JP4997293B2 - トリアゾール大環状系 - Google Patents
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Description
[0001] 本出願は、2007年2月23日出願の米国特許仮出願第60/903073号による利益を主張し、該出願を参照により本明細書に組み込む。
のペプチドミメティック大環状化合物(peptidemimetic macrocycles)を提供し、式中、
各A、C、DおよびEは、独立して、天然または非天然のアミノ酸であり;
Bは、天然または非天然のアミノ酸、アミノ酸アナログ、
、[−NH−L3−CO−]、[−NH−L3−SO2−]、または[−NH−L3−]であり;
R1およびR2は、独立して、−H、非置換またはハロ−で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルであり;
R3は、水素、任意選択によりR5で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルキルアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリールであり;
Lは、大環状化合物を形成する式
のリンカーであり;
L1、L2およびL3は、独立して、各々任意選択によりR5で置換されたアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、シクロアリーレン、ヘテロシクロアリーレン、または[−R4−K−R4−]nであり;
各R4は、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、またはヘテロアリーレンであり;
各Kは、O、S、SO、SO2、CO、CO2、またはCONR3であり;
各R5は、独立して、ハロゲン、アルキル、−OR6、−N(R6)2、−SR6、−SOR6、−SO2R6、−CO2R6、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
各R6は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
R7は、−H、任意選択によりR5で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリール、あるいはD残基を有する環状構造の一部であり;
R8は、−H、任意選択によりR5で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリール、あるいはE残基を有する環状構造の一部であり;
vは、1〜1000の整数であり;
wは、1〜1000の整数であり;
xは、0〜10の整数であり;
yは、0〜10の整数であり;
zは、0〜10の整数であり;
nは、1〜5の整数である。
である。さらなる実施形態において、R1およびR2の少なくとも一方は、非置換またはハロ−で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルである。関連する実施形態において、R1およびR2は、独立して、非置換またはハロ−で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルである。例えば、R1およびR2の少なくとも一方は、非置換またはハロ−で置換されたアルキルでよい。いくつかの実施形態において、R1およびR2は、両方とも独立して、非置換またはハロ−で置換されたアルキルである。他の実施形態において、R1およびR2の少なくとも一方は、メチルである。さらに他の実施形態において、R1およびR2の両方がメチルである。
の化合物であり、式中、
R1およびR2は、独立して、非置換またはハロ−で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルであり;
各QおよびTは各々、非置換またはR5で置換されたアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、および[−R4−K−R4−]nからなる群から独立して選択され;
Kは、O、S、SO、SO2、CO、CO2、またはCONR3であり;
R3は、水素、任意選択によりR5で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルキルアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリールであり;
R4は、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、またはヘテロアリーレンであり;
各R5は、独立して、ハロゲン、アルキル、−OR6、−N(R6)2、−SR6、−SOR6、−SO2R6、−CO2R6、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
各R6は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
R7およびR8は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキルアルキル、またはヘテロシクロアルキルであり;
R10およびR11は、独立して、−H、またはペプチド合成に適した任意の保護基であり;
