JP2024524493A - カスパーゼ-2阻害剤化合物 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規ペプチド誘導体、該誘導体を含む医薬組成物、ならびにカスパーゼ-2媒介疾患または障害の予防および/または処置におけるそれらの使用に関する。
カスパーゼは、進化的に保存されたシステイン依存性エンドプロテアーゼのファミリーであって、特定のアスパラギン酸残基の後のそれらの基質を加水分解するものである(Lamkanfi、2002)。カスパーゼは、アポトーシス(Ramirez and Salvesen、2018)、炎症(Vande Walle、2016)、細胞分化(Fernando、2002)および代謝(Shalini、2015)などの広範囲の生物学的活性に関連している。
カスパーゼは、炎症プロセスの調節に関与するもの(-1、-4、-5、-11、-12)と、アポトーシスの誘導および実行の中心にあるもの(2、-3、-7、-8、-9、-10)との2つの主要な群に分類される(Shalini、2015)。アポトーシスカスパーゼ酵素前駆体は、アポトーシスプログラムにおけるそれらの役割に基づいて、イニシエーター(initiator)またはエクセキューショナー(executioner)カスパーゼのいずれかとして分類される。上流のシグナル伝達において重要であるイニシエーターカスパーゼ(例えば、カスパーゼ-2、-8、および-9)は、アダプタータンパク質がそれらのプロドメインに結合することによって活性化されるようになる。この結合は、高分子量タンパク質複合体へのオリゴマー化を促進し、これが二量体化および活性酵素へのプロセシングをトリガーする。活性になると、イニシエーターカスパーゼは、タンパク質分解開裂を介してエクセキューショナーカスパーゼ(例えば、カスパーゼ-3および-7)を活性化する。次いで、エクセキューショナーカスパーゼは、タンパク質基質の切断に進み、細胞の組織的解体、最終的には細胞死をもたらす。
アポトーシス中のイニシエーターカスパーゼ活性化は、ミトコンドリア経路または内因性経路と死受容体経路または外因性経路との2つの主要な経路によって媒介される。内因性経路は、細胞ストレスに応答して活性化され(例えば、ROS、細胞傷害性薬物、DNA損傷)、イニシエーターカスパーゼ-2の活性化をもたらす(Shalini、2015)。活性カスパーゼ-2はBidを切断し、切断型Bid(tBid)はBaxおよびBakの調節を介してミトコンドリア透過化を活性化する(Enoksson、2004)。次いで、ミトコンドリアのシトクロムcがサイトゾルに放出され、Apaf-1のオリゴマー化を誘発し、アポトソームとして知られる大きな七量体複合体を形成する(Bao、2007)。アポトソームは、イニシエーターカスパーゼであるカスパーゼ-9を動員し活性化し、これは、エクセキューショナーカスパーゼであるカスパーゼ-3および-7を直接切断し活性化することができる(Bao、2007)。
外因性アポトーシス経路は、リガンドがその細胞外死受容体(例えば、TNFR、Fas、TRAIL)に結合することによって原形質膜で誘導される(Gaur、2003)。これは、FAS関連死ドメインタンパク質(FADD)および/またはTNFR関連死ドメインタンパク質(TRADD)および他の成分を含む死誘発シグナル伝達複合体(DISC)を介して、カスパーゼ-8または-10の動員および活性化を媒介する。カスパーゼ-8はまたBIDを切断して切断型(tBID)にし、これはミトコンドリア経路に関与してアポトーシス応答を増幅させる(Li、1998)。イニシエーターカスパーゼが外因性または内因性アポトーシス経路を介して活性化されると、それらはエフェクターカスパーゼ-3、-6および-7の活性化を媒介する(Bao、2007)。
カスパーゼ-2は、元々Need-2(マウスにおいて)またはIch-1(ヒトにおいて)と命名されており、C.elegans(Yuan、1993;Wang、1994;Kumar、1994)と55%の類似性を共有し、種全体で最も保存されたカスパーゼである。カスパーゼ-2は、N末端カスパーゼ動員ドメイン(CARD)、続けて活性部位を含有する大サブユニット(p19)および小サブユニット(p12)を含有する。したがって、カスパーゼ-2は、アポトーシスの内因性経路のイニシエーターであるカスパーゼ-9に最も似ている((Li and Yuan、2008)。しかしながら、カスパーゼ-9または外因性アポトーシスのアピカル(apical)カスパーゼ、カスパーゼ-8などの従来のイニシエーターカスパーゼとは対照的に、カスパーゼ-2は、カスパーゼ-3、-6または-7などのそれらの活性化のためにイニシエーターによって切断される必要があるアポトーシスエフェクターを処理しない(Guoら、2002;Van de Craenら、1999)。他のイニシエーターカスパーゼとは対照的に、カスパーゼ-2は、二量体化後に自己触媒開裂を受け、その初期活性化のために開裂を必要としない(B.C.Baliga 2004)。
カスパーゼ-2は、いくつかの細胞モデルにおいてDNA損傷後のアポトーシス経路のトリガーにおいて中心的役割を果たす核局在化シグナルの存在を含む、いくつかの固有の特徴を有する。さらに、カスパーゼ-2は、de novo脂質生成(Kim、2018)、代謝調節(Nutt、2005)、腫瘍抑制(Kumar、1995)、有糸分裂異常(Vitale、2011)、細胞周期調節(Sidi、2008)およびDNA修復(Vigneswara、2020)を含む非アポトーシスシグナル伝達経路であることが報告されている。
アポトーシスの増加による健康な組織内の生細胞の喪失は、多くのヒト障害ならびに環境、医学的毒性および病原体の発生および進行に寄与する(Singh、2019)。
カスパーゼ-2誘発性アポトーシスの増加は、種々の疾患または病態で報告されている。
・視神経損傷後の網膜神経節細胞(RGC)の喪失は、虚血性視神経症としてのある特定のヒト眼疾患の特徴である。ラットの視神経切断モデルでは、カスパーゼ-2がRGCにおいて発現および切断されることが見出された(Ahmed、2011)。
・新生児虚血性脳損傷では、虚血損傷は、酸化ストレス、炎症、および興奮毒性の複数の経路をトリガーし、カスパーゼ2活性化によって媒介されるアポトーシスによって虚血領域で大量の細胞死につながる(Carlsson、2011;Chauvier、2011)。
・脳卒中では、脳ニューロンのアポトーシスが、虚血/再灌流(I/R)損傷を引き起こす、一過性全虚血後の梗塞周囲ゾーンに生じる主要な病理学的変化である。脳ニューロンのアポトーシスは、脳卒中後に片麻痺、死亡、または認知障害を引き起こす可能性がある(Turkmen、2011)。脳卒中の動物モデルでは、I/R後にカスパーゼ2の発現および活性化が増加した。
・アルツハイマー病(AD)および他のタウオパチーでは、タウタンパク質は原線維を形成し、これは神経毒性であると考えられている。カスパーゼ-2はAsp314でタウを切断し、これは動物および細胞モデルにおいて認知およびシナプス機能の障害をもたらす。切断産物Δtau314は、フィブリル化に抵抗性であり、認知障害マウスおよびADを有するヒトの脳においてより高いレベルで存在する。カスパーゼ-2開裂に抵抗したタウ変異体の発現は、培養ニューロンにおいて、タウがスパインに浸潤し、グルタミン酸受容体の位置を変え、シナプス機能を損なうのを防ぎ、マウスの記憶障害および神経変性を防いだ(Zhao、2016)。
・カスパーゼ-2は、肥満、メタボリックシンドローム、および非アルコール性脂肪性肝疾患を促進する(Machado、2016;Kim、2018)。カスパーゼ-2の発現は、NAFLDを有する患者における肝疾患の重症度と強く相関していた(Machado、2015;Kim、2018)。
・視神経損傷後の網膜神経節細胞(RGC)の喪失は、虚血性視神経症としてのある特定のヒト眼疾患の特徴である。ラットの視神経切断モデルでは、カスパーゼ-2がRGCにおいて発現および切断されることが見出された(Ahmed、2011)。
・新生児虚血性脳損傷では、虚血損傷は、酸化ストレス、炎症、および興奮毒性の複数の経路をトリガーし、カスパーゼ2活性化によって媒介されるアポトーシスによって虚血領域で大量の細胞死につながる(Carlsson、2011;Chauvier、2011)。
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・アルツハイマー病(AD)および他のタウオパチーでは、タウタンパク質は原線維を形成し、これは神経毒性であると考えられている。カスパーゼ-2はAsp314でタウを切断し、これは動物および細胞モデルにおいて認知およびシナプス機能の障害をもたらす。切断産物Δtau314は、フィブリル化に抵抗性であり、認知障害マウスおよびADを有するヒトの脳においてより高いレベルで存在する。カスパーゼ-2開裂に抵抗したタウ変異体の発現は、培養ニューロンにおいて、タウがスパインに浸潤し、グルタミン酸受容体の位置を変え、シナプス機能を損なうのを防ぎ、マウスの記憶障害および神経変性を防いだ(Zhao、2016)。
・カスパーゼ-2は、肥満、メタボリックシンドローム、および非アルコール性脂肪性肝疾患を促進する(Machado、2016;Kim、2018)。カスパーゼ-2の発現は、NAFLDを有する患者における肝疾患の重症度と強く相関していた(Machado、2015;Kim、2018)。
多くの疾患において役割を有するアポトーシスの増加の強い証拠が、治療的利益のためにこの経路を薬物処理する努力を促している。第一世代のカスパーゼ阻害剤は、選択性の欠如および使用される異なる弾頭(warheads)のために限られた治療的利益を示す可逆的なアルデヒドペプチドであった。
第一世代の阻害剤では、異なるカスパーゼ、例えばAc-DEVD-CHO(カスパーゼ-3およびカスパーゼ-7の優先的阻害剤)およびAc-VDVAD-CHO(カスパーゼ-2、-3および-7の優先的阻害剤)を選択的に阻害すると考えられるいくつかのペプチド配列が開発された。
アポトーシスを効果的に阻害するために、カスパーゼ-3に対する選択性は、ほとんど全ての組織における他のカスパーゼと比較してこのカスパーゼの濃度が高く、その乱雑な性質のために極めて重要である(McStay、2008)。さらに、カスパーゼ2に対して非選択的な阻害剤は、それらがミトコンドリア外膜細孔の下流で作用し、カスパーゼ-2媒介細孔形成によって誘発されるミトコンドリア機能への大きな損傷を逆転させることができないので、直接的なアポトーシス阻害の臨床的利益は限られている(Singh、2019)。さらに、カスパーゼ-8(外因性アポトーシス)も活性化され、選択的なカスパーゼ-2(内因性アポトーシス)阻害が必要な状況では、選択性も重要であり得る。
阻害剤Ac-VDVAD-CHOは、カスパーゼ-2よりもカスパーゼ-3に対してより強力である。これは、「選択的」カスパーゼ-2阻害剤として細胞状況で使用される場合、この試薬を用いて生成されたデータの妥当性についていくつかの疑問を提起する。いくつかの刊行物は、既存の阻害剤に関する特異性の懸念を既に示しており、カスパーゼ分野におけるより選択的な阻害剤の緊急の必要性を強調している(Pereira、2008;Berger、2006;McStay、2008;Benkova、2009;Yun、2007;Krumschnabel、2009;Kitevska、2009;Schweizer、2007;Poreba、2019(「Caspase selective reagents for diagnosing apoptotic mchanisms」、Porebaら、Cell Death and Differentiation)。この論文(主に補足セクション)では、本発明者らは、天然アミノ酸配列に基づいて作製されたカスパーゼ阻害剤/プローブの詳細な動態分析を提供した。
カスパーゼ阻害剤設計で使用される弾頭にはいくつかのタイプがある。しかしながら、それらは全て同様に機能する。それらの作用機序は、求電子中心上の活性部位システインの求核攻撃に依存しており、したがって、移行的(可逆的)または共有結合的(不可逆的)カスパーゼ-阻害剤複合体を形成する(Evans、2006)。特定の弾頭の最も重要な特徴は、活性部位のシステイン残基のみを標的とする能力であり、プロテオーム中の他の遊離求核剤を省略する。したがって、標的タンパク質分解酵素の触媒作用機序は、適切な弾頭の選択において重要な役割を果たす。
システインプロテアーゼ中の触媒システイン残基のチオール基は、触媒セリンまたはトレオニン上のヒドロキシル基よりも分極可能であることが重要であり、したがって、システインプロテアーゼの弾頭として使用される求電子剤は、セリンまたはトレオニンプロテアーゼのものよりも柔軟であり得る(Powers、2002)。したがって、カスパーゼは、ジアゾメチルケトン、エポキシドならびにハロ-およびアシルオキシ-メチルケトンなどの弾頭を含有する阻害剤で最も広く研究されている。これらの弾頭の主な利点は、それらの合成の容易さ、良好なバイオアベイラビリティ、および活性部位Cys選択的反応性である。最も使用されている市販のカスパーゼ阻害剤弾頭は、フルオロ-(FMKまたは-CH2F)、クロロ-(CMKまたは-CH2Cl)、またはアシルオキシ-メチルケトン(AOMK)(Poreba、2015、(「Small molecule active site directed tools for studying human caspases」Porebaら、Chemical Reviews、2015))である。これらの弾頭の主な利点は、それらの合成の容易さ、良好なバイオアベイラビリティ、および活性部位のCys選択的反応性である(Sanman、2014;Powers、2002)。
FMKベースの阻害剤が最初であり、これまでこの分野の研究を支配してきた。FMKの利点の1つは、ケトン試薬が原形質膜を透過し、細胞に対して比較的無毒であることである(Van Noorden、2001(「The history of Z-VAD-FMK,a tool for understanding the significance of caspase inhibition」Van Noorden,Acta Histochemica、2001))。FMK阻害剤の使用はまた、レグマイン、カテプシンBおよびカテプシンHなどの他のシステインプロテアーゼとのそのようなプローブの交差反応性、ならびに反応性FMK基の非特異的結合からの高い標識バックグラウンドの生成という、いくつかの欠点を有する:(Rozman-Pungercar、2003;Schotte、1999)。FMK弾頭を含有する阻害剤は、特にアコニターゼの阻害をもたらす肝臓におけるフルオロ酢酸基の放出のために、インビボで毒性であることが示されている。したがって、FMK基を有する阻害剤の開発は、その肝毒性のために前臨床段階で中止された(Citarella、2020)。
AOMKは、この群の中で最も弱い求電子剤であるため、他の生物求核剤との交差反応性がほとんどないため、カスパーゼ阻害剤の開発に最も適している。したがって、より弱い求電子性は、それらがカスパーゼとより特異的に反応し、他のCys依存性プロテアーゼとの交差反応性の低下を示すことを可能にする(Porebaら、Chemical Reviews(2015)BI-BJ)。
カスパーゼ-2発現のダウンモジュレーションは、いくつかのモデルにおいてアポトーシスを効果的に防止している。
・視神経損傷後の網膜神経節細胞(RGC)喪失のモデルにおいて、siRNAによるカスパーゼ-2発現の阻害は、少なくとも30日間にわたってRGC生存を有意に増強することによって神経保護効果を有した(Ahmed、2011)。
・新生児虚血性脳損傷では、カスパーゼ2の遺伝的(Carlsson、2011)または薬理学的(Chauvier、2011)阻害は、興奮毒性、動脈発作、および低酸素後の新生児脳における皮質および白質損傷を減少させる。
・脳卒中のアポトーシスでは、マイクロRNA(miR-1247-3p)による処置はカスパーゼ-2の発現を阻害し、ニューロンのアポトーシスを弱めた(Zhang、2019)。
・アルツハイマー病(AD)および他のタウオパチーの動物モデルでは、カスパーゼ-2のレベルを低下させると、既存の欠損を有するマウスにおいて長期記憶が回復した(Zhao、2016)。
・カスパーゼ-2枯渇は、メチオニン/コリン欠乏(MCD)食餌誘発性脂肪性肝炎マウスを肝細胞アポトーシスおよび線維症進行から保護した(Machado、2015)。
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・カスパーゼ-2枯渇は、メチオニン/コリン欠乏(MCD)食餌誘発性脂肪性肝炎マウスを肝細胞アポトーシスおよび線維症進行から保護した(Machado、2015)。
カスパーゼ-2活性を阻害することができる化合物は、例えば国際公開第2005/105829号および欧州特許第2670774号に報告されている。しかしながら、これらの公知のカスパーゼ-2阻害剤はまた、カスパーゼ-3に対して高すぎる活性を有する。これらは、選択的カスパーゼ-2阻害剤として適格ではない。より最近では、一連の可逆的カスパーゼ-2阻害剤が報告されている。ヒト組換えカスパーゼについてインビトロで評価した場合、これらの化合物は、カスパーゼ-2を優先的に阻害するが、細胞アッセイおよびインビボ使用に適合しない構造特性において中程度の効果を有することが見出された(Maillard、2011)。国際公開第2017/162674号および国際公開第2019/068538号は、カスパーゼ-2阻害剤として5つのアミノ酸単位を含有するペプチド化合物を開示している。
Porebaら(2019)はまた、L-立体化学における5つのアミノ酸単位によって構成されるカスパーゼ-2阻害剤を開示している。化合物NH-23-C2(NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp)は、アッセイした化合物の中で最も高いカスパーゼ-2阻害活性を有するが、それでもなおカスパーゼ-3に対する選択性はなく、カスパーゼ-8に対する選択性は限られていることが見出された。
したがって、より具体的には、カスパーゼ-3/カスパーゼ-8に対する有意に低下した活性を有する強力かつ/または選択的なカスパーゼ-2阻害剤が依然として必要とされている。特に、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)または非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)、肥満、メタボリックシンドローム、肝硬変、新生児脳虚血、心虚血および例えばアルツハイマー病などの慢性変性疾患などのカスパーゼ-2活性が関与している疾患および/または損傷の予防および/または処置に使用するためのより選択的で効率的なカスパーゼ-2阻害剤を提供することが非常に有利であろう。
カスパーゼ-2活性を特異的に検出するための活性ベースのプローブとして使用するためのより効果的で選択的なカスパーゼ-2阻害剤を提供することも非常に有利であろう。
本発明の化合物は、これらの必要性を満たすことを目的とする。
本発明の文脈において、以下の用語は以下に詳述する意味を有する。
「C1-6アルキル」という用語は、不飽和を含まず、1~6個、好ましくは1~3個(「C1-3アルキル」)、より好ましくは1または2個(「C1-2アルキル」)の炭素原子を有し、例えば非限定的な意味で、メチル、エチル、n-プロピル、i-プロピル、n-ブチル、t-ブチル、n-ペンチルなどを含む単結合によって分子の残りに結合している、炭素原子および水素原子からなる直鎖または分岐鎖の炭化水素鎖残基を指す。好ましくは、「アルキル」は、メチルまたはエチルを指す。
「C3-7シクロアルキル」という用語は、例えば、非限定的な意味で、シクロプロピル、シクロヘキシルまたはシクロペンチルを含む単結合によって分子の残りに結合している、3~7個、好ましくは3~6個の炭素原子を有する飽和または部分飽和単環式または二環式脂肪族基を指す。
「C6-10アリール」という用語は、例えば非限定的な意味で、フェニル、ナフチルなどを含む1個または2個の芳香族核を含む、6~10個、好ましくは6個または10個の炭素原子を有する芳香族基を指す。好ましくは、「アリール」はフェニルを指す。
「ハロゲン」という用語は、ブロモ、クロロ、ヨードまたはフルオロを指す。
「C1-C6ハロアルキル」という用語は、水素原子の少なくとも1個がハロゲン原子、例えばCF3、CCl3、CHF2、CH2F、CF2CF3で置き換えられている上記に定義されるアルキル基を指す。
「C1-6アルコキシル」という用語は、C1-6アルキルが上記に定義されるアルキル基、好ましくはC1-3アルキルである式-O-C1-6アルキルの基を指す。C1-6アルコキシルの例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、イソ-プロポキシ、ブトキシ、tert-ブトキシ、イソ-ブトキシおよびsec-ブトキシ、好ましくはメトキシが挙げられる。
「(C6-C10)アリール(C1-C6)アルキル」という用語は、上記に定義されるアルキル基を介して分子の残りに結合している上記に定義されるアリール基を指す。好ましくは、(C6-C10)アリール(C1-C6)アルキルは、(C6)アリール(C1-C3)アルキル、例えばベンジルである。
「5~10員ヘテロシクリル」とは、安定な5~10員環基、好ましくは5または6員環を指し、これは炭素原子と、窒素、酸素および硫黄からなる群より選択される1~5個、好ましくは1~4個のヘテロ原子とからなり、部分的または完全に飽和されることができる。本発明の目的のために、複素環は、モノシクリルまたはビシクリル環系であり得る。そのような複素環の例としては、ピロリジン、ピペリジン、テトラヒドロピリジン、ピペラジン、モルホリン、チオモルホリン、ジアゼパン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、オクタヒドロ-ピロロピラジンが挙げられるが、これらに限定されない。
「5~10員ヘテロアリール」は、炭素原子と、窒素、酸素および硫黄からなる群より選択される1~5個、好ましくは1~4個のヘテロ原子とからなる、安定な5~10員芳香環基、好ましくは5または6員芳香環を指す。本発明の目的のために、ヘテロアリールは、モノシクリルまたはビシクリル環系であり得る。そのようなヘテロアリールの例としては、チオフェン、フラン、ピロール、チアゾール、オキサゾール、イソチアゾール、イソオキサゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、オキサジアゾール、チアジアゾール、テトラゾール、テトラゾールオキシド、オキサジアゾロン、ピリジン、ピリミジン、ジヒドロインドロン、ベンゾイミダゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾフラン、インドール、プリン、キノリンが挙げられるが、これらに限定されない。
この技術分野で理解されるように、先に定義された残基に対してある程度の置換が存在し得る。したがって、本発明の任意の基に置換が存在し得る。本文書における本発明の基の置換基への言及は、特定の残基が1つ以上の置換基によって1つ以上の利用可能な位置で置換され得ることを示す。前述の置換基としては、例えば、非限定的な意味で、ハロゲン、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-CN、-NO2、-OR、-SR、-C(O)R、-C(O)OR、-OC(O)R、-C(O)NR2、-NR2および-SO2Rが挙げられ、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C1-6ハロアルキル、C3-7シクロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。
本発明の化合物は、塩、溶媒和物または立体異性体、好ましくは薬学的に許容され得る塩、溶媒和物または立体異性体の形態であり得る。
