効な治療的方策として広く認識されている63
タウ過剰リン酸化を制限するための小分子O−GlcNAcアーゼ阻害剤は、ADおよび関連するタウオパシーの処置のために考えられてきた64。具体的には、O−GlcNAcアーゼ阻害剤チアメット−G(thiamet−G)は、病理学的に関連する部位で、培養されたPC−12細胞におけるタウリン酸化の減少に関わっている64。さらに、健常なスプラーグドーリーラットへのチアメット−Gの経口投与は、ラットの皮質と海馬の両方において、Thr231、Ser396およびSer422でのタウのリン酸化の減少に関わっている64
O−GlcNAcタンパク質修飾レベルの増加が、虚血、出血、血液量増加性ショック、およびカルシウムパラドックスで引き起こされるストレスを含めた、心臓組織におけるストレスの病原性作用に対する保護を提供することを示す大量の証拠も存在する。例えば、グルコサミン投与によるヘキソサミン生合成経路(HBP)の活性化は、虚血/再灌流65〜71、外傷性出血72〜74、血液量増加性ショック75、およびカルシウムパラドックス65、76の動物モデルにおいて保護作用を発揮することが実証された。さらに、これら心保護作用は、上昇したレベルのタンパク質O−GlcNAc修飾により媒介されることが強い証拠により示されている65、66、68、71、73、76〜79。O−GlcNAc修飾は、パーキンソン病およびハンチントン病を含めた様々な神経変性疾患においてある役割を果たすという証拠も存在する80
ヒトは、複合糖質から末端β−N−アセチル−グルコサミン残基を切断する酵素をコードしている3つの遺伝子を持つ。これら遺伝子の1つ目はO−GlcNAcアーゼをコードする。O−GlcNAcアーゼは、原核病原体からヒトに至るまでの多様な生物からの酵素を含むグリコシドヒドロラーゼのファミリー84のメンバーである(グリコシドヒドロラーゼのファミリー分類については、Coutinho,P.M.&Henrissat,B.(1999)Carbohydrate−Active Enzymes se
rver at URL:http://afmb.cnrs−mrs.fr/CAZY/を参照されたい)81、82。O−GlcNAcアーゼは、翻訳後に修飾されたタンパク質のセリンおよびトレオニン残基のO−GlcNAcを加水分解して除去するように働く1、6、7、83、84。多くの細胞内タンパク質上のO−GlcNAcの存在と一致して、酵素O−GlcNAcアーゼは、II型糖尿病14、85、AD16、21、86、およびがん22、87を含めたいくつかの疾患病因において、ある役割を有するようにみえる。O−GlcNAcアーゼは、もっと早い段階で単離されていたようである18、19が、タンパク質のセリンおよびトレオニン残基からO−GlcNAcを切断する働きにおけるその生化学的役割が理解されるまでに約20年が経過した。さらに最近になって、O−GlcNAcアーゼは、クローン化され、部分的に特徴付けられ20、ヒストンアセチル転移酵素として追加的活性を有することが示唆された20。しかし、この酵素の触媒機序については、あまり公知ではなかった。
他の2つの遺伝子、HEXAおよびHEXBは、複合糖質からの末端β−N−アセチルグルコサミン残基の加水分解性切断を触媒する酵素をコードする。HEXAおよびHEXBの遺伝子産物は、2つの二量体のアイソザイム、ヘキソサミニダーゼAおよびヘキソサミニダーゼBをそれぞれ主に生ずる。ヘテロダイマーのアイソザイムであるヘキソサミニダーゼA(αβ)は、αサブユニットおよびβサブユニットで構成される。ホモ二量体アイソザイムであるヘキソサミニダーゼB(ββ)は、2つのβサブユニットで構成される。2つのサブユニット、αサブユニットおよびβサブユニットは高レベルの配列同一性を保持する。これらの酵素の両方が、グリコシドヒドロラーゼのファミリー20のメンバーとして分類され、リソソーム内に通常局在している。これらのリソソームβ−ヘキソサミニダーゼが適切に機能することは、ヒトの発達に対して重要な意味を持ち、実際、ヘキソサミニダーゼAおよびヘキソサミニダーゼBにおける機能不全にそれぞれ起因する痛ましい遺伝子疾病である、テイサックス病およびサンドホフ病により強調されている88。これらの酵素の欠損は、リソソームにおける糖脂質および複合糖質の蓄積を引き起こし、結果として神経系の障害および変形が生じる。生体レベルのガングリオシドの蓄積の有害作用は依然として明らかにされていない89
これらのβ−N−アセチル−グルコサミニダーゼの生物学的重要性の結果として、グリコシダーゼの小分子阻害剤90〜93は、生物学的過程および潜在的治療用の用途の開発の両方におけるこれらの酵素の役割を解明するためのツールとしてかなりの注目を受けてきた94。小分子を使用してグリコシダーゼ機能を制御することによって、遺伝子のノックアウト研究において、用量を急速に変動させる、または処置を完全に中止するための能力を含めた、いくつかの利点が提供される。
しかし、O−GlcNAcアーゼを含む哺乳動物のグリコシダーゼの機能を遮断するための阻害剤の開発における主要な課題は、高等な真核生物の組織内に、機能的に関連する多数の酵素が存在することである。したがって、複合表現型は、このような機能的に関連する酵素の同時阻害から生じるので、1つの特定の酵素の細胞内および生体内における生理的役割を研究する際に非選択的阻害剤を使用することは困難である。β−N−アセチルグルコサミニダーゼの場合、O−GlcNAcアーゼ機能を遮断するように働く多くの化合物は、非特異的であり、リソソームβ−ヘキソサミニダーゼを阻害するよう強力に働く。
細胞内および組織内の両方におけるO−GlcNAc翻訳後修飾の研究において使用されたβ−N−アセチル−グルコサミニダーゼのより良好に特徴付けられたいくつかの阻害剤は、ストレプトゾトシン(STZ)、2’−メチル−α−D−グルコピラノ−[2,1−d]−Δ2’−チアゾリン(NAG−チアゾリン)およびO−(2−アセトアミド−2−デオキシ−D−グルコピラノシリデン)アミノN−フェニルカルバメート(PUGNA
c)である14、95〜98
STZは、β膵島細胞に対して特に有害な作用を有するので、糖尿病誘発性化合物として長い間使用されてきた99。STZは、細胞DNAのアルキル化99、100ならびに一酸化窒素101を含めたラジカル種の生成の両方を介してその細胞毒性作用を発揮する。結果として生じるDNA鎖の破損は、細胞NAD+レベルを枯渇させ、最終的に細胞死をもたらすという正味の作用を有するポリ(ADP−リボース)ポリメラーゼ(PARP)の活性化102を促進する103、104。他の研究者は、代わりに、STZの毒性は、β膵島細胞内に高度に発現するO−GlcNAcアーゼの不可逆的阻害の結果であると提案した95、105。しかしこの仮説は、2つの独立した研究グループによって疑問視された106、107。タンパク質上の細胞O−GlcNAcレベルは、多くの形態の細胞ストレスに応答して増加するので108、STZは、O−GlcNAcアーゼに対する特異的および直接的な任意の働きを介するというよりむしろ、細胞ストレスを誘導することによりタンパク質に対するO−GlcNAc−修飾レベルの増加を結果として生じることが可能であるようにみえる。実際に、Hanoverおよび共同研究者は、STZが、不完全で、いくらか選択的なO−GlcNAcアーゼ阻害剤として機能することを示し109、他の研究者らは、STZが、O−GlcNAcアーゼを不可逆的に阻害するように働いていることを提案したが110、この作用様式の明白な実証は存在しない。さらに最近になって、STZは、O−GlcNAcアーゼを不可逆的に阻害しないことが示された111
NAG−チアゾリンは、ファミリー20のヘキソサミニダーゼ93、112、およびさらに最近になって、ファミリー84のO−GlcNAcアーゼ111の強力な阻害剤であることが見出された。その作用強度にもかかわらず、複雑な生物学的状況においてNAG−チアゾリンを使用するマイナス面は、NAG−チアゾリンが選択性を欠き、したがって複数の細胞プロセスを混乱させることである。
PUGNAcは、選択性の欠如という同じ問題を持つ別の化合物であるが、ヒトO−GlcNAcアーゼ6、113と、ファミリー20のヒトβ−ヘキソサミニダーゼ114との両方の阻害剤として使用されてきた。Vasellaおよび共同研究者によって開発されたこの分子は、Canavalia ensiformis、Mucor rouxiiからのβ−N−アセチル−グルコサミニダーゼ、およびウシ腎臓からのβ−ヘキソサミニダーゼの強力な競合阻害剤であることが見出された91。外傷性出血のラットモデルにPUGNAcを投与すると、炎症促進性サイトカインTNF−αおよびIL−6の循環レベルが低減することが実証された115。細胞ベースのリンパ球活性化モデルにおいてPUGNAcを投与すると、サイトカインIL−2の産生が低減することも示されている116。その後の研究により、PUGNAcを動物モデルに使用することによって、左冠状動脈閉塞後の心筋の梗塞サイズを減少させることができることが示された117。外傷性出血のラットモデルにおいて、O−GlcNAcアーゼの阻害剤であるPUGNAcの投与によってO−GlcNAcレベルを上昇させると、心臓の機能が改善するという事実は特に重要である115、118。さらに、新生仔のラットの心室筋細胞を使用した虚血/再潅流傷害の細胞モデルにおいてPUGNAcでの処置によりO−GlcNAcレベルを上昇させると、未処置の細胞と比較して細胞生存度が改善し、ネクローシスおよびアポトーシスが減少した119
さらに最近になって、虚血/再灌流および酸化ストレスを含めた細胞ストレスの細胞ベースのモデルにおいて、選択的O−GlcNAcアーゼ阻害剤NButGTは保護活性を示すことが示唆された120。この研究は、O−GlcNAcアーゼ阻害剤の使用は、タンパク質O−GlcNAcレベルを上昇させ、これによって、心臓組織におけるストレスの病原性作用を防止することを示唆している。
2006年3月1日に出願され、2006年9月8日に国際公開第2006/092049号として公開された、国際特許出願番号PCT/CA2006/000300;2007年8月31日に出願され、2008年3月6日に国際公開第2008/025170号として公開されたPCT/CA2007/001554;2009年7月31日に出願され、2010年2月4日に国際公開第2010/012106号として公開されたPCT/CA2009/001087;2009年7月31日に出願され、2010年2月4日に国際公開第2010/012107号として公開されたPCT/CA2009/001088;2009年9月16日に出願され、2010年4月8日に国際公開第2010/037207号として公開されたPCT/CA2009/001302;2011年5月10日に出願され、2011年11月17日に国際公開第2011/140640号として公開されたPCT/CA2011/000548;2011年11月8日に出願され、2012年5月18日に国際公開第2012/061927号として公開されたPCT/CA/2011/001241;2011年11月8日に出願され、2012年5月18日に国際公開第2012/064680号として公開されたPCT/US2011/059668;および2011年12月21日に出願され、2012年6月28日に国際公開第2012/083435号として公開されたPCT/CA2011/001397は、O−GlcNAcアーゼの選択的阻害剤について記載している。
国際公開第2006/092049号 国際公開第2008/025170号 国際公開第2010/012106号 国際公開第2010/037207号 国際公開第2011/140640号 国際公開第2012/061927号 国際公開第2012/064680号 国際公開第2012/083435号
本発明は、部分的に、グリコシダーゼを阻害するための化合物、化合物のプロドラッグ、化合物およびプロドラッグの使用、化合物または化合物のプロドラッグを含む医薬組成物、ならびにO−GlcNAcアーゼの欠損もしくは過剰発現および/またはO−GlcNAcの蓄積もしくは欠損に関連する疾患および障害を処置する方法を提供する。
一態様では、本発明は、式(I)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはF
であってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(Ia)の化合物:

(式中、RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数までが必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(Ib)の化合物:

(式中、RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(Ic)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6
ルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(Id)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(Ie)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニ
ル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(If)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(Ig)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(Ih)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されている)またはその薬
学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(Ii)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されている)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(Ij)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されている)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、式(Ik)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;Rは、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されている)またはその薬学的に許容され得る塩を提供する。
代替の実施形態では、化合物はプロドラッグであってよく;この化合物は、O−糖タンパク質2−アセトアミド−2−デオキシ−β−D−グルコピラノシダーゼ(O−GlcNAcアーゼ)を選択的に阻害することができ;この化合物は、O−GlcNAcアーゼ(例えば、哺乳動物のO−GlcNAcアーゼ)と選択的に結合することができ;この化合物は、2−アセトアミド−2−デオキシ−β−D−グルコピラノシド(O−GlcNAc)の切断を選択的に阻害することができ;この化合物は、哺乳動物のβ−ヘキソサミニダーゼを実質的に阻害し得ない。
代替の実施形態では、式(I)、式(Ia)、式(Ib)、式(Ic)、式(Id)、式(Ie)、式(If)、式(Ig)、式(Ih)、式(Ii)、式(Ij)または式(Ik)による化合物は、増強された浸透性を有することができる。
代替の実施形態では、式(Ib)、式(Id)、式(Ie)、式(If)、式(Ii)または式(Ij)による化合物は、増強された浸透性を有することができる。
代替の態様では、本発明は、本発明による化合物を、薬学的に許容され得るキャリアと組み合わせて含む医薬組成物を提供する。
代替の態様では、本発明は、有効量の式(I)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を被験体に投与することによって、O−GlcNAcアーゼを選択的に阻害する方法、またはO−GlcNAcアーゼを阻害することを必要とする被験体においてO−GlcNAcアーゼを阻害する方法、またはO−GlcNAcのレベルを増加させる方法、または神経変性疾患、タウオパシー、がんもしくはストレスを処置することを必要とする被験体において神経変性疾患、タウオパシー、がんもしくはストレスを処置する方法を提供する。この状態は、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、認知障害を伴う筋萎縮性側索硬化症(ALSci)、嗜銀性グレイン認知症、ブルーイト病(bluit disease)、大脳皮質基底核変性症(CBD)、ボクサー認知症、石灰化を伴うびまん性神経原線維変化病、ダウン症候群、家族性英国型認知症、家族性デンマーク型認知症、染色体17と連鎖したパーキンソニズムを伴う前頭側頭認知症(FTDP−17)、ゲルストマン−シュトロイスラー−シャインカー病、グアドループパーキンソニズム、ハレルフォルデン−スパッツ病(脳内の1型鉄蓄積を伴う神経変性)、多系統萎縮症、筋強直性ジストロフィー、ニーマン−ピック病(C型)、淡蒼球−橋−黒質変性(Pallido−ponto−nigral degeneration)、グアムのパーキンソン症候群認知症複合、ピック病(PiD)、脳炎後パーキンソニズム(PEP)、プリオン病(クロイツフェルトヤコブ病(CJD)、変異型クロイツフェルトヤコブ病(vCJD)、致死性家族性不眠症、およびクールー病を含む)、進行性超皮質性グリオーシス(progressive supercortical
gliosis)、進行性核上性麻痺(PSP)、リチャードソン症候群、亜急性硬化性全脳炎、神経原線維型認知症(Tangle−only dementia)、ハンチントン病、パーキンソン病、統合失調症、軽度認知障害(MCI)、ニューロパシー(末
梢神経障害、自律神経ニューロパシー、神経炎、および糖尿病性ニューロパシーを含む)、または緑内障であってよい。このストレスは、心臓の障害、例えば、虚血;出血;循環血液量減少性ショック;心筋梗塞;インターベンショナルカーディオロジー手法;心臓のバイパス手術;線溶療法;血管形成術;またはステント留置であってよい。
代替の態様では、本発明は、有効量の式(I)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を被験体に投与することによって、神経変性疾患、タウオパシー、がんまたはストレスを除くO−GlcNAcアーゼ媒介性状態を処置することを必要とする被験体において神経変性疾患、タウオパシー、がんまたはストレスを除くO−GlcNAcアーゼ媒介性状態を処置する方法を提供する。一部の実施形態では、状態は、炎症性疾患またはアレルギー性疾患、例えば、喘息、アレルギー性鼻炎、過敏性肺疾患、過敏性肺炎、好酸球性肺炎、遅延型過敏症、アテローム性動脈硬化症、間質性肺疾患(ILD)(例えば、特発性肺線維症、または関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、強直性脊椎炎、全身性硬化症、シェーグレン症候群、多発性筋炎または皮膚筋炎に関連するILD);全身性アナフィラキシーまたは過敏性応答、薬物アレルギー、昆虫刺傷アレルギー;自己免疫性疾患、例えば、関節リウマチ、乾癬性関節炎、多発性硬化症、ギランバレー症候群、全身性エリテマトーデス、重症筋無力症、糸球体腎炎、自己免疫性甲状腺炎、移植片拒絶(同種移植片拒絶反応または移植片対宿主病を含む);炎症性腸疾患、例えば、クローン病および潰瘍性大腸炎;脊椎関節症;強皮症;乾癬(T−細胞媒介性乾癬を含む)および炎症性皮膚疾患、例えば、皮膚炎、湿疹、アトピー性皮膚炎、アレルギー性接触性皮膚炎、じんま疹;血管炎(例えば、壊死性、皮膚性および過敏性血管炎);好酸球性筋炎(eosinphilic myotis)、および好酸球性筋膜炎(
eosiniphilic fasciitis);移植片拒絶、特に限定されないが、実質臓器移植、例えば、心臓、肺、肝臓、腎臓、および膵臓移植(例えば腎臓および肺の同種異系移植);てんかん;疼痛;線維筋痛;脳卒中、例えば、脳卒中後の神経保護であってよい。
代替の実施形態では、投与は、被験体においてO−GlcNAcのレベルを増加することができる。この被験体はヒトであってよい。
代替の態様では、本発明は、薬品の調製における、有効量の式(I)の化合物:

