JPH11507912A - システインプロテアーゼインヒビターとしてのα−(1,3−ジカルボニルエノールエーテル)メチルケトン - Google Patents
システインプロテアーゼインヒビターとしてのα−(1,3−ジカルボニルエノールエーテル)メチルケトンInfo
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Abstract
(57)【要約】
システインプロテアーゼに共有結合してエノレートもしくは1,3−ジカルボニル(またはそのエノール型)を放出して、該プロテアーゼを不活性化するシステインプロテアーゼインヒビター。本発明のシステインプロテアーゼインヒビターは、目的システインプロテアーゼを標的化して該プロテアーゼの活性部位のチオレートアニオン部位にインヒビターを配置させる第一部分;および共有結合によりシステインプロテアーゼに結合し、システインプロテアーゼの活性部位のチオレートアニオンに攻撃されて、β−ジカルボニルエノール エーテル脱離基を切り離すカルボニルまたはカルボニル相当部分を提供することにより、該プロテアーゼを非可逆的に不活性化する第二部分からなる。
Description
【発明の詳細な説明】
システインプロテアーゼインヒビターとしてのα−(1,3−ジカルボニルエノ
ールエーテル)メチルケトン
継続中の出願との関連
本出願は米国特許1993年12月8日第08/164,031の一部継続出
願である。
発明の分野
本発明は一般にシステインプロテアーゼインヒビターと関連し、特にジカルボ
ニルエノールエーテル残基を含むペプチジルケトンであるシステインプロテアー
ゼと関連する。本発明のシステインプロテアーゼインヒビターはシステインプロ
テアーゼ、特にカテプシンB、L、H、C、カルパインI、II、インターロイキ
ン1β変換酵素のin vivoでの取り扱いのために特に設計されたものであ
り、これらのシステインプロテアーゼの古典的酵素に相当する物である。
発明の背景
ヒトの疾病に関するシステインプロテアーゼは3つの部類に分類することがで
きる。
(1) リソソームカテプシン
(2) 細胞質ゾルカルパインとインターロイキン変換酵素のようなプロセシン
グ酵素
(3) 自触媒作用を持つ原核生物酵素
カテプシンB、HそしてCは典型的なタンパク分解に関わるシステインプロテ
アーゼである。これはそれ自体通常細胞のリソソームに局在する。これらの酵素
がリソソーム外に見られる時は、これらは合成基質技術の利用により、そして、
リウマチ様関節炎、骨関節炎、ニューモシスティスカリーニ、住血吸虫症、クル
ーズトリパノソーマ症、ブルーストリパノソーマ症、クリチジア、マラリア、歯
周病、癌転移、異染性白質萎縮症、筋ジストロフィーなどのいくつかの疾病にお
いて原因となる役割を果たしているような天然内因性インヒビターによって示さ
れた。例えば、カテプシンB型酵素とリュウマチ様関節炎との関連が提唱された
。van Noorden and Everts Selective Inhibition of Cysteine Proteinases by
Z-Phe-Ala-CH2F Suppresses Digestion of Collagen by Fibroblasts and Oste
oclasts,178 Biochemical and Biophysical Research Communications 178;
Rifkin,Vernillo,Kleekner,Auszmann,Rosenberg and Zimmmerman,Catheps
in B and L Activities in Isolated Osteoclasts,179 Biochemical and Bioph
ysical Research Communications 63;Grinde,The Thiol Proteinase Inhibitor
s,Z-Phe-Phe-CHN2 and Z-Phe-Ala-CHN2,Inhibit Lysosomal Protein Degrada
tion in Isolated Rat Hepatocytes,757 Biochemica et Biophysica Acta 15;
Mason,Bartholomew and Hardwick,The Use of Benzyl oxycarbonyl[125I]io
dotyrosylalanyldiazomethane as a Probe for Active Cysteine Proteinases i
n Human Tissues,263 Biochem.J.945;van Noorden,Smith and Rasnick,Cy
steine Proteinase Activity in Arthritic Rat Knee Joints and the Effects
of a Selective Systemic Inhibitor,Z-Phe-Ala-CH2F,15 J.Rheumatol.1525
;and van Noorden,Vogels and Smith,Localization and Cytophotometric Ana
lysis of Cathepsin B Activity in Unfixed and Undecalified Cryostat Secti
ons of Whole Rat Knee Joints,37 J.Histochemistry and Cytochemistry 617
.カテプシンBと骨関節炎の関連は Dalaisse,Eeckhout,Vaseらによって提唱
された。In Vivo and In Vitro Evidence for the Involvement of Cysteine Pr
oteinases in Bone Resorption,125 Biochemical and Biophysical Research C
ommunications 441;カテプシンBとニューモスティスカリーニとの関連はHayes
,Stubberfield,McBride,Wilsonらによって提唱された。Alterations in Cyst
eine Proteinase Content of Rat Lung Associated with Development of Pneum
ocystis Carinii Infection,59 Infection and Immunity 3581;システインプ
ロテアーゼと住血吸虫症との関連は Cohen,Gregoret,Amiri,Aldape,Railey
,McKerrow らによって提唱された。Arresting Tissue Invasion of a Parasite
by Protease Inhibitors Chosen With the Aid of Computer Modeling,30 Bio
chemistry 11221.システインプロテアーゼとクルーズトリパノソーマ症、
ブルーストリパノソーマ症、そしてクリチジアとの関連は Ashall,Harris,Rob
erts,Healy,Shaw らによって提唱された。Substrate Specificity and Inhibi
tor Sensitivity of a Trypanosolnatid Alkaline Peptidase,1035 Biochimica
et Biophysica Acta 293,そして/または Ashall,Angliker,Shaw らによっ
て提唱された。Lysis of Trypanosomes by Peptidyl Fluoromethyl Ketones,17
0 Biochemical and Biophysical Research Communications 923.システインプロ
テアーゼとマラリアの関連が提唱された。Rosenthal,Wollish,Palmer and Ras
nick,Antimalarial Effects of Peptide Inhibitors of a Plasmodium Falcipar
um Cysteine Proteinase,88 J.Clin.Invest.1467,Rosenthal,Lee and Smi
th,Inhibition of a Plasmodium Vinckei Cysteine Proteinase Cures Murine M
alaria,91 J.Clin.Invest.1052.カテプシンBと癌転移との関連は Smith,
Rasnick,Burdick,Cho,Rose,Vahratianらによって提唱された。Visualizatio
n of Time-Dependent Inactivation of Human Tumor Cathepsin B Isozymes by
a Peptidyl Fluoromethyl Ketone Using a Fluorescent Print Technique,8 A
nti-cancer Research 525.カテプシンBと癌の関連は Gordon とMouradによって
提唱された。2 Blood Coagulation and Fibrinolysis 735.カテプシンBと歯
周病との関連が提唱された。Cox,Cho,Eley and Smith,A Simple,Combined Fl
uorogenic and Chromogenic Method for the Assay of Proteases in Gingival
Crevicular Fluid,25 J.Periodont.Res.164; Uitto,Larjava,Heino and
Sorsa,A Protease of Bacteroides Gingivalis Degrades Cell Surface and
Matrix Glycoproteins of Cultured Gingival Fibroblasts and Induces Secret
ion of Collagenase and Plasminogen Activator,57 Infection and Immunity
213;Kunimatsu,Ichimaru,Kato and Kato,Cathepsins B,H and L Activitie
s in Gingival Crevicular Fluid From Chronic Adult Periodontitis Patients
and Experimental Gingivitis Subjects,25 J Periodont Res 69; Beighton
,Radford and Naylor,Protease Activity in Gingival Crevicular Fluid From
Discete Periodontal Sites in Humans With Periodontitis or Gingivitis;3
5 Archs oral Biol.329; Cox and Eley,Prelilllinary Studies on Cysteine
and Serine Proteinase Activities in Inflamed Human Gingiva Using Diff
erent 7-Amino-4-Trifluoromethyl Coumarin Substrares and Protease Inhibit
ors,32 Archs oral Biol.599; Eisenhauer,Hutchinson,Javed and McDona
ld,Identification of a Cathepsin B-like Protease in the Crevicular Flui
d of Gingivitis Patients,62 J Dent Res 917.カテプシンBと異染性白質萎
縮症との関連は van Figura,Steckel,Conary,Hasilik,Shaw らによって提唱
された。Heterogeneity in Late-Onset Metachromatic Leukodystrophy.Effect
of Inhinitors of Cysteine Proteinases,39 Am J Hum Genet.371.カテプシ
ンBと筋白質萎縮症との関連は Valentine,Winand,Pradhan,Moise,de Lahun
ta,Kornegay,Cooperらによって提唱された。Canine X-Linked Muscular Dystr
ophy as an Animal Model of Duchenne Muscular Dystrophy:A Review,42 Am
J Hum Genet 352.カテプシンBとライノウイルスとの関連が Knott,Orr,Mont
gomery,Sullivan,Weston らによって提唱されている。The Expression and Pu
rification of Human Rhinovirus Protease 3C,182 Eur.J.Biochem.547.カ
テプシンBと腎臓疾病との関連が Baricos,OユConnor,Cortez,Wu,Shahらによ
って提唱されている。The Cysteine Proteinase Inhibitor,E-64,Reduces Pro
teinuria in an Experimental Model of Glomerulonephritis,155 Biochemical
and Biophysical Research Communications 1318.カテプシンBと多発性硬化症
との関連が Dahlman,Rutschmann,Kuehn,Reinauer らによって提唱された。”
Activation of the Multicatalytic Proteinase from Rat Skeletal Muscle by
Fatty Acids or Sodium Dodecyl Sulphate,228 Biochem.J.171
ある疾病とカテプシンHとCの関連もまた確立されている。例えばカテプシン
Hは、直接ニューモラティスカリーニの原因病原体に、また神経筋疾病、デュシ
ェーヌジストロフィー、多発性筋炎、そして神経障害と結びついた。Stauber,R
iggs and Schochet,Fluoresent protease Histochemistry in Neuromuscular D
isease,Neurology 194(Suppl.1)March 1984; Stsuber,Schochet,Riggs
,Gutmann and Crosby,Nemaline Rod Myopathy:Evidence for a Protease Defi
ciency,Neurology 34(Suppl.1)March 1984.同様に、カテプシンCは直接ネ
マリンミオパシーのような筋肉の疾病、ウイルスの感染、そして骨髄セリンプロ
テアーゼ(エラスターゼとグランザイムA)のプロセシングと活性化と関連して
いた。McGuire,Lipsky and Thiele,Generation of Active Myeloid and Lympho
d Granule Serine Proteases Requires Processing by the Granule Thiol Prot
ease Dipeptidyl Peptidase I,268 J.Biol.Chem.2458-67; L.Polgar,Mec
hanisms of Protease Action(1989); Brown,McGuire and Thiele,Dipeptid
yl peptidase I is Enriched in Granules of In Vitro- and In Vivo-Activate
d Cytotoxic T Lymphocytes,150 Immunology 4733-42.Brown et al.らの研究
は、基質特異性に基づいた他のシステイニル酵素の存在下でのカテプシンC(D
PP−I)の抑制の可能性を効果的に立証した。残念ながら、この研究でのジア
ゾケトンの使用は突然変異誘発性であり、in vivoでの適用に充当しない
と信じられている。
カルパインと呼ばれる、細胞質ゾルの、もしくは膜結合性システインプロテア
ーゼもまた、いくつかの疾病において関わり合いが示された。例えば、カルパイ
ンインヒビターは、筋ジストロフィー、筋萎縮もしくはこれに類似するもののよ
うな筋の疾病の治療、25 Taisha(Metabolism)183(1988);10 J.Pharm.Dyn
amics 678(1987)心筋梗塞、発作などの虚血性疾病の治療、312 New Eng.J.M
ed.159(1985); 43 Saishin Igaku 783(1988); 36 Arzneimittel Forschung
/Drug Research 190,671(1986);526 Brain Research 177(1990)脳障害に
よって引き起こされる意識障害、もしくは運動障害の改善、16 Neurochemical R
esearch 483(1991);65 J.Neurosurgery 92(1986)多発性硬化症、末梢神経
ニューロパシー等のような神経細胞の脱髄によって引き起こされる疾病の治療、
47 J.Neurochemistry 1007(1986)白内障の治療の治療、 28 Investigative
Ophthalmology & Visual Science 1702(1987);34 Experimental Eye Resear
ch 413(1982);6 Lens and Eye Toxicity Research 725(1989);32 Investi
gative Ophthalmology & Visual Science 533(1991)に有用でありうる。
カルパインインヒビターは劇症肝炎の治療剤として、トロンビンによって引き
起こされる血小板の凝集にたいする抑制物質として、57 Thrombosis Research 8
47(1990) そして、乳癌、前立腺癌もしくは前立腺肥大症、これらは性ホルモ
ンレセプターの異常活性によって引き起こされると推測されているものであるが
、このような疾病の治療剤として使われる可能性もある。
あるプロテアーゼインヒビターはまた、アルツハイマー病とも結びつけられた
。See,e.g.,11 Scientific American 40(1991) さらに、チオールプロテア
ーゼインヒビターは抗炎症薬として、263 J.Biological Chem.1915(1988)
;98 J.Biochem.87(1985)抗アレルギー薬として、42 J.Antibiotics 136
2(1989); そして癌の転移を抑制するのに、57 Seikagaku 1202(1985); Tumo
r Progression and Markers 47(1982);256 J.Biological Chemistry 8536
(1984) 有用であると信じられている。
さらに、インターロイキン1β変換酵素(ICE)は、強力な慢性及び急性炎
症疾病の病因の媒介物であるサイトカインIL−1βの構成に関するシステイン
プロテアーゼであることが示された。Tocci and Schnlidt,ICOP Newsletter,S
eptembern 1994.この酵素のインヒビターは最近報告された。Thornberry,Pete
rson,Zhao,Howard,Griffin,and Chapman,Inactivation of Interleukin-1β
-Converting Enzyme by Peptide(Acyloxy)methyl Ketones,33 Biochemistry 3
934(1994);Dolle,Singh,Rinker,Hoyer,Prasad,Graybill,Salvino,Hel
aszek,Miller and Ator,Asparty1α-((1-Phenyl-3-(trifluoromethyl)-pyrazol
-5-yl)-oxy)methyl Ketonesas Interleukin-1 β Converting Enzyme Inhibito
rs:Significance of the P1 and P3 Amido Nitrogens for Enzyme-Peptide Inh
ibitor Binding 37 J.Med.Chem.3863;Mjalli,Chapman,MacCoss,Thornbe
rry,Peterson,Activated Ketones as Potent Reversible Inhibitors of Inter
leukin-1β-Converting Enzyme 4 Biooganic & Medicinal Chemistry Letters
,1965;Dolle,Singh,Whipple,Osifo,Speier,Graybill,Gregory,Harris
,Helaszek,Miller and Ator Aspartyl α-((Diphenylphosphinyl)-oxy)-met h
y1 Ketones as Novel Inhibitors of Interleukin-1β-Converting Enzyme:Uti
lity of the Diphenylphosphionic Acide Leaving Group for the Inhibition o
f Cysteine Proteases 38 J.Med.Chem.220.