既に示したように、本発明はまた、本明細書に記載の化合物の「塩」を提供する。例示として、前述の塩は、酸付加塩、塩基付加塩または金属塩であり得、当業者に公知の従来の化学プロセスによって、塩基性部分または酸部分を含有する親化合物から合成することができる。一般に、G.S.Paulekuhnら、「Trends in Active Pharmaceutical Ingredient Salt Selection based on Analysis of the Orange Book Database」、J.Med.Chem.,2007,50:6665-72、S.M.Bergeら、「Pharmaceutical Salts」、J Pharm Sci.,1977,66:1-19、およびHandbook of Pharmaceutical Salts,Properties,Selection,and Use,Stahl and Wermuth,Eds.Wiley-VCHおよびVHCA Zurich,2002を参照されたい。そのような塩は、一般に、例えば、水中または有機溶媒中またはこれら2つの混合物中で、前述の化合物の遊離酸または塩基形態を化学量論量の適切な塩基または酸と反応させることによって調製される。エーテル、酢酸エチル、エタノール、アセトン、イソプロパノールまたはアセトニトリルなどの非水性媒体が一般に好ましい。酸付加塩の実例としては、無機酸付加塩、例えば、塩酸塩、臭化水素酸塩、ヨウ化水素酸塩、硫酸塩、ピロ硫酸塩、重硫酸塩、亜硫酸塩、重亜硫酸塩、硝酸塩、リン酸塩、リン酸一水素塩、リン酸二水素塩、メタリン酸塩、ピロリン酸塩など、有機酸付加塩、例えば、酢酸塩、マレイン酸塩、フマル酸塩、クエン酸塩、シュウ酸塩、コハク酸塩、酒石酸塩、リンゴ酸塩、マンデル酸塩、メタンスルホン酸塩、p-トルエンスルホン酸塩、カンファースルホン酸塩、プロピオン酸塩、デカン酸塩、カプリル酸塩、アクリル酸塩、ギ酸塩、イソ酪酸塩、カプロン酸塩、ヘプタン酸塩、プロピオル酸塩、マロン酸塩、コハク酸塩、スベリン酸塩、セバシン酸塩、ブチン-1、4-ジオエート、ヘキシン-1,6-ジオエート、安息香酸塩、クロロ安息香酸塩、メチル安息香酸塩、ジニトロ安息香酸塩、ヒドロキシ安息香酸塩、メトキシ安息香酸塩、フタル酸塩、スルホン酸塩、キシレンスルホン酸塩、フェニル酢酸塩、フェニルプロピオン酸塩、フェニル酪酸塩、乳酸塩、y-ヒドロキシ酪酸塩、グリコール酸塩、プロパンスルホン酸塩、ナフタレン-1-スルホン酸塩、ナフタレン-2-スルホン酸塩などが挙げられる。塩基付加塩の実例としては、無機塩基塩、例えば、アンモニウム塩および有機塩基塩、例えば、エチレンジアミン、エタノールアミン、N,N-ジアルキレンエタノールアミン、トリエタノールアミン、グルタミン、アミノ酸塩基塩などが挙げられる。金属塩の実例としては、例えば、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウムおよびリチウム塩が挙げられる。
本発明による「溶媒和物」という用語は、非共有結合を介して別の分子(おそらく極性溶媒)が結合している本発明による活性化合物の任意の形態を意味すると理解されるべきである。溶媒和物の例としては、水和物およびアルコラートが挙げられる。溶媒和方法は、最新技術において一般に公知である。
本明細書で使用される場合、「立体異性体」という用語は、空間における原子の配向のみが異なる個々の分子の全ての異性体の一般用語である。したがって、立体異性体化合物は、互いに重ね合わせることができない鏡像であり、エナンチオマーおよびジアステレオマーを含む分子である。
「キラル中心」という用語は、4つの異なる基が結合している炭素原子を指す。
「エナンチオマー」および「鏡像異性体」という用語は、重ね合わせることができない互いの鏡像である化合物の2つの立体異性体のうちの1つを指す。エナンチオマー化合物は光学活性であり、一方のエナンチオマーは偏光面を一方向に回転させ、他方のエナンチオマーは偏光面を反対方向に回転させ、等量で存在する場合、ラセミ化合物を形成する。
「ラセミ体」または「ラセミ化合物」という用語は、等量のエナンチオマーを有し、混合物が光学的に不活性である混合物を指す。
「ジアステレオマー」および「ジアステレオマー形態」という用語は、互いに鏡像ではない2つ以上のキラル中心を有する化合物の立体異性体を指す。
理解されるように、エナンチオマー的に濃縮されたまたはジアステレオマー的に濃縮されたという用語は、一方のエナンチオマーまたはジアステレオマーが他方のエナンチオマーまたはジアステレオマーよりも多量に存在する2つのエナンチオマーの混合物またはジアステレオマーの混合物を記載する。
本発明の化合物はキラル中心を有するので、エナンチオマーまたはジアステレオマー形態などの異なる立体異性形態で存在することができる。したがって、本明細書で言及される任意の所与の化合物は、ラセミ化合物、1つ以上のエナンチオマー形態および1つ以上のジアステレオマー形態のいずれか1つを表すことを意図している。本明細書で言及される化合物のエナンチオマーおよびジアステレオ異性体、ならびにそれらの混合物(ラセミ混合物、エナンチオマー的に濃縮された混合物およびジアステレオマー的に濃縮された混合物を含む)を含む全ての立体異性体は、本発明の範囲内であると考えられる。
「薬学的に許容され得る」という用語は、生理学的に忍容性であり、ヒトに投与された場合にアレルギー反応または同様の有害反応、例えば胃の不快感、めまいなどを通常引き起こさない分子実体および組成物に関する。好ましくは、本明細書で使用される場合、「薬学的に許容され得る」という用語は、政府規制機関によって承認されていること、または動物、より具体的にはヒトでの使用のために米国薬局方もしくは別の一般的に認識されている薬局方に列挙されていることを意味する。
本明細書で使用される「フルオロフォア」とは、光励起時に光を再放出することができる分子または部分を指す。
本明細書で使用される場合、「弾頭」という用語は、標的酵素(カスパーゼ-2)の活性部位と共有結合し、それによって不可逆的阻害効果を達成することができる本発明の化合物上に存在する部分を指す。当業者は、特定の反応性官能基が弾頭として作用し得ることを認識するであろう。「共有結合」は「不可逆的阻害」に等しくないことに留意されたい。例えば、アルデヒドは共有結合的であるが可逆的に結合する。さらにいくつかのAOMKは、可逆的阻害剤として作用することができる。
1)Brady KD.Bimodal inhibition of caspase-1 by aryloxymethyl and acyloxymethyl ketones.Biochemistry.1998;37:8508-15。
2)Brady KD,Giegel DA,Grinnell C,Lunney E,Talanian RV,Wong Wら、A catalytic mechanism for caspase-1 and for bimodal inhibition of caspase-1 by activated aspartic ketones.Bioorg Med Chem.1999;7:621-31。
1)Brady KD.Bimodal inhibition of caspase-1 by aryloxymethyl and acyloxymethyl ketones.Biochemistry.1998;37:8508-15。
2)Brady KD,Giegel DA,Grinnell C,Lunney E,Talanian RV,Wong Wら、A catalytic mechanism for caspase-1 and for bimodal inhibition of caspase-1 by activated aspartic ketones.Bioorg Med Chem.1999;7:621-31。
Porebaら、Caspase selective reagents for diagnosing apoptotic mechanisms,CDD 2019。
本発明の化合物
第1の態様では、本発明は、式(I):
P5-P4-P3-AA-P1-R1
(I)
の化合物に関する。
第1の態様では、本発明は、式(I):
P5-P4-P3-AA-P1-R1
(I)
の化合物に関する。
要素P5、P4、P3、AA、P1およびR1の各々は、本発明を通して詳細に説明される。本発明は、上記式I内のこれらの6つの要素(サブユニット)のいずれかの任意の組み合わせを包含し、これらの要素の各々は本明細書全体を通して定義されることに留意されたい。
各サブユニットP5~P1は、1つのアミノ酸サブユニットのa-アミノ基と、隣接するアミノ酸のa-カルボキシル基との間の共有ペプチド結合を介して、その隣接するサブユニットに連結されていることに留意されたい。基質の場合、R1は、R1サブユニットのアミノ基とP1アミノ酸のa-カルボキシル基との間の共有ペプチド結合を介してP1に連結されている。阻害剤の場合、P1は、P1アミノ酸のa-カルボキシル基とR1部分との間の共有結合を介してR1に連結され、R1は、本明細書全体を通して示されるように、アシルオキシメチルケトン(AOMK)または単純な水素原子(アルデヒド中)などの多数の部分であり得る。
1.AA
本発明の式のいずれかで、特に式Iで表されるAAは、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから選択される少なくとも1つの基で場合によりN-置換されている塩基性アミノ酸であり、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。
本発明の式のいずれかで、特に式Iで表されるAAは、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから選択される少なくとも1つの基で場合によりN-置換されている塩基性アミノ酸であり、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。
好ましい実施形態では、AA上の任意選択の置換基は、ハロゲン、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、-C(O)Rおよび-C(O)ORから選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、例えば、ハロゲン、メチル、シクロヘキシル、ベンジル、-C(O)OMe、-C(O)OPhおよび-C(O)OBnまたは-C(O)OBzlなどから独立して選択される。
本明細書で使用される「塩基性アミノ酸」という用語は、生理学的条件下で、プロトンを受け取ることができ、正に帯電することができる側鎖を有する天然または合成アミノ酸を意味する。
本発明による塩基性アミノ酸の例としては、ヒスチジン(His)、アルギニン(Arg)、アルギニンホモログ、リジン(Lys)、アセチルリジン(Lys(Ac))、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、ジアミノプロピオン酸(Dap)、4-アミノシクロヘキシル-アラニン(Aca)、4-アミノ-フェニルアラニン(Apa)、アミノメチルシクロヘキシル-アラニン(Ama)、4-アミノメチル-フェニルアラニン(Amp)、4-グアニジン-フェニルアラニン(Gpa)、4-グアニジン-シクロヘキシルアラニン(Gca)、シトルリン(Cit)、4-ピペリジニル-アラニン(Pia)、3-(2-ピリジル)アラニン(2-Pal)、3-(3-Pal)アラニン(3-Pal)、3-(4-ピリジル)アラニン(4-Pal)、またはそのホモログおよび/もしくはベータ誘導体であって、酸性基が存在する場合、それは脱プロトン化されて負に帯電した実体として存在することができる。
本発明の特定の態様では、酸性または塩基性残基が化合物中に存在し得る。当業者は、塩基性残基が非プロトン化形態または正に帯電したプロトン化形態のいずれかで存在してもよく、酸性残基が脱プロトン化された形態または脱プロトン化されていない形態のいずれかで存在してもよく、脱プロトン化形態が負電荷を有することを理解するであろう。
本明細書で使用される「ホモログ」という用語は、好ましくは、メチレン基(-CH2-)が側鎖に付加または欠失されているアミノ酸を指す。
β誘導体は、アミノ基が、カルボキシル基に隣接する炭素の代わりに、カルボキシル基に対する炭素βに結合しているアミノ酸を指す。
好ましい実施形態では、AAは、式(II)の化合物、またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体:
であり、
式中、
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
mは、0、1、2および3から選択され、
pは、0および1から選択され、
Xは、存在しないか、またはC3-7シクロアルキルおよびC6-10アリールから選択され、
Yは、-NRaRb、
から選択され、ここで、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。
式中、
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
mは、0、1、2および3から選択され、
pは、0および1から選択され、
Xは、存在しないか、またはC3-7シクロアルキルおよびC6-10アリールから選択され、
Yは、-NRaRb、
本発明の一実施形態によれば、nは、1、2および3から選択される。
好ましい実施形態では、m+nは、1、2、3、4、5または6であり、より好ましくは、1、2、3、4および5である。
好ましくは、Xは存在しないか、またはシクロヘキシルおよびフェニルから選択される。
別の実施形態によれば、AAは、式
の基であり、
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
pは、0および1から選択され、
Yは、-NRaRb、
から選択され、ここで、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
pは、0および1から選択され、
Yは、-NRaRb、
本発明の一実施形態によれば、nは、1、2、3、4および5から選択される。
好ましい実施形態では、pは0である。
本発明の一実施形態によれば、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、-C(O)Rおよび-C(O)ORから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから独立して選択される。特定の実施形態では、Ra、RbおよびRcは、H、メチル、シクロヘキシル、ベンジル、-C(O)OMe、-C(O)OPhまたは-C(O)OBnから独立して選択される。更なる実施形態では、Ra、RbおよびRcは、Hである。
一実施形態では、AAは、ヒスチジン(His)、アルギニン(Arg)、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、ジアミノプロピオン酸(Dap)、4-アミノシクロヘキシル-アラニン(Aca)、4-アミノ-フェニルアラニン(Apa)、アミノメチルシクロヘキシル-アラニン(Ama)、4-アミノメチル-フェニルアラニン(Amp)、4-グアニジン-フェニルアラニン(Gpa)、4-グアニジン-シクロヘキシルアラニン(Gca)、シトルリン(Cit)、4-ピペリジニル-アラニン(Pia)、3-(2-ピリジル)アラニン(2-Pal)、3-(3-ピリジル)アラニン(3-Pal)、3-(4-ピリジル)アラニン(4-Pal)、またはそのホモログおよび/もしくはベータ誘導体から選択される場合により置換されているアミノ酸である。
以下のセクション「P5」で説明するように、AAはSerであってもよいことにさらに留意されたい。
好ましい実施形態では、AAは、ヒスチジン(His)、アルギニン(Arg)、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、ジアミノプロピオン酸(Dap)、4-アミノシクロヘキシル-アラニン(Aca)、4-アミノ-フェニルアラニン(Apa)、アミノメチルシクロヘキシル-アラニン(Ama)、4-アミノメチル-フェニルアラニン(Amp)、4-グアニジン-フェニルアラニン(Gpa)、4-グアニジン-シクロヘキシルアラニン(Gca)、シトルリン(Cit)、4-ピペリジニル-アラニン(Pia)、3-(2-ピリジル)アラニン(2-Pal)、3-(3-ピリジル)アラニン(3-Pal)、3-(4-ピリジル)アラニン(4-Pal)、またはそれらのホモログおよび/もしくはベータ誘導体から選択されるアミノ酸であり、これは、ハロゲン、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-CN、-NO2、-OR、-SR、-C(O)R、-C(O)OR、-OC(O)R、-C(O)NR2、-NR2および-SO2Rから選択される少なくとも1つの基で場合により置換されていてもよく、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C1-6ハロアルキル、C3-7シクロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。好ましくは、ハロゲン、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、-C(O)Rおよび-C(O)ORであり、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから独立して選択される。より好ましくは、ハロゲン、メチル、シクロヘキシル、ベンジル、-C(O)OMe、-C(O)OPhおよび-C(O)OBnである。
AAは、上記に定義したような1つ以上の基、好ましくは1つ、2つまたは3つの基、より好ましくは1つまたは2つの基、さらにより好ましくは1つの基で置換することができる。
好ましくは、AAが置換される場合、それはN-置換される。すなわち、アミノ酸の側鎖に存在する窒素原子の1つ以上で置換される。
一実施形態では、AAは、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから選択される少なくとも1つの基で場合により置換されており、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。好ましくは、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、-C(O)Rおよび-C(O)ORであり、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから独立して選択される。より好ましくは、ハロゲン、メチル、シクロヘキシル、ベンジル、-C(O)OMe、-C(O)OPhおよび-C(O)OBnである。
2.P5
P5は、好ましくは、以下の式(III)の式I内の化合物:
であり、
式中、A、B、CおよびDは、H、ハロゲン、OR’、NHR’、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、-OR’、-SR’、-OC(O)R’、-C(O)R’、-C(O)OR’および-C(O)NR’2から独立して選択され、ここで、各R’は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから独立して選択され、A、B、CまたはDのうちの1つは、式(I)に示されるように、P5を最終分子の残りの部分(位置P4)に連結するペプチド結合の形態のカルボキサミド基を表し、
式中、H、I、JおよびKは、独立して、炭素または窒素、好ましくは炭素原子である。
P5は、好ましくは、以下の式(III)の式I内の化合物:
式中、A、B、CおよびDは、H、ハロゲン、OR’、NHR’、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、-OR’、-SR’、-OC(O)R’、-C(O)R’、-C(O)OR’および-C(O)NR’2から独立して選択され、ここで、各R’は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから独立して選択され、A、B、CまたはDのうちの1つは、式(I)に示されるように、P5を最終分子の残りの部分(位置P4)に連結するペプチド結合の形態のカルボキサミド基を表し、
式中、H、I、JおよびKは、独立して、炭素または窒素、好ましくは炭素原子である。
(本明細書では点線とも呼ばれる)は、存在してもしなくてもよい結合を表す。存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成する。既に存在する単結合と組み合わせた二重結合が形成される場合、AAは、上記のセクション「AA」に記載されている他の任意の更なる選択肢の中でも、Ser(セリン)であり得ることに留意されたい。
P5の更なる例は、以下からなる群より選択される以下のIdc誘導体のいずれかに由来することに留意されたい:
P5の更なる例は、以下からなる群より選択される以下のIdc誘導体のいずれかに由来することに留意されたい:
そのような誘導体は、P5の各誘導体に存在するカルボン酸からP4のa-アミン基へのペプチド結合の形成によってP4に結合する。
3.P4
P4は、以下の式(IV):
の式I内の化合物であり、
式中、aは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
YおよびXは、H、フッ素、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、-OR’、-SR’、-OC(O)R’、-C(O)R’、-C(O)OR’および-C(O)NR’2から独立して選択され、ここで、各R’は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから独立して選択され、
R2およびR3は、H、C1-3アルキルおよびC3-7シクロアルキルまたは-CO(OR9)から独立して選択され、
WはSであるか、または存在せず、Wが存在しない場合、-CH2(R2R3)基は-CH2(XY)基に直接連結され、
Zは、NHまたはCH2であり、
bは、0または1であり、
Cは、0または1であり、
R9は、H、C1-6アルキルまたはC3-7シクロアルキルである。R9はまた、R2およびR3が脱プロトン化形態CO(O-)であるように存在しなくてもよい。
P4は、以下の式(IV):
式中、aは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
YおよびXは、H、フッ素、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、-OR’、-SR’、-OC(O)R’、-C(O)R’、-C(O)OR’および-C(O)NR’2から独立して選択され、ここで、各R’は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから独立して選択され、
R2およびR3は、H、C1-3アルキルおよびC3-7シクロアルキルまたは-CO(OR9)から独立して選択され、
WはSであるか、または存在せず、Wが存在しない場合、-CH2(R2R3)基は-CH2(XY)基に直接連結され、
Zは、NHまたはCH2であり、
bは、0または1であり、
Cは、0または1であり、
R9は、H、C1-6アルキルまたはC3-7シクロアルキルである。R9はまた、R2およびR3が脱プロトン化形態CO(O-)であるように存在しなくてもよい。
4.P1
P1は、式(V):
の式I内の化合物であり、
式中、aは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
XおよびYは、H、フッ素C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、-OR’、-SR、-OC(O)R’、-C(O)R’、-C(O)OR’および-C(O)NR’2から独立して選択され、ここで、各R’は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから独立して選択され、
bは、0または1であり、
R2は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから独立して選択される。R2はまた、-CO(OR2)が脱プロトン化形態CO(O-)であるように存在しなくてもよい。
P1は、式(V):
式中、aは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
XおよびYは、H、フッ素C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、-OR’、-SR、-OC(O)R’、-C(O)R’、-C(O)OR’および-C(O)NR’2から独立して選択され、ここで、各R’は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから独立して選択され、
bは、0または1であり、
R2は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから独立して選択される。R2はまた、-CO(OR2)が脱プロトン化形態CO(O-)であるように存在しなくてもよい。
したがって、P1は、以下のような代替式(V)の式I内の化合物:
であってもよく、