(式中、XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩の化合物の使用を提供する。薬品は、O−GlcNAcアーゼを選択的に阻害するため、O−GlcNAcのレベルを増加させるため、O−GlcNAcアーゼによりモジュレートされる状態を処置するため、神経変性疾患、タウオパシー、がん、またはストレスを処置するためであってよい。
代替の態様では、本発明は、a)第1のサンプルを試験化合物と接触させること;b)第2のサンプルを式(I)の化合物

(式中、XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である)と接触させること;c)第1のおよび第2のサンプルにおけるO−GlcNAcアーゼの阻害レベルを決定することによって、O−GlcNAcアーゼの選択的阻害剤についてスクリーニングするための方法であって、該試験化合物が、式(I)の化合物と比較して、同じまたはそれより大きいO−GlcNAcアーゼの阻害を示す場合、該試験化合物は、O−GlcNAcアーゼの選択的阻害剤である方法を提供する。
代替の態様では、本発明は、本明細書中に記載されている化合物またはその薬学的に許容され得る塩を合成する方法を提供する。
この発明の概要は、必ずしも本発明のすべての特徴を記載しているわけではない。
一実施形態において、例えば、以下の項目が提供される。
(項目1)
式(I)の化合物:


(式中、
XはOまたはSであり;
はOHであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはOHであるか、ま
たはRはFであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはFであるか、またはRはHであり、RはHであるか、またはRはFであり、RはFであり;
はHであり、RはOHであるか、またはRはOHであり、RはHであり;
はH、FまたはOHであり;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択され、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または
該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;
がOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩。
(項目2)
表1に記載されている化合物である、項目1に記載の化合物。
(項目3)
以下の群:
(3aS,5R,6S,7R,7aR)−2−(エチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−2−(エチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aS,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジオール;
(3aS,5R,6S,7R,7aR)−2−(ジメチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジオール;
(3aS,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−(プロピルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジオール;
(3aS,5R,6S,7R,7aR)−5−((S)−1−ヒドロキシエチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジオール;
(3aS,5S,6S,7R,7aR)−2−(メチルアミノ)−5−((S)−2,2,2−トリフルオロ−1−ヒドロキシエチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジオール;
(3aS,5S,6S,7R,7aR)−5−(フルオロメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジオール;
(3aS,5S,6S,7R,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾー
ル−6,7−ジオール;
(3aS,5S,6S,7R,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−2−(エチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジオール;
(3aS,5R,6S,7R,7aR)−7−フルオロ−5−((S)−1−ヒドロキシエチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6−オール;
(3aS,5R,6S,7S,7aR)−7−フルオロ−5−((S)−1−ヒドロキシエチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6−オール;
(3aS,5R,6S,7aR)−5−((S)−1−ヒドロキシエチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6−オール;
(3aS,5S,6S,7R,7aR)−7−フルオロ−5−(フルオロメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6−オール;
(3aS,5S,6S,7R,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−7−フルオロ−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6−オール;
(3aS,5S,6S,7S,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−7−フルオロ−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6−オール;
(3aS,5S,6S,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6−オール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−2−(ジメチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−(プロピルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−((S)−1−ヒドロキシエチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5S,6S,7R,7aR)−2−(メチルアミノ)−5−((S)−2,2,2−トリフルオロ−1−ヒドロキシエチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5S,6S,7R,7aR)−5−(フルオロメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5S,6S,7R,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5S,6S,7R,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−2−(エチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−7−フルオロ−5−((S)−1−ヒドロキシ
エチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6−オール;
(3aR,5R,6S,7S,7aR)−7−フルオロ−5−((S)−1−ヒドロキシエチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6−オール;
(3aR,5R,6S,7aR)−5−((S)−1−ヒドロキシエチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6−オール;
(3aR,5S,6S,7R,7aR)−7−フルオロ−5−(フルオロメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6−オール;
(3aR,5S,6S,7R,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−7−フルオロ−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6−オール;
(3aR,5S,6S,7S,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−7−フルオロ−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6−オール;
(3aR,5S,6S,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6−オール;
(3aR,5S,6S,7R,7aR)−2−(アゼチジン−1−イル)−7−フルオロ−5−((S)−2,2,2−トリフルオロ−1−ヒドロキシエチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6−オール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−2−(アリルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−(プロパ−2−イン−1−イルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−(メトキシ(メチル)アミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−((S)−シクロプロピル(ヒドロキシ)メチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−((S)−ヒドロキシ(フェニル)メチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−((S)−ヒドロキシ(ピリジン−3−イル)メチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール;
から選択される、項目1に記載の化合物または先行の化合物のうちのいずれかの薬学的に許容され得る塩。
(項目4)
プロドラッグである、項目1に記載の化合物。
(項目5)
O−糖タンパク質2−アセトアミド−2−デオキシ−β−D−グルコピラノシダーゼ(O−GlcNAcアーゼ)を選択的に阻害する、項目1〜4のいずれか一項に記載の化合物。
(項目6)
O−GlcNAcアーゼと選択的に結合する、項目1〜5のいずれか一項に記載の化合物。
(項目7)
2−アセトアミド−2−デオキシ−β−D−グルコピラノシド(O−GlcNAc)の切断を選択的に阻害する、項目1〜6のいずれか一項に記載の化合物。
(項目8)
前記O−GlcNAcアーゼが哺乳動物のO−GlcNAcアーゼである、項目6に記載の化合物。
(項目9)
哺乳動物のβ−ヘキソサミニダーゼを実質的に阻害しない、項目1〜8のいずれか一項に記載の化合物。
(項目10)
項目1〜9のいずれか一項に記載の化合物またはその薬学的に許容され得る塩を、薬学的に許容され得るキャリアと組み合わせて含む医薬組成物。
(項目11)
O−GlcNAcアーゼを選択的に阻害することを必要とする被験体においてO−GlcNAcアーゼを選択的に阻害する方法であって、有効量の式(I)の化合物:


(式中、
XはOまたはSであり;
はOHであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはOHであるか、またはRはFであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはFであるか、またはRはHであり、RはHであるか、またはRはFであり、RはFであり;
はHであり、RはOHであるか、またはRはOHであり、RはHであり;
はH、FまたはOHであり;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択され、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または
該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;
がOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を該被験体に投与することを含む、方法。
(項目12)
O−GlcNAcのレベルを高めることを必要とする被験体においてO−GlcNAcのレベルを高める方法であって、有効量の式(I)の化合物:


(式中、
XはOまたはSであり;
はOHであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはOHであるか、またはRはFであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはFであるか、またはRはHであり、RはHであるか、またはRはFであり、RはFであり;
はHであり、RはOHであるか、またはRはOHであり、RはHであり;
はH、FまたはOHであり;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択され、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または
該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;
がOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を該被験体に投与することを含む、方法。
(項目13)
O−GlcNAcアーゼによりモジュレートされる状態を処置することを必要とする被験体においてO−GlcNAcアーゼによりモジュレートされる状態を処置する方法であって、有効量の式(I)の化合物:


(式中、
XはOまたはSであり;
はOHであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはOHであるか、またはRはFであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはFであるか、またはRはHであり、RはHであるか、またはRはFであり、RはFであり;
はHであり、RはOHであるか、またはRはOHであり、RはHであり;
はH、FまたはOHであり;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択され、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または
該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;
がOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を該被験体に投与することを含む、方法。
(項目14)
前記状態が、炎症性疾患、アレルギー、喘息、アレルギー性鼻炎、過敏性肺疾患、過敏性肺炎、好酸球性肺炎、遅延型過敏症、アテローム性動脈硬化症、間質性肺疾患(ILD)、特発性肺線維症、ILDであって、関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、強直性脊椎炎、全身性硬化症、シェーグレン症候群、多発性筋炎または皮膚筋炎に関連するILD、全身性アナフィラキシーまたは過敏性応答、薬物アレルギー、昆虫刺傷アレルギー、自己免疫性疾患、関節リウマチ、乾癬性関節炎、多発性硬化症、ギランバレー症候群、全身性エリテマトーデス、重症筋無力症、糸球体腎炎、自己免疫性甲状腺炎、移植片拒絶、同種移植片拒絶反応、移植片対宿主病、炎症性腸疾患、クローン病、潰瘍性大腸炎、脊椎関節症、強皮症、乾癬、T−細胞媒介性乾癬、炎症性皮膚疾患、皮膚炎、湿疹、アトピー性皮膚炎、アレルギー性接触性皮膚炎、じんま疹、血管炎、壊死性、皮膚性および過敏性血管炎、好酸球性筋炎、好酸球性筋膜炎、実質臓器移植拒絶、心臓移植拒絶、肺移植拒絶、肝臓移植拒絶、腎臓移植拒絶、膵臓移植拒絶、腎臓同種異系移植、肺同種異系移植、てんかん、疼痛、線維筋痛、脳卒中、神経保護からなる群のうちの1つ以上から選択される、項目13に記載の方法。
(項目15)
神経変性疾患、タウオパシー、がんおよびストレスからなる群から選択される状態を処置することを必要とする被験体において、神経変性疾患、タウオパシー、がんおよびストレスからなる群から選択される状態を処置する方法であって、有効量の式(I)の化合物:


(式中、
XはOまたはSであり;
はOHであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはOHであるか、またはRはFであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはFであるか、またはRはHであり、RはHであるか、またはRはFであり、RはFであり;
はHであり、RはOHであるか、またはRはOHであり、RはHであり;
はH、FまたはOHであり;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数までが必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択され、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または
該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;
がOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩を該被験体に投与することを含む、方法。
(項目16)
前記状態が、アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、認知障害を伴う筋萎縮性側索硬化症(ALSci)、嗜銀性グレイン認知症、ブルーイト病、大脳皮質基底核変性症(CBD)、ボクサー認知症、石灰化を伴うびまん性神経原線維変化病、ダウン症候群、家族性英国型認知症、家族性デンマーク型認知症、染色体17と連鎖したパーキンソニズムを伴う前頭側頭認知症(FTDP−17)、ゲルストマン−シュトロイスラー−シャインカー病、グアドループパーキンソニズム、ハレルフォルデン−スパッツ病(脳内の1型鉄蓄積を伴う神経変性)、多系統萎縮症、筋強直性ジストロフィー、ニーマン−ピック病(C型)、淡蒼球−橋−黒質変性、グアムのパーキンソン症候群認知症複合、ピック病(PiD)、脳炎後パーキンソニズム(PEP)、プリオン病(クロイツフェルトヤコブ病(CJD)、変異型クロイツフェルトヤコブ病(vCJD)、致死性家族性不眠症、およびクールー病を含む)、進行性超皮質性グリオーシス、進行性核上性麻痺(PSP)、リチャードソン症候群、亜急性硬化性全脳炎、神経原線維型認知症、ハンチントン病、パーキンソン病、統合失調症、軽度認知障害(MCI)、ニューロパシー(末梢神経障害、自律神経ニューロパシー、神経炎、および糖尿病性ニューロパシーを含む)、または緑内障からなる群のうちの1つ以上から選択される、項目15に記載の方法。
(項目17)
前記ストレスが心臓障害である、項目15に記載の方法。
(項目18)
前記心臓障害が、虚血;出血;循環血液量減少性ショック;心筋梗塞;インターベンショナルカーディオロジー手法;心臓のバイパス手術;線溶療法;血管形成術;およびステント留置からなる群のうちの1つ以上から選択される、項目17に記載の方法。
(項目19)
前記化合物が、表1に記載されている化合物のうちの1つ以上からなる群から選択される、項目11〜18のいずれか一項に記載の方法。
(項目20)
前記投与が、前記被験体におけるO−GlcNAcのレベルを増加させる、項目11〜19のいずれか一項に記載の方法。
(項目21)
前記験体がヒトである、項目11〜20のいずれか一項に記載の方法。
(項目22)
薬品の調製における、有効量の式(I)の化合物:


