JP5390186B2 - 広い抗菌スペクトルを有する抗菌性化合物 - Google Patents
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Description
本発明は、抗菌特性を示す化合物に関する。
nは、1または2であり、
X1、X2、X3、X4、X5およびX6は、各々独立に、N、S、O、SO2、CR7またはNR8であり、X1またはX2の少なくとも1つは、N、S、O、SO2、またはNR8であり、
Lは、直接結合または
R1、R2、R3、R4、R5、R6およびR7は、各々独立に、水素、アミノ、安定化カルボカチオンを有するアミン、カルボキシル、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、シクロアルコキシ、ヘテロアリールオキシ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノ、カルバモイル、アルキルアミノカルボニル、アルキルスルフヒドリル、アルキルヒドロキシメートであり、
R8は、水素、OH、ハロゲン、または置換されていてもよいアルキルであり、但し、前記化合物は、NSC 290111、NSC 302569、およびNSC 308569ではない。ある実施形態において、R1、R2、R3、またはR4の少なくとも1つは、水素、アミジン、2−イミダゾリン、アミノ、グアニジン、メチル、アミノメチル−ヒドロキサミン、またはメチルアミン−グアニジンである。ある実施形態において、R5は、水素、アミジン、2−イミダゾリン、アミノ、グアニジン、メチル、アミノメチル−ヒドロキサミン、メチルアミン−グアニジン、4−オキシ−ベンズアミジン、1H−インドール−6−カルボキサミジン、または1H−インドール−5−カルボキサミジンである。ある実施形態において、R6は、水素、アミジン、ベンズアミジン、ベンズイミダゾリン、イミダゾリン、グアニジン、イミダゾール、オキサゾール、ベンゾフラン−2−イル−イミダゾリン、ベンゾフラン−2−イル−アミジン、ベンゾフラン−2−イル−グアニジン、ベンゾチオフェン−2−イル−イミダゾリン、ベンゾチオフェン−2−イル−アミジン、ベンゼン−2−イル−アミジン、ベンゾフラン−2−イル−イミダゾール、またはベンゾフラン−2−イル−オキサゾールである。ある実施形態において、X1またはX2の少なくとも1つは、N、NH、S、O、SO2、CH、C−CH3、C−フェニル、N−エタノール、N−クロロエチル、C−アミノ、C−(2−インドール−6−イミダゾリン)、C−(2−インドール−6−アミジン)、C−(2−インドール−5−イミダゾリン)、またはC−(2−インドール−5−アミジン)である。ある実施形態において、X3、X4、X5またはX6の少なくとも1つは、N、NH、S、O、SO2、またはCHである。ある実施形態において、R1、R2、R3、R4、R5、R6、またはR7の少なくとも1つは、−H、−CH3、−NH2、または下記構造
本発明は、図面を参照することによってさらに理解される。
本発明の化合物は、以下の構造式Iを有する。
nは、1または2であり、
X1、X2、X3、X4、X5およびX6は、各々独立に、N、S、O、SO2、CR7またはNR8であり、X1またはX2の少なくとも1つは、N、S、O、SO2、またはNR8であり、
Lは、直接結合または
R1、R2、R3、R4、R5、R6およびR7は、各々独立に、水素、アミノ、安定化カルボカチオンを有するアミン、カルボキシル、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、シクロアルコキシ、ヘテロアリールオキシ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノ、カルバモイル、アルキルアミノカルボニル、アルキルスルフヒドリル、アルキルヒドロキシメートであり、
R8は、水素、OH、ハロゲン、または置換されていてもよいアルキルであり、但し、前記化合物は、NSC 290111、NSC 302569、およびNSC 308569ではない。
ある実施形態において、X4は、N、NH、S、O、SO2、またはCHである。
ある実施形態において、X5は、N、NH、S、O、SO2、またはCHである。
ある実施形態において、X6は、N、NH、S、O、SO2、またはCHである。
nは、1または2、
X1、X2、X3、X4、X5およびX6は、各々独立に、N、S、O、SO2、CR7またはNR8であり、X1またはX2の少なくとも1つは、N、S、O、SO2、またはNR8であり、
Lは、直接結合または下記構造のいずれかである。
R1、R2、R3、R4、R5、R6およびR7は、各々独立に、水素、アミノ、安定化カルボカチオンを有するアミン、カルボキシル、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、シクロアルコキシ、ヘテロアリールオキシ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノ、カルバモイル、アルキルアミノカルボニル、アルキルスルフヒドリル、アルキルヒドロキシメートであり、