XおよびYは、H、フッ素C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、-OR’、-SR、-OC(O)R’、-C(O)R’、-C(O)OR’および-C(O)NR’2から独立して選択され、ここで、各R’は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから独立して選択され、
bは、0または1であり、
R*は、水素、メチル、エチルから選択される化学基であり、これは、加水分解と呼ばれる水との化学反応でエステルを酸とアルコールとに分解する加水分解酵素であるエステラーゼの標的となる。この特定の代替形では、この構造がR*で置き換えられているので、式(I)に記載されているようなR1サブユニットは存在しないことに留意されたい。
XおよびYは、H、フッ素C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、-OR’、-SR、-OC(O)R’、-C(O)R’、-C(O)OR’および-C(O)NR’2から独立して選択され、ここで、各R’は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから独立して選択され、
bは、0または1であり、
R*は、水素、メチル、エチルから選択される化学基であり、これは、加水分解と呼ばれる水との化学反応でエステルを酸とアルコールとに分解する加水分解酵素であるエステラーゼの標的となる。この特定の代替形では、この構造がR*で置き換えられているので、式(I)に記載されているようなR1サブユニットは存在しないことに留意されたい。
5.P3
P3は、グルタミン酸シクロヘキシルエステル、Glu(特にL-Glu)、Thr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)またはGluアナログ、例えばL-Glu(o-Me)、L-Glu(o-CHX)もしくはL-Glu(o-Bzl)または式(VI):
の化合物から選択される誘導体から選択され、
式中、R4~R6は、H、フッ素、ヒドロキシル(-OH)、-SHまたはC1-6アルキル、好ましくはメチルから独立して選択することができ、R7およびR8は、H、フッ素およびメチル基からなる群より独立して選択される。
P3は、グルタミン酸シクロヘキシルエステル、Glu(特にL-Glu)、Thr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)またはGluアナログ、例えばL-Glu(o-Me)、L-Glu(o-CHX)もしくはL-Glu(o-Bzl)または式(VI):
式中、R4~R6は、H、フッ素、ヒドロキシル(-OH)、-SHまたはC1-6アルキル、好ましくはメチルから独立して選択することができ、R7およびR8は、H、フッ素およびメチル基からなる群より独立して選択される。
特に、P3は、グルタミン酸シクロヘキシルエステル(Glu(Chx))、L-グルタミン酸メチルエステル(Glu(me))、アミノ酪酸(Abu)、Thr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)、またはAla(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Glu(グルタミン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸から選択される。
6.R1
R1は、好ましくは化学反応性基である。Gehringerら(J.Med.Chem.2019,62,(12)5673-5724)に記載されているように、化学反応性基を薬物分子に組み込むことで、特に基が薬物と酵素との間に共有結合を形成し、それによって阻害プロファイルを増強することができる酵素阻害の分野において、特定の利点を付与することができる。R1は、フルオロフォア(基質との関連で使用される)、または弾頭(阻害剤との関連で使用される)であり得る。
R1は、好ましくは化学反応性基である。Gehringerら(J.Med.Chem.2019,62,(12)5673-5724)に記載されているように、化学反応性基を薬物分子に組み込むことで、特に基が薬物と酵素との間に共有結合を形成し、それによって阻害プロファイルを増強することができる酵素阻害の分野において、特定の利点を付与することができる。R1は、フルオロフォア(基質との関連で使用される)、または弾頭(阻害剤との関連で使用される)であり得る。
以下に例示される基質(フルオロフォアを含む基質など)の場合、R1は、R1サブユニットのアミノ基(またはWとして示される任意の他の基)とP1アミノ酸のa-カルボキシル基との間の共有ペプチド結合を介してP1サブユニットに連結されることに留意されたい。好ましくは、R1は、式:
のACCのようなフルオロフォアなどの部分である。
より具体的には、R1は、式:
の基から選択されるフルオロフォア(基質との関連で使用される)などの部分であり得、
式中、
Wは、-NH-および-O-から選択され、
R10~R13は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、CF3、-CH2COOH、-CH2CONHR14、およびCH2OR14から独立して選択され、
R14は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから選択される。
式中、
Wは、-NH-および-O-から選択され、
R10~R13は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、CF3、-CH2COOH、-CH2CONHR14、およびCH2OR14から独立して選択され、
R14は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから選択される。
本発明の文脈において、フルオロフォア(または蛍光色素、発色団と同様)は、光励起時に光を再放出することができる蛍光化学化合物である。フルオロフォアまたは基質は、典型的には、いくつかの結合した芳香族基、またはいくつかのπ結合を有する平面または環状分子を含む。蛍光体は、様々な分析方法、すなわち蛍光イメージングおよび分光法において組織、細胞または材料を染色するために特に使用され、ここで、上記式のWは、ACCなどの-NH-を表すことになる。R1中の更なるフルオロフォアは、Indo-1、Ca飽和Indo-1 Ca2+カスケードブルーBSA pH7.0 カスケードブルー LysoTrackerブルー Alexa 405 LysoSensorブルー pH5.0 LysoSensorブルー DyLight 405 DyLight 350 BFP(青色蛍光タンパク質)Alexa 350 7-アミノ-4-メチルクマリン pH7.0、アミノクマリン AMCAコンジュゲートクマリン 7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン 7-ヒドロキシ-4メチルクマリン pH9.0 6,8-ジフルオロ-7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン pH9.0 Hoechst 33342 Pacific Blue Hoechst 33258 Hoechst 33258-DNA Pacific Blue抗体コンジュゲート pH8.0 PO-PRO-1PO-PRO-1-DNA POPO-1 433nm POPO-1-DNA DAPI-DNA DAPI Marina Blue SYTOX Blue-DNA CFP(シアン蛍光タンパク質)eCFP(増強シアン蛍光タンパク質)1-アニリノナフタレン-8-スルホン酸(1,8-ANS)Indo-1、Ca不含 1,8-ANS(1-アニリノナフタレン-8-スルホン酸)BO-PRO-1-DNA BOPRO-1 BOBO-1-DNA SYTO 45-DNA evoglow-Pp1 evoglow-Bs1 evoglow-Bs2 オーラミンO DiO LysoSensorグリーン pH5.0 Cy2 LysoSensor Green Fura-2、高Ca Fura-2 Ca2 SYTO 13-DNA YO-PRO-1-DNA YOYO-1-DNA eGFP(増強緑色蛍光タンパク質)LysoTrackerグリーン GFP(S65T)BODIPY FL、MeOH サファイア BODIPY FLコンジュゲート MitoTrackerグリーン MitoTrackerグリーンFMフルオレセイン 0.1M NaOH カルセイン pH9.0 フルオレセイン pH9.0 カルセイン Fura-2、Caなし Fluo-4 FDA DTAF フルオレセイン
フルオレセイン抗体コンジュゲート pH8.0 CFDA FITC Alexa Fluor 488ヒドラジド-水 DyLight 488 5-FAM pH9.0 FITC抗体コンジュゲート pH8.0 Alexa 488 ローダミン110 ローダミン110 pH7.0 アクリジンオレンジ Alexa Fluor 488抗体コンジュゲート pH8.0 BCECF pH 5.5 PicoGreendsDNA定量試薬 SYBRグリーンI ローダミングリーン pH7.0 CyQUANT GR-DNA NeuroTrace 500/525、緑色蛍光ニッスル染色RNA DansylCadaverine Rhodolグリーン抗体コンジュゲート pH8.0 Fluoro-Emeral ニッスル フルオレセインデキストラン pH8.0 ローダミングリーン 5-(および-6)-カルボキシ-2’,7’ジクロロフルオレセイン pH9.0 DansylCadaverine、MeOH eYFP(増強緑色蛍光タンパク質)オレゴングリーン488 オレゴングリーン488抗体コンジュゲート pH8.0 Fluo-3 BCECF pH9.0 SBFI-Na+
Indo-1、Ca飽和 Indo-1 Ca2+カスケードブルーBSA pH7.0 カスケードブルー LysoTrackerブルー Alexa 405 LysoSensorブルー pH5.0 LysoSensorブルー DyLight 405 DyLight 350 BFP(青色蛍光タンパク質)Alexa 350 7-アミノ-4-メチルクマリン pH7.0、アミノクマリン AMCAコンジュゲートクマリン 7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン 7-ヒドロキシ-4メチルクマリン pH9.0 6,8-ジフルオロ-7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン pH9.0 Hoechst 33342 Pacific Blue Hoechst 33258 Hoechst 33258-DNA Pacific Blue抗体コンジュゲート pH8.0 PO-PRO-1PO-PRO-1-DNA POPO-1 433nm POPO-1-DNA DAPI-DNA DAPI Marina Blue SYTOX Blue-DNA CFP(シアン蛍光タンパク質)eCFP(増強シアン蛍光タンパク質)1-アニリノナフタレン-8-スルホン酸(1,8-ANS)Indo-1、Ca不含 1,8-ANS(1-アニリノナフタレン-8-スルホン酸)BO-PRO-1-DNA BOPRO-1 BOBO-1-DNA SYTO 45-DNA evoglow-Pp1 evoglow-Bs1 evoglow-Bs2 オーラミンO DiO LysoSensorグリーン pH5.0 Cy2 LysoSensorグリーンLysoSensorイエロー pH9.0
Indo-1、Ca飽和 Indo-1 Ca2+カスケードブルーBSA pH7.0 カスケードブルー LysoTrackerブルー Alexa 405 LysoSensorブルー pH5.0 LysoSensorブルー DyLight 405 DyLight 350 BFP(青色蛍光タンパク質)Alexa 350 7-アミノ-4-メチルクマリン pH7.0、アミノクマリン AMCAコンジュゲートクマリン 7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン 7-ヒドロキシ-4メチルクマリン pH9.0 6,8-ジフルオロ-7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン pH9.0 Hoechst 33342 Pacific Blue Hoechst 33258 Hoechst 33258-DNA Pacific Blue抗体コンジュゲート pH8.0 PO-PRO-1PO-PRO-1-DNA POPO-1 433nm POPO-1-DNA DAPI-DNA DAPI Marina Blue SYTOX Blue-DNA CFP(シアン蛍光タンパク質)eCFP(増強シアン蛍光タンパク質)1-アニリノナフタレン-8-スルホン酸(1,8-ANS)Indo-1、Ca不含 1,8-ANS(1-アニリノナフタレン-8-スルホン酸)BO-PRO-1-DNA BOPRO-1 BOBO-1-DNA SYTO 45-DNA evoglow-Pp1 evoglow-Bs1 evoglow-Bs2 オーラミンO DiO LysoSensorグリーン pH5.0 Cy2 LysoSensorグリーンを含む一般的なフルオロフォアから選択することができる。
フルオレセイン抗体コンジュゲート pH8.0 CFDA FITC Alexa Fluor 488ヒドラジド-水 DyLight 488 5-FAM pH9.0 FITC抗体コンジュゲート pH8.0 Alexa 488 ローダミン110 ローダミン110 pH7.0 アクリジンオレンジ Alexa Fluor 488抗体コンジュゲート pH8.0 BCECF pH 5.5 PicoGreendsDNA定量試薬 SYBRグリーンI ローダミングリーン pH7.0 CyQUANT GR-DNA NeuroTrace 500/525、緑色蛍光ニッスル染色RNA DansylCadaverine Rhodolグリーン抗体コンジュゲート pH8.0 Fluoro-Emeral ニッスル フルオレセインデキストラン pH8.0 ローダミングリーン 5-(および-6)-カルボキシ-2’,7’ジクロロフルオレセイン pH9.0 DansylCadaverine、MeOH eYFP(増強緑色蛍光タンパク質)オレゴングリーン488 オレゴングリーン488抗体コンジュゲート pH8.0 Fluo-3 BCECF pH9.0 SBFI-Na+
Indo-1、Ca飽和 Indo-1 Ca2+カスケードブルーBSA pH7.0 カスケードブルー LysoTrackerブルー Alexa 405 LysoSensorブルー pH5.0 LysoSensorブルー DyLight 405 DyLight 350 BFP(青色蛍光タンパク質)Alexa 350 7-アミノ-4-メチルクマリン pH7.0、アミノクマリン AMCAコンジュゲートクマリン 7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン 7-ヒドロキシ-4メチルクマリン pH9.0 6,8-ジフルオロ-7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン pH9.0 Hoechst 33342 Pacific Blue Hoechst 33258 Hoechst 33258-DNA Pacific Blue抗体コンジュゲート pH8.0 PO-PRO-1PO-PRO-1-DNA POPO-1 433nm POPO-1-DNA DAPI-DNA DAPI Marina Blue SYTOX Blue-DNA CFP(シアン蛍光タンパク質)eCFP(増強シアン蛍光タンパク質)1-アニリノナフタレン-8-スルホン酸(1,8-ANS)Indo-1、Ca不含 1,8-ANS(1-アニリノナフタレン-8-スルホン酸)BO-PRO-1-DNA BOPRO-1 BOBO-1-DNA SYTO 45-DNA evoglow-Pp1 evoglow-Bs1 evoglow-Bs2 オーラミンO DiO LysoSensorグリーン pH5.0 Cy2 LysoSensorグリーンLysoSensorイエロー pH9.0
Indo-1、Ca飽和 Indo-1 Ca2+カスケードブルーBSA pH7.0 カスケードブルー LysoTrackerブルー Alexa 405 LysoSensorブルー pH5.0 LysoSensorブルー DyLight 405 DyLight 350 BFP(青色蛍光タンパク質)Alexa 350 7-アミノ-4-メチルクマリン pH7.0、アミノクマリン AMCAコンジュゲートクマリン 7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン 7-ヒドロキシ-4メチルクマリン pH9.0 6,8-ジフルオロ-7-ヒドロキシ-4-メチルクマリン pH9.0 Hoechst 33342 Pacific Blue Hoechst 33258 Hoechst 33258-DNA Pacific Blue抗体コンジュゲート pH8.0 PO-PRO-1PO-PRO-1-DNA POPO-1 433nm POPO-1-DNA DAPI-DNA DAPI Marina Blue SYTOX Blue-DNA CFP(シアン蛍光タンパク質)eCFP(増強シアン蛍光タンパク質)1-アニリノナフタレン-8-スルホン酸(1,8-ANS)Indo-1、Ca不含 1,8-ANS(1-アニリノナフタレン-8-スルホン酸)BO-PRO-1-DNA BOPRO-1 BOBO-1-DNA SYTO 45-DNA evoglow-Pp1 evoglow-Bs1 evoglow-Bs2 オーラミンO DiO LysoSensorグリーン pH5.0 Cy2 LysoSensorグリーンを含む一般的なフルオロフォアから選択することができる。
一方、阻害剤の場合、P1は、P1アミノ酸のa-カルボキシル基とR1部分との間の共有結合を介してR1に連結され、R1は、アシルオキシメチルケトン(AOMK)または単純な水素原子(アルデヒド中)などの多数の部分であり得る。
したがって、別の実施形態では、R1は弾頭であり得、特に、R1は、
からなる群より選択される(阻害剤と関連して使用される)弾頭またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり得、
式中、
qは、0、1、2、3、4または5であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CN、-NO2およびC1-6アルコキシルから独立して選択され、
Z2はハロゲンであり、
Z3は、C1-6アルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから選択される。
式中、
qは、0、1、2、3、4または5であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CN、-NO2およびC1-6アルコキシルから独立して選択され、
Z2はハロゲンであり、
Z3は、C1-6アルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから選択される。
一実施形態では、Z1は、ハロゲン、メチルおよび-OMeから、好ましくはF、ClおよびMe(メチル)から独立して選択される。
更なる実施形態では、R1は、式
の基から選択され、
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMe(メチル)から独立して選択される。
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMe(メチル)から独立して選択される。
以下では、式(I):
P5-P4-P3-AA-P1-R1
の化合物
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体
を包含する本発明の特定の実施形態をここで参照する。
P5-P4-P3-AA-P1-R1
の化合物
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体
を包含する本発明の特定の実施形態をここで参照する。
好ましい実施形態では、式(I)の化合物は、AAが上記に定義した通りであることを特徴とし、好ましくはAAは式(II):
の化合物を指し、
式中、
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
mは、0、1、2および3から選択され、
pは、0および1から選択され、
Xは、存在しないか、またはC3-7シクロアルキルおよびC6-10アリールから選択され、
Yは、-NRaRb、
から選択され、ここで、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。
式中、
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
mは、0、1、2および3から選択され、
pは、0および1から選択され、
Xは、存在しないか、またはC3-7シクロアルキルおよびC6-10アリールから選択され、
Yは、-NRaRb、
本発明の一実施形態によれば、nは、1、2および3から選択される。
好ましい実施形態では、m+nは、1、2、3、4、5または6であり、より好ましくは、1、2、3、4および5である。
好ましくは、Xは存在しないか、またはシクロヘキシルおよびフェニルから選択される。
別の実施形態によれば、AAは、式
の基であり、
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
pは、0および1から選択され、
Yは、-NRaRb、
から選択され、ここで、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
pは、0および1から選択され、
Yは、-NRaRb、
本発明の一実施形態によれば、nは、1、2、3、4および5から選択される。
好ましい実施形態では、pは0である。
本発明の一実施形態によれば、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、-C(O)Rおよび-C(O)ORから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから独立して選択される。特定の実施形態では、Ra、RbおよびRcは、H、メチル、シクロヘキシル、ベンジル、-C(O)OMe、-C(O)OPhまたは-C(O)OBnから独立して選択される。更なる実施形態では、Ra、RbおよびRcは、Hである。
一実施形態では、AAは、ヒスチジン(His)、アルギニン(Arg)、アルギニンホモログ、リジン(Lys)、アセチルリジン、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、ジアミノプロピオン酸(Dap)、4-アミノシクロヘキシル-アラニン(Aca)、4-アミノ-フェニルアラニン(Apa)、アミノメチルシクロヘキシル-アラニン(Ama)、4-アミノメチル-フェニルアラニン(Amp)、4-グアニジン-フェニルアラニン(Gpa)、4-グアニジン-シクロヘキシルアラニン(Gca)、シトルリン(Cit)、4-ピペリジニル-アラニン(Pia)、3-(2-ピリジル)アラニン(2-Pal)、3-(3-ピリジル)アラニン(3-Pal)、3-(4-ピリジル)アラニン(4-Pal)、またはそのホモログおよび/もしくはベータ誘導体から選択される場合により置換されているアミノ酸である。
より好ましい実施形態では、AAは、ヒスチジン(His)、アルギニン(Arg)、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、ジアミノプロピオン酸(Dap)、4-アミノシクロヘキシル-アラニン(Aca)、4-アミノ-フェニルアラニン(Apa)、アミノメチルシクロヘキシル-アラニン(Ama)、4-アミノメチル-フェニルアラニン(Amp)、4-グアニジン-フェニルアラニン(Gpa)、4-グアニジン-シクロヘキシルアラニン(Gca)、シトルリン(Cit)、4-ピペリジニル-アラニン(Pia)、3-(2-ピリジル)アラニン(2-Pal)、3-(3-ピリジル)アラニン(3-Pal)、3-(4-ピリジル)アラニン(4-Pal)、またはそれらのホモログおよび/もしくはベータ誘導体から選択されるアミノ酸であり、これは、ハロゲン、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-CN、-NO2、-OR、-SR、-C(O)R、-C(O)OR、-OC(O)R、-C(O)NR2、-NR2および-SO2Rから選択される少なくとも1つの基で場合により置換されていてもよく、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C1-6ハロアルキル、C3-7シクロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。好ましくは、ハロゲン、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、-C(O)Rおよび-C(O)ORであり、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから独立して選択される。より好ましくは、ハロゲン、メチル、シクロヘキシル、ベンジル、-C(O)OMe、-C(O)OPhおよび-C(O)OBnである。