最も有望なシステインインヒビターの型は、特異的にインヒビターを目的酵素
の活性部位に向ける、プログラムされたペプチド配列に融合した適当なα脱離基
のある活性化カルボニル基を持つ。いったん活性部位内部にはいると、インヒビ
ターカルボニル基はシステインチオレートアニオンによって攻撃され、結果とし
ヘミアセタールを与える。そしてこれはチオレートの1,2−熱転位と続いて起
きるαケトン残基の排除を通して破壊される。酵素とインヒビター間の結合はこ
こでは不変性になり、酵素は不可逆的に不活性化される。
特定の酵素の不活性化におけるインヒビターの有用性はそれゆえ、ペプチドタ
ンパクの「カギとカギ穴」結合のみでなく、たたみ込まれたα脱離基をインヒビ
ターの残りの部分へ保持している結合の反応性にも依存する。脱離基が、ヘミチ
オアセタール中間生成物の分解における硫黄の1,2−転位による分子内置換に
対してのみ反応するということが重要である。
活性化されたカルボニル基、適当なα脱離基と、効果的かつ特異的にインヒビ
ターを目的の酵素の活性部位に融合させるペプチド配列を持つシステインプロテ
イナーゼインヒビターに関係する最初の研究は Rasnickによる米国特許第4,5
18,528によって開示された。この特許はここにリファレンスとして組み込
まれている。この特許は、ペプチジルフルオロメチルケトンを選択活性及び効力
において新しいシステインプロテアーゼとして確立した。フルオロメチルケトン
は Rasnickによって記述され、合成され、下記構造式であらわすことのできる一
連の化合物である。
式中、R1とR2は独立に水素、1−6炭素のアルキル、1−6炭素の置換アルキ
ル、アリール、アルキル残基が1−4炭素であるアルキルアリールの内のいずれ
かである。nは1−4までの整数、Xはペプチド末端のブロッキンググループ、
Yはアミノ酸もしくは1−6個のアミノ酸からなるペプチド鎖である。
フェノール脱離基を用いたペプチジルケトンインヒビターはペプチジルフルオ
ロケトンににている。当技術分野で知られているとおり、酸素は大きさ、および
電気陰性度において最も近くフッ素に接近する。さらに酸素が芳香環に結合して
いるときこれらの電気陰性度の大きさはsp2炭素の電子吸引効果のためにより
近くなる。α水素のpKaによって見積もったときにα−ケトフェノール対α−
ケトフルオリドの誘導効果は実験誤差の範囲内でほぼ等しいと考えられる。
残念ながら、フェノキシグループを用いた先行技術インヒビターの脱離基は毒
性と水溶性等の問題が存在する。水溶性はバイオアベイラビリティーがその成功
の主たる基準になるよおなペプチド誘動体性の薬剤分野では特に重要である。F
ADにより好ましいとされる水溶性は5mg/ml である。成功した先行技術のイン
ヒビターのin vivoでの有用性は脱離基の不溶性によるものに限られた。
今日までのin vivoでの適用はインターロイキン1β変換酵素の抑制にお
いて必要であるように、許容されているエステル、酸、フリーのアミノ酸側鎖が
必要なペプチドを持つインヒビターに集中していた。 Revesz,Briswalter,He
ng,Leutwiler,Mueller and Wuethrich,35 Tetrahedron Letters 9693.
国際特許出願WO93/09135は、N−ヒドロキシテトラゾールが脱離基と
するインターロイキン1β変換酵素のためにデザインされたインヒビターが開示
された。さらに、テトラゾールは Ceforanide などのような他の薬剤物質にもつ
かわれている。
酸素陰イオン脱離基を用いた他のシステインプロテアーゼのin vivoで
の阻害は最初に Zimmerman,Bissell,Smithらにより、遊離のアミノまたは酸性
側鎖の存在を必要としない選択的なペプチドの化合物をもつペプチジルα芳香族
エーテルメチルケトンの利用でバイオアベイラビリティーが上昇することを示し
た米国特許第5,374,623において開示された。その後、リシンを側鎖に
持つペプチジル(アシロキシ)メチルケトンがin vivoで効力を持つこと
が報告された。Wagner,Smith,Coles,Copp,Ernest and Krantz,In Vivo In
hibition of Cathepsin B by Peptidyl(Acyloxy)methyl Ketones,37 J.Med.
Chem.1833. 残念なことに、ペプチジル(アシルオキシ)メチルケトンはエス
テラーゼにより分解されるエステルで、このことはα−ケトエーテルをシステイ
ンプロテアーゼインヒビターのための好ましい構造とする。
上記したように、水溶性と毒性の性質を改善した、そして特にin vivo
での利用にかなうようなシステインプロテアーゼインヒビターの必要性は現存し
続けると見ることができる。本発明はこのような要求に取り組んでいる。
発明の概要
本発明を簡潔にまとめると、システインプロテアーゼインヒビターの一つのク
ラスが提供されたのであるが、これらは、システインプロテアーゼに共有結合し
、1,3-ジカルボニルのエノレート(enolate )(もしくは、そのエノール型)を
脱離することで、このシステインプロテアーゼを失活させる。従って、本発明の
システインプロテアーゼインヒビターは二つの部分(portion )を含む。一つの
部位は、目的のシステインプロテアーゼをターゲットとして、プロテアーゼの活
性化部位であるチオレートアニオンの近くに、インヒビターを位置させる。二つ
めの部位は、システインプロテアーゼに共有結合し、カルボニルまたはそれに相
当する基を提供し、それをシステインプロテアーゼの活性部位であるチオレート
アニオンが攻撃し、引き続いてβ- ジカルボニルエノールエーテル脱離基が脱離
することにより、このプロテアーゼを不可逆的に失活させることである。 本発
明のシステインプロテアーゼインヒビターは、以下の式によって定義されうる。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、R1-3はそれぞれアミノ酸P1-3のアミノ
酸の側鎖であり、n は0 または1 であり、m は0 または1 であり、G は、以下の
式によって定義されるβ- ジカルボニルエノールエーテル脱離基(leaving grou
p )の、5員環部分又は6員環部分である。
一態様として、本発明の組成物は、次のカテプシンもしくはカルパインのイン
ヒビターである。
式中B はH またはN 末端保護基であり、R1はアミノ酸残基P1のアミノ酸側鎖であ
り、その中で、アミノ酸P1はアスパラギン酸ではなく、Pnはそれぞれアミノ酸残
基、もしくはアミノ酸の代わりの複素環式環であり、該複素環式環は、ピペラジ
ン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリドン、カルボリノン
、キナゾリン、ピリミドンなどである。m は0 または正の整数であり、R4はヒド
ロキシル、アルコキシル、アシル、水素、アルキル、またはフェニルであり、R5
とR6は共同でカルボキシルグループであるか、もしくはアルキルまたはアリール
グループとして終結する二重結合であるか、もしくは、R5とR6はそれぞれ独立し
て、R4が水素、アルキル、フェニルである時、アシル、アリール、またはヘテロ
アリールであるし、それ以外であるとき、アシル、アルキル、水素、アリール、
またはヘテロアリールである。そして、XはN 、S 、O 、またはCH2である。
その他の態様として、本発明の組成物は次式のICE インヒビターである。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、R1はアスパラギン酸のアミノ酸側鎖で
あり、Pnはそれぞれアミノ酸残基、もしくはアミノ酸の代わりの複素環式環であ
り、該複素環式環は、ピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピリ
ジン、ピリドン、カルボリノン、キナゾリン、ピリミドンなどである。m は0 ま
たは正の整数であり、R4はヒドロキシル、アルコキシル、アシル、水素、アルキ
ル、またはフェニルであり、R5とR6は共同でカルボキシルグループであるか、も
しくはアルキルまたはアリールグループとして終結する二重結合であるか、もし
くは、R5とR6はそれぞれ独立して、R4が水素、アルキル、フェニルである時、ア
シル、アリール、またはヘテロアリールであるし、それ以外での時、アシル、ア
ルキル、水素、アリール、またはヘテロアリールである。そして、XはN 、S 、
O 、またはCH2である。
その他の態様として、システインプロテアーゼインヒビターは以下の式で定義
される。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、Pnはそれぞれアミノ酸残基、もしくは
アミノ酸の代わりの複素環式環であり、該複素環式環は、ピペラジン、デカヒド
ロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリドン、カルボリノン、キナゾリン
、ピリミドンなどである。m は0 または正の整数であり、R4はヒドロキシル、ア
ルコキシル、アシル、水素、アルキル、またはフェニルであり、R10はH または
場合により置換されたアルキル、アリール、ヘテロアリル、もしくは糖の残基で
あり、XはN 、S 、O 、またはCH2である。
その他の態様として、システインプロテアーゼインヒビターは以下の式で定義
される。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、Pnはそれぞれアミノ酸残基、もしくは
アミノ酸の代わりの複素環式環であり、該複素環式環は、ピペラジン、デカヒド
ロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリドン、カルボリノン、キナゾリン
、ピリミドンなどである。m は0 または正の整数であり、R5とR6はそれぞれ独
立して水素、アルキル、またはアシルであり、そしてXはN 、S 、O 、またはCH2
である。 その他の態様として、システインプロテアーゼインヒビターは以下
の式で定義される。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、Pnはそれぞれアミノ酸残基、もしくは
アミノ酸の代わりの複素環式環であり、該複素環式環は、ピペラジン、デカヒド
ロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリドン、カルボリノン、キナゾリン
、ピリミドンなどである。m は0 または正の整数であり、R2とR3はそれぞれ独立
にH またはアルキルまたはアルケニルグループであり、そしてXはN 、S 、O 、
またはCH2である。
その他の態様として、システインプロテアーゼインヒビターは以下の式で定義
される。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、Pnはそれぞれアミノ酸残基、もしくは
アミノ酸の代わりの複素環式環であり、該複素環式環は、ピペラジン、デカヒド
ロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリドン、カルボリノン、キナゾリン
、ピリミドンなどである。m は0 または正の整数であり、R4はヒドロキシル、ア
ルコキシル、アシル、水素、アルキル、またはフェニルであり、R5、R6、R7とR8
はそれぞれ独立に水素、アルキル、アシル、フェニル、ハロ、ヒドロキシル、オ
キシ、またはアルコキシであり、そしてXはN 、S 、O 、またはCH2である。
その他の態様として、システインプロテアーゼインヒビターは以下の式で定義
される。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、Pnはそれぞれアミノ酸残基、もしくは
アミノ酸の代わりの複素環式環であり、該複素環式環は、ピペラジン、デカヒド
ロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリドン、カルボリノン、キナゾリン
、ピリミドンなどである。m は0 または正の整数であり、R4はヒドロキシル、ア
ルコキシル、アシル、水素、アルキル、またはフェニルであり、R5とR6はR7とR8
につく可能性があり、飽和または不飽和の環もしくは、芳香環を形成し、XはN
、S 、O 、またはCH2である。
その他の態様として、システインプロテアーゼインヒビターは以下の式で定義
される。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、Pnはそれぞれアミノ酸残基、もしくは
アミノ酸の代わりの複素環式環であり、該複素環式環は、ピペラジン、デカヒド
ロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリドン、カルボリノン、キナゾリン
、ピリミドンなどである。m は0 または正の整数であり、R4はヒドロキシル、ア
ルコキシル、アシル、水素、アルキル、またはフェニルであり、R5とR8はそれぞ
れ独立して水素、アルキル、アシル、フェニル、ハロ、ヒドロキシル、オキシま
たはアルコキシであるか、もしくはR5はR8に結合して、飽和または不飽和、もし
くは芳香性の同素環かヘテロ環を形成し、そして、XはN 、S 、O 、またはCH2
である。
本発明の一つの目的(object)は、より可溶性、および毒性の側面において改
良されたシステインプロテアーゼインヒビターを提供することである。
本発明のさらなる目的は、特にin vivo の適用において効果的なシステインプ
ロテアーゼインヒビターの一つのクラスを提供することである。
本発明のさらなる目的と利点は、次の説明で明らかになるであろう。
好ましい態様の説明
発明の原理の理解を促進する目的のために、好ましい態様に対する参照がなさ
れ、その態様を説明するのに具体的用語が使われるだろう。しかしながら、本明
細書の記載は発明の範囲を限定するものではなく、発明が関連する技術分野の専
門家が普通に考えつくような発明の変更や修正、発明の原理の更なる応用は本発
明の範囲内であるということは理解されるだろう。
上記のように本発明は1、3ジカルボニルエノールエーテル脱離基を含むシス
テインプロテアーゼインヒビターに関係する。発明の一つの局面では、特にin v
ivo での応用に効果があると示されたシステインプロテアーゼインヒビターの一
群が開示される。
本明細書で説明されているシステインプロテアーゼインヒビターは二つの部分
の合計としての機能を持つ。一つめの部分はそれぞれのインヒビターの酵素との
特異性を決定する。この特異性はその酵素の本来の基質の性質を模倣、または改
善した物質の空間的、疎水的、親水的、イオン性の相互作用によるものである。
二つ目の部分は、酵素と二段階のメカニズムで強固に結合する孔である。
1段階目では、酵素のチオラート(thiolate)がインヒビターのカルボニルに求
核攻撃してヘミチオケタールをつくる。この中間生成物が、チオラートの1、2
転移を受けて1、3ジカルボニルのエノラート(またはエノール型)を解離する
ことはエネルギー的に有利である。そして、酵素は非可逆的にインヒビターに結
合することになる。本発明のインヒビターにおいては、脱離基は1,3−ジカル
ボニルのエノール型である。
したがって、本発明のシステインプロテアーゼインヒビターは、好ましくは適
切なα脱離基を生じる、活性化したカルボニルを含んでいる。このα脱離基はイ
ンヒビターを特異的に目的の酵素の活性部位に向かわせるようにプログラムされ
たペプチド配列に融合している(例えばZ-Phe-PheCHN2はカテプシンB よりもカ
テプシンL を優先的に抑制する)。活性部位の内側に入ると、このインヒビター
のカルボニルはシステインのチオラートアニオンに攻撃されてヘミアセタール型
