KR20200035982A - 의학적 장애의 예방 및 치료를 위한 화합물 및 이의 용도 - Google Patents

의학적 장애의 예방 및 치료를 위한 화합물 및 이의 용도 Download PDF

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라파엘 니어
엘리제 조머
피터 쥐. 트래버
조셉 엠. 존슨
라이언 조지
샤론 쉑터
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갈랙틴 사이언시즈, 엘엘씨
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Abstract

본 발명의 양태는 화합물, 약학 조성물, 화합물의 제조 방법 및 하나 이상의 갈렉틴에 의해 적어도 부분적으로 매개되는 다양한 장애의 치료 방법에 관한 것이다.

Description

의학적 장애의 예방 및 치료를 위한 화합물 및 이의 용도
발명자
라파엘 니어, 엘리제 조머, 피터 쥐. 트래버, 조셉 엠. 존슨, 라이언 조지, 및 샤론 쉑터.
관련 출원
본 출원은 2017년 8월 3일자로 출원된 미국 가 출원 일련 번호 제 62/540,860호의 이익 및 우선권을 주장하며, 전체 개시내용은 그의 전체가 참고로 본원에 포함된다.
발명의 분야
본 발명의 양태는 화합물, 약학 조성물, 화합물의 제조 방법 및 1종 이상의 갈렉틴에 의해 적어도 부분적으로 매개되는 다양한 장애의 치료 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 Gal-3 생물학적 활성을 억제하는 화합물에 관한 것이다.
갈렉틴은 당단백질을 함유하는 베타-갈락토오스 올리고당에 결합하는 S-형 렉틴 계열이다. 현재까지 15종의 포유류 갈렉틴이 확인되었다. 갈렉틴은 정상 및 병리학적 사례에서 세포 부착, 성장 조절, 아폽토시스, 종양 발달 및 다른 경로와 같은 다수의 생물학적 과정과 관련되어 있다. 특히 갈렉틴-3(Gal-3)은 염증, 섬유증 형성, 침윤, 혈관신생, 부착, 증식 및 면역 억제를 포함하는 전이성 암뿐만 아니라 전신 인슐린 내성 및 비만에 관여하는 것으로 나타났다.
발명의 개요
본 발명의 양태는 치료 제제에 사용하기 위한 화합물 또는 비경구 또는 장 내 투여를 위한 허용 가능한 약학적 담체 중의 화합물을 포함하는 조성물에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 조성물은 정맥 내, 피하 또는 경구 경로를 통해 비경구로 투여될 수 있다.
본 발명의 양태는 Gal-3 병리학적 및 대사 활성에 결합하고 특이적으로 약화시키는 선택적인 약리학적 성질을 갖는 화합물 및 화합물의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일부 양태에서, 화합물은 비특이적 상호작용으로 인해 부작용이 감소된다. 일부 양태에서, 본 발명의 화합물은 다른 갈렉틴 대사 활성의 약화로 인해 부작용이 감소된다.
본 발명의 양태는 억제성 Gal-3 생물학적 활성을 갖는 화합물에 관한 것이다. 일부 양태에서, 화합물은 당단백질 리간드와의 Gal-3 상호작용을 알로스테릭적으로 상호작용 및 조절 및/또는 완화하도록 특별히 설계된 코어 피롤로퀴나졸린-케톤에 결합된 아릴 치환기를 포함하며, 따라서 Gal-3의 생물학적 및 병리학적 활성을 직접적으로 억제한다. 본 발명의 일부 양태에서, 화합물은 약력학적 성질로 완화할 수 있다.
본 발명의 일부 양태는 화합물 또는 치료적 유효 용량의 알로스테릭 상호작용 화합물을 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 일부 양태는 치료 물질로서 화합물을 제조 및 제제화하는 방법 및 Gal-3 또는 다른 갈렉틴에 의해 적어도 부분적으로 매개되는 다양한 의학적 장애의 치료 방법에 관한 것이다.
일부 양태에서, 화합물은 탄수화물 결합 부위 기능을 변형시키는 알로스테 릭 시프트를 통해 인간 갈렉틴-3(Gal-3)의 탄수화물 결합 부위(CRD)를 약화시키는 신규한 부류의 비 탄수화물 복합 화합물에 관한 것이다.
본 발명의 일부 양태는 하기 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물 또는 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용가능한 염 또는 용매화물을 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다:
화학식 I:
Figure pct00001
식 중, (Y) 결합은 (-CH=) 또는 (-CH2-), 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X이고;
Z는 탄소 또는 헤테로 원자이며, 여기서 헤테로원자는 질소, 산소, 황 또는 셀레늄이고;
R1은 수소, 산소, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 아릴, 할로겐, 트리플루오로메틸, 디니트로메틸 또는 상기의 조합이며;
R2 및 R3은 수소, 히드록실, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
일부 구체예에서, Y 결합은 -CH2-X이며, 여기서 -CH2는 피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5-온에 결합된다.
일부 구체예에서, R2, R3, 또는 R2 및 R3은 하나 이상의 치환을 갖는 아릴기이며, 여기서 하나 이상의 치환은 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐, 벤젠 또는 이의 조합이다.
일부 구체예에서, R2, R3, 또는 R2 및 R3는 플루오로메틸이다.
일부 구체예에서, Y 결합은 (-CH=)이다.
일부 구체예에서, 화합물은 하기 화학식의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물이다:
Figure pct00002
본 발명의 일부 양태는 하기 화학식 II의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물 또는 하기 화학식 II의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물을 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다.
화학식 II:
Figure pct00003
식 중, A-M은 아미드 -N(-Ra)-C(=O)-, 술폰아미드 -N(-H)-S(=O2)-, 메틸에테르 -C(-H2)-O-, 메틸에스테르 -C(=O)-O-, 카르보술폰 -C(-H2)-S(=O)(=O)-, 포스페이트 -O-P(=O)(-OH)-, 디포스페이트 -O-P(=O)(-O)-O-P(=O)(-O)-, 히드라지드 -N(-H)-N(-H)-, 셀라노메틸렌, 메톡실, 에틸, 또는 글리콜 및/또는 아미노산의 구조를 갖는 2 원자 결합이며,
결합 (Y)는 (-CH=) 또는 (-CH2-), 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X이고;
Z는 탄소 또는 헤테로 원자이며, 여기서 헤테로원자는 질소, 산소, 황 또는 셀레늄이고;
R1은 수소, 산소, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 아릴, 할로겐, 트리플루오로메틸, 디니트로메틸 또는 상기의 조합이며;
R2 및 R3은 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
일부 구체예에서, Y 결합은 -CH2-X이고, 여기서 -CH2는 피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5-온에 결합된다.
일부 구체예에서, R2, R3, 또는 R2 및 R3은 하나 이상의 치환을 갖는 아릴기이고, 여기서 하나 이상의 치환은 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐, 벤젠 또는 이의 조합이다.
일부 구체예에서, R2, R3, 또는 R2 및 R3은 플루오로메틸이다.
일부 구체예에서, Y 결합은 (-CH=)이다.
일부 구체예에서, 화합물은 하기 화학식의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물이다.
Figure pct00004
본 발명의 일부 양태는 하기 화학식 III의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물 또는 하기 화학식 III의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물을 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다.
화학식 III:
Figure pct00005
식 중, Z는 탄소 또는 헤테로원자이고, 여기서 헤테로원자는 질소, 산소, 황 또는 셀레늄이며;
R1은 수소, 산소, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 아릴, 할로겐, 트리플루오로메틸, 디니트로메틸 또는 상기의 조합이고;
R2 및 R3은 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐, 이러한 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐으로 치환된 아릴기, 또는 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며;
결합 (Y)는 (-CH=) 또는 (-CH2-)-, 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X-이다.
일부 구체예에서, Y 결합은 (-CH=)이다.
일부 구체예에서, Y 결합은 -CH2-X이고, 여기서 -CH2는 피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5-온에 결합된다.
본 발명의 일부 양태는 하기 화학식 IV의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물 또는 하기 화학식 IV의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물을 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다.
화학식 IV:
Figure pct00006
식 중, Z는 탄소 또는 헤테로원자이고, 여기서 헤테로원자는 질소, 산소, 황 또는 셀레늄이며;
R1, R2, R3 및 R4는 CO, SO2, SO, PO2, PO, CH, 수소, 약 10-200D의 분자량의 헤테로시클릭 치환을 포함하는 소수성 선형 및 시클릭 탄화수소로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
결합 (Y)는 메틸리덴(-CH=) 또는 메틸렌((-CH2-)-), 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X-이며;
A-M 결합은 아미드 -N(-Ra)-C(=O)-, 술폰아미드 -N(-H)-S(=O2)-, 메틸에테르 -C(-H2)-O-, 메틸에스테르 -C(=O)-O-, 카르보술폰 -C(-H2)-S(=O)(=O)-, 포스페이트 -O-P(=O)(-OH)-, 디포스페이트 -O-P(=O)(-O)-O-P(=O)(-O)-, 히드라지드 -N(-H)-N(-H)-, 셀라노메틸렌, 메톡실, 에틸, 글리콜; 및/또는 아미노산의 구조를 갖는 2 이상의 원자 결합이다.
일부 구체예에서, Y 결합은 -CH2-X이고, 여기서 -CH2는 피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5-온에 결합된다.
일부 구체예에서, Y 결합은 (-CH=)이다.
일부 구체예에서, 화합물은 하기에 나타낸 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물이다:
Figure pct00007
일부 구체예에서, 소수성 선형 및 시클릭 탄화수소는 하기 중의 하나를 포함한다:
a) 4개 이상의 탄소의 알킬기, 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 카르복시기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알킬기, 카르복시기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 아미노기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알킬기, 아미노기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 아미노 및 카르복시기 둘다로 치환된 4개 이상의 탄소의 알킬기, 아미노 및 카르복시기 둘다로 치환된 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 및 하나 이상의 할로겐으로 치환된 알킬기,
b) 페닐기, 또는 하나 이상의 카르복시기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 할로겐으로 치환된 페닐기, 하나 이상의 알콕시기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 니트로기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 술포기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 아미노기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 알킬아미노기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 디알킬아미노기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 히드록시기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 카르보닐기로 치환된 페닐기, 및 하나 이상의 치환된 카르보닐기로 치환된 페닐기.
c) 나프틸기, 또는 하나 이상의 카르복시기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 할로겐으로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 알콕시기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 니트로기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 술포기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 아미노기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 알킬아미노기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 디알킬아미노기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 히드록시기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 카르보닐기로 치환된 나프틸기, 및 하나 이상의 치환된 카르보닐기로 치환된 나프틸기.
d) 헤테로아릴기, 또는 하나 이상의 카르복시기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 할로겐으로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 알콕시기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 니트로기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 술포기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 아미노기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 알킬아미노기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 디알킬아미노기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 히드록시기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 카르보닐기로 치환된 헤테로아릴기, 및 하나 이상의 치환된 카르보닐기로 치환된 헤테로아릴기, 또는 이의 조합.
일부 구체예에서, 화합물은 하기 표 1의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물이다:
Figure pct00008
Figure pct00009
Figure pct00010
Figure pct00011
Figure pct00012
Figure pct00013
일부 구체예에서, 화합물은 하기 표 6의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물이다.
Figure pct00014
Figure pct00015
Figure pct00016
일부 구체예에서, 화합물은 갈렉틴-3에 대하여 약 5 nM 내지 20 μM의 결합 친화성을 갖는다.
일부 구체예에서, 화합물은 결정형 또는 유리 형태이다. 유리 형태는 무수물 또는 수화물일 수 있다.
일부 구체예에서, 화합물은 갈렉틴 1, 갈렉틴 8, 갈렉틴 9 또는 다른 갈렉틴 보다 높은 특이성으로 갈렉틴 3에 결합한다.
일부 구체예에서, 화합물은 인슐린 수용체 및 인슐린 유사 성장 인자 1 수용체에 대한 Gal-3 결합을 조절한다.
본 발명의 양태는 본원에 기재된 화합물의 치료 유효량, 및 약학적으로 허용되는 보조제, 부형제, 제제 담체 또는 이의 조합을 포함하는 조성물에 관한 것이다.
일부 구체예에서, 조성물은 본원에 기재된 화합물의 치료 유효량, 및 항염증 약물, 항섬유증 약물, 약학적 약물, 기능식품성 약물, 보충제 또는 이의 조합의 치료 유효량을 포함한다.
일부 구체예에서, 조성물은 장내 또는 비경구 투여에 사용하기 위한 허용 가능한 약학적 담체 중의 화합물을 포함한다.
일부 구체예에서, 허용가능한 약학적 담체 중의 화합물을 포함하는 약학 조성물은 경구, 정맥 내 또는 피하 투여에 사용하기 위해 제제화될 수 있다.
본 발명의 양태는 본원에 기재된 1종 이상의 화합물을 포함하는 약학 조성물의 치료 유효량을 투여하는 것을 포함하는, 질환의 치료를 필요로 하는 대상에서의 질환의 치료 방법에 관한 것이다.
일부 구체예에서, 질환은 상승된 갈렉틴-3으로 인한 병리학적 질환과 관련된 장애이다.
일부 구체예에서, 질환은 알콜성 또는 바이러스성 지방간염, 비알콜성 지방간염, 섬유증, 경화증(cirrhosis), 염증성 장애, 대사 장애, 인슐린 내성, 자가면역 장애, 신생물 병태, 대사 장애 또는 암이다.
