KR20060135741A

KR20060135741A - 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제

Info

Publication number: KR20060135741A
Application number: KR1020067015813A
Authority: KR
Inventors: 마모루 사토; 도시유키 시미즈; 히로시 하시모토; 미치유키 야마다; 유지 히다카
Original assignee: 고리츠다이가쿠호진 요코하마시리츠다이가쿠
Priority date: 2004-02-04
Filing date: 2005-02-03
Publication date: 2006-12-29
Also published as: AU2005210303A1; JPWO2005075414A1; EP1717224A4; WO2005075414A1; EP1717224A1; CN1914168A; US20070276040A1; CA2555199A1

Abstract

(해결 수단)

하기의 일반식 (I) 로 표시되는 화합물 또는 그 염.

[화학식 1]

(식 중, R¹, R² 및 R³ 은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼3 의 알킬기이지만, 단 R¹, R² 및 R³ 중 적어도 1 개는 수소 원자가 아니고, R⁴ 는 치환기를 가지는 아미노기이며, R⁶ 은 치환기를 가지고 있어도 되는 카르복실기이다)

또, 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제도 제공된다. 이 저해제를 이용함으로써, 펩티딜아르기닌디이미나아제가 관여하는 질환 (예를 들어, 관절 류머티즘, 다발성 경화증 등) 을 예방 및/또는 치료할 수 있다.

Description

펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제{PEPTIDYL ARGININE DEIMINASE TYPE IV INHIBITOR}

본 발명은 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제에 관한 것이다.

펩티딜아르기닌디이미나아제 (PAD) 는 동물의 조직에 널리 분포하고 있는 단백질 수식 효소로서, 칼슘 이온 의존적으로 (즉, 칼슘 이온 존재 하에서) 단백질 중의 아르기닌 잔기를 탈이미노화하여 시트룰린 잔기로 변환하는 반응을 촉매한다. 단백질의 탈이미노화는 단백질 분자 내의 정(正)전하의 분포를 변화시키므로, 입체 구조가 변화되어 단백질의 생리 기능에 다대한 영향을 준다.

PAD 는 설치류에 있어서 최초로 그 존재가 확인되고, 그 조직 중에 3 종류의 PAD 가 존재하고 있는 것이 밝혀졌다 (비특허문헌 1, 2, 3, 4). 그 후, 나카지마 등등은, 인간 골수성 백혈병 HL-60 세포를 레티노인산이나 DMSO 나 1,25-디히드록시비타민 D3(1,25-dihydroxyvitamin D3) 으로 처리하여 과립구에 분화시킨 세포에 있어서 PAD 의 활성을 검출하고, 그 cDNA 를 클로닝하여 해석하였다 (비특허문헌 5). 그 결과, 그 cDNA 는 2238bp 로 이루어지고, 663 아미노산 잔기를 코드하고 있는 것, 및, 이미 알려져 있던 인간의 PAD 의 아미노산 서열과 50-55% 정도 일치하는 것 등이 밝혀져 있고, 인간 HL-60 세포의 PAD 를 PAD4 라고 명명하였다 (처음에는 PAD V 로 명명되었지만, 후에 PAD4 로 개명되었다). 그 후, PAD4 는 인간 말소혈 과립구에서도 발현이 확인되었다 (비특허문헌 6).

지금까지, 인간에서는 PAD 는 타입 1, 2, 3, 4, 6 의 5 종류의 아이소폼이 동정되어 있다 (비특허문헌 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 25, 26). PAD1 은 피부의 분화에 (비특허문헌 15, 16, 17), PAD2 는 미에린 염기성 단백질의 탈이미노화에 (비특허문헌 18, 19), 그리고 PAD3 은 모낭의 케라틴화에 관여하고 있다 (비특허문헌 14, 20, 21). 인간 HL-60 세포나 인간 말단초혈에 존재하는 PAD4 (구명: 펩티딜아르기닌디이미나아제 V, PAD V) 는, 칼슘이오노포어(calcium ionopore) 처리하고 세포 내의 칼슘 농도를 상승시키면, 뉴클레오포스민 B/23 이나 히스톤 H2A, H3, H4 를 탈이미노화한다 (비특허문헌 22, 23). 또, PAD4 는 ⁵⁶PPAKKKST⁶³ 이라는 핵 이행 시그널을 가지고 있기 때문에, 4 종류의 아이소폼의 PAD 중에서 오직 1 핵 내에 국재하고 있다. 이로부터, PAD4 는 칼슘 이온 의존적으로 크로마틴에 작용하여 핵의 기능을 제어하는 신규 히스톤 수식 효소라고 생각된다 (비특허문헌 23). 또, 인간 PAD 의 아이소폼 간의 아미노산 서열을 비교하면, C 말단의 3 분의 2 의 영역의 호모로지가 높은 점에서, C 말단의 3 분의 2 영역의 구조는 PAD 의 아이소폼 간에 공통되며, 이 영역에 활성 부위가 있다고 생각된다. 또한, 최근에는 PAD4 유전자의 1 염기 다형 (SNPs) 이 mRNA 의 분해를 감소시켜 과잉된 시트룰린 잔기를 산출하고, 류머티즘성 관절염의 발병자의 혈액 중에 이 시트룰린화된 단백질에 대한 자기 항체가 생기는 것이 보고되고, PAD4 가 류머티즘성 관절염에 깊게 관여하고 있는 것이 알려져 있다 (비특허문헌 24).

비특허문헌 1: Lamensa,J.W. and Moscarello,M.A.(1993) J.Neurochem., 61, 987-996

비특허문헌 2: Kubilus,J. and Baden, H.P.(1983) Purification and properties of a brain enzyme which deiminates proteins. Biochim. Biophys. Acta, 745, 285-291

비특허문헌 3: Kubilus,J. and Baden, H.P.(1983) Purification and properties of a brain enzyme which deiminates proteins. Biochim. Biophys. Acta, 745, 285-291

비특허문헌 4: Terakawa,H., Takahara,H. and Sugawara,K. (1991) Three types of mouse peptidylarginine deiminase: characterization and tissue distribution. J. Biochem. (Tokyo)110, 661∼666

비특허문헌 5: Nakashima,K., Hagiwara,T., Ishigami,A., Nagata,S., Asaga,H., Kuramoto,M., Senshu,T. and Yamada,M. (1999) Molecular characterization of peptidylarginine deiminase in HL-60 cells induced by retinoic acid and 1α,25-dihydroxyvitamin D3.J.Biol.Chem., 274, 27786-27792

비특허문헌 6: Asaga,H., Nakashima,K. Senshu, T., Ishigami,A. and Yamada,M. (2001) Immunocytochemical localization of peptidylarginine deiminase in human eosinophils and neutrophils.J.Leukocyte Biol., 70, 46-51

비특허문헌 7: Watanabe,K. and Senshu,T. (1989)J.Biol. Chem., 264, 15255-15260

비특허문헌 8: Tsuchida,M., Takahara,H., Minami,N., Arai,T., Kobayashi,Y., Tsujimoto,H., Fukazawa,C. and Sugawara,K. (1993) Eur.J.Biochem., 215, 677-685

비특허문헌 9: Nishijyo,T., Kawada,A., Kanno,T., Shiraiwa,M. and Takahara, H. (1997) J.Biochem. (Tokyo) 121, 868-875

비특허문헌 10: Yamakoshi,A., Ono,H., Nishijyo,T., Shiraiwa,M. and Takahara,H. (1998) Biochimo Biophys. Acta, 1386, 227-232

비특허문헌 11: Ishigami,A., Kuramoto,M., Yamada,M., Watanabe,K. and Senshu,T. (1998) FEBS Lett., 433, 113-118

비특허문헌 12: Rus'd, A.A., Ikejiri,Y., Ono,H., Yonekawa,T., Shiraiwa,M., Kawada,A. and Takahara,H. (1999) Eur.J.Biochem., 259, 660-669

비특허문헌 13: Nakashima,K., Hagiwara,T., Ishigami,A., Nagata,S., Asaga,H., Kuramoto,M., Senshu,T. and Yamada,M. (1999) Molecular characterization of peptidylarginine deiminase in HL-60 cells induced by retinoic acid and 1α,25-dihydroxyvitamin D3.J.Biol.Chem., 274, 27786-27792

비특허문헌 14: Kanno,T., Kawada,A., Yamanouchi,J., Yosida-Noro,C., Yoshiki,A., Siraiwa,M., Kusakabe,M., Manabe,M., Tezuka,T. and Takahara,H. (2000)J.Invest.Dermatol., 115, 813-823

비특허문헌 15: Senshu,T., Akiyama,K., Kan,S., Asaga,H., Ishigami,A. and Manabe,M. (1995) J.Invest. Dermatol., 105, 163-169

비특허문헌 16: Senshu,T., Akiyama,K., Ishigami,A. and Nomura,K. (1999) J.Sci, 21, 113-126

비특허문헌 17: Ishida-Yamamoto,A., Senshu,T., Eady,R.A., Takahashi,H., Shimizu,H., Akiyama,M. and Iizuka,H. (2002) J.Invest. Dermatol., 118, 282-287

비특허문헌 18: Pritzker LB, Nguyen TA, Moscarello MA. (1997) The developmental expression and activity of peptidylarginine deiminase in the mouse. Neurosci Lett. 266, 161-164

비특허문헌 19: Moscarello MA, Pritzker L, Mastronardi FG, Wood DD. Peptidylarginine deiminase: a candidate factor in demyelinating disease.J Neurochem. 81, 335-43

비특허문헌 20: Rogers,G., Winter,B., McLaughlan,C., Powell,B. and Nesci,T. (1997) J.Invest. Dermatol., 108, 700-707

비특허문헌 21: Ohsawa,T., Ishigami,A., Akiyama,K. and Asaga,H. (2001) Biomed. Res., 22, 91-97 Pritzker,L.B., Nguyen,T.A. and Moscarello,M.A. (1999) Neurosci. Lett, 266, 161-164

비특허문헌 22: Hagiwara,T., Nakashima,K., Hirano,H., Senshu,T. and Yamada,M. (2002) Biochem. Biophys. Res. Commun. 290, 979-983

비특허문헌 23: Nakashima K, Hagiwara T, Yamada M. (2002) Nuclear localization of peptidylarginine deiminase V and histone deimination in granulocytes.J.Biol.Chem., 277, 49562-49568

비특허문헌 24: Suzuki,A., Yamada,R., Chang,X., Tokuhiro,S., Sawada,T., Suzuki,M., Nagasaki,M., Nakayama-Hamada,M., Kawaida,R., Ono,M., Ohtsuki,M., Furukawa,H., Yoshino,S., Yukioka,M., Tohma,S., Matsubara,T., Wakitani,S., Teshima,R., Nishioka,Y., Sekine,A., Iida,A., Takahashi,A., Tsunoda,T., Nakamura,Y. and Yamamoto,K. (2003) Functional haplotypes of PADI4, encoding citrullinating enzyme peptidylarginine deiminase 4, are associated with rheumatoid arthritis. Nature Genetics, 34, 395-402

비특허문헌 25 : Wright,P.W. et al. (2003) ePAD, an oocyte and early embryo-abundant peptidylarginine deiminase-like protein that localizes to egg cytoplasmic sheets. Dev Biol. 256, 74-89

비특허문헌 26: Chavanas,S. et al. (2004) Comparative analysis of the mouse and human peptidylarginine deiminase gene clusters reveals highly conserved non-coding segments and a new human gene, PADI6. Gene 330, 19-27

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

본 발명은, PAD4 의 효소 활성을 저해하는 새로운 물질을 디자인하고, 류머티즘성 관절염에 대한 신약을 개발하는 것을 목적으로 한다.