gおよびhは、各々独立して、0〜5の整数であり(ここでg+hは1を超える);
nは、1〜5の整数である。
a)式IIaおよびIIb
[式中、
R1およびR2は、独立して、−H、非置換またはハロ−で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルであり;
各QおよびTは各々、非置換またはR5で置換されたアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、および[−R4−K−R4−]nからなる群から独立して選択され;
Kは、O、S、SO、SO2、CO、CO2、またはCONR3であり;
R3は、水素、任意選択によりR5で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルキルアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリールであり;
R4は、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、またはヘテロアリーレンであり;
各R5は、独立して、ハロゲン、アルキル、−OR6、−N(R6)2、−SR6、−SOR6、−SO2R6、−CO2R6、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
各R6は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
R7およびR8は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキルアルキル、またはヘテロシクロアルキルであり;
R10およびR11は、独立して、−H、またはペプチド合成に適した任意の保護基であり;
gおよびhは、各々独立して0〜5の整数であり;
nは、1〜5の整数である]の化合物からなる群から選択される少なくとも1種の化合物、および
b)大環状化試薬;
を含むキットを提供する。
[式中、v、w、x、y、z、A、B、C、D、E、R1、R2、R7、R8、L1およびL2は、前に定義した通りであり、R12は、大環状化試薬がCu試薬である場合には−Hであり、R12は、大環状化試薬がRu試薬である場合には−Hまたはアルキルである]のペプチドミメティック前駆体を大環状化試薬と接触させる工程を含み、さらにここで、前記の接触工程は、式IIIまたは式IV中のアルキン部分とアジド部分との間に共有結合を形成する。例えば、R12は、大環状化試薬がRu試薬である場合には、メチルでよい。
[0022] 本明細書中で言及されるすべての刊行物、特許、および特許出願は、各々個々の刊行物、特許、および特許出願が参照により具体的かつ個別的に組み込まれることを示すと同程度まで、参照により本明細書中に組み込まれる。
[0023] 本明細書中で使用する場合、用語「大環状化合物」は、共有結合で結合された少なくとも9個の原子によって形成された環(ring)または環(cycle)を含む化学構造を有する分子を指す。
[0060] 本発明は、式(I)
、[−NH−L3−CO−]、[−NH−L3−SO2−]、または[−NH−L3−]であり;
R1およびR2は、独立して、−H、非置換またはハロ−で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルであり;
R3は、水素、任意選択によりR5で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルキルアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリールであり;
Lは、大環状化合物を形成する式
のリンカーであり;
L1、L2およびL3は、独立して、各々任意選択によりR5で置換されたアルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、シクロアリーレン、ヘテロシクロアリーレン、または[−R4−K−R4−]nであり;
各R4は、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、またはヘテロアリーレンであり;
各Kは、O、S、SO、SO2、CO、CO2、またはCONR3であり;
各R5は、独立して、ハロゲン、アルキル、−OR6、−N(R6)2、−SR6、−SOR6、−SO2R6、−CO2R6、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
各R6は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
R7は、−H、任意選択によりR5で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリール、あるいはD残基を有する環状構造の一部であり;
R8は、−H、任意選択によりR5で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリール、あるいはE残基を有する環状構造の一部であり;
vは、1〜1000の整数であり;
wは、1〜1000の整数であり;
xは、0〜10の整数であり;
yは、0〜10の整数であり;
zは、0〜10の整数であり;
nは、1〜5の整数である。