になる。
もし、ひきつずいてα脱離基が外れると、酵素とインヒビターの結合は永続的
になり、酵素は非可逆的に失活する。個々の酵素に対するインヒビターの選択性
はペプチド部分の「錠前と鍵」のような適合性だけでなく、脱離基をインヒビタ
ーのその他の部分に結びつけている結合の反応性にも依存している。脱離基はヘ
ミチオアセタール中間体の分解において、硫黄分子の1、2転移を経由した分子
内置換反応の反応性がをもつべきことは重要である。プロテアーゼ抑制のメカニ
ズム以下のFIG1に示す。
本発明の好ましいインヒビターの数々は、以下の式により一般的に記述するこ
とができる。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、
R1-3はそれぞれ、アミノ酸P1-3のアミノ酸側鎖であり、
n は0または1であり、
m は0または1であり、
X は以下によって定義されるβ- ジカルボニルエノールエーテル脱離基の5員環
または6員環部分である。
一態様において、本発明の物質は以下の式のカテプシンまたはカルパインイン
ヒビターである。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、
R1はP1アミノ酸残基のアミノ酸側鎖であり、
その中でP1アミノ酸はアスパラギン酸ではない、
Pnはそれぞれアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の代わりの複素環であり、
その中で複素環はピペラジン(piperazine)、デカヒドロイソキノリン(decahy
d roisoquinoline)、ピロリノン(pyrrolinone)、ピリジン(pyrizine)、カル
ボリノン(carbolinone)、キナゾリン(quinazoline)、ピリミドン(pyrimidone)
、または類似物であり、
m は0または正の整数あり、
R4はヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、水素原子、アルキル基または
フェニル基、であり、
R5とR6は一緒になってカルボキシル基、またはアルキル基またはアリール基で終
わる二重結合、またはもし、R4が水素原子、アルキル基、フェニル基であるなら
ば、それぞれが独立にアシル基とアリール基またはヘテロアリールでありそれ以
外の時は、それぞれ独立にアシル基、アルキル基、水素原子、アリール基、ヘテ
ロアリール基であり、
X はN 、S 、O またはCH2である。
別の態様では本発明の物質は以下の式のICE インヒビターである。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、
R1はアスパラギン酸のアミノ酸側鎖であり、
Pnはそれぞれ一アミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の代わりの複素環であり
、その中で複素環はピペラジン(piperazine)、デカヒドロイソキノリン(deca
h idroisoquinoline)、ピロリノン(pyrrolinone)、ピリジン(pyrizine)、カ
ルボリノン(carbolinone)、キナゾリン(quinazoline)、ピリミドン(pyrimidone
)、または類似物であり、
m は0または正の整数あり、
R4はヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、水素原子、アルキル基または
フェニル基、であり、
R5とR6は一緒になってカルボキシル基、またはアルキル基またはアリール基で終
わる二重結合、またはもし、R4が水素原子、アルキル基、フェニル基であるなら
ば、それぞれが独立してアシル基、アリール基またはヘテロアリールであり、そ
れ以外の場合は、それぞれがアシル基、アルキル基、水素原子、アリール基、ヘ
テロアリール基などであり、
X はN 、S、O またはCH2である。
別の態様ではシステインプロテアーゼインヒビターは以下の式である。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、
Pnはそれぞれアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の代わりの複素環であり、
その中で複素環はピペラジン(piperazine)、デカヒドロイソキノリン(decahi
d roisoquinoline)、ピロリノン(pyrrolinone)、ピリジン(pyrizine)、カル
ボリノン(carbolinone)、キナゾリン(quinazoline)、ピリミドン(pyrimidone)
、または類似物であり、
m は0または正の整数あり、
R4はヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、水素原子、アルキル基または
フェニル基、であり、
R10は水素原子、または選択的にアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、
または、糖残基に置換され、
X はN 、S 、O またはCH2である。
この態様ではX が最も好まれる。
別の態様ではシステインプロテアーゼインヒビターは以下の式である。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、
Pnはそれぞれアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の代わりの複素環であり、
その中で複素環はピペラジン(piperazine)、デカヒドロイソキノリン(decahi
d roisoquinoline)、ピロリノン(pyrrolinone)、ピリジン(pyrizine)、カル
ボリノン(carbolinone)、キナゾリン(quinazoline)、ピリミドン(pyrimidone)
、または類似物であり、
m は0または正の整数あり、
R5とR6はそれぞれが水素原子、アルキル基、アシル基であり、
X はN 、S 、O またはCH2である。
R5とR6はそれぞれ水素原子が最も好まれる。一つの代わりの状態ては、複素環脱
離基のヒドロキシ基上のHは、アルキルまたはアルケニルで置換されていてもよ
い。
代わりの態様ではシステインプロテアーゼインヒビターは以下の式である。
式中、B はH またはN 末端保護基であり、
Pnはそれぞれアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の代わりの複素環であり、
その中で複素環はピペラジン(piperazine)、デカヒドロイソキノリン(decahi
d roisoquinoline)、ピロリノン(pyrrolinone)、ピリジン(pyrizine)、カル
ボリノン(carbolinone)、キナゾリン(quinazoline)、ピリミドン(pyrimidone)
、または類似物であり、
m は0または正の整数あり、
R4とR3は独立してHまたはアルキルまたはアルケニル基であり、
X はN 、S 、O またはCH2である。
最も好ましくは、上記化合物A2のように、R5はCH3であり、R6はC2H5
である。
他の具体例として、システインプロテアーゼインヒビターは次式で示される。
式中、BはHまたはN末端保護基である。Pnはアミノ酸残基、またはアミノ酸の
複素環置換体であり、その複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロ
リノン、ピリジン、カルボリノン、キナゾリン、ピリミドンまたはそれに類する
ものである。
mは0または正の整数である。
R4はヒドロキシル、アルコキシル、アシル、水素、アルキル、またはフェニル
である。R5、R6、R7及びR8は独立して水素、アルキル、アシル、フェニル、
ハロゲン、ヒドロキシル、オキシまたはアルコキシであり、そして、
XはN、S、OまたはCH2である。
他の具体例として、システインプロテアーゼインヒビターは次式で示される。
式中、BはHまたはN末端保護基である。Pnはアミノ酸残基、またはアミノ酸の
複素環置換体であり、その複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロ
リノン、ピリジン、カルボリノン、キナゾリン、ピリミドンまたはそれに類する
ものである。
mは0または正の整数である。
R4はヒドロキシル、アルコキシル、アシル、水素、アルキル、またはフェニル
である。R5及びR6はR7及びR8と一緒になって、飽和、不飽和あるいは芳香性
の環を形成しており、そして
XはN、S、OまたはCH2である。
他の具体例として、システインプロテアーゼインヒビターは次式で示される。
式中、BはHまたはN末端保護基である。Pnはアミノ酸残基、またはアミノ酸の
複素環置換体であり、その複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロ
リノン、ピリジン、カルボリノン、キナゾリン、ピリミドンまたはそれに類する
ものである。
mは0または正の整数である。
R4はヒドロキシル、アルコキシル、アシル、水素、アルキル、またはフェニル
である。R5及びR8は独立した水素、アルキル、アシル、フェニル、ハロゲン(h
alo)、ヒドロキシル、オキシまたはアルコキシであり、もしくはR5はR8と結合
していて飽和、不飽和あるいは芳香性の同素環や複素環を形成しているものであ
る。
XはN、S、OまたはCH2である。
N末端アミノ酸窒素のアミノ酸保護基Bに関しては、多くの適当なペプチド末
端保護基が本技術において知られている。例えば、グロス(E.Gross)とマイエン
ホウァー(J.Meienhofer)ら(The Peptides,Vol.3)によって同定された末端保護基
は、一般的に本発明に用いるのに適している。好ましい保護基はN-モルフォリン
カルボニルまたは内在性鎮痛、抗炎症作用を持つプロピオン酸誘導体の誘導体を
含んでいる。内在性鎮痛、抗炎症作用を持つ保護基の例は、以下に見出せるだろ
う。ギルマン(Gilman)、グッドマン(Goodman)、ギルマン(Gilman)、(The Pharm
aco logical Basis of Therapeutics,Sixth Ed,MacMillan,Chapter29)
本明細書に定義するように、ペプチド末端保護基はアミノ酸もしくはペプチド
鎖に直接結合している。
特に効果的な保護基の一つは、4-モルフォリニルカルボニル("Mu")保護基であ
り、以下に示す:
別の有用な保護基には、ドエティー(Doherty)らにより報告されたモルフィン
スルホニル基や関連基が含まれる。(Doherty et al.”Design and Synthesis
of Potent,Selective and Orally Active Fluorine‐Containing Renin Inhibit
ors”35 J.Med.Chem.2.)特定の阻害剤に対する適当な保護基は、本技術の専門
家により過度に実験することなく選択されるだろう。
本技術において常套的であり、また本明細書で用いられているように、一般的
にアミノ酸残基はP1 、P2 、等のように呼称される。その中でP1とは脱離基(
le aving group)に最も近いアミノ酸残基に当てはまり、P2 とはP1 の隣で保
護基により近いアミノ酸残基に当てはまる、等である。従って、ジペプチドの阻
害剤においては、P2 は保護基に最も近いアミノ酸残基である。本開示において
、アミノ酸残基鎖はしばしば(Pn)mのように表記され、おのおののPn はアミノ
酸残基で、mは0または正の整数である。もちろん、おのおののPn は異なるア
ミノ酸残基であるだろう。なるべく、mは4かそれ以下である。最も好ましくは
、mは2である。
上記に提示したように、どのアミノ酸残基も複素環置換体に置換されうる。好
ましくは、その複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピ
リジン、カルボリノン、キナゾリン、ピリミドンやそれに類するものである。本
技術の専門家は、適当なアミノ酸残基が選択されれば、それとある意味で類似の
適当な複素環を選択するだろう。従って本明細書中で使用されている場合に、「
ペプチド部分」という用語は複素環がアミノ酸のいくつかあるいは全てを置換し
たときの対応する部分にも当てはまる。
このインヒビターのペプチド部分は望まれたシステインプロテアーゼを標的と
するのに適した全てのペプチドを含む。特に、アミノ酸P1 の側鎖は標的とされ
る酵素に従って選択される。カテプシンBあるいはLに対しては、これは結合し
たP1アミノ酸がアラニル(Ala)、アルギニル(Arg)、グルタミン酸(Glu)、ヒスチ
ジル(His)、ホモフェニルアラニル(Hphe)、フェニルアラニル(Phe)、オルニチル
(Orn)、セリル(Ser)、そしてスレオニル(Thr)、また、場合によりそれらの置換
されない類自体、例えばチアゾールやアミノチアゾールであるような側鎖を含む
だろう。好ましくは、アミノ酸P2 の側鎖は、結合したアミノ酸P2 がフェニル
アラニル(Phe)、ロイシル(Leu)、チロシル(Tyr)、そしてバリル(Val
)アミノ酸残基、及び、特にTyr(OMe)を含む置換類似体を含むグループの一員で
あるように選択される。
さらに特に側鎖の選択に関しては、カテプシン類とカルパイン類は共に構造を
上記に示した多くのインヒビターに対し交差反応性を持っているが、カテプシン
BはP1 の塩基性側鎖に最も強く応答し(それぞれ(several)に反応するが)、
一方カテプシンLはP1 の中性側鎖に反応しやすい。カテプシンB,カテプシン
Lの両者はP2 の中性側鎖を必要とする。カテプシンHとCは保護されていない
ペプチドに好んで結びつき、カテプシンHは単ペプチドを、カテプシンCはジペ
プチドを、そしてカルパイン類は中性側鎖を好む。カテプシン類は、一般的な原
則としては、カルパイン類に比べ、より反応性がある。興味深いことにP1 部位
をAsp が占めたとき、これらのどちらの酵素種も阻害されない。対照的に、イン
ターロイキン−1β−変換酵素(ICE)は、Asp がP1 部位にない限りこれらのイ
ンヒビターによって影響されない。一方でICE 酵素とそのインヒビター、他方の
システイン酵素とそれらのインヒビターの間の基本的な相違については、文献に
よく立証されている。
活性化ケトンを基礎としたインヒビターにアスパラチル側鎖が存在するとき、
異常な出来事が起こる。すなわち、側鎖の遊離酸がケトンを攻撃し(その自然基
質での対応物は不活性アミドカルボニルである)、また、熱力学的にヘミケター
ルを好んで生じる。このようなヘミケタールはプロテアーゼ不活性化に働くとも
知られている遷移状態の模倣物でありうる。ICE 酵素の阻害は2つの経路のどち
らかに従って起こる:ヘミケタール交換またはチオレートの非保護ケトンへの攻
撃である。このようにして阻害の機構の詳細においてはいくらかの混乱を引き起
こしている。この問題は側鎖のエステル化により消去される。
ICE インヒビターの最善なペプチド配列の一つは次のように知られている:
B-Tyr-Val-Ala-Asp-Trap
式中、Bは保護基、"trap"は活性ケトンまたはアルデヒド(可逆的インヒビター
)である。ドール(Dolle)はこの配列は Val-Ala-Asp短縮できることを示し、ま
た、Asp 単独でさえ阻害活性を持っていることを示した。(Dolleら、P1 Asparta
te- Based Peptide α-((2,6-Dichlorobenzoxy)oxy)methyl ketones as Potent
Time- Dependent Inhibitors of Interleukin-1 β-Converting Enzyme,37 J.M
ed.Chem.563.)