より好ましくは、AAは、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、またはジアミノプロピオン酸(Dap)から選択されるアミノ酸であり、
P5は、式(III):
の化合物であり、
式中、AおよびBは水素原子であり、H、I、JおよびKは炭素原子であり、
(本明細書では点線とも呼ばれる)は、存在してもしなくてもよい結合を表す。存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成する。
P4は、イソロイシン、ロイシン、ホモロイシン、Glu、hGlu(ホモグルタミン酸)およびAspからなる群より選択され、いくつかの場合、アミノ酸は、側鎖に酸性基を有し、この場合、これらのアミノ酸残基のいずれかは、脱プロトン化形態またはプロトン化形態であってもよく、
P1は、Aspまたはアスパラギン酸であり、このアミノ酸残基は脱プロトン化またはプロトン化形態であってもよく、
P3は、Thr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)または式(VI)の化合物:
から選択されるその誘導体から選択され、
式中、R4~R6は、H、Fまたはメチルから独立して選択することができ、R7およびR8は、H、Fおよびメチル基からなる群より独立して選択される。代替的に、P3は、グルタミン酸シクロヘキシルエステル(Glu(Chx))、L-グルタミン酸メチルエステル(Glu(me))、アミノ酪酸(Abu)、またはAla(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Glu(グルタミン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸から選択することもでき、
R1は、以下:
からなる群より選択される弾頭(阻害剤用)またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり得、
式中、
qは、0、1、2、3、4または5であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CN、-NO2およびC1-6アルコキシルから独立して選択され、
Z2はハロゲンであり、
Z3は、C1-6アルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから選択される。
好ましくは、R1は、式:
の弾頭であり、
式中、
qは0、1、2、3または4であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから独立して選択される。
P5は、式(III):
式中、AおよびBは水素原子であり、H、I、JおよびKは炭素原子であり、
(本明細書では点線とも呼ばれる)は、存在してもしなくてもよい結合を表す。存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成する。
P4は、イソロイシン、ロイシン、ホモロイシン、Glu、hGlu(ホモグルタミン酸)およびAspからなる群より選択され、いくつかの場合、アミノ酸は、側鎖に酸性基を有し、この場合、これらのアミノ酸残基のいずれかは、脱プロトン化形態またはプロトン化形態であってもよく、
P1は、Aspまたはアスパラギン酸であり、このアミノ酸残基は脱プロトン化またはプロトン化形態であってもよく、
P3は、Thr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)または式(VI)の化合物:
式中、R4~R6は、H、Fまたはメチルから独立して選択することができ、R7およびR8は、H、Fおよびメチル基からなる群より独立して選択される。代替的に、P3は、グルタミン酸シクロヘキシルエステル(Glu(Chx))、L-グルタミン酸メチルエステル(Glu(me))、アミノ酪酸(Abu)、またはAla(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Glu(グルタミン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸から選択することもでき、
R1は、以下:
式中、
qは、0、1、2、3、4または5であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CN、-NO2およびC1-6アルコキシルから独立して選択され、
Z2はハロゲンであり、
Z3は、C1-6アルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから選択される。
好ましくは、R1は、式:
式中、
qは0、1、2、3または4であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから独立して選択される。
一実施形態では、Z1は、ハロゲン、メチルおよび-OMeから、好ましくはF、ClおよびMeから独立して選択される。
更なる実施形態では、R1は、式
の基から選択され、
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMeから独立して選択される。
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMeから独立して選択される。
より具体的には、R1は、式:
の基から選択されるフルオロフォア(基質との関連で使用される)などの部分であり得、
式中、
Wは、-NH-および-O-から選択され、
R10~R13は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、CF3、-CH2COOH、-CH2CONHR14、およびCH2OR14から独立して選択され、
R14は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから選択される。
式中、
Wは、-NH-および-O-から選択され、
R10~R13は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、CF3、-CH2COOH、-CH2CONHR14、およびCH2OR14から独立して選択され、
R14は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから選択される。
別の好ましい実施形態では、R1はACCである。
好ましい実施形態では、式(I)の化合物は、式VII:
の化合物
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり、
式中、
-nは、1、2、3または4であり、
-Aは、-NRaRb、
から選択され、ここで、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択され、好ましくは、Aは、-COOH基または-NH2基からなる群より選択され、
-P1、P3、P4、P5およびR1は、上記の実施形態のいずれかで定義される通りであり、好ましくはこれらの化合物の各々、以下のように特徴付けられる:
P5は、式(III):
の化合物であり、
式中、AおよびBは、水素原子であり、H、I、JおよびKは、独立して炭素原子または窒素原子であり、
(本明細書では点線とも呼ばれる)は、存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
P4は、イソロイシン、ロイシン、ホモロイシン、hGlu(ホモグルタミン酸)、Glu、ノルロイシン(Nle)、トレオニン(Thr)、チロシン(Tyr)、バリン(Val)、ノルバリン(Nva)、tert-ロイシン(Tle)、およびアスパラギン酸またはAspからなる群より選択され、いくつかの場合、アミノ酸は側鎖に酸性基を有し、この場合、これらのアミノ酸残基のいずれかは脱プロトン化形態またはプロトン化形態であってもよく、
P1は、Aspまたはアスパラギン酸であり、このアミノ酸残基は脱プロトン化形態またはプロトン化形態であってもよく、
P3は、Thr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)または式(VI):
の化合物から選択されるその誘導体から選択され、
式中、R4~R6は、H、Fまたはメチルから独立して選択することができ、R7およびR8は、H、Fおよびメチル基からなる群より独立して選択される。代替的に、P3は、グルタミン酸シクロヘキシルエステル(Glu(Chx))、L-グルタミン酸メチルエステル(Glu(me))、アミノ酪酸(Abu)、またはAla(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Glu(グルタミン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸から選択され、
R1は、以下:
からなる群より選択される弾頭(阻害剤用)またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり得、
式中、
qは、0、1、2、3、4または5であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CN、-NO2およびC1-6アルコキシルから独立して選択され、
Z2はハロゲンであり、
Z3は、C1-6アルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから選択される。
好ましくは、R1は、式:
の弾頭であり、
式中、
qは0、1、2、3または4であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから独立して選択される。
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり、
式中、
-nは、1、2、3または4であり、
-Aは、-NRaRb、
-P1、P3、P4、P5およびR1は、上記の実施形態のいずれかで定義される通りであり、好ましくはこれらの化合物の各々、以下のように特徴付けられる:
P5は、式(III):
式中、AおよびBは、水素原子であり、H、I、JおよびKは、独立して炭素原子または窒素原子であり、
(本明細書では点線とも呼ばれる)は、存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
P4は、イソロイシン、ロイシン、ホモロイシン、hGlu(ホモグルタミン酸)、Glu、ノルロイシン(Nle)、トレオニン(Thr)、チロシン(Tyr)、バリン(Val)、ノルバリン(Nva)、tert-ロイシン(Tle)、およびアスパラギン酸またはAspからなる群より選択され、いくつかの場合、アミノ酸は側鎖に酸性基を有し、この場合、これらのアミノ酸残基のいずれかは脱プロトン化形態またはプロトン化形態であってもよく、
P1は、Aspまたはアスパラギン酸であり、このアミノ酸残基は脱プロトン化形態またはプロトン化形態であってもよく、
P3は、Thr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)または式(VI):
式中、R4~R6は、H、Fまたはメチルから独立して選択することができ、R7およびR8は、H、Fおよびメチル基からなる群より独立して選択される。代替的に、P3は、グルタミン酸シクロヘキシルエステル(Glu(Chx))、L-グルタミン酸メチルエステル(Glu(me))、アミノ酪酸(Abu)、またはAla(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Glu(グルタミン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸から選択され、
R1は、以下:
式中、
qは、0、1、2、3、4または5であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CN、-NO2およびC1-6アルコキシルから独立して選択され、
Z2はハロゲンであり、
Z3は、C1-6アルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから選択される。
好ましくは、R1は、式:
式中、
qは0、1、2、3または4であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから独立して選択される。
一実施形態では、Z1は、ハロゲン、メチルおよび-OMeから、好ましくはF、ClおよびMeから独立して選択される。
更なる実施形態では、R1は、式
の基から選択され、
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMeから独立して選択される。
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMeから独立して選択される。
より具体的には、R1は、式:
の基から選択されるフルオロフォア(基質との関連で使用される)などの部分であり得、
式中、
Wは、-NH-および-O-から選択され、
R10~R13は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、CF3、-CH2COOH、-CH2CONHR14、およびCH2OR14から独立して選択され、
R14は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから選択される。
式中、
Wは、-NH-および-O-から選択され、
R10~R13は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、CF3、-CH2COOH、-CH2CONHR14、およびCH2OR14から独立して選択され、
R14は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから選択される。
別の好ましい実施形態では、R1はACCである。
好ましい実施形態では、式(I)の化合物は、式VII:
の化合物
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり、
式中、
-nは、2、3または4であり、
-Aは、上記に定義した-NRaRb基、好ましくはアミン基であり、
P5は、式(III):
の化合物であり、
式中、AおよびBは水素原子であり、H、I、JおよびKは独立して炭素原子であり、
は、存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
P4は、イソロイシン、ロイシン、ホモロイシン、hGlu(ホモグルタミン酸)、GluおよびAspまたはアスパラギン酸からなる群より選択され、いくつかの場合、アミノ酸は側鎖に酸性基を有し、この場合、これらのアミノ酸残基のいずれかは脱プロトン化形態またはプロトン化形態であってもよく、
P1は、Aspまたはアスパラギン酸であり、このアミノ酸残基はプロトン化形態または脱プロトン化形態であることができ、
P3は、Thr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)または式(VI):
の化合物から選択されるその誘導体から選択され、
式中、R4~R6は、H、Fまたはメチルから独立して選択することができ、R7およびR8は、H、Fおよびメチル基からなる群より独立して選択される。代替的に、P3は、グルタミン酸シクロヘキシルエステル(Glu(Chx))、L-グルタミン酸メチルエステル(Glu(me))、アミノ酪酸(Abu)、またはAla(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Glu(グルタミン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸から選択され、
R1は、式
の基から選択され、
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMeから独立して選択される。
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり、
式中、
-nは、2、3または4であり、
-Aは、上記に定義した-NRaRb基、好ましくはアミン基であり、
P5は、式(III):
式中、AおよびBは水素原子であり、H、I、JおよびKは独立して炭素原子であり、
は、存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
P4は、イソロイシン、ロイシン、ホモロイシン、hGlu(ホモグルタミン酸)、GluおよびAspまたはアスパラギン酸からなる群より選択され、いくつかの場合、アミノ酸は側鎖に酸性基を有し、この場合、これらのアミノ酸残基のいずれかは脱プロトン化形態またはプロトン化形態であってもよく、
P1は、Aspまたはアスパラギン酸であり、このアミノ酸残基はプロトン化形態または脱プロトン化形態であることができ、
P3は、Thr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)または式(VI):
式中、R4~R6は、H、Fまたはメチルから独立して選択することができ、R7およびR8は、H、Fおよびメチル基からなる群より独立して選択される。代替的に、P3は、グルタミン酸シクロヘキシルエステル(Glu(Chx))、L-グルタミン酸メチルエステル(Glu(me))、アミノ酪酸(Abu)、またはAla(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Glu(グルタミン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸から選択され、
R1は、式
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMeから独立して選択される。
好ましい実施形態では、式(I)の化合物は、式VIII:
の化合物
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり、
式中、
R2およびR3は、独立して、H、C1-6アルキルまたはC3-7シクロアルキルであり、ここで、R2および/またはR3は、脱プロトン化形態CO(O-)をもたらすように存在しなくてもよく、
(点線)は、存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
式中、AAは、上記に定義した場合によりN置換された塩基性アミノ酸であり、特に、AAは、式(II):
の化合物、またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体を指し、
式中、
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
mは、0、1、2および3から選択され、
pは、0および1から選択され、
Xは存在しないか、またはC3-7シクロアルキルおよびC6-10アリールから選択され、
Yは、-NRaRb、
から選択され、ここで、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり、
式中、
R2およびR3は、独立して、H、C1-6アルキルまたはC3-7シクロアルキルであり、ここで、R2および/またはR3は、脱プロトン化形態CO(O-)をもたらすように存在しなくてもよく、
(点線)は、存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
式中、AAは、上記に定義した場合によりN置換された塩基性アミノ酸であり、特に、AAは、式(II):
式中、
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
mは、0、1、2および3から選択され、
pは、0および1から選択され、
Xは存在しないか、またはC3-7シクロアルキルおよびC6-10アリールから選択され、
Yは、-NRaRb、
本発明の一実施形態によれば、nは、1、2および3から選択される。
好ましい実施形態では、m+nは、1、2、3、4、5または6であり、より好ましくは、1、2、3、4および5である。
好ましくは、Xは存在しないか、またはシクロヘキシルおよびフェニルから選択される。
別の実施形態によれば、AAは、式
の基であり、
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
pは、0および1から選択され、
Yは、-NRaRb、
から選択され、ここで、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。
nは、0、1、2、3、4、5および6から選択され、
pは、0および1から選択され、
Yは、-NRaRb、
本発明の一実施形態によれば、nは、1、2、3、4および5から選択される。
好ましい実施形態では、pは0である。
本発明の一実施形態によれば、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、-C(O)Rおよび-C(O)ORから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから独立して選択される。特定の実施形態では、Ra、RbおよびRcは、H、メチル、シクロヘキシル、ベンジル、-C(O)OMe、-C(O)OPhまたは-C(O)OBnから独立して選択される。更なる実施形態では、Ra、RbおよびRcは、Hである。
一実施形態では、AAは、ヒスチジン(His)、アルギニンホモログ、リジン(Lys)、アセチルリジン、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、ジアミノプロピオン酸(Dap)、4-アミノシクロヘキシル-アラニン(Aca)、4-アミノ-フェニルアラニン(Apa)、アミノメチルシクロヘキシル-アラニン(Ama)、4-アミノメチル-フェニルアラニン(Amp)、4-グアニジン-フェニルアラニン(Gpa)、4-グアニジン-シクロヘキシルアラニン(Gca)、シトルリン(Cit)、4-ピペリジニル-アラニン(Pia)、3-(2-ピリジル)アラニン(2-Pal)、3-(3-ピリジル)アラニン(3-Pal)、3-(4-ピリジル)アラニン(4-Pal)、またはそのホモログおよび/もしくはベータ誘導体から選択される場合により置換されているアミノ酸である。
より好ましい実施形態では、AAは、ヒスチジン(His)、アルギニン(Arg)、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、ジアミノプロピオン酸(Dap)、4-アミノシクロヘキシル-アラニン(Aca)、4-アミノ-フェニルアラニン(Apa)、アミノメチルシクロヘキシル-アラニン(Ama)、4-アミノメチル-フェニルアラニン(Amp)、4-グアニジン-フェニルアラニン(Gpa)、4-グアニジン-シクロヘキシルアラニン(Gca)、シトルリン(Cit)、4-ピペリジニル-アラニン(Pia)、3-(2-ピリジル)アラニン(2-Pal)、3-(3-ピリジル)アラニン(3-Pal)、3-(4-ピリジル)アラニン(4-Pal)、またはそれらのホモログおよび/もしくはベータ誘導体から選択されるアミノ酸であり、これは、ハロゲン、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-CN、-NO2、-OR、-SR、-C(O)R、-C(O)OR、-OC(O)R、-C(O)NR2、-NR2および-SO2Rから選択される少なくとも1つの基で場合により置換されていてもよく、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C1-6ハロアルキル、C3-7シクロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択される。好ましくは、ハロゲン、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、-C(O)Rおよび-C(O)ORであり、式中、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから独立して選択される。より好ましくは、ハロゲン、メチル、シクロヘキシル、ベンジル、-C(O)OMe、-C(O)OPhおよび-C(O)OBnである。