(式中、
XはOまたはSであり;
はOHであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはOHであるか、またはRはFであり、RはHであるか、またはRはHであり、RはFであるか、またはRはHであり、RはHであるか、またはRはFであり、RはFであり;
はHであり、RはOHであるか、またはRはOHであり、RはHであり;
はH、FまたはOHであり;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
は、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択され;
各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択され、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または
該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;
がOHである場合、RおよびRはF以外である)またはその薬学的に許容され得る塩の化合物の使用。
(項目23)
前記薬品が、O−GlcNAcアーゼを選択的に阻害するため、O−GlcNAcのレベ
ルを増加させるため、O−GlcNAcアーゼによりモジュレートされる状態を処置するため、または神経変性疾患、タウオパシー、がんもしくはストレスを処置するためのものである、項目22に記載の使用。
詳細な説明
本発明は、部分的に、O−糖タンパク質2−アセトアミド−2−デオキシ−β−D−グルコピラノシダーゼ(O−GlcNAcアーゼ)を阻害することが可能な新規の化合物を提供する。一部の実施形態では、O−GlcNAcアーゼは、哺乳動物のO−GlcNAcアーゼ、例えば、ラット、マウスまたはヒトのO−GlcNAcアーゼである。
一部の実施形態では、1つ以上の本発明による化合物は、増強した浸透性を示し得る。浸透性は、様々な標準的な実験技術を使用して評価することができるが、この実験技術には、限定されないが、体内灌流、エクスビボの組織拡散、インビトロの細胞単層(例えばCaco−2細胞、MDCK細胞、LLC−PK1細胞)、および人工細胞膜(例えばP
AMPAアッセイ)が含まれる。効果的浸透性(Peff)または見かけ浸透性(Papp)を測定するために適切な技術は、例えばThe AAPS Journal,2010,12(4),670−678においてVolpeにより概説されている。一部の実施形態では、1つ以上の本発明の化合物は、PeffまたはPappを決定するための1つ以上のこれらアッセイにおいて試験した場合、増強した浸透性を示し得る。一部の実施形態では、増強した浸透性を示す化合物は、経口でのより高い吸収を示し得る。一部の実施形態では、増強した浸透性を示す化合物は、インビボで投与した場合、より大きな脳浸透度を示し得る。一部の実施形態では、増強した浸透性を示す化合物は、インビボで投与した場合、より高い脳濃度を達成し得る。一部の実施形態では、増強した浸透性を示す化合物は、インビボで投与した場合、より高い脳/血漿中濃度比を示し得る。一部の実施形態では、「増強した浸透性」は、測定されたPeffまたはPappにおける増加、例えば国際公開第2006/092049号または国際公開第2008/025170号に開示されている適切な基準化合物と比較した場合、10%〜100%の間の任意の値、または10%〜100%の間の任意の整数値の分だけ、例えば、10%、20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%、もしくは100%超の分だけ増加していること、または1倍、2倍、もしくは3倍以上増加していることを意味する。適切な基準化合物は、例えば、(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−プロピル−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−ピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール、または(3aR,5R,6S,7R,7aR)−2−(エチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−ピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール、または(3aR,5R,6S,7R,7aR)−2−(ジメチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−ピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオールであってよい。一部の実施形態では、「増強した浸透性」とは、LLC−PK1細胞におけるPappの決定に対して以下に記載されているアッセイでの測定可能なPapp値(すなわち、ゼロより大きい値)を意味する。一部の実施形態では、「増強した浸透性」は、LLC−PK1細胞におけるPappの決定に対して以下に記載されているアッセイでの2×10−6cm/秒より大きいPapp値を意味する。代替の実施形態では、「増強した浸透性」とは、LLC−PK1細胞におけるPappの決定に対して以下に記載されているアッセイでの2×10−6cm/秒〜35×10−6cm/秒の範囲のPapp値を意味する。
一部の実施形態では、本発明による化合物は、O−GlcNAcアーゼの阻害において、優れた選択性を示し得る。一部の実施形態では、1つ以上の本発明による化合物は、β−ヘキソサミニダーゼに対してよりもO−GlcNAcアーゼに対してさらに選択的であり得る。一部の実施形態では、1つ以上の化合物は、哺乳動物のβ−ヘキソサミニダーゼに対してよりも哺乳動物のO−GlcNAcアーゼの活性を選択的に阻害し得る。一部の実施形態では、O−GlcNAcアーゼの選択的阻害剤は、β−ヘキソサミニダーゼを実質的に阻害し得ない。一部の実施形態では、β−ヘキソサミニダーゼは、哺乳動物のβ−ヘキソサミニダーゼ、例えば、ラット、マウスまたはヒトβ−ヘキソサミニダーゼであり得る。O−GlcNAcアーゼを「選択的に」阻害する化合物とは、O−GlcNAcアーゼの活性または生物学的機能を阻害し得るが、β−ヘキソサミニダーゼの活性または生物学的な機能は実質的に阻害し得ない化合物である。例えば、一部の実施形態では、O−GlcNAcアーゼの選択的阻害剤は、ポリペプチドからの2−アセトアミド−2−デオキシ−β−D−グルコピラノシド(O−GlcNAc)の切断を選択的に阻害し得る。一部の実施形態では、O−GlcNAcアーゼの選択的阻害剤は、O−GlcNAcアーゼに選択的に結合し得る。一部の実施形態では、O−GlcNAcアーゼの選択的阻害剤は、タウタンパク質の過剰リン酸化を阻害し得、および/またはNFTの形成を阻害し得る。「阻害する」、「阻害」または「阻害すること」とは、10%〜90%の間の任意の値、または30%〜60%の間の任意の整数値、または100%超の分だけ低減すること、
または1倍、2倍、5倍、10倍以上低減することを意味する。阻害することは、完全な阻害を必要としないことを理解されたい。一部の実施形態では、O−GlcNAcアーゼの選択的阻害剤は、細胞、組織または器官において(例えば、脳、筋肉、または心臓(心臓の)組織において)および動物において、O−GlcNAcレベル、例えば、O−GlcNAc修飾ポリペプチドまたはタンパク質のレベルを高め得るまたは増強させ得る。「高めること」または「増強すること」とは、10%〜90%の間の任意の値、または30%〜60%の間の任意の整数値、または100%超の分だけ増加すること、または1倍、2倍、5倍、10倍、15倍、25倍、50倍、100倍以上増加することを意味する。一部の実施形態では、O−GlcNAcアーゼの選択的阻害剤は、本明細書中に記載されているように、10〜100000の範囲、または100〜100000の範囲、または1000〜100000の範囲、または少なくとも10、20、50、100、200、500、1000、1500、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、6000、7000、10,000、25,000、50,000、75,000、または記載されている範囲内、またはほぼ記載されている範囲の任意の値での選択性比を示し得る。
1つ以上の本発明の化合物は、インビボで、具体的にO−GlcNAcアーゼ酵素との相互作用を介して、O−GlcNAc修飾されたポリペプチドまたはタンパク質上のO−GlcNAcレベルを高め得、O−GlcNAcアーゼ活性の阻害を必要とするまたはこれに応答する状態を処置するのに効果的であり得る。
一部の実施形態では、1つ以上の本発明の化合物は、タウリン酸化およびNFT形成の低減を生じる薬剤として有用であり得る。したがって、一部の実施形態では、1つ以上の化合物は、アルツハイマー病および関連するタウオパシーを処置するのに有用であり得る。よって、一部の実施形態では、1つ以上の化合物は、タウO−GlcNAcレベルが増加した結果として、タウリン酸化を低下させ、NFT形成を減少させることによって、アルツハイマー病および関連するタウオパシーを処置することが可能であり得る。一部の実施形態では、1つ以上の化合物は、O−GlcNAc修飾されたポリペプチドまたはタンパク質上でのO−GlcNAc修飾のレベルの増加を生じ得、したがってO−GlcNAc修飾におけるこのような増加に応答する障害の処置に対して有用であり得る;このような障害には、限定されないが、神経変性疾患、炎症性疾患、心血管疾患、および免疫調節性疾患が含まれ得る。一部の実施形態では、化合物はまた、グリコシダーゼ酵素の活性を阻害するその能力に関連する他の生物学的活性の結果として有用であり得る。代替の実施形態では、1つ以上の本発明の化合物は、細胞および生体レベルのO−GlcNAcの生理的役割の研究における貴重なツールであり得る。
代替の実施形態では、本発明は、動物の被験体、例えば、獣医学的被験体およびヒト被験体におけるタンパク質O−GlcNAc修飾のレベルを増強または高める方法を提供する。代替の実施形態では、本発明は、動物の被験体、例えば、獣医学的被験体およびヒト被験体においてO−GlcNAcアーゼ酵素を選択的に阻害する方法を提供する。代替の実施形態では、本発明は、動物の被験体、例えば、獣医学的被験体およびヒト被験体において、タウポリペプチドのリン酸化を阻害する、またはNFTの形成を阻害する方法を提供する。
特定の実施形態では、本発明は、一般的に式(I)により表される化合物:

ならびにその塩、プロドラッグ、およびエナンチオマーの形態を提供する。
式(I)に記載のように:XはOまたはSであってよく;RはOHであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはFであってよく、RはHであってよく、またはRはHであってよく、RはFであってよく、またはRはHであってよく、RはHであってよく、またはRはFであってよく、RはFであってよく;RはHであってよく、RはOHであってよく、またはRはOHであってよく、RはHであってよく;RはH、FまたはOHであってよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル(水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;Rは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリール(HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数までが必要に応じて置換されている)からなる群から選択されてもよく;各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルおよびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、該C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニルまたはC1−6アルコキシは、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているか、または該2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成し、該環は、フルオロ、OHまたはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて独立して置換されており;RがOHである場合、RおよびRはF以外である。
一部の実施形態では、式(I)に記載のRは、H、FまたはOHであってよい。一部の実施形態では、Rは、HまたはFであってよい。一部の実施形態では、Rは、Fであってよい。
一部の実施形態では、式(I)に記載のRは、H、FまたはOHであってよい。一部の実施形態では、Rは、HまたはFであってよい。一部の実施形態では、Rは、Fであってよい。
一部の実施形態では、式(I)に記載のRは、HまたはOHであってよい。一部の実施形態では、Rは、Hであってよい。
一部の実施形態では、式(I)に記載のRは、HまたはOHであってよい。一部の実施形態では、Rは、OHであってよい。
一部の実施形態では、式(I)に記載のRは、H、FまたはOHであってよい。一部の実施形態では、Rは、OHであってよい。一部の実施形態では、Rは、HまたはFであってよい。一部の実施形態では、Rは、Fであってよい。
一部の実施形態では、式(I)に記載のRは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニルからなる群から選択されてもよく、水素およびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている。一部の実施形態では、Rは、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているC1−8アルキルであってよい。一部の実施形態では、Rは、HまたはFであってよい。一部の実施形態では、Rは、Hであってよい。一部の実施形態では、Rは、Fであってよい。
一部の実施形態では、式(I)に記載のRは、H、F、C1−8アルキル、C2−8アルケニル、C2−8アルキニル、C3−6シクロアルキル、アリールおよびヘテロアリールからなる群から選択されてもよく、HおよびF以外の各々は、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている。一部の実施形態では、Rは、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているC1−8アルキルであってよい。一部の実施形態では、Rは、フルオロおよび/またはOHにより置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されているC1−8アルキルであってよい。一部の実施形態では、Rは、H、F、CH、CF、シクロプロピル、フェニルまたは3−ピリジルであってよい。一部の実施形態では、Rは、Hであってよい。一部の実施形態では、Rは、Fであってよい。
一部の実施形態では、式(I)に記載の各Rは、H、C1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニル、およびC1−6アルコキシからなる群から独立して選択されてもよく、このC1−6アルキル、C3−6アルケニル、C3−6アルキニル、またはC1−6アルコキシは、フルオロ、OH、またはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで必要に応じて置換されている。一部の実施形態では、各Rは、独立して、H、CH、CHCH、(CHCH、CHCH=CH、CHC≡CHまたはOCHであってよい。
一部の実施形態では、式(I)に記載の2つのR基は、これらが結合している窒素原子によって互いに結合して環を形成してもよく、該環は、フルオロ、OH、またはメチルの1つ以上により置換基の1つから最大数まで、必要に応じて独立して置換されている。
一部の実施形態では、式(I)に記載のNR は、必要に応じて置換されている

(式中、XはCR 、NR、O、C=O、O(C=O)、(C=O)O、NR(C=O)または(C=O)NRであってよく、各Rは、独立してHまたはC1−4アルキルであってよく;nは、0〜3の間の整数であってよい)であってよい。一部の実施形態では、NR は、必要に応じて置換されている1−アジリジニル、1−アゼチジニル、1−ピロリジニル、1−ピペリジニル、モルホリン−4−イル、1−ピペリジニル、アゼチジン−2−オン−1−イル、ピロリジン−2−オン−1−イル、またはピペリド−2−オン−1−イルであってよい。一部の実施形態では、NR は、

であってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがOHであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがOHであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがFであり、RがHであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがOHであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがFであり、RがFであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがFであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがFであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがFであり、RがHであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがFであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがFであり、RがFであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがHであり、RがFであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがHであり、RがFであり、RがHであり、RがOHであり、RがFであり、RがHであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがHであり、RがFであり、RがHであり、RがOHであり、RがFであり、RがFであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがHであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがHであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがFであり、RがHであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがHであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがFであり、RがFであり、RがHである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがOHであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがC1−8アルキル
である場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがFであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがC1−8アルキルである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがHであり、RがFであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがC1−8アルキルである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがHであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがC1−8アルキルである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがOHであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがCFである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがFであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがCFである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがHであり、RがFであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがCFである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
一部の実施形態では、XがSであり、RがHであり、RがHであり、RがHであり、RがOHであり、RがOHであり、RがHであり、RがCFである場合、各Rは、独立して、HまたはC1−6アルキルであってよい。
本発明の特定の実施形態では、式(I)による化合物は、表1に記載されている化合物を含む。