과제를 해결하기 위한 수단

본 발명자들은, 칼슘 비존재 하에서의 PAD4 (이하, Ca² ⁺-유리 PAD4 라고 기재하는 경우도 있다.) 의 입체 구조와, 활성 잔기의 하나인 Cys645 를 Ala 로 치환하여 불활성화한 변이체 (C645A) 에 칼슘 이온을 결합시킨 것 (이하, Ca² ⁺-결합 PAD4 (C645A) 라고 기재하는 경우도 있다.) 및, 활성 잔기의 1 개인 Cys645 를 Ala 로 치환하여 불활성화한 변이체 (C645A) 에 칼슘 이온과 기질 (벤조일-L-아르기닌 아미드(benzoyl-L -arginine amide): BA, 벤조일-L-아르기닌 에틸에스테르(benzoyl-L-arginine ethylester): BAEE, 벤졸-글리실-L-아르기닌(benzol-glycyl-L -arginine): BGA, KQTARKSTGG: H3 펩티드 1, KAPRKQLATK: H3 펩티드 2 및 SGRGKGGKGL: H4 펩티드) 를 결합시킨 복합체 (이하, 각각 Ca² ⁺-결합 PAD4(C645A)-BA 복합체, Ca² ⁺-결합 PAD4(C645A)-BAEE 복합체, Ca² ⁺-결합 PAD4(C645A)-BGA 복합체, Ca² ⁺-결합 PAD4(C645A)-H3 펩티드 1 복합체, Ca² ⁺-결합 PAD4(C645A)-H3 펩티드 2 복합체, Ca² ⁺-결합 PAD4(C645A)-H4 펩티드 복합체 라고 기재하는 경우도 있다.) 의 입체 구조를 X 선 결정 구조 해석법에 따라 각각 분해능 2.80 옹스트롬, 2.60 옹스트롬, 2.30 옹스트롬, 2.20 옹스트롬, 2.25 옹스트롬, 2.10 옹스트롬, 2.10 옹스트롬, 2.25 옹스트롬으로 결정하였다 (일본 특허출원 제2003-358459호 및 일본 특허출원 2004-259125호). 구조 해석된 8 개의 입체 구조는 칼슘 결합 부위를 포함하는 활성 부위 부근을 제거하고, 거의 동일하였다. PAD4 는 부츠형의 가늘고 긴 형태를 하고 있어, 결정 격자 내의 최근접 분자와 결정학적인 2 회축으로 관계지어져 기능적인 2 량체를 형성하고 있었다. PAD4 분자는 N 말단 도메인과 C 말단 도메인의 2 개로 나눌 수 있는데, N 말단 도메인은 또한 2 개의 서브 도메인으로 나누어지고, 2 개의 서브 도메인을 합친 구조는 면역 글로블린 형상의 구조를 취하는 T-cell 표면 당단백질(surface glycoprotein) CD4 와 유사함과 함께, 1 개의 서브 도메인의 구조는 또한 p53 의 DNA 결합 도메인과도 유사하였다. 한편, C말단 도메인은 5 개의 ββαβ 프로펠라 구조로 구성되고, 그 중심부에 부에 대전한 큰 홈이 존재하고 있었다. 홈의 내부에는 활성 잔기인 Asp350, His471, Asp473, Cys645 와 칼슘 이온이 2 개 존재하고, 활성 잔기 부위 부근의 구조는 아미디노트랜스퍼라아제(amidinotransferase) (AT) 와 N(G), N(G)-디메틸-L-아르기닌 아미디노히드로라아제(amidinohydrorase)와 유사하였다. 칼슘 이온이 존재하지 않는 PAD4 와 활성 잔기 부근의 구조를 비교하면, 2 개의 칼슘 이온이 부에 대전한 큰 홈에 결합함으로써 C645 (A645) 및 Asp350 근방의 구조가 크게 변화하여 클레프트가 형성되고, 거기에 기질이 결합하는 것이 분명해졌다. 또, 칼슘 이온의 결합 양식이 잘 알려져 있는 EF 핸드 모티프와는 분명히 달랐다. 이상의 결과로부터, PAD4 는 아르기닌 수식 효소의 슈퍼 패밀리에 속하는 단백질이지만, 활성 부위의 2 개의 칼슘 이온이 촉매 활성을 제어하고, 그 결합 양식은 칼슘 결합 모티프로서 알려져 있는 EF 핸드 모티프를 가지는 단백질과는 다르므로, 지금까지 없는 완전히 새로운 칼슘 이온에 의한 효소의 활성화 기구를 가지는 단백질인 것이 분명해졌다.

그런데, 시라이 등등은 프로그램 PSI-BLAST, FUGUE 에 의해 아르기닌 프로세싱 효소(processing enzyme) 이 공통적인 폴드를 가지는 것을 추측하여, 아르기닌의 탈이미노화의 반응 기구를 제창하였다 (Shirai,H., Blundell,T.L. and Mizuguchi,K. (2001) A novel superfamily of enzymes that catalyze the modification of guanidino groups. TIBS, 26, 465-468). 또한, Das 등등은 마이코플라즈마 아르기니니(Mycoplasma arginini) 유래의 아르기닌디이미나아제와 반응 중간체의 복합체의 X 선 결정 구조 해석을 실시하고, L-아르기닌의 탈이미노화의 반응 기구를 제창하였다 (Das et al. (2004) Crystal structures of arginine deiminase with covalent reaction intermediates: Implication for catalytic mechanism). 본 발명자들의 BA-Ca² ⁺PAD4(C645A) 의 구조 해석에 의해, 펩티딜아르기닌 (PAD4 의 반응 기질) 의 탈이미노화 반응의 메카니즘에 있어서의 기질 인식 기구가 Das 등등에 의해 제창된 모델과 일치하는 것이 나타났으므로, PAD4 에 의한 단백질의 탈이미노화 반응은 Das 등등에 의해 제창되고 있는 2 단계의 반응 기구, 즉, 제 1 단계에서는 Cys645 의 티올기가 펩티딜 아르기닌의 구아니디노기의 탄소 Cζ 를 구핵 공격하여 tetrahedral adduct 가 형성되고, 그 후, Asp350 과 Asp473 이 기질과 수소 결합 및 염교를 형성함으로써 구아니디노기의 탄소 Cζ 의 구핵성이 높아지고, 구아니디노기의 Cζ 와 Nh2 사이의 결합이 절단되어 암모니아가 생성된다. 그리고, 제 2 단계에서는, His471 에 의해 활성화된 물분자가 Cζ 를 구핵 공격하여 다시 tetrahedral adduct 가 형성된 후, Cζ 와 Cys645 의 황 원자 Sγ 사이의 결합이 개열하여 펩티딜시트룰린 잔기 (PAD4 의 반응 생성물) 가 발생하는 것이라고 생각된다. 본 발명자들이 제창하는 PAD4 의 탈이미노화 반응 기구를 도 1 에 나타낸다.

이상의 지견에 기초하여, 본 발명자들은 PAD4 의 효소 활성을 저해하는 새로운 화합물을 설계 및 제작하여, PAD4 저해 활성을 측정하였다. 그 결과, 이들 화합물이 PAD4 저해 활성을 가지는 것을 발견하여, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.

본 발명의 요지는 이하와 같다.

(1) 하기 일반식 (Ⅰ) 로 표시되는 화합물 또는 그 염.

(식 중, R¹, R² 및 R³ 은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼3 의 알킬기이지만, 단, R¹, R² 및 R³ 중 적어도 1 개는 수소 원자가 아니고, R⁴ 는 치환 기를 가지는 아미노기이며, R⁵ 는 치환기를 가지고 있어도 되는 카르복실기이다)

(2) R⁴ 가, 하기 식

(식 중, R⁴¹ 은 R⁴⁰¹CO- (식 중, R⁴⁰¹ 은, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이다〕로 표시되는 기, R⁴⁰²S(O)_m-〔식 중, R⁴⁰² 는, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, m 은 1 또는 2 의 정수이다〕로 표시되는 기, R⁴⁰⁵N(R⁴⁰⁶)-CHR⁴⁰⁴-CO-[NH-CHR⁴⁰³-CO]_n-〔식 중, R⁴⁰³, R⁴⁰⁴, R⁴⁰⁵ 및 R⁴⁰⁶ 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, n 은 1∼50 중 어느 하나의 정수이다〕로 표시되는 기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 펩티딜기, R⁴² 는 수소 원자 또는 탄소수 1∼3 의 알킬기이다) 로 표시되는 기인 (1) 에 기재된 화합물 또는 그 염.

(3) R⁴¹ 이, 치환기를 가지고 있어도 되는 벤조일기, 치환기를 가지고 있어도 되는 벤조일펩티딜기, 치환기를 가지고 있어도 되는 댄실기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 댄실펩티딜기이며, R⁴² 가 수소 원자인 (2) 에 기재된 화합물 또는 그 염.

(4) R¹, R² 및 R³ 은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기이지만, 단, R¹, R² 및 R³ 중 적어도 1 개는 메틸기인 (1)∼(3) 중 어느 하나에 기재된 화합물 또는 그 염.

(5) 하기의 (Ia), (Ib) 또는 (Ic) 로 표시되는 화합물 또는 그 염인 (4) 에 기재된 화합물 또는 그 염.

(6) 하기와 같은 스킴으로 표시되는, 서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질을 유효 성분으로서 함유하는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.

(스킴 중, Asp350, His471, Asp473 및 Cys645 는, 각각, 서열 번호 1 의 아미노산 서열에 있어서의 350 위치의 아스파르트산 잔기, 471 위치의 히스티딘 잔기, 473 위치의 아스파르트산 잔기 및 645 위치의 시스테인 잔기를 나타낸다)

(7) 서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질이 아르기닌 유도체인 (6) 에 기재된 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해 제.

(8) 아르기닌의 아미노기 및 구아니디노기가 치환기를 가지고, 아르기닌의 카르복실기가 치환기를 가지고 있어도 되는 아르기닌 유도체를 유효 성분으로서 함유하는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.