R8は、水素、OH、ハロゲン、または置換されていてもよいアルキルであり、但し、前記化合物は、NSC 290111、NSC 302569、およびNSC 308569ではない。
「アルコキシ」は、基−ORを意味し、式中、Rはアルキル基である。例示的なアルコキシ基としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ等が挙げられる。
B.anthracis胞子および栄養細胞に対する小分子化合物の効果を試験するために、緑色蛍光タンパク質を内因性発現するsterne株(sterne strain)を使用した。Burnett,et al.(2005)Nat Rev.Drug Discov.4:281−297(これは、参照により本明細書中に組み込まれる)を参照のこと。sterne株は、炭疽毒素を産生するpXO1プラスミドを含有するが、pXO2プラスミドを含有しないので、カプセルを産生しない。米国国立癌研究所の公開寄託機関から入手した総計71の化合物を、熱活性化された発芽されていないGFP sterne胞子および栄養細胞に対して、40μM〜0.03μMの範囲の濃度でスクリーニングした。当該分野において公知の方法を使用してのGFP蛍光測定を、種々の時間間隔で行った。図1は、熱活性化された発芽されていないGFP sterne胞子および栄養細胞について試験した数個の化合物の結果を示す。
dtp.nci.nih.gov/dtpstandard/ChemData/index.jspおよびncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?CMD=&DB=PubMedでのワールド・ワイド・ウェブを含む種々の供給源から得うるものであり、参照により本明細書中に組み込まれる。
化合物が広いスペクトルのグラム陽性細菌およびグラム陰性細菌に対して作用し得るか否かを判定するために、GFP sterne胞子に対するスクリーンから最も強力な4個(NSC 317880、NSC 317881、NSC 330687、およびNSC 369718)を、20個の種々の細菌株に対して種々の濃度で試験した。プレートの目視検査、ならびにOD600での吸光度読み取りを、前記化合物のMICを測定するために行った。種々の細菌株に対するこれら4個の化合物のMIC値を表7に提供する。
B.anthracis胞子は、好適な培地、例えばヒト呼吸器系の湿った組織との接触後、数分以内に発芽する。胞子発芽は、通常、胞子屈折性、耐熱性、および染色の変化によってインビトロで検出される。発芽すると、胞子は、非屈折性となり、相の暗さが増加し、熱誘発性死に対して感受性となり、Wright−Giemsa染色等で色素染色が可能となる。胞子発芽に対する化合物の効果を測定するために、さらなる研究についてNSC 317881を選択した。Sterne胞子は、DMSO(対照区)またはNSC 317881(1μM)の存在下、Muller Hinton培地において発芽した。0、15、および30分の時間間隔で、サンプルを65℃で30分間加熱し、氷上で冷却した後、胞子の適切な希釈物をヒツジ血液寒天プレート上に配置した。翌日、コロニーをカウントした。種々の時点でのコロニーカウントとt0時点で回収されたサンプルのそれと比較することによって、生存率(%)を測定した。図2は、時間に対してプロットした生存率のパーセンテージを示す。
抗菌性を潜在的に有する化合物は胞子発芽に対して効果を有さなかったが、成長を阻害したので、NSC 317881をsterne GFP胞子の時間依存性死滅について試験した。Sterne GFP胞子をDMSO(対照)またはNSC 317881(1μM)で処理し、種々の時間間隔で、胞子の適切な希釈物をヒツジ血液寒天プレート上に配置した。翌日、コロニーをカウントし、DMSO対照と比較した場合のコロニー形成単位(cfu)のパーセント減少をプロットした。図3に示されるように、前記化合物での処理の約60分後にcfuが相当減少した。前記化合物で約4時間処理した後には、生存可能な胞子は検出されなかった。
同定された生物活性化合物が殺菌性であるかどうかを決定するために、B.anthracis シプロフロキサシン耐性エームズ株およびB.anthracisエームズ胞子を含むグラム陽性細菌の数個の株を選択し、0μM〜10μMの範囲の種々の濃度のNSC 317881、NSC 317880、NSC 330687およびNSC 369718と共に約22時間インキュベートした。24時間後、MICウエルおよびMICを超える4つのウエル由来の細菌を、ヒツジ血液寒天プレート上に配置した。翌日、コロニーカウントを行い、生存可能なカウントを約99.9%減少させたMBC値を当該分野において公知の方法を使用して測定した。グラム陽性細菌に対するNSC 317881、NSC 317880、NSC 330687およびNSC 369718のMBC値を、表8に示す。