일부 구체예에서, 염증성 장애는 염증성 장 질환, 크론병, 다발성 경화증(multiple sclerosis), 전신 홍반 루푸스, 관절염, 류마티스 관절염, 천식 또는 궤양성 대장염이다.
일부 구체예에서, 섬유증은 간 섬유증, 신장 섬유증, 폐 섬유증, 또는 심장 섬유증이다.
일부 구체예에서, 자가면역 장애는 류마티스 관절염, 피부 질환 또는 다발성 경화증이다.
일부 구체예에서, 질환은 심부전, 부정맥, 또는 요독성 심근병증이다.
일부 구체예에서, 질환은 만성 신장 및 특발성 폐 질환이다.
일부 구체예에서, 질환은 피부 자가면역, 증식성 및 섬유성 피부 장애, 임의로 건선 또는 아토피 피부염이다.
일부 구체예에서, 신생물 병태는 양성 또는 악성 신생물 질환이다.
본 발명의 양태는 1형 당뇨병 및 비만과 관련된 전신 인슐린 내성을 치료하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 양태는 2형 진성 당뇨병(T2DM: type 2 diabetes mellitus)과 관련된 전신 인슐린 내성을 치료하는 방법에 관한 것이다.
본 발명의 양태는 비만, 임신성 당뇨병 또는 전당뇨병과 관련된 전신 인슐린 내성을 치료하는 방법에 관한 것이다.
일부 구체예에서, 본원에 기재된 화합물 또는 조성물을 사용한 치료는 인슐린 활성에 대한 세포의 민감성을 회복시킨다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 더 설명될 것이며, 여기서 같은 구조는 여러 도면에 걸쳐 같은 번호로 지칭된다. 나타낸 도면은 반드시 축척일 필요는 없으며, 대신 본 발명의 원리를 설명하기 위해 일반적으로 강조된다.
도 1은 Gal-3의 고화질 3D 구조를 도시하며, 락토오스(청색)와의 탄수화물 인식 도메인(CRD: Carbohydrate Recognition Domain) 결합 포켓이 있는 S 페이스(face)와 본 발명의 구체예에 따른 본원에 기재된 화합물에 대한 결합 표적인 알로스테릭 상호작용 부위를 위한 잠재적 부위인 F 페이스를 예시한다.
도 2는 본 발명의 구체예에 따른 알로스테릭 화합물(왼쪽, AGS-0028) 및 갈락토오스 기재 화합물(오른쪽, TD-139)의 비교 분석인 15N NMR 시프트를 나타낸다.
도 3a는 본 발명의 구체예에 따른 그의 리간드와의 Gal-3 상호작용에 영향을 줄 수 있는 알로스테릭 화합물(녹색)에 대한 잠재적 표적으로서 확인된 Gal-3의 F 페이스 상의 결합 부위 포켓(회색) 내의 소수성 패치(황색)의 3D 사진을 예시한다.
도 3b는 본 발명의 구체예에 따라 -5.96의 글라이드 스코어를 갖는 Gal-3의 F 페이스 상에서 이들 알로스테릭 화합물에 대한 잠재적 표적과 상호작용하는 화합물 AGS-0144(녹색)의 3D 사진을 예시한다.
도 3c는 본 발명의 구체예에 따라 -7.09의 글라이드 스코어를 갖는 Gal-3의 F 페이스 상에서 이들 알로스테릭 화합물에 대한 잠재적 표적과 상호작용하는 화합물 AGS-0164(녹색)의 3D 사진을 예시한다.
도 4는 본 발명의 구체예에 따라 Gal-3의 CRD와 형광 리간드(FL: Fluorescent ligand)의 상호작용을 나타내는 형광 편광(FP: Fluorescent Polarization)을 사용하는 방법을 도시한다. CRD에 결합하는 잠재적 억제제는 FL과 경쟁하여 편광 신호를 감소시킬 것이다.
도 5a 및 5b는 본 발명의 구체예에 따른 알로스테릭 억제제 AGS-0229와 비교한 바의 갈락토오스 유도체[TD-149]에 의한 FP의 억제를 입증한다. CRD 부위에 직접 결합하는 갈락토시드 유도체[도 5b, TD-139]에 의해 생성된 강한 신호와 비교한 알로스테릭 갈렉틴-3 억제제(도 5a, AGS-0229)에 의한 FP(형광 편광)의 약한 신호.
도 6은 형광 방출 화합물로 태그된 표적 갈렉틴-3(억셉터)과의 상호작용을 측정하기 위해 형광 태그된 (도너) 리간드를 사용하는 형광 공명 에너지 전달 (FRET: Fluorescence resonance energy transfer) 분석 방법의 개략도이다. 2개의 형광 태그된 분자에 의한 상호작용은 본 발명의 구체예에 따라 형광 "도너" 리간드와 형광 방출 화합물로 태그된 표적 Gal-3 "억셉터" 사이에서의 형광 공명 에너지 전달(FRET)을 생성한다.
도 7a는 Gal-3과의 상호작용이 본 발명의 구체예에 따른 CRD 점유 상태에 민감한 Gal-3에 대한 2개의 특이적 항체를 사용하는 샌드위치 ELISA 방법을 예시한다. 따라서, CRD와 상호작용하는 화합물은 ELISA 신호를 억제할 것이다.
도 7b는 본 발명의 구체예에 따른 리간드-표적 상호작용의 억제를 측정하기 위해 Gal-3에 대한 특이적 항체와 함께 Gal-3의 기능성 리간드를 사용하는 샌드위치 ELISA 방법을 예시한다.
도 8a는 본 발명의 구체예에 따른 화합물 AGS-0028에 의한 Gal-3과의 다양한 인테그린 상호작용 억제의 비교를 나타낸다.
도 8b 및 8c는 본 발명의 구체예에 따른 AGS-0229, 알로스테릭 화합물(도 8b) 및 TD-139(도 8c), 갈락토오스 유도체 화합물에 의한 Gal-3과의 인테그린 αMβ2 상호작용의 억제를 나타낸다.
도 8d 및 8e는 본 발명의 구체예에 따른 갈락토오스 유도체 화합물과 비교하여 Gal-3에 대한 알로스테릭 억제제인 AGS-0229의 특이성을 도시한다. 인테그린 αMβ2와 Gal-3(청색 다이아몬드) 상호작용의 ELISA 어세이(도 8d, 왼쪽)는 Gal-3에 대한 AGS-0028의 특이성을 명확하게 입증하는 한면, 갈락토오스 유도체 TD-139는 Gal-3 이외에도 다양한 갈렉틴(갈렉틴 1(삼각형), 8(원) 및 9(적색 다이아몬드))과 인테그린 αMβ2의 상호작용을 억제한다(도 8e).
도 9a는 본 발명의 구체예에 따른 갈락토오스 유도체 화합물 TD-139의 첨가에 의한 Gal-3의 전체 분자(Gal-3 FL)의 15N-NMR 시프트를 나타낸다.
도 9b는 Gal-3이 본 발명의 구체예에 따른 TD-139와 상호작용할 때 관찰 된 시프트와 유사한 CRD 관련 아미노산의 시프트를 주로 나타내는 기능성 당단백질 유사 인테그린과의 상호작용시에 Gal-3 아미노산의 15N-NMR 시프트를 나타낸다. 기능성 당단백질 인테그린과의 갈렉틴-3 상호작용은 CRD 관련 아미노산에 영향을 주어 상응하는 15N-NMR 시프트를 야기한다.
도 9c는 본 발명의 구체예에 따른 인테그린 αMβ2(적색 원) 및 αVβ6 (흑색 사각형)에 대한 Gal-3 결합력(친화성 및 화학양론)을 반영하는 평균 강도 변화의 비교를 나타낸다.
도 9d는 본 발명의 구체예에 따른 인테그린 αVβ6에 대한 Gal-3 CRD 결합력(친화성 및 화학양론)을 반영하는 15N NMR 강도 변화를 나타낸다.
도 9e는 본 발명의 구체예에 따른 인테그린 αVβ6과의 상호작용시에 Gal-3 FL 15N NMR 강도에 대한 AGS-0028의 효과를 도시한다.
도 9f는 인테그린 αVβ6에 결합된 Gal-3에 AGS-0028의 첨가시에 Gal-3 CRD 15N NMR 시프트(AA 114-250)를 도시한다. AGS-0028은 αVβ6에 대한 Gal-3 CRD의 결합을 약화시킨다.
도 10은 본 발명의 구체예에 따른 염증성 스트레스 대식세포(내독소 스트레스 THP-1 단핵구 세포-염증성 모델)에 의한 h-MCP-1의 분비에 대한 Gal-3 억제제의 효과를 도시한다.
도 11a는 갈락토시드 유도체 TD-139와 화합물 AGS-0028의 상승적 억제 효과를 나타낸다. 따라서 AGS-0028은 Gal-3 BP와 Gal-3의 결합을 억제하지만 CRD에 대한 TD-139의 결합에는 영향을 미치지 않는 방식으로 CRD 3D 구조를 약화시킨다. AGS-0028은 네거티브 하게 약화시키고(Gal-3 BP와 갈렉틴-3의 결합을 억제함), 이것은 갈렉틴-3 BP와 갈렉틴-3의 이러한 상호작용에 대한 TD-139 억제와 상승적으로 작용한다.
도 11b는 화합물 AGS-0905가 CRD 친화성을 포지티브 하게 증가시키고 Gal-3 BP와 Gal-3의 결합 계수를 증진시키는 CRD 3D 구조를 약화시킨다는 것을 나타낸다. 따라서, CRD에 대한 AGS-0905 효과는 TD-139에 대하여 길항적이고, Gal-3과 본 발명의 구체예에 따른 그의 리간드 Gal-3 PB 사이의 상호작용에 대한 그의 억제를 효과적으로 감소시킨다.
도 12a는 본 발명의 구체예에 따른 용량 반응 모드에서 AGS-0905가 인테그린 αVβ6에 대한 Gal-3 결합을 증진시키고 TD-139의 억제 효과를 효과적으로 감소 시킴을 나타낸다. AGS-0905는 인테그린 αVβ6에 대한 갈렉틴-3 결합의 억제의 역전으로 표시되는 바와 같이 용량 반응 모드에서 갈렉틴-3에 대한 TD-139의 결합을 감소시켰다. 도 12a는 본원에 기재된 화합물이 또한 당단백질의 수용체에 대한 그의 친화성을 증가시킴으로써 CRD에 영향을 줄 수 있음을 나타낸다.
도 12b는 본 발명의 구체예에 따른 화학식 I 및 II를 갖는 몇몇 화합물에 대해 낮은 μM 레벨에서 인테그린 αVβ6에 대한 Gal-3 결합의 억제를 도시한다.
도 12c는 본 발명의 구체예에 따른 화학식 III 및 IV를 갖는 몇몇 화합물에 대해 낮은 μM 레벨에서 인테그린 αMβ2에 대한 Gal-3 결합의 억제를 도시한 다.
도 12d는 본 발명의 구체예에 따른 화학식 III 및 IV를 갖는 몇몇 화합물에 대해 낮은 μM 레벨에서 Gal-3 결합 단백질에 대한 Gal-3 결합의 억제를 도시한다. 도 12d는 본원에 기재된 화합물이 AGS-0143을 사용한 이 실험에서 나타낸 바와 같이 당단백질의 수용체에 대한 CRD 친화성도 또한 증가시킬 수 있음을 나타낸다.
도 12e는 본 발명의 구체예에 따른 화학식 III을 갖는 본 발명의 화합물에 대해 낮은 μM 레벨에서 TGF-베타 수용체 유형 1(유전자: TGFBR1)에 대한 Gal-3 결합의 억제를 나타낸다. 도 12e는 본원에 기재된 화합물이 또한 AGS-0150을 사용한 이 실험에서 나타낸 바와 같이 당단백질의 수용체에 대한 CRD 친화성도 증가시킬 수 있음을 나타낸다.
도 12f는 본 발명의 구체예에 따른 화학식 III 및 IV를 갖는 화합물에 대해 낮은 μM 레벨에서 인슐린 수용체(유전자: INSR)에 대한 Gal-3 결합의 억제를 도시한다. 도 12f는 본원에 기재된 화합물이 또한 AGS-0150을 사용한 이 실험에서 나타낸 바와 같이 당단백질의 수용체에 대한 CRD 친화성도 증가시킬 수 있음을 나타낸다.
도 12g는 본 발명의 구체예에 따른 화합물이 갈락락토시드 유도체와 유사한 낮은 μM 레벨에서 인슐린 유사 성장 인자 1 수용체(IGFR1, 유전자 IGF1R)에 대한 Gal-3 결합을 조절하는 것을 도시한다. 도 12e는 본원에 기재된 화합물이 또한 AGS-0903을 사용한 이 실험에서 나타낸 바와 같이 당단백질의 수용체에 대한 CRD 친화성도 증가시킬 수 있음을 나타낸다.