(9) 아르기닌 유도체가 (1)∼(5) 의 중 어느 하나에 기재된 화합물 또는 그 염인 (7) 또는 (8) 에 기재된 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.

(10) 펩티딜아르기닌디이미나아제가 관여하는 질환을 예방 및/또는 치료하기 위해 이용되는 (6)∼(9) 중 어느 하나에 기재된 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.

(11) 펩티딜아르기닌디이미나아제가 관여하는 질환이 관절 류머티즘, 건선 및 다발성 경화증으로 이루어지는 군에서 선택되는 (10) 에 기재된 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.

본 명세서에 있어서,「펩티딜아르기닌디이미나아제 4」란, 서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 야생형 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 이고, 동일한 생물학적 활성 (즉, 칼슘 이온 존재하에서 단백질 중의 아르기닌 잔기를 탈이미노화하여 시트룰린 잔기로 변환하는 반응을 촉매하는 효소 활성) 을 가지고, 또한, 서열 번호 1 의 아미노산 서열과 상동(相同)의 아미노산 서열을 가지는 것도 포함한다.

또, 본 명세서에 있어서, Boc 는 t-부톡시기, Arg 는 아르기닌, Tos 는 p-톨루엔술포닐, Me 는 메틸기, ADMA 는 N^G, N^G-디메틸-L-아르기닌, SDMA 는 N^G, N'^G-디 메틸-L-아르기닌, Bz 는 벤조일기를 나타낸다.

또한, 본 명세서에 있어서,「∼」는 그 전후에 기재되는 수치를 각각 최소치 및 최대치로서 포함하는 범위를 나타낸다.

이하, 본 발명을 상세히 설명한다.

1. 일반식 (I) 로 표시되는 화합물 또는 그 염

본 발명은, 일반식 (I) 로 표시되는 화합물 또는 그 염을 제공한다.

일반식 (I) 로 표시되는 화합물 또는 그 염은, L 체, D 체, DL 체 중 어느 것이어도 되지만, L 체가 효과적이다.

일반식 (I) 에 있어서, R¹, R² 및 R³ 은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼3 의 알킬기이지만, 단, R¹, R² 및 R³ 중 적어도 1 개는 수소 원자는 아니다. 탄소수 1∼3 의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기를 들 수 있다.

R¹, R² 및 R³ 이, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기이지만, 단, R¹, R² 및 R³ 중 적어도 1 개는 메틸기인 것이 바람직하다.

일반식 (Ⅰ) 에 있어서, R⁴ 는 치환기를 가지는 아미노기이다. R⁴ 의 아미노기에 부가되는 치환기는, 그 치환기를 가지는 화합물이 PAD4 에 인식되는 (즉, PAD4 와 상호 작용하는) 한, 어떠한 것이어도 되지만, R⁴ 의 아미노기의 질소에 직접 결합하는 원자에 옥소기 (=O) 가 결합되어 있는 것이 바람직하다. R⁴ 의 일례로서 하기의 식으로 표시되는 기를 들 수 있다.

상기 식에 있어서, R⁴¹ 은, R⁴⁰¹CO-〔식 중, R⁴⁰¹ 은, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이다〕로 표시되는 기, R⁴⁰²S(0)_m-〔식 중, R⁴⁰² 는, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, m 은 1 또는 2 의 정수이다〕로 표시되는 기, R⁴⁰⁵N(R⁴⁰⁶)-CHR⁴⁰⁴-CO-[NH-CHR⁴⁰³-CO]_n-〔식 중, R⁴⁰³, R⁴⁰⁴, R⁴⁰⁵ 및 R⁴⁰⁶ 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, n 은 1∼50 중 어느 하나의 정수이다〕로 표시되는 기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 펩티딜기이고, R⁴² 는 수소 원자 또는 탄소수 1∼3 의 알킬기이다. R⁴⁰⁵N(R⁴⁰⁶)-CHR⁴⁰⁴-CO- 로 표시되는 기 및 -NH-CHR⁴⁰³-CO 로 표시되는 기로서는, 천연의 단백질이나 펩티드 중에 존재하는 아미노산 잔기를 예시할 수 있다. R⁴¹ 의 펩티딜기의 치환기로서는, 벤조일기, 댄실기 등을 들 수 있고, 이 벤조일기, 댄실기 등은 또한 치환기를 가지고 있어도 된다. 벤조일기, 댄실기 등의 치환기로서는, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소, 염소, 브롬, 요오드 등), 수산기, 탄소수 1∼6 의 알콕시기 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시 등), 아미노기, 카르바모일기, 탄소수 1∼6 의 알콕시카르보닐기 (예를 들어, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐 등), 복소환기 (복소환기의 복소환으로서는, 1 개의 황 원자, 질소 원자 또는 산소 원자를 함유하는 5∼7 원자 고리, 2∼4 개의 질소 원자를 함유하는 5∼6 원자 고리, 1∼2 개의 질소 원자 및 1 개의 황 원자 또는 산소 원자를 함유하는 5∼6 원자 고리 등을 들 수 있고, 이들의 복소환은 1∼2 개의 질소 원자를 함유하는 6 원자 고리, 벤젠고리 또는 1 개의 황 원자를 함유하는 5 원자 고리와 축합하고 있어도 되고, 복소환기의 구체예로서는, 2-피리딜, 3-피리딜, 4-피리딜, 피리미딜, 피라지닐, 피리다지닐, 피라졸릴, 이미다졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 피리드[2,3-d]피리미딜, 벤조피라닐, 1,8-나프티리딜, 1,5-나프티리딜, 1,6-나프티리딜, 1,7-나프티리딜, 퀴놀릴, 티에노[2,3-b]피리딜, 테트라졸릴, 티아디아졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아지닐, 트리아졸릴, 티에닐, 피롤릴, 피롤리닐, 푸릴, 피롤리디닐, 벤조티에닐, 인돌릴, 이미다졸리디닐, 피페리딜, 피페리디노, 피페라지닐, 모르폴리닐, 모르폴리노 등을 들 수 있다) 등을 들 수 있다. 아미노기는 탄소수 1∼6 의 알킬기나 탄소수 1∼10 의 아실기로 치환되어 있어도 된다. 또한, 카르바모일기는, 탄소수 1∼6 의 알킬기로 치환되어 있어도 된다.

R⁴⁰¹, R⁴⁰², R⁴⁰³,R⁴⁰⁴, R⁴⁰⁵ 및 R⁴⁰⁶ 의 탄화수소기로서는, 포화 사슬식 탄화수소기 (예를 들어, 탄소수 1∼6 의 직쇄상 및 분기상 알킬기 등), 불포화 사슬식 탄화수소기 (예를 들어, 탄소수 1∼6 의 직쇄상 및 분기상 알케닐기, 탄소수 1∼6 의 직쇄상 및 분기상 알키닐기 등), 지환식 탄화수소기 (예를 들어, 탄소수 1∼6 의 시클로알킬기, 탄소수 1∼6 의 시클로알케닐기, 탄소수 1∼6 의 시클로알키닐기 등), 방향족 탄화수소기 (예를 들어, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기 등) 를 들 수 있다.

R⁴⁰¹, R⁴⁰², R⁴⁰³, R⁴⁰⁴, R⁴⁰⁵ 및 R⁴⁰⁶ 이 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기인 경우의 치환기로서는, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소, 염소, 브롬, 요오드 등), 수산기, 탄소수 1∼6 알콕시기 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시 등), 아미노기, 카르바모일기, 탄소수 1∼6 알콕시카르보닐기 (예를 들어, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐 등), 복소환기 (복소환기 의 복소환으로서는, 1 개의 황 원자, 질소 원자 또는 산소 원자를 함유하는 5∼7 원자 고리, 2∼4 개의 질소 원자를 함유하는 5∼6 원자 고리, 1∼2 개의 질소 원자 및 1 개의 황 원자 또는 산소 원자를 함유하는 5∼6 원자 고리 등을 들 수 있고, 이들의 복소환은 1∼2 개의 질소 원자를 함유하는 6 원자 고리, 벤젠고리 또는 1 개의 황 원자를 함유하는 5 원자 고리와 축합하고 있어도 되고, 복소환기의 구체예로서는, 2-피리딜, 3-피리딜, 4-피리딜, 피리미딜, 피라지닐, 피리다지닐, 피라졸릴, 이미다졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 피리드[2,3-d]피리미딜, 벤조피라닐, 1,8-나프티리딜, 1,5-나프티리딜, 1,6-나프티리딜, 1,7-나프티리딜, 퀴놀릴, 티에노[2,3-b]피리딜, 테트라졸릴, 티아디아졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아지닐, 트리아졸릴, 티에닐, 피롤릴, 피롤리닐, 푸릴, 피롤리디닐, 벤조티에닐, 인돌릴, 이미다졸리디닐, 피페리딜, 피페리디노, 피페라지닐, 모르폴리닐, 모르폴리노 등을 들 수 있다) 등을 들 수 있다. 아미노기는 탄소수 1∼6 의 알킬기나 탄소수 1∼10 의 아실기로 치환되어 있어도 된다. 또한, 카르바모일기는, 탄소수 1∼6 의 알킬기로 치환되어 있어도 된다.

R⁴⁰¹, R⁴⁰², R⁴⁰³, R⁴⁰⁴, R⁴⁰⁵ 및 R⁴⁰⁶ 의 복소환기에 있어서의 복소환으로서는, 1 개의 황 원자, 질소 원자 또는 산소 원자를 함유하는 5∼7 원자 고리, 2∼4 개의 질소 원자를 함유하는 5∼6 원자 고리, 1∼2 개의 질소 원자 및 1 개의 황 원자 또는 산소 원자를 함유하는 5∼6 원자 고리 등을 들 수 있고, 이들의 복소환은 1∼2 개의 질소 원자를 함유하는 6 원자 고리, 벤젠고리 또는 1 개의 황 원자를 함유하 는 5 원자 고리와 축합하고 있어도 된다. 복소환기의 구체예로서는, 2-피리딜, 3-피리딜, 4-피리딜, 피리미딜, 피라지닐, 피리다지닐, 피라졸릴, 이미다졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 피리드[2,3-d]피리미딜, 벤조피라닐, 1,8-나프티리딜, 1,5-나프티리딜, 1,6-나프티리딜, 1,7-나프티리딜, 퀴놀릴, 티에노[2,3-b]피리딜, 테트라졸릴, 티아디아졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아지닐, 트리아졸릴, 티에닐, 피롤릴, 피롤리닐, 푸릴, 피롤리디닐, 벤조티에닐, 인돌릴, 이미다졸리디닐, 피페리딜, 피페리디노, 피페라지닐, 모르폴리닐, 모르폴리노 등을 들 수 있다.