本発明における脱離基は弱い毒性とインヒビターの良い溶解性を保証する確か
な特徴を分け持っている。特に、本発明における脱離基は、(1)プロテアーゼ
の自然基質の分解されるペプチド部分を模倣あるいは改良する。(2)システイ
ンプロテアーゼのチオレートに選択的に反応するためにインヒビターのカルボニ
ルを活性化する。(3)非毒性で、また非システインプロテアーゼやエステラー
ゼによって分割されない。また、(4)非常に水溶性であり、先行技術の脱離基
が許すよりも多くのアミノ酸を用いることができる。
指摘したように、本発明におけるインヒビターは自然基質の分解されるペプチ
ド部分を模倣あるいは改良する。自然基質の脱離基は三級置換された光学活性炭
素原子に融合した平面的(またはそれに近い)アミド結合の和である。本出願人
の先の出願(Ser.NO.08/164,031)では、複素環に融合した酸素は自然基質の脱離
基の平面の形状を模倣できることを開示し、また更に、複素環単位は異なった個
々の酵素の異なった電気的、また空間的な特異性の必要条件を模倣するために必
要とされる多様性を提供することを開示した。また、環の芳香性の程度は機能に
必要な条件でないことを証明した。
本発明のインヒビターはシステインプロテアーゼのチオレートと選択的に反応
するためにインヒビターのカルボニルを活性化する。この概念はラスニック(Ras
nick)らのアメリカ合衆国特許4,518,528 によるペプチジルフルオロケトンの成
功の証明までは評価されなかった。その化学の最善の模倣は、もっとも電気的陰
性な原子がフッ素から、2番目にもっとも電気的陰性な原子(酸素)に置き換え
て、更に電子求引性の二重結合性を持つ原子を結合させることにより保護されて
いない状態にすることに帰する。本発明のインヒビターは脱離基のアニオンをカ
ルボニル炭素の電気的陽性な中心に電気的にカップリングすることにより、この
前提を極大化する。われわれはハロゲンを欠くヒドロカルボンを用いることによ
り本技術分野における他のインヒビターに共通の、ペプチジルフルオロケトン、
トリフルオロメチル置換体、及びハロゲン化ヒドロカルボンに関係する毒性を消
去した。
本発明のインヒビターは非毒性で、非システインプロテアーゼやエステラーゼ
によって分解されない。双極子モーメントを最小にする試みにおいて、1,3-ジカ
ルボニルは非常に安定なエノールを形成するが、その結果として、本発明におい
て調製したα- ケトエーテルは、優れた安定性と経口効能を示す。一方で、1,3-
ジカルボニル類はクレブス回路によりたやすく消去される。それによって、肝臓
での酸化的除去を要する窒素芳香性複素環類や他の芳香族よりも低い毒性可能性
で振る舞う。
本発明のインヒビターは好ましくは非常に水溶性であり、インヒビターのペプ
チド構造物の脱離基において現行技術よりも多くのアミノ酸を用いることが可能
である。従来最新のインヒビターにおける一般論の一つは、脱離基がジクロロフ
ェノールのように大きい分子量であると、その結果全体の水溶性とペプチドイン
ヒビターの経口効能が減少するものである。
本発明で、より小さくより極性の大きいオキシ複素環は実際に実施例8で示す
ように、ペプチドインヒビターの水溶性が増す。その中で、4炭素酸(tetronica
cid)から得られる脱離基は、ペプチド部分単独のものに比べほぼ2倍以上にペプ
チドインヒビターの溶解性を増す(フッ素誘導体によって概算した)。さらに元
の4炭素核にヒドロキシルグループを付加すると、水溶性が増していき、アスコ
ルビン酸から得られるような脱離基は最適である。
本発明におけるシステインプロテアーゼインヒビターを作る、あるいは用いる
、特定の実施例を以下に説明する。実施例は好ましい具体例をさらに完全に記述
することを提供するもので、また、それによって本発明の範囲においては何の制
限も意図されないことが理解されるだろう。
実施例1
N−モルフォリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニ
ン−α−(4−オキシ−5−フェニル−4−シクロペンテン−1、3−ジオン)
メチルケトン
スターラーバーを装着した20cm試験管にN−モルフォリンカルボニル−L−フ
ェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニンブロモメチルケトン(100mg,0.194m
mol )、フッ化カリウム(45mg,0.775 mmol)、および4−ヒドロキシ−5−フェ
ニル−4−シクロペンテン−1、3−ジオンを入れ、気体アルゴンで満たして置
く。3ml の無水DMF を反応系に注入し、TLC(シリカゲル、CHCL3/イソプロパノ
ール:95/5)により出発物質が完全に消失するまで室温で攪拌する。
反応物はシリカゲル(酢酸エチル)のショートプラグを通過させ、溶媒を減圧
下において除く。生成物質は限外(size exclusion)クロマトグラフィー(LH20,メ
タノール)により精製し、エーテル中で沈殿させ濾過により黄色の粉末を得る。
(融点 155-157℃、IC50カテプシンB,94nM)
実施例2
N−モルフォリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニ
ル−α−(4−アスコルビチル)メチルケトン
N−モルフォリンカルボニル−L−フェニルアラニンブロモメチルケトン(495
mg,1mmol)、アスコルビン酸ナトリウム(380mg、2等量)、及びフッ化カリウム(1
16mg、2等量)を50ml丸底フラスコに入れ気体アルゴン下に置く。次に、5mlの無
水DMF を反応系に注入し、室温で一晩攪拌する。翌日セライトで反応物を濾過し
て溶媒を減圧下において除く。残渣はクロロホルムで溶かし、生成した溶液は等
量の塩化メチレンで希釈して未反応のアスコルビン酸ナトリウムを沈殿させる。
濾過の後溶媒を減圧下において除き、限外クロマトグラフィーによって残渣を精
製する。白色の固体を得る。融点105-110 ℃。IC50カテプシンB,141nm。
同様の方法により以下の化合物が調製される。
N−モルフォリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニ
ル−α−(4−オキシ−6−メチル−2−ピロン)メチルケトン(融点94-98 ℃
)
N−モルフォリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニ
ル−α−(4−オキシ5、6−ジヒドロ−6−メチル−2H−ピラン−2−オン
)メチルケトン(融点74-78 ℃)
N−モルフォリンカルボニル−L−ロイシル−L−ホモフェニルアラニル−α−
(4−オキシ−(6−メチル−2−ピロン)メチルケトン(融点70-75 ℃)
N−モルフォリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニ
ル−α−(4−オキシ−クーマリン)メチルケトン (融点115-119 ℃)
N−モルフォリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−リシル−(4−オキ
シ−(6−メチル−2−ピロン)メチルケトン(融点151-155 ℃)
N−モルフォリンカルボニル−L−トリオシル(O−メチル−)L−リシル−(
4−オキシ−(6−メチル−2−ピロン)メチルケトン(融点140-142 ℃)
N−モルフォリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニ
ル−α−(4−オキシ−3−フェニル−ジヒドロフラン−2−オン)メチルケト
ン(融点114-116 ℃)
N−モルフォリンカルボニル−L−トリオシル−(O−メチル)−L−リシル−
(4−オキシ−3−フェニル−ジヒドロフラン−2−オン)メチルケトン(融点
140-142 ℃)
N−モルフォリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−リシル−α−(4−
オキシ−3−フェニル−ジヒドロフラン−2−オン)メチルケトン(融点140-14
5 ℃)
N−モルフォリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニ
ル−α−(4−オキシ−ジヒドロフラン−2−オン)メチルケトン(融点155-15
7 ℃)
これらの化合物の構造式及び in vitro 活性(抗カテプシンB)は以下に示す
。
精製カテプシンB に対するin vitroでの活性
実施例3
カテプシンBに対するインヒビターのin vitroにおける評価のプロトコール
酵素: ヒト肝より精製されたカテプシンBはEnzyme Systems Products(Dubl
in,CA)社製のものである。活性は30℃、52 mM リン酸ナトリウム pH 6.2 、31m
M DTT 、2.1 mM EDTA中、0.2 mMの Z-Arg-Arg-7- アミノ-4- トリフルオロメ
チル- クマリンを基質として1mlあたり50 mU である。比活性はタンパク1mgあ
たり8330 mU である。(1mU =1分間あたり1nmol)
基質のBoc-Leu-Arg-Arg-7-アミノ-4- トリフルオロメチル- クマリン-2HBr は
Enz yme Systems Products(Dublin,CA)社製のもので、カテプシンBに特異的
な基質であると考えられている。20 mM の溶液をDMF にて調製し、20℃で保存す
る。
インヒビターの候補物質をDMF に溶解し、20 mM に希釈して20℃で保存する。
希釈溶液はアッセイバッファーにて調製する。
パーセント阻害及び、酵素が50% 阻害されるインヒビター濃度(IC50)は以下
のように求められる。アッセイバッファー(50 mMリン酸カリウム pH 6.2 、2m
M EDTA、5mM DTT )5μlを氷上に30分置く。阻害は200 mM、20 mM 、2mMの
インヒビター5ml をそれぞれ480 μl の分注物(aliquots)に加えて開始する
。酵素を含む485 μl の分注物(aliquots)を対照として用い、従ってそれには
インヒビターを加えない。酵素/インヒビター混合液を10分間氷上でインキュベ
ートし、カテプシンBの活性を以下のようにアッセイする。:カテプシンBアッ
セイ:アッセイバッファー中、0.5 mlのキュベット中37℃であらかじめインキュ
ベートした酵素/インヒビター混合液490 μl に基質10μl を加える。インヒビ
ターの最終濃度は、200 μM 、20μM 、2μM の原濃度に対してそれぞれ2000 n
M 、200 nM、20 nM になる。活性は5 分間の、遊離 AFCの放出によって求められ
る。蛍光の変化はパーキン- エルマー LS-5B 分光蛍光計(ex = 400 nm,em =
505 nm )において(t = 6における蛍光単位)‐(t = 1における蛍光単位
)である。パーセント阻害は、サンプル濃度3 点における、阻害された酵素の
蛍光単位の変化を、対照の酵素の蛍光単位の変化と比較して求める。パーセント
阻害は、
100‐(サンプルの蛍光単位/対照の蛍光単位× 100 )
のように算出する。
IC50は、パーセント阻害をインヒビター濃度に対して対数目盛上でプロットし
て確かめる。IC50とは酵素が50%阻害されるようなインヒビター濃度(nM)であ
る。
好ましいインヒビターのIC50値は上記の構造式表に示した。
実施例4
1 IC50とは、われわれのin vitroアッセイの基準で6 分以内に酵素が50%阻害
されるようなインヒビター濃度(nM)である(実施例3 参照)。
タンパク質分解活性のアッセイ.ゼラチン- 基質 PAGE をRosenthal ,McKerr
o w ,Rasnick ,and Leech ,Plasmodium falciparum :Inhibitors of Lysoso
mal Cysteine Proteinases Inhibit a Trophozoite Proteinase and Block Par
asite Development ,35 Mol.Biochem.Parasitol.177-184(1989)に説明さ
れているように行う。要するにこの手法は、ゼラチンを含むゲル上で非還元のタ
ンパク質を電気泳動し、2.5% Triton-100 にてゲルを洗ってSDS を除き、ゲルを
一晩インキュベート(0.1 M酢酸ナトリウム、10 mM ジチオエリトリトール、pH
6.0、37℃)して復元したプロテイナーゼによってゼラチンを加水分解させ、ク
マシーブルーで染色するというものである。プロテイナーゼは青く染まったゲル
上ではっきりとしたバンドとして同定される。プロテイナーゼインヒビターの効
果を評価するために、サンプルを電気泳動のサンプルバッファーと混ぜる前にイ
ンヒビターを寄生虫抽出物と一緒にインキュベート(室温で1 時間)し、オーバ
ーナイトゲルインキュベーションバッファーに加える。タンパク質分解活性は他
の2つの基質とも比較した。:(a)7-アミノ-4- メチル- クマリン(AMC)検出基
を持つ、蛍光を発するペプチド基質(Enzyme Systems Products,Dublin,CA)
及び(b)[14C]- メテモグロビン(Dupont New England Nuclear ,Wilmington
,DE)であり、両者ともRosenthal ,McKerrow ,Aikawa ,Nagasawa ,and Le
ech ,A Malarial Cysteine Proteinase is Necessary for Hemoglobin Degrada
tion by Plasmodium Falciparum.82 J.Clin.Invest.1560-66(1988)に説明
されている通りである。
本発明のシステインプロテアーゼインヒビターによる、マラリア阻止の別の試
験においては以下の化合物A2に著しい効果があった。
実施例5
生存期間は、感染によって細胞の単層が破壊されるまでの日数で計る。放射線
を照射したBHK 及びJ774細胞(6 穴プレート)にT.cruzi を感染させ、同時に、
毎日20μM(総容量3 ml)の培地+インヒビターを交換して処理した。
T.cruzi の培養及び調製.クローン化された集団及びクローン化されていない
集団をBrasil系及びCA-1系から得た。そして、液体窒素中で凍結保存する。純粋
培養したepimastigoteを、20μg/mlかつ10%(v/v)の熱非働化ウシ胎児血清を補
ったBrain Heart Infusion-Tryptose 培地(Cazzulo,Cazzulo,Martinez,and
Caz zulo,Some Kinetic Properties of a Cysteine Proteinase(Cruzipain)f
rom Trypanosoma Cruzi.33 Mol.Biochem.Parasitol.33-42(1990)で述べられ
ているBHT 培地)中で一週間ごとに継代して対数増殖期に維持する。種々の宿主
細胞株(J774 マウスマクロファージ,BHK など)を、37℃,5% CO2を含む加湿
した大気中で、5% FCSを補ったRPMI-1640 にて培養する。細胞培養の間、寄生虫