발명의 상세한 설명
본 발명의 상세한 구체예가 본원에 개시되어 있다; 그러나, 개시된 실시 양태는 다양한 형태로 구현될 수 있는 본 발명의 예시일 뿐이라는 것을 이해하여야한다. 또한, 본 발명의 다양한 구체예와 관련하여 주어진 각각의 예는 예시적이며 제한적이지 않다는 것을 의도하고 있다. 또한, 도면은 반드시 축척일 필요는 없으며, 일부 특징은 특정 구성 요소의 세부 사항을 나타내기 위해 과장될 수 있다. 또한, 도면에 나타낸 임의의 측정값, 사양 등은 예시적인 것이며 제한적이 아님을 의도하는 것이다. 그러므로 본원에 개시된 특정 구조 및 기능적 세부 사항은 제한적인 것으로 해석될 것이 아니라, 단지 본 발명을 다양하게 사용하도록 당업자에게 교시하기위한 대표적인 기초로 해석되어야 한다.
본원에서 문헌의 인용은 본원에서 인용된 임의의 문헌이 관련 선행 기술임을 인정하거나, 인용된 문헌이 본 출원의 청구범위의 특허성에 중요한 자료임을 인정하고자 하는 것은 아니다.
명세서 및 청구범위 전체에서, 하기의 용어는 문맥이 명확하게 달리 지시하지 않는 한, 본원에서 명시적으로 연관된 의미가 있다. 본원에서 사용된 바의 문구 "한 구체예에서" 및 "일부 구체예에서"는 반드시 동일한 구체예(들)을 지칭할 필요는 없지만, 반드시 그런 것은 아니다. 또한, 본원에서 사용되는 바의 "또 다른 구체예에서" 및 "일부 다른 구체예에서"라는 문구는 반드시 상이한 구체예를 지칭할 필요는 없지만, 반드시 그런 것은 아니다. 따라서, 후술하는 바와 같이, 본 발명의 범위 또는 정신을 벗어남이 없이 본 발명의 다양한 구체예가 용이하게 조합될 수도 있다.
또한, 본원에서 사용된 바의, 단수의 의미는 복수 참조를 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본원에서 표시된 모든 백분율은 중량/중량이다.
갈렉틴
갈렉틴(갈랍틴 또는 S-렉틴으로도 알려져 있음)은 베타-갈락토시드에 결합하는 렉틴의 계열이다. 일반 명칭으로서의 갈렉틴은 동물 렉틴 계열에 대해 1994년에 제안되었다(Barondes, S. H., et al.: Galectins: a family of animal beta-galactoside-binding lectins. Cell 76, 597-598, 1994). 패밀리는 베타-갈락토시드에 대한 친화성을 갖는 하나 이상의 특징적인 탄수화물 인식 도메인(CRD)을 갖고 특정 서열 요소를 공유하는 것으로 정의된다. 추가의 구조적 특징은 갈렉틴을 하기를 포함하는 3개의 하위군으로 분할한다: (1) 단일 CRD를 갖는 갈렉틴, (2) 링커 펩티드에 의해 연결된 2개의 CRD를 갖는 갈렉틴, 및 (3) 상이한 유형의 N-말단 도메인에 연결된 하나의 CRD가 있는 하나의 구성원을 갖는 군(갈렉틴-3). 갈렉틴 탄수화물 인식 도메인은 약 135개의 아미노산의 베타 샌드위치이다. 2개의 시트는 S 페이스이라고도 지칭되는 오목면을 형성하는 6개의 스트랜드, 및 F 페이스인 볼록면을 형성하는 5개의 스트랜드로 약간 휘어졌다. 오목면은 탄수화물이 결합된 홈을 형성한다(Leffler H, Carlsson S, Hedlund M, Qian Y, Poirier F(2004). "Introduction to galectins". Glycoconj. J. 19 (7-9): 433-40).
발생, 분화, 형태 형성, 종양 전이, 아폽토시스, RNA 스플라이싱 및 기타 여러가지를 포함하는 다양한 생물학적 현상이 갈렉틴과 관련이 있는 것으로 보여주고 있다.
하나 또는 두 개의 탄수화물 도메인을 탠덤으로 갖는 적어도 15종의 포유동물 갈렉틴 단백질이 확인되었다. MAC2로도 또한 알려진 갈렉틴 3(Gal-3)은 단일 유전자 LGALS3에 의해 코딩된 갈렉틴이다.
갈렉틴 단백질은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 염증, 섬유증, 자가면역 및 신생물과 관련된 질환을 포함하여 많은 동물 및 인간 질환 병태에서 현저하게 증가된다. 갈렉틴은 후술하는 바와 같이 질환 발병기전에 직접적으로 연루되어 있다. 예를 들어, 갈렉틴에 의존될 수 있는 질환 병태는 이것으로 제한되는 것은 아니지만 급성 및 만성 염증, 알레르기 장애, 천식, 피부염, 자가면역 질환, 염증성 및 퇴행성 관절염, 면역 매개 신경계 질환, (이것으로 제한되는 것은 아니지만, 간, 폐, 신장, 췌장, 및 심장을 포함하는) 여러 기관의 섬유증, 염증성 장 질환, 죽상 동맥 경화증, 심부전, 안구 염증성 질환, 다양한 암을 포함한다.
질환 병태에 더하여, 갈렉틴은 백신 접종, 외인성 병원체 및 암 세포에 대한 면역 세포의 반응 조절에서 중요한 조절 분자이다.
따라서, Gal-3 병리학적 및 대사 활성에 결합하고 특이적으로 약화시키기위한 선택적인 약리학적 성질을 갖는 화합물 및 화합물의 제조 방법을 제공할 필요가 있다. 일부 구체예에서, 이들 화합물은 비특이적 상호작용으로 인한 부작용을 감소시키고 다른 갈렉틴 대사 활성을 약화시킬 수 있다.
화합물
본 발명의 양태는 화학식 I의 화합물 또는 이의 염 또는 용매화물에 관한 것이다:
화학식 I:
Figure pct00017
본 발명의 양태는 코어 피롤로퀴나졸린-케톤 구조가 먼저 단일 원자 가교 (Y)를 통해 선택된 아릴 화합물에 결합된 화학식 I의 구조를 갖는 화합물에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 아릴기는 CRD 결합 특성을 변경시키는 Gal-3 알로스테릭 결합을 가능하게 하는 치환기(R2 및 R3)를 갖는다. 일부 구체예에서, 결합 (Y) 메틸 리덴(-CH=)은 E 또는 Z 이성질체일 수 있다(표 1의 예 1A, B 및 C 참조).
일부 구체예에서, 결합 (Y)은 또한 메틸렌(-CH2-) 또는 -Se-, -S-, -N- 또는 -O-의 단일 원자로부터 더 선택된다(표 1의 예 1D 참조).
일부 구체예에서, Z는 질소, 산소 또는 황과 같은 분자를 포함하는 헤테로 원자를 나타낸다.
일부 구체예에서, 화학식 I의 화합물 치환 R1은 수소, 산소, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 아릴, 할로겐, 트리플루오로메틸, 디니트로메틸 또는 상기의 조합으로부터 선택된다. 일부 구체예에서, R2 및 R3은 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 개별적으로 및 독립적으로 선택된다.
일부 구체예에서, R2 및/또는 R3은 독립적으로 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐, 벤젠 또는 이의 조합과 같은 치환을 갖는 아릴기이다. 일부 구체예에서, R1 및/또는 R2는 화학식 II에서 예시된 바의 플루오로메틸이다(표 1의 예 2A, 2B, 및 2C 참조).
본 발명의 일부 양태는 하기 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물 또는 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물을 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다.
화학식 I:
Figure pct00018
식 중, (Y) 결합은 (-CH=) 또는 (-CH2-), 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X이고;
Z는 탄소 또는 헤테로원자이며, 여기서 헤테로원자는 질소, 산소, 황 또는 셀레늄이고;
R1은 수소, 산소, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 아릴, 할로겐, 트리플루오로메틸, 디니트로메틸 또는 상기의 조합이며;
R2 및 R3은 수소, 히드록실, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
일부 구체예에서, Y 결합은 -CH2-X이고, 여기서 -CH2는 피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5-온에 결합된다.
일부 구체예에서, R2, R3, 또는 R2 및 R3은 하나 이상의 치환을 갖는 아릴기이며, 여기서 하나 이상의 치환은 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐, 벤젠 또는 이의 조합이다.
일부 구체예에서, R2, R3, 또는 R2 및 R3는 플루오로메틸이다.
일부 구체예에서, R2, R3, 또는 R2 및 R3은 히드록실, C1-C4 알콕시 또는 이의 조합이다.
일부 구체예에서, 화합물은 하기 화학식의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물이다:
Figure pct00019
본 발명의 양태는 하기 화학식 II의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물에 관한 것이다.
화학식 II
Figure pct00020
일부 구체예에서, 알로스테릭 활성은 A-M 결합의 성질 및 5 ηM 내지 20 μM 범위의 IC50을 갖는 아릴기 치환기의 성질에 의해 증진될 수 있다.
일부 구체예에서, A-M은 아미드 -N(-Ra)-C(=O)-, 술폰아미드 -N(-H)-S(=O2)-, 메틸에테르 -C(-H2)-O-, 메틸에스테르 -C(=O)-O-, 카르보술폰 -C(-H2)-S(=O)(=O)-, 포스페이트 -O-P(=O)(-OH)-, 디포스페이트 -O-P(=O)(-O)-O-P(=O)(-O)-, 히드라지드 -N(-H)-N(-H)-, 셀라노메틸렌, 메톡실, 에틸, 글리콜 및/또는 아미노산의 구조를 갖는 2 원자 결합일 수 있다.
일부 구체예에서, Y 결합은 -CH2-X이고, 여기서 -CH2는 피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5-온에 결합된다.
일부 구체예에서, R2, R3, 또는 R2 및 R3은 하나 이상의 치환을 갖는 아릴기이며, 여기에서 하나 이상의 치환은 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐, 벤젠 또는 이의 조합이다.
일부 구체예에서, R2, R3, 또는 R2 및 R3은 플루오로메틸이다.
일부 구체예에서, 화학식 II의 A-M 실체는 아미드, 술폰아미드, 셀라노메틸렌, 메톡실, 메틸에스테르, 에틸, 글리콜 및 유사한 구조를 갖는 2 원자 결합일 수 있다(표 1의 예 2D, 2E 및 2F 참조).
본 발명의 양태는 또한 화학식 II의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 염 또는 용매화물에 관한 것이며, 여기서 화합물은 선형 피롤로퀴나졸린-케톤 구조를 갖는 코어 피롤로퀴나졸린-케톤 구조를 갖는다. 결합 (Y)은 메틸렌(-CH2-) 또는 메틸리덴(-CH=)의 단일 원자 가교 또는 -Se-, -S-, -N- 또는 -0- 중의 하나로부터 더 선택될 수 있다(표 1의 3A 및 3B 참조).
본 발명의 양태는 또한 하기 화학식 III의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 염 또는 용매화물에 관한 것이다.
화학식 III:
Figure pct00021
일부 구체예에서, Z는 질소, 산소 또는 황과 같은 분자를 포함하는 헤테로원자를 나타낸다. 일부 구체예에서, R1은 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐 및 트리플루오로메틸로부터 선택된다. 일부 구체예에서, R2 및 R3은 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐 및 이러한 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐 및 이의 조합의 치환을 갖는 아릴기로 이루어진 군으로부터 개별적으로 및 독립적으로 선택된다.
일부 구체예에서, 결합 (Y)은 (-CH=) 또는 (-CH2-)-, 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X-이다. 일부 구체예에서, Y 결합은 -CH2-X이고, 여기서 -CH2는 피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5-온에 결합된다.
본 발명의 양태는 하기 화학식 IV로 예시된 바의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 염 또는 용매화물에 관한 것이다.
화학식 IV:
Figure pct00022
일부 구체예에서, 알로스테릭 활성은 A-M 결합의 성질 및 제2 아릴기 치환기의 성질에 의해 증진될 수 있다.
일부 구체예에서, 화학식 IV의 A-M 실체는 아미드, 술폰아미드, 셀라노메틸렌, 메톡실, 메틸에스테르, 에틸, 글리콜 및 이중 원자 결합의 구조를 갖는 2 원자 결합일 수 있다.
본 발명의 양태는 또한 하기 화학식 IV의 구조를 갖는 화합물 또는 이의 염 또는 용매화물에 관한 것이다.
일부 구체예에서, Z는 탄소 또는 헤테로원자이고, 여기서 헤테로원자는 질소, 산소, 황 또는 셀레늄이며; 결합 (Y)는 메틸리덴 (-CH=) 또는 메틸렌 (-CH2-) -), 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X-이고; A-M 결합은 아미드 -N(-Ra)-C(=O)-, 술폰아미드 -N(-H)-S(=O2)-, 메틸에테르 -C(-H2)-O-, 메틸에스테르 -C(=O)-O-, 카르보술폰 -C(-H2)-S(=O)(=O)-, 포스페이트 -O-P(=O)(-OH)-, 디포스페이트 -O-P(=O)(-O)-O-P(=O)(-O)-, 히드라지드 -N(-H)-N(-H)-, 셀라노메틸렌, 메톡실, 에틸, 글리콜; 및/또는 아미노산의 구조를 갖는 2 이상의 원자 결합이다.
일부 구체예에서, R1, R2, R3 및 R4는 CO, SO2, SO, PO2, PO, CH, 수소, 약 10-200D의 분자량의 헤테로시클릭 치환을 포함하는 소수성 선형 및 시클릭 탄화수소로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
일부 구체예에서, 화합물은 표 1의 예 4A에 나타낸 화합물의 구조를 갖는다.