R⁴⁰¹, R⁴⁰², R⁴⁰³, R⁴⁰⁴, R⁴⁰⁵ 및 R⁴⁰⁶ 이 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기인 경우의 치환기로서는, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소, 염소, 브롬, 요오드 등), 수산기, 탄소수 1∼6 의 알킬기 (예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기 등), 탄소수 1∼6 의 알콕시기 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시 등), 아미노기, 카르바모일기, 탄소수 1∼6 의 알콕시카르보닐기 (예를 들어, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐 등), 상기의 복소환 등을 들 수 있다. 아미노기는 탄소수 1∼6 의 알킬기나 탄소수 1∼10 의 아실기로 치환되어 있어도 된다. 또한, 카르바모일기는 탄소수 1∼6 의 알킬기로 치환되어 있어도 된다.

R⁴² 의 탄소수 1∼3 의 알킬기로서는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기를 들 수 있다.

R⁴¹ 이 치환기를 가지고 있어도 되는 벤조일기, 치환기를 가지고 있어도 되는 벤조일펩티딜기, 치환기를 가지고 있어도 되는 댄실기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 댄실프로펩티딜기이고, R⁴² 가 수소 원자인 것이 바람직하다.

일반식 (I) 에 있어서, R⁵ 는 치환기를 가지고 있어도 되는 카르복실기이다. R⁵ 가 치환기를 가지는 카르복실기인 경우의 치환기는 어떠한 것이어도 된다. 예를 들어, PAD4 에 대한 저해 활성을 높이기 위해서는, R⁵ 는, -COOR⁵¹ (식 중, R⁵¹ 은 탄소수 1∼20 의 알킬기이다) 로 표시되는 기, -COO-{R⁵⁴N(R⁵⁵)-CHR⁵³-CO-[NH-CHR⁵²-CO]_p}〔식 중, R⁵², R⁵³, R⁵⁴ 및 R⁵⁵ 는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, p 는 1∼50 중 어느 하나의 정수이다〕로 표시되는 기 등이면 된다. R⁵⁴N(R⁵⁵)-CHR⁵³-CO- 로 표시되는 기 및 -NH-CHR⁵²-CO- 로 표시되는 기로서는, 천연의 단백질이나 펩티드 중에 존재하는 아미노산 잔기를 예시할 수 있다.

R⁵¹ 의 알킬기는, 탄소수 1∼20 의 직쇄상 및 분기상 알킬기 중 어느 것이어도 되고, 구체적으로는, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, i-프로필기, n-부틸, i-부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실 등을 들 수 있다.

R⁵², R⁵³, R⁵⁴ 및 R⁵⁵ 의 탄화수소기로서는, 포화 사슬식 탄화수소기 (예를 들어, 탄소수 1∼6 의 직쇄상 및 분기상 알킬기 등), 불포화 사슬식 탄화수소기 (예를 들어, 탄소수 1∼6 의 직쇄상 및 분기상 알케닐기, 탄소수 1∼6 의 직쇄상 및 분기상 알키닐기 등), 지환식 탄화수소기 (예를 들어, 탄소수 1∼6 의 시클로 알킬기, 탄소수 1∼6 의 시클로알케닐기, 탄소수 1∼6 의 시클로알키닐기 등), 방향족 탄화수소기 (예를 들어, 페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기 등) 를 들 수 있다.

R⁵², R⁵³, R⁵⁴ 및 R⁵⁵ 가 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기인 경우의 치환기로서는, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소, 염소, 브롬, 요오드 등), 수산기, 탄소수 1∼6 의 알콕시기 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시 등), 아미노기, 카르바모일기, 탄소수 1∼6 의 알콕시카르보닐기 (예를 들어, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐 등), 복소환기 (복소환기의 복소환으로서는, 1 개의 황 원자, 질소 원자 또는 산소 원자를 함유하는 5∼7 원자 고리, 2∼4 개의 질소 원자를 함유하는 5∼6 원자 고리, 1∼2 개의 질소 원자 및 1 개의 황 원자 또는 산소 원자를 함유하는 5∼6 원자 고리 등을 들 수 있고, 이들의 복소환은 1∼2 개의 질소 원자를 함유하는 6 원자 고리, 벤젠고리 또는 1 개의 황 원자를 함유하는 5 원자 고리와 축합하고 있어도 되고, 복소환기의 구체예로서는, 2-피리딜, 3-피리딜, 4-피리딜, 피리미딜, 피라지닐, 피리다지닐, 피라졸릴, 이미다졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 피리드[2,3-d]피리미딜, 벤조 피라닐, 1,8-나프티리딜, 1,5-나프티리딜, 1,6-나프티리딜, 1,7-나프티리딜, 퀴놀릴, 티에노[2,3-b]피리딜, 테트라졸릴, 티아디아졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아지닐, 트리아졸릴, 티에닐, 피롤릴, 피롤리닐, 푸릴, 피롤리디닐, 벤조티에닐, 인돌릴, 이미다졸리디닐, 피페리딜, 피페리디노, 피페라지닐, 모르폴리닐, 모르폴리노 등을 들 수 있다) 등을 들 수 있다. 아미노기는 탄소수 1∼6 의 알킬기나 탄소수 1∼10 의 아실기로, 치환되어 있어도 된다. 또, 카르바모일기는, 탄소수 1∼6 의 알킬기로 치환되어 있어도 된다.

R⁵², R⁵³, R⁵⁴ 및 R⁵⁵ 의 복소환기에 있어서의 복소환으로서는, 1 개의 황 원자, 질소 원자 또는 산소 원자를 함유하는 5∼7 원자 고리, 2∼4 개의 질소 원자를 함유하는 5∼6 원자 고리, 1∼2 개의 질소 원자 및 1 개의 황 원자 또는 산소 원자를 함유하는 5∼6 원자 고리 등을 들 수 있고, 이들의 복소환은 1∼2 개의 질소 원자를 함유하는 6 원자 고리, 벤젠고리 또는 1 개의 황 원자를 함유하는 5 원자 고리와 결합하고 있어도 된다. 복소환기의 구체예로서는, 2-피리딜, 3-피리딜, 4-피리딜, 피리미딜, 피라지닐, 피리다지닐, 피라졸릴, 이미다졸릴, 티아졸릴, 이소티아졸릴, 옥사졸릴, 이속사졸릴, 피리드[2,3-d]피리미딜, 벤조피라닐, 1,8-나프티리딜, 1,5-나프티리딜, 1,6-나프티리딜, 1,7-나프티리딜, 퀴놀릴, 티에노[2,3-b]피리딜, 테트라졸릴, 티아디아졸릴, 옥사디아졸릴, 트리아지닐, 트리아졸릴, 티에닐, 피롤릴, 피롤리닐, 푸릴, 피롤리디닐, 벤조티에닐, 인돌릴, 이미다졸리디닐, 피페리딜, 피페리디노, 피페라지닐, 모르폴리닐, 모르폴리노 등을 들 수 있다.

R⁵², R⁵³, R⁵⁴ 및 R⁵⁵ 가 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기인 경우의 치환기로서는, 할로겐 원자 (예를 들어, 불소, 염소, 브롬, 요오드 등), 수산기, 탄소수 1∼6 의 알킬기 (예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기. i-프로필기 등), 탄소수 1∼6 알콕시기 (예를 들어, 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 부톡시, 펜톡시 등), 아미노기, 카르바모일기, 탄소수 1∼6 의 알콕시카르보닐기 (예를 들어, 메톡시카르보닐, 에톡시카르보닐, 프로폭시카르보닐 등), 상기의 복소환기 등을 들 수 있다. 아미노기는 탄소수 1∼6 의 알킬기나 탄소수 1∼10 의 아실기로 치환되어 있어도 된다. 또, 카르바모일기는 탄소수 1∼6 의 알킬기로 치환되어 있어도 된다.

일반식 (I) 로 표시되는 화합물의 구체예로서 하기의 (Ia), (Ib) 또는 (Ic) 로 표시되는 화합물을 들 수 있다.

식 (Ia) 로 표시되는 화합물은 Bz-Arg (모노-메틸) 이다. 식 (Ib) 로 표시되는 화합물은 Bz-ADMA 이다. 식 (Ic) 로 표시되는 화합물은 Bz-SDMA 이다.

일반식 (I) 로 표시되는 화합물은, 시판되는 아르기닌 또는 하기와 같은 구조식으로 표시되는 아르기닌 유도체를 출발 물질로서 합성할 수 있다.

(식 중, R¹, R² 및 R³ 은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼3 의 알킬기이지만, 단, R¹, R² 및 R³ 중 적어도 1 개는 수소 원자가 아니다)

일반식 (I) 에 있어서, R⁴ 가 R⁴⁰¹-CO-NH- (식 중, R⁴⁰¹ 은 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이다) 로 표시되는 기이고, R⁵ 가 카르복실기인 화합물은, 출발 물질인 상기의 아르기닌 또는 아르기닌 유도체를 R⁴⁰¹CO-O-COR^4O1 로 표시되는 산대칭 무수물에서의 아실화 또는 Bz₂O (벤조산 무수물, benzoic anhydride) 에 의해 벤조일화함으로써 제조할 수 있다. 벤조일화 반응은 공지된 방법으로 실시할 수 있다. 예를 들어, 불활성 용매 중에서 염기의 존재 하에 벤조일화 반응을 실시하면 된다. 이 반 응에 이용되는 불활성 용매로서는, 예를 들어, 디메틸포름아미드 (DMF), 디메틸술폭사이드 (DMSO), 테트라히드로푸란 (THF) 등과 물 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 또, 염기로서는 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨을 이용하여 아르기닌 측쇄의 구아니디노 골격의 pKa 가 약 12 인 것을 고려하여, 반응 용액의 pH 가 약 10 이하가 되도록 한다. 반응 온도는 약 0∼37℃ 가 적당하고, 반응 시간은 약 10 분∼ 약 24 시간이 적당하다. BZ₂0 의 사용량은 아르기닌 또는 아르기닌 유도체 (출발 물질) 의 1 몰에 대해서 약 1∼1.2 몰이 적당하다.