当業者であれば理解するように、上記式(I)は代わりに、以下の通りに表すこともできる:
本明細書で使用する場合、単数形「a」、「and」、および「the」には、文脈に格別の断りが明確にない限り、複数の指示対象が含まれる。例えば、「化合物(a compound)」は、1つ以上のこのような化合物を指し、その一方で「酵素(the enzyme)」は、ある特定の酵素ならびに他のファミリーメンバーおよび当業者には公知であるようなその同等物を含む。
本出願全体を通して、「化合物(compound)」または「化合物(compounds)」という用語は、本明細書で論じられている化合物を指し、アシル保護された誘導体を含めたこの化合物の前駆体および誘導体、ならびにこの化合物、前駆体、および誘導体の薬学的に許容され得る塩を含むことが想定される。本発明はまた、化合物のプロドラッグ、化合物および薬学的に許容され得るキャリアを含む医薬組成物、ならびに化合物のプロドラッグおよび薬学的に許容され得るキャリアを含む医薬組成物も含む。
本発明の化合物は、1つ以上の不斉中心を含有してもよく、よってラセミ体およびラセミ混合物、単一のエナンチオマー、ジアステレオマー混合物ならびに個々のジアステレオマーとして生じることができる。追加的不斉中心は、分子上の様々な置換基の性質に応じて存在し得る。それぞれのこのような不斉中心は、独立して2つの光学異性体を生成し、
混合物における可能な光学異性体およびジアステレオマー、ならびに純粋なまたは部分的に精製された化合物のすべてが本発明の範囲内に含まれることを意図する。特定の立体配置(stereochemistry)を特定していない、本明細書中に記載されている化合物の任意の式、構造または名称は、上記に記載の任意のおよびすべての既存の異性体ならびに任意の比率でのその混合物を包含することを意図する。立体配置が特定されている場合、本発明は、その特定の異性体を、純粋な形態で、または任意の比率での他の異性体との混合物の一部として包含することを意図する。
「アルキル」は、炭素原子および水素原子のみからなり、不飽和を含有せず、例えば、1〜10個の炭素原子、例えば、1、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の炭素原子を含み、一重結合により分子の残りに結合している直鎖または分枝鎖の炭化水素基を指す。代替の実施形態では、アルキル基は、1〜8個の炭素原子、例えば、1、2、3、4、5、6、7、または8個の炭素原子を含有し得る。代替の実施形態では、アルキル基は、1〜6個の炭素原子、例えば1、2、3、4、5、または6個の炭素原子を含有し得る。本明細書中で具体的に別途述べられていない限り、アルキル基は、本明細書中に記載されている1つ以上の置換基で必要に応じて置換されていてもよい。本明細書で具体的に別途述べられていない限り、置換は、アルキル基の任意の炭素上で生じ得ることを理解されたい。
「アルケニル」は、炭素原子および水素原子のみからなり、少なくとも1つの二重結合を含有し、例えば、2〜10個の炭素原子、例えば、2、3、4、5、6、7、8、9、または10個の炭素原子を含み、一重結合または二重結合により分子の残りに結合している、直鎖または分枝鎖の炭化水素基を指す。代替の実施形態では、アルケニル基は、2〜8個の炭素原子、例えば、2、3、4、5、6、7、または8個の炭素原子を含有し得る。代替の実施形態では、アルケニル基は、3〜6個の炭素原子、例えば、3、4、5、または6個の炭素原子を含有し得る。本明細書中で具体的に別途述べられていない限り、アルケニル基は、本明細書中に記載されている1つ以上の置換基で必要に応じて置換されていてもよい。本明細書で具体的に別途述べられていない限り、置換は、アルケニル基の任意の炭素上で生じることができることを理解されたい。
「アルキニル」は、炭素原子および水素原子のみからなり、少なくとも1つの三重結合を含有し、例えば、2〜10個の炭素原子を含む、直鎖または分枝鎖の炭化水素基を指す。代替の実施形態では、アルキニル基は、2〜8個の炭素原子、例えば、2、3、4、5、6、7、または8個の炭素原子を含有し得る。代替の実施形態では、アルキニル基は、3〜6個の炭素原子、例えば、3、4、5、または6個の炭素原子を含有し得る。本明細書で具体的に別途述べられていない限り、アルキニル基は、本明細書中に記載されている1つ以上の置換基で必要に応じて置換されていてもよい。
「アリール」は、6〜14員、例えば、6員、7員、8員、9員、10員、11員、12員、13員または14員を含む炭素原子のみを含む単環式または二環式芳香族環を指す。アリール基の例として、フェニル、ビフェニル、ナフチル、インダニル、インデニル、テトラヒドロナフチル、2,3−ジヒドロベンゾフラニル、ジヒドロベンゾピラニル、1,4−ベンゾジオキサニルなどが挙げられる。本明細書で具体的に別途述べられていない限り、「アリール」という用語は、本明細書中に記載されている1つ以上の置換基で必要に応じて置換されているアリール基を含むことを意図する。
「ヘテロアリール」は、環内に1つ以上のヘテロ原子、例えばN、O、Sを含有し、例えば、5〜14員、例えば、5員、6員、7員、8員、9員、10員、11員、12員、13員または14員を含む、単一のまたは縮合した芳香族環基を指す。ヘテロアリール基の例として、フラン、チオフェン、ピロール、オキサゾール、チアゾール、イミダゾール
、ピラゾール、イソキサゾール、イソチアゾール、1,2,3−オキサジアゾール、1,2,3−トリアゾール、1,2,4−トリアゾール、1,3,4−チアジアゾール、テトラゾール、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、1,3,5−トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、インドリジン、インドール、イソインドール、ベンゾフラン、ベンゾチオフェン、1H−インダゾール、プリン、4H−キノリジン、キノリン、イソキノリン、シンノリン、フタラジン、キナゾリン、キノキサリン、1,8−ナフチリジン、プテリジンなどが挙げられる。本明細書で具体的に別途述べられていない限り、「ヘテロアリール」という用語は、本明細書中に記載されている1つ以上の置換基で必要に応じて置換されているヘテロアリール基を含むことを意図する。
「アルコキシ」は、式−OR(式中、Rは、本明細書中に記載されている、C1−10アルキル基またはC1−6アルキル基である)の基を指す。アルキル基(複数可)は、本明細書中に記載されているように、必要に応じて置換されていてもよい。
「シクロアルキル」は、炭素原子および水素原子のみからなり、例えば3〜15個の炭素原子を有し、飽和しており、一重結合で分子の残りに結合している、安定した一価の単環式、二環式または三環式炭化水素基を指す。代替の実施形態では、シクロアルキル基は、3〜6個の炭素原子、例えば、3、4、5、または6個の炭素原子を含有し得る。本明細書で具体的に別途述べられていない限り、「シクロアルキル」という用語は、本明細書中に記載されているように、必要に応じて置換されているシクロアルキル基を含むことを意図する。
「任意選択の」または「必要に応じて」は、これに続いて記載される状況のイベントが、生じても、生じなくてもよいこと、ならびにこの記載が、前記イベントまたは状況が1回または複数回生じる場合、およびそれが生じない場合を含むことを意味する。例えば、「必要に応じて置換されているアルキル」は、アルキル基が、置換されていてもいなくてもよいこと、ならびにこの記載が、置換されているアルキル基および置換のないアルキル基の両方を含むこと、ならびに前記アルキル基が1回または複数回置換されていてもよいことを意味する。必要に応じて置換されているアルキル基の例として、限定されないが、メチル、エチル、プロピルなどが挙げられ、これには、シクロアルキル、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチルなどが含まれ;必要に応じて置換されているアルケニル基の例として、アリル、クロチル、2−ペンテニル、3−ヘキセニル、2−シクロペンテニル、2−シクロヘキセニル、2−シクロペンテニルメチル、2−シクロヘキセニルメチルなどが挙げられる。一部の実施形態では、必要に応じて置換されているアルキル基およびアルケニル基として、C1−6アルキルまたはアルケニルが挙げられる。
治療適応症
本発明は、O−GlcNAcアーゼ酵素によって、またはO−GlcNAc−修飾タンパク質レベルによって、直接的または間接的にモジュレートされる状態、例えば、O−GlcNAcアーゼ酵素の阻害により、またはO−GlcNAc−修飾タンパク質レベルの上昇により恩恵を受ける状態を処置する方法を提供する。このような状態として、限定されないが、緑内障、統合失調症、タウオパシー、例えば、アルツハイマー病、神経変性疾患、循環器疾患、炎症に関連する疾患、免疫抑制に関連する疾患およびがんを挙げることができる。1つ以上の本発明の化合物はまた、O−GlcNAcアーゼの欠損もしくは過剰発現またはO−GlcNAcの蓄積もしくは枯渇に関連する疾患もしくは障害、またはグリコシダーゼ阻害治療に応答する任意の疾患もしくは障害の処置において有用であり得る。このような疾患および障害として、限定されないが、緑内障、統合失調症、神経変性障害、例えば、アルツハイマー病(AD)、またはがんを挙げることができる。このよう
な疾患および障害はまた、酵素OGTの蓄積または欠損に関連する疾患または障害も挙げることができる。O−GlcNAc残基で修飾されているタンパク質を発現する標的細胞を保護または処置する方法もまた含まれており、このO−GlcNAc残基の修飾の異常調節は、疾患または病態を結果として生じ得る。「処置する」という用語は、本明細書で使用する場合、処置、予防、および回復を含む。
代替の実施形態では、本発明は、動物の被験体、例えば、獣医学的被験体およびヒト被験体において、タンパク質O−GlcNAc修飾のレベルを増強または高める方法を提供する。O−GlcNAcレベルのこの上昇は、アルツハイマー病の予防または処置;他の神経変性疾患(例えばパーキンソン病、ハンチントン病)の予防または処置;神経防護作用の提供;心臓組織の損傷の予防;および炎症または免疫抑制に関連する疾患の処置に対して有用であり得る。
代替の実施形態では、本発明は、動物の被験体、例えば、獣医学的被験体およびヒト被験体において、O−GlcNAcアーゼ酵素を選択的に阻害する方法を提供する。
代替の実施形態では、本発明は、動物の被験体、例えば、獣医学的被験体およびヒト被験体において、タウポリペプチドのリン酸化を阻害する、またはNFTの形成を阻害する方法を提供する。したがって、本発明の化合物は、ADおよび他のタウオパシーを研究および処置するために使用することができる。
一般的に、本発明の方法は、本発明の化合物を、それを必要とする被験体に投与することによって、または細胞またはサンプルを本発明による化合物、例えば、式(I)による化合物の治療有効量を含む医薬組成物に接触させることによって実行され得る。より具体的には、これらは、O−GlcNAcタンパク質修飾の調節が関与している障害、または本明細書中に記載されている任意の状態の処置において有用であり得る。対象となる疾患の症状は、アルツハイマー病(AD)および関連する神経変性タウオパシーを挙げることができ、これらの疾患では、微小管関連のタンパク質タウの異常な過剰リン酸化が疾患病因に関与している。一部の実施形態では、化合物を使用して、タウ上のO−GlcNAcの上昇したレベルを維持することによってタウの過剰リン酸化を遮断することができ、これにより治療上の利点が得られる。
有毒性タウ種の蓄積に関連する病態(例えば、アルツハイマー病および他のタウオパシー)の処置における化合物の有効性を、確立した、疾患の細胞モデル121〜123および/またはトランスジェニック動物モデル33、34における有毒性タウ種の形成を遮断する化合物の能力を試験することによって確認することができる。
本発明の化合物で処置することができるタウオパシーとして、限定されないが、以下を挙げることができる:アルツハイマー病、筋萎縮性側索硬化症(ALS)、認知障害を伴う筋萎縮性側索硬化症(ALSci)、嗜銀性グレイン認知症、ブルーイト病、大脳皮質基底核変性症(CBD)、ボクサー認知症、石灰化を伴うびまん性神経原線維変化病、ダウン症候群、家族性英国型認知症、家族性デンマーク型認知症、染色体17と連鎖したパーキンソニズムを伴う前頭側頭認知症(FTDP−17)、ゲルストマン−シュトロイスラー−シャインカー病、グアドループパーキンソニズム、ハレルフォルデン−スパッツ病(脳内の1型鉄蓄積を伴う神経変性)、多系統萎縮症、筋強直性ジストロフィー、ニーマン−ピック病(C型)、淡蒼球−橋−黒質変性、グアムのパーキンソン症候群認知症複合、ピック病(PiD)、脳炎後パーキンソニズム(PEP)、プリオン病(クロイツフェルトヤコブ病(CJD)、変異型クロイツフェルトヤコブ病(vCJD)、致死性家族性不眠症、およびクールー病を含む)、進行性超皮質性グリオーシス(Progressive supercortical gliosis)、進行性核上性麻痺(PSP)、
リチャードソン症候群、亜急性硬化性全脳炎、神経原線維型認知症、および緑内障。
1つ以上の本発明の化合物はまた、組織の損傷またはストレス、細胞の刺激、または細胞分化の促進に関連する状態の処置においても有用であり得る。したがって、一部の実施形態では、本発明の化合物を使用することによって、心臓組織内のストレスを含めた、様々な状態または医療処置において治療上の利点を得ることができる;このような状態として、限定されないが、虚血;出血;循環血液量減少性ショック;心筋梗塞;インターベンショナルカーディオロジー手法;心臓のバイパス手術;線溶療法;血管形成術;およびステント留置を挙げることができる。
細胞ストレスに関連する病態(虚血、出血、循環血液量減少性ショック、心筋梗塞、および他の心血管障害を含む)を処置する化合物の有効性は、確立した細胞ストレスアッセイ108、119、120において細胞損傷を阻止し、虚血−再灌流71、117および外傷−出血73、115、118の動物モデルにおいて、組織損傷を防止し、および機能的な回復を促進する化合物の能力を試験することによって確認することができる。
O−GlcNAcアーゼ活性を選択的に阻害する化合物は、炎症に関連する疾患の処置のために使用することができる;このような状態として、限定されないが、炎症性疾患またはアレルギー性疾患、例えば、喘息、アレルギー性鼻炎、過敏性肺疾患、過敏性肺炎、好酸球性肺炎、遅延型過敏症、アテローム性動脈硬化症、間質性肺疾患(ILD)(例えば、特発性肺線維症、または関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、強直性脊椎炎、全身性硬化症、シェーグレン症候群、多発性筋炎または皮膚筋炎に関連するILD);全身性アナフィラキシーまたは過敏性応答、薬物アレルギー、昆虫刺傷アレルギー;自己免疫性疾患、例えば、関節リウマチ、乾癬性関節炎、多発性硬化症、ギランバレー症候群、全身性エリテマトーデス、重症筋無力症、糸球体腎炎、自己免疫性甲状腺炎、移植片拒絶(同種移植片拒絶反応または移植片対宿主病を含む);炎症性腸疾患、例えば、クローン病および潰瘍性大腸炎;脊椎関節症;強皮症;乾癬(T−細胞媒介性乾癬を含む)および炎症性皮膚疾患、例えば、皮膚炎、湿疹、アトピー性皮膚炎、アレルギー性接触性皮膚炎、じんま疹;血管炎(例えば、壊死性、皮膚性および過敏性血管炎);好酸球性筋炎、および好酸球性筋膜炎;およびがんを挙げることができる。
さらに、タンパク質O−GlcNAc修飾のレベルに影響を及ぼす化合物は、例えば、免疫抑制を引き起こす、化学療法、放射線療法、増強された創傷治癒および火傷の処置、自己免疫性疾患のための治療または他の薬物治療(例えば、コルチコステロイド治療)もしくは自己免疫性疾患およびグラフト/移植拒絶の処置に使用されている従来の薬物の組合せの治療を受けている個体におけるなどの免疫抑制;または受容体機能の先天性欠損または他の原因による免疫抑制に関連する疾患の処置に対して使用することができる。
1つ以上の本発明の化合物は、神経変性疾患の処置に有用であり得る;このような状態として、限定されないが、パーキンソン病およびハンチントン病を挙げることができる。処置することができる他の状態は、O−GlcNAc翻訳後のタンパク質修飾レベルにより誘発され、それにより影響を受け、または他の任意の方法でそれと相関している状態である。1つ以上の本発明の化合物は、このような状態、特に、限定されないが、タンパク質上のO−GlcNAcレベルとの関連が確立されている以下の状態:移植片拒絶、特に限定されないが、実質臓器移植、例えば、心臓、肺、肝臓、腎臓、および膵臓移植(例えば腎臓および肺同種異系移植);がん、特に限定されないが、乳房、肺、前立腺、膵臓、結腸、直腸、膀胱、腎臓、卵巣のがん;ならびに非ホジキンリンパ腫およびメラノーマ;てんかん、疼痛、線維筋痛、または脳卒中、例えば、脳卒中後の神経保護のための処置に対して有用となり得ることが期待されている。
医薬組成物および獣医学用組成物、投与量、ならびに投与
本発明による化合物を含む医薬組成物、または本発明による使用のための医薬組成物は本発明の範囲内であると想定されている。一部の実施形態では、有効量の式(I)の化合物を含む医薬組成物が提供される。
式(I)の化合物およびこれらの薬学的に許容され得る塩、エナンチオマー、溶媒和物、および誘導体は、ヒトを含めた動物における薬理学的活性を有し得るので有用であり得る。一部の実施形態では、1つ以上の本発明による化合物は、被験体に投与した場合、血漿中で安定であり得る。
一部の実施形態では、本発明による化合物、または本発明による使用のための化合物は、このような併用治療がO−GlcNAcアーゼ活性をモジュレートする、例えば、神経変性疾患、炎症性疾患、心血管疾患、もしくは免疫調節性疾患、または本明細書中に記載されている任意の状態を処置するのに有用であり得る、他の任意の活性薬剤または医薬組成物と組み合わせて提供することができる。一部の実施形態では、本発明による化合物、または本発明による使用のための化合物は、アルツハイマー病の予防または処置に有用な1つ以上の薬剤と組み合わせて提供することができる。このような薬剤の例として、限定されないが、以下を挙げることができる、
・アセチルコリンエステラーゼ阻害剤(AChEI)、例えば、Aricept(登録商標)(Donepezil)、Exelon(登録商標)(Rivastigmine)、Razadyne(登録商標)(Razadyne ER(登録商標)、Reminyl(登録商標)、Nivalin(登録商標)、Galantamine)、Cognex(登録商標)(Tacrine)、Dimebon、Huperzine A、Phenserine、Debio−9902 SR(ZT−1 SR)、Zanapezil(TAK0147)、ガンスチグミン、NP7557など;
・NMDA受容体アンタゴニスト、例えば、Namenda(登録商標)(Axura(登録商標)、Akatinol(登録商標)、Ebixa(登録商標)、Memantine)、Dimebon、SGS−742、Neramexane、Debio−9902SR(ZT−1SR)など;
・ガンマ−セクレターゼ阻害剤および/またはモジュレーター、例えば、Flurizan(商標)(Tarenflurbil、MPC−7869、R−フルルビプロフェン)、LY450139、MK0752、E2101、BMS−289948、BMS−299897、BMS−433796、LY−411575、GSI−136など;
・ベータ−セクレターゼ阻害剤、例えば、ATG−Z1、CTS−21166、MK−8931など;
・アルファ−セクレターゼ活性化剤、例えば、NGX267など;
・アミロイド−β凝集および/または線維化阻害剤、例えば、Alzhemed(商標)など(3APS、Tramiprosate、3−アミノ−1−プロパンスルホン酸)、AL−108、AL−208、AZD−103、PBT2、Cereact、ONO−2506PO、PPI−558など;
・タウ凝集阻害剤、例えば、メチレンブルーなど;
・微小管安定剤、例えば、AL−108、AL−208、パクリタキセルなど;
・RAGE阻害剤、例えば、TTP488など;
・5−HT1a受容体アンタゴニスト、例えば、Xaliproden、Lecozotanなど;
・5−HT4受容体アンタゴニスト、例えば、PRX−03410など;
・キナーゼ阻害剤、例えば、SRN−003−556、アムフリンダミド、LiCl、AZD1080、NP031112、SAR−502250など
・ヒト化モノクローナル抗−Aβ抗体、例えば、Bapineuzumab(AAB−001)、LY2062430、RN1219、ACU−5A5など;
・アミロイドワクチン、例えば、AN−1792、ACC−001など;
・神経保護薬、例えば、Cerebrolysin、AL−108、AL−208、HuperzineAなど;
・L−型カルシウムチャネルアンタゴニスト、例えば、MEM−1003など;
・ニコチン酸受容体アンタゴニスト、例えば、AZD3480、GTS−21など;
・ニコチン酸受容体アゴニスト、例えば、MEM3454、Nefiracetamなど;
・ペルオキシソーム増殖因子活性化受容体(PPAR)ガンマアゴニスト、例えば、Avandia(登録商標)(Rosglitazone)など;
・ホスホジエステラーゼIV(PDE4)阻害剤、例えば、MK−0952など;
・ホルモン補充療法、例えば、エストロゲン(Premarin)など;
・モノアミンオキシダーゼ(MAO)阻害剤、例えば、NS2330、Rasagiline(Azilect(登録商標))、TVP−1012など;
・AMPA受容体モジュレーター、例えば、Ampalex(CX516)など;
・神経増殖因子またはNGF増強剤、例えば、CERE−110(AAV−NGF)、T−588、T−817MAなど;
・下垂体による黄体化ホルモン(LH)の放出を阻止する薬剤、例えば、ロイプロリド(leuoprolide)(VP−4896)など;
・GABA受容体モジュレーター、例えば、AC−3933、NGD97−1、CP−457920など;
・ベンゾジアゼピン受容体インバースアゴニスト、例えば、SB−737552(S−8510)、AC−3933など;
・ノルアドレナリン放出剤、例えば、T−588、T−817MAなど。
本発明による化合物、または本発明による使用のための化合物と、アルツハイマー病薬剤との組合せは、本明細書中に記載されている例に限定されず、アルツハイマー病の処置に対して有用な任意の薬剤との組合せを含み得ると理解されたい。本発明による化合物、または本発明による使用のための化合物と、他のアルツハイマー病薬剤との組合せは、別々にまたは共に投与してもよい。一方の薬剤の投与は、他方の薬剤(複数可)の投与の前、同時、または後であってよい。
代替の実施形態では、化合物は、被験体への投与後に化合物を放出する「プロドラッグ」または保護された形態として供給することができる。例えば、化合物は、体液中、例えば、血流中で加水分解により分割され、よって活性化合物を放出するか、または体液中で酸化もしくは還元されて、化合物を放出する保護基を保有していてもよい。したがって、「プロドラッグ」とは、生理的条件下で、または加溶媒分解により本発明の生物活性化合物へと変換することができる化合物を示すように意図されている。よって、「プロドラッグ」という用語は、薬学的に許容され得る本発明の化合物の代謝性前駆体を指す。プロドラッグは、それを必要とする被験体へ投与したときには不活性であってよいが、インビボで本発明の活性化合物へと変換され得る。プロドラッグは、典型的には、例えば、血中での加水分解で、インビボで急速に変化を受けて、本発明の親化合物を生成する。プロドラッグ化合物は、多くの場合、被験体において可溶性、組織相容性または遅延放出という利点を提供する。
「プロドラッグ」という用語はまた、このようなプロドラッグが被験体に投与されたときに本発明の活性化合物をインビボで放出する、任意の共有結合したキャリアを含むように意図されている。本発明の化合物のプロドラッグは、慣用的操作またはインビボのいずれかにおいて、本発明の親化合物への修飾が切断されるように、本発明の化合物に存在する官能基を修飾することによって調製することができる。プロドラッグは、ヒドロキシ基、アミノ基またはメルカプト基が任意の基と結合されており、本発明の化合物のプロドラ
ッグが哺乳動物の被験体に投与されたときに切断されて、遊離ヒドロキシ、遊離アミノまたは遊離メルカプト基をそれぞれ形成する本発明の化合物を含む。プロドラッグの例として、限定されないが、アルコールの酢酸誘導体、ギ酸誘導体および安息香酸誘導体ならびに本発明の化合物の1つ以上におけるアミン官能基のアセトアミド誘導体、ホルムアミド誘導体、およびベンズアミド誘導体などが挙げられる。