일부 구체예에서, 소수성 선형 및 시클릭 탄화수소는 하기 중 하나를 포함할 수 있다:
a) 4개 이상의 탄소의 알킬기, 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 카르복실기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알킬기, 카르복시기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 아미노기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알킬기, 아미노기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 아미노 및 카르복시기 둘다로 치환된 4개 이상의 탄소의 알킬기, 아미노 및 카르복시기 둘다로 치환된 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 및 하나 이상의 할로겐으로 치환된 알킬기,
b) 페닐기, 또는 하나 이상의 카르복시기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 할로겐으로 치환된 페닐기, 하나 이상의 알콕시기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 니트로기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 술포기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 아미노기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 알킬아미노기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 디알킬아미노기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 히드록시기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 카르보닐기로 치환된 페닐기, 및 하나 이상의 치환된 카르보닐기로 치환된 페닐기.
c) 나프틸기, 또는 하나 이상의 카르복시기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 할로겐으로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 알콕시기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 니트로기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 술포기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 아미노기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 알킬아미노기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 디알킬아미노기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 히드록시기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 카르보닐기로 치환된 나프틸기, 및 하나 이상의 치환된 카르보닐기로 치환된 나프틸기.
d) 헤테로아릴기, 또는 하나 이상의 카르복시기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 할로겐으로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 알콕시기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 니트로기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 술포기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 아미노기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 알킬아미노기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 디알킬아미노기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 히드록시기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 카르보닐기로 치환된 헤테로아릴기 및 / 하나 이상의 치환된 카르보닐기로 치환된 헤테로아릴기, 또는 이의 조합.
이들 예에 구속됨이 없이 다른 유도체 및/또는 치환은 갈렉틴을 표적으로 하는 활성 약제일 것이다. 화합물의 추가 예를 표 1에 제공한다.
[표 1]
알로스테릭 갈렉틴 시프팅 화합물(AGS)의 예:
Figure pct00023
Figure pct00024
Figure pct00025
Figure pct00026
Figure pct00027
본 발명의 양태는 치료용 제제에 사용하기 위한, 화합물 또는 장내 또는 비경구 투여에 사용하기 위한 허용 가능한 약학적 담체 중의 화합물을 포함하는 조성물에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 조성물은 경구 제제를 통해 장내로, 또는 정맥 내 또는 피하 경로를 통해 비경구로 투여될 수 있다.
본 발명의 양태는 렉틴 단백질이 이것으로 제한되는 것은 아니지만 만성 염증성, 섬유성, 대사성 질환 및 악성 질환을 포함하는 발병기전에서 역할을 하는 다양한 장애의 치료를 위한 화합물 또는 조성물에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 화합물은 염증, 섬유생성, 혈관신생, 전신 인슐린 내성, 암 진행 및 전이를 유발하는 병리생리학적 경로를 조절하는 것으로 알려진 렉틴 또는 갈렉틴 단백질과의 당단백질 상호작용을 모방할 수 있다.
일부 구체예에서, 화합물은 단일 탄소 원자, 메틸을 통해 아릴 화합물에 결합된 피롤로퀴나졸린-케톤 구조를 포함한다.
일부 구체예에서, 특정 방향족 치환은 아릴 결합된 피롤로퀴나졸린-케톤 구조의 친화성을 더 증진시키기 위해 아릴 코어에 첨가될 수 있다. 이러한 방향족 치환은 렉틴의 탄수화물 인식 도메인(CRD)에 근접하여 갈렉틴에 노출된 아미노산 잔기(예컨대 아르기닌, 트립토판, 히스티딘, 글루탐산 등)와 화합물의 상호작용을 증진시키고 따라서 CRD의 회합 및 결합 특이성에 대한 변화를 촉진할 수 있다.
일부 구체예에서, 아릴 화합물은 단일 벤젠 고리 또는 에틸, 에스테르, 메틸-알콕시, 아미드, 술폰아미드, 메틸-술폰 또는 메틸-셀레늄을 통해 결합된 이중 아릴 코어를 포함하고, 이는 차례로 피롤로퀴나졸린-케톤 화합물에 결합된다.
일부 구체예에서, 화합물은 대칭 디-피롤로퀴나졸린-케톤-L-아릴 화합물이며, 여기서 2개의 피롤로퀴나졸린-케톤-L-아릴은 전신적으로 절단되어 활성인 약학적 항-Gal-3 화합물을 생성하는 하나 이상의 결합에 의해 아릴 화합물을 통해 결합된다.
일부 구체예에서, 화합물은 대칭 디-피롤로퀴나졸린-케톤-L-아릴이며, 여기서 2개의 피롤로퀴나졸린-케톤은 디설퍼(disulfur), 디셀레늄, 에스테르 또는 아미드 결합과 같은 하나 이상의 전신적으로 절단 가능한 결합을 통해 결합된다. 투여 후 효소 절단(주로 간에서)에 의해 전신적으로 생성된 결과의 두 화합물은 활성인 약학적 항Gal-3이다.
여전히 다른 구체예에서, 화합물은 아릴 치환이 대칭이 아닌 비대칭일 수 있다. 예를 들어, 화합물은 아릴 코어상에서 상이한 방향족 또는 지방족 치환을 가질 수있다.
일부 구체예에서, 화합물은 플루오라이드 유도체화된 피롤로퀴나졸린-케톤-메틸-디페놀이다.
본 발명의 양태는 화학식(I, II, III, IV)의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물에 관한 것이다.
일부 구체예에서, 화합물은 유리 형태이다. 일부 구체예에서, 유리 형태는 무수물이다. 일부 구체예에서, 유리 형태는 수화물과 같은 용매화물이다.
일부 구체예에서, 화학식(I, II, III 및 IV)의 화합물은 결정형이다.
이론에 구속됨이 없이, 피롤로퀴나졸린-케톤 함유 분자를 함유하는 화합물은 Gal-3과의 특이적 상호작용을 위한 화학적, 물리적 및 알로스테릭 특성을 유지하고 표적 당단백질의 인식에 영향을 미치면서 화합물을 대사적으로 안정시키는 것으로 여겨진다. 일부 구체예에서, 피롤로퀴나졸린-케톤 아릴 하이브리드는 갈락토오스 기재 억제제보다 대사적으로 더 안정적이다.
또한, 본 발명의 양태에 따라, 본원에 기재된 화합물 및 이의 유도체는 Gal-3상의 CRD 부위와 상호작용하지 않는다. 예상외로, 본원에 기재된 화합물은 CRD 부위로의 결합으로부터 당단백질, 예컨대 다양한 인테그린, Gal-3 BP, 엘라스틴, 인슐린 수용체, TGFb1-r=수용체, HSP60, CD13, PSA 등의 상호작용을 방해할 수 있다.
또한, 본원에 기재된 화합물은 공통 CRD 부위를 공유하는 다른 갈렉틴에 비해 이들 화합물에 큰 특이성을 부여하는 Gal-3의 F 페이스를 특이적으로 표적으로 한다. 이는 도 1에서 볼 수 있다. 도 1은 갈렉틴-3 C-말단 CRD 부위의 S 페이스와의 락토오스(청색) 상호작용을 3D 디스플레이로 나타낸다.
또한, Gal-3의 F 페이스를 표적으로 하는 본원에 기재된 화합물은 15N NMR 연구에서 명확한 시프트를 보여 주었다. 도 2a 및 도 2b는 알로스테릭 화합물(왼쪽, AGS-0028) 및 갈락토오스 유도체 화합물(오른쪽, TD-139)의 15NMR 시프트에 의한 비교 분석이다. 도 2a 및 2b는 알로스테릭 부위 상호작용이 갈락토오스 유도체 화합물(도 2b, TD-139, 최대 0.4 ppm)로 기록된 강한 시프트와 비교하여 C-말단 CRD S 페이스(아미노산 114-245)에서 미미한 시프트(도 2a, AGS-0028, 최대 0.02 ppm)를 야기하는 것임을 나타낸다.
일부 양태에서, 화합물은 경구 약물에 대한 리핀스키 규칙(Lipinski rule) 5를 준수하는 화학적 특성을 갖도록 설계될 수 있다[Lipinski, 2004, "Lead- and drug-like compounds: the rule-of-five revolution". Drug Discovery Today: Technologies 1 (4): 337-341].
일부 양태에서, 하이브리드 화합물의 치환기는 약물가능성(drugability) 특징에 대한 가상환경(In-silico) 계산 구조 ADME 예측 분석을 통해 선택되었다.
또한, 합성 동안 입체이성질화가 고려될 수 있으므로, 동일한 2D 명명법을 갖는 화합물은 3D 배향이 상이할 수 있으며, 이의 스코어는 생물학적 테스트뿐만 아니라 컴퓨터 모델에서 매우 상이하다.
일부 구체예에서, 가상 환경 계산 분석은 안정성에 대하여 수행될 수 있으며 예상되는 대사물질, 예컨대 특정 치환이 없는 방향족 고리는 간 마이크로솜에서 더 빨리 대사 또는/및 산화될 수 있다.
또한, 하기를 포함하는 약물가능성 유사 구조가 고려될 수 있다: 의약 화학 규칙[Lipinski CA. 2004, Drug Discovery Today: Technologies. 1 (4): 337-341] 에 의해 설정된 바의 분자량 [<450] Log p 또는 cLog P [<5.0], H 결합 도너[<5], H 결합 억셉터[<10], 극성 표면적[<140 A0], 회전 가능한 결합[<10], 리간드 효율 (LE)[> 0.4], 친유성 효율 (LipE)[> 6].
또한, 알로스테릭 부위에 대한 결합은 CRD의 3D 구조에서 잠재적인 효과를 나타내며 따라서 갈락토오스 리간드에 대한 CRD 친화성을 감소 또는 증진시킬 수 있는 결합 포켓 특이성을 약화시키는 가상환경 3D 분석(도 2a 및 2b 참조)에 의해 연구될 수 있다.
F 페이스상의 결합 부위 포켓(회색) 내의 소수성 패치(황색)에 대한 화학식 I의 화합물 AGS-0028(녹색)의 결합을 도 3a에 나타낸다. 도 3a를 참조하면, 리간드와의 갈렉틴-3 상호작용에 영향을 미칠 수 있는 알로스테릭 화합물(녹색)에 대한 잠재적 표적으로서 Gal-3의 F 페이스 상의 결합 부위 포켓(회색) 내의 소수성 패치(황색)에 대하여 나타낸다.
화학식 II의 화합물 AGS-0144(녹색)는 -5.96의 글라이드 스코어로 갈렉틴-3의 F 페이스 상에서 이들 알로스테릭 화합물에 대한 잠재적 표적과의 상호작용을 나타낸다(도 3b).
도 3c는 -7.09의 글라이드 스코어로 Gal-3의 F 페이스 상에서 이들 알로스테릭 화합물에 대한 잠재적 표적과의 화합물 AGS-0164(녹색) 결합을 개시하였다.
본 발명의 일부 양태는 인간과 같은 포유동물에서 치료제로서 사용하기 위한 화학식 I, 화학식 II, 화학식 III 또는 화학식 IV의 화합물에 관한 것이다.
본 발명의 일부 양태는 화학식 I, 화학식 II, 화학식 III 또는 화학식 IV의 화합물 및 임의로 약학적으로 허용되는 첨가제, 예를 들어 담체 또는 부형제를 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다.
일부 구체예에서, 화합물은 알로스테릭 부위를 통해 Gal-3에 높은 선택성으로 결합하고 CRD에 영향을 미친다.
일부 구체예에서, 화합물은 5 ηM 내지 20 μM 범위에서 Gal-3에 대한 매우 높은 선택성 및 친화성을 갖는다.
Figure pct00028
Figure pct00029
Figure pct00030
Figure pct00031
Figure pct00032
Figure pct00033
Figure pct00034
Figure pct00035
Figure pct00036
Figure pct00037
치료 방법
일부 구체예에서, 화합물 또는 약학 조성물은 암, 염증, 섬유증/경화증, 자가면역 질환/대사 질환(당뇨병/인슐린)의 치료에 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 화합물 또는 약학 조성물은 암, 염증, 섬유증/경화증, 자가면역 질환/대사 질환(당뇨병/인슐린)의 치료에 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 화합물 또는 약학 조성물은 알콜성 또는 바이러스성 지방간염 비알콜성 지방간염에 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 화합물 또는 약학 조성물은 만성 염증성 및 자가면역 장애의 치료에 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 화합물 또는 약학 조성물은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 간 섬유증, 신장 섬유증, 폐 섬유증, 또는 심장 섬유증을 포함하는 섬유증의 치료에 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 양태는 간, 신장, 폐 및 심장으로 제한되는 것은 아니지만 기관에서 자율적 항섬유증 활성을 증진시킬 수 있고 손상된 기관을 치유할 수 있는 약학 조성물 또는 화합물에 관한것이다.
본 발명의 일부 양태는 이것으로 제한되는 것은 아니지만 간, 신장, 폐, 및 뇌를 포함하는 기관에서 전이를 증진시킴으로써 Gal-3이 적어도 부분적으로 발병기전에 관여하는 전이성 암 및 혈관 신생 장애의 치료 방법에 관한 것이다.
본 발명의 일부 양태는 면역 억제 및 전신 인슐린 내성을 치료하기 위한 치료 활성을 갖는 약학 조성물 또는 화합물에 관한 것이고, 또 다른 양태에서, 본 발명은 전신 인슐린 내성과 관련된 병리학 및 질환 활성을 감소시키는 방법에 관한 것이다[Pingping Li et al. 2016. "Hematopoietic-Derived Galectin-3 Causes Cellular and Systemic Insulin Resistance", Cell. 2016 Nov 3;167(4):973-984].