を連続維持するために、宿主細胞から遊離させたTrypomastigoteを新たな培養細
胞に感染させるのに用いる。システインプロテアーゼインヒビターのin vitroに
おけるアッセイに用いたプロトコールは、いくつかの実験で、分裂を妨げるため
に感染前に宿主細胞に放射線を照射する(240ORADs)ことを除いて、本来Harth
,Andrews,Mills,Engel,Smith,and McKerrow,Peptide-Fluoro1nethyl Keto
nes Arrest Intracellular Replication and Intercellular Transmission of T
rypanosoma Cruzi.58 Mol.Biochem.Parasitol.17-24(1993)で説明されて
いるものである。
実施例6
ニューモシスチス カリニ(Pneumocystis carinii)のin vitroにおける阻害
ヒト胎児性肺繊維芽細胞の単層を用いたニューモシスチス カリニ(Pneumocy
stis carinii)の培養系にて以下の化合物を試験した際、以下に説明するように
生物体の増殖は阻害された。パーセント阻害は、100‐(処理した細胞培養にお
けるP.carinii 栄養型の数/対照における栄養型の数)×100 のように算出する
。
方法. ジメチルスルフォキシドに溶解した薬物を、ヒト胎児性肺繊維芽細胞
を培養するのに用いた最小必須培地にて、化合物3 は10μg/mlに、化合物9 は10
μM/mlの濃度に希釈した。ジメチルスルフォキシドの最終最大濃度は0.1%であっ
たが、これは単独で用いる場合にP.carinii の増殖に影響せず、無処理の対照の
ウエルの生物体の増殖曲線と同様のP.carinii の増殖曲線を与えた濃度である。
24穴プレートでの培養細胞に感染ラット肺から得たP.carinii 栄養型(最終濃度
は1ml あたり約7 ×105)を接種した。各培養プレートは無処理ウエル及び処理
ウエルを含んだ。プレートを5% O2,10% CO2,85% N2の混合気体中にて35℃で7
日間までインキュベートした。プレートを1日目、3日目、5日目、7日目に、
培養細胞を撹拌した後、10μl 量を取ってサンプリングした。サンプルをスライ
ド上の1- cm2の範囲に置き、メタノールにて固定し、ギムザ染色剤で染色した。
それから、2人の観察者により盲法で顕微鏡で調査した。各パラメータに対して
4ウエルずつあり、つまり各パラメータに対して8 つの値を得た。標準誤差は3
から13% に渡っている。2日目、4日目、6日目に新鮮な薬物を培養細胞に加え
た。
実施例7
ラット肝におけるカテプシンB のin vivo 阻害
インヒビターのin vivo における評価のプロトコール.メスのSprague Dawley
ラット(各150 〜200 g)をSimonson,Gilroy,CA社から購入する。一週間in-ho
useで順化させたあと、動物(通例1 グループあたり4 匹)を選択した投与経路
で投薬する。試験化合物をエタノールに溶解し、水にて適切な濃度に希釈する。
対照調査の場合、動物は単なるエタノール水媒体を投与する。
組織ホモジネートの調製.投与後の適切な時点で、処理を加えた動物をエーテ
ルで麻酔し、断頭して、脱血する。目的の組織を取り出し、すみやかに液体窒素
中で凍結して、それから操作を進めるまで-70 ℃で保存する。以後、組織サンプ
ルを扱う操作は全て4 ℃で行う。まだ凍っている間に肝臓及び骨格筋を破砕し、
そのあとホモジナイズする。一方、他の標的組織は事前の破砕なしにホモジナイ
ズする。蒸留水もしくは0.1% Brig-35中における組織のホモジナイゼーションは
、75〜80% のエネルギーにセットしたTekmar Tissuemizer上で10 Nのプローブで
thr ee 15-s burstsを用いて後で行う。サンプルを15000 g で40分間遠心する
と脂質層、澄んだ下層、及び固形の沈渣に分離する。澄んだ上清を注意深く吸い
取り、酵素活性のための蛍光測定アッセイが行えるまで-70 ℃で保存するために
、きれいなポリプロピレン チューブに移す。
精製リソソーム酵素の調製.この手順はBohleyら(1969)及びBarrett and Ki
rshke(1981)の報告に基づいている。投与後の適切な時点で、処理を加えた動
物をバルビタールナトリウムで麻酔し、肝臓をin situ で氷冷生理食塩水にて灌
流する。それから肝臓を取り出し、氷冷生理食塩水ですすぎ、水分をふき取って
重さを量る。動物はエーテルで屠殺する。以後、組織サンプルを扱う操作は全て
4℃で行う。肝臓を、2倍の容積の0.25 Mショ糖溶液中、0℃、30 ml Wheaton
Teflon-on-glass ホモジナイザーでモーターを55にセットして5 フルストローク
を使ってホモジナイズする。次に600 g で10分間遠心し、上清を、3000 gで10分
間遠心するためにきれいなチューブに移す。得られた上清を15分間遠心する。リ
ソソームの沈渣を0.25 Mショ糖溶液で2 回洗浄し、glass-on-glassホモジナイザ
ーを用いて2 .5倍の容積の蒸留水中で可溶化して、それから1000 gで60分間遠心
する。酵素活性のための蛍光測定アッセイを行うまで、上清を-70 ℃で保存する
。
実施例8
モルフォリンカルボニル- フェニルアラニル- ホモフェニルアラニル- α-(4-オ
キシ- ジヒドロフラン-2- オン)メチル ケトン 対 モルフォリン- カルボニ
ル- フェニルアラニル- ホモフェニルアラニル- フルオロメチルケトンの、水に
対する溶解度
見出しの二つの化合物の、20℃における水に対する溶解度をUV分光計を用いて
求め、既知の標準であるベンゾキシカルボニル- フェニルアラニル- アラニルフ
ルオロメチルケトンのそれと比較した。Mu-Phe-HPhe-α-(4-オキシ- ジヒドロフ
ラン-2- オン)メチル ケトンの水に対する溶解度を測定したところ0.277 mg/ml
であった。Mu-Phe-HPhe-CH2Fの水に対する溶解度を測定したところ0.140 mg/ml
であった。Z-Phe-Ala-CH2Fの水に対する溶解度は14℃で0.045mg/ml であった。
実験.物質を10 mg 量って、蒸留し脱イオンした水5 mlに加えて飽和溶液を調
製した。この溶液にフタをし、他に記していないかぎり20℃で撹拌した。24時間
後に1 ml抜きとり、0.45μm のフィルターを通してろ過し、蒸留し脱イオンした
水で1 :50に希釈した。続いて48、72、96時間後にもそれぞれ抜きとり、同様に
希釈した。化合物12については247 nmで、Mu-Phe-HPhe-CH2F については219 nm
で吸光度を測定し、同じ条件下で操作した一連のそれぞれの標準溶液と比較した
。
実施例9
カテプシンH インヒビターの合成
L-ホモフェニルアラニル−α−(4−オキシ−(6−メチル−2 −ピロン)メチル
ケトン
アルゴン雰囲気下、丸底フラスコにBOC-ホモフェニル- ブロムエチルケトン(
3 00 mg),フッ化カリウム(195 mg),炭酸カリウム(233 mg),及び4-ヒドロ
キシ-6- メチル-2- ピロン(212 mg)を入れた。DMF を約1 mL加え、混合物を50
℃で40分間撹拌した。それから、反応溶液を酢酸エチルで希釈し(10×)、塩
を除くためにシリカゲルのプラグに通した。溶媒を真空下で除いた。得られた固
体を3 mLの塩化メチレンに溶解し4N HCl- ジオキサンを加えることによって、BO
C 保護基を除いた。シリカゲルTLC(9:1,CHCl3:イソプロパノール)で安定な
スポットだけが検出されるまで反応を行った。それから、得られた混合液にエー
テル50 mL を一滴ずつ加え、沈殿した固体をろ過した。融点 177-179 ℃。IC50
カテプシンH:1 18 nM。
同じ方法でL-ホモフェニルアラニル- α-(4-オキシ- ジヒドロフラン-2- オン
)メチルケトン塩酸塩を合成した。融点 128-132 ℃。IC50カテプシンH:251nM
。
他の多くのカテプシンH インヒビターを、α-オキシ-ヘテロサイクル-メチル-
ケトン上のブロックされていないアミノ酸構造を用いて作ることができる。
実施例10
ICE阻害物の合成
以下の実施例は例示であるが、ブロッキンググループの交換、側鎖構造の省略
あるいは僅かな変更、または本発明の他の脱離基との交換を含む他のバリエーシ
ョンへの限定を意味するものではない。
N−ベンゾキシカルボニル- バリル−アラニル−アスパルチル- α−(4−オ キシ−(6−メチル−2−ピロン)メチルケトン
Z-Val-AlaOMe :N-ベンゾキシ
カルボニル−バリンを新しく蒸留した300mlのTHF 中にアルゴン存在下で溶解
し、得られた溶液をメタノールアイスバス中で冷却した。N-メチルモルホリン1
当量および続いてイソブチルクロロフォルメート1当量に対してを加え、20分
間反応させた。これに別のN-メチルモルホリン1当量を加え、更に固形アラニン
メチルエステル塩酸塩1当量を加えた。室温で攪拌させながら一晩ゆっくり反応
させた。翌日、これを1N 塩酸200ml中に注ぎ、酢酸エチル(2×150ml)
で抽出した。一緒にまとめた有機留分を、ブライン50ml、重炭酸ナトリウム1
00mlで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過した。溶媒を減圧下で除去し
、白色固形メチルエステル14g(融点157−163℃)を得た。
メチルエステルの加水分解は、メタノール35mlに2.20g を溶解し、続い
て1N水酸化ナトリウム水溶液8.2mlを加えて行った。反応は室温で4時間攪
拌しながら行った。この時、TLC(シリカゲル/ クロロホルム/ イソプロパノー
ル)は大部分が酸(TLC 上の固定地点)に変えられたことを示した。それから、
メタノールを、減圧下で除去し、残留物を水(100 mL)に溶かし、追加分の水酸
化ナトリウム5mlを加えた。その水を、酢酸エチル(50 ml )で洗浄し、1 N 塩
酸で中和し、2×100 mlのエチル・アセテートで抽出した。有機層は硫酸マグネ
シウムで乾燥し、濾過した。溶媒を蒸発させて白い固体を得た。mp.170-175℃。
アスパルチル(O-t-ブチル)-O- メチルエステルでの縮合は、次の通り:
Z-Val-Ala-OHを300 mLの新たに蒸留されたTHF の中に溶解した。生じた溶液を
氷- メタノールバスで冷やした。次にN-メチルモルホリン1当量を加え、そして
イソブチルクロロホルメート1当量を加えて20分間反応させた。N-メチルモル
ホリンもう1当量を加え、HCI-Asp(OtBu)OMe1 当量(5g )を続けて加えた。ゆ
っくりと室温にもどして、一晩かけて混合した。その翌日、その反応物を1 N 塩
酸200 m l へ注ぎ、酢酸エチルで抽出した。有機層を重炭酸ナトリウム(aq 50
mL)、ブライン(50 mL )で洗浄し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過
した。溶媒は減圧下で除去した。その残留物は、50 mL の塩化メチレンと200 mL
のエーテルで結晶化し、白色結晶(4.0 g )を得た。mp.157-163℃。
遊離酸への加水分解:
Z-Val-Ala-Asp(otBu)OMe(4.6 g )を30mLのメタノールに溶かし、1 N 水酸化
ナトリウム(aq)12 mL を加え、室温で1 時間かき回ぜながら反応させた。その
後に、メタノールを減圧下で除去し、50 ml の水と1 N 水酸化ナトリウム12 m
L を加えて、沈殿している固体を溶かした。得られた水溶液を酢酸エチル(50 m
L )で洗浄し、水層を1N塩酸で酸性にし、これを酢酸エチルで抽出し、硫酸マ
グネシウムで乾燥し、濾過し濃縮して、3.74 gのZ-Val-Ala-Asp(O-tBu)OHを得た
。
ジアゾケトンへの転化:
Z-Val-Ala-Asp(O-tBu)OHを200 mLの新たに蒸留されたTHF 中に溶かし、メタノ
ール- 氷バスを用いた。次にN-メチルモルホリン1当量を加え、イソブチルクロ
ロホルメート1当量を加えて、20分間反応させ、得られた混合物を濾紙を通し
て、供給者の指示に従って、ダイアザルト(Diazald )(アルドリッチ)6.3
g からできたジアゾメタン/ エーテル中に注いだ。一晩放置し、以下の方法で後
処理した。:反応液を水(2x50 mL )、重炭酸ナトリウム(50 mL )、ブライン
(50mL)で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過した。そして、溶媒を減圧
下で除去することにより、黄色の固体3.75g が得られた。この残留部は、1x12イ
ンチのシリカゲル(クロロホルム:イソプロパノール/95 :5)カラムを通して
2つの部分にクロマトグラフで分け、2つの生成物画分を得た。Rf 値(0.3 )
がより低い生成物は、100 MHz NMR で5.54 ppmの吸収率を示し、目的生成物であ
った。
ブロモケトンへの転化:
Z-Val-Ala-Asp(OtBu)CHN2を25mLエーテルと25のmL THF中に溶かし、メタノー
ル- 氷バスを使用した。エーテル:THF(1:1)の比で10mlに希釈した0.1mL HBr/
酢酸(30 %)を滴下して加えた。黄色の溶液が透明になり、色が全て消失したと
き、反応液を同量のブライン中に注ぎ、有機層を分離して水層を50mL THF:エー
テルで洗浄した。有機留分を50 mL の水酸化ナトリウム重炭酸塩、50mLブライン
で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し濾過し濃縮して、白色固体を得た。mp.150
-151℃。
α-(4-oxy-(6- メチル-2- ピロン)メチルケトンへの転化:
Z-Val-Ala-Asp(OtBu)CH2Br(131 mg)、4-ヒドロキシ-6- メチル- ピロン(58
mg 、2当量)、弗化カリウム(53 mg )、DMF1.5 mL を、室温で2時間攪拌し
た。そのときTLC(シリカゲル(クロロホルム/ イソプロパノール:97/3))は
、開始材料の消失と生成物の存在を示した。その反応物はシリカゲル(クロロホ
ルム/ イソプロパノール/9:1 )のプラグに通され、溶媒は減圧下で除去された
。過剰のピロン開始材料の大部分を、イソプロピルエーテルCH2Cl2から沈殿させ
、そして母液から:Z-Val-Ala-Asp(OtBu)-α-(4-オキシ-6- メチル- ピロン)メ
チルケトンを、溶媒の除去とサイズ除外クロマトグラフィーによって分離した:
NMR (100 MHz、CDCl 3)δO.9(dd,6),1.4(幅広いs+d,12),2.1(s,3),3.5
(s,2),5.1(s,2),7.3(m,5)。
側鎖t-ブチルグループの除去:
Z-Val-Ala-Asp(OtBu)CH2O-(6- メチル- ピロン)をアルゴンの存在下で塩化メ
チレン2 ml中に溶かし、50%トリフルオロ酢酸メチレンクロライド2mlをこれ
に加え、透明な溶液を30分間攪拌した。この時、シリカゲルTLC(クロロホル
ム/ イソプロパノール:9/1 )が最初の材料の消失を示した。(開始材料R f 0.