[0072] 本発明のペプチドミメティック大環状化合物の合成方法を本明細書中で開示する。いくつの実施形態において、これらのペプチドミメティック大環状化合物の合成は、アジド部分およびアルキン部分を含むペプチドミメティック前駆体の合成、それに続いて、該ペプチドミメティック前駆体を大環状化試薬と接触させてトリアゾールで連結されたペプチドミメティック大環状化合物を作り出すことを特徴とする多工程法を含む。大環状化合物または大環状化合物前駆体は、例えば、溶液相または固相法で合成され、天然型および非天然型アミノ酸の両方を含むことができる。例えば、G.C.Barrett編、「Chemistry and Biochemistry of the Amino Acids」、Chapman and Hall、1985中のHuntの「The Non−Protein Amino Acids」を参照されたい。
[式中、v、w、x、y、z、A、B、C、D、E、R1、R2、R7、R8、L1およびL2は、前に定義した通りであり、R12は、大環状化試薬がCu試薬である場合には−Hであり、R12は、大環状化試薬がRu試薬である場合には−Hまたはアルキルである]のペプチドミメティック前駆体を大環状化試薬と接触させる工程を含み、さらに、前記の接触工程は、式IIIまたは式IV中のアルキン部分とアジド部分との間での共有結合を形成する。例えば、R12は、大環状化試薬がRu試薬である場合にはメチルでよい。
[00101] 本発明は、本明細書に記載のペプチドミメティック大環状化合物の合成に非天然型アミノ酸およびアミノ酸アナログの使用を企図する。本発明では、安定なトリアゾール含有ペプチドミメティック大環状化合物の合成に採用される合成方法に適合する任意のアミノ酸またはアミノ酸アナログを使用できる。本発明の有用なアミノ酸として、例えば、L−プロパルギルグリシンが企図される。しかし、本発明では、異なるアミノ酸側鎖を含むその他のアルキン含有アミノ酸も有用である。例えば、L−プロパルギルグリシンは、アミノ酸のα−炭素とアミノ酸側鎖のアルキンとの間に1つのメチレン単位を含む。本発明は、α−炭素とアルキンとの間に複数のメチレン単位を有するアミノ酸の使用も企図される。また、アミノ酸であるL−リシン、D−リシン、α−メチル−L−リシン、およびα−メチル−D−リシンのアジドアナログも、本発明における有用なアミノ酸であることが企図される。しかし、異なるアミノ酸側鎖を含む他の末端アジドアミノ酸も本発明で有用である。例えば、L−リシンのアジドアナログは、アミノ酸のα−炭素とアミノ酸側鎖の末端アジドとの間に4つのメチレン単位を含む。本発明は、α−炭素と末端アジドとの間に4つより少ないまたは4つを超えるメチレン単位を有するアミノ酸の使用も企図される。表6には、本発明のペプチドミメティック大環状化合物の調製で有用ないくつかのアミノ酸を示す。
の化合物であり、式中、
R1およびR2は、独立して、−H、非置換またはハロ−で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルであり;
各QおよびTは各々、非置換またはR5で置換されたアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、および[−R4−K−R4−]nからなる群から独立して選択され;
Kは、O、S、SO、SO2、CO、CO2、またはCONR3であり;
R3は、水素、任意選択によりR5で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルキルアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリールであり;
R4は、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、またはヘテロアリーレンであり;
各R5は、独立して、ハロゲン、アルキル、−OR6、−N(R6)2、−SR6、−SOR6、−SO2R6、−CO2R6、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
各R6は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
R7およびR8は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキルアルキル、またはヘテロシクロアルキルであり;
R10およびR11は、独立して、−H、またはペプチド合成に適した任意の保護基であり;
gおよびhは、各々、独立して0〜5の整数であり(ここで、g+hは1を超える);
nは、1〜5の整数である。
[00107] 別の態様において、本発明は、さらに、本発明の化合物または本発明のペプチドミメティック大環状化合物の調製で有用なその他のアミノ酸アナログを、本明細書に記載の大環状化試薬と一緒に含むキットを提供する。
a)式IIaおよびIIb
の化合物
[式中、
R1およびR2は、独立して、−H、非置換またはハロ−で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルであり;
各QおよびTは各々、非置換またはR5で置換されたアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、ヘテロアリーレン、および[−R4−K−R4−]nからなる群から独立して選択され;
Kは、O、S、SO、SO2、CO、CO2、またはCONR3であり;