본 발명의 일부 양태는 이것으로 제한되는 것은 아니지만 관절염, 류마티스 관절염, 천식, 피부 질환, 염증성 장 및 크론병을 포함하는 발병기전에 갈렉틴이 적어도 부분적으로 관여하는 염증성 및 자가면역 장애의 치료 또는 치료 방법에 이용되는 약학 조성물 또는 화합물에 관한 것이다.
본 발명의 일부 양태는 Gal-3의 발현 증가에 의해 촉진되는 과정을 억제함으로써 Gal-3이 발병기전에 적어도 부분적으로 관여하는 신생물 악성 병태(예컨대 양성 또는 악성 신생물 질환)를 치료하기 위한 약학 조성물 또는 화합물에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 약학 조성물 또는 화합물은 종양 세포 침습, 전이 및 신생혈관증식을 치료 또는 예방하기 위해 사용될 수 있다. 일부 구체예에서, 약학 조성물 또는 화합물은 원발 암 및 속발 암을 치료하기 위해 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 화합물 또는 조성물의 치료 유효량은 제한함이 없이 다양한 항염증 약물, 비타민, 기타 의약품 및 기능식품성 약물 또는 보충제, 또는 이의 조합의 치료 유효량과 조합하여 양립 가능하고 효과적일 수 있다.
본 발명의 일부 양태는 Gal-3에 결합하여 활성화되는 특정 당단백질 리간드와 관련된 장애를 치료하는 방법에 사용하기 위한 화학식 I, 화학식 II, 화학식 III 또는 화학식 IV의 화합물에 관한 것이다. 본 발명의 일부 양태는 특정 리간드에 대한 Gal-3의 결합과 관련된 장애를 치료하는 방법에 사용하기 위한 화학식 I, 화학식 II, 화학식 III 또는 화학식 IV의 화합물에 관한 것이다.
본 발명의 일부 양태는 인간 또는 다른 포유 동물에서 리간드에 대한 Gal-3과 같은 갈렉틴의 결합과 관련된 장애의 치료 방법에 관한 것이며, 여기서 그 방법은 화학식 I, 화학식 II, 화학식 III 또는 화학식 IV의 1종 이상의 화합물의 치료 유효량을 이를 필요로 하는 인간 또는 포유 동물에게 투여하는 것을 포함한다.
본 발명의 양태는 본원에 기재된 1종 이상의 화합물을 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 약학 조성물은 하나 이상의 하기를 포함한다: 약학적으로 허용되는 보조제, 희석제, 부형제 및 담체.
용어 "약학적으로 허용되는 담체"는 본원에 기재된 화합물과 함께 대상(예컨대, 환자)에게 투여될 수 있고, 치료량 또는 유효량의 화합물을 전달하기에 충분한 용량으로 투여될 때 이의 약리학적 활성을 파괴하지 않으며 비독성인 담체 또는 보조제를 의미한다.
"약학적으로 허용되는 담체"는 임의의 및 모든 용매, 분산매를 의미한다. 약학적 활성 물질을 위한 이러한 매질 및 화합물의 사용은 당업계에 공지되어 있다. 바람직하게는, 담체는 경구, 정맥 내, 근육 내, 피하, 비경구, 척추 또는 경막 외 투여(예컨대, 주사 또는 주입)에 적합하다. 투여 경로에 따라, 활성 화합물을 물질로 코팅하여 화합물을 불활성화시킬 수 있는 산 및 다른 자연조건의 작용으로부터 화합물을 보호할 수 있다.
일부 구체예에서, 약학 조성물은 약학적으로 허용되는 보조제, 희석제, 부형제 또는 담체와 함께 활성 성분으로서 본원에 기재된 화합물을 포함한다. 약학 조성물은 1 내지 99 중량%의 약학적으로 허용되는 보조제, 희석제, 부형제 또는 담체 및 1 내지 99 중량%의 본원에 기재된 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 조성물에 사용될 수있는 보조제, 희석제, 부형제 및/또는 담체는 약학적으로 허용가능하다, 즉 약학 조성물의 화합물 및 다른 성분과 양립가능하며, 이의 수용자에게는 해롭지 않다. 본 발명의 약학 조성물에 사용될 수있는 보조제, 희석제, 부형제 및 담체는 당업자에게 공지되어 있다.
실험 동물 또는 인간에게 유효 경구 용량의 본 발명의 화합물은 위장 및 소장을 통해 화합물의 흡수를 증진시키는 다양한 부형제 및 첨가제와 함께 처방될 수 있다.
본 발명의 약학 조성물은 본 발명의 화합물을 2종 이상 포함할 수 있다. 조성물은 또한 관련 장애의 치료를 위해 해당 기술 분야의 다른 약제와 함께 사용될 수 있다.
일부 구체예에서, 본원에 기재된 1종 이상의 화합물을 포함하는 약학 조성물은 경구, 정맥 내, 국소, 복강 내, 코, 협측, 설하 또는 피하 투여, 또는 예를 들어, 에어로졸 또는 공기 현탁된 미세 분말의 형태로 기도를 통한 투여, 또는 눈, 안구 내, 유리체 내 또는 각막을 통한 투여에 적합할 수 있다.
일부 구체예에서, 본원에 기재된 1종 이상의 화합물을 포함하는 약학 조성물은 예를 들어 정제, 캡슐, 분말, 주사용 용액, 분무용 용액, 연고, 경피 패치 또는 좌제의 형태일 수 있다.
본 발명의 일부 측면은 본원에 기재된 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물 및 임의로 약학적으로 허용되는 첨가제, 예컨대 담체 또는 부형제를 포함하는 약학 조성물에 관한 것이다.
유효 경구 용량은 유효 비경구 용량의 10배 내지 최대 100배 양 일수 있다.
유효 경구 용량은 매일, 1 회 또는 분할 용량으로 또는 2회, 주 3회, 또는 매월 투여될 수 있다.
일부 구체예에서, 본원에 기재된 화합물은 하나 이상의 다른 치료제와 동시 투여될 수 있다. 특정 구체예에서, 추가 약제는 본원에 기재된 화합물로부터 (예컨대, 순차적으로, 예컨대 본원에 기재된 화합물의 투여와 상이한 중첩 스케줄에 따라) 다중 용량 요법의 일부로서 별도로 투여될 수 있다. 다른 구체예에서, 이들 약제는 단일 조성물로 본원에 기재된 화합물과 함께 혼합된 단일 제형의 일부일 수 있다. 여전히 또 다른 구체예에서, 이들 약제는 본원에 기재된 화합물과 대략 동시에 투여되는 별도의 용량으로 제공될 수 있다. 조성물이 본원에 기재된 화합물 및 하나 이상의 추가의 치료 또는 예방 약제의 조합을 포함하는 경우, 화합물 및 추가 약제 모두는 단독치료 요법에서 일반적으로 투여되는 복용량의 약 1 내지 100 %, 및 더 바람직하게는 약 5 내지 95 %의 복용량 레벨로 존재할 수 있다.
제조 방법
본 발명의 양태는 본원에 기재된 화합물의 제조 방법에 관한 것이다.
[표 6]
Figure pct00038
Figure pct00039
Figure pct00040
AGS-0928(GTJC-144-009)에 대한 실험절차
Figure pct00041
(도식 중, "Compd"는 "화합물"임)
단계-1:
O -(4- 포르밀페닐 ) 디메틸카르바모티오에이트: DABCO(3.60 g, 32.78 mmol)를 실온에서 DMF(20 mL) 중의 4-히드록시벤즈알데히드 1(2.0 g, 16.39 mmol)의 용액에 첨가하고 반응 혼합물은 10 min 동안 교반하였다. 디메틸카르바모티오익 클로라이드(4.03 g, 32. mmol)를 그 후 소량씩 첨가하고 반응 혼합물은 16 h 동안 교반하였다. 빙냉수(100 mL)를 반응 혼합물에 첨가하고 냉장고에서 5 h 동안 저장하였다. 침전된 고체를 소결 깔때기를 통해 여과하고 헥산 중 10 % 에틸 아세테이트를 사용하는 콤비플래시(Combiflash)로 정제하여 O-(4-포르밀페닐) 디메틸카르바모티오에이트 3을 백색 고체(1.80 g, 50 %)로 수득하였다.
HRMS(ESI) C10H11NO2S에 대한 계산치: 209.05[M+H]+, 실측치: 210.00[M+H]+
1 H NMR(400 MHz; CDCl3): δ = 10.0(s, 1H), 7.93(d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.24(d, J = 8.4 Hz, 2H), 3.46(s, 3H), 3.37(s, 3H).
단계-2:
S-(4- 포르밀페닐 ) 디메틸카르바모티오에이트 : O-(4-포르밀페닐)디메틸카르바모티오에이트(3, 1.0 g, 4.7 mmol)를 밀봉된 튜브에서 6 h 동안 180℃에서 가열하였다. 조 물질을 헥산 중 15 % 에틸 아세테이트를 사용하는 콤비플래시로 정제하여 S-(4-포르밀페닐)디메틸카르바모티오에이트 4를 백색 고체(650 mg, 92 %)로 수득하였다.
HRMS(ESI) C10H11NO2S에 대한 계산치: 209.05 [M+H]+, 실측치: 210.00 [M+H]+
1 H NMR(400 MHz; CDCl3): δ = 9.83(s, 1H), 7.86 (d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.67(d, J = 8.2 Hz, 2H), 3.10(s, 3H), 3.04(s, 3H).
단계-3:
4-메르캅토벤즈알데히드: MeOH(15 mL) 중의 S-(4-포르밀페닐)디메틸카르바모 티오에이트 4(650 mg, 3.11 mmol)의 용액에 5 N KOH(6.5 mL)를 첨가하고 반응 혼합물을 80℃에서 2 h 동안 교반하였다. 혼합물을 농축시켜 메탄올을 제거하고, 1:1 HCl:H2O(pH-7)로 중화시키고 EtOAc(3 x 50 mL)로 추출하였다. 조합된 유기층을 포화 염수로 세척 및 건조(Na2SO4)시키고 45℃에서 감압하에 농축하여 4-메르캅토벤즈알데히드를 무색 액체(400 mg, 93 %)로 수득하였다. 조 물질을 정제하지 않고 다음 단계에 사용하였다.
HRMS(ESI) C7H6OS에 대한 계산치: 138.01 [M+H]+, 실측치: 137.00 [M+H]+
1 H NMR(400 MHz; CDCl3): δ = 9.92(s, 1H), 7.73(d, J = 8.4 Hz, 2H), 8.03(s, 1H), 7.37(d, J = 8.2 Hz, 2H), 3.67(s,1H).
단계-4:
4-((4-메틸벤질)티오)벤즈알데히드: ACN(15 mL) 중의 4-메르캅토벤즈알데히드(5, 400 mg, 2.89 mmol)의 교반된 용액에 Cs2CO3(2.8 g, 8.60 mmol) 및 4-(브로모메틸)벤즈알데히드(6, 404 mg, 1.36 mmol)를 실온(rt)에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 10 min 동안 동일 온도에서 교반하였다. 1-(브로모메틸)-4-메틸벤젠을 반응 혼합물에 첨가하고 80℃에서 3 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 물(50 mL)로 켄칭하고 EtOAc(3 x 50 mL)로 추출하였다. 조합된 유기층을 염수로 세척, 건조 (Na2SO4) 여과 및 감압 하에 45℃에서 농축하였다. 잔류물을 헥산 중의 10% 에틸 아세테이트를 사용하는 콤비플래시로 정제하여 4-((4-메틸벤질)티오)벤즈알데히드(600 mg, 85 %)를 백색 고체로 수득하였다.
HRMS(ESI) C15H14OS에 대한 계산치: 242.08 [M+H]+, 실측치: 241.04 [M-H]-
1 H-NMR(400 MHz; CDCl3): δ = 9.91(s, 1H), 7.77(d, J = 8.3 Hz, 2H), 7.37(d, J = 8.3 Hz, 2H), 7.31 (d, J = 7.8 Hz, 2H), 7.13(d, J = 7.8 Hz, 2H), 4.23(s, 2H ), 3.37(s, 3H).
단계-5:
(E)-3-(4-((4-메틸벤질)티오)벤질리덴)-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온: 2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(7, 250 mg, 1.34 mmol) 및 4-((4-메틸벤질)티오)벤즈알데히드(6, 325 mg, 1.34 mmol)를 AcOH(8 mL) 중에 용해시키고 반응 혼합물을 117℃에서 16 h 동안 교반하였다. 용매를 감압하에 45℃에서 증발시키고 잔류물을 prep HPLC로 정제하여 (E)-3-(4-((4-메틸벤질)티오)벤질리덴)-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온을 (GTJC-144-009-1)의 이성질체 혼합물(27 mg, 5%)로서 연황색(light yellow) 고체로 수득하였다.