일반식 (I) 에 있어서, R⁴ 가 R⁴⁰²-S(O)_m-NH- (식 중, R⁴⁰² 는 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, m 은 1 또는 2 의 정수이다) 로 표시되는 기이고, R⁵ 가 카르복실기인 화합물은 예를 들어 m=2 인 경우, 출발 물질인 상기의 아르기닌 또는 아르기닌 유도체를 DNS-Cl (댄실클로라이드) 로 댄실화함으로써 제조할 수 있다. 댄실화 반응은 공지된 방법으로 실시할 수 있다 (B.s.Hartley, V.Massey, Biochim. Biophys. Acta, 21, 58 (1956)). 예를 들어, 불활성 용매 중에서, 염기의 존재하에 댄실화 반응을 실시하면 된다. 이 반응에 이용되는 불활성 용매로서는, 예를 들어, 아세톤, 디메틸포름아미드 (DMF), 디메틸술폭사이드 (DMSO), 테트라히드로푸란 (THF) 등과 물 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 또, 염기로서는, 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨을 이용하여 아르기닌 측쇄의 구아니디노 골격의 pKa 가 약 12 인 것을 고려하여, 반응 용액의 pH 가 약 10 이하가 되도록 한다. 반응 온도는 약 0∼37℃ 가 적당하고, 반응 시간은 약 10 분∼약 24 시간이 적당하다. DNS-Cl 의 사용량은, 아르기닌 또는 아르기닌 유도체 (출발 물질) 의 1 몰에 대해서 약 1∼1.2 몰이 적당하고, 농도를 5mM 부근으로 하는 것이 바람직하다.

일반식 (I) 에 있어서, R⁴ 가 R⁴⁰⁵N(R⁴⁰⁶)-CHR⁴⁰⁴-CO-[NH-CHR⁴⁰³-CO]_n-NH-〔식 중, R⁴⁰³, R⁴⁰⁴, R⁴⁰⁵ 및 R⁴⁰⁶ 은, 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, n 은 1∼50 중 어느 하나의 정수이다〕로 표시되는 기이고, R⁵ 가 카르복실기인 화합물은, 예를 들어 이하의 방법에 의해 합성할 수 있다. 먼저, 출발 물질인 상기 아르기닌 또는 아르기닌 유도체를, 벤조일화와 동일하게, Boc₂O (t-부틸옥시카르보닐산 대상 무수물) 에 의해 Boc 화한다. 얻어진 Boc-Arg 또는 그 유도체를 공지된 방법을 이용하여 (J.Ramachandran, C.H.Li,j.Org.Chem.,27, 4006(1962)), p-톨루엔술포닐클로라이드에 의해, 측쇄의 구아니디노기를 토실화한다. 이 유도체를 이용함으로써, 공지된 방법 (노벨 화학상 수상) 인 펩티드의 고상 합성법에 의해 (R.B.Merrifield, J.Am.Chem.Soc., 85, 2149(1963)), 상기 펩티드를 얻는 것이 가능하다.

일반식 (I) 에 있어서, R⁴ 가 R⁴¹-NH-〔식 중, R⁴¹ 은 치환기를 가지고 있어도 되는 벤조일펩티딜기이다〕이고, R⁵ 가 카르복실기인 화합물은, 예를 들어 이하의 방법에 의해 합성할 수 있다.

먼저, 기존의 방법인 Fmoc 고상 합성법 (Atherton, E. and Sheppard, R.C., 1989, Solid Phase Peptide Synthesis. A Practical Approach., IPF Press, Oxford, UK) 을 이용하여 펩티드사슬을 합성한다. 단, 이 때 이용하는 Asp, Glu 에는 Fmoc-Asp(OcHex), Fmoc-Glu(OcHex), Lys, Arg 에는 Fmoc-Lys (Cl-Z), Fmoc-Arg(Tos) 와 같이 측쇄 카르복실기가 TFA 로 절단되지 않고 HF 로 절단되는 것을 이용한다. 마지막 N 말단 아미노산의 Fmoc 기를 제거한 후, 전술한 바와 같이, Bz₂O (벤조산 무수물) 를 이용하여 공지된 방법에 의해 벤조일화를 실시한다. 다음으로, 에탄디티올(ethanedithiol), 티오아니솔(thioanisole)등의 스카벤져 시약의 존재 하에서 목적 펩티드 수지를 TFA 로 처리하고, 유리(游籬)하는 목적 펩티드를 HPLC 등으로 정제한다. 다음으로, 이 유리 펩티드를 DMF 등의 용매에 용해하고, 빙랭 하, 1-에틸-3-(3-디미텔아미노프로필)카르보디이미드를 1 등량 첨가하여, 펩티드의 무수물을 생성 후, Arg 또는 Arg 유도체를 첨가한다. 또, 이 때 첨가하는 염기로서는, 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨을 이용하여 아르기닌 측쇄의 구아니디노 골격의 pKa 가 약 12 인 것을 고려하여, 반응 용액의 pH 가 약 10 이하가 되도록 한다. 반응 온도는 약 0∼37℃ 가 적당하고, 반응 시간은 약 10 분∼약 24 시간이 적당하다. 마지막으로, 생성된 펩티드를 HF (무수 불화 수소) 로 처리하고, 벤조일기 이외의 모든 보호기를 제거하여 정제한다.

일반식 (I) 에 있어서, R⁴ 가 R⁴¹-NH- 〔식 중, R⁴¹ 은 치환기를 가지고 있어도 되는 댄실펩티딜기이다〕이고, R⁵ 가 카르복실기인 화합물은, 상기 반응에서, Fmoc 기를 떼어낸 후에 댄실 클로라이드(dansyl chloride)를 첨가함으로써, 댄실화하고, 그 후에는 상기와 동일한 방법으로 합성할 수 있다.

일반식 (I) 에 있어서, R⁴ 가 R⁴⁰¹-CO-NR⁴²- (식 중, R⁴⁰¹ 은 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이다) 로 표시되는 기이고, R⁵ 가 카르복실기인 화합물은, 예를 들어 R⁴² 가 메틸기 (CH₃-) 인 경우, 출발 물질인 상기의 아르기닌 또는 아르기닌 유도체의 N^α-메틸체를 R⁴⁰¹C-O-O-COR⁴⁰¹ 로 표시되는 산 대칭 무수물을 이용함으로써 제조할 수 있다. 예를 들어, 불활성 용매 중에서, 염기의 존재 하에 반응을 실시하면 된다. 이 반응에 이용되는 불활성 용매로서는, 예를 들어 디메틸포름아미드 (DMF), 디메틸술폭사이드 (DMSO), 테트라히드로푸란 (THF) 등과 물 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 또, 염기로서는, 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨을 이용하여 아르기닌 측쇄의 구아니디노 골격의 pKa 가 약 12 인 것을 고려하여, 반응 용액의 pH 가 약 10 이하가 되도록 한다. 반응 온도는 약 0∼37℃ 가 적당하고, 반응 시간은 약 10 분∼약 24 시간이 적당하다. 산대칭 무수물의 사용량은, 아르기닌 또는 아르기닌 유도체의 N^a-메틸체 (출발 물질) 의 1 몰에 대해서 약 1∼1.2 몰이 적당하 다.

R⁴² 가 메틸기 (CH-) 인 화합물의 출발 물질로서 Boc-N-Me-Arg(Tos)-OH 가 BACHEM 사에서 시판되고 있다. 이것을 트리플루오르 아세트산으로 처리하여 탈Boc 반응을 실시하고, N-Me-Arg(Tos)-OH 를 얻을 수 있다 (생화학 실험 강좌 1, 단백질의 화학 IV-화학 수식과 펩티드 합성-, p234, 닛폰 생화학 편저, 도쿄 화학 동인). 이것을, 산대상 무수물 또는 Bz₂O 를 이용하여 메틸체의 α-아미노기에 여러가지 수식을 실시할 수가 있다.

측쇄 구아니디노기가 메틸화되고, 또한 α-아미노기가 메틸화된 것은, 시판되는 Arg(모노-메틸), ADMA, SDMA 를 Boc 화하고 (T.Nagasawa, K.Kuroiwa, K.Narita, Y.Isowa, Bull.Chem.Soc.Jpn., 46, 1269(1973)), 먼저, Boc-Arg(모노-메틸), Boc-ADMA, Boc-SDMA 를 합성한다. 다음으로, 메틸화된 측쇄 구아니디노기를 추가로 토실화하고 (J. Ramachandran, C.H.Li,J.Org.Chem., 27, 4006(1962)), 각각의 토실체인 Boc-Arg(모노-메틸, Tos), Boc-ADMA(Tos), Boc-SDMA(Tos) 를 조제한다. 이것을 트리플루오로아세트산으로 처리하여 탈 Boc 반응을 실시하고, Arg(모노-메틸, Tos), ADMA(Tos), SDMA(Tos) 를 조제한다. 이것을 출발 물질로 하여, N-벤질리덴아미노산으로 하여 환원함으로써 N-벤질화물로 하고, 포르말린과 포름산으로 메틸화 후 접촉 환원하여 벤질기를 제거함으로써 N-Me-Arg(모노-메틸, Tos), N-Me-ADMA(Tos), N-Me-SDMA(Tos) 를 얻을 수 있다 (P.Quitt, J.Hellerbach, K.Volger, Helv. Chim. Acta, 46, 327(1963)) . 이것을 전술한 바와 같이, HF 로 처리함으로써 (S.Sakakibara, Y.Shimonishi, Y.Kishida, M.Okada, H.Sugihara, Bull. Chem. Soc. Jpn, 40, 2164(1967)) N-Me-Arg(모노-메틸), N-Me-ADMA, N-Me-SDMA 를 얻을 수 있다. 이들을 출발 물질로 하여 산 대상 무수물 또는 Bz₂O 를 이용하여 메틸체의 α-아미노기에 여러 가지 수식을 실시할 수 있다.

일반식 (I) 에 있어서, R⁴ 가 R⁴⁰²-S(O)_m-NR⁴²- (식 중, R⁴⁰² 는, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, m 은 1 또는 2 의 정수이다) 로 표시되는 기이며, R⁵ 가 카르복실기인 화합물은, 예를 들어 m=2 이고, R⁴² 가 메틸기 (CH₃-) 인 경우, 출발 물질인 상기의 아르기닌 또는 아르기닌 유도체의 N^a-메틸체를 DNS-Cl (댄실클로라이드) 로 댄실화함으로서 제조할 수 있다. 댄실화 반응은 공지된 방법으로 실시할 수 있다 (B.S.Hartley, V.Massey, Biochim. Biophys. Acta, 21, 58(1956)). 예를 들어, 불활성 용매 중에서, 염기의 존재하에, 댄실화 반응을 실시하면 된다. 이 반응에 이용되는 불활성 용매로서는, 예를 들어 아세톤, 디메틸포름아미드 (DMF), 디메틸술폭사이드 (DMSO), 테트라히드로푸란 (THF) 등과 물 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 또한, 염기로서는 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨을 이용하여 아르기닌 측쇄의 구아니디노 골격의 pKa 가 약 12 인 것을 고려하여, 반응 용액의 pH 가 약 10 이하가 되도록 한다. 반응 온도는 약 0∼37℃ 가 적당하고, 반응 시간은 약 10 분∼약 24 시간이 적당하다. DNS-Cl 의 사용량은, 아르기닌 또는 아르기닌 유도체의 N^a-메틸체 (출발 물질) 의 1 몰에 대해서 약 1∼1.2 몰이 적당하고, 농도를 5mM 부근으로 하는 것이 바람직하다.