より好ましくは、AAは、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、またはジアミノプロピオン酸(Dap)から選択されるアミノ酸であり、
R1は、
からなる群より選択される弾頭(阻害剤用)またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり得、
式中、
qは、0、1、2、3、4または5であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CN、-NO2およびC1-6アルコキシルから独立して選択され、
Z2はハロゲンであり、
Z3は、C1-6アルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから選択される。
R1は、
式中、
qは、0、1、2、3、4または5であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CN、-NO2およびC1-6アルコキシルから独立して選択され、
Z2はハロゲンであり、
Z3は、C1-6アルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリール(C1-6)アルキルから選択される。
一実施形態では、Z1は、ハロゲン、メチルおよび-OMeから、好ましくはF、ClおよびMeから独立して選択される。
更なる実施形態では、R1は、式
の基から選択され、
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMeから独立して選択される。
好ましい実施形態では、R1は式
を有する。
別の実施形態では、R1は、式:
の基から選択され基質の部分であり得、
式中、
Wは、-NH-および-O-から選択され、
R10~R13は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、CF3、-CH2COOH、-CH2CONHR14、およびCH2OR14から独立して選択され、
R14は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから選択される。
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMeから独立して選択される。
好ましい実施形態では、R1は式
別の実施形態では、R1は、式:
式中、
Wは、-NH-および-O-から選択され、
R10~R13は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、CF3、-CH2COOH、-CH2CONHR14、およびCH2OR14から独立して選択され、
R14は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから選択される。
別の好ましい実施形態では、R1はACCである。
好ましい実施形態では、式(I)の化合物は、式IX:
の化合物
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり、
式中、
R2およびR3は、独立して、H、C1-6アルキルまたはC3-7シクロアルキルであり、ここで、R2およびR3は、脱プロトン化形態CO(O-)を達成するために存在しなくてもよく、
は、存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
式中、
R1は、上記の実施形態のいずれかで定義される通りであり、好ましくは、R1は、式:
の基から選択され、
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMeから独立して選択される。
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり、
式中、
R2およびR3は、独立して、H、C1-6アルキルまたはC3-7シクロアルキルであり、ここで、R2およびR3は、脱プロトン化形態CO(O-)を達成するために存在しなくてもよく、
は、存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
式中、
R1は、上記の実施形態のいずれかで定義される通りであり、好ましくは、R1は、式:
式中、各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CNおよびC1-6アルコキシルから、好ましくはハロゲン、メチルおよび-OMeから、より好ましくは、F、ClおよびMeから独立して選択される。
好ましい実施形態では、R1は、式
またはACCを有し、
-nは、1、2、3または4であり、
-Aは、-NRaRb、
から選択され、ここで、Ra、RbおよびRcは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、5~10員ヘテロアリール、-NO2、-C(O)R、-C(O)ORおよび-SO2Rから独立して選択され、ここで、各Rは、H、C1-6アルキル、C3-7シクロアルキル、C1-6ハロアルキル、C6-10アリール、(C6-10)アリール(C1-6)アルキル、5~10員ヘテロシクリル、および5~10員ヘテロアリールから独立して選択され、好ましくは、Aは、-COOH基、またはNH2基からなる群より選択される。
-nは、1、2、3または4であり、
-Aは、-NRaRb、
好ましい実施形態では、式(I)の化合物は、式IX:
の化合物
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体
であり、
R2およびR3は、H、C1-6アルキルまたはC3-7シクロアルキルであり、ここで、R2およびR3は、存在しなくてもよく、その結果、脱プロトン化形態CO(O-)が生じ、
(点線)は、存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
式中、
-nは、2、3または4であり、
-Aは、-COOH基または-NRaRb基、好ましくはアミン基からなる群より選択され、R1は上記に定義される通りであり、好ましくはR1は、式
またはACCを有する。
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体
であり、
R2およびR3は、H、C1-6アルキルまたはC3-7シクロアルキルであり、ここで、R2およびR3は、存在しなくてもよく、その結果、脱プロトン化形態CO(O-)が生じ、
(点線)は、存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
式中、
-nは、2、3または4であり、
-Aは、-COOH基または-NRaRb基、好ましくはアミン基からなる群より選択され、R1は上記に定義される通りであり、好ましくはR1は、式
上記式IXは、全ての可能な形態(例えば、1つの酸が脱プロトン化されたもの、2つの酸が一緒に脱プロトン化したもの、アミンが両方の状態にあるもの)を網羅することに留意されたい。すなわち、式IXは、全ての塩および溶媒和物を包含する。これらの形態のうちの1つの非限定的な例は、次のものとなる:
特定の実施形態では、式(I)の化合物は、
からなる群より選択される化合物(プロトン化もしくは脱プロトン化)またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体から選択され、
式中、R1は、本明細書を通して定義される通りであり、
好ましくは、R1は、
から選択される。
式中、R1は、本明細書を通して定義される通りであり、
好ましくは、R1は、
上記の6つの構造は全ての可能な形態(例えば、1つの酸が脱プロトン化されたもの、2つの酸が一緒に脱プロトン化したもの、アミンが両方の状態にあるもの)を網羅し、位置P5は、延伸されたまま存在してもよく、または追加の二重結合が存在する以下の式IIIに示されるようなオキシダーゼ誘導体であってもよいことに留意されたい:
式中、AおよびBは水素原子であり、H、I、JおよびKは独立して炭素原子であり、
(点線)は、(オキシダーゼ誘導体の場合のように)存在しても、または存在しなくてもよい結合を表す。
(点線)は、(オキシダーゼ誘導体の場合のように)存在しても、または存在しなくてもよい結合を表す。
特定の実施形態では、式(I)の化合物は、
からなる群より選択される化合物(プロトン化もしくは脱プロトン化)またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体から選択され、
式中、好ましくは、上記3つの構造中のR1は
(AOMKとも呼ばれる、アシルオキシメチルケトン)である。
式中、好ましくは、上記3つの構造中のR1は
上記の全ての3つの構造は全ての可能な形態(例えば、1つの酸が脱プロトン化されたもの、2つの酸が一緒に脱プロトン化したもの、アミンが両方の状態にあるもの)を網羅し、位置P5は、以下の構造に従って、オキシダーゼ酸化誘導体であってもなくてもよく、
式中、AおよびBは水素原子であり、H、I、JおよびKは独立して炭素原子であり、
(点線)は存在しても(オキシダーゼ誘導体)しなくてもよい結合を表す。
(点線)は存在しても(オキシダーゼ誘導体)しなくてもよい結合を表す。
さらに別の好ましい実施形態では、式(I)の化合物は、
a.NH-Idc-hGlu-Glu(Chx)-P2-Asp-R1;
b.NH-Idc-hGlu-Glu-P2-Asp-R1;
c.NH-Idc-hGlu-Glu(me)-P2-Asp-R1;および/または
d.NH-Idc-hGlu-Val-P2-Asp-R1
からなる群より選択される化合物(プロトン化もしくは脱プロトン化)またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体から選択され、
式中、P2は、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)またはジアミノプロピオン酸(Dap)から選択され、好ましくは、R1は
(AOMKとも呼ばれる、アシルオキシメチルケトン)である。
a.NH-Idc-hGlu-Glu(Chx)-P2-Asp-R1;
b.NH-Idc-hGlu-Glu-P2-Asp-R1;
c.NH-Idc-hGlu-Glu(me)-P2-Asp-R1;および/または
d.NH-Idc-hGlu-Val-P2-Asp-R1
からなる群より選択される化合物(プロトン化もしくは脱プロトン化)またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体から選択され、
式中、P2は、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)またはジアミノプロピオン酸(Dap)から選択され、好ましくは、R1は
さらに別の好ましい実施形態では、式(I)の化合物は、式NH-Idc-hGlu-Mix-P2-Asp-R1(プロトン化もしくは脱プロトン化)の化合物またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり、式中、P2は、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、またはジアミノプロピオン酸(Dap)から選択され、ここで、Mixは、Ala(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸であり、好ましくは、R1は
(AOMKとも呼ばれる、アシルオキシメチルケトン)である。
医薬組成物
R1がAOMKなどの弾頭である本発明の上記式のいずれかの化合物は、カスパーゼ-2の不可逆的阻害剤であり、したがって、この酵素によって媒介される障害または疾患の予防または処置に使用することができる。
R1がAOMKなどの弾頭である本発明の上記式のいずれかの化合物は、カスパーゼ-2の不可逆的阻害剤であり、したがって、この酵素によって媒介される障害または疾患の予防または処置に使用することができる。
したがって、更なる態様では、本発明は、R1がAOMKなどの弾頭またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体である、本明細書で定義される上記式のいずれかの化合物と、少なくとも1つの薬学的に許容され得る賦形剤とを含む医薬組成物に関する。
「賦形剤」という用語は、有効成分と共に投与されるビヒクル、希釈剤、またはアジュバントを指す。そのような医薬品賦形剤は、滅菌液体、例えば水、および石油、動物、植物、または合成起源のもの、例えば落花生油、大豆油、鉱油、ゴマ油などを含む油であり得る。水または生理食塩水および水性デキストロースおよびグリセロール溶液、特に注射用溶液がビヒクルとして好ましく使用される。適切な医薬品ビヒクルは、E.W.Martinによる「Remington’s Pharmaceutical Sciences」,21st Edition,2005、または「Handbook of Pharmaceutical」Rowe C.R.;Paul J.S.;Marian E.Q.,sixth Edition,2009に記載されている。
本発明の医薬組成物の所望の医薬投与形態を製造するのに必要な賦形剤および補助物質は、他の要因の中でも、選択された投与医薬形態に依存する。医薬組成物の前述の医薬投与形態は、当業者に公知の従来の方法に従って製造される。
医薬組成物の例としては、経口、局所または非経口投与用の任意の固体(錠剤、丸剤、カプセル剤、顆粒剤など)または液体(溶液、懸濁液またはエマルジョン)組成物が挙げられる。
一実施形態では、医薬組成物は経口送達形態である。経口投与に適した剤形は、錠剤およびカプセル剤であり得、結合剤、例えばシロップ、アラビアガム、ゼラチン、ソルビトール、トラガカント、またはポリビニルピロリドン;充填剤、例えばラクトース、糖、コーンスターチ、リン酸カルシウム、ソルビトールまたはグリシン;錠剤を調製するための潤滑剤、例えばステアリン酸マグネシウム;崩壊剤、例えばデンプン、ポリビニルピロリドン、デンプングリコール酸ナトリウムまたは微結晶セルロース;またはラウリル硫酸ナトリウムなどの薬学的に許容され得る湿潤剤などの当該技術分野で公知の従来の賦形剤を含有し得る。固体経口組成物は、ブレンド、充填または打錠の従来の方法によって調製することができる。そのような操作は、当該技術分野において従来のものである。錠剤は、例えば、乾式または湿式造粒によって調製することができ、任意選択的に、通常の製薬実務において周知の方法に従って、特に腸溶コーティングでコーティングすることができる。
医薬組成物は、適切な単位剤形の滅菌溶液、懸濁液または凍結乾燥製品などの非経口投与に適合させることもできる。適切な賦形剤、例えば増量剤、緩衝剤または界面活性剤を使用することができる。
言及される製剤は、欧州薬局方および米国薬局方ならびに同様の参照テキストに記載または言及されているものなどの標準的な方法を使用して調製することができる。
本発明の化合物または組成物は、経口、舌下、鼻腔内、眼内、非経口、皮下、筋肉内、静脈内、または経皮投与などの任意の適切な方法によって投与され得る。
一般に、投与される本発明の化合物の有効量は、選択される化合物の相対的な有効性、処置および/または予防される障害の重症度、ならびに患者の体重に依存する。活性化合物は、1日に1回または複数回、例えば1日に1、2、3または4回投与することができ、典型的な1日の総用量は、約0.01mg/kg体重/日~約1000mg/kg体重/日の範囲である。別の実施形態では、本発明の化合物の有効投与量は、約500mg/kg体重/日以下である。別の実施形態では、本発明の化合物の有効投与量は、約100mg/kg体重/日以下である。別の実施形態では、有効投与量は、約0.01mg/kg体重/日~約100mg/kg体重/日の範囲の本発明の化合物である。別の実施形態では、約0.02mg/kg体重/日~約50mg/kg体重/日、別の実施形態では、約0.025mg/kg体重/日~約20mg/kg体重/日の範囲である。
本発明の化合物の使用
R1がフルオロフォア部分を含む基である本発明の化合物は、カスパーゼ-2活性を決定するための活性ベースのプローブとして使用することができる。
R1がフルオロフォア部分を含む基である本発明の化合物は、カスパーゼ-2活性を決定するための活性ベースのプローブとして使用することができる。
したがって、別の態様では、本発明は、カスパーゼ-2活性を決定するための、R1がフルオロフォア部分を含む基である、本明細書で定義される本発明の化合物、またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体のインビトロ使用に言及する。
特定の実施形態では、細胞または組織におけるカスパーゼ-2活性は、R1がフルオロフォア部分を含む基である、本明細書で定義される本発明の化合物、またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体を、前述の細胞または組織を含む試料と接触させ、光励起時に放出される蛍光シグナルを測定することによって決定することができる。
R1がAOMKなどの弾頭である本発明の上記式のいずれかの化合物は、標的酵素(カスパーゼ-2)の活性部位と反応し、それによって不可逆的阻害効果を提供する基を含む。したがって、R1が基である本発明の化合物は、カスパーゼ-2活性が関与する疾患または障害の予防または処置に使用することができる。
したがって、別の態様では、本発明は、医薬品として使用するための、R1がAOMKなどの弾頭である本発明の化合物、またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体に関する。
別の態様では、本発明は、変性疾患、例えばアルツハイマー病、ハンチントン病、パーキンソン病、軽度認知障害、筋萎縮性側索硬化症およびクロイツフェルト・ヤコブ病、副腎白質ジストロフィー;新生児脳損傷、特に新生児脳虚血;外傷性脳損傷;腎臓虚血;低酸素虚血損傷;脳卒中様状況脳損傷(stroke-like situations brain injuries);心臓虚血;心筋梗塞;筋萎縮性側索硬化症;網膜損傷;眼疾患、例えば加齢黄斑変性症、糖尿病性網膜症、網膜色素変性症、鈍的眼損傷、虚血性視神経症、緑内障;細胞毒性の予防(cytotoxicity prevention)、放射線および音響外傷などの物理的要因による細胞毒性、特に化学物質によって媒介される細胞毒性防止;皮膚損傷;無菌性炎症性疾患、例えば糖尿病、アテローム性動脈硬化症、痛風、偽痛風、関節弛緩、アテローム性動脈硬化症、アルミニウム塩によってトリガーされる症候群、非動脈炎性虚血性視神経症、緑内障および代謝性疾患;非無菌性炎症性疾患、例えば細菌感染、特に細孔形成毒素を産生する細菌による感染、インフルエンザウイルス感染および一本鎖RNAラブドウイルス科感染、例えばマラバウイルスまたは水疱性口内炎ウイルス;病原性細菌によって引き起こされる疾患、例えばブルセラ菌(Brucella)、黄色ブドウ球菌(Staphylococcus aureus)およびサルモネラ菌(Salmonella);脂質異常症;肥満;メタボリックシンドローム;および非アルコール性脂肪性肝疾患、例えば非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)および非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)から選択されるカスパーゼ-2活性化の増加に関連する疾患または障害の予防および/または処置に使用するための、R1がAOMKなどの弾頭である本発明の化合物、またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体に関する。
好ましい実施形態では、本発明は、非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の予防および/または処置に使用するための、R1が弾頭、例えばAOMKである本発明の化合物、またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体に関する。
本明細書の文脈における「処置(treatment)」または「処置する(treat)」という用語は、疾患または前述の疾患に関連する1つ以上の症候を改善または排除するための本発明による化合物または組成物の投与を意味する。「処置(Treatment)」はまた、疾患の生理学的続発症を改善または排除することを包含する。
本発明の文脈における「改善する」という用語は、処置される患者の状況に対する任意の改善を意味すると理解される。
本明細書の文脈における「防止」または「防止する」という用語は、疾患または前述の疾患に関連する1つ以上の症候を獲得または発症するリスクを低下させるための本発明による化合物または組成物の投与を意味する。
一実施形態では、本明細書に記載の任意の方法または使用は、少なくとも1つの他の治療薬を患者に投与することをさらに含むことができる。
以下、実施例により本発明をさらに説明する。この説明は、特許請求の範囲に定義される本発明の範囲の限定として決して解釈されるべきではない。
生物学的アッセイ
実施例1.基質を用いた酵素動力学研究
材料および方法
試薬
Fmoc保護アミノ酸は、Iris Biotech GmbH(Marktredwitz、ドイツ)、Sigma-Aldrich(ポーランド、ポズナン)、Bachem(米国カリフォルニア州トーランス)、Creosalus(米国ケンタッキー州ルーズビル)、PE Biosciences Limited(中国、香港)およびCombi-Block(米国サンディエゴ)から購入した。Fmoc-ACC蛍光色素は、Malyらによって以前に公開された手順に従って合成した。Rink Amide AM樹脂(200~300メッシュ、負荷0.48mmol/g)、(2-(1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)-1,1,3,3-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HBTU)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HATU)、ピペリジン(PIP)、ジイソプロピルカルボジイミド(DICI)およびトリフルオロ酢酸(TFA)は、Iris Biotech GmbHから購入した。無水HOBtは、Creosalusから購入した。2,4,6-トリメチルピリジン(2,4,6-コリジン)、アセトニトリル(ACN、HPLCグラジエントグレード)、トリイソプロピルシラン(TIPS)は、Sigma-Aldrichから購入した。N,N’-ジメチルホルムアミド(DMF、分析用に純粋)、メタノール(MeOH)、ジクロロメタン(DCM)、AcOH、ジエチルエーテル(Et2O)、および五酸化リン(P2O5)はPOCh(ポーランド、グリヴィツェ)から入手した。全てのACC標識蛍光基質を、半分取Discovery(登録商標)C8カラム(粒径10μm)を使用して、Watersシステム(Waters M600溶媒送達モジュールおよびWaters M2489検出器システム)での逆相HPLCによって精製した。基質精製およびLC-MS分析のための溶媒組成は以下の通りであった:相A(水/0.1%TFA)、相B(ACN/0.1%TFA)。精製のために、アッセイを線形勾配(95%相Aから5%相A)で30分間実行した。純度および分子量[m/z+H]+は、LC-MS Waters装置を使用し、分析Discovery(登録商標)C8カラム(粒径10μm)を使用して決定した。LC-MSアッセイを95%相Aから5%相Aまで20分間実行した。全ての化合物は少なくとも95%純粋であった。
実施例1.基質を用いた酵素動力学研究
材料および方法
試薬