66;生成物R f 0.44)。反応液をクロロホルムで二倍に薄め、溶媒と試薬を減圧
下で除去し、白色固体(mp.158-163℃)を得た。(融解前に複数相に変化する)
。
N- モルホリンカルボニル-L- バリル-L- アラニル- アスパルチル(OtBu)- α -(アスコルビチル)メチルケトン。 N-モルホリンカルボニル-L- アリン メチ ル エステル
:
塩酸- バリンメチルエステル(25 g)を、アルゴン存在下において、600 mLの
新たに蒸留されたTHF と、100 mLの乾燥DMF と、1.0 当量のN-メチル・モルホリ
ン中に溶かした。得られた溶液を-15 ℃に冷却し、追加分のN-メチルモルホリン
1.1 当量および更にモルホリンクロライド1.1当量を加えた。その反応物は、
ゆっくり室温にもどし、一晩かけて攪拌した。その反応液を1 N 塩酸の300 mLへ
注ぎ、酢酸エチル(2x200 mL)で抽出した。有機画分をまとめて、1 N 塩酸(50
mL )、ブライン(50 mL )で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し濾過した。溶
媒を減圧下で除去し、白色固体のN-モルホリンカルボニル- バリンメチルエステ
ル33g を得た。:NMR(100 MHz、CDCl 3δ0.9(dd,6)、2.1(セップテット,
1)、3.0 と3.65(モルホリン トリプレット、4 と4 )、4.98(N-H )。
Mu Val OH への転化:
上記メチル・エステルをメタノール300 mLに溶かし、1 N 水酸化ナトリウム水
溶液の157mL を加えた。室温で2時間攪拌すると、固定スポットがTLC により生
じた。メタノールを減圧下で除去し、1 N 水酸化ナトリウム水溶液の28mLを加え
、水層を酢酸エチル(75 mL )で洗浄した。水層を1 N 塩酸185 mLで酸性化し、
その水の3/4 を減圧下で除去し、得られた混合物を酢酸エチル(2x300 mL)で抽
出した。有機層を1 N 塩酸(50 mL )、ブライン(50ml)で洗浄し、硫酸マグ
ネシウムで乾燥し、ろ過して濃縮し、N-モルホリンカルボニル- バリン29.75 g
(78 %収率)を得た。
アラニンメチルエステルでの縮合:
Mu-Val-OH は300 mLの新たに蒸留されたTHF の中に、アルゴンの存在下で溶か
し、その溶液を-15 ℃に冷却した。次にN-メチルモルホリン1当量を加え、そし
てイソブチルクロロホルメート1当量を加えた。20分間かけて反応させた後、
N-メチルモルホリン1当量を加え、更にアラニンメチルエステル塩酸塩を加えた
。その反応は、室温にて、一晩かけて攪拌しながらゆっくり行った。その翌日、
その反応液を1 N 塩酸へ注ぎ、酢酸エチル(2x200 mL)で抽出した。一まとめに
した有機層を1 N 塩酸(50 mL )、ブラインで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥
し、濾過した。溶媒を減圧下にて除去し、N-モルホリンカルボニル- バリル- ア
ラニル メチルエステル10.74 g(78 %)を得た。NMR(100MHz、CDCl 3δ1.4(d
,Ala CH3),3.7(s,OMe )ppm.
遊離酸への加水分解:
Mu-Val-Ala-OMe(1 g )をメタノール15 mL に溶解し、1 N 水酸化ナトリウム
(a q )4.8 mLを加えた。TLC(クロロホルム/ イソプロパノール:9/1 )が一
定のスポットを示すまで、その反応を続けた。メタノールを減圧下で除去し、酢
酸エチル1.2mL と水層を1 N 塩酸6 mLで酸性化した。その混合物はほぼ50 mL の
酢酸エチルで抽出し、有機層は1 N 塩酸5 mlで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥
し濾過し濃縮して、白色固体0.8g(84%)を得た。これは3.7ppmでのNMR吸
収の消失により特徴づけられた。
Asp(OtBu)OH との縮合:
Asp(OtBu)OH(2.51 g)をアルゴンとビス(トリメチルシリル)アセトアミド
(B SA)8.2 mLの存在下で乾燥DMF40ml 中に溶かし、反応は攪拌しながら40分行
った。別のフラスコの中で、Mu-Val-Ala-OH(4.0 g )をアルゴン存在下で200mL
の乾燥THF 中に溶かし得られた溶液を-15 ℃に冷却し、N-メチルモルホリン1当
量を加え、更にイソブチルクロロホルメート1当量を加えた。得られた混合物を
20分間攪拌し、最初の反応物を第2の反応物中に注ぎ、両者を1時間 -15℃で
放置し、ゆっくりと室温にもどし一晩攪拌した。反応物を1 N 塩酸150 mLに注ぎ
、2 ×200 mLの酢酸エチルで抽出した。一まとめにした有機層を1 N 塩酸15ml
、ブライン(50ml)で洗浄し、硫酸マグネシウム(脱色カーボンとともに)
で乾燥し、溶媒を減圧下で除去し、4.89 gのMu-Val-Ala-Asp(OtBu)OHを得た。
ジアゾケトンへの転化:
Mu-Val-Ala-Asp(OtBu)OH(4.89 g)を250 mLの新たに蒸留されたTHF の中で、
アルゴン存在下で溶かし、得られた溶液を-15 ℃に冷却した。次にN-メチルモル
ホリン1当量を加え、更にイソブチルクロロホルメート1当量を加えた。溶液を
この温度で20分間反応させ、供給元(Aldrich )の指示に従って、ダイアザル
ト(d iazald)10.8から調製したエーテル中のジアゾメタンの溶液に濾紙を
通して流し込んだ。室温にゆっくりもどして一晩攪拌した。翌日、反応液を水、
重炭酸塩とブライン(それぞれ50 mL )で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、
濾過した。溶媒を減圧下にて除去し、TLC (シリカゲル,クロロホルム/ イソプ
ロパノール:97/3)で5 つのスポットを生じた黄色の油分を得た。最も低いR f
は、300 g のシリカゲルでクロマトグラフィーによって分離され、δ 5.75 での
NMR でCHN2吸収に基づき生成物であることが示された。
ブロモケトンへの転化:
Mu-Val-Ala-Asp(OtBu)CHN2を塩化メチレンの45mLに溶解し、得られた溶液を
-15 ℃に冷却した。次に塩化メチレン30 ml に溶かした30% 塩化メチレン1.7
mlを滴下して加え、反応液をTLC (シリカゲル(クロロホルム/ イソプロパノー
ル))によってモニターした。そして反応液をブライン中に注ぎ、有画分を重炭
酸ナトリウム(aq)、ブラインで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過した
。溶媒を減圧下にて除去し、金色の粗固体を得、これを最小の塩化メチレン中に
溶解し、エーテル/ ヘキサン中で沈殿させて精製した。生成物Mu-Val-Ala-Asp(O
tBu)CH2 Brは、NMR(100 MHz 、CDCl3)で、δ5.75でジアゾケトン吸収がなく、
δ4.18で一重線が現れる特徴を有する。
ICE阻害剤:
Mu-Val-Ala-Asp(OtBu)CH2Br(0.36mmol)、弗化カリウム(1.09 mmol )およ
びヒドロキシ複素環式化合物(0.546mmol )をアルゴン存在下で密閉し、8mLの
乾燥DMF を加え、一晩攪拌した。翌日、酢酸エチルで希釈してブラインを洗浄す
るか、シリカゲルを通過させることにより、試薬を除去した。溶媒を減圧下で除
去し、生成物をサイズ除外クロマトグラフィー(LH20)で分離した。この方法で
は、以下の化合物が製造された:
N-モルホリンカルボニル-L- バリル-L- アラニル- アスパルチル(OtBu)- α-
(アスコルビチル)メチルケトン(mp.138-144 ℃);
N-モルホリンカルボニル-L- バリル-L- アラニル- アスパルチル(OtBu)- α-(-4
- オキシ-(3-アゾ-m- アニシジン)メチルケトン:
NMR(CDCl 3)δ0.95(dd,6 H,Val Ch 3 ),1.4(s,12H,OtBu+Ala CH3),2.1(m
,1H,Val CH ),2.9(d,2H,CH2側鎖),3.3(t,4H,MU ),3.7(t,4H,MU ),3.85(s
,3H,OCH3,4.2(t,1H),4.6(t,1H),4.7(d,2H),4.9(m,3H,CH2O ),6.9(d,
1H),7.1(m,4H)7.9(d,1H)。
上記阻害剤中のtBu の除去は、塩化メチレン中で25 %トリクロロ酢酸で行い、
対応する遊離の酸阻害剤を得た。
実施例11
カルパイン(CALPAIN)阻害剤の合成
以下の実施例は、カルパイン阻害剤の例示であるが、過度の実験なし本発明の
ペプチドと脱離基の多くのバリエーションが想像できるので、これらの例示によ
って限定されることを意味しない。アセチル−ロイシル−ロイシル−フェニルアラニル−α-(-4−オキシ−ジヒドロ フラン-2- オン)メチルケトン Ac-Leu-Leu-OCH3
:
アセチル- ロイシン(5.0 g )をアルゴン存在下で150 mLの蒸留されたTHF 中
に溶解し、得られた溶液を-15 ℃に冷やした。次にN-メチルモルホリン1当量を
加え、更にイソブチルクロロホルメート1当量を加え、20分間反応させ、その
後、N-メチルモルホリンをもう1当量加え、更に塩酸-LeuOMe(5.25 g)を加え
た。ゆっくり室温にもどして一晩攪拌した。反応液を1 N 塩酸150 mLへ注ぎ、エ
チルアセテート(2x150 mL)で抽出した。一まとめにした有機画分を1 N 塩酸(
15 mL )、ブライン(50 mL )で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過した
。溶媒を減圧下そしてその後高真空下において除去した。TLC(シリカゲル(ク
ロロホルム/ イソプロパノール:95:5))では、生成物Ac-Leu-Leu-OCH3は、
シングルスポットR f 0.36を示した。NMR(100 MHz )δ0.95(d 、12H ),1.5
(bs 6H ),2.0(s,3H)、3.7(s,3H)、4.5(q,2H),6.6(d,1H),6.8(d,1H)で
あった。遊離酸への加水分解
:
Ac-Leu-Leu-OCH3(7.8 g )を150 mLのメタノールに溶かし、1 N 水酸化ナト
リウム38 mL を加え、室温でほぼ4 時間攪拌した。メタノールを減圧下で除去し
、1 N 水酸化ナトリウム10mLを加え、水層を酢酸エチル10mlで抽出した。そし
て水層を1 N 塩酸で中和し、酢酸エチル(3x50 mL )で抽出した。一まとめにし
た有機留分をブラインで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過し、溶媒を減
圧下で除去した。δ 0.95(d,12H ),1.5(br s,6H ),2.0(s,3H),4.5(q,2H
),6.6(d,1 H),6.8(D,1H),9.5(bs,1H )。PheOMe との縮合
Ac-Leu-Leu-OH をアルゴン存在下で200 mLの蒸留されたTHFに溶解し、-15 ℃
に冷却した。N-メチル・モルホリン1当量を加え、更にイソブチルクロロホルメ
ート1当量を加え、20分間反応させた。更にN-メチルモルホリン1当量を加え
、続いて塩酸-HPheOCH3を加え、ゆっくり室温にもどして一晩攪拌した。反応液
を1 N 塩酸200 mLへ注ぎ、酢酸エチル(2x150 mL)で抽出した。有機層を1 N 塩
酸(20 mL )、ブライン(50ml)で洗浄し、これを硫酸マグネシウムで乾燥し
、濾過した。溶媒を減圧で除去し、高真空にして固形の白色ケークが残った(TL
C 、シリカゲル(クロロホルム/ イソプロパノール R f 0.35 ))。NMR(100MH
z )δ 0.95(d,12H ),1.6(bs,6H ),2.1(s,3H),3.1(d,2H),3.6(s,3H),
4.7(m,3H),6.9(d,1H),7.2(m,5H),7.5(d,1H)。遊離酸への転化
Ac-Leu-Leu-Phe-OMeをメタノール150 mLに溶かし、1 N 水酸化ナトリウム26 m
L を加え、溶液を4時間攪拌し、その後、減圧にしてメタノールを除去し、水酸
化ナトリウム7mlを更に加えた。この水層を酢酸エチル(10 mL )で洗浄し、1
N 塩酸を加えて中和した。混合液を酢酸エチル2x100mlで抽出し、これを1 N 塩
酸とブラインで洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥して濾過した。溶媒を減圧下で
除去して、白色固体のAc-Leu-Leu-Phe-OH 7.56 g(94 %)を得た。生成物の酸の
NMR(100 MHz 、CDCl 3)は、δ 3.6でのシグナルの消失と10.1(1H)で
の幅広いシングレットの出現を除き、先駆体エステルのものと極めて類似してい
た。ジアゾケトンへの転化
:
Ac-Leu-Leu-Phe-OH(4.68 g)を200 mLの新たに蒸留したTHF に溶かし、メタ
ノール- 氷バスを使用した。次に1 当量のN-メチルモルホリンを加え、更に1当
量のイソブチルクロロホルメートを加えた。これを20分間反応させ、得られた
混合液を、供給者(Aldrich )の指示に従ってダイアザルト(Diazald)10.