HRMS(ESI) C26H22N2OS에 대한 계산치: 410.15 [M+H]+, 실측치: 411.20 [M+H]
1 H-NMR(400 MHz; CDCl3): δ = 8.18(d, J = 7.8 Hz, 1H), 7.95(s, 1H), 7.69(t, J = 7.0 Hz, 1H), 7.46 - 7.41 (m, 3H), 7.31(d, J = 8.4 Hz, 2H), 7.26 - 7.22(m, 3H), 7.12(d, J = 7.8 Hz, 2H), 4.32 (t, J = 6.6 Hz, 2H ), 4.16(s, 2H), 2.33 (s, 3H), 2.33(s, 3H).
단계-6:
4-((4-메틸벤질)술포닐)벤즈알데히드: m-CPBA(172 mg, 0.82 mmol)를 DCM(5 mL) 중의 4-((4-메틸벤질)티오)벤즈알데히드(8, 100 mg, 0.41 mmol)의 용액에 0℃에서 첨가하고 반응 혼합물은 0℃ 온도에서 3 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 빙냉수(20 mL)로 켄칭하고 EtOAc(3 x 20 mL)로 추출하였다. 조합된 유기층을 염수로 세척, 건조(Na2SO4), 여과 및 감압 하에 45℃에서 농축하고 잔류물은 헥산 중의 10% 에틸 아세테이트를 사용하는 콤비플래시로 정제하여 4-((4-메틸벤질)술포닐)벤즈알데히드(90 mg, 79 %)를 백색 고체로 수득하였다.
HRMS(ESI) C15H14O3S에 대한 계산치: 274.07 [M+H]+, 실측치: 273.01 [M-H]+
1 H-NMR(400 MHz; CDCl3): δ = 10.06(s, 1H), 7.93(t, J = 8.4 Hz, 2H), 7.79(d, J = 8.2 Hz, 2H), 7.06(d, J = 7.4 Hz, 2H), 6.95(d, J = 7.9 Hz, 2H), 4.45(s, 2H), 2.32(s, 3H).
단계-7:
(E)-3-(4-((4-메틸벤질)술포닐)벤질리덴)-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온: IPA (4 mL) 중의 2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(8, 60 mg, 032 mmol)의 교반된 용액에 30% NaOMe(0.3 ml) 및 4-((4-메틸벤질)술포닐)벤즈알데히드(9, 92 mg, 0.32 mmol)를 실온에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 80℃에서 4 hr 동안 교반하였다. 4 h 후, 반응 혼합물을 직접 농축하여 조 생성물을 수득하였다. 조 물질을 디에틸 에테르 및 펜탄으로 세척하고 prep HPLC로 정제하여 (E)-3-(4-((4-메틸벤질)술포닐)벤질리덴)-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(GTJC-144-009)을 담황색(pale yellow) 고체(10 mg, 7%)로 수득하였다.
AGS-0925(GTJC-144-006-1)에 대한 실험 절차
Figure pct00042
단계-1:
(E)-4-메틸-N-(4-((5-옥소-1,2-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-3(5H)-일리덴)메틸)페닐)-N-토실벤즈아미드: DCM(3 mL) 중의 (E)-4-메틸-N-(4-((5-옥소-1,2-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-3(5H)-일리덴)메틸)페닐)벤젠 술폰아미드(GTJC-144-008)(100 mg, 0.225 mmol)의 용액에, 트리에틸아민(0.3 mL, 0.677 mmol)을 0℃에서 첨가하고 이어서 4-메틸벤조일 클로라이드(52 mg, 0.338 mmol)를 동일 온도에서 첨가하며 반응물은 실온에서 3 h 동안 교반하였다. 물을 반응 혼합물에 첨가하고 DCM(3 x 25 mL)으로 추출하였다. 조합된 유기층을 염수로 세척 및 건조 (Na2SO4), 여과, 농축하고 잔류물은 prep. HPLC로 정제하여 (E)-4-메틸-N-(4-((5-옥소-1,2-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-3(5H)-일리덴)메틸)페닐)-N-토실벤즈아미드 (GTJC-144-006)를 갈색 고체로 수득하였다.
HRMS(ESI) C33H27N3O4S에 대한 계산치: 561.17 [M+H]+, 실측치: 562.22 [M+H]+
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 8.31-8.70(m, 17 H), 4.43(t, J = 4.5 Hz, 2H), 3.36(s, 2H), 2.43(s, 3H), 2.21(s, 3H).
AGS-0907(GTJC-144-008)에 대한 실험 절차
Figure pct00043
단계-1:
N-(4- 포르밀페닐 )-4- 메틸벤젠술폰아미드: DCM(10 mL) 중의 4-아미노벤즈알데히드(200 mg, 1.65 mmol)의 용액에 트리에틸아민(0.68 mL, 4.45 mmol) 및 4-메틸벤젠술포닐 클로라이드(471 mg, 2.47 mmol)를 0℃에서 적가하고 반응물은 실온에서 12h 동안 교반하였다. 물을 반응 혼합물에 첨가하고 DCM(3 x 25 mL)으로 추출하였다. 조합된 유기층을 염수로 세척 및 건조(Na2SO4), 여과 농축하고, 잔류물을 DCM 중의 5 % 메탄올로 용리하는 플래시 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 N-(4-포르밀페닐)-4-메틸벤젠술폰아미드(3)을 황색 고체로 수득하였다.
HRMS(ESI) C14H13NO3S에 대한 계산치: 275.32 [M+H]+, 실측치: 274.18 [M-H]+
LCMS (방법 B): m/z 274.18(m-H)+ (ES-), 2.00 min에서(68.93%).
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 10.90(s, 1H), 9.80(s, 1H), 7.80 - 7.77(m, 2H), 7.75(d, J = 4.8 Hz, 2H), 7.33(d, J = 4.6 Hz, 2H), 7.26(d, J = 4.3 Hz, 2H), 2.49(s, 3H).
단계-2:
( E )-4- 메틸 -N-(4-((5-옥소-1,2- 디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린 -3(5H)- 일리덴 ) 메 틸)페닐)벤젠 술폰아미드(GTJC-144-008):
MeOH(5 mL) 중의 2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(4),(70 mg, 0.376 mmol) 및 N-(4-포르밀페닐)-4-메틸벤젠술폰아미드(103 mg, 0.376 mmol)의 용액에 30% NaOMe(182.7 mg, 1.128 mmol)를 0℃에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 그 후 90℃ 온도에서 2 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 진공하에 농축하고 잔류물은 디에틸 에테르(3 x 15 mL)로 세척하였다. 용매를 감압하에 45℃에서 제거하고 잔류물은 Prep HPLC로 정제하여 (E)-4-메틸-N-(4-((5-옥소-1,2-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-3(5H)-일리덴)메틸)페닐)벤젠술폰아미드(GTJC-144-008)를 백색 고체(11 mg, 99.26%)로 수득하였다.
HRMS(ESI) C25H21N3O3S에 대한 계산치: 443.13 [M+H]+, 실측치: 444.44 [M+H]+
LCMS (방법 A): m/z 444.44(m+H)+ (ES+), 5.18 min(68.33%) 및 5.54 min (30.93%)에서.
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 10.65(s, 1H), 8.08(d, J = 7.36 Hz, 1H), 7.83(t, J = 8.0 Hz, 1H), 7.71(d, J = 8.4 Hz, 2 H), 7.57(d, J = 2.4 Hz, 4H), 7.51(t, J = 7.6 Hz, 1H), 7.37(d, J = 8.0 Hz, 2H), 7.21(d, J = 8.4 Hz, 2H), 4.36(t, J = 6.8 Hz, 2H), 3.32 - 3.29(m, 2H), 2.33(s, 3H).
AGS -0921( GTJC -144-008- 1)에 대한 실험 절차
Figure pct00044
단계-1:
(E)-N,4-디메틸-N-(4-((5-옥소-1,2-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-3(5H)-일리덴)메틸)페닐)벤젠술폰아미드의 합성:
THF(10 mL) 중의 (E)-4-메틸-N-(4-((5-옥소-1,2-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-3(5H)-일리덴)메틸)페닐)벤젠 술폰아미드(GTJC-144-008)(150 mg, 0.3386mmol) 의 용액에 NaH(34 mg, 0.6772 mmol)를 0℃에서 첨가하였다. 30 min 동안 교반 후 메틸요오다이드(120 mg, 0.8465 mmol)를 동일 온도에서 적가하고 반응 혼합물은 실온에서 1 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 NH4Cl로 켄칭, 물로 희석 및 에틸 아세테이트(3 x 15 mL)로 추출하였다. 조합된 유기층을 염수로 세척 및 건조(Na2SO4), 여과 농축하고 잔류물은 Prep HPLC로 정제하여 (E)-N,4-디메틸-N-(4-((5-옥소-1,2-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-3(5H)-일리덴)메틸)페닐)벤젠술폰아미드(GTJC-144-008-1)를 갈색 고체로 수득하였다.
HRMS(ESI) C26H23N3O3S에 대한 계산치: 457.55 [M+H]+, 실측치: 458.29 [M-H]+
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 8.11(d, J = 7.5 Hz, 1H), 7.7(t, J = 7.1 Hz, 1H), 7.67(d, J = 8.2 Hz, 2 H), 7.45(d, J = 3.6 Hz, 4H), 7.35(t, J = 6.8 Hz, 1H), 7.30(d, J = 8.1 Hz, 2H), 7.21(d, J = 7.7 Hz, 2H), 4.30(t, J = 6.5 Hz, 2H), 3.32 - 3.25(m, 2H), 3.20(s, 3H), 2.34(s, 3H).
G-926 에 대한 실험 합성 절차
Figure pct00045
이 합성 도식에서 중간체 5의 Me-o- 기는 화합물의 결합 계수를 강화할 수 있고, Gal-3에 대한 그의 친화성을 증가시켜 리간드 결합 및/또는 그의 경구 생체이용률을 포함하는 화합물의 약동학적 프로파일에 영향을 줄 수 있는 다양한 잠재적 아릴 구조[Rx-O-]를 나타낸다.
Figure pct00046
단계-1:
1-( tert -부틸) 3-에틸 4- 옥소피페리딘 -1,3- 디카르복실레이트(2)의 합성: DCM(20.0 mL) 중의 에틸 4-옥소피페리딘-3-카르복실레이트(2.0 g, 9.63 mmol)의 용액에 트리에틸아민(3.0 eq) 및 Boc-무수물(1.0 eq)을 0℃에서 첨가하고 반응 혼합은물 실온에서 18 h 동안 교반하였다. 물을 반응 혼합물에 첨가하고 DCM(3 x 25 mL)으로 추출하였다. 조합된 유기층을 염수로 세척 및 건조(Na2SO4) 시켰다. 용매를 감압하에 45℃에서 제거하고 잔류물은 DCM 중에서 5% MeOH로 용리하는 플래시 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 1-(tert-부틸) 3-에틸 4-옥소피페리딘-1,3-디카르복실레이트(2)를 무색 시럽으로 수득하였다.
1 H-NMR(400 MHz; CDCl3): δ = 4.23(t, J = 6.2 Hz, 3H), 4.05(s, 2H), 3.56(t, J = 7.0 Hz, 2H), 2.58(s, 2H), 1.46(s, 9H), 1.40(t, J = 5.6 Hz, 3H).
단계-2:
tert -부틸 5-옥소-1,4,5,7,8,9- 헥사히드로피리도[3,4-e]피롤로 [1,2-a]피리미딘-3(2H)-카르복실레이트(4):
EtOH(5 mL) 중의 3,4-디히드로-2H-피롤-5-아민 히드로클로라이드(3, 1998 mg, 7.375 mmol)의 용액에 메탄올(6 mL) 중의 30% NaOMe 및 1-(tert-부틸) 3-에틸 4-옥소피페리딘-1,3-디카르복실레이트(4, 885 mg, 7.375 mmol)를 실온에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 80℃ 온도에서 8 h 동안 교반하였다. 완료 후 반응 혼합물을 감압하에 45℃에서 농축하여 조 물질을 수득하였다. 조 반응 혼합물을 플래시 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 tert-부틸 5-옥소-1,4,5,7,8,9-헥사히드로피리도[3,4-e]피롤로[1,2-a]피리미딘-3(2H)-카르복실레이트(4)를 무색 검으로 수득하였다.
HRMS(ESI) C15H21N3O3에 대한 계산치: 291.16 [M+H]+, 실측치: 292.15 [M+H]+
LCMS (방법 A): m/z 292.15(m+H)+ (ES+), 4 min에서(99.16%).
1 H-NMR(400 MHz; CDCl3): δ = 4.30(s, 2H), 4.03(t, J = 6.5 Hz, 2H), 3.71(t, J = 6.1 Hz, 2H), 3.07(t, J = 6.3 Hz, 2H), 2.60(s, 2H), 2.33-2.27(m, 2H), 1.46(s, 9H).
단계-3:
tert-부틸 7-(4-히드록시-3-메톡시벤질리덴)-5-옥소-1,4,5,7,8,9-헥사히드로피리도[3,4-e]피롤로[1,2-a]피리미딘-3(2H)-카르복실레이트(GTJC-028-12-1):
IPA(10 mL) 중의 tert-부틸 5-옥소-1,4,5,7,8,9-헥사히드로피리도[3,4-e]피롤로[1,2-a]피리미딘-3(2H)-카르복실레이트(4, 130 mg, 0.446 mmol)의 용액에 메탄올(0.3 ml) 중의 30% NaOMe 및 1-(tert-부틸) 3-에틸 4-옥소피페리딘-1,3-디카르복실레이트(4, 885 mg, 7.375 mmol)를 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 90℃에서 24 h 동안 교반하였다. 완료 후 반응 혼합물을 감압하에 45℃에서 농축하여 조 물질을 수득하였다. 조 반응 혼합물을 DCM 중의 5% MeOH로 용리하는 플래시 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 tert-부틸 7-(4-히드록시-3-메톡시벤질리덴)-5-옥소-1,4,5,7,8,9-헥사히드로피리도[3,4-e]피롤로[1,2-a]피리미딘-3(2H)-카르복실레이트를 황색 고체(GTJC-028-12-1)로 수득하였다.