Fmoc保護アミノ酸は、Iris Biotech GmbH(Marktredwitz、ドイツ)、Sigma-Aldrich(ポーランド、ポズナン)、Bachem(米国カリフォルニア州トーランス)、Creosalus(米国ケンタッキー州ルーズビル)、PE Biosciences Limited(中国、香港)およびCombi-Block(米国サンディエゴ)から購入した。Fmoc-ACC蛍光色素は、Malyらによって以前に公開された手順に従って合成した。Rink Amide AM樹脂(200~300メッシュ、負荷0.48mmol/g)、(2-(1H-ベンゾトリアゾール-1-イル)-1,1,3,3-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート(HBTU)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HATU)、ピペリジン(PIP)、ジイソプロピルカルボジイミド(DICI)およびトリフルオロ酢酸(TFA)は、Iris Biotech GmbHから購入した。無水HOBtは、Creosalusから購入した。2,4,6-トリメチルピリジン(2,4,6-コリジン)、アセトニトリル(ACN、HPLCグラジエントグレード)、トリイソプロピルシラン(TIPS)は、Sigma-Aldrichから購入した。N,N’-ジメチルホルムアミド(DMF、分析用に純粋)、メタノール(MeOH)、ジクロロメタン(DCM)、AcOH、ジエチルエーテル(Et2O)、および五酸化リン(P2O5)はPOCh(ポーランド、グリヴィツェ)から入手した。全てのACC標識蛍光基質を、半分取Discovery(登録商標)C8カラム(粒径10μm)を使用して、Watersシステム(Waters M600溶媒送達モジュールおよびWaters M2489検出器システム)での逆相HPLCによって精製した。基質精製およびLC-MS分析のための溶媒組成は以下の通りであった:相A(水/0.1%TFA)、相B(ACN/0.1%TFA)。精製のために、アッセイを線形勾配(95%相Aから5%相A)で30分間実行した。純度および分子量[m/z+H]+は、LC-MS Waters装置を使用し、分析Discovery(登録商標)C8カラム(粒径10μm)を使用して決定した。LC-MSアッセイを95%相Aから5%相Aまで20分間実行した。全ての化合物は少なくとも95%純粋であった。
基質の合成
NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-P2-Asp-ACCの一般式を有する基質を、前述の一般的な方法に従って固体支持体上で合成した。特に明記しない限り、全てのアミノ酸はL配置を有する。
NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-P2-Asp-ACCの一般式を有する基質を、前述の一般的な方法に従って固体支持体上で合成した。特に明記しない限り、全てのアミノ酸はL配置を有する。
合成した全ての基質について、約10g(1当量、4.8mmol)のFmoc保護Rink Amide樹脂(0.48mol/g)を固相合成のために250mLガラスカートリッジに入れ、DCM中で30分間膨潤させた。次いで、DCMを排水し、樹脂をDMFで3回洗浄した。次に、DMF中20%ピペリジンを使用して、Fmoc-保護基を3サイクルで除去し(5分、5分、および25分)、樹脂をDMFで6回洗浄した。約2.5当量のFmoc-ACC-OH(12mmol、5.3g)を、最小量のDMF中2.5当量のHOBt(12mmol、1.8g)および2.5当量のDICI(12mmol、1.6mL)で3分間予備活性化し、樹脂に注いだ。カートリッジを30分間穏やかに撹拌し、混合物が高密度になりすぎたら、より多くのDMFを添加した。反応を24時間行い、続けて濾過し、樹脂をDMFで3回洗浄した。Fmoc-ACC-OHカップリングを繰り返して、1.5当量の上記の試薬を使用してカップリング収率を改善した。24時間後、樹脂をDMFで3回洗浄し、ニンヒドリン試験を行って完全なFmoc-ACC-OHカップリングを確認した。次いで、DMF中20%ピペリジンを使用してACCからFmoc基を除去し、続けて樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、2.5当量のFmoc-Asp(tBu)-OH(12mmol、5.3g)を、DMF中2.5当量のHATU(12mmol、4.6g)および2.5当量の2,4,6-コリジン(12mmol、1.6mL)で3分間予備インキュベートし、H2N-ACC樹脂に注いだ。反応を24時間実施し、1.5当量のFmoc-Asp(tBu)-OH/HATU/2,4,6-コリジン試薬を使用してさらに24時間繰り返した。次いで、Fmoc-Asp(tBu)-ACC樹脂をDMFで3回洗浄し、続けてDMF中20%ピペリジンでFmoc脱保護し、樹脂をDMFで6回、DCMで3回、MeOHで3回洗浄し、デシケーター中でP2O5上で一晩乾燥させた。得られた樹脂(約12g)を100mg部分に分割し、個々のカスパーゼ-2基質の合成に使用した。
P2基質合成
一般式NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-P2-Asp-ACCのACC標識蛍光基質を、MultiChem 48ウェル合成装置(米国カリフォルニア州SciGeneのFlexChem)を使用して合成した。各基質について、各々100mg、0.05mmolのNH2-Asp(tBu)-ACC樹脂をマルチウェルカートリッジの分離したウェルに入れ、DCMを添加して樹脂を膨潤させた。次に、DCMを濾別し、樹脂をDMFで3回洗浄した。30本の1.5mLチューブにおいて、3当量の種々のアミノ酸(0.15mmol)を、3当量のHATU(0.15mmol、60mg)および3当量の2,4,6-コリジン(0.15mmol、20mL)を含有する1mLのDMFと混合し、樹脂に注いだ。P2カップリング反応を3時間行い、続けてニンヒドリン試験を行った。次いで、DMF中20%ピペリジンを用いて各基質からFmoc基を除去し、各ウェル中の樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、3当量(x30)のFmoc-Thr(Bzl)-OH(4.5mmol、1.95g)を、最小量のDMF中3当量(x30)のHATU(4.5mmol、1.72g)および2,4,6-コリジン(4.5mmol、600uL)で1分間予備インキュベートし、樹脂に注いだ。P3カップリング反応を3時間行い、続けてニンヒドリン試験を行った。次いで、DMF中20%ピペリジンを用いて各基質からFmoc基を除去し、各ウェル中の樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、3当量(x30)のFmoc-hGlu(tBu)-OH(4.5mmol、2.0g)を、最小量のDMF中3当量(x30)のHATU(4.5mmol、1.72g)および2,4,6-コリジン(4.5mmol、600mL)で1分間予備インキュベートし、樹脂に注いだ。P4カップリング反応を3時間行い、続けてニンヒドリン試験を行った。次いで、DMF中20%ピペリジンを用いて各基質からFmoc基を除去し、各ウェル中の樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、3当量(x30)のFmoc-Idc-OH(4.5mmol、1.75g)を、最小量のDMF中3当量(x30)のHATU(4.5mmol、1.72g)および2,4,6-コリジン(4.5mmol、600mL)で1分間予備インキュベートし、樹脂に注いだ。P5カップリング反応を3時間行い、続けてニンヒドリン試験を行った。次いで、DMF中20%ピペリジンを用いて各基質からFmoc基を除去し、各ウェル中の樹脂をDMFで6回、DCMで3回、MeOHで3回洗浄し、デシケーター中でP2O5上で一晩乾燥させた。氷冷TFA/TPS/水(%v/v/v、95/2.5/2.5)混合物を2時間使用して(15分に1回振盪)、全ての基質を樹脂から切断した。各ウェルからの溶液を別々に回収し、残りの樹脂をTFAで洗浄した。次いで、基板を氷冷Et2Oで30分間沈殿させ、遠心分離した。次に、上清を廃棄し、ペレットを氷冷Et2Oに再懸濁し、再度遠心分離した。次いで、上清を廃棄し、ペレットを乾燥させ、粗生成物を1mLのDMSOに溶解し、HPLCで精製した。純粋な基質を回収し、-80℃で凍結し、凍結乾燥した。次いで、最終生成物(白色粉末)をジメチルスルホキシド(DMSO)に最終濃度20mMまで溶解し、使用するまで-80℃で保存した。
一般式NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-P2-Asp-ACCのACC標識蛍光基質を、MultiChem 48ウェル合成装置(米国カリフォルニア州SciGeneのFlexChem)を使用して合成した。各基質について、各々100mg、0.05mmolのNH2-Asp(tBu)-ACC樹脂をマルチウェルカートリッジの分離したウェルに入れ、DCMを添加して樹脂を膨潤させた。次に、DCMを濾別し、樹脂をDMFで3回洗浄した。30本の1.5mLチューブにおいて、3当量の種々のアミノ酸(0.15mmol)を、3当量のHATU(0.15mmol、60mg)および3当量の2,4,6-コリジン(0.15mmol、20mL)を含有する1mLのDMFと混合し、樹脂に注いだ。P2カップリング反応を3時間行い、続けてニンヒドリン試験を行った。次いで、DMF中20%ピペリジンを用いて各基質からFmoc基を除去し、各ウェル中の樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、3当量(x30)のFmoc-Thr(Bzl)-OH(4.5mmol、1.95g)を、最小量のDMF中3当量(x30)のHATU(4.5mmol、1.72g)および2,4,6-コリジン(4.5mmol、600uL)で1分間予備インキュベートし、樹脂に注いだ。P3カップリング反応を3時間行い、続けてニンヒドリン試験を行った。次いで、DMF中20%ピペリジンを用いて各基質からFmoc基を除去し、各ウェル中の樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、3当量(x30)のFmoc-hGlu(tBu)-OH(4.5mmol、2.0g)を、最小量のDMF中3当量(x30)のHATU(4.5mmol、1.72g)および2,4,6-コリジン(4.5mmol、600mL)で1分間予備インキュベートし、樹脂に注いだ。P4カップリング反応を3時間行い、続けてニンヒドリン試験を行った。次いで、DMF中20%ピペリジンを用いて各基質からFmoc基を除去し、各ウェル中の樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、3当量(x30)のFmoc-Idc-OH(4.5mmol、1.75g)を、最小量のDMF中3当量(x30)のHATU(4.5mmol、1.72g)および2,4,6-コリジン(4.5mmol、600mL)で1分間予備インキュベートし、樹脂に注いだ。P5カップリング反応を3時間行い、続けてニンヒドリン試験を行った。次いで、DMF中20%ピペリジンを用いて各基質からFmoc基を除去し、各ウェル中の樹脂をDMFで6回、DCMで3回、MeOHで3回洗浄し、デシケーター中でP2O5上で一晩乾燥させた。氷冷TFA/TPS/水(%v/v/v、95/2.5/2.5)混合物を2時間使用して(15分に1回振盪)、全ての基質を樹脂から切断した。各ウェルからの溶液を別々に回収し、残りの樹脂をTFAで洗浄した。次いで、基板を氷冷Et2Oで30分間沈殿させ、遠心分離した。次に、上清を廃棄し、ペレットを氷冷Et2Oに再懸濁し、再度遠心分離した。次いで、上清を廃棄し、ペレットを乾燥させ、粗生成物を1mLのDMSOに溶解し、HPLCで精製した。純粋な基質を回収し、-80℃で凍結し、凍結乾燥した。次いで、最終生成物(白色粉末)をジメチルスルホキシド(DMSO)に最終濃度20mMまで溶解し、使用するまで-80℃で保存した。
組換えカスパーゼの調製
ヒトアポトーシスカスパーゼの発現および精製のための詳細なプロトコルは、他の場所(Stennicke、1999)で見出すことができる。
ヒトアポトーシスカスパーゼの発現および精製のための詳細なプロトコルは、他の場所(Stennicke、1999)で見出すことができる。
酵素動力学研究
96ウェルコーニング(コーニング、米国ニューヨーク州)プレートにおいて蛍光動態モードで操作するfMax分光蛍光光度計(Molecular Devices、米国カリフォルニア州サニーベール)を使用してカスパーゼ-2、-3および-8に対するP2基質のスクリーニングを行った。ACC蛍光を、355nm(励起)および460nm(発光)の波長を使用してモニターした。動態解析の前に、全てのカスパーゼを、zVAD-fmk阻害剤(Cayman Chemical Company、カタログ番号14467)を使用して活性部位滴定した。カスパーゼアッセイ緩衝液は、10%w/vスクロース、1Mクエン酸ナトリウム、20mM Pipes、10mM NaCl、1mM EDTA、および10mM DTT(pH=7.3)であった。緩衝液を室温で調製し、全ての動態アッセイを37℃で行った。全ての酵素を、任意の活性アッセイの前に15分間予備インキュベートした。基質を10mMの濃度でスクリーニングし、カスパーゼ濃度は以下の通りであった:カスパーゼ-25nM、カスパーゼ-3 15nMおよびカスパーゼ-8 40nM。単一ウェル内の総体積は100mLであった。総アッセイ時間は30分であったが、分析のために蛍光進行曲線の線形部分のみを取った。Graph Pad Prismソフトウェアを使用して動態データを分析した。データは、カスパーゼ10nMあたりの蛍光遊離/産生速度(RFU/秒相対蛍光単位/秒)として提示される。
96ウェルコーニング(コーニング、米国ニューヨーク州)プレートにおいて蛍光動態モードで操作するfMax分光蛍光光度計(Molecular Devices、米国カリフォルニア州サニーベール)を使用してカスパーゼ-2、-3および-8に対するP2基質のスクリーニングを行った。ACC蛍光を、355nm(励起)および460nm(発光)の波長を使用してモニターした。動態解析の前に、全てのカスパーゼを、zVAD-fmk阻害剤(Cayman Chemical Company、カタログ番号14467)を使用して活性部位滴定した。カスパーゼアッセイ緩衝液は、10%w/vスクロース、1Mクエン酸ナトリウム、20mM Pipes、10mM NaCl、1mM EDTA、および10mM DTT(pH=7.3)であった。緩衝液を室温で調製し、全ての動態アッセイを37℃で行った。全ての酵素を、任意の活性アッセイの前に15分間予備インキュベートした。基質を10mMの濃度でスクリーニングし、カスパーゼ濃度は以下の通りであった:カスパーゼ-25nM、カスパーゼ-3 15nMおよびカスパーゼ-8 40nM。単一ウェル内の総体積は100mLであった。総アッセイ時間は30分であったが、分析のために蛍光進行曲線の線形部分のみを取った。Graph Pad Prismソフトウェアを使用して動態データを分析した。データは、カスパーゼ10nMあたりの蛍光遊離/産生速度(RFU/秒相対蛍光単位/秒)として提示される。
結果
本発明者らは、P2(本発明全体を通してAAとも呼ばれる)位置でのその触媒選択性を再検討することによって、非常に特異的かつ選択的なカスパーゼ-2基質を開発することを目的とした。一般に認められていることによれば、「特異的」とは、高い動態パラメーター(例えば、基質の場合は高kcat/KM、阻害剤の場合は高kobs/I)を意味し、「選択的」とは、いくつかの試薬(基質/阻害剤)がただ1つの酵素を標的とすることを意味する。本発明のこの部分の主な目的は、カスパーゼ-2に最も選択的な基質であることが以前に発表されたNH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-ACC(WRMP23)式(Porebaら、Cell Death&Differentiation 2019,26,2695-2709)に基づいて設計された一連のペンタペプチド蛍光基質を合成し、生化学的に評価することであった。上述のWRMP23式から、本発明の高度に特異的かつ選択的なカスパーゼ-2基質および阻害剤を新たに開発するための基剤を形成する以下のスキャフォールド1(以下のスキャフォールド1を参照)を設計した:
本発明者らは、P2(本発明全体を通してAAとも呼ばれる)位置でのその触媒選択性を再検討することによって、非常に特異的かつ選択的なカスパーゼ-2基質を開発することを目的とした。一般に認められていることによれば、「特異的」とは、高い動態パラメーター(例えば、基質の場合は高kcat/KM、阻害剤の場合は高kobs/I)を意味し、「選択的」とは、いくつかの試薬(基質/阻害剤)がただ1つの酵素を標的とすることを意味する。本発明のこの部分の主な目的は、カスパーゼ-2に最も選択的な基質であることが以前に発表されたNH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-ACC(WRMP23)式(Porebaら、Cell Death&Differentiation 2019,26,2695-2709)に基づいて設計された一連のペンタペプチド蛍光基質を合成し、生化学的に評価することであった。上述のWRMP23式から、本発明の高度に特異的かつ選択的なカスパーゼ-2基質および阻害剤を新たに開発するための基剤を形成する以下のスキャフォールド1(以下のスキャフォールド1を参照)を設計した:
スキャフォールド1.NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-AA-Asp-R1。R1:-ACC(基質)または-AOMK(阻害剤)。R3:H。R2:H。AA:P2。
結果は、RFU/sとして表される基質加水分解速度として本明細書で提示され、ここで、RFUは、カスパーゼ10nMあたりの相対蛍光単位である(図1および表1を参照)。
式中、セリンの代わりにAA位にあるLysは、カスパーゼ-3またはカスパーゼ-8よりも高いカスパーゼ-2活性および顕著な選択性を示し、したがって改善されたカスパーゼ-2基質阻害剤をもたらす。本発明者らはさらに、セリンの代わりにAA位にHisを有する上記式の化合物が強いカスパーゼ-2活性を示すことを見出した。
実施例2.阻害剤を用いた酵素動態研究
材料および方法
試薬
Fmoc保護アミノ酸は、Iris Biotech GmbH(Marktredwitz、ドイツ)、Sigma-Aldrich(ポーランド、ポズナン)、Bachem(米国カリフォルニア州トーランス)、Creosalus(米国ケンタッキー州ルーズビル)、PE Biosciences Limited(中国、香港)およびCombi-Block(米国サンディエゴ)から購入した。2-クロロトリチルクロリド樹脂(100~200メッシュ、負荷1.59mmol/g)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HATU)、ピペリジン(PIP)、ジイソプロピルカルボジイミド(DICI)およびトリフルオロ酢酸(TFA)は、Iris Biotech GmbHから購入した。2,4,6-トリメチルピリジン(2,4,6-コリジン)、アセトニトリル(ACN、HPLCグラジエントグレード)、トリイソプロピルシラン(TIPS)、臭化水素酸溶液(酢酸(AcOH)中30重量%HBr)、N-メチルモルホリン(NMM)、テトラヒドロフラン(THF無水物)、クロロギ酸イソブチル(IBCF)、および2,6-ジメチル安息香酸(2,6-DMBA)は、Sigma-Aldrichから購入した。N,N’-ジメチルホルムアミド(DMF、分析用に純粋)、メタノール(MeOH)、ジクロロメタン(DCM)、AcOH、ジエチルエーテル(Et2O)、および五酸化リン(P2O5)はPOCh(ポーランド、グリヴィツェ)から入手した。アシルオキシメチルケトン(AOMK)阻害剤合成のためのジアゾメタンを、Aldrich Technical Bulletin(AL-180)プロトコルに従って生成した。全てのAOMK阻害剤を、半分取Discovery(登録商標)C8カラム(粒径10μm)を使用して、Watersシステム(Waters M600溶媒送達モジュールおよびWaters M2489検出器システム)での逆相HPLCによって精製した。阻害剤精製およびLC-MS分析のための溶媒組成は以下の通りであった:相A(水/0.1%TFA)、相B(ACN/0.1%TFA)。精製のために、アッセイを線形勾配(95%相Aから5%相A)で30分間実行した。純度および分子量[m/z+H]+は、LC-MS Waters装置を使用し、分析Discovery(登録商標)C8カラム(粒径10μm)を使用して決定した。LC-MSアッセイを95%相Aから5%相Aまで20分間実行した。全ての化合物は少なくとも95%純粋であった。
材料および方法
試薬
Fmoc保護アミノ酸は、Iris Biotech GmbH(Marktredwitz、ドイツ)、Sigma-Aldrich(ポーランド、ポズナン)、Bachem(米国カリフォルニア州トーランス)、Creosalus(米国ケンタッキー州ルーズビル)、PE Biosciences Limited(中国、香港)およびCombi-Block(米国サンディエゴ)から購入した。2-クロロトリチルクロリド樹脂(100~200メッシュ、負荷1.59mmol/g)、1-[ビス(ジメチルアミノ)メチレン]-1H-1,2,3-トリアゾロ[4,5-b]ピリジニウム3-オキシドヘキサフルオロホスフェート(HATU)、ピペリジン(PIP)、ジイソプロピルカルボジイミド(DICI)およびトリフルオロ酢酸(TFA)は、Iris Biotech GmbHから購入した。2,4,6-トリメチルピリジン(2,4,6-コリジン)、アセトニトリル(ACN、HPLCグラジエントグレード)、トリイソプロピルシラン(TIPS)、臭化水素酸溶液(酢酸(AcOH)中30重量%HBr)、N-メチルモルホリン(NMM)、テトラヒドロフラン(THF無水物)、クロロギ酸イソブチル(IBCF)、および2,6-ジメチル安息香酸(2,6-DMBA)は、Sigma-Aldrichから購入した。N,N’-ジメチルホルムアミド(DMF、分析用に純粋)、メタノール(MeOH)、ジクロロメタン(DCM)、AcOH、ジエチルエーテル(Et2O)、および五酸化リン(P2O5)はPOCh(ポーランド、グリヴィツェ)から入手した。アシルオキシメチルケトン(AOMK)阻害剤合成のためのジアゾメタンを、Aldrich Technical Bulletin(AL-180)プロトコルに従って生成した。全てのAOMK阻害剤を、半分取Discovery(登録商標)C8カラム(粒径10μm)を使用して、Watersシステム(Waters M600溶媒送達モジュールおよびWaters M2489検出器システム)での逆相HPLCによって精製した。阻害剤精製およびLC-MS分析のための溶媒組成は以下の通りであった:相A(水/0.1%TFA)、相B(ACN/0.1%TFA)。精製のために、アッセイを線形勾配(95%相Aから5%相A)で30分間実行した。純度および分子量[m/z+H]+は、LC-MS Waters装置を使用し、分析Discovery(登録商標)C8カラム(粒径10μm)を使用して決定した。LC-MSアッセイを95%相Aから5%相Aまで20分間実行した。全ての化合物は少なくとも95%純粋であった。
P2阻害剤の合成
P2位のアポトーシスカスパーゼの蛍光発生基質の詳細な動態分析により、本発明者らはカスパーゼ-2選択的テトラペプチドモチーフを選択し、それらを使用して不可逆的AOMKタグ付き阻害剤を設計することができた。NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-AA-Asp-AOMKの一般式を有する阻害剤を、以前に記載された一般的方法(Poreba 2019、Poreba 2016)に従って合成した。対照阻害剤として、Ac-VDVAD-AOMKを合成した。AOMKベースの阻害剤合成の詳細な手順は、NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-AOMK(NH-23-C2、Porebaら、Cell Death&Differentiation 2019,26,2695-2709)の合成で例示される。他の全ての阻害剤を同様に合成および精製した。特に明記しない限り、全てのアミノ酸はL配置を有する。
P2位のアポトーシスカスパーゼの蛍光発生基質の詳細な動態分析により、本発明者らはカスパーゼ-2選択的テトラペプチドモチーフを選択し、それらを使用して不可逆的AOMKタグ付き阻害剤を設計することができた。NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-AA-Asp-AOMKの一般式を有する阻害剤を、以前に記載された一般的方法(Poreba 2019、Poreba 2016)に従って合成した。対照阻害剤として、Ac-VDVAD-AOMKを合成した。AOMKベースの阻害剤合成の詳細な手順は、NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-AOMK(NH-23-C2、Porebaら、Cell Death&Differentiation 2019,26,2695-2709)の合成で例示される。他の全ての阻害剤を同様に合成および精製した。特に明記しない限り、全てのアミノ酸はL配置を有する。
NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-AOMK(NH-23-C2)の合成 Boc-Asp(tBu)-OHアミノ酸(5mmol、1.45 g)の無水THF中0.2M溶液を氷/アセトン浴中、-10℃で10分間撹拌した。次いで、4-メチルモルホリン(6.25mmol、1.25当量)およびクロロギ酸イソブチル(5.75mmol、1.15当量)を添加した。反応を-10℃で45分間行った。並行実験では、ジアゾメタンをAldrich Technical Bulletin(AL-180)プロトコルに従って生成した。次に、混合無水物の溶液を0℃でエーテル性ジアゾメタン(16.6~21.4mmol)に滴加した。混合物を10分間撹拌し、この時間の後、氷浴を除去し、反応を室温で2時間行った。Boc-Asp(tBu)-CH2Brを得るために、HBr(30%重量CH3COOH中)および水の1:2溶液15mLを混合物に10分間かけて滴加した。直後に、混合物を酢酸エチルで希釈し、分液漏斗に移し、水(1回)、飽和水性NaHCO3(2回)およびブライン(2回)で抽出した。有機画分をMgSO4上で乾燥させ、減圧下で蒸発させた。生成物を淡黄色油として得て、さらに精製することなく合成に使用した。HPLCによって決定された生成物純度は>95%であり、全体の収率は>90%であった。次の反応では、1当量のBoc-Asp(tBu)-CH2Brを少量のDMFに溶解し、続けてKF(3当量)および2,6-ジメチルベノジン酸(2,6-DMBA)(1.2当量)を添加した。混合物をアルゴンの不活性雰囲気中で25分間撹拌した。反応が完了した後(HPLC分析)、溶液を酢酸エチルで希釈し、分液漏斗に移し、5%のクエン酸(2回)、5%のNaHCO3水溶液(2回)およびブライン(2回)で抽出した。次に、有機画分をMgSO4上で乾燥させ、減圧下で蒸発させた。生成物を黄色油状物として得て(収率>95%)、さらに精製することなくプローブ合成に使用した。Boc-Asp(tBu)-AOMK(100mg/0.213mmol)をDCM中25%TFAの溶液に添加した。Boc基およびtBu基の脱保護を30分間行った。次いで、TFAおよびDCMを減圧下で蒸発させ、最終生成物(NH2-Asp-AOMK)を黄色油状物として得て、さらに精製することなく使用した(HPLCによる収率98%)(ブロックB、合成スキーム1)。別の合成では、NH-Idc-hGlu(tBu)-Thr(Bzl)-Ser(tBu)-OHペプチド断片を、2-クロロトリチルクロリド樹脂(200mg、1.6mmol/g、0.33mmol)を使用して合成した。Fmoc-L-Ser(tBu)-OH(3当量、1mmol、383mg)を最小体積の無水DCMに溶解した後、4.5当量のDIPEA(1.5mmol、260uL)を添加し、混合物を1分間活性化し、樹脂に注いだ。反応混合物を3時間撹拌した。次いで、DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、樹脂をDMFで6回洗浄した。次いで、Fmoc-Thr(Bzl)-OH(3当量1mmol、431mg)およびHATU(3当量1mmol、380mg)を最小体積のDMFに溶解し、3当量の2,4,6-コリジン(1mmol、130uL)を添加した。混合物を樹脂上に注ぎ、反応を3時間行った。この後、DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、Fmoc-hGlu(tBu)-OH(3当量、1mmol、440mg)およびHATU(3当量、1mmol、380mg)を最小体積のDMFに溶解し、3当量の2,4,6-コリジン(1mmol、130uL)を添加した。混合物を樹脂上に注ぎ、反応を3時間行った。この後、DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、Fmoc-Idc-OH(3当量1mmol、386mg)およびHATU(3当量1mmol、380mg)を最小体積のDMFに溶解し、3当量の2,4,6-コリジン(1mmol、130uL)を添加した。混合物を樹脂上に注ぎ、反応を3時間行った。この後、DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、樹脂をDMFで6回、DCMで3回およびMeOHで3回洗浄した。次いで、樹脂をデシケーター中でP2O5上で一晩乾燥させた。次に、DCM/TFE/AcOH(v/v/v、8:1:1)の混合物中での45分間のインキュベーションの間に、ペプチドを樹脂から切断した。次いで、溶液を濾過し、溶媒を減圧下で除去した。粗ペプチドをアセトニトリル:H2O(v/v、7:3)に溶解し、凍結乾燥することにより、NH-Idc-hGlu(tBu)-Thr(Bzl)-Ser(tBu)-OHを白色粉末として得た(ブロックA、合成スキーム1)。ペプチド純度は>95%であり、更なる精製を行わずにNH-23-C2阻害剤の合成に使用した。次に、ペプチド断片(1当量)をDMF中で、カップリング試薬としてHATU(1当量)および2,4,6-コリジン(5当量)を使用してNH2-Asp-AOMK(1当量)とカップリングさせた。反応は室温で2時間行い、この後、混合物をHPLCに注入し、NH-Idc-hGlu(tBu)-Thr(Bzl)-Ser(tBu)-Asp-AOMKを精製し、凍結乾燥した。次いで、生成物をDCM:TFA 1:2の混合物に溶解して、保護基を除去した。反応を室温で1時間行い、DCM:TFA混合物をアルゴンで除去した。粗生成物をHPLCで精製し、凍結乾燥させて、最終化合物:NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-AOMK(ブロックC、合成スキーム1)を得た。分子量[m/z+H]+および純度をLC-MS分析によって確認した。同様の様式で、他の阻害剤を合成した。また、参照阻害剤Ac-VDVAD-AOMK(Ac-Val-Asp-Val-Ala-Asp-AOMK)をこの手順で合成したが、この場合、ペプチド断片をさらにアセチル基でNキャップした。酢酸(5当量)およびHBTU(5当量)を最小量のDMFに溶解し、NH2-Val-Asp(tBu)-Val-Ala-樹脂(1当量)上に注ぎ、アセチル化反応を30分間行った。次いで、N-アセチル化ペプチドを上記の手順で進めた。
NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Lys-Asp-AOMKの合成には、Fmoc-L-Ser(tBu)-OHの代わりにFmoc-L-Lys(Boc)-OHを使用した。NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Orn-Asp-AOMKの合成には、Fmoc-L-Ser(tBu)-OHの代わりにFmoc-L-Orn(Boc)-OHを使用した。NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Dab-Asp-AOMKの合成には、Fmoc-L-Ser(tBu)-OHの代わりにFmoc-L-Dab(Boc)-OHを使用した。NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Dap-Asp-AOMKの合成には、Fmoc-L-Ser(tBu)-OHの代わりにFmoc-L-Dab(Boc)-OHを使用した。NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Arg-Asp-AOMKの合成には、Fmoc-L-Ser(tBu)-OHの代わりにFmoc-L-Arg(Pbf)-OHを使用した。
酵素動態研究-kobs/I阻害パラメーターの決定
96ウェルCorning(米国ニューヨーク州コーニング)プレートにおいて蛍光動態モードで動作するfMax分光蛍光計(Molecular Devices、米国カリフォルニア州サニーベール)を使用して、カスパーゼ-2、-3、および-8に対する合成阻害剤のkobs/I阻害パラメーター(酵素阻害の二次速度)の測定を行った。動態解析の前に、全てのカスパーゼを、zVAD-fmk阻害剤(Cayman Chemical Company、カタログ番号14467)を使用して活性部位滴定した。カスパーゼアッセイ緩衝液は、10%w/vスクロース、1Mクエン酸ナトリウム、20mM Pipes、10mM NaCl、1mM EDTA、および10mM DTT(pH=7.3)であった。緩衝液を室温で調製し、全ての動態アッセイを37℃で行った。kobs/Iパラメーターは、擬一次速度論的条件下で測定した([I]>>[E])。阻害剤(20uL)を96ウェルプレートで希釈し、適切な基質(20uL)と混合した。カスパーゼ-2についてはNH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-ACC(50uM)、カスパーゼ-3についてはAc-DEVD-ACC(100uM)およびカスパーゼ-8についてはAc-LEHD-ACC(100uM)。ACC蛍光を、355nm(励起)および460nm(発光)の波長を使用してモニターした。基質-阻害剤混合物(合計40uL)を37℃で15分間予備インキュベートした。同時に、別のチューブ中で、カスパーゼを37℃のアッセイ緩衝液中で予備インキュベートし、15分後、酵素をウェルに添加し(ウェルあたり60uL、総反応体積100uL)、蛍光を直ちに開始して30分間モニターした。二次阻害率(kobs/I)を少なくとも3回の独立した実験で決定し、平均値として示した。GraphPad Prism 7ソフトウェアを計算に使用した(図2を参照)。
96ウェルCorning(米国ニューヨーク州コーニング)プレートにおいて蛍光動態モードで動作するfMax分光蛍光計(Molecular Devices、米国カリフォルニア州サニーベール)を使用して、カスパーゼ-2、-3、および-8に対する合成阻害剤のkobs/I阻害パラメーター(酵素阻害の二次速度)の測定を行った。動態解析の前に、全てのカスパーゼを、zVAD-fmk阻害剤(Cayman Chemical Company、カタログ番号14467)を使用して活性部位滴定した。カスパーゼアッセイ緩衝液は、10%w/vスクロース、1Mクエン酸ナトリウム、20mM Pipes、10mM NaCl、1mM EDTA、および10mM DTT(pH=7.3)であった。緩衝液を室温で調製し、全ての動態アッセイを37℃で行った。kobs/Iパラメーターは、擬一次速度論的条件下で測定した([I]>>[E])。阻害剤(20uL)を96ウェルプレートで希釈し、適切な基質(20uL)と混合した。カスパーゼ-2についてはNH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-ACC(50uM)、カスパーゼ-3についてはAc-DEVD-ACC(100uM)およびカスパーゼ-8についてはAc-LEHD-ACC(100uM)。ACC蛍光を、355nm(励起)および460nm(発光)の波長を使用してモニターした。基質-阻害剤混合物(合計40uL)を37℃で15分間予備インキュベートした。同時に、別のチューブ中で、カスパーゼを37℃のアッセイ緩衝液中で予備インキュベートし、15分後、酵素をウェルに添加し(ウェルあたり60uL、総反応体積100uL)、蛍光を直ちに開始して30分間モニターした。二次阻害率(kobs/I)を少なくとも3回の独立した実験で決定し、平均値として示した。GraphPad Prism 7ソフトウェアを計算に使用した(図2を参照)。
組換えカスパーゼの調製
ヒトアポトーシスカスパーゼの発現および精製のための詳細なプロトコルは、他の場所(Stennicke、1999)で見出すことができる。
ヒトアポトーシスカスパーゼの発現および精製のための詳細なプロトコルは、他の場所(Stennicke、1999)で見出すことができる。
酵素動態研究-K i およびIC 50 阻害パラメーターの決定
96ウェルCorning(米国ニューヨーク州コーニング)プレートにおいて蛍光動態モードで動作するfMax分光蛍光計(Molecular Devices、米国カリフォルニア州サニーベール)を使用して、カスパーゼ-2、-3、および-8に対する合成阻害剤のKiおよびIC50阻害パラメーターの測定を行った。動態解析の前に、全てのカスパーゼを、zVAD-fmk阻害剤(Cayman Chemical Company、カタログ番号14467)を使用して活性部位滴定した。カスパーゼアッセイ緩衝液は、10%w/vスクロース、1Mクエン酸ナトリウム、20mM Pipes、10mM NaCl、1mM EDTA、および10mM DTT(pH=7.3)であった。緩衝液を室温で調製し、全ての動態アッセイを37℃で行った。Kiパラメーターは、Morrisonの式(Copeland、2000)を使用して測定した。各カスパーゼについて、適切なACC蛍光発生基質を使用して、基質加水分解をモニターした:カスパーゼ-2についてはNH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-ACC(50uM)、カスパーゼ-3についてはAc-DEVD-ACC(100uM)およびカスパーゼ-8についてはAc-LEHD-ACC(100uM)。ACC蛍光を、355nm(励起)および460nm(発光)の波長を使用してモニターした。可逆的阻害剤動態の基準を満たすために、最低阻害剤濃度は、アッセイにおけるカスパーゼ濃度の少なくとも4倍高かった。カスパーゼ(60uL)を最初に96ウェルプレート中のアッセイ緩衝液中で37℃で15分間予熱し、次いで阻害剤(20uL)と37℃でさらに15分間予備インキュベートした。次に、基質(20uL)を酵素-阻害剤混合物に添加し、反応の進行(ACC放出)を経時的にモニターした。KiパラメーターはMorrisonの式から計算し、IC50パラメーターは式:IC50=Ki×(1+[S]/Km]を使用して計算し、式中、[S]はアッセイで使用される基質濃度であり、Kmは基質のミカエリス・メンテン定数である。全ての測定を少なくとも3回行い、GraphPad Prism 7ソフトウェアを使用してデータを分析した。
96ウェルCorning(米国ニューヨーク州コーニング)プレートにおいて蛍光動態モードで動作するfMax分光蛍光計(Molecular Devices、米国カリフォルニア州サニーベール)を使用して、カスパーゼ-2、-3、および-8に対する合成阻害剤のKiおよびIC50阻害パラメーターの測定を行った。動態解析の前に、全てのカスパーゼを、zVAD-fmk阻害剤(Cayman Chemical Company、カタログ番号14467)を使用して活性部位滴定した。カスパーゼアッセイ緩衝液は、10%w/vスクロース、1Mクエン酸ナトリウム、20mM Pipes、10mM NaCl、1mM EDTA、および10mM DTT(pH=7.3)であった。緩衝液を室温で調製し、全ての動態アッセイを37℃で行った。Kiパラメーターは、Morrisonの式(Copeland、2000)を使用して測定した。各カスパーゼについて、適切なACC蛍光発生基質を使用して、基質加水分解をモニターした:カスパーゼ-2についてはNH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-ACC(50uM)、カスパーゼ-3についてはAc-DEVD-ACC(100uM)およびカスパーゼ-8についてはAc-LEHD-ACC(100uM)。ACC蛍光を、355nm(励起)および460nm(発光)の波長を使用してモニターした。可逆的阻害剤動態の基準を満たすために、最低阻害剤濃度は、アッセイにおけるカスパーゼ濃度の少なくとも4倍高かった。カスパーゼ(60uL)を最初に96ウェルプレート中のアッセイ緩衝液中で37℃で15分間予熱し、次いで阻害剤(20uL)と37℃でさらに15分間予備インキュベートした。次に、基質(20uL)を酵素-阻害剤混合物に添加し、反応の進行(ACC放出)を経時的にモニターした。KiパラメーターはMorrisonの式から計算し、IC50パラメーターは式:IC50=Ki×(1+[S]/Km]を使用して計算し、式中、[S]はアッセイで使用される基質濃度であり、Kmは基質のミカエリス・メンテン定数である。全ての測定を少なくとも3回行い、GraphPad Prism 7ソフトウェアを使用してデータを分析した。
KiおよびIC50(カスパーゼ-2について)のデータを図3に示す。
既に示されているように、化合物NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-ACCおよびNH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-Ser-Asp-AOMKは、Porebaら、Cell Death&Differentiation 2019,26,2695-2709にカスパーゼ-2基質および阻害剤として開示されている。上記の表に示されるように、本発明の発明者らは、例えば、セリンの代わりにAAの位置にLys、Orn、DabまたはDap基を有する式NH-Idc-hGlu-Thr(Bzl)-AA-Asp-AOMKの化合物が、カスパーゼ-3またはカスパーゼ-8に対して高いカスパーゼ-2阻害活性および顕著な選択性を示し、したがって改善されたカスパーゼ-2阻害剤をもたらすことを見出した。
実施例3.細胞内脂質蓄積
-材料および方法
HepG2細胞(50.000細胞/ウェル)を、コラーゲン(37℃で30分間インキュベートしたPBS中の2mg/mLコラーゲン溶液(BD Biosciences))で予めコーティングしたカバーガラス上の12マルチウェル培養皿に播種した。
-材料および方法
HepG2細胞(50.000細胞/ウェル)を、コラーゲン(37℃で30分間インキュベートしたPBS中の2mg/mLコラーゲン溶液(BD Biosciences))で予めコーティングしたカバーガラス上の12マルチウェル培養皿に播種した。
細胞を「NASHカクテル」で処理した:10%(v/v)FBS、1%(v/v)PenStrepおよび2mM L-グルタミン+脂肪酸(100μMオレイン酸ナトリウムおよび100μMパルミチン酸)、100nMインスリン(全てSigma-Aldrich)および炎症性サイトカイン(50ng/mLの腫瘍壊死因子、TNF-α(Prospec)、25 ng/mLのインターロイキンIL-1β(Petroteck)および8ng/mLの形質転換成長因子、TGF-β(R&D Systems))を補充した4.5mg/mLグルコースを含有するDMEM。細胞をこの「NASHカクテル」に24時間曝露し、KIN化合物を異なる濃度で同時に添加した。
処理終了時に、細胞をPBSで洗浄し、染色溶液(BODIPY 493/503(Thermo Fisher Scientific)と共に37℃で15分間インキュベートした。次いで、細胞をPBSで3回洗浄し、室温で30分間、4%PFA中で固定した。PBSでさらに3回洗浄した後、DAPIを含むProlong(登録商標)Gold退色防止試薬(Invitrogen)1滴を使用して室温で一晩、カバーガラスをガラススライドに取り付けた。Axoimagen M1顕微鏡(Zeiss、ドイツ、オーバーコッヘン)を使用して蛍光顕微鏡写真を撮影し、ImageJ(n=10)を使用して蛍光シグナル(DAPIおよびBODIPY)を定量化した。細胞内脂質負荷をBODIPY(商標)493/503脂質色素面積の関数として計算した。
-結果
NASHを開始すると考えられる1つの代謝プロセスは、de novo脂質生成(DNL)であり、その速度は患者において最大3倍高い(Lambertら、2014)。DNLは、肝細胞における細胞内リポトキシン遊離脂肪酸(FFA)を増加させることによってNASHの進行に寄与すると推測された。カスパーゼ-2は、HMGCR(3-ヒドロキシ-3-メチルグルタリル-CoAレダクターゼ)およびHMGCS(ヒドロキシメチルグルタリル-CoAシンターゼ)などの脂質生成促進性酵素の転写を調節することが記載されている(Kim、2018)。したがって、カスパーゼ2阻害は、肝細胞の細胞内脂質濃度を低下させることによってNASHへの進行を防ぐことができた。
NASHを開始すると考えられる1つの代謝プロセスは、de novo脂質生成(DNL)であり、その速度は患者において最大3倍高い(Lambertら、2014)。DNLは、肝細胞における細胞内リポトキシン遊離脂肪酸(FFA)を増加させることによってNASHの進行に寄与すると推測された。カスパーゼ-2は、HMGCR(3-ヒドロキシ-3-メチルグルタリル-CoAレダクターゼ)およびHMGCS(ヒドロキシメチルグルタリル-CoAシンターゼ)などの脂質生成促進性酵素の転写を調節することが記載されている(Kim、2018)。したがって、カスパーゼ2阻害は、肝細胞の細胞内脂質濃度を低下させることによってNASHへの進行を防ぐことができた。
NASHのインビトロ細胞モデルを使用して、脂質の細胞内蓄積を防止するカスパーゼ-2阻害剤の有効性を試験した。このモデルでは、HepG2細胞を、脂質生成(グルコース、インスリン、脂肪酸)ならびに炎症性およびアポトーシス促進性(TNF-α、IL-1βおよびTGF-β)トリガーを含む「NASH条件」に24時間曝露する。細胞は、非トリガー対照と比較して少なくとも2倍の細胞内脂質負荷の有意な増加を示す。このモデルは、ヒトNASH病理と相関することが示されている(Boeckmansら、2019)。
NASH誘発HepG2培養物を10μMのKIN阻害剤で24時間処理し、細胞内脂質蓄積の阻害を材料および方法に記載されているように定量化した。図4に示すように、試験した全てのカスパーゼ-2阻害剤は、NASH条件下で脂質蓄積を阻害することができた。化合物1、2および3は、NH-23-C2化合物よりも有意に高い阻害率を示した。
細胞内脂質蓄積の防止におけるカスパーゼ-2阻害剤の有効性を使用して、NH-23-C2および化合物1の有効性を比較した。細胞をNASH条件および10、20および25μMのカスパーゼ-2阻害剤と共にインキュベートして、脂質蓄積に対するその保護を分析した。図5に示すように、化合物1は、NASH条件下で細胞内脂質蓄積を阻害するNH-23-C2よりも良好な有効性を示した。
これらの実験結果は、カスパーゼ-2の活性を調節することができる本発明の化合物が肝細胞における脂質蓄積を効率的に阻害することであるという実験的証拠を提供する。
実施例4.動態アッセイ
-材料および方法
カスパーゼ-2基質を標準的なSPPS手順に従って合成し、HPLCで精製し、凍結乾燥し、DMSOに溶解して20mMの最終濃度にした(Porebaら、2014,CDD)。特に、以下のカスパーゼ-2基質を合成して、本実施例を実施した:
-材料および方法
カスパーゼ-2基質を標準的なSPPS手順に従って合成し、HPLCで精製し、凍結乾燥し、DMSOに溶解して20mMの最終濃度にした(Porebaら、2014,CDD)。特に、以下のカスパーゼ-2基質を合成して、本実施例を実施した:
動態アッセイの前に、基質(数μL)をDMSO中で1μM(作業濃度)に希釈した。次に、そのような基質1μLを96ウェルプレートのウェルにスポットし、続けて緩衝液中のカスパーゼ-2 99mLを添加した。酵素を添加した直後に、プレートを蛍光プレートリーダーに入れ、動的モード(励起355nm、発光460nm)で蛍光を経時的に測定した。蛍光の遊離を30分間行い、プロットの直線部分のみを解析に取り、反応速度を算出した。最良の切断基質の割合を100%に設定し、それに応じて他の全ての基質を調整した(切断率、%)。基質の最終濃度は10μMであり、カスパーゼ-2の最終濃度は10nMであった。カスパーゼ-2アッセイ緩衝液は、20mM Pipes、100mM NaCl、スクロース10%(w/v)、10mM DTT、pH7.2~7.4であった。カスパーゼ-2を緩衝液中37℃で15分間予備インキュベートした後、基質に添加した。
データの信頼性を保証するために、全てのカスパーゼ2基質を独立して作製した(合成、精製、DMSOでの希釈)。参照比較値は、この特定の一連の基質、すなわちNH-Idc-hGlu-Glu(Chx)-Dab-Asp-ACCからの最良の基質の加水分解速度である。この実施例から、以下のスキャフォールドNH-Idc-P4-P3-Dab-Asp-ACCを有するペンタペプチドを使用する場合、位置P4は非常に好ましくはhGluであり、P3は、化合物Thr(Bzl)、Glu(Chx)、Glu(me)、GluまたはVal(Abuも同様)の少なくともいずれかに対して開いたままにすることができることが明らかである。これは、図7にさらに示されている。
実施例5.