8g から調製したジアゾメタン/ エーテル中に濾紙を介して注いだ。溶液を室温
で一晩放置してゆっくりと反応させた。これを水(2x50 ml )、重炭酸ナトリウ
ム(50 mL )、ブライン(50 mL )で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過
した。溶媒を減圧下にて除去し、カラム・クロマトグラフィーを介した後で(シ
リカゲル、クロロホルム/ イソプロパノール:93/7)、黄色の粉状物3.07 g(61
%)を得た。NMR(1 00 MHz、CDCl 3)δ 0.95(d,12H ),1.6(bs,6H ),2.1
(s,3H),3.1(d,2H),4.7(m,3H),5.6(s,1H),6.9(d,1H),7.2(m,5H),7.
5(d,1H)。臭化物への転化
Ac-Leu-Leu-Phe-CHN2(1 g )を175 mLの塩化メチレンに溶かし、そして塩化メ
チレン25mlで希釈した30 %臭化水素/ 酢酸1.2mlを-15 ℃で滴下して加えた
。反応が進むにつれて、泡が発生し、は沈殿物が形成した。反応液をTLC(シリ
カゲル/ クロロホルム- イソプロパノール:9/1 ;Rf生成物0.54 )でモニター
した。終了後、反応液をブライン150 mLへ注ぎ、反応液のフラスコは更に150 mL
の塩化メチレンで洗浄し、残留沈殿物を溶解した。一まとめにした有機層を重炭
酸ナトリウム(aq 50 mL)、ブライン(50 ml )で洗浄し、硫酸マグネシウムで
乾燥し濃縮して、鈍い白色の固体を得た。この固体を塩化メチレンからエーテル
中に析出させることにより純化し、白色固体のTLC(シリカゲル(クロロホルム/
イソプロパノール:9:1 ))1スポットRf 0.54 を610 mg(54 %)生じた。NMR
(DMSO-d6 )δ 0.81(d,12H ),1.3(m,6H),1.8(s,3H),3.1(d,2H),4.1(m
,2H),4.3(s,2H),4.6(q,1H),7.2(m,5H),8.0(d,2H),8.4(d,1H)。カルパイン(Calpain)阻害剤
:
Ac-Leu-Leu-Phe-CH2Br(200 mg)、テトロニック(tetronic)酸(65 mg )お
よび弗化カリウム(68 mg )を、アルゴン存在下で乾燥DMF 5 mLとともに一晩混
合させた。反応液を酢酸エチル20mlで希釈し、これを10 mL の重炭酸ナトリウム
(aq)、ブライン(10 mL )で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した。これを濾
過し、溶媒を減圧下、次いで高度真空中で除去して、アセチル- ロイシル- ロイ
シル- フェニルアラニル- α-(4-オキシ-ジヒドロフラン-2- オン)メチルケトン
107 mg(49 %)を得た。
実施例12
他の複素環阻害剤の合成
以下の工程を用いて、他の複素環カテプシン阻害剤を製造する。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(4−オキシ−N−アセチル−プロリン メチル エステル)メチル ケ トン(A1)
。MuPheHPheCH2Br(250mg)、N−アセチル−
プロリン メチル エステル(2.0g)、フッ化カリウム(232mg)、炭
酸カリウム(276mg)をアルゴン下におく。次に1.5mLの乾燥DMFを
加え、反応液を室温で100分攪拌した。その後反応液を短いシリカゲルコラム
(エチルアセテート)に通し、溶媒を真空下で除去した。エーテル中の沈殿物か
ら融点81−84の白色固体を得た。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニル −α−(3−オキシ−5−エチル−4−メチル 2(5H) フラノン)メチル ケトン(A2)
。MuPheHPheCH2Br(100mg)、フッ化カリ
ウム(45mg)、5−エチル−3−ヒドロキシ−4−メチル−2(5H) フ
ラノン(110mg)をアルゴン下で5mLの乾燥DMF中におき、反応液を室
温で一晩攪拌した。翌日反応液をエチルアセテートで希釈して重炭酸ナトリウム
水溶液と食塩水で洗浄し、MgSO4で乾燥し、ろ過して溶媒を真空下で除去し
た。生成物をサイズ排除クロマトグラフィー(LH−20,メタノール)により
精製し、融点65−71℃の白色固体を得た。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(8−オキシ−キノリン)メチル ケトン(A3)
。アルゴン下で試験管
中においたMuPheHPheCH2Br(100mg)、フッ化カリウム(4
5mg)と8−ヒドロキシキノリン(123mg)に、5mLの乾燥DMFを加
え、反応液を4時間攪拌した。その後反応液を短いシリカゲルコラムに通して溶
媒を真空下で除去した。生成物をまず、サイズ排除クロマトグラフィー(LH−
20,メタノール)で、次に塩化メチレン/エーテルからの結晶化により精製し
、65mgの結晶を得た。生成物は、NMR(100MHz)δ8.5−8.0
(m,ヘテロ芳香族)、7.5−6.5(mm,ホモおよびヘテロ芳香族)、3
.75−3.5,3.25−3.0(2m,Mu,H),2.75(s,ヘテロ
芳香族 Me)ppmであった。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(2−オキシ−4−メチル−キノリン)メチル ケトン(A4)
。
MuPheHPheCH2Br(100mg)、フッ化カリウム(45mg)と
2−ヒドロキシ−4−メチル−キノリン(123mg)をアルゴン下で試験管中
におき、5mLの乾燥DMFを加えた。反応液を室温で一晩攪拌した。その後反
応液を短いシリカゲルプラグに通して溶媒を真空下で除去した。残さをまず、サ
イズ排除クロマトグラフィーで、次にエーテル中に沈殿させて精製し、融点18
0−183℃の固体を得た。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(4−オキシ−キノリン)メチル ケトン(A5)
。MuPheHPhe
CH2Br(100mg)、フッ化カリウム(45mg)と4−ヒドロキシキノ
リンをアルゴン下で試験管中におき、5mLの乾燥DMFを加えた。反応液を3
.5時間攪拌し、その後短いシリカゲルコラム(エチルアセテート)に通した。
溶媒を真空下で除去し、残さを、サイズ排除クロマトグラフィーで精製し、次に
回収した生成物をエーテル中に沈殿させて、融点107−111℃の白色粉末を
得た。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(4−オキシ−キナゾリン)メチル ケトン(A6)
。MuPheHPh
eCH2Br(100mg)、5−メチル−5−トリアゾロ[1,5a]−ピリ
ミジン−7−オール(116mg)、フッ化カリウム(45mg)とを一緒にア
ルゴン下で乾燥した試験管中におき、5mLの乾燥DMFを加えた。反応液を室
温で3.5時間攪拌し、その後反応液をエチルアセテートで希釈してシリカゲル
のプラグに通した。溶媒を真空下で除去し、生成物をサイズ排除クロマトグラフ
ィー(LH−20,メタノール)で精製し、融点129−132℃の白色物を得
た。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(2−オキシ−ベンゾイミダゾール)メチル ケトン(A7)
。MuPh
eHPheCH2Br(100mg)、2−ヒドロキシベンゾイミダゾール(1
04mg)、フッ化カリウム(45mg)とを一緒にアルゴン下で乾燥した試験
管中におき、5mLの乾燥DMFを加えた。反応液を室温で3時間攪拌し、その
後反応液をエチルアセテートで希釈しシリカゲルのプラグに通した。溶媒を真空
下で除去し、生成物をサイズ排除クロマトグラフィー(LH−20,メタノール
)で精製し、融点115−120℃のオフホワイトの固体生成物を得た。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(1−オキシ−イソキノリン)メチル ケトン(A8)
。MuPheHP
heCH2Br(100mg)、フッ化カリウム(45mg)とイソカルボスチ
リル(112mg)をアルゴン下におき、次に4mLの乾燥DMFを加える。反
応液を室温で3時間攪拌し、その後反応液をエチルアセテートで希釈し短いシリ
カゲルコラムに通す。溶媒を真空下で除去し、生成物をサイズ排除クロマトグラ
フィー(LH−20,メタノール)で精製して融点104−107℃の白色固体
を得る。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(7−オキシ−クマリン)メチル ケトン(A10)
。MuPheHPh
eCH2Br(200mg)とフッ化カリウム(90mg)をアルゴン下で、1
.5mLの乾燥DMFに加え、250mgの7−ヒドロキシクマリンを加えた。
反応液は明るい金色になり、1時間攪拌するとTLCは臭化物の完全消失を示す
。その後反応液を短いシリカゲルのコラム(CHCl3/イソプロパノール、9
:1)に通して溶媒を真空下で除去した。さらにクロマトグラフィー(LG−2
0/メタノール)を用いて溶媒除去後に融点87−89℃の白色発泡固体を得た
。
同様に、融点99−102℃のN−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラ ニル−L−ホモフェニルアラニル−α−(7−オキシ−4−メチル−クマリン) メチル ケトン(A9)
を製造した。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(2−オキシ−ベンゾフラン)メチル ケトン(A11)
。MuPheH
PheCH2Br(100mg)、2−クマラノン(52mg)とフッ化カリウ
ム(45mg)をアルゴン下で試験管中におき、1mLのDMFを加えた。反応
液はチェリーレッドになる。20分後の反応液は、出発臭化物の消失を示す(T
LC,シリカゲル、CHCl3/イソプロパノール:9/1)Rf生成物、0.5
9;Rf臭化物 0.48。反応液を短いシリカゲルのプラグ(エチルアセテー
ト)に通し、溶媒を真空下で除去した。残さを最低量の塩化メチレンに溶解し、
エーテル中に沈殿させた。ろ過後の沈殿物から融点94−110℃の白色固体を
得た。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(3−オキシ−2−メチル−4−ピロン)メチル ケトン(A12)
。M
uPheHPheCH2Br(94mg)、フッ化カリウム(45mg)と3−
ヒドロキシ−2−メチル−4−ピロンをアルゴン下で試験管中におき、5mLの
乾燥DMFを加えた。反応液を室温で2時間攪拌すると、反応液は出発物質の消
失を示した(シリカゲル、CHCl3/イソプロパノール、9/1)。その後反
応液を短いシリカゲルのプラグに通し、溶媒を真空下で除去した。次に生成物を
サイズ排除クロマトグラフィーにより精製し溶媒の揮発後、融点71−81℃の
金色固体を得た。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(2−オキシ−ベンゾチアゾール)メチル ケトン(A13)
。MuPh
eHPheCH2Br(100mg)、2−ヒドロキシベンゾチアゾール(11
7mg)とフッ化カリウム(45mg)をアルゴン下で試験管中におき、3mL
の乾燥DMFを加えた。反応液を室温でTLC(シリカゲル)が出発物質の消失
を示すまで攪拌した。反応液を短いシリカゲルコラムに通し溶媒を真空下で除去
した。残さを加熱メタノールに溶解する。白色の沈殿物が生成し、この沈殿物が
、ろ過により、融点211−213℃の物質であることがわかる。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(2−オキシ−チオフェン)メチル ケトン(A14)
。MuPheHP
heCH2Br(265mg)、炭酸カリウム(119mg)、フッ化カリウム
(284mg)をアルゴン下で一緒に加え、次に4mLのDMF中のチオフェノ
ン1グラムを加えて、反応液を室温で2時間攪拌した。溶媒を真空下で除去し、
生成物を10gのシリカゲルコラムで分離した。N−モルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン −α−(5−オキシ−3−メチル−4−イソオキサゾールカルボキシレート)メ チル ケトン(A15)
。MuPheHPheCH2Br(510mg)、エチ
ル−5−ヒドロキシ−3−メチル−4−イソオキサゾール カルボキシレートナ
トリウム塩と5mLのDMFをアルゴン下、室温で4時間攪拌した。その後反応
液を短いシリカゲルのプラグ(CHCl3/イソプロパノール)に通して溶媒を
真空下で除去した。生成物をサイズ排除クロマトグラフィー(LH−20)によ
り精製し、エーテル中で沈殿、ろ過後、98−105℃で相変化により融解し1
25−131℃で再度融解する白色固体を得た。複素環脱離基に窒素を含有する阻害剤からのアルキルハライド塩の合成:N−モ ルホリンカルボニル−L−フェニルアラニル−L−ホモフェニルアラニン−α− (1−オキシ−イソキノリン)メチル ケトン(A16)のヨウ化メチルイソキ ノリン塩
。化合物A8(83mg)を2mLのトルエンに溶解し、1mLのヨー
ドメタンを加える。反応液を密封し2日間攪拌する。白色の沈殿物が生成し、こ
の沈殿物をろ過し、真空下で乾燥することにより融点159−161℃の白色固
体を得る。
他の複素環を有する阻害剤の構造
(IC50 カテプシン B 阻害)
実施例13
ペプチド骨格に複素環を有する阻害剤の合成
以下に示す反応式は、ペプチド骨格に複素環を有するシステインプロテアーゼ
阻害剤の合成のための第一の方法である。この合成方法は、薬学ジャーナル37
,215「HIV−1プロテアーゼ及びレニンのペプチド疑似阻害剤の設計及び
合成」(”Design and Synthesis of Peptido
mimetic Inhibitors of HIV−1 Protease
and Renin,”37 J.Med.Chem.215)に開示された
アモス ビー スミス (Amos B.Smith)とラルフ ハーシュマン
(Ralph Hirshman)の方法からの適用である。
ペプチド骨格の複素環の合成:方法1*