R3は、水素、任意選択によりR5で置換されたアルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアルキルアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリールであり;
R4は、アルキレン、アルケニレン、アルキニレン、ヘテロアルキレン、シクロアルキレン、ヘテロシクロアルキレン、アリーレン、またはヘテロアリーレンであり;
各R5は、独立して、ハロゲン、アルキル、−OR6、−N(R6)2、−SR6、−SOR6、−SO2R6、−CO2R6、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
各R6は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、蛍光部分、放射性同位元素、または治療薬であり;
R7およびR8は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキルアルキル、またはヘテロシクロアルキルであり;
R10およびR11は、独立して、−H、またはペプチド合成に適した任意の保護基であり;
gおよびhは、各々独立して0〜5の整数であり;
nは、1〜5の整数である]からなる群から選択される少なくとも1種の化合物、および
b)大環状化試薬;
を含むキットを提供する。
[00113] 本発明のペプチドミメティック大環状化合物の特性は、例えば、以下に記載の方法を使用してアッセイする。いくつかの実施形態において、本発明の大環状化合物は、対応する非大環状ポリペプチドと比較して高い特性を有する。対応する非大環状ポリペプチドとは、例えば、その大環状化合物に転換される式IIIまたはIVの化合物などの、ペプチドミメティック大環状化合物の前駆体である。あるいは、対応する非大環状ポリペプチドとは、本発明の大環状化合物と実質的な配列の重複を有する天然のポリペプチド配列などの、ポリペプチド配列である。大環状ポリペプチドに対応する天然ポリペプチドの多くの例を、表1、2、3および4に示す。
[00115] 溶液中で、α−ヘリックスのドメインを有するポリペプチドの二次構造は、しばしば「パーセント螺旋性」と表現される、ランダムコイル構造とα−ヘリックス構造との間での動的平衡に到達する。したがって、例えば、未修飾のプロアポトーシスBH3ドメインは、溶液中で大部分はランダムコイルであり、α−ヘリックス含有量は通常25%未満である。一方、最適リンカーを有するペプチドミメティック大環状化合物は、例えば、対応する非大環状ポリペプチドのそれの少なくとも2倍を超えるα−螺旋性を有する。いくつかの実施形態において、本発明の大環状化合物は、50%を超えるα−螺旋性を有する。BH3ドメインをベースにした大環状化合物など、本発明のペプチドミメティック大環状化合物の螺旋性をアッセイするために、化合物を、水溶液(例えば、pH7の50mMリン酸カリウム溶液、または蒸留H2Oで25〜50μMの濃度に希釈された)中に溶解する。円偏光二色性(CD)スペクトルは、標準的測定パラメーター(例えば、温度=20℃、波長=190〜260nm、工程分解能=0.5nm、速度=20nm/秒、積算=10、レスポンス=1秒、バンド幅=1nm、光路長=0.1cm)を使用する分光旋光計(例えば、Jasco J-170)を用いて得られる。各ペプチドのα−ヘリックス含有量は、平均の残基楕円率(residue ellipticity)(例えば、[Φ]222obs)をモデルの螺旋性デカペプチドに対する報告値で除算して計算される(Yangら(1986)、Methods Enzymol. 130: 208)。
[00116] α−ヘリックスなどの二次構造を含む本発明のペプチドミメティック大環状化合物は、例えば、対応する非大環状ポリペプチドに比べより高い融解温度を示す。典型的には、本発明のペプチドミメティック大環状化合物は、水溶液中で高度に安定な構造を示す>60℃のTmを示す。融解温度に対する大環状化合物形成の効果を評価するために、ペプチドミメティック大環状化合物または未修飾ペプチドを、蒸留H2O中に(例えば、50μMの最終濃度で)溶解し、Tmを、標準的パラメーター(例えば、波長=222nm、工程分解能=0.5nm、速度=20nm/秒、積算=10、レスポンス=1秒、バンド幅=1nm、温度増加速度=1℃/分、光路長=0.1cm)を使用する分光旋光計(例えば、Jasco J-710)を用いて、温度範囲(例えば、4〜95℃)にわたって楕円率の変化を測定することによって判定した。
[00117] ペプチド骨格のアミド結合は、プロテアーゼによる加水分解を受けやすく、その結果、ペプチド化合物はインビボで急速に分解されやすい。しかし、ペプチドのヘリックス形成は典型的にはアミド骨格を埋没させ、その結果、アミド骨格をタンパク質分解性開裂から遮蔽することができる。本発明のペプチドミメティック大環状化合物を、インビトロでのトリプシンによるタンパク質分解にさらし、対応する非大環状ポリペプチドと比較した分解速度の何らかの変化について評価する。例えば、ペプチドミメティック大環状化合物および対応する非大環状ポリペプチドを、トリプシンアガロースとインキュベートし、遠心分離によって様々な時点で反応を止め、続いてHPLCに注入して280nmの紫外吸収により残存基質を定量化する。簡潔には、ペプチドミメティック大環状化合物およびペプチドミメティック前駆体(5μg)を、トリプシンアガロース(Pierce)(S/E〜125)と一緒に0、10、20、90、および180分間インキュベートする。高速の卓上遠心分離で反応を止め、分離した上清液中の残存基質を、280nmでピークを検出するHPLCで定量化する。タンパク質分解反応は、一次の反応速度を示し、ln[S]対時間のプロットから速度定数kを決定する(k=−1×勾配)。