プロドラッグについての考察は、“Smith and Williams’Introduction to the Principles of Drug Design,” H.J.Smith,Wright,Second Edition,London(1988);Bundgard,H.,Design of Prodrugs(1985),pp.7−9,21−24(Elsevier,Amsterdam);The Practice of Medicinal Chemistry,Camille G.Wermuthら、Ch 31,(Academic Press,1996);A Textbook of Drug Design and Development,P.Krogsgaard−Larson and H.Bundgaard,eds.Ch 5,pgs 113 191(Harwood Academic Publishers,1991);Higuchi,Tら、“Pro−drugs as Novel Delivery Systems,”A.C.S.Symposium Series,Vol.14;またはBioreversible Carriers in Drug Design,ed.Edward B.Roche,American Pharmaceutical Association and Pergamon Press,1987において見出すことができる。
1つ以上の本発明の化合物の適切なプロドラッグ形態として、式(I)に記載の1つ以上のOH基がOC(O)Rとして保護されてよく、Rが必要に応じて置換されているアルキル、アルケニル、アルキニル、アリール、またはヘテロアリールであってよい実施形態を挙げることができる。これらの場合、エステル基は、インビボで(例えば、身体内の流体中で)加水分解されて、OH基を遊離させ、活性化合物を放出することができる。本発明の好ましいプロドラッグ実施形態として、1つ以上のOH基がアセテートで保護されてよい(例えば、OC(O)CHとして)式(I)の化合物を挙げることができる。
本発明による化合物、または本発明による使用のための化合物は、リポソーム、アジュバント、または任意の薬学的に許容され得るキャリア、希釈剤または賦形剤の存在下、被験体、例えば哺乳動物、例えば、ヒト、ウシ、ヒツジなどへの投与に対して適切な形態で、単独で、または他の化合物と組み合わせて提供することができる。所望する場合、本発明による化合物による処置は、本明細書中に記載されている治療適応症に対するより多くの従来の治療および既存の治療と組み合わせることができる。本発明による化合物は、慢性的にまたは断続的に提供することができる。「慢性的な」投与とは、初期の治療効果(活性)を長期間維持するための、急性モードとは対照的な連続モードでの化合物(複数可)の投与を指す。「断続的」投与とは、中断なしに継続的に行うのではなく、むしろ本来周期的である処置である。「投与」、「投与可能な」または「投与する」という用語は、本明細書で使用する場合、本発明の化合物を、処置を必要とする被験体に提供することを意味するものと理解されたい。
「薬学的に許容され得るキャリア、希釈剤または賦形剤」として、限定されないが、例えば、米国食品医薬品局(United States Food and Drug Administration)または他の政府機関により、ヒトまたは家畜における使用に対して許容され得るとして承認された任意のアジュバント、キャリア、賦形剤、流動促進剤、甘味剤、希釈剤、保存剤、色素/着色剤、香味増強剤、界面活性剤、湿潤剤、分散剤、懸濁化剤、安定剤、等張剤、溶媒、または乳化剤を挙げることができる。
本発明による化合物は、薬学的に許容され得る塩の形態で投与されてもよい。このような場合、本発明の医薬組成物は、このような化合物の塩、好ましくは、当技術分野で公知である、生理学的に許容され得る塩を含み得る。一部の実施形態では、「薬学的に許容され得る塩」という用語は、本明細書で使用する場合、特に、塩形態が遊離形態の活性成分またはすでに開示されている他の塩形態と比較して、改善された薬物動態学的特性が活性成分に与えられている、その塩の形態で使用される式Iの化合物を含む活性成分を意味する。
「薬学的に許容され得る塩」は、酸付加塩および塩基付加塩の両方を含み得る。「薬学的に許容され得る酸付加塩」は、遊離塩基の生物学的有効性および特性を保持し得、生物学的にも別の方法でも望ましくないものではなく、無機酸、例えば、塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸など、および有機酸、例えば、酢酸、トリフルオロ酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、ピルビン酸、シュウ酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸、安息香酸、ケイヒ酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、サリチル酸などと共に形成され得る塩を指す。
「薬学的に許容され得る塩基付加塩」は、遊離酸の生物学的有効性および特性を保持し得、生物学的にも別の方法でも望ましくないものではあり得ない塩を指す。これらの塩は、無機塩基または有機塩基を遊離酸に付加することで調製され得る。無機塩基由来の塩として、限定されないが、ナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩、アンモニウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩、鉄塩、亜鉛塩、銅塩、マンガ塩ン、アルミニウム塩などを挙げることができる。好ましい無機塩は、アンモニウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、およびマグネシウム塩であり得る。有機塩基由来の塩として、限定されないが、第一級アミン、第二級アミン、および第三級アミン、置換アミン(天然置換アミンを含む)、環状アミンおよび塩基性イオン交換樹脂、例えば、イソプロピルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、エタノールアミン、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、ジシクロヘキシルアミン、リシン、アルギニン、ヒスチジン、カフェイン、プロカイン、ヒドラバミン、コリン、ベタイン、エチレンジアミン、グルコサミン、メチルグルカミン、テオブロミン、プリン、ピペラジン、ピペリジン、N−エチルピペリジン、ポリアミン樹脂などの塩を挙げることができる。特に好ましい有機塩基は、イソプロピルアミン、ジエチルアミン、エタノールアミン、トリメチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、コリンおよびカフェインであり得る。
よって、「薬学的に許容され得る塩」という用語は、限定されないが、以下を含めたすべての許容され得る塩を包含する:酢酸塩、ラクトビオン酸塩、ベンゼンスルホン酸塩、ラウリン酸塩、安息香酸塩、リンゴ酸塩、炭酸水素塩、マレイン酸塩、重硫酸塩、マンデル酸塩、酒石酸水素塩(bitartarate)、メシル酸塩、ホウ酸塩、臭化メチル、臭化物、亜硝酸メチル、エデト酸カルシウム、メチル硫酸塩、ショウノウスルホン酸塩、ムチン酸塩、炭酸塩、ナプシル酸塩、塩化物、硝酸塩、クラブラン酸塩、N−メチルグルカミン、クエン酸塩、アンモニウム塩、二塩酸塩、オレイン酸塩、エデト酸塩、シュウ酸塩、エジシル酸塩、パモ酸塩(エンボン酸塩)、エストル酸塩、パルミチン酸塩、エシル酸塩、パントテン酸塩、フマル酸塩、リン酸塩/二リン酸塩、グルセプト酸塩、ポリガラクツロン酸塩、グルコン酸塩、サリチル酸塩、グルテーム、ステアリン酸塩、グリコリルアルサニル酸塩、硫酸塩、ヘキシルレゾルシン酸塩、塩基性酢酸塩、ヒドラダミン、コハク酸塩、臭化水素酸塩、タンニン酸塩、塩酸塩、酒石酸塩、ヒドロキシナフトエ酸塩、テオクル酸塩、ヨウ化物、トシル酸塩、イソチオン酸塩、トリエチオダイド、乳酸塩、パノエート(panoate)、吉草酸塩など。
本発明の化合物の薬学的に許容され得る塩は、溶解性または加水分解特性を修飾するための調剤(dosage)として使用することができ、または持続性放出またはプロドラッグ製剤で使用することができる。また、本発明の化合物の薬学的に許容され得る塩として、カチオン、例えば、ナトリウム、カリウム、アルミニウム、カルシウム、リチウム、マグネシウム、亜鉛から形成される塩、ならびに塩基、例えば、アンモニア、エチレンジアミン、N−メチル−グルタミン、リシン、アルギニン、オルニチン、コリン、N,N’−ジベンジルエチレン−ジアミン、クロロプロカイン、ジエタノールアミン、プロカイン、N−ベンジルフェネチル−アミン、ジエチルアミン、ピペラジン、トリス(ヒドロキシメチル)アミノメタン、および水酸化テトラメチルアンモニウムから形成される塩を挙げることができる。
医薬製剤は典型的には、調製物の投与モード、つまり注射、吸入、局所投与、洗浄によるモード、または選択された処置のための適切な他のモードに対して許容され得る1つ以上のキャリアを含み得る。適切なキャリアは、このような投与モードでの使用が当技術分野で公知のキャリアであり得る。
適切な医薬組成物は、当技術分野で公知の手段により製剤化することができ、これらの投与モードおよび用量は当業者により決定することができる。非経口投与の場合、化合物は、非水溶性化合物の投与のために使用される、例えば、ビタミンKのために使用される、滅菌水または食塩水または薬学的に許容され得るビヒクルに溶解されていてもよい。経腸投与の場合、化合物は、錠剤、カプセル剤で投与してもよいし、または液体形態に溶解されていてもよい。錠剤またはカプセル剤は、腸溶コーティングされていてもよいし、または持続放出用製剤であってよい。多くの適切な製剤は公知であり、これらには、放出すべき化合物を封入するポリマーもしくはタンパク質微小粒子、軟膏剤、ゲル剤、ヒドロゲル、または化合物を局所にもしくは局部に投与するために使用することができる液剤が含まれる。持続性放出パッチまたはインプラントは、長期間にわたる放出を得るために採用することができる。当業者に公知の多くの技術は、Remington:the Science&Practice of Pharmacy by Alfonso Gennaro,20thed.,Williams&Wilkins,(2000)において記載されている。非経口投与のための製剤は、例えば、賦形剤、ポリアルキレングリコール、例えば、ポリエチレングリコール、植物由来の油、または水素化ナフタレン(hydrogenated naphthalene)を含有し得る。生体適合性、生分解性ラクチドポリマー、ラクチド/グリコリドコポリマー、またはポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンコポリマーを使用することによって、化合物の放出を制御することができる。調節性化合物のための他の潜在的に有用な非経口デリバリーシステムとして、エチレン−酢酸ビニルコポリマー粒子、浸透圧ポンプ、移植可能な注入系、およびリポソームを挙げることができる。吸入のための製剤は、賦形剤、例えば、ラクトースを含有してもよいし、または例えば、ポリオキシエチレン−9−ラウリルエーテル、グリココール酸塩およびデオキシコール酸塩を含有する水性液剤であってもよいし、または点鼻薬の形態で、もしくはゲル剤として投与するための油性液剤であってもよい。
本発明による化合物または医薬組成物は、経口または非経口、例えば、筋肉内、腹腔内、静脈内、槽内注射または注入、皮下注射、経皮または経粘膜経路により投与してもよい。一部の実施形態では、本発明の化合物もしくは医薬組成物、または本発明で使用するための化合物もしくは医薬組成物は、医療デバイスまたは器具、例えば、インプラント、グラフト、プロステーシス、ステントなどの手段で投与されてもよい。このような化合物または組成物を含有および放出することを意図するインプラントを作り出すことができる。例として、ある期間にわたり化合物を放出することに適応させたポリマー材で作製されたインプラントがある。化合物は、単独でまたは薬学的に許容され得るキャリアとの混合物として、例えば、例えば、錠剤、カプセル剤、顆粒剤、散剤などの固体製剤として;例え
ば、シロップ剤、注射剤などの液体製剤として;注射剤、ドロップ剤、坐剤、腟坐薬として投与されてもよい。一部の実施形態では、本発明による化合物もしくは医薬組成物、または本発明で使用するための化合物もしくは医薬組成物は、吸入噴霧、経鼻、経膣、直腸、舌下、または局所経路により投与されてもよく、単独でまたは各投与経路に対して適切な、従来の無毒性の薬学的に許容され得るキャリア、アジュバントおよびビヒクルを含有する、適切な投薬単位製剤として一緒に製剤化してもよい。
本発明の化合物を使用することによって、マウス、ラット、ウマ、ウシ、ヒツジ、イヌ、ネコ、およびサルを含めた動物を処置することができる。しかし、本発明の化合物はまた、他の生物、例えば、トリ種(例えば、ニワトリ)においても使用できる。1つ以上の本発明の化合物はまた、ヒトでの使用に対しても有効であり得る。「被験体」または本明細書で代替的に言及される「患者」という用語は、処置、観察または実験の対象となっている動物、好ましくは哺乳動物、最も好ましくはヒトに言及することを意図する。しかし、本発明の1つ以上の化合物、方法および医薬組成物は、動物の処置において使用することができる。したがって、本明細書で使用する場合、「被験体」は、ヒト、非ヒト霊長類、ラット、マウス、ウシ、ウマ、ブタ、ヒツジ、ヤギ、イヌ、ネコなどであってよい。被験体は、O−GlcNAcアーゼ活性のモジュレーションを必要とし得る状態を有することが疑われ得る、またはそれを有するリスクがあり得る。
本発明による化合物の「有効量」は、治療有効量または予防有効量を含み得る。「治療有効量」は、所望する治療結果、例えば、O−GlcNAcアーゼの阻害、O−GlcNAcレベルの上昇、タウリン酸化の阻害または本明細書中に記載されている任意の状態を達成するために、投薬の時点および必要な期間にわたって、有効な量を指す。化合物の治療有効量は、個体の疾患状態、年齢、性別、および体重、ならびに個体において所望する応答を引き出す化合物の能力などの要素によって変動し得る。投薬レジメンは、最適な治療応答性が得られるように調整することができる。治療有効量はまた、化合物の治療的に有益な作用が、任意の有毒性または有害作用を上回る量であり得る。「予防有効量」とは、O−GlcNAcアーゼの阻害、O−GlcNAcレベルの上昇、タウリン酸化または本明細書中に記載されている任意の状態の阻害などの所望の予防的結果を達成するために、投薬の時点および必要な期間にわたって、有効な量を指し得る。典型的には、予防用量は、疾患の前またはその初期段階で被験体において使用され得、よって予防有効量は治療有効量よりも少なくてよい。化合物の治療有効量または予防有効量についての適切な範囲は、0.1nM〜0.1M、0.1nM〜0.05M、0.05nM〜15μMまたは0.01nM〜10μMの任意の整数であってよい。
代替の実施形態では、O−GlcNAcアーゼ活性のモジュレーションを必要とし得る状態の処置または予防において、適切な投与量レベルは、一般的に一日当たり被験体の体重1kgにつき約0.01〜500mgであり得、単回投与または複数回投与で投与することができる。一部の実施形態では、投与量レベルは、一日当たり約0.1〜約250mg/kgであり得る。任意の特定の患者に対する具体的な用量レベルおよび投薬頻度は、変動してもよく、使用する具体的な化合物の活性、その化合物の代謝安定性および作用の長さ、年齢、体重、全般的な健康状態、性別、食事、投与のモードおよび時間、排せつ速度、薬物の組合せ、特定の状態の重症度、ならびに患者が受けている治療を含めた様々な要素に依存し得ることを理解されたい。
投与量の値は、軽減すべき状態の重症度により変動し得ることに注意されたい。任意の特定の被験体に対して、具体的な投薬レジメンは、個体の必要性および組成物の投与を施行または管理する人物の専門的判断に応じて、時間の経過と共に調整することができる。本明細書に記載の投与量範囲は、単なる例示であって、医師により選択され得る投与量範囲を制限するものではない。組成物中の活性化合物(複数可)の量は、被験体の疾患状態
、年齢、性別、および体重などの要素によって変動し得る。投薬レジメンは、最適な治療応答性が得られるように調整することができる。例えば、単回のボーラスを施行してもよいし、いくつかに分割した用量を、時間の経過と共に投与してもよいし、または用量を、治療の状況の緊急性により示される通り、これに比例して減少または増加させてもよい。投与を簡略化し、投与量を均一化するために非経口組成物を単位剤形に製剤化することは有利となり得る。一般的に、本発明の化合物は、実質的な毒性を引き起こすことなしに使用されるべきであり、本明細書中に記載されているように、1つ以上の化合物は、治療的使用について適切な安全性プロファイルを示し得る。本発明の化合物の毒性は、標準的技術を使用して、例えば、細胞培養物または実験動物での試験により、および治療指数、すなわち、LD50(集団の50%に対する致死量)とLD100(集団の100%に対する致死量)との間の比率を決定することにより、決定することができる。しかしいくつかの状況において、例えば、重症の疾患状態において、実質的に過剰量の組成物を投与することが必要なこともある。
一般式(I)の化合物では、原子はこれらの天然の同位体存在度を示してもよいし、または1つ以上の原子が同じ原子番号を有するある特定の同位体で人為的に富化されていてもよいが、原子質量または質量数は、天然に主に見出される原子質量または質量数と異なる。本発明は、一般式(I)の化合物のすべての適切な同位体のバリエーションを含むことを意図する。例えば、水素(H)の異なる同位体の形態は、プロチウム(H)、重水素(H)およびトリチウム(H)を含む。プロチウムは、天然に見出される主な水素同位体である。重水素を富化することで、インビボ半減期を増加すること、または投薬の必要量を減少させることなど特定の治療上の利点を得ることができ、または生物学的サンプルの特徴付けに対する標準として有用な化合物を提供することができる。一般式(I)中の同位体が富化されている化合物は、当業者に周知の従来技術により、または適切な同位体が富化されている試薬および/または中間体を使用して本明細書でのスキームおよび実施例に記載されているものと類似のプロセスにより、過度の試験を行うことなく調製することができる。
他の使用およびアッセイ
式(I)の化合物は、グリコシダーゼ酵素、好ましくはO−GlcNAcアーゼ酵素の活性をモジュレートする化合物についてのスクリーニングアッセイに使用することができる。モデル基質からのO−GlcNAcのO−GlcNAcアーゼ依存性切断を阻害する試験化合物の能力を、本明細書中に記載されているまたは当業者に公知の任意のアッセイを使用して測定することができる。例えば、当技術分野で公知の蛍光またはUVベースのアッセイを使用することができる。「試験化合物」は、任意の天然由来のまたは人工の化合物であり得る。試験化合物は、限定されないが、ペプチド、ポリペプチド、合成有機分子、天然有機分子、および核酸分子を含み得る。試験化合物は、例えば、O−GlcNAcのO−GlcNAcアーゼ依存性切断の阻害を妨げることにより、または式(I)の化合物で誘導された任意の生物学的応答を妨げることにより、式(I)の化合物などの公知の化合物と「競合する」ことができる。
一般的に、試験化合物は、式(I)の化合物または他の基準化合物と比較して、10%〜200%の間、または500%超の任意の値のモジュレーションを示すことができる。例えば、試験化合物は、少なくとも10%〜200%の任意の正または負の整数のモジュレーション、または少なくとも30%〜150%の任意の正または負の整数のモジュレーション、または少なくとも60%〜100%の任意の正または負の整数のモジュレーション、または100%超の任意の正または負の整数のモジュレーションを示すことができる。負のモジュレーターである化合物は一般的に、公知の化合物と比較して、モジュレーションを低減し得、正のモジュレーターである化合物は一般的に、公知の化合物と比較してモジュレーションを増加させ得る。
一般的に、試験化合物は、天然物または合成(または半合成)抽出物の両方の大型ライブラリー、または当技術分野で公知の方法による化学物質ライブラリーから同定され得る。創薬および開発の分野の当業者であれば、試験抽出物または化合物の正確な供給源は、本発明の方法(複数可)にとって重要ではないことを理解するであろう。したがって、実質的にあらゆる数の化学抽出物または化合物を、本明細書中に記載されている例示的方法を使用してスクリーニングすることができる。このような抽出物または化合物の例として、限定されないが、植物、真菌、原核生物または動物をベースとする抽出物、発酵ブロス、および合成化合物、ならびに既存の化合物の修飾を挙げることができる。限定されないが、サッカライド、脂質、ペプチド、および核酸をベースとする化合物を含み得る任意の数の化合物が、ランダム合成にまたは指向性合成(例えば、半合成または全合成)を生み出すために多くの方法がまた利用可能である。合成化合物ライブラリーは市販されている。代替的に、細菌、真菌、植物、および動物抽出物の形態の天然化合物ライブラリーは、Biotics(Sussex、UK)、Xenova(Slough、UK)、Harbor Branch Oceanographic Institute(Ft.Pierce、FL、USA)、およびPharmaMar、MA、USAを含めた多数の供給元から市販されている。さらに、天然および合成で生成されたライブラリーは、所望する場合、当技術分野で公知の方法に従い、例えば、標準的抽出および分画方法によって生成され得る。さらに、所望する場合、任意のライブラリーまたは化合物は、標準的な化学的、物理的、または生化学的方法を使用して容易に改変され得る。
粗抽出物が、O−GlcNAcのO−GlcNAcアーゼ依存性切断の阻害、または式(I)の化合物により誘導されるあらゆる生物学的応答をモジュレートすることが判明した場合、観測された効果に関与する化学構成要素を単離するために、陽性のリード抽出物のさらなる分画が必要であり得る。よって、抽出、分画、および精製プロセスの目的は、O−GlcNAcアーゼ阻害活性を有する粗抽出物内の化学物質の慎重な特徴付けおよび同定である。化合物の混合物における活性の検出に対して本明細書中に記載されている同じアッセイを使用することによって、活性成分を精製し、その誘導体を試験することができる。このような不均一な抽出物の分画および精製の方法は、当技術分野で公知である。所望する場合、処置に対して有用な薬剤であることが示されている化合物を、当技術分野で公知の方法に従い化学的に改変し得る。治療的価値、予防的価値、診断的価値、または他の価値があると同定された化合物は、その後、本明細書中に記載されているまたは当技術分野で公知の適切な動物モデルを使用して分析することができる。
一部の実施形態では、1つ以上の化合物は、O−GlcNAcアーゼの欠損、O−GlcNAcアーゼの過剰発現、O−GlcNAcの蓄積、O−GlcNAcの枯渇に関連し得る疾患または障害を研究するための、ならびにO−GlcNAcアーゼの欠損もしくは過剰発現、またはO−GlcNAcの蓄積もしくは枯渇に関連し得る疾患および障害の処置を研究するための動物モデルの開発に有用であり得る。このような疾患および障害として、アルツハイマー病、およびがんを含めた神経変性疾患を挙げることができる。
本発明の様々な代替の実施形態および実施例が本明細書中に記載されている。これらの実施形態および実施例は例示的なものであり、本発明の範囲を限定するものとして解釈されるべきではない。
以下の実施例は、本発明の実施形態を例示することを意図し、限定された方式で解釈されることを意図するものではない。
略語
AcCl=塩化アセチル
BocO=ジ−tert−ブチルジカーボネート
BzCl=塩化ベンゾイル
DCM=ジクロロメタン
DIPEA=ジイソプロピルエチルアミン
DMF=N,N−ジメチルホルムアミド
DMSO=ジメチルスルホキシド
EtN=トリエチルアミン
EtO=ジエチルエーテル
TFA=2,2,2−トリフルオロ酢酸
THF=テトラヒドロフラン
実施例1
(3aS,5R,6S,7R,7aR)−2−(エチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジオール
(3R,4R,5S,6R)−3−アミノ−6−(ヒドロキシメチル)テトラヒドロ−2H−チオピラン−2,4,5−トリオールヒドロクロリド(1.3g、5.6mmol)の乾燥DMF(15mL)溶液に、DIEA(3ml、17.3mmol)およびBoc無水物(1.8g、8.4mmol)を添加した。混合物を室温で24時間撹拌した。DMFを減圧下で蒸発させ、シリカゲルの自動フラッシュカラムクロマトグラフィー(100%EtOAc)によって粗生成物を精製して、灰白色の固体(1.25g、75%)としてtert−ブチル((2S,3R,4R,5S,6R)−2,4,5−トリヒドロキシ−6−(ヒドロキシメチル)テトラヒドロ−2H−チオピラン−3−イル)カルバメートを得た。1H NMR(500MHz,MeOD)δ 4.89(d,J=2.75Hz,1H),3.91-3.88(dd,J=11.4,3.8Hz,1H),3.85-3.82(dd,J=11.4,5.9Hz,1H),3.80-3.76(m,1H),3.62-3.56(m,2H),3.28-3.22(m,1H),1.46(s,9H)。
上記材料(1.25g、4.3mmol)のピリジン(20ml)溶液に、無水酢酸(4ml、43mmol)を添加した。室温で一晩撹拌した反応混合物をEtOAc(100mL)で希釈した。1N HCl、飽和NaHCOおよび食塩水で有機物を洗浄し、無水NaSOで乾燥させ、濃縮した。シリカゲルの自動フラッシュカラムクロマトグラフィー(1:1 EtOAc:ヘキサン)によって残留物を精製して、白色の固体(1.34g、67.2%)として(2S,3R,4R,5S,6R)−6−(アセトキシメチル)−3−((tert−ブトキシカルボニル)アミノ)テトラヒドロ−2H−チオピラン−2,4,5−トリイルトリアセテートを得た。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ 5.94(d,J=2.8Hz,1H),5.38-5.31(dd,J=10.7,9.6Hz,1H),5.15(t,J=10.5Hz,1H),4.72(d,J=9.5Hz,1H),4.38-4.29(m,2H),4.06-4.01(dd,J=12.0,3.0Hz,1H),3.50-3.44(ddd,J=10.7,4.9,3.2Hz,1H),2.18(s,3H),2.06(s,3H),2.04(s,3H),2.03(s,3H),1.40(s,9H)。
上記材料(4.6g、10mmol)を50%TFA/DCM(60mL)に0℃で入れ、この温度で30分間撹拌し、その後2.5時間かけて室温まで徐々に加温した。反応混合物を蒸発乾固した。残留物をDCM(100mL)に再溶解し、飽和NaHCO(2×50mL)、食塩水で洗浄し、無水NaSOで乾燥させ、濃縮して、白色の固体(3.3g、90.8%)として(2S,3R,4R,5S,6R)−6−(アセトキシ
メチル)−3−アミノテトラヒドロ−2H−チオピラン−2,4,5−トリイルトリアセテートを得た。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ 5.90(d,J=2.8Hz,1H),5.29-5.23(dd,J=10.7,9.6Hz,1H),5.16-5.10(dd,J=10.0,9.8Hz,1H),4.39-4.34(dd,J=12.0,4.9Hz,1H),4.04-3.99(dd,J=12.0,3.1Hz,1H),3.54-3.48(ddd,J=10.7,4.9,3.1Hz,1H),3.38-3.33(dd,J=10.2,2.6Hz,1H),2.18(s,3H),2.09(s,3H),2.05(s,3H),2.03(s,3H)。
上記材料(3.3g、9.08mmol)の乾燥THF(30mL)溶液に、エチルイソチオシアネート(1.6mL、18.1mmol)を添加した。室温で一晩撹拌した反応混合物をEtOAc(100mL)で希釈した。食塩水で有機物を洗浄し、無水NaSOで乾燥させ、濃縮した。シリカゲルの自動フラッシュカラムクロマトグラフィー(8:2 EtOAc:ヘキサン)によって残留物を精製して、白色の固体(3.8g、92.8%)として(2S,3R,4R,5S,6R)−6−(アセトキシメチル)−3−(3−エチルチオウレイド)テトラヒドロ−2H−チオピラン−2,4,5−トリイルトリアセテートを得た。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ 6.27(bs,1H),5.94(bs,1H),5.84(d,J=5.6Hz,1H),5.48-5.42(dd,J=10.8,9.0Hz,1H),5.28-5.22(dd,J=10.9,9.1Hz,1H),5.21-5.15(m,1H),4.40-4.35(dd,J=12.0,4.8Hz,1H),4.07-4.02(dd,J=12.1,3.1Hz,1H),3.50-3.45(ddd,J=10.8,4.7,3.1Hz,1H),3.30-3.15(m,2H),2.17(s,3H),2.08(s,3H),2.05(s,3H),2.04(s,3H),1.19(t,J=7.2Hz,3H)。
上記材料(3.50g、7.76mmol)のDMF(15mL)溶液に、ヒドラジンアセテート(0.79g、8.57mmol)を室温で添加した。混合物を5〜6時間撹拌し、EtOAc(100mL)で希釈した。食塩水で有機物を洗浄し、無水NaSOで乾燥させ、濃縮した。シリカゲルの自動フラッシュカラムクロマトグラフィー(8:2 EtOAc:ヘキサン)によって残留物を精製して、白色の固体(3.02g、95.2%)として(2R,3S,4R,5R,6S)−2−(アセトキシメチル)−5−(3−エチルチオウレイド)−6−ヒドロキシテトラヒドロ−2H−チオピラン−3,4−ジイルジアセテートを得た。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ 6.29(bs,1H),5.42-5.37(dd,J=10.1,9.5Hz,1H),5.36-5.31(dd,J=10.0,9.5Hz,1H),5.29-5.26(bs,1H),5.09-5.00(t,J=8.0Hz,1H),4.39-4.34(dd,J=12.0,4.8Hz,1H),4.15-4.09(m,2H),3.69-3.63(ddd,J=10.0,4.4,3.7Hz,1H),3.47-3.20(m,2H),2.08(s,3H),2.05(s,3H),2.04(s,3H),1.21(t,J=7.2Hz,3H)。
上記材料(0.52g、1.27mmol)のアセトン(15mL)溶液に、ヨードメタン(0.162mL、2.6mmol)を室温で添加した。混合物を一晩撹拌し、飽和NaHCO水溶液(2mL)を添加し、室温でさらに10分間撹拌した。EtOAc(50mL) 飽和NaHCO水溶液(20mL)で混合物をさらに希釈し、EtOAc(2×30mL)で抽出した。合わせた抽出物を食塩水で洗浄し、NaSOで乾燥させた。溶媒を減圧下で蒸発させ、シリカゲルの自動フラッシュカラムクロマトグラフィー(100%EtOAc)によって粗残留物を精製して、灰白色の固体(0.35g、73.7%)として(3aS,5R,6S,7R,7aR)−5−(アセトキシメチル)−2−(エチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジイルジアセテートを得た。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ 5.60(d,J=7.8Hz,1H),5.16-5.13(dd,J=10.6,5.5Hz,1H),5.12-5.09(dd,J=10.0,5.4Hz,1H),4.34-4.30(dd,J=7.8,6.1Hz,1H),4.28-4.23(dd,J=11.8,5.4Hz,1H),4.17-4.12(dd,J=11.9,3.6Hz,1H),3.48-3.42(ddd,J=9.4,5.4,3.6Hz,1H),3.31-3.18(m,2H),2.09(s,3H),2.07(s,3H),2.06(s,3H),1.18(t,J=7.2Hz,3H)。
上記材料(0.26g、0.7mmol)のエタノール(4mL)溶液に、KCN(0.13g、2.1mmol)を室温で添加した。混合物を48時間撹拌し、DCM(3mL)で希釈した。混合物をシリカゲルカラム(8:2 DCM:MeOH)にロードして、白色の固体(0.074g、42.8%)として純粋な(3aS,5R,6S,7R,
7aR)−2−(エチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−6,7−ジオールを得た。1H
NMR(400MHz,MeOD)δ 5.59(d,J=7.2Hz,1H),3.93-3.88(dd,J=11.5,3.6Hz,1H),3.89-3.85(t,J=7.3Hz,1H),3.76-3.71(dd,J=11.4,6.5Hz,1H),3.54-3.48(dd,J=9.7,8.0Hz,1H),3.41-3.36(t,J=7.6Hz,1H),3.20-3.13(m,2H),3.03-2.98(ddd,J=9.7,6.4,3.6Hz,1H),1.14(t,J=7.2Hz,3H). 13C NMR(100MHz,CD3OD)δ 164.57,84.57,79.59,74.22,71.33,63.75,47.27,38.91,16.00;MS,m/z=249.09(M+1)。
実施例2
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−2−(エチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール
(2S,3R,4R,5S,6R)−6−(アセトキシメチル)−3−(3−エチルチオウレイド)テトラヒドロ−2H−チオピラン−2,4,5−トリイルトリアセテート(0.2g、0.4mmole)の氷酢酸(3mL)撹拌溶液に、HBr/AcOH溶液(4.5mL)を非常にゆっくりと0℃で添加した。添加後、反応物を室温に加温し、さらに1時間撹拌した。DCM(50mL)で反応混合物を希釈し、飽和NaHCO溶液(2×30mL)、食塩水で洗浄し、無水NaSOで乾燥させ、減圧下で濃縮した。シリカゲルの自動フラッシュカラムクロマトグラフィー(60:40 EtOAc:ヘキサン)によって粗残留物を精製して、褐色の固体(0.087g、50%)として(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(アセトキシメチル)−2−(エチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジイルジアセテートを得た。1H NMR(500MHz,MeOD)δ 5.40(d,J=5.8Hz,1H),5.16-5.23(m,2H),4.47-4.43(dd,J=12.0,5.3Hz,1H),4.22(t,J=6.4Hz,1H),4.14-4.10(dd,J=12.0,3.2Hz,1H),3.70-3.66(ddd,J=9.4,5.0,3.2Hz,1H),3.29-3.14(m,2H),2.07(s,3H),2.05(s,3H),2.04(s,3H),1.15(t,J=7.2Hz,3H)。
上記材料(0.17g、0.43mmol)のエタノール(4mL)溶液に、KCN(0.084g、1.3mmol)を室温で添加した。混合物を48時間撹拌し、DCM(3mL)で希釈した。混合物をシリカゲルカラム(8:2 DCM:MeOH)にロードして、白色の固体(0.057g、50.6%)として純粋な(3aR,5R,6S,7R,7aR)−2−(エチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオールを得た。1H NMR(500MHz,MeOD)δ 5.29(d,J=5.9Hz,1H),3.99-3.95(dd,J=11.5,3.7Hz,1H),3.94-3.92(dd,J=6.1,2.0Hz,1H),3.85-3.81(dd,J=11.5,6.5Hz,1H),3.59-3.53(m,2H),3.37-3.26(m,2H),3.20-3.15(m,1H),1.19(t,J=7.2,3H). 13C NMR(100MHz,CD3OD)δ 164.36,77.71,76.77,74.68,63.24,55.56,47.93,41.10,15.50;MS,m/z=265.06(M+1)。
実施例3
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−(プロピルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール
実施例1および2に記載されているものと類似の手順を使用して、(2S,3R,4R,5S,6R)−6−(アセトキシメチル)−3−アミノテトラヒドロ−2H−チオピラン−2,4,5−トリイルトリアセテートから、(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(アセトキシメチル)−2−(プロピルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジイルジアセテートを調製した。0.5M NH/MeOH(8mL)溶液を(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(アセトキシメチル)−2−(プロピルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジイルジアセテート(0.16g、0.4mmol)に添加し、得られた混合物を室温で6時間撹拌し、続いて、溶媒を蒸発させた。粗混合物をシリカゲルカラム(8:2 DCM:MeOH)にロードして、白色の固体(0.087g、78%)として純粋な(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−(プロピルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオールを得た。1H NMR(500MHz,MeOD)δ 5.26(d,J=5.95Hz,1H),3.98-3.95(dd,J=11.5,3.6Hz,1H),3.94-3.91(ddd,J=8.2,6.1,1.8Hz,1H),3.58-3.53(m,2H),3.28-3.19(m,2H),3.18-3.14(m,1H),1.63-1.56(m,2H),0.96(t,J=7.4,3H). 13C NMR(100MHz,CD3OD)δ 165.40,77.30,77.13,73.92,74.68,62.52,54.79,46.98,23.59,11.69;MS,m/z=279.09(M+1)。
実施例4
(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール
実施例2および3に記載されているものと類似の手順を使用して、(2S,3R,4R,5S,6R)−6−(アセトキシメチル)−3−アミノテトラヒドロ−2H−チオピラン−2,4,5−トリイルトリアセテートから、(3aR,5R,6S,7R,7aR)−5−(ヒドロキシメチル)−2−(メチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオールを調製した。1H NMR(500MHz,CD3OD)δ 5.29(d,J=5.95Hz,1H),3.99-3.95(dd,J=11.5,3.6Hz,1H),3.95-3.92(m,1H),3.85-3.80(dd,J=11.5,6.5Hz,1H),(3.59-3.53(m,2H),3.19-3.14(m,1H),2.88(s,3H).
13C NMR(100MHz,CD3OD)δ 165.81,77.97,77.22,73.93,62.57,55.30,47.03,30.16;MS,m/z=251.06(M+1)。
実施例5
(3aR,5S,6S,7R,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−2−(エチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール
(1S)−(+)−10−カンファースルホン酸(0.7g、3.0mmol)を、(3aR,5R,6S,7R,7aR)−2−(エチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール(0.49、2mmol)、2,3−ブタンジオン(0.82mL、9.4mmol)およびオルトギ酸トリメチル(2.2mL、20mmol)の無水メタノール(6mL)撹拌溶液に添加した。混合物を65℃で48時間加熱した。15℃に冷却し、10重量%の炭酸カリウム水溶液(6mL)でクエンチした。EtOAc(3×40mL)で抽出し、無水NaSOで乾燥させ、濃縮し、シリカゲルの自動フラッシュカラムクロマトグラフィー(DCM/MeOH、95:5)によって精製して、白色の結晶固体(0.67g、92.5%)として((3aR,5R,5aS,7S,8S,9aR,9bR)−2−(エチルアミノ)−7,8−ジメトキシ−7,8−ジメチル−5,5a,7,8,9a,9b−ヘキサヒドロ−3aH−[1,4]ジオキシノ[2’,3’:4,5]チオピラノ[3,2−d]チアゾール−5−イル)メタノールを得た。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ 5.14(d,J=6.0Hz,1H),4.08-4.04(dd,J=8.9,6.1Hz,1H),3.93-3.83(m,3H),3.82-3.76(m,1H),3.42-3.37(m,1H),3.31-3.21(m,2H),3.28(s,3H),3.21(s,3H),1.29(s,3H),1.27(s,3H),1.14(t,J=7.2,3H)。
((3aR,5R,5aS,7S,8S,9aR,9bR)−2−(エチルアミノ)−7,8−ジメトキシ−7,8−ジメチル−5,5a,7,8,9a,9b−ヘキサヒドロ−3aH−[1,4]ジオキシノ[2’,3’:4,5]チオピラノ[3,2−d]チアゾール−5−イル)メタノール(0.32g、0.85mmol)のDCM(10mL)溶液に、DIPEA(0.4mL、2.5mmol)およびBoc無水物(0.27g、1.27mmol)を添加し、混合物を室温で一晩撹拌した。食塩水(30mL)で洗浄し、無水硫酸ナトリウムで乾燥させ、有機物を濃縮し、シリカゲルの自動フラッシュカラムクロマトグラフィー(EtOAc/ヘキサン、4:6)によって精製して、灰白色の結晶固体(0.32g、78.8%)としてtert−ブチルエチル((3aR,5R,5aS,7S,8S,9aR,9bR)−5−(ヒドロキシメチル)−7,8−ジメトキシ−7,8−ジメチル−5,5a,7,8,9a,9b−ヘキサヒドロ−3aH−[1,4]ジオキシノ[2’,3’:4,5]チオピラノ[3,2−d]チアゾール−2−イル)カルバメートを得た。1H NMR(400MHz,CDCl3)δ 4.93(d,J=6.9Hz,1H),4.22-4.18(dd,J=8.6,6.9Hz,1H),3.97-3.89(m,3H),3.88-3.83(m,3H),3.40-3.32(m,1H),3.29(s,3H),3.21(s,3H),1.52(s,9H),1.31(s,3H),1.28(s,3H),1.15(t,J=7.0,3H)。
tert−ブチルエチル((3aR,5R,5aS,7S,8S,9aR,9bR)−5−(ヒドロキシメチル)−7,8−ジメトキシ−7,8−ジメチル−5,5a,7,8,9a,9b−ヘキサヒドロ−3aH−[1,4]ジオキシノ[2’,3’:4,5]チオピラノ[3,2−d]チアゾール−2−イル)カルバメート(0.21g、0.45mmol)の乾燥ジクロロメタン(6mL)溶液に、デス−マーチンペルヨージナン(0.28g、0.67mmol)を0℃で添加した。反応物を0℃で10分間撹拌し、出発材料が完全に消費されたら次に室温で1.5時間撹拌した。1:1 1M Na:飽和NaHCO(10mL)で反応混合物を希釈し、10分間撹拌した。DCM層を分離し、無水NaSOで乾燥させ、濃縮して、粗製の泡状固体tert−ブチルエチ
ル((3aR,5S,5aS,7S,8S,9aR,9bR)−5−ホルミル−7,8−ジメトキシ−7,8−ジメチル−5,5a,7,8,9a,9b−ヘキサヒドロ−3aH−[1,4]ジオキシノ[2’,3’:4,5]チオピラノ[3,2−d]チアゾール−2−イル)カルバメート(0.21g粗製)を得た。生成物をさらに精製せずに次の反応に進めた。
粗製のtert−ブチルエチル((3aR,5S,5aS,7S,8S,9aR,9bR)−5−ホルミル−7,8−ジメトキシ−7,8−ジメチル−5,5a,7,8,9a,9b−ヘキサヒドロ−3aH−[1,4]ジオキシノ[2’,3’:4,5]チオピラノ[3,2−d]チアゾール−2−イル)カルバメート(0.21g、0.45mmol)をDCM(6mL)に入れ、−78℃に冷却した。−78℃で撹拌しながら、ジエチルアミノサルファトリフルオリド(DAST)(0.25mL、1.8mmol)を滴下して添加した。添加後、冷却浴を除去し、反応混合物を室温で一晩撹拌した。飽和NaHCO溶液(10mL)で反応物を希釈した。DCM層を分離し、無水NaSOで乾燥させ、濃縮した。シリカゲルカラムクロマトグラフィー(EtoAc/ヘキサン、1:4)によって粗残留物を精製して、泡状固体としてtert−ブチル((3aR,5S,5aS,7S,8S,9aR,9bR)−5−(ジフルオロメチル)−7,8−ジメトキシ−7,8−ジメチル−5,5a,7,8,9a,9b−ヘキサヒドロ−3aH−[1,4]ジオキシノ[2’,3’:4,5]チオピラノ[3,2−d]チアゾール−2−イル)(エチル)カルバメート(0.14g、62%)を得た。1H NMR(500MHz,CDCl3)δ 6.14(td,J=56.1,2.9Hz,1H),4.98(d,J=6.8Hz,1H),4.23(t,J=7.0Hz,1H),4.07-4.01(m,2H),3.98-3.88(m,2H),3.43-3.33(m,1H),3.28(s,3H),3.27(s,3H),1.51(s,9H),1.33(s,3H),1.29(s,3H),1.16(t,J=7.0,3H)。
tert−ブチル((3aR,5S,5aS,7S,8S,9aR,9bR)−5−(ジフルオロメチル)−7,8−ジメトキシ−7,8−ジメチル−5,5a,7,8,9a,9b−ヘキサヒドロ−3aH−[1,4]ジオキシノ[2’,3’:4,5]チオピラノ[3,2−d]チアゾール−2−イル)(エチル)カルバメート(0.14g、0.28mmol)を90%TFA/HO(10mL)に0℃で入れ、この温度で1時間撹拌し、その後1時間かけて室温に徐々に加温した。反応混合物を蒸発乾固し、0.5M NH/MeOH(5mL)溶液を添加して、反応物を中和した。反応混合物を再度濃縮し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(DCM/MeOH、95:5v/v)によって粗残留物を精製して、白色の固体として(3aR,5S,6S,7R,7aR)−5−(ジフルオロメチル)−2−(エチルアミノ)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオール(0.059g、75%)を得た。1H NMR(400MHz,MeOD)δ 6.32(td,J=56.0,2.3Hz,1H),5.32(d,J=5.8Hz,1H),4.06-4.02(m,1H),3.78-3.69(m,2H),4.22(t,J=5.9Hz,1H),4.01(t,J=4.6Hz,1H),3.76-3.70(m,2H),3.39-3.28(m,3H),1.20(t,J=7.2Hz,3H).). 13C NMR(100MHz,MeOD)δ 165.74,117.18(t,JC6,F240.0Hz,C-6),78.06,76.94(d.J=1.5Hz),71.81(dd,J=5.3,1.0Hz),55.65,53.14,41.10,15.50.ES/MS:285.06[M+1]。
本明細書に概説されるスキームおよび実施例と類似の手順にしたがって、表1に示されている実施例6〜39を合成する。
実施例40
(3aS,7aR)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−2−アミン骨格を含有する化合物の一般的な合成方法
スキーム1〜3に概説されている一般的な手順は、式(Ia)の化合物またはその薬学的に許容され得る塩の調製方法を提供する。スキーム1において、チオ尿素基質を環化し、対応する(3aS,7aR)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−2−アミン化合物を提供するために、前記方法は、適切な溶媒中において、ヨウ化メチルで該チオ尿素基質(例えば、A)を処理することを含む。
スキーム2において、脱離基Xを含有する対応する基質(例えば、C)を生成するために、前記方法は、以下の表から選択される条件で尿素基質(例えば、B)を処理することを含む。続いて、適切な溶媒中においてルイス酸で処理することにより、基質が環化されて、対応する(3aS,7aR)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−2−アミン化合物が得られる。