일반식 (I) 에 있어서, R⁴ 가 R⁴⁰⁵N(R⁴⁰⁶)-CHR⁴⁰⁴-CO-[NH--CHR⁴⁰³-CO]_n-NR⁴²-〔식 중, R⁴⁰³, R⁴⁰⁴, R⁴⁰⁵ 및 R⁴⁰⁶ 은 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, n 은 1∼50 중 어느 하나의 정수이다〕로 표시되는 기이며, R⁵ 가 카르복실기인 화합물은, 예를 들어 R⁴² 가 메틸기 (CH₃-) 인 경우, 출발 물질인 상기의 아르기닌 또는 아르기닌 유도체의 N^a-메틸체를 벤조일화와 동일하게, Boc₂O (t-부틸옥시카르보닐산 대상 무수물) 에 의해 Boc 화한다. 얻어진 Boc-Arg 또는 그 유도체의 N^a-메틸체를 공지된 방법을 이용하여 (J.Ramachandran,C.H.Li,J.Org Chem., 27, 4006(1962)), p-톨루엔술포닐클로라이드에 의해, 측쇄의 구아니디노기를 토실화한다. 이 유도체를 이용함으로써, 공지된 방법 (노벨 화학상 수상) 인 펩티드의 고상 합성법에 의해 (R.B.Merrifield,J.Am.Chem.Soc., 85, 2149(1963)), 상기 펩티드를 얻는 것이 가능하다.

일반식 (I) 에 있어서, R⁴ 가 R⁴¹-NR⁴²-〔식 중, R⁴¹ 은 치환기를 가지고 있어 도 되는 댄실펩티딜기이다〕이고, R⁵ 가 카르복실기인 화합물은, 예를 들어 R⁴² 가 메틸기 (CH₃-) 인 경우의 합성법의 일례를 이하에 기재한다.

먼저, 기존의 방법인 Fmoc 고상 합성법 (Atherton, E. and Sheppard, R.C., 1989, Solid Phase Peptide Synthesis. A Practical Approach., IPF Press, Oxford, UK) 을 이용하여 펩티드사슬을 합성한다. 단, 이 때 이용하는 Asp, Glu 에는 Fmoc-Asp(OcHex), Fmoc-Glu(OcHex), Lys, Arg 에는 Fmoc-Lys(Cl-Z), Fmoc-Arg(Tos) 와 같이 측쇄 카르복실기가 TFA 로 절단되지 않고, HF 로 절단되는 것을 이용한다. 마지막 N 말단 아미노산의 Fmoc 기를 제거한 후, 전술한 바와 같이, Bz₂O (벤조산 무수물) 를 이용하여 공지된 방법에 의해 벤조일화를 실시한다. 다음으로, 에탄디티올, 티오아니솔 등의 스카벤져 시약의 존재 하에서, 목적 펩티드 수지를 TFA 로 처리하고, 유리하는 목적 펩티드를 HPLC 등으로 정제한다. 다음으로, 이 유리 펩티드를 DMF 등의 용매에 용해하고, 빙랭 하, 1-에틸-3-(3-디메틸아미노프로필)카르보디이미드를 1 등량 첨가하여, 펩티드의 무수물을 생성한 후, N^a-메틸화한 Arg 또는 N^a-메틸화한 Arg 유도체를 첨가한다. 또한, 이 때 첨가하는 염기로서는, 탄산수소나트륨 또는 탄산수소칼륨을 이용하여 아르기닌 측쇄의 구아니디노 골격의 pKa 가 약 12 인 것을 고려하여, 반응 용액의 pH 가 약 10 이하가 되도록 한다. 반응 온도는 약 0∼37℃ 가 적당하고, 반응 시간은 약 10 분∼약 24 시간이 적당하다. 마지막으로, 생성된 펩티드를 HF (무수 불화 수 소) 로 처리하고, 벤조일기 이외의 모든 보호기를 제거하여 정제한다.

일반식 (I) 에 있어서, R⁴ 가 R⁴¹-NR⁴²-〔식 중, R⁴¹ 은 치환기를 가지고 있어도 되는 댄실펩티딜기이다〕이고, R⁵ 가 카르복실기인 화합물은 예를 들어 R⁴² 가 메틸기 (CH₃-) 인 경우, 상기 반응에서, Fmoc 기를 떼어낸 후에 댄실 클로라이드 를 첨가함으로써, 댄실화하고, 그 후에는 상기와 동일한 방법으로 합성할 수 있다.

R⁵ 의 카르복실기에 치환기를 도입하는 방법에 대해 간단하게 설명한다. 예를 들어, R⁵ 의 카르복실기에 알킬기 (예를 들어 메틸기, 에틸기) 나 벤질기를 도입하는 경우, 공지된 방법 (H.Yajima, Y.Kiso, K.Kitagawa, Chem.Pharm.Bull., 22, 1079(1974) 및 M.Brenner, W.Huber, Helv.Chim. Acta, 36, 1109(1953)) 에 의해, Arg 또는 그 유도체의 에스테르화를 실시한다. 얻어진 물질을 출발 물질로 하고, 상기의 Bz 화 반응 등과 동일하게 하여 Bz 화 등의 반응을 실시하여, 여러 가지 화합물을 합성할 수 있다.

또, R⁵ 가 -COO-[NR⁵⁴-CHR⁵³-CO-(NH-CHR⁵²CO-)_p] 인 경우의 화합물의 합성법을 간단하게 설명한다. R⁵⁴ 가 수소인 경우, 먼저, Merrifield 수지 (폴리스티렌 수지) 에 C 말단 아미노산을 결합시킨 보호 아미노산 수지를 Gisin 법 (B.F.Gisin, Helv.Chem.Acta, 56, 1476(1973)) 에 의해 조제한다. 이 보호 아미노산 수지를 출발 물질로 하여 p-1 회의 펩티드 고상 합성 (R.B.Merrifield, J.Am.Chem.Soc., 85, 2149(1963)) 을 반복하고, 또한, Boc-NR⁵⁴-CHR⁵³-COOH 를 축합시킨다. 다음으로, Boc-Arg(Tos) (펩티드 연구소, 오사카 미노오) 또는 Arg 유도체를 p-톨루엔술포닐클로라이드에 의해, 측쇄의 구아니디노기를 Tos 화한 것 (J.Ramachandran, C.H.Li,J.Org.Chem., 27, 4006(1962)) 을, 펩티드 고상 합성에 의해 추가로 연결시킨다. 이것을 불화 수소(HF) 로 처리함으로써 (S.Sakakibara, Y.Shimonishi, Y.Kishida, M.Okada, H.Sugihara, Bull.Chem.Soc.Jpn,40, 2164 (1967)), 목적물을 얻을 수 있다.

또, R⁵ 가 -COO-[NR⁵⁴-CHR⁵³-CO-(NH-CHR⁵²CO-)_p] 이고, R⁵⁴ 가 메틸기인 경우의 화합물은, 전술한 N-Me-Arg(모노-메틸,Tos), N-Me-ADMA(Tos), N-Me-SDMA(Tos)를 Boc 화함으로서, Boc-N-Me-Arg(모노-메틸, Tos), Boc-N-Me-ADMA(Tos), Boc-N-Me-SDMA(Tos) 를 조제하고, 이들을 상기 기술한 펩티드 고상 합성에 의해 목적 위치에 도입하여, 목적물을 조제할 수 있다.

일반식 (I) 로 표시되는 화합물이 산성 관능기 (예를 들어, 카르복실기 등) 를 가지는 경우, 통상적인 방법에 의해 염기 (예를 들어, 약학적으로 허용될 수 있는 염기) 와의 염을 형성시켜도 된다. 이러한 염으로서는, 예를 들어 나트륨염, 칼륨염, 알루미늄염, 칼슘염 등을 들 수 있다. 일반식 (I) 로 표시되는 화합물이 염기성 관능기 (예를 들어, 아미노기, 1 치환 아미노기 등) 를 함유하는 경우, 통상적인 방법에 의해 산 (예를 들어, 약학적으로 허용될 수 있는 산) 과의 염을 형성시켜도 된다. 이러한 염으로서는, 예를 들어 염산염, 황산염, 아세트 산염, 푸말산염 등을 들 수 있다.

일반식 (I) 로 표시되는 화합물 및 그 염은, 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제로서 이용할 수 있다.

2. 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 (PAD4) 저해제

본 발명은, 아래와 같은 스킴으로 표시되는, 서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질을 유효 성분으로서 함유하는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제를 제공한다.

(스킴 중, Asp350, His471, Asp473 및 Cys645 는, 각각 서열 번호 1 의 아미노산 서열에 있어서의 350 위치의 아스파르트산 잔기, 471 위치의 히스티딘 잔기, 473 위치의 아스파르트산 잔기 및 645 위치의 시스테인 잔기를 나타낸다)

서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질로서는, 아르기닌 유도체 등을 들 수 있다. 아르기닌 유도체로서는, 아르기닌의 아미노기 및 구아니디노기가 치환기를 가지고, 아르기닌의 카르복실기가 치 환기를 가지고 있어도 되는 아르기닌 유도체를 들 수 있고, 구체적으로는, 일반식 (I) 로 표시되는 화합물 및 그 염을 예시할 수 있다.

또, 서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질은, 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 또는 그 변이체 단백질의 3 차원 구조 좌표의 전부 또는 일부를 이용하여 탐색할 수 있다. 예를 들어, Protein Data Bank 에 등록되어 있는 Ca² ⁺-유리 PAD4 의 3 차원 구조 좌표 (accession code 1WD8) 또는 그것으로부터의 근평균 제곱 편차가, 결합 길이에 대하여 0.019 옹스트롬이며, 결합각에 대해 1.894° 인 좌표의 전부 또는 일부, Ca² ⁺-결합 PAD4(C645A) 의 3 차원 구조 좌표 (accession code 1WD9) 또는 그것으로부터의 근평균 제곱 편차가, 결합 길이에 대해 0.017 옹스트롬이며, 결합각에 대해 1.662°인 좌표의 전부 또는 일부 혹은 PAD4(C645A)ㆍ칼슘 이온ㆍ기질 (벤조일-L-아르기닌-아미드: BA) 의 복합체의 3 차원 구조 좌표 (accession code 1WDA) 또는 그것으로부터의 근평균 제곱 편차가, 결합 길이에 대해 0.014 옹스트롬이며, 결합각에 대해 1.595°인 좌표의 전부 또는 일부를 이용하여, 컴퓨터에 의해 서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 에 인식되는 물질을 탐색 (예를 들어, 동정, 검색, 평가 또는 설계) 하여, 그 다음으로, 그 물질의 적당한 위치에 적당한 종류의 원자 또는 원자단을 부가 또는 치환함으로써, 서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 에 인식되는 물질과 그 반응 기질의 반응 기 구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질을 설계할 수 있다. 물질의 탐색에 이용하는 컴퓨터는 특별히 한정되는 것이 아니고, 물질 탐색을 위한 프로그램이 동작하는 것이면 된다. 프로그램으로서는, DOCK (Science, 1992,257,1078), Gold4, Glide, FlexX (J.Mol.Biol., 1996,261,470), AutoDock (J.Comput.Chem., 1998,19,1639), ICM (J. Comput.Chem., 1994,15,488), Ludi 등을 예시할 수 있다.