HRMS(ESI) C23H27N3O5에 대한 계산치: 425.20 [M+H]+, 실측치: 426.23 [M+H]+
LCMS(방법 A): m/z 426.23(m+H)+ (ES+), 10 min에서 (98.94%).
1 H-NMR(400 MHz; CDCl3): δ = 9.55(s, 1H), 7.48(s, 1H), 7.18(s, 1H), 7.09(d, J = 7.6 Hz, 1H), 6.88(d, J = 8.2 Hz, 1H), 4.18-4.14(t, 2H), 4.09(s, 2H), 3.83(s, 3H), 3.61(t, J = 6.2 Hz, 2H), 3.24(t, J = 6.0 Hz, 2H), 2.70(t, J = 6.4 Hz, 2H), 1.42(s, 9H).
단계-4:
7-(4-히드록시-3- 메톡시벤질리덴 )-1,2,3,4,8,9- 헥사히드로피리도[3,4-e]피롤로 [1,2-a]피리미딘-5(7H)-온(GTJC-028-12-2):
DCM(5 mL) 중의 tert-부틸 7-(4-히드록시-3-메톡시벤질리덴)-5-옥소-1,4,5,7,8,9-헥사히드로피리도[3,4-e]피롤로[1,2-a]피리미딘-3(2H)-카르복실레이트 (60 mg, 0.141 mmol)의 용액에 디옥산(0.2 mL) 중의 3N HCl을 0℃에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온에서 2h 동안 교반하였다. 완료 후 반응 혼합물을 감압하에 45℃에서 농축하고, 잔류물을 디에틸에테르로 분쇄하여 7-(4-히드록시-3-메톡시벤질리덴)-1,2,3,4,8,9-헥사히드로피리도[3,4-e]피롤로[1,2-a]피리미딘-5(7H)-온을 연황색 고체(GTJC-028-12-2)로 수득하였다.
HRMS(ESI) C18H19N3O3 에 대한 계산치: 325.14 [M+H]+, 실측치: 326.05 [M+H]+
LCMS (방법 A): m/z 326.05(m+H)+ (ES+), 10 min에서(99.65%).
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 9.55(s, 2H), 7.60(s, 1H), 7.19(s, 1H), 7.13(d, J = 1.92 Hz, 1H), 6.92(d, J = 8.2 Hz, 2H), 4.26(t, J = 6.3 Hz, 2H), 3.84(s, 3H), 3.30(t, J = 6.2 Hz, 2H), 3.30(t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.96(t, J = 6.2 Hz, 2H).
AGS -0923( GTJC -028- 021)에 대한 실험 절차
Figure pct00047
단계-1:
7- 플루오로 -2,3- 디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린 -5(1H)-온(3):
2,5-디플루오로벤즈아미드(500 mg, 3.18 mmol) 및 5-메톡시-3,4-디히드로-2H-피롤(945 mg, 9.54 mmol)의 혼합물을 120℃에서 8 h 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 rt로 냉각하고 DCM 중의 5% MeOH에서 용해하며 진공에서 농축하였다. 조 물질을 DCM 중의 5% MeOH를 사용하는 콤비플래시로 정제하여 7-플루오로-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(3)을 연적색(light red) 고체로 수득하였다.
HRMS(ESI) C11H9FN2O에 대한 계산치: 204.07 [M+H]+, 실측치: 205.01 [M+H]+
LCMS (방법 A): m/z 205.01(m+H)+ (ES+), 4.00 min에서(95.32%).
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 7.73 - 7.70(m, 2H), 7.61 - 7.58(m, 1H), 4.26(t, J = 6.2 Hz, 2H), 3.05-3.01(t, J = 6.4 Hz, 2H), 2.27 - 2.23(m, 2H).
단계-2:
( E )-7- 플루오로 -3-(4-히드록시-3,5- 디메톡시벤질리덴 )-2,3- 디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린 -5(1H)-온(GTJC-028-021):
메탄올(5 mL) 중의 7-플루오로-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(3, 220 mg, 0.927 mmol)의 용액에 메탄올(2 mL) 중의 30% NaOMe 및 4-히드록시-3,5-디메톡시벤즈알데히드(4, 337 mg, 1.85 mmol)를 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 70℃ 온도에서 8 h 동안 교반하였다. 완료 후 반응 혼합물을 감압하에 45℃에서 농축하였다. 잔류물을 Prep 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 (E)-7-플루오로-3-(4-히드록시-3,5-디메톡시벤질리덴)-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(GTJC-028-002)을 연갈색 고체(24 mg, 11%)로 수득하였다.
HRMS(ESI) C20H17FN2O4에 대한 계산치: 368.12 [M+H]+, 실측치: 369.07 [M+H]+
LCMS (방법 A): m/z 369.07(m+H)+ (ES+), 10 min에서(97.33%).
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 9.00(s, 1H), 7.75 - 7.70(m, 2H), 7.72 - 7.67(m, 2H), 6.97(s, 2H), 4.40-4.36(m, 2H), 3.87(s, 6H), 3.39 - 3.38(m, 2H).
AGS-924에 대한 실험 절차
Figure pct00048
단계-1:
7- 클로로 -2,3- 디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린 -5(1H)-온(3): 5-클로로-2-플루오로벤즈아미드(3, 500 mg, 2.89 mmol) 및 5-메톡시-3,4-디히드로-2H-피롤(858 mg, 8.67 mmol)의 혼합물을 120℃에서 8 h 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각, DCM 중의 5% MeOH에서 용해 및 진공에서 농축하였다. 잔류물을 DCM 중의 5% MeOH로 용리하는 콤비플래시로 정제하여 7-클로로-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(3)을 연적색 고체로 수득하였다.
HRMS(ESI) C11H9ClN2O에 대한 계산치: 220.04 [M+H]+ 실측치: 221.04 [M+H]+
LCMS (방법 H): m/z 221(m+H)+ (ES+), 4.12 min에서(92.58%).
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 7.97(s, 1H), 7.07 - 7.85(m, 1H), 7.57(d, J = 6.4 Hz, 1H), 4.26(t, J = 6.3 Hz, 2H), 3.05-(t, J = 6.6 Hz, 2H), 2.25(t, J = 6.0 Hz, 2H).
단계-2:
(E)-7- 클로로 -3-(4-히드록시-3,5- 디메톡시벤질리덴 )-2,3- 디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린 -5(1H)-온(AGS-0934, GTJC-028-022):
이소프로판올(10 mL) 중의 7-클로로-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(3, 380 mg, 1.77 mmol)의 용액에 메탄올(3.5 mL) 중의 30% NaOMe 및 4-히드록시-3,5-디메톡시벤즈알데히드(4, 345 mg, 1.89 mmol)를 rt에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 70℃ 온도에서 8 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 감압하에 45℃에서 농축하고 잔류물은 Prep HPLC로 정제하여 (E)-7-클로로-3-(4-히드록시-3,5-디메톡시벤질리덴)-2,3-디히드로피롤로[1,2 a]퀴나졸린-5(1H)-온(GTJC-028-022)을 황색 고체(4 mg, 10%)로 수득하였다.
HRMS(ESI) C20H17ClN2O4에 대한 계산치: 384.09 [M+H]+, 실측치: 385.10 [M+H]+
LCMS (방법 A): m/z 385.10(m+H)+ (ES+), 10 min에서(85.00%).
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 8.01(s, 1H), 7.88(t, J = 6.6 Hz, 1H), 7.69(s, 1H), 7.62-7.59(d, J = 12.0 Hz, 2H), 6.89(s, 2H), 4.40(t, J = 6.2 Hz, 2H), 3.81(s, 6H), 3.40(t, J = 6.1 Hz. 2H).
AGS -0934( GTJC -028- 023)에 대한 실험 절차
Figure pct00049
단계-1:
7- 브로모 -2,3- 디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린 -5(1H)-온(3): 5-브로모-2-플루오로벤즈아미드(1, 600 gm, 2.76 mmol) 및 5-메톡시-3,4-디히드로-2H-피롤(2, 995 mg, 179.6 mmol)의 혼합물을 120℃에서 8 h 동안 가열하였다. 반응 혼합물을 실온으로 냉각, DCM 중의 5% MeOH에서 용해 및 진공에서 농축하였다. 잔류물을 DCM 중의 5% MeOH로 용리하는 콤비플래시로 정제하여 7-브로모-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(3)을 연갈색 고체로 수득하였다.
HRMS(ESI) C11H9BrN2O에 대한 계산치: 264 [M+H]+, 실측치: 265 [M+H]+ 및 267 [M+H+2]+
LCMS (방법 B): m/z 265(m+H)+ (ES+), 4.12 min에서(99.54%).
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 8.11(s,1H), 7.99-7.97(d, J = 8.0 Hz, 1H), 7.50(d, J = 8.3 Hz, 1H), 4.25 - 4.22(m, 2H), 3.05(t, J = 5.6 Hz, 2H), 2.26(t, J = 6.0 Hz, 2H).
단계-2:
(E)-7- 브로모 -3-(4-히드록시-3,5- 디메톡시벤질리덴 )-2,3- 디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린 -5(1H)-온(AGS-0924, GTJC-028-023)의 합성:
이소프로판올(8 mL) 중의 7-브로모-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(3, 400 mg, 1.51 mmol)의 용액에 메탄올(2.0 mL) 중 30% NaOMe 및 4-히드록시-3,5-디메톡시벤즈알데히드(4, 330 mg, 1.818 mmol)를 실온에서 첨가하였다. 반응 혼합물을 70℃에서 8 h 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 감압 하에 45℃에서 농축하고 잔류물은 Prep HPLC로 정제하여 (E)-7-브로모-3-(4-히드록시-3,5-디메톡시벤질리덴)-2,3-디히드로피롤로[1,2-a]퀴나졸린-5(1H)-온(GTJC-028-002)을 연황색 고체(4 mg, 10%)로 수득하였다.
HRMS(ESI) C20H17BrN2O4에 대한 계산치: 428.04 [M+H]+, 실측치: 429 [M+H]+ 및 431 [M+H+2]+
LCMS (방법 A): m/z 429.05(m+H)+ (ES+), 10 min에서(92.32%).
1 H-NMR(400 MHz; DMSO-d6): δ = 8.92(s, 1H), 8.13(d, J = 2.0 Hz, 1H), 7.99 - 7.97(m, 1H), 7.67(s, 1H), 7.56 - 7.54(m, 1H), 6.97(s, 2H), 4.38(t, J = 6.3 Hz, 2H), 3.84 (s, 6H), 3.397(t, J = 6.6 Hz, 2H).
실시예
식별된 화합물을 종래의 고성능 크로마토그래피에 의해 합성 및 정제한 후 NMR 및 LC-MS에 의해 구조, 순도 및 이성질체 조성에 대해 확인하였다. 그 후, 화합물을 다수의 시험관 내 및 생체 내 어세이에 의해 Gal-3에 대한 결합에 대하여 스크린하였다.
실시예는 시험관 내 및 생체 내에서 갈렉틴에 대하여 특히 더 Gal-3 기능에 대하여 유의한 생리학적 효과를 갖는 본원에 기재된 독점 화합물에 대하여 제공된다.
갈렉틴에 대하여 유의한 생리학적 효과를 가질 수 있거나 또는 Gal-3 또는 다른 갈렉틴에 대한 결합 특이성을 증진시키고 그의 기능 및 병리학적 증상을 약화시키는 (표 3에서 나타낸 바의) 융합된 구조로 더 통합되기 위한 중간체로서 작용할 수 있는 본원에 기재된 화합물(표 2, 3 및 4)에 대한 실시예가 제공된다.
실시예 1: 형광 프로브에 대한 갈렉틴의 CRD (탄수화물 인식 도메인) 결합의 화합물 억제
편광으로 여기된 용액 중의 형광 분자는 플루오로포어의 여기 동안 분자가 고정된 상태를 유지한다면 고정된 평면으로 광을 방출한다. 그러나 분자가 플루오로포어의 여기 동안 자유롭게 회전 및 텀블링하면 분자는 다중 평면으로 광을 방출할 것이다. 따라서, 형광 분자가 단백질과 같은 큰 분자에 결합 할 때, 방출된 광은 편광된 상태를 유지하지만, 비결합된 자유 상태에서 광은 명확하게 비평광된다 (도 4).