スキーム3において、対応する(3aS,7aR)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]オキサゾール−2−アミン化合物を提供するために
、前記方法は、示されているようにチオアルコキシ置換中間体(例えば、D)を生成し、次いで、チオアルコキシ基をアミンで置き換えることを含む。

実施例41
(3aR,7aR)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−2−アミン骨格を含有する化合物の一般的な合成方法
スキーム4〜6に概説されている一般的な手順は、式(Ib)の化合物またはその薬学的に許容され得る塩の調製方法を提供する。スキーム4において、チオ尿素基質を環化し、対応する(3aR,7aR)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−2−アミン化合物を提供するために、前記方法は、適切な溶媒中において、HBrで該チオ尿素基質(例えば、E)を処理することを含む。
スキーム5において、脱離基Xを含有する対応する基質(例えば、G)を生成するために、前記方法は、以下の表から選択される条件でチオ尿素基質(例えば、F)を処理することを含む。続いて、適切な溶媒中においてルイス酸で処理することにより、基質が環化されて、対応する(3aR,7aR)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−2−アミン化合物が得られる。

スキーム6において、対応する(3aR,7aR)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−チオピラノ[3,2−d]チアゾール−2−アミン化合物を提供するために、前記方法は、示されているようにアルコキシ置換中間体(例えば、H)を生成し、次いで、アルコキシ基をアミンで置き換えることを含む。
生物活性
O−GlcNAcアーゼ活性の阻害についてのK値を決定するためのアッセイ
動力学的分析のための実験手順:ddHO中に溶解した2mMの4−メチルウンベリフェリルN−アセチル−β−D−グルコサミニド二水和物(Sigma M2133)を基質として使用して、50mMのNaHPO、100mMのNaClおよび0.1%BSA(pH7.0)を含有する反応物中で酵素反応を行った。反応に使用した精製ヒトO−GlcNAcアーゼ酵素の量は0.7nMであった。様々な濃度の試験化合物を反応開始前に酵素に加えた。96ウェルプレート内で反応を室温で実施し、基質を添加することによって開始した。蛍光性生成物の生成は、検量線を作成するために使用した4−メチルウンベリフェロン(Sigma M1381)を用い、355nMで励起し発光を460nMで検出するTecan Infinite M200プレートリーダーを用いて、60秒ごとに45分間測定した。各濃度の試験化合物について、生成物の生成の勾配を求め、シグモイド用量反応曲線用の検量線フィッティングアルゴリズムを使用してプロットした。データの4パラメーターロジスティック曲線あてはめの値を決定した。
Cheng−Prusoff式を使用してK値を決定した;基質に対するO−GlcNAcアーゼのKは0.2mMであった。
本発明の多くの化合物は、O−GlcNAcアーゼの阻害について、0.1nM〜50μMの範囲のK値を示している。
β−ヘキソサミニダーゼ活性の阻害についてのK値を決定するためのアッセイ
動力学的分析のための実験手順:ddHO中に溶解した2mMの4−メチルウンベリフェリルN−アセチル−β−D−グルコサミニド二水和物(Sigma M2133)を基質として使用して、50mMのNaHPO、100mMのNaClおよび0.1%BSA(pH7.0)を含有する反応物中で酵素反応を行った。反応に使用した精製ヒトβ−ヘキソサミニダーゼ酵素の量は24nMであった。様々な濃度の試験化合物を反応開始前に酵素に加えた。96ウェルプレート内で反応を室温で実施し、基質を添加することによって開始した。蛍光性生成物の生成は、検量線を作成するために使用した4−メチルウンベリフェロン(Sigma M1381)を用い、355nMで励起し発光を460nMで検出するTecan Infinite M200プレートリーダーを用いて、60秒ごとに45分間測定した。各濃度の試験化合物について、生成物の生成の勾配を求め、シグモイド用量反応曲線用の検量線フィッティングアルゴリズムを使用してプロットした。データの4パラメーターロジスティック曲線あてはめの値を決定した。
Cheng−Prusoff式を使用して、K値を決定した。
本アッセイで試験したところ、本明細書中に記載されている化合物の多くは、β−ヘキソサミニダーゼの阻害について、10nM〜100uM超の範囲のK値を示している。
β−ヘキソサミニダーゼに対するO−GlcNAcアーゼの阻害の選択性比をここで定義する:
(β−ヘキソサミニダーゼ)/K(O−GlcNAcアーゼ)
一般的に、本明細書中に記載されている化合物の多くは、約10〜100000の範囲の選択性比を示す。よって、本発明の化合物の多くは、β−ヘキソサミニダーゼに対するO−GlcNAcアーゼの阻害について高い選択性を示す。
O−GlcNAcアーゼ活性を阻害する化合物の細胞活性を決定するためのアッセイ
細胞タンパク質からO−GlcNAcを除去するO−GlcNAcアーゼの阻害は、細胞におけるO−GlcNAc化タンパク質レベルの増加をもたらす。O−GlcNAc化タンパク質の増加は、RL−2などのO−GlcNAc化タンパク質に結合する抗体により測定することができる。O−GlcNAc化タンパク質:RL2抗体相互作用の量は、酵素結合免疫吸着測定法(ELISA)手順で測定することができる。
内因性レベルのO−GlcNAcアーゼを発現する様々な組織培養物細胞株を利用することができる;例として、ラットPC−12、およびヒトU−87、またはSK−N−SH細胞が挙げられる。このアッセイでは、ラットPC−12細胞を96ウェルプレートに細胞約10,000個/ウェルをまく。試験すべき化合物をDMSO中、2または10mM原液に溶解し、次いでTecan workstationを使用して2段階工程でDMSOおよび水で希釈する。希釈化合物で細胞を24時間処理して(200μLの1ウェル体積に5.4μL)、化合物濃度依存的な反応を測定するのに望ましい最終阻害剤濃度にし、典型的には、10段階3倍希釈工程(10μMから開始)を使用して、濃度反応曲線を決定する。細胞溶解物を調製するために、化合物処理細胞から培地を除去し、細胞を
リン酸緩衝食塩水(PBS)で1回洗浄し、次いでプロテアーゼ阻害剤およびPMSFを含む50μLのPhosphosafe試薬(Novagen Inc、Madison、WI)中、室温で5分間溶解する。細胞溶解物を回収し、新たなプレートに移し、次いでこれをアッセイプレートに直接コーティングするか、またはELISA手順で使用するまで−80℃で凍結する。所望の場合、BCA方法を使用し、20μLのサンプルを使用して、サンプルの全タンパク質濃度を決定する。
100μL/ウェルの細胞溶解物(プロテアーゼ阻害剤、ホスファターゼ阻害剤、およびPMSFを含有するPBSによる溶解物の1:10希釈物)によって4℃で一晩コーティングした黒色Maxisorp96ウェルプレートで、アッセイのELISA部分を実施する。翌日、300μL/ウェルの洗浄緩衝液(0.1%Tween20を含むトリス緩衝食塩水)でウェルを3回洗浄する。100μL/ウェルのブロッキング緩衝液(0.05%Tween20および2.5%ウシ血清アルブミンを含むトリス緩衝食塩水)でウェルをブロッキングする。次いで、300μL/ウェルの洗浄緩衝液で各ウェルを2回洗浄する。ブロッキング緩衝液で1:1000希釈した抗O−GlcNAc抗体RL−2(Abcam、Cambridge、MA)を100μL/ウェル加える。プレートを密封し、穏やかに振盪しながら37℃で2時間インキュベートする。次いで、300μL/ウェルの洗浄緩衝液でウェルを3回洗浄する。結合したRL−2の量を検出するために、セイヨウワサビペルオキシダーゼ(HRP)コンジュゲートヤギ抗マウス二次抗体(ブロッキング緩衝液で1:3000希釈)を100μL/ウェル加える。穏やかに振盪しながら、プレートを37℃で60分間インキュベートする。次いで、300μL/ウェルの洗浄緩衝液で各ウェルを3回洗浄する。検出試薬(100μL/ウェルのAmplex Ultra Red試薬(30μLの10mM Amplex Ultra Red原液を、18μLの3%過酸化水素Hを含む10mLのPBSに添加することによって調製))を加える。検出反応物を室温で15分間インキュベートし、次いで励起530nmおよび発光590nmで読む。
ELISAアッセイで検出したO−GlcNAc化タンパク質の量を、シグモイド用量反応曲線用の検量線フィッティングアルゴリズムを使用して各濃度の試験化合物についてプロットする。データの4パラメーターロジスティック曲線あてはめの値を決定する(曲線の変曲点が、試験化合物の効力値である)。
見かけ浸透性(Papp)を決定するためのアッセイ
見かけ浸透性(Papp)を決定するために、LLC−PK1細胞中の双方向輸送を評価した。LLC−PK1細胞は、強固な単層を形成することができ、したがってこれを使用することによって、基底側から先端側(B→A)および先端側から基底側(A→B)への化合物のベクトル輸送を評価することができる。
appを決定するために、LLC−PK1細胞を、96ウェルトランスウェル培養プレート(Millipore)内で培養した。試験化合物(1μM)を含有する溶液を、10mMのHEPESを含むハンクス平衡塩類溶液中で調製した。基質溶液(150μL)を、培養プレートの先端側(A)または基底側(B)のコンパートメントのいずれかに加え、緩衝液(150μL)を、化合物を含有するコンパートメントの反対のコンパートメントに加えた。t=3時間において、試験化合物を投与した単層の両側から50μLのサンプルを取り出し、96ウェルプレート内に置き、シンチラント(200μL)または内部標準(100μLのラベトロール1μM)をサンプルに加え、MicroBeta Wallac Triluxシンチレーションカウンター(Perkin Elmer Life Sciences、Boston、MA)で液体シンチレーションカウントにより、またはLCMS/MS(Applied Biosystems SCIEX API 5000三連四重極質量分析器)により濃度を決定した。[H]Verapam
il(1μM)をポジティブコントロールとして使用した。実験を3連で実施した。
t=3時間に採取したサンプルについて、以下の式で見かけ浸透性Pappを計算した:

式中、レセプターチャンバーの体積は、0.15mLであり;膜の面積は、0.11cmであり;初濃度は、t=3時間における、ドナーで測定した濃度と、レシーバーコンパートメントで測定した濃度との合計であり;濃度のΔは、3時間におけるレシーバーコンパートメントの濃度であり;時間のΔは、インキュベーション時間(3×60×60=10800秒)であった。Pappは、10−6cm/秒として表示した。Papp(LLC−PK1細胞)は、t=3時間における、AからBへの輸送のPappおよびBからAへの輸送のPappの平均である:
上記の結合アッセイ、細胞ベースのアッセイおよび浸透性アッセイからの代表的なデータを以下の表に示す。本発明の特定の化合物は、これらのアッセイの1つ以上において、優れた効力または浸透性を示す。比較のために、最初の表の記入事項は、国際公開第2008/025170号に開示されている(3aR,5R,6S,7R,7aR)−2−(エチルアミノ)−5−(ヒドロキシメチル)−5,6,7,7a−テトラヒドロ−3aH−ピラノ[3,2−d]チアゾール−6,7−ジオールのデータを示す。
1つ以上の実施形態に関して本発明を説明した。しかし、特許請求の範囲において定義された本発明の範囲から逸脱することなく、多数の変形および改変が可能であることが当業者には明らかであろう。


Claims (1)

  1. 明細書中に記載の発明
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