공정 1∼5 중 어느 하나 또는 전부를 저해하는 물질을 설계하려면, 아르기닌의=NH₂(+) 기의 수소 원자 및/또는 -NH₂ 기의 수소 원자를 알킬기 (예를 들어, 메틸기나 에틸기 등) 로 치환 및/또는 -NH- 를 -CH₂- 로 치환하면 된다.

서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질은, 천연물 또는 합성품 중 어느 것이어도 되고, 고분자 화합물 또는 저분자 화합물 중 어느 것이어도 된다.

서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질은, 그 물질의 종류에 따라서 공지된 수법으로 제조하면 된다.

다음으로, 서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질과 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 의 상호 작용 (예를 들어, 펩티딜아 르기닌디이미나아제 4 에 대한 해리 정수), 서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질의 존재 하에서의 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 의 효소 활성을 조사하면 된다. 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 는 공지된 방법 (예를 들어, The Journal of Biological Chemistry, Vol.277, No.51, pp.49562-49568, 2002 및 그 중에 인용된 논문에 기재된 방법) 으로 조제할 수 있다. 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 에 대한 해리 정수는, BIACORE3000 (Pharamacia Biosensor AB) 을 이용한 표면 플라스몬 공명 실험에 의해 측정할 수 있다. 간단히 설명하면, 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 를 센서칩의 표면에 고정시킨 후, 피험 물질을 센서칩 상에 붓고, 평형 상태에 이르면, 스캣차드 플롯에 의해 해리 정수를 측정한다. 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 의 효소 활성은 Nakashima,K., Hagiwara,T., Ishigami,A., Nagata,S., Asaga,H., Kuramoto,M., Senshu,T. and Yamada, M.(1999) Molecular characterization of peptidylarginine deiminase in HL-60 cells induced by retinoic acid and 1α,25-dihydroxyvitamin D₃.J.Biol.Chem., 274, 27786-27792 에 기재된 방법으로 측정할 수 있다. 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 의 효소 활성을 저하시키는 물질은, 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제로서 이용할 수 있다.

본 발명의 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제는, 의약품으로서 인간, 그 외의 동물에 투여해도 되고, 실험용 시약으로서 이용해도 된다. 본 발명의 펩 티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제는, 단독으로 사용해도 되고, 또는 다른 약제 (예를 들어, 기타의 관절 류머티즘 예방ㆍ치료약) 와 조합하여 사용해도 된다.

본 발명의 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제를 인간에게 투여하는 경우에는, 예를 들어 유효 성분의 양으로 환산하여 1 일당 0.1∼9000㎎/㎏ (체중), 바람직하게는 1 일당 약 1∼900㎎/㎏ (체중) 의 투여량이고, 1 회 또는 수회로 나누어 경구 투여하면 되지만, 그 투여량이나 투여 회수는 증상, 연령, 투여 방법 등에 의해 적당히 변경할 수 있다.

본 발명의 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제는, 정제, 캡슐제, 과립제, 산제, 시럽제 등의 제재로 하여, 경구 투여해도 되고, 주사제, 좌제 등의 제재로 하여, 복강 내나 정맥 내로의 주사에 의해 비경구 투여할 수도 있다. 제재 중의 유효 성분의 함유율은, 1∼90 중량% 의 사이에서 변동시킬 수 있다. 예를 들어, 정제, 캡슐제, 과립제, 산제 등의 형태를 취하는 경우에는, 유효 성분을 5∼80 중량% 함유시키는 것이 바람직하다. 시럽제 등의 액제의 경우에는, 유효 성분을 1∼30 중량% 함유시키는 것이 바람직하다. 또한, 비경구 투여하는 주사제의 경우에는, 유효 성분을 1∼10 중량% 함유시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제의 제제화는, 부형제 (젖당, 백당, 포도당, 만니톨 등의 당류, 감자, 밀, 옥수수 등의 전분, 탄산칼슘, 황산칼슘, 탄산수소나트륨 등의 무기물, 결정 셀룰로오스 등), 결합제 (전분 풀액, 아라비아 고무, 젤라틴, 아르긴산나트륨, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올, 히드록시프로필셀룰로오스, 카멜로오스 등), 활택제 (스 테아르산 마그네슘, 탤크, 수소 첨가 식물유, 마크로골, 실리콘유), 붕괴제 (전분, 한천, 젤라틴 분말, 결정 셀룰로오스, CMCㆍNa, CMCㆍCa, 탄산칼슘, 탄산수소나트륨, 아르긴산나트륨 등), 교미 교취제 (젖당, 백당, 포도당, 만니톨, 방향성 정유류 등), 용제 (주사용수, 멸균 정제수, 참기름, 콩기름, 옥수수유, 올리브유, 면실유 등), 안정제 (질소, 이산화탄소 등의 불활성 가스, EDTA, 티오글리콜산 등의 킬레이트제, 아황산수소나트륨, 티오황산나트륨, L-아스코르브산, 롱가리트 등의 환원 물질 등), 보존제 (파라옥시벤조산에스테르, 클로로부탄올, 벤질알코올, 페놀, 염화벤잘코늄 등), 계면 활성제 (수소 첨가 피마자유, 폴리소르베이트 80, 20 등), 완충제 (시트르산, 아세트산, 인산의 나트륨염, 붕산 등), 희석제 등의 제제 첨가물을 이용하여 공지된 방법으로 실시된다.

본 발명의 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제는, 펩티딜아르기닌디이미나아제가 관여하는 질환을 예방 및/또는 치료하기 위해 이용할 수 있다. 펩티딜아르기닌디이미나아제가 관여하는 질환으로서는, 관절 류머티즘, 건선, 다발성 경화증 등이 알려져 있지만, 본 발명의 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제는, 관절 류머티즘, 다발성 경화증 등의 예방 및/또는 치료에 효과적이다. 또, 본 발명의 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제는, 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 의 연구에 이용할 수 있다.

본 명세서는, 본원의 우선권의 기초인 일본 특허 출원, 일본 특허출원 2004-28467호 명세서 및/또는 도면에 기재되는 내용을 포함한다.

발명의 효과

본 발명에 의해, 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제가 제공되었다. 이 저해제를 이용함으로써, 펩티딜아르기닌디이미나아제가 관여하는 질환 (예를 들어, 관절 류머티즘, 다발성 경화증 등) 을 예방 및/또는 치료할 수 있다.

도면의 간단한 설명

도 1 은, 본 발명자들이 제창하는 PAD4 의 탈이미노화 반응 기구.

도 2 는, 제조예에 있어서의 최종 정제품의 HPLC 차트. 1 은 Bz-Arg, 2는 Bz-Arg(모노-메틸), 3 은 Bz-ADMA, 4 는 Bz-SDMA 의 피크이다.

도 3 은, 제조예에서 제조한 Bz-Arg 유도체의 PAD4 소화에 있어서의 저해 반응 (반응 시간 40 분) 의 결과를 나타낸다.

도 4 는, 제조예에서 제조한 Bz-Arg 유도체의 PAD4 소화에 있어서의 저해 반응 (반응 시간 60 분) 의 결과를 나타낸다.

발명을 실시하기 위한 최선의 형태

이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명한다. 또한, 이들의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다.

〔제조예〕Bz-Arg 유도체의 합성

Arg 유도체 (Arg: 나카라이테스크(교토), 시트룰린: Sigma (St louis, USA), N^G-Monomethyl-L-arginine: 와코 쥰야쿠 (오사카), ADMA (N^G,N^G-Dimethyl-L- Argnine): ALEXIS Biochemicals (Lausen, Switzerland), SDMA (N^G,N'^G-Dimethyl-L-Argnine): ALEXIS Biochemicals (Lausen, Switzerland)) (10μmol) 을 0.1M NaHC0₃ (200㎕) 에 용해하고, Bz₂O (10μmol)/DMF(200㎕) 를 첨가하여 교반 후, 실온에서 1 시간 방치하였다. 반응액에 물 (200㎕) 을 첨가하여 희석한 후, 아세트산에틸 (500㎕) 로 3 회 세정하였다. 얻어진 수용액에 6M HCl(100㎕) 을 첨가하여 아세트산 에틸 (500㎕) 로 4 회 세정하였다. 다음으로, 역상 HPLC 를 이용하여, 얻어진 반응 용액으로부터 목적 Bz-Arg 유도체 (1. Bz-Arg, 2. Bz-Arg(모노-메틸), 3. Bz-ADMA, 4. Bz-SDMA) 를 정제하였다. 어느 Bz-Arg 유도체도 정제 후의 수율은 40% 정도이었다.

HPLC 조건

Waters M600 multi-solvent delivery system

UV: 220㎚

칼럼: Develosil ODS-UG-5 (4.6×150㎜)

Temp: 30 도

용매: 0.05% TFA 수용액 중, 5% 아세토니트릴로부터 1%/min 로, 아세토니트릴 농도를 상승시켰다.

최종 정제품의 HPLC 차트를 도 2 에 나타낸다. 도 2 의 1 은 Bz-Arg, 2 는 Bz-Arg(모노-메틸), 3 은 Bz-ADMA, 4 는 Bz-SDMA 의 피크이다.

화합물의 동정은 MALDI-TOFMS (질량 분석) 에 의해 실시하였다.

장치 Applied Biosystems Voyager System 6178

〔시험예〕Bz-Arg 유도체의 PAD4 소화에 의한 저해 반응

완충액 B (0.1M Tris/HCl, 10mM CaCl₂, 2mM DTT, pH7.6, 125㎕), Bz-Arg (0.1M Tris/HCl, 10mM CaCl₂, pH7.6, 25㎕ (농도 1nmol/㎕ 인 것부터)), PAD4 (1㎕) 를 빙랭 하에서 혼합하였다. PAD4 는, The Journal of Biological Chemistry, Vol.277, No.51, pp.49562-49568, 2002 및 그 중에 인용된 논문에 기재된 방법에 따라 조제하였다. Bz-Arg(모노-메틸), Bz-ADMA, Bz-SDMA, 완충액 A (0.1M Tris/HCl, 10mM CaCl₂, pH7.6) 를 각각 20㎕ 취하고 (농도 1nmol/㎕ 인 것부터), 상기 Bz-Arg 용액 (30㎕) 과 혼합하여, 37 도에서 40 분 또는 60 분 반응시켰다. 1M HCl (50㎕) 을 첨가하여 반응을 정지 후, 역상 HPLC 로 반응 혼합물을 분리하였다. 결과, Bz-ADMA 가 가장 저해 작용이 강하고, 다음으로 Bz- Arg(모노-메틸) 가 강하였다. 또, 이번에 사용한 농도에서는 Bz-SDMA 에는 저해 작용은 확인되지 않았다. 반응 시간 40 분의 결과를 도 3 에, 반응 시간 60 분의 결과를 도 4 에 나타낸다. 도 3 및 4 에 있어서, 1 은 저해제 없음, 2 는 Bz-Arg (모노-메틸), 3 은 Bz-ADMA, 4 는 Bz-SDMA 의 결과이다. 또, 세로축은 시료 번호를, 가로축은 디이미노화 반응 수율 (Bz-citrulline 의 생성 수율) 을 나타낸다.