このエステルの酸への加水分解により、本発明の阻害剤の合成において置換して
もよいN−(モルホリン カルボニル)フェニルアラニン ホモフェニルアラニ
ンの同等物がつくられる。
以下に示す反応式は、ペプチド骨格に複素環を有するシステインプロテアーゼ
阻害剤の合成のための第二の方法を示す。この合成方法は、薬学ジャーナル37
,3303「人体白血球エラスターゼの非ペプチド阻害剤」(”Nonpept
idic Inhibitors of Human Leukocyte E
lastase”37 J.Med.Chem.3103)に開示されたデイン
ウッドら(Damewood et al.)の方法からの適用である。
ペプチド骨格の複素環の合成:方法2**
A.P2の複素環
B.P1の複素環
試薬:(a)ナトリウムエトキシド/エーテル、(b)シアノアセトミド、ピペ
リジン アセテート、水、(c)48%HBr,酢酸、(d)ジフェニル ホス
ホリル アジド[アルドリッチ(Aldrich)]、トリエチルアミン、次に
ベンジルアルコール、(e)水素化ナトリウム、DMF,次にタート−ブチルブ
ロモアセテート、(f)塩化メチレン中のトリフルオロ酢酸、(g)N−メチル
モルホリン、イソブチルクロロフォーメート、次にL−ホモフェニル−アルファ
−4−オキシ−ジヒドロフラン−2−オン)メチルケトン(実施例9)などの保
護されていないアミノ酸アルファオキシ−複素環メチルケトン、(h)N−メチ
ルモルホリン、イソブチルクロロフォーメート次にダイアザルド(Diazal
d)からのジアゾメタン/エーテル[アルドリッチ(Aldrich)]、塩化
メチレン中の30%HBr/酢酸、(j)フッ化ナトリウム、DMF、テトロン
酸等のオキシ複素環、(k)ジオキサン中の塩酸
注意:この一つのアミノ酸フラグメントは上記のようにもう一つの保護されたア
ミノ酸フラグメント(B−P2)との濃縮によりカテプシンB,L型阻害剤を生
成する。
実施例14
ICE阻害剤テスト用プロトコル
N−ベンゾオキシカルボニル−バリル−アラニル−アスパルチル−α−(4−
オキシ−(6−メチル−2−ピロン)メチル ケトンとN−モルホリンカルボニ
ル−L−バリル−L−アラニル−アスパルチル(OtBu)−α−(アスコルビ
チル)メチル ケトンの二つの阻害剤のIL−1βプロテアーゼに対する阻害率
を以下のようにして測定した。10mMジチオトレイトール、100mMヘペス
(Hepes)、10%スクロース、0.1%CHAPS、pH7.5緩衝剤と
、50μM Z−YVAD−AFC基質との溶液を作成した。酵素を室温で、緩
衝剤/基質溶液中で1分間活性化した。阻害剤をジメチルスルホキシド中の保存
溶液として製造した。阻害剤と酵素/緩衝剤を37℃で15分間インキュベート
した。阻害剤の最終濃度は2,000nM,200nM,20nMであった。コ
ントロールと比較して、酵素活性を検出用の蛍光遊離基の放出によって37℃で
60分間観測した。
実施例15
カルパイン阻害剤テスト用プロトコル
一つの阻害剤、アセチル−ロイシル−ロイシル−フェニルアラニル−α−(4
−オキシ−ジヒドロフラン−2−オン)メチル ケトンのカルパイン(カルシウ
ム活性化中性プロテアーゼ)に対する阻害率を以下のようにして測定した。50
mMヘペス(Hepes)、10mM塩化カルシウム、5mMシステイン、1m
M β−メルカプトエタノール、pH7.5緩衝剤の溶液を作成した。酵素を室
温で、緩衝溶液中で1分間活性化した。阻害剤をジメチルホルムアミドの保存溶
液として製造した。阻害剤と酵素/緩衝剤を37℃で30分間インキュベートし
た。阻害剤の最終濃度は20μM,2μM,200n Mであった。コントロール
と比較して、酵素活性を、200μM Boc−バルニル−ロイシル−リシン−
AFC基質を用いて、検出用の蛍光遊離基の放出によって37℃で数分間観測し
た。阻害剤は2μM未満で酵素阻害活性を示した。
図面及び上記の記載において、発明を詳細に説明したが、この発明は一例であ
り特徴を制限するものではないと考えられる。好ましい態様のみを説明したもの
であり、この発明の範囲内であるすべての変化、変更は保護されることが求めら
れていると理解される。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.6 識別記号 FI
A61K 31/495 ABE A61K 31/495 ABE
31/505 ADU 31/505 ADU
31/535 ABG 31/535 ABG
38/00 AAA C07D 217/22
C07D 217/22 207/16
// C07D 207/16 215/22
215/22 215/26
215/26 235/26 A
235/26 239/88
239/88 307/60 Z
307/60 307/62
307/62 309/32
309/32 309/38
309/38 309/40
309/40 311/16 101
311/16 101 311/18
311/18 311/46
311/46 333/64
333/64 333/68
333/68 335/02
335/02 487/04 146
487/04 146 C07K 5/062
C07K 5/062 5/065
5/065 A61K 37/02 AAA
(81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE,
DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L
U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF
,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE,
SN,TD,TG),AP(KE,LS,MW,SD,S
Z,UG),UA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD
,RU,TJ,TM),AL,AM,AT,AU,AZ
,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,CZ,
DE,DK,EE,ES,FI,GB,GE,HU,I
L,IS,JP,KE,KG,KP,KR,KZ,LK
,LR,LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,
MN,MW,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,R
U,SD,SE,SG,SI,SK,TJ,TM,TR
,TT,UA,UG,UZ,VN
(72)発明者 ベッカー,マーク・ダブリュー
アメリカ合衆国カリフォルニア州94596,
ウォルナット・クリーク,クリークサイ
ド・ドライブ 1390,アパートメント 76
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1.次式で表わされるカテプシンまたはカルパイン阻害剤: (式中、BはHまたはN−末端保護基であり; R1はP1アミノ酸残基のアミノ酸側鎖であり、ここでP1アミノ酸はAspでは なく;各Pnはアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の複素環置換体であり、 ここで、複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン 、ピリドン、カルボリノン、キナゾリンまたはピリミドン等であり; mは0または正の整数であり; R4はヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、水素、アルキル基またはフ ェニル基であり; R5とR6は一緒になって、カルボキシル基またはアルキル基もしくはアリール基 で終わる二重結合を表わすか、R5とR6はR4が水素、アルキル基またはフェニ ル基のときは、各々独立にアシル基、アリール基またはヘテロアリール基であり 、R4がそれ以外のときは、各々独立にアシル基、アルキル基、水素、アリール 基またはヘテロアリール基であり;そして XはN,S,OまたはCH2である)。 2.次式で表わされるICE阻害剤: (式中、BはHまたはN−末端保護基であり; R1はAspアミノ酸側鎖であり; 各Pnはアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の複素環置換体であり、ここで 、複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリ ドン、カルボリノン、キナゾリンまたはピリミドン等であり; mは0または正の整数であり; R4はヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、水素、アルキル基またはフ ェニル基であり; R5とR6は一緒になって、カルボキシル基またはアルキル基もしくはアリール基 で終わる二重結合を表わすか、R5とR6はR4が水素、アルキル基またはフェニ ル基のときは、各々独立にアシル基、アリール基またはヘテロアリール基であり 、R4がそれ以外のときは、各々独立にアシル基、アルキル基、水素、アリール 基またはヘテロアリール基であり;そして XはN,S,OまたはCH2である)。 3.XがCH2であり、R5/R6がカルボニル基であることを特徴とする、請求 項2に記載のICE阻害剤。 4.次式で表わされるシステインプロテアーゼ阻害剤: (式中、BはHまたはN−末端保護基であり; 各Pnはアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の複素環置換体であり、ここで 、複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリ ドン、カルボリノン、キナゾリンまたはピリミドン等であり; mは0または正の整数であり; R10はHまたは所望により置換されたアルキル基、アリール基、ヘテロアリール 基または糖の残基であり;そして XはN,S,OまたはCH2である)。 5.次式で表わされるシステインプロテアーゼ阻害剤: (式中、BはHまたはN−末端保護基であり; 各Pnはアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の複素環置換体であり、ここで 、複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリ ドン、カルボリノン、キナゾリンまたはピリミドン等であり; mは0または正の整数であり; R4はヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、水素、アルキル基またはフ ェニル基であり; R5,R6,R7、R8は各々独立に水素、アルキル基、アシル基、フェニル基、ハ ロ、ヒドロキシル基、オキシ基またはアルコキシ基であり;そして XはN,S,OまたはCH2である)。 6.次式で表わされるシステインプロテアーゼ阻害剤: (式中、BはHまたはN−末端保護基であり; 各Pnはアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の複素環置換体であり、ここで 、複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリ ドン、カルボリノン、キナゾリンまたはピリミドン等であり; mは0または正の整数であり; R4はヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、水素、アルキル基またはフ ェニル基であり; R5とR6はR7とR8に結合して飽和または不飽和のいずれか、もしくは芳香族で ある環を形成してもよく;そして XはN,S,OまたはCH2である)。 7.次式で表わされるシステインプロテアーゼ阻害剤: (式中、BはHまたはN−末端保護基であり; 各Pnはアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の複素環置換体であり、ここで 、複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリ ドン、カルボリノン、キナゾリンまたはピリミドン等であり; mは0または正の整数であり; R4はヒドロキシル基、アルコキシル基、アシル基、水素、アルキル基またはフ ェニル基であり; R5とR8は各々独立に水素、アルキル基、アシル基、フェニル基、ハロ、ヒドロ キシル基、オキシ基またはアルコキシ基であり、R5はR8に結合して飽和または 不飽和のいずれか、もしくは芳香族である同素環または複素環を形成してもよく ;そして XはN,S,OまたはCH2である)。 8.次式で表わされるシステインプロテアーゼ阻害剤: (式中、BはHまたはN−末端保護基であり; 各Pnはアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の複素環置換体であり、ここで 、複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリ ドン、カルボリノン、キナゾリンまたはピリミドン等であり; mは0または正の整数であり; R5とR6は各々独立に水素、アルキル基またはアシル基であり;そして XはN,S,OまたはCH2である)。 9.R5とF6が各々水素であることを特徴とする、請求項8に記載のシステイン プロテアーゼ阻害剤。 10.次式で表わされるシステインプロテアーゼ阻害剤: (式中、BはHまたはN−末端保護基であり; 各Pnはアミノ酸残基であるか、またはアミノ酸の複素環置換体であり、ここで 、複素環はピペラジン、デカヒドロイソキノリン、ピロリノン、ピリジン、ピリ ドン、カルボリノン、キナゾリンまたはピリミドン等であり; mは0または正の整数であり; R2とR3は各々独立にH、アルキル基またはアルケニル基であり;そして XはN,S,OまたはCH2である)。 11.R2がCH3であり、R3がC2H5であることを特徴とする、請求項10に 記載のシステインプロテアーゼ阻害剤。 12.脱離基の置換基がC2-8アルキルまたはアルケニル伸びきり鎖であること を特徴とする、請求項9に記載のシステインプロテアーゼ阻害剤。
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