[00118] 最適化されたリンカーをもつペプチドミメティック大環状化合物は、例えば、対応する非大環状ポリペプチドのそれの少なくとも2倍を超えるex vivo半減期を有し、12時間以上のex vivo半減期を有する。ex vivoでの血清安定性の研究には、各種のアッセイを使用できる。例えば、ペプチドミメティック大環状化合物および対応する非大環状ポリペプチド(具体的な例では、対応する天然のポリペプチド)(2μg)を、マウス、ラットおよび/またはヒトの新鮮な血清(2mL)と共に37℃で0、1、2、4、8および24時間インキュベートする。無傷の化合物の濃度を判定するためには、次の手順を使用できる。すなわち、100μLの血清を2mLの遠心分離管に移すこと、続いて10μLの50%ギ酸および500μLのアセトニトリルを添加すること、および4±2℃、14,000rpmで10分間遠心分離することによって試料を抽出する。次いで、上清液をきれいな2mL管に移し、Turbovapを用いて10psi未満のN2、37℃下で蒸発させる。試料を、100μLのアセトニトリル:水(50:50)中で再構成し、LC−MS/MS分析にかける。
[00119] ペプチドミメティック大環状化合物およびペプチドミメティック前駆体の受容体タンパク質に対する結合および親和性を評価するためには、例えば、蛍光偏光アッセイ(FPA)が行われている。FPA技術は、偏光および蛍光トレーサーを使用して分子の配向および移動性を測定する。偏光で励起されると、高い見掛け分子量の分子と結合した蛍光トレーサー(例えば、FITC)(例えば、大きなタンパク質に結合したFITC標識化ペプチド)は、それらのより遅い回転速度のため、より小さな分子と結合した蛍光トレーサー(溶液中で遊離であるFITC標識化ペプチド)と比較してより高レベルの偏光蛍光を放射する。
[00122] ペプチド(例えば、BH3ペプチドまたはp53ペプチド)と受容体タンパク質との間の相互作用に拮抗する化合物の結合および親和性を評価するには、例えば、ペプチドミメティック前駆体の配列に由来する蛍光化ペプチドミメティック大環状化合物を利用する蛍光偏光アッセイ(FPA)が使用される。FPA技術は、偏光および蛍光トレーサーを使用して分子の配向および移動性を測定する。偏光で励起されると、高い見掛け分子量の分子と結合した蛍光トレーサー(例えば、FITC)(例えば、大きなタンパク質に結合したFITC標識化ペプチド)は、それらのより遅い回転速度のため、より小さな分子と結合した蛍光トレーサー(溶液中で遊離であるFITC標識化ペプチド)と比較してより高レベルの偏光蛍光を放射する。蛍光化ペプチドミメティック大環状化合物と受容体タンパク質との間の相互作用に拮抗する化合物は、競合結合FPA実験で検出される。
[00125] 免疫沈降実験によって、ペプチドまたはペプチドミメティック大環状化合物の無傷細胞中でのそれらの天然受容体への結合を測定することが可能である。例えば、無傷細胞を蛍光化(FITC標識化)化合物と共に、血清の不在下で4時間インキュベートし、続いて血清で置き換えて、4〜18時間の範囲でさらにインキュベートする。次いで、細胞をペレット化し、溶解緩衝液(50mM Tris[pH7.6]、150mM NaCl、1%CHAPS、およびプロテアーゼ阻害薬カクテル)中、4℃で10分間インキュベートする。抽出液を14,000rpmで15分間遠心分離し、上清液を捕集し、10μLのヤギ抗FITC抗体と共に4℃でターンして2時間インキュベートし、続いて、プロテインA/G Sepharose(50μLの50%ビーズスラリー)と共に4℃でさらに2時間インキュベートする。急速遠心分離の後、ペレットを、高い塩濃度(例えば、150、300、500mM)の溶解緩衝液中で洗浄する。次いで、ビーズを150mM NaClで再平衡化し、その後、SDS含有試料用緩衝液を添加し、沸騰させる。遠心分離の後、上清液を、任意選択により、4%〜12%のグラジエントBis−Trisゲルを使用して電気泳動にかけ、続いてImmobilon−Pメンブラン中に移す。ブロックした後、ブロットを、任意選択により、FITCを検出する抗体と共に、さらにペプチドミメティック大環状化合物に結合するBCL2、MCL1、BCL−XL、A1、BAX、BAK、MDM2、またはMDMXを含むタンパク質を検出する1種または複数の抗体と共にインキュベートする。
[00126] ペプチドミメティック大環状化合物は、例えば、対応する非大環状ポリペプチドと比較してより細胞浸透性である。いくつかの実施形態において、ペプチドミメティック大環状化合物は、対応する非大環状ポリペプチドに比べてより細胞浸透性である。最適化されたリンカーを含むペプチドミメティック大環状化合物は、例えば、対応する非大環状ポリペプチドに比べて少なくとも2倍を超える細胞浸透性を有し、4時間後に、適用されたペプチドのしばしば20%以上が、細胞に浸透したことが観察される。ペプチドミメティック大環状化合物および対応する非大環状ポリペプチドの細胞浸透性を測定するために、無傷細胞を、蛍光化されたペプチドミメティック大環状化合物または対応する非大環状ポリペプチド(10μM)と共に血清不含培地中、37℃で4時間インキュベートし、培地で2回洗浄し、トリプシン(0.25%)と共に37℃で10分間インキュベートする。細胞を、再度洗浄し、PBS中に再懸濁する。細胞の蛍光を、例えば、FACSCaliburフローサイトメーターまたはCellomics’KineticScan(登録商標)HCS Readerのいずれかを使用して分析する。