본 명세서에서 인용한 모든 간행물, 특허 및 특허 출원을 그대로 참고로 하여 본 명세서에 받아들이는 것으로 한다.

본 발명에 의해, 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제가 제공된다. 이 저해제를 이용함으로써, 펩티딜아르기닌디이미나아제가 관여하는 질환 (예를 들어, 관절 류머티즘, 다발성 경화증 등) 을 예방 및/또는 치료할 수 있다.

서열표 프리 텍스트

서열 번호 1 은, 인간 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 의 아미노산 배열을 나타낸다.

<110> City of Yokohama <120> Peptidylarginine Deiminase 4 inhibitors <130> FP-036PCT <150> JP P2004-028467 <151> 2004-02-04 <160> 1 <170> PatentIn Ver. 2.1 <210> 1 <211> 663 <212> PRT <213> Homo sapiens <400> 1 Met Ala Gln Gly Thr Leu Ile Arg Val Thr Pro Glu Gln Pro Thr His 1 5 10 15 Ala Val Cys Val Leu Gly Thr Leu Thr Gln Leu Asp Ile Cys Ser Ser 20 25 30 Ala Pro Glu Asp Cys Thr Ser Phe Ser Ile Asn Ala Ser Pro Gly Val 35 40 45 Val Val Asp Ile Ala His Ser Pro Pro Ala Lys Lys Lys Ser Thr Gly 50 55 60 Ser Ser Thr Trp Pro Leu Asp Pro Gly Val Glu Val Thr Leu Thr Met 65 70 75 80 Lys Ala Ala Ser Gly Ser Thr Gly Asp Gln Lys Val Gln Ile Ser Tyr 85 90 95 Tyr Gly Pro Lys Thr Pro Pro Val Lys Ala Leu Leu Tyr Leu Thr Ala 100 105 110 Val Glu Ile Ser Leu Cys Ala Asp Ile Thr Arg Thr Gly Lys Val Lys 115 120 125 Pro Thr Arg Ala Val Lys Asp Gln Arg Thr Trp Thr Trp Gly Pro Cys 130 135 140 Gly Gln Gly Ala Ile Leu Leu Val Asn Cys Asp Arg Asp Asn Leu Glu 145 150 155 160 Ser Ser Ala Met Asp Cys Glu Asp Asp Glu Val Leu Asp Ser Glu Asp 165 170 175 Leu Gln Asp Met Ser Leu Met Thr Leu Ser Thr Lys Thr Pro Lys Asp 180 185 190 Phe Phe Thr Asn His Thr Leu Val Leu His Val Ala Arg Ser Glu Met 195 200 205 Asp Lys Val Arg Val Phe Gln Ala Thr Arg Gly Lys Leu Ser Ser Lys 210 215 220 Cys Ser Val Val Leu Gly Pro Lys Trp Pro Ser His Tyr Leu Met Val 225 230 235 240 Pro Gly Gly Lys His Asn Met Asp Phe Tyr Val Glu Ala Leu Ala Phe 245 250 255 Pro Asp Thr Asp Phe Pro Gly Leu Ile Thr Leu Thr Ile Ser Leu Leu 260 265 270 Asp Thr Ser Asn Leu Glu Leu Pro Glu Ala Val Val Phe Gln Asp Ser 275 280 285 Val Val Phe Arg Val Ala Pro Trp Ile Met Thr Pro Asn Thr Gln Pro 290 295 300 Pro Gln Glu Val Tyr Ala Cys Ser Ile Phe Glu Asn Glu Asp Phe Leu 305 310 315 320 Lys Ser Val Thr Thr Leu Ala Met Lys Ala Lys Cys Lys Leu Thr Ile 325 330 335 Cys Pro Glu Glu Glu Asn Met Asp Asp Gln Trp Met Gln Asp Glu Met 340 345 350 Glu Ile Gly Tyr Ile Gln Ala Pro His Lys Thr Leu Pro Val Val Phe 355 360 365 Asp Ser Pro Arg Asn Arg Gly Leu Lys Glu Phe Pro Ile Lys Arg Val 370 375 380 Met Gly Pro Asp Phe Gly Tyr Val Thr Arg Gly Pro Gln Thr Gly Gly 385 390 395 400 Ile Ser Gly Leu Asp Ser Phe Gly Asn Leu Glu Val Ser Pro Pro Val 405 410 415 Thr Val Arg Gly Lys Glu Tyr Pro Leu Gly Arg Ile Leu Phe Gly Asp 420 425 430 Ser Cys Tyr Pro Ser Asn Asp Ser Arg Gln Met His Gln Ala Leu Gln 435 440 445 Asp Phe Leu Ser Ala Gln Gln Val Gln Ala Pro Val Lys Leu Tyr Ser 450 455 460 Asp Trp Leu Ser Val Gly His Val Asp Glu Phe Leu Ser Phe Val Pro 465 470 475 480 Ala Pro Asp Arg Lys Gly Phe Arg Leu Leu Leu Ala Ser Pro Arg Ser 485 490 495 Cys Tyr Lys Leu Phe Gln Glu Gln Gln Asn Glu Gly His Gly Glu Ala 500 505 510 Leu Leu Phe Glu Gly Ile Lys Lys Lys Lys Gln Gln Lys Ile Lys Asn 515 520 525 Ile Leu Ser Asn Lys Thr Leu Arg Glu His Asn Ser Phe Val Glu Arg 530 535 540 Cys Ile Asp Trp Asn Arg Glu Leu Leu Lys Arg Glu Leu Gly Leu Ala 545 550 555 560 Glu Ser Asp Ile Ile Asp Ile Pro Gln Leu Phe Lys Leu Lys Glu Phe 565 570 575 Ser Lys Ala Glu Ala Phe Phe Pro Asn Met Val Asn Met Leu Val Leu 580 585 590 Gly Lys His Leu Gly Ile Pro Lys Pro Phe Gly Pro Val Ile Asn Gly 595 600 605 Arg Cys Cys Leu Glu Glu Lys Val Cys Ser Leu Leu Glu Pro Leu Gly 610 615 620 Leu Gln Cys Thr Phe Ile Asn Asp Phe Phe Thr Tyr His Ile Arg His 625 630 635 640 Gly Glu Val His Cys Gly Thr Asn Val Arg Arg Lys Pro Phe Ser Phe 645 650 655 Lys Trp Trp Asn Met Val Pro 660

Claims

하기 일반식 (Ⅰ) 로 표시되는 화합물 또는 그 염.

[화학식 1]

(식 중, R¹, R² 및 R³ 은 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 탄소수 1∼3 의 알킬기이지만, 단, R¹, R² 및 R³ 중 적어도 1 개는 수소 원자가 아니고, R⁴ 는 치환기를 가지는 아미노기이며, R⁵ 는 치환기를 가지고 있어도 되는 카르복실기이다)
제 1 항에 있어서,

R⁴ 가, 하기 식

[화학식 2]

(식 중, R⁴¹ 은 R⁴⁰¹CO- (식 중, R⁴⁰¹ 은, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이다〕로 표시되는 기, R⁴⁰²S(O)_m-〔식 중, R⁴⁰² 는, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, m 은 1 또는 2 의 정수이다〕로 표시되는 기, R⁴⁰⁵N(R⁴⁰⁶)-CHR⁴⁰⁴-CO-[NH-CHR⁴⁰³-CO]_n-〔식 중, R⁴⁰³, R⁴⁰⁴, R⁴⁰⁵ 및 R⁴⁰⁶ 은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환기를 가지고 있어도 되는 탄화수소기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 복소환기이며, n 은 1∼50 중 어느 하나의 정수이다〕로 표시되는 기 또는 치환기를 가지고 있어도 되는 펩티딜기, R⁴² 는 수소 원자 또는 탄소수 1∼3 의 알킬기이다) 로 표시되는 기인 화합물 또는 그 염.
제 2 항에 있어서,

R⁴¹ 이, 치환기를 가지고 있어도 되는 벤조일기, 치환기를 가지고 있어도 되는 벤조일펩티딜기, 치환기를 가지고 있어도 되는 댄실기 또는 치환기를 가지고 있 어도 되는 댄실펩티딜기이며, R⁴² 가 수소 원자인 화합물 또는 그 염.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

R¹, R² 및 R³ 은, 각각 독립적으로, 수소 원자 또는 메틸기이지만, 단, R¹, R² 및 R³ 중 적어도 1 개는 메틸기인 화합물 또는 그 염.
제 4 항에 있어서,

하기의 (Ia), (Ib) 또는 (Ic) 로 표시되는 화합물 또는 그 염인 화합물 또는 그 염.

[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]
하기와 같은 스킴으로 표시되는, 서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질을 유효 성분으로서 함유하는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.

[화학식 6]

(스킴 중, Asp350, His471, Asp473 및 Cys645 는, 각각 서열 번호 1 의 아미노산 서열에 있어서의 350 위치의 아스파르트산 잔기, 471 위치의 히스티딘 잔기, 473 위치의 아스파르트산 잔기 및 645 위치의 시스테인 잔기를 나타낸다)
제 6 항에 있어서,

서열 번호 1 의 아미노산 서열을 가지는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 와 그 반응 기질의 반응 기구에 있어서의 공정 1∼5 중 어느 하나를 저해할 수 있는 물질이 아르기닌 유도체인 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.
아르기닌의 아미노기 및 구아니디노기가 치환기를 가지고, 아르기닌의 카르복실기가 치환기를 가지고 있어도 되는 아르기닌 유도체를 유효 성분으로서 함유하는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.
제 7 항 또는 제 8 항에 있어서,

아르기닌 유도체가 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 화합물 또는 그 염인 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.
제 6 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

펩티딜아르기닌디이미나아제가 관여하는 질환을 예방 및/또는 치료하기 위해 이용되는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.
제 10 항에 있어서,

펩티딜아르기닌디이미나아제가 관여하는 질환이 관절 류머티즘, 건선 및 다발성 경화증으로 이루어지는 군에서 선택되는 펩티딜아르기닌디이미나아제 4 저해제.