NSC 317880、NSC 317881、NSC 330687およびNSC 369718の構造式を図4に示す。表1〜6に提供される他の化合物の構造式は、ncbi.nlm.nih.govでワールド・ワイド・ウェブのNCBI Pubmed化合物データベースおよび当該分野において利用可能な化合物データベースから得られよう。代表的な数の本発明の化合物の立体配座分析から、該化合物が全て高度に共役された系であるため、該化合物が平面三次立体配座を好むことがわかる。NSC 317880、NSC 317881およびNSC 330687は、それぞれが2つのインドールを有し、該インドールの各々がその第6位においてイミダゾリルで置換されていることから、しばしば、ジアリールイミダゾリンと呼ばれる。NSC 317880、NSC 317881およびNSC 330687は、関連構造の構造−活性関係を誘う(canvass)同属シリーズである。表7に提供されるように、リンカーの種類(構造式Iを参照のこと)は、1つの細菌種と別の細菌種とで大きなMIC変化をもたらす構造的相違を生じさせ得る。NSC 369718は、しばしば、2つのインドールおよび1つのベンゾフランを含むトリアリールイミダゾリンと呼ばれる。他の3つの化合物については、イミダゾリル置換が6位で生じる。図4を参照のこと。一般的に、これらの化合物は、2つのイオン性イミダゾリル官能基(該分子のいずれかの末端に1つ)で置換されているインドール/フラン環ならびに平面三次立体構造を含む、共通の構造的特徴を示す。したがって、ある実施形態において、本発明は、2つのイオン性イミダゾリル官能基で置換されているインドール/フラン環ならびに平面三次立体構造に関する。
本出願は、2005年8月12日に出願された米国仮特許出願第60/707,531号および2005年10月5日に出願された同第60/723,442号の利益を主張し、これらは両方とも、参照によりそれら全体が本明細書中に組み込まれる。
本発明は、米国政府の機関である、ザ・ユナイティッド・ステイツ・アーミー・メディカル・リサーチ・アンド・マテリアル・コマンド(The United States Army Medical Research and Materiel Command)の従業員によって成された。政府は、本発明について一定の権利を有する。
Claims (28)
- 少なくとも1つの細菌株の細菌の増殖阻害、増殖減少、増殖防止、又は破壊のための組成物の製造における、有効量の下記構造式を有する化合物又はその薬学的に許容される塩の使用。
(式中、Yは、下記構造のいずれかを有し、
式中、
nは、1または2であり、
X 1 は、NHまたはNR 8 であり、
X 2 は、CR 7 であり、
X 3 およびX 6 は、各々独立に、NまたはCR 7 であり、
X 4 およびX 5 は、各々独立に、NH、O、またはNR 8 であり、
Yが
である場合、Lは
で表されるリンカーであり、式中、Zは、置換されていてもよいアリールであり、
Yが
である場合、Lは、直接結合または
で表されるリンカーであり、式中、Zは、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、ジアルケニル、トリアルケニル、またはアリールであり、
R1、R2、R3、R4、およびR6 は、各々独立に、水素、アミノ、安定化カルボカチオンを有するアミン、カルボキシル、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、シクロアルコキシ、ヘテロアリールオキシ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノ、カルバモイル、アルキルアミノカルボニル、アルキルスルフヒドリル、アルキルヒドロキシメートであり、
R 7 は、水素、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシカルボニル、カルバモイル、またはアルキルアミノカルボニルであり、
R8は、OH、ハロゲン、または置換されていてもよいアルキルである。) - R1、R2、R3、またはR4の少なくとも1つが、水素、アミジン、2−イミダゾリン、アミノ、グアニジン、メチル、アミノメチル−ヒドロキサミン、またはメチルアミン−グアニジンである、請求項1に記載の使用。
- R6が、水素、アミジン、ベンズアミジン、ベンズイミダゾリン、イミダゾリン、グアニジン、イミダゾール、オキサゾール、ベンゾフラン−2−イル−イミダゾリン、ベンゾフラン−2−イル−アミジン、ベンゾフラン−2−イル−グアニジン、ベンゾチオフェン−2−イル−イミダゾリン、ベンゾチオフェン−2−イル−アミジン、ベンゼン−2−イル−アミジン、ベンゾフラン−2−イル−イミダゾール、またはベンゾフラン−2−イル−オキサゾールである、請求項1に記載の使用。
- X2が、CH、C−CH3、C−フェニル、C−アミノ、C−(2−インドール−6−イミダゾリン)、C−(2−インドール−6−アミジン)、C−(2−インドール−5−イミダゾリン)、またはC−(2−インドール−5−アミジン)である、請求項1に記載の使用。
- X3、X4、X5またはX6の少なくとも1つが、NH、O、またはCHである、請求項1に記載の使用。
- R8が、−(CH2)2OH、または−(CH2)2Clである、請求項1に記載の使用。
- 前記細菌株が、バチルス属、バークホルデリア属、エンテロバクター属、エシェリキア属、ヘリコバクター属、クレブシエラ属、マイコバクテリウム属、ナイセリア属、シュードモナス属、スタフィロコッカス属、ストレプトコッカス属、エルシニア属、またはそれらの薬剤耐性株に属する、請求項1に記載の使用。