[00127] いくつかのペプチドミメティック大環状化合物の効力を、例えば、各種の腫瘍形成性および非腫瘍形成性細胞系ならびにヒトまたはマウスの細胞集団に由来する一次細胞を使用する細胞をベースとする死滅アッセイ(killing assay)で判定する。細胞生存率は、例えば、ペプチドミメティック大環状化合物(0.5〜50μM)とともに行う24〜96時間にわたるインキュベーションをモニタリングし、EC50<10μMで死滅する細胞を識別する。細胞生存率を測定するいくつかの標準的アッセイは市販され、任意選択により、該アッセイを使用してペプチドミメティック大環状化合物の効力を評価する。さらに、任意選択により、アネキシンVおよびカスパーゼ活性を測定するアッセイを使用して、ペプチドミメティック大環状化合物がアポトーシス機構を活性化することによって細胞を死滅させるかどうかを評価する。
[00128] ペプチドミメティック大環状化合物のインビボでの安定性を調べるために、例えば、化合物を、マウスおよび/またはラットに、静脈内、腹腔内、経口、または吸入の経路により0.1〜50mg/kgの範囲の濃度で投与し、注射後0分、5分、15分、30分、1時間、4時間、8時間、および24時間の時点で、血液試料を抜き取る。次いで、25μLの新鮮血清中の無傷化合物濃度を前記のようなLC−MS/MSによって測定する。
[00129] 本発明のペプチドミメティック大環状化合物のインビボでの抗腫瘍形成活性を判定するために、化合物を、例えば、単独で(腹腔内、静脈内、経口、吸入または経鼻の経路)または最適用量に達しない関連化学療法薬(例えば、シクロホスファミド、ドキソルビシン、エトポシド)と併用して投与する。一例において、ルシフェラーゼを安定的に発現する5×106のRS4;11細胞(急性リンパ芽球性白血病をもつ患者の骨髄から確立された)を、NOD−SCIDマウスに、それらのマウスを全身照射にさらして3時間後に尾部静脈で注射した。治療しないで放置して、この形態の白血病は、このモデルで3週間内に致死に至る。白血病は、例えば、マウスにD−ルシフェリン(60mg/kg)を注射すること、および麻酔した動物を画像化することによって容易にモニタリングされる(例えば、Xenogenインビボイメージング装置、Caliper Life Sciences、Hopkinton、マサチューセッツ州)。全生物発光を、Living Imageソフトウェア(Caliper Life Sciences、Hopkinton、マサチューセッツ州)による光量子束(光量子/秒)の積分によって定量化する。単独、または最適用量に達しない関連化学療法薬と併用したペプチドミメティック大環状化合物は、例えば、白血病マウスに、尾部静脈または腹腔内経路により0.1mg/kg〜50mg/kgの範囲の用量で7〜21日間投与される(実験1日目の注射後10日目、14〜16の生物発光範囲で)。任意選択により、マウスを、実験中1日おきに画像化し、実験継続期間中毎日、生存をモニタリングする。実験の終末時点で、試験を終えたマウスを、任意選択により剖検にかける。別の動物モデルは、安定的にルシフェラーゼを発現するヒト濾胞性リンパ腫に由来する細胞系DoHH2のNOD−SCIDマウス中へ移植することである。これらのインビボ試験により、任意選択により、予備的な薬物動態データ、薬力学データおよび毒性データを得る。
[00130] 本発明のペプチドミメティック大環状化合物のヒトの治療に対する適合性を判定するため、臨床試験を実施する。例えば、癌と診断され治療を必要とする患者を選択し、治療群および1つまたは複数の対照群に分け、ここで、治療群は本発明のペプチドミメティック大環状化合物を投与され、一方、対照群は、プラセボまたは既知抗癌薬を服用する。したがって、本発明のペプチドミメティック大環状化合物の治療安全性および効力を、生存および生活の質などの要因に関して患者群の比較を実施することによって評価できる。この例で、ペプチドミメティック大環状化合物で治療された患者群は、プラセボで治療された患者対照群と比較して、改善された長期生存を示す。
[00131] 本発明のペプチドミメティック大環状化合物には、その薬学上許容される誘導体またはプロドラッグも含まれる。「薬学上許容される誘導体」は、受容者に投与されると本発明の化合物を(直接的または間接的に)提供する能力を有する、本発明の化合物の任意の薬学上許容される塩、エステル、エステルの塩、プロドラッグ、またはその他の誘導体を意味する。特に好ましい薬学上許容される誘導体は、哺乳動物に投与された場合に本発明の化合物のバイオアベイラビリティーを増加させるもの(例えば、経口で投与された化合物の血液中への吸収を増加させることによって)、または親の種と比較して活性化合物の生物学的コンパートメント(例えば、脳またはリンパ系)への送達を増加させるものである。いくつかの薬学上許容される誘導体には、水溶性または胃腸粘膜を横切る能動輸送を増加させる化学物質群が含まれる。