-材料および方法
一般式NH-Idc-P4-Mix-Dab-Asp-ACC[式中、P4は、Asp、hGlu、Ile、LeuまたはhLeuのいずれかであった]を有する一連のカスパーゼ-2基質;Mixは天然アミノ酸の等モル混合物であり、ACCは蛍光タグであり、Porebaら、CDD,2014に記載されている一般的な方法に従って固体支持体上で合成した。500mg(1当量、0.24mmol)のFmoc保護Rink Amide樹脂(0.48mol/g)を固相合成のためにガラスカートリッジに入れ、DCM中で30分間膨潤させた。次いで、DCMを排水し、樹脂をDMFで3回洗浄した。次に、DMF中20%ピペリジンを使用して、Fmoc-保護基を3サイクルで除去し(5分、5分、および25分)、樹脂をDMFで6回洗浄した。約2.5当量のFmoc-ACC-OH(0.6mmol、265mg)を、最小量のDMF中2.5当量のHATU(0.6mmol、228mg)および2.5当量の2,4,6-コリジン(0.6mmol、80μL)で3分間予備活性化し、樹脂に注いだ。反応を4時間行い、続けて濾過し、樹脂をDMFで3回洗浄した。この後、樹脂をDMFで3回洗浄し、ニンヒドリン試験を行って完全なFmoc-ACC-OHカップリングを確認した。次いで、DMF中20%ピペリジンを使用してACCからFmoc基を除去し、続けて樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、2.5当量のFmoc-L-Asp(tBu)-OH(0.6mmol、247mg)を、DMF中2.5当量のHATU(0.6mmol、228mg)および2.5当量の2,4,6-コリジン(0.6mmol、80mL)で3分間予備インキュベートし、H2N-ACC樹脂に注いだ。反応を24時間実施し、1.5当量のFmoc-L-Asp(tBu)-OH/HATU/2,4,6-コリジン試薬を使用してさらに24時間繰り返した。次いで、Fmoc-Asp(tBu)-ACC樹脂をDMFで3回洗浄し、続けてDMF中20%ピペリジンでFmoc脱保護し、樹脂をDMFで6回、洗浄した。次に、Fmoc-L-Dab(Boc)-OHをP2位にカップリングした。2.5当量のこのアミノ酸(0.6mmol、264mg)、2.5当量のHATU(0.6mmol、229mg)、および2.5当量の2,4,6-コリジン(0.6mmol、80mL)をDMFに希釈し、H2N-mix-Asp(tBu)-ACC樹脂に注いだ。反応を3時間行い、続けてスラリーをDMFで洗浄し(6回)、ニンヒドリン試験を行って完全なカップリングを確認した。DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、樹脂をDMFで6回洗浄した。19個の天然アミノ酸(システインを除外し、メチオニンを模倣するノルロイシンを含む)の等速混合物をP3位にカップリングした。これを行うために、5当量の等速混合物(1.2mmol)、5当量のHOBt(1.2mmol、180mg)、および5当量のDICI(1.2mmol、160μL)をDMFで希釈し、3分間予備活性化した。次いで、混合物を樹脂上に注ぎ、カートリッジを3時間撹拌した。スラリーを濾過し、DMFで3回洗浄した。P3の完全なカップリングをニンヒドリン試験によって確認した。次に、DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、H2N-Mix-Dab(Boc)-Asp(tBu)-ACC樹脂を5つの部分(各々0.05mmol)に分割した。MultiChem 48ウェル合成装置(SciGeneのFlexChem、米国カリフォルニア州)を使用してP4カップリングを行った。樹脂の5つの部分を48ウェルカートリッジに入れ、DCMで30分間膨潤させた。次いで、DCMを濾過し、樹脂をDMFで3回洗浄した。5本の1.5mLチューブにおいて、2.5当量の種々のアミノ酸(0.12mmol)を、2.5当量のHATU(0.12mmol、46mg)および2.5当量の2,4,6-コリジン(0.12mmol、16μL)を含有する1mLのDMFと混合し、樹脂に注いだ。P4カップリング反応を4時間行い、続けてニンヒドリン試験を行った。最後に、DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、Fmoc-L-Idc-OHをP5位にカップリングした。2.5当量のこのアミノ酸(0.6mmol、231mg)、2.5当量のHATU(0.6mmol、229mg)、および2.5当量の2,4,6-コリジン(0.6mmol、80mL)をDMFに希釈し、H2N-P4-Mix-Dab(Boc)-Asp(tBu)-ACC樹脂の各部分に注いだ。反応を3時間行い、続けてスラリーをDMFで洗浄し(6回)、ニンヒドリン試験を行って完全なカップリングを確認した。DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、樹脂をDMFで6回、DCMで3回、MeOHで3回洗浄した。樹脂をデシケーター中でP2O5上で一晩乾燥させた。氷冷TFA/TPS/水(%v/v/v、95/2.5/2.5)混合物を2時間使用して(15分に1回振盪)、全ての基質を樹脂から切断した。各ウェルからの溶液を別々に回収し、残りの樹脂をTFAで洗浄した。次いで、基板を氷冷Et2Oで30分間沈殿させ、遠心分離した。次に、上清を廃棄し、ペレットを氷冷Et2Oに再懸濁し、再度遠心分離した。次いで、上清を廃棄し、ペレットを乾燥させ、5mLの1:1 水:ACN混合物に溶解し、-80℃で凍結し、凍結乾燥した。次いで、最終生成物(白色粉末)をジメチルスルホキシド(DMSO)に最終濃度10mMまで溶解し、使用するまで-80℃で保存した。
-材料および方法
一般式NH-Idc-P4-Mix-Dab-Asp-ACC[式中、P4は、Asp、hGlu、Ile、LeuまたはhLeuのいずれかであった]を有する一連のカスパーゼ-2基質;Mixは天然アミノ酸の等モル混合物であり、ACCは蛍光タグであり、Porebaら、CDD,2014に記載されている一般的な方法に従って固体支持体上で合成した。500mg(1当量、0.24mmol)のFmoc保護Rink Amide樹脂(0.48mol/g)を固相合成のためにガラスカートリッジに入れ、DCM中で30分間膨潤させた。次いで、DCMを排水し、樹脂をDMFで3回洗浄した。次に、DMF中20%ピペリジンを使用して、Fmoc-保護基を3サイクルで除去し(5分、5分、および25分)、樹脂をDMFで6回洗浄した。約2.5当量のFmoc-ACC-OH(0.6mmol、265mg)を、最小量のDMF中2.5当量のHATU(0.6mmol、228mg)および2.5当量の2,4,6-コリジン(0.6mmol、80μL)で3分間予備活性化し、樹脂に注いだ。反応を4時間行い、続けて濾過し、樹脂をDMFで3回洗浄した。この後、樹脂をDMFで3回洗浄し、ニンヒドリン試験を行って完全なFmoc-ACC-OHカップリングを確認した。次いで、DMF中20%ピペリジンを使用してACCからFmoc基を除去し、続けて樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、2.5当量のFmoc-L-Asp(tBu)-OH(0.6mmol、247mg)を、DMF中2.5当量のHATU(0.6mmol、228mg)および2.5当量の2,4,6-コリジン(0.6mmol、80mL)で3分間予備インキュベートし、H2N-ACC樹脂に注いだ。反応を24時間実施し、1.5当量のFmoc-L-Asp(tBu)-OH/HATU/2,4,6-コリジン試薬を使用してさらに24時間繰り返した。次いで、Fmoc-Asp(tBu)-ACC樹脂をDMFで3回洗浄し、続けてDMF中20%ピペリジンでFmoc脱保護し、樹脂をDMFで6回、洗浄した。次に、Fmoc-L-Dab(Boc)-OHをP2位にカップリングした。2.5当量のこのアミノ酸(0.6mmol、264mg)、2.5当量のHATU(0.6mmol、229mg)、および2.5当量の2,4,6-コリジン(0.6mmol、80mL)をDMFに希釈し、H2N-mix-Asp(tBu)-ACC樹脂に注いだ。反応を3時間行い、続けてスラリーをDMFで洗浄し(6回)、ニンヒドリン試験を行って完全なカップリングを確認した。DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、樹脂をDMFで6回洗浄した。19個の天然アミノ酸(システインを除外し、メチオニンを模倣するノルロイシンを含む)の等速混合物をP3位にカップリングした。これを行うために、5当量の等速混合物(1.2mmol)、5当量のHOBt(1.2mmol、180mg)、および5当量のDICI(1.2mmol、160μL)をDMFで希釈し、3分間予備活性化した。次いで、混合物を樹脂上に注ぎ、カートリッジを3時間撹拌した。スラリーを濾過し、DMFで3回洗浄した。P3の完全なカップリングをニンヒドリン試験によって確認した。次に、DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、H2N-Mix-Dab(Boc)-Asp(tBu)-ACC樹脂を5つの部分(各々0.05mmol)に分割した。MultiChem 48ウェル合成装置(SciGeneのFlexChem、米国カリフォルニア州)を使用してP4カップリングを行った。樹脂の5つの部分を48ウェルカートリッジに入れ、DCMで30分間膨潤させた。次いで、DCMを濾過し、樹脂をDMFで3回洗浄した。5本の1.5mLチューブにおいて、2.5当量の種々のアミノ酸(0.12mmol)を、2.5当量のHATU(0.12mmol、46mg)および2.5当量の2,4,6-コリジン(0.12mmol、16μL)を含有する1mLのDMFと混合し、樹脂に注いだ。P4カップリング反応を4時間行い、続けてニンヒドリン試験を行った。最後に、DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、樹脂をDMFで6回洗浄した。次に、Fmoc-L-Idc-OHをP5位にカップリングした。2.5当量のこのアミノ酸(0.6mmol、231mg)、2.5当量のHATU(0.6mmol、229mg)、および2.5当量の2,4,6-コリジン(0.6mmol、80mL)をDMFに希釈し、H2N-P4-Mix-Dab(Boc)-Asp(tBu)-ACC樹脂の各部分に注いだ。反応を3時間行い、続けてスラリーをDMFで洗浄し(6回)、ニンヒドリン試験を行って完全なカップリングを確認した。DMF中20%ピペリジンでFmoc基を除去し、樹脂をDMFで6回、DCMで3回、MeOHで3回洗浄した。樹脂をデシケーター中でP2O5上で一晩乾燥させた。氷冷TFA/TPS/水(%v/v/v、95/2.5/2.5)混合物を2時間使用して(15分に1回振盪)、全ての基質を樹脂から切断した。各ウェルからの溶液を別々に回収し、残りの樹脂をTFAで洗浄した。次いで、基板を氷冷Et2Oで30分間沈殿させ、遠心分離した。次に、上清を廃棄し、ペレットを氷冷Et2Oに再懸濁し、再度遠心分離した。次いで、上清を廃棄し、ペレットを乾燥させ、5mLの1:1 水:ACN混合物に溶解し、-80℃で凍結し、凍結乾燥した。次いで、最終生成物(白色粉末)をジメチルスルホキシド(DMSO)に最終濃度10mMまで溶解し、使用するまで-80℃で保存した。
1μLの基質(10mM)を96ウェルプレートのウェルにスポットし、続けて緩衝液中のカスパーゼ-2 99mLを添加した。酵素を添加した直後に、プレートを蛍光プレートリーダーに入れ、動的モード(励起355nm、発光460nm)で蛍光を経時的に測定した。蛍光の遊離を30分間行い、プロットの直線部分のみを解析に取り、反応速度を算出した。最良の切断基質の割合を100%に設定し、それに応じて他の全ての基質を調整した(切断率、%)。
この特定の合成で使用される等速混合物の組成(総量-1.2mmol)
この特定の合成で使用される等速混合物の組成(総量-1.2mmol)
基質の最終濃度は10μMであり、カスパーゼ-2の最終濃度は10nMであった。カスパーゼ-2アッセイ緩衝液は、20mM Pipes、100mM NaCl、スクロース10%(w/v)、10mM DTT、pH7.2~7.4であった。カスパーゼ-2を緩衝液中37℃で15分間予備インキュベートした後、基質に添加した。
結果を図8(左パネル)および以下の表に示す:
結果を図8(左パネル)および以下の表に示す:
上記の表から、P4は、Ala(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸であり得るP3で使用される天然アミノ酸とは無関係にhGluでなければならないことが明らかである。
最後に、実施例4および5に示される各シリーズの最良の基質の加水分解速度をよりよく表すために、100%に設定し、それに応じて他の基質を調整した結果を図8に示す。
Claims (26)
- 式(I):
またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であって、
式中、
-nは、1、2、3または4であり、
-Aはアミン基であり、
式中、
P5は、式(III):
式中、AおよびBは水素原子であり、H、JおよびKは炭素原子であり、点線は存在してもしなくてもよい結合を表し、存在する場合、それは既に存在する単結合と組み合わせて二重結合を形成し、
P4はhGlu(ホモグルタミン酸)であり、ここで、このアミノ酸残基は脱プロトン化またはプロトン化形態であってもよく、
P1はAspまたはアスパラギン酸であり、このアミノ酸残基はプロトン化または脱プロトン化形態であってもよく、
P3は、グルタミン酸シクロヘキシルエステル(Glu(Chx))、L-グルタミン酸メチルエステル(Glu(me))、Thr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)、アミノ酪酸(Abu)、またはAla(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Glu(グルタミン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸から選択され、
式中、
R1は、
式中、
qは、0、1、2、3、4または5であり、
各Z1は、C1-6アルキル、ハロゲン、-CN、-NO2およびC1-6アルコキシルから独立して選択され、
Z2はハロゲンであり、
Z3は、C1-6アルキル、C6-10アリールおよび(C6-10)アリールまたは(C1-6)アルキルから選択されるか、
または式:
式中、
Wは、-NH-および-O-から選択され、
R10~R13は、H、C1~6アルキルおよびC3-7シクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、CF3、-CH2COOH、-CH2CONHR14、およびCH2OR14から独立して選択され、
R14は、H、C1-6アルキルおよびC3-7シクロアルキルから選択される、化合物。 - P3が、グルタミン酸シクロヘキシルエステル(Glu(Chx))、L-グルタミン酸メチルエステル(Glu(me))、GluまたはThr(Bzl)(トレオニンベンジルエーテル)から選択される、請求項1または2に記載の化合物。
- P3が、Ala(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸から選択される、請求項1または2に記載の化合物。
- nが、2、3または4である、請求項1から4のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記化合物が、以下の化合物
a.NH-Idc-hGlu-Glu(Chx)-P2-Asp-R1
b.NH-Idc-hGlu-Glu-P2-Asp-R1
c.NH-Idc-hGlu-Glu(me)-P2-Asp-R1
d.NH-Idc-hGlu-Val-P2-Asp-R1
のいずれかまたはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体から選択され、
式中、P2は、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、またはジアミノプロピオン酸(Dap)から選択される、請求項1から5のいずれか一項に記載の化合物。 - 前記化合物が、以下の化合物
a.NH-Idc-hGlu-Glu(Chx)-P2-Asp-R1
b.NH-Idc-hGlu-Glu-P2-Asp-R1
c.NH-Idc-hGlu-Glu(me)-P2-Asp-R1
のいずれかまたはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体から選択され、
式中、P2は、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、またはジアミノプロピオン酸(Dap)から選択される、請求項1から5のいずれか一項に記載の化合物。 - 前記化合物が、以下の化合物
a.NH-Idc-hGlu-Glu(Chx)-Dab-Asp-R1;
b.NH-Idc-hGlu-Glu-Dab-Asp-R1;および/または
c.NH-Idc-hGlu-Glu(me)-Dab-Asp-R1
のいずれかまたはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体から選択される、請求項1から5のいずれか一項に記載の化合物。 - 前記化合物が、NH-Idc-hGlu-Mix-P2-Asp-R1またはその塩、溶媒和物もしくは立体異性体であり、式中、P2は、リジン(Lys)、オルニチン(Orn)、ジアミノ酪酸(Dab)、またはジアミノプロピオン酸(Dap)から選択され、Mixは、Ala(アラニン)、Arg(アルギニン)、Asn(アスパラギン)、Asp(アスパラギン酸)、Gln(グルタミン)、Gly(グリシン)、His(ヒスチジン)、Ile(イソロイシン)、Leu(ロイシン)、Lys(リジン)、Nle(ノルロイシン)、Phe(フェニルアラニン)、Pro(プロリン)、Ser(セリン)、Thr(トレオニン)、Trp(トリプトファン)、Tyr(チロシン)およびVal(バリン)からなる群より選択される任意の天然アミノ酸である、請求項1から5のいずれか一項に記載の化合物。
- P2がリジン(Lys)、オルニチン(Orn)またはジアミノ酪酸(Dab)である、請求項6から8または10のいずれか一項に記載の化合物。
- 前記化合物中の全てのアミノ酸がL配置である、先行する請求項のいずれかに記載の化合物。
- 請求項1から17のいずれか一項に記載の化合物と、場合により薬学的に許容され得る賦形剤とを含む医薬組成物。
- 請求項16に記載の化合物と薬学的に許容され得る賦形剤とを含む医薬組成物。
- 医薬品として使用するための、請求項1から17のいずれか一項に記載の化合物。
- 医薬品として使用するための、請求項16に記載の化合物。
- 変性疾患、例えばアルツハイマー病、ハンチントン病、パーキンソン病、レビー小体型認知症、軽度認知障害、筋萎縮性側索硬化症およびクロイツフェルト・ヤコブ病;新生児脳損傷、特に新生児脳虚血;外傷性脳損傷;腎臓虚血;低酸素虚血損傷;脳卒中様状況脳損傷;心臓虚血;心筋梗塞;筋萎縮性側索硬化症;網膜損傷;眼疾患、例えば鈍的眼損傷、虚血性視神経症および緑内障;皮膚損傷;無菌性炎症性疾患、例えば糖尿病、アテローム性動脈硬化症、心筋虚血、痛風、偽痛風、関節弛緩、アテローム性動脈硬化症、アルミニウム塩によってトリガーされる症候群、非動脈炎性虚血性視神経症、緑内障および代謝性疾患;非無菌性炎症性疾患、例えば細菌感染、特に細孔形成毒素を産生する細菌による感染、インフルエンザウイルス感染および一本鎖RNAラブドウイルス科感染、例えばマラバウイルスまたは水疱性口内炎ウイルス;病原性細菌によって引き起こされる疾患、例えばブルセラ菌、黄色ブドウ球菌およびサルモネラ菌;脂質異常症;肥満;メタボリックシンドローム;および非アルコール性脂肪性肝疾患、例えば非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)および非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)、肝硬変、原発性硬化性胆管炎および肝細胞癌の予防および/または処置に使用するための、請求項1から17のいずれか一項に記載の化合物。
- 脂質異常症、肥満、メタボリックシンドローム、肝硬変、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)または非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の予防および/または処置に使用するための、請求項1から17のいずれか一項に記載の化合物。
- 脂質異常症、肥満、メタボリックシンドローム、肝硬変、非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)または非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の予防および/または処置に使用するための、請求項16に記載の化合物。
- 非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)または非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の予防および/または処置に使用するための、請求項1から17のいずれか一項に記載の化合物。
- 非アルコール性脂肪性肝炎(NASH)または非アルコール性脂肪性肝疾患(NAFLD)の予防および/または処置に使用するための、請求項16に記載の化合物。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP21382587.0 | 2021-07-01 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2024524493A true JP2024524493A (ja) | 2024-07-05 |
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