- 前記細菌株が、B.anthracis、B.brevis、B.licheniformis、B.megaterium、B.pumilus、B.subtilis、B.vollum、B.cepacia、B.mallei、M.pseudomallei、B.thailandensis、E.coli、E.feacalis、E.faecium、K.pneumoniae、P.aeruginosa、S.aureous、Y.pestis、またはそれらの薬剤耐性株である、請求項1に記載の使用。
- 前記細菌が2以上の細菌株のものである、請求項1に記載の使用。
- 前記化合物が薬学的組成物の形態である、請求項1に記載の使用。
- 被験対象における少なくとも1つの細菌株の細菌によって引き起こされる感染を治療、阻害または予防するための医薬品の製造における、治療上有効量の、下記構造式を有する少なくとも1つの化合物又はその薬学的に許容される塩の使用。
(式中、Yは、下記構造のいずれかを有し、
式中、
nは、1または2であり、
X 1 は、NHまたはNR 8 であり、
X 2 は、CR 7 であり、
X 3 およびX 6 は、各々独立に、NまたはCR 7 であり、
X 4 およびX 5 は、各々独立に、NH、O、またはNR 8 であり、
Yが
である場合、Lは
で表されるリンカーであり、式中、Zは、置換されていてもよいアリールであり、
Yが
である場合、Lは、直接結合または
で表されるリンカーであり、式中、Zは、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、ジアルケニル、トリアルケニル、またはアリールであり、
R1、R2、R3、R4、およびR6 は、各々独立に、水素、アミノ、安定化カルボカチオンを有するアミン、カルボキシル、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、シクロアルコキシ、ヘテロアリールオキシ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノ、カルバモイル、アルキルアミノカルボニル、アルキルスルフヒドリル、アルキルヒドロキシメートであり、
R 7 は、水素、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシカルボニル、カルバモイル、またはアルキルアミノカルボニルであり、
R8は、OH、ハロゲン、または置換されていてもよいアルキルである。) - 複数の細菌株の細菌の増殖阻害又は増殖減少のための医薬品の製造における、有効量の、下記構造式を有する化合物又はその薬学的に許容される塩の使用。
(式中、Yは、下記構造のいずれかを有し、
式中、
nは、1または2であり、
X 1 は、NHまたはNR 8 であり、
X 2 は、CR 7 であり、
X 3 およびX 6 は、各々独立に、NまたはCR 7 であり、
X 4 およびX 5 は、各々独立に、NH、O、またはNR 8 であり、
Yが
である場合、Lは
で表されるリンカーであり、式中、Zは、置換されていてもよいアリールまたはC(O)NHであり、
Yが
である場合、Lは、直接結合または
で表されるリンカーであり、式中、Zは、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、ジアルケニル、トリアルケニル、またはアリールであり、
R1、R2、R3、R4、およびR6 は、各々独立に、水素、アミノ、安定化カルボカチオンを有するアミン、カルボキシル、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシ、アリールオキシ、シクロアルコキシ、ヘテロアリールオキシ、アルコキシカルボニル、アルキルアミノ、カルバモイル、アルキルアミノカルボニル、アルキルスルフヒドリル、またはアルキルヒドロキシメートであり、
R 7 は、水素、置換されていてもよいアルキル、アルケニル、アルキニル、シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、アリール、ヘテロアリール、アルコキシカルボニル、カルバモイル、またはアルキルアミノカルボニルであり、
R8は、OH、ハロゲン、または置換されていてもよいアルキルである。) - X2 がCHである、請求項1に記載の使用。
- 前記有効量が、前記細菌の殺菌に有効な量である、請求項1に記載の使用。
- 前記有効量が、前記細菌の殺菌に有効な量である、請求項19に記載の使用。
- 前記有効量が、前記細菌の殺菌に有効な量である、請求項22に記載の使用。
- 有効量の請求項1に示される構造式を有する化合物又はその薬学的に許容される塩を含む、少なくとも1つの細菌株の細菌の増殖阻害、増殖減少、増殖防止、又は破壊のための組成物。
- 治療上有効量の請求項19に示される構造式を有する化合物又はその薬学的に許容される塩を少なくとも1つ含む、被験対象における少なくとも1つの細菌株の細菌によって引き起こされる感染を治療、阻害または予防するための医薬品。
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