[00140] 一態様において、本発明は、ペプチドミメティック大環状化合物がモデルとされたタンパク質またはペプチドの天然リガンドに結合する薬剤を同定するための競合結合アッセイで有用である新規なペプチドミメティック大環状化合物を提供する。例えば、p53 MDM2系において、p53をベースにした標識され安定化されたペプチドミメティック大環状化合物が、MDM2に競合的に結合する小分子と一緒にMDM2結合アッセイで使用される。競合結合の研究は、p53/MDM2系に特異的な薬物候補の迅速なインビトロ評価および決定を可能にする。同様に、BH3/BCL−XL抗アポトーシス系では、BH3をベースにした標識されたペプチドミメティック大環状化合物を、BCL−XLに競合的に結合する小分子と一緒にBCL−XL結合アッセイで使用できる。競合結合の研究は、BH3/BCL−XL系に特異的な薬物候補の迅速なインビトロ評価および決定を可能にする。本発明は、さらに、ペプチドミメティック大環状化合物に対する抗体の作出を提供する。いくつかの実施形態において、これらの抗体は、ペプチドミメティック大環状化合物、およびそれをもとにペプチドミメティック大環状化合物が誘導されるp53またはBH3ペプチドミメティック前駆体の両方に特異的に結合する。このような抗体は、例えば、各々p53/MDM2またはBH3/BCL−XL系を壊す。
α,α−二置換アミノ酸の調製
Claims (45)
- 式(I)
[式中、
各A、B、C、D、およびEは、独立して、天然または非天然のアミノ酸であり;
R1およびR2は、独立して、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルであって、Hでない各基は任意選択により置換基としてハロ−を有していてもよく;
Lは、式
L1、およびL 2 は、独立して、アルキレンであり;;
R7は、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリールであるか、あるいはR7は、D残基との環状構造の一部であり;
R8は、−H、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、ヘテロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロシクロアルキル、シクロアリール、またはヘテロシクロアリールであるか、あるいはR8は、E残基との環状構造の一部であり;
vは、1〜1000の整数であり;
wは、1〜1000の整数であり;
xは、0〜10の整数であり;
yは、0〜10の整数であり;
zは、0〜10の整数であり;
nは、1〜5の整数であり;
前記ペプチドミメティック大環状化合物は、α−ヘリックス又はベータシートを含む]。 - R1およびR2の少なくとも一方が、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルであって、各基は任意選択により置換基としてハロ−を有していてもよい、請求項1に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- R1およびR2が、独立して、アルキル、アルケニル、アルキニル、アリールアルキル、シクロアルキル、シクロアルキルアルキル、ヘテロアルキル、またはヘテロシクロアルキルであって、各基は任意選択により置換基としてハロ−を有していてもよい、請求項1に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- R1およびR2の少なくとも一方が、任意選択によりハロ−で置換されていてもよいアルキルである、請求項1に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- R1およびR2が、独立して、任意選択によりハロ−で置換されていてもよいアルキルである、請求項1に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- R1およびR2の少なくとも一方が、メチルである、請求項1に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- R1およびR2が、メチルである、請求項1に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- ペプチドミメティック大環状化合物が、α−ヘリックスを含む、請求項1に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- α−ヘリックスが、1ターン〜5ターンを含む、請求項10に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- 大環状化合物を形成するリンカーが、1ターン〜5ターンのα−ヘリックスに及ぶ、請求項10に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- 大環状化合物を形成するリンカーが、約1、2、3、4または5ターンのα−ヘリックスに及ぶ、請求項10に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- 大環状化合物を形成するリンカーの長さが、α−ヘリックスの1ターンにつき約5Å〜約9Åである、請求項10に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- 大環状化合物を形成するリンカーが、約1ターンのα−ヘリックスに及ぶ、請求項10に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- 大環状化合物を形成するリンカーの長さが、約6個の炭素−炭素結合〜約14個の炭素−炭素結合の長さにほぼ等しい、請求項15に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- 大環状化合物を形成するリンカーの長さが、約8個の炭素−炭素結合〜約12個の炭素−炭素結合の長さにほぼ等しい、請求項15に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- 大環状化合物が、約18〜26個の原子の環を含む、請求項15に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- α−ヘリックスが、約2ターンを含む、請求項10に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- 大環状化合物を形成するリンカーの長さが、約8個の炭素−炭素結合〜約16個の炭素−炭素結合の長さにほぼ等しい、請求項19に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- 大環状化合物を形成するリンカーの長さが、約10個の炭素−炭素結合〜約13個の炭素−炭素結合の長さにほぼ等しい、請求項19に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- 大環状化合物が、約29〜約37個の原子の環を含む、請求項19に記載のペプチドミメティック大環状化合物。
- ペプチドミメティック前駆体が、接触工程の前に精製される、請求項23に記載の方法。
- ペプチドミメティック大環状化合物が、接触工程の後に精製される、請求項23に記載の方法。
- ペプチドミメティック大環状化合物が、接触工程の後にリフォールディングされる、請求項23に記載の方法。
- 溶液中で実施される、請求項23に記載の方法。
- 固体支持体上で実施される、請求項23に記載の方法。
- その結合に好都合である条件下でペプチドミメティック前駆体またはペプチドミメティック大環状化合物に結合する標的高分子の存在下で実施される、請求項23に記載の方法。
- その結合に好都合である条件下でペプチドミメティック前駆体またはペプチドミメティック大環状化合物に優先的に結合する標的高分子の存在下で実施される、請求項23に記載の方法。
- ペプチドミメティック大環状化合物のライブラリーを合成するのに適用される、請求項23に記載の方法。
- ペプチドミメティック大環状化合物が、水溶液中でα−ヘリックスを構成する、請求項23に記載の方法。
- ペプチドミメティック大環状化合物が、水溶液中で、対応する非大環状ポリペプチドと比較して増大したα−ヘリックス構造を示す、請求項23に記載の方法。
- ペプチドミメティック大環状化合物が、対応する非大環状ポリペプチドと比較して増大した熱安定性を示す、請求項23に記載の方法。
- ペプチドミメティック大環状化合物が、対応する非大環状ポリペプチドと比較して増大した生物学的活性を示す、請求項23に記載の方法。
- ペプチドミメティック大環状化合物が、対応する非大環状ポリペプチドと比較してタンパク質分解に対する増大した耐性を示す、請求項23に記載の方法。
- ペプチドミメティック大環状化合物が、対応する非大環状ポリペプチドと比較して生存細胞への増大した浸透能力を示す、請求項23に記載の方法。
- 式IIIまたは式IVのペプチドミメティック前駆体のアルキン部分が、L−プロパルギルグリシン、D−プロパルギルグリシン、(S)−2−アミノ−2−メチル−4−ペンチン酸、(R)−2−アミノ−2−メチル−4−ペンチン酸、(S)−2−アミノ−2−メチル−5−ヘキシン酸、(R)−2−アミノ−2−メチル−5−ヘキシン酸、(S)−2−アミノ−2−メチル−6−ヘプチン酸、(R)−2−アミノ−2−メチル−6−ヘプチン酸、(S)−2−アミノ−2−メチル−7−オクチン酸、(R)−2−アミノ−2−メチル−7−オクチン酸、(S)−2−アミノ−2−メチル−8−ノニン酸、および(R
)−2−アミノ−2−メチル−8−ノニン酸からなる群から選択されるアミノ酸の側鎖であり、式IIIまたは式IVのペプチドミメティック前駆体のアジド部分が、ε−アジド−L−リシン、ε−アジド−D−リシン、ε−アジド−α−メチル−L−リシン、ε−アジド−α−メチル−D−リシン、δ−アジド−α−メチル−L−オルニチン、およびδ−アジド−α−メチル−D−オルニチンからなる群から選択されるアミノ酸の側鎖である、請求項23に記載の方法。 - x+y+zが3であり、A、BおよびCが、独立して、天然または非天然のアミノ酸である、請求項23に記載の方法。
- x+y+zが6であり、A、BおよびCが、独立して、天然または非天然のアミノ酸である、請求項23に記載の方法。
- 大環状化試薬がCu試薬であり、接触工程が、プロトン性溶媒、水性溶媒、有機溶媒、およびこれらの混合物からなる群から選択される溶媒中で実施される、請求項23に記載の方法。
- 溶媒が、H2O、THF/H2O、tBuOH/H2O、DMF、DIPEA、CH3CN、CH2Cl2、またはClCH2CH2Clである、請求項41に記載の方法。
- 大環状化試薬がRu試薬であり、接触工程が有機溶媒中で実施される、請求項23に記載の方法。
- 溶媒が、DMF、THF、CH3CN、CH2Cl2、またはClCH2CH2Clである、請求項43に記載の方法。
- 溶媒が、ヘリックスの形成に好都合である溶媒である、請求項41に記載の方法。
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