Gal-3 및 다른 갈렉틴 단백질에 결합하는 플루오레세인 표지된 탄수화물 프로브가 개발되었고, 이들 프로브는 형광 편광 신호와의 간섭을 사용하여 갈렉틴 단백질에 대한 화합물의 결합 친화성을 측정하는 어세이를 확립하하기 위해 사용되어 왔다. 본원에 기재된 화합물은 Gal-3뿐만 아니라 갈렉틴-1, 갈렉틴-8, 갈렉틴-9 등과 같은 다른 갈렉틴 단백질에 강하게 결합한다. 이 어세이를 사용하여 5 ηM 내지 20 μM의 IC50(50% 억제 농도)을 갖는 높은 친화성으로 프로브를 대체한다. 일부 구체예에서, 본원에 기재된 화합물은 5 nM 내지 10 nM, 5 nM 내지 100 nM, 5 nM 내지 1 μM, 5 nM 내지 10 μM, 10 nM 내지 100 nM, 10 nM 내지 1 μM, 10 nM 내지 10 μM, 10 nM 내지 20 μM, 100 nM 내지 1 μM, 100 nM 내지 10 μM, 100 nM 내지 20 μM, 1 μM 내지 10 μM, 1 μM 내지 20 μM, 10 μM 내지 20 μM 등의 IC50을 갖는다.
작은 플루오레세인 프로브 결합과의 알로스테릭 화합물 간섭은 갈렉틴의 천연의 더 큰 당단백질 리간드와의 갈렉틴 상호작용에 의한 관찰보다 일반적으로 더 약하다. 이 방법은 작은 분자의 갈락토오스 유도체 측정에서 더 효과적이었다.
예를 들어, 작은 FITC 결합된 락토오스 유도체(도 5b 참조) 또는 인테그린 αMβ2와 같은 당단백질 리간드의 더 복잡한 상호작용(도 8c 참조)에 대하여 테스트할 때, 디갈락토시드 유도체는 유의한 편광의 저해를 야기한다. 그러나 (예 1A, 2 및 3에서와 같은) 알로스테릭 화합물은 작은 FITC- 락토오스 유도체의 상호작용에는 단지 약간 효과적일 수 있지만(도 5a 참조), 인테그린 αMβ2 및 αVβ6과 같은 당단백질 리간드와의 보다 복잡한 상호작용에는 유의하게 영향을 줄 것이다(도 8a 및 8b 참조).
실시예 2: 갈렉틴 발색단(도너)과 형광 리간드(억셉터) 사이의 공명 에너지 전달의 화합물 억제.
형광 공명 에너지 전달(FRET)은 더 큰 억셉터 분자의 결합 부위에 상대적으로 작은 분자의 결합을 평가하기 위한 적합한 방법이다. FRET는 약물 발견에서 규칙적으로 사용되는 물리적 현상이다. FRET 신호 민감성은 억셉터 분자와 도너 분자의 상호작용으로 인한 에너지의 거리 의존적 전달에 의존한다. 상호작용시 초기에 에너지를 흡수하는 도너 분자의 발색단은 후속하여 이를 억셉터의 발색단으로 전달한다. 에너지의 전달은 도너의 형광 강도 및 여기 상태 수명의 감소, 및 억셉터의 방출 강도의 증가로 이어진다. FRET가 발생하는 이러한 방식으로 상호작용하는 한 쌍의 분자는 종종 도너/억셉터 쌍으로 지칭된다.
FRET 어세이는 CRD에 결합할 때 포지티브 방출을 갖는 갈락토오스 형광-도너 프로브와 발색단 태그된 갈렉틴의 상호작용을 평가하기 위해 채택되었다(도 6 참조). 본 방법은 본원에 기재된 화합물이 Gal-3뿐만 아니라 다른 갈렉틴 단백질에 강하게 결합하고 방출 강도를 감소시키는 것을 입증하는데 효과적인 것으로 밝혀졌다. 이 어세이를 사용하여 IC50(50 % 억제 농도)이 5 ηM 내지 20 μM 범위에서 확립되었다.
일부 구체예에서, 본원에 기재된 화합물은 5 nM 내지 10 nM, 5 nM 내지 100 nM, 5 nM 내지 1 μM, 5 nM 내지 10 μM, 10 nM 내지 100 nM, 10 nM 내지 1 μM, 10 nM 내지 10 μM, 10 nM 내지 20 μM, 100 nM 내지 1 μM, 100 nM 내지 10 μM, 100 nM 내지 20 μM, 1 μM 내지 10 μM, 1 μM 내지 20 μM, 10 μM 내지 20 μM, 등의 IC50을 갖는다.
실시예 3: 생리학적 리간드에 대한 갈렉틴 결합의 화합물 억제
이것으로 제한되는 것은 아니지만 Gal-3 및 갈렉틴-1을 포함하는 갈렉틴 단백질은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 설치류, 영장류 및 인간을 포함하는 포유동물 종에서 다수의 생물학적으로 관련된 결합 리간드를 갖는다. 갈렉틴은 β-갈 락토시드 함유 슈가로 당단백질에 결합하는 탄수화물 결합 단백질이다.
이들 리간드에 대한 갈렉틴 단백질의 결합 결과는 세포 생존 및 신호 전달의 조절, 세포 성장 및 주화성에 대한 영향, 사이토카인 분비의 방해, 세포-세포 및 세포-기질 상호작용 매개 또는 종양 진행 및 전이에 대한 영향을 포함하는 세포 내 및 세포 상에서 및 조직 및 전체 유기체 내에서 과다한 생물학적 효과를 초래한다. 또한, 갈렉틴 단백질의 정상 발현의 변화는 이것으로 제한되는 것은 아니지만 염증성, 섬유성 및 신생물 질환을 포함하는 다수의 질환에서 병리학적 효과에 대한 책임이 있다.
본원에 기재된 화합물은 Gal-3에 대하여 보다 높은 특이성을 갖는 갈렉틴 단백질의 탄수화물 인식 도메인을 약화시키고 생물학적으로 관련된 리간드와의 그의 상호작용을 방해하도록 설계된다. 이들은 정상적인 발현 레벨에서 또는 생리학적 레벨이상으로 증가된 상황에서 병리학적 과정에 관여할 수 있는 갈렉틴 단백질의 기능을 억제하고자 하는 것이다.
질환에서 정상적인 세포 기능 및 병리학에서 중요한 갈렉틴 단백질에 대한 리간드 중 일부는 이것으로 제한되는 것은 아니지만, 인테그린, Gal-3 결합 단백질, TIM-3(T 세포 면역글로불린 뮤신-3), CD8, T 세포 수용체, 전환 성장 인자-β 수용체(TGF-βR: transforming growth factor-β receptor), 라미닌, 피브로넥틴, BCR(B 세포 수용체), CTLA-4(세포독성 T-림프구 관련 단백질-4: cytotoxic T-lymphocyte-associated protein-4), EGFR(표피 성장 인자 수용체: Epidermal growth factor receptor), FGFR(섬유아세포 성장 인자 수용체: fibroblast growth factor receptor), GLUT-2(글루코오스 수송체-2: glucose transporter-2), IGFR (인슐린 유사 성장 인자 수용체: insulin-like growth factor receptor), 인슐린 수용체, 다양한 인터루킨, LPG(리포포스포글리칸: lipophosphoglycan), MHC(주요 조직적합성 복합체: major histocompatibility complex), PDGFR(혈소판 유래 성장 인자 수용체: platelet-derived growth factor receptor), TCR(T 세포 수용체: T cell receptor), CD98, Mac3 항원(리소좀 관련 막 단백질 2(LAMP2), CD107b(분화 107b 클러스터: Cluster of Differentiation 107b)로도 알려져 있음) 등을 포함한다.
세포 기능을 매개하는 이들 다양한 생물학적 리간드뿐만 아니라 갈렉틴에 대한 특이적 항체와의 갈렉틴 단백질의 물리적 상호작용을 평가하기 위해 실험을 수행하였다. 이들 실험의 설계를 사용하여, 도 7a 및 7b의 다이어그램에서 나타낸 바와 같이 다양한 Gal-3 리간드 간의 상호작용을 평가하고, 본원에 기재된 화합물이 이들 상호작용을 억제할 수 있는지 여부를 결정하였다.
당단백질 리간드, 예컨대 Gal-3 결합 단백질(Gal-3 BP), 인테그린, 등과의 Gal-3 결합 쌍 특이적 항체를 사용한 기능 어세이의 예시(도 7a 및 7b).
이 어세이를 사용하여, 본원에 기재된 화합물은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 50 ηM 내지 20 μM 범위에서 IC50을 갖는 다양한 인테그린 분자(αVβ3, αVβ6, αMβ2, α2β3 등)를 포함하는 이들 리간드와 Gal-3 단백질의 상호작용을 억제한다(도 8a, 8b 및 8d). 일부 구체예에서, 본원에 기재된 화합물은 5 nM 내지 10 nM, 5 nM 내지 100 nM, 5 nM 내지 1 μM, 5 nM 내지 10 μM, 10 nM 내지 100 nM, 10 nM 내지 1 μM, 10 nM 내지 10 μM, 10 nM 내지 20 μM, 100 nM 내지 1 μM, 100 nM 내지 10 μM, 100 nM 내지 20 μM, 1 μM 내지 10 μM, 1 μM 내지 20 μM, 10 μM 내지 20 μM 등의 IC50을 갖는다.
인테그린 : αMβ2 및 αVβ6 인테그린을 사용한 기능 어세이 :
활성화된 ELISA 플레이트는 αMβ2 인테그린으로 코팅된다. Gal-3 결합은 FITC와 컨쥬게이트된 항-Gal-3 항체로 모니터링된다. FITC의 포지티브 신호는 억제를 나타내지 않지만 감소된 신호는 억제를 나타낸다. 도 8a는 약 1μM에서 다양한 인테그린(αVβ6, αMβ2, α2β3)에 Gal-3 결합을 억제하는 화합물 AGS-0028의 예를 나타낸다. 도 8d 및 도 8e는 디갈락토시드 유도체 TD-139의 비특이적 상호작용에 대한 본원에 기재된 화합물(AGS-0229) 대 다른 갈렉틴(도 8d)에 의한 Gal-3의 특이적 억제를 예시한다(도 8c 및 8e).
인테그린 αVβ6으로서 αv 서브유닛을 가진 인테그린은 몇몇 기관에서 섬유증을 조절하는 분자 경로에서 중요한 역할을 하는 것으로 확인되었다[Henderson et al. Nature Medicine, Vol. 19 (12) December 2013].
인테그린 αVβ6는 섬유증에서 중요한 것으로 간주되었으며 그의 중요성은 αV 서브유닛의 유전자 결실이 마우스를 사염화탄소-유발 간 섬유증으로부터 보호하였을 때 확인되었다. 유사한 데이터가 Gal-3이 혈관 신생에 관여하는 것으로 보고된 αVβ3 인테그린을 사용하여 얻어졌다(https://www.rndsystems. com/resources/articles /role-Gal-3-angiogenesis).
기재된 화합물은 5 ηM 내지 20 μM의 IC50 범위를 갖는 Gal-3에 대해 매우 특이적이다. 이는 AGS-0028이 인테그린 αMβ2와의 Gal-3 상호작용 만을 유의하게 방해하는 것으로 나타난 ELISA 억제 에세이에 의해 나타난다(도 8d). 다수의 갈렉틴(1, 8, 및 9)과 동일한 인테그린 αMβ2 상호작용이 CRD 특이적 억제제인 갈락토오스 유도체 TD-139로 억제된다(도 8e).
본원에 기재된 알로스테릭 화합물은 CRD 결합 계수를 약화시켜 갈락토오스 리간드에 대한 그의 특이성을 감소시키거나 심지어 특정 갈락토오스 리간드에 대한 그의 특이성을 증가시킬 수 있다. 이들 효과는 화합물 AGS-0028 및 AGS-0905에 대해 입증되었다.
도 11a에 도시된 바의 화합물 AGS-0028은 Gal-3 BP와의 Gal-3의 결합을 약화(억제)시키고, 따라서 TD-139 결합 및 이 상호작용의 억제와 상승적으로 작용한다.
도 11b에 도시된 바와 같은 화합물 AGS-0905는 Gal-3 BP와 Gal-3의 결합 계수를 포지티브하게(증진적으로) 약화시키고 따라서 이러한 상호작용의 TD-139 억제를 감소시켰다.
도 12a에 도시된 바와 같은 화합물 AGS-0905는 인테그린 αVβ6에 대한 Gal-3 결합의 억제의 역전으로 표시되는 바와 같이 용량 반응 모드에서 Gal-3에 대한 TD-139의 결합을 감소시켰다.
인테그린 αVβ6에 대한 Gal-3 결합 억제에 대한 추가의 입증이 도 12b에 화학식 I 및 II를 갖는 몇몇 화합물에 대해 제시되어 있다.
인테그린 αMβ2에 대한 Gal-3 결합의 억제는 도 12c에서 화학식 I, II 및 III을 갖는 몇몇 화합물에 대하여 입증되었다.
Gal-3 결합 단백질에 대한 Gal-3 결합의 억제는 도 12d에서 화학식 I, II 및 III을 갖는 몇몇 화합물에 대하여 입증되었다.
TGFb1- 수용체에 대한 Gal-3 결합의 억제는 도 12e에서 화학식 I, II 및 III을 갖는 몇몇 화합물에 대하여 입증되었다.
인슐린 수용체(IR)에 대한 Gal-3 결합의 억제는 도 12f에서 화학식 I, II 및 III을 갖는 몇몇 화합물에 대하여 입증되었다.
실시예 4: 15 N NMR에 의한 아미노산 잔기 시프트에 의해 분석된 바의 CRD 및 다른 에피토프에 대한 화합물 결합:
이종핵 15N NMR 분광법은 Gal-3 분자의 상호작용 잔기를 평가하기 위해, 이것으로 제한되는 것은 아니지만 Gal-3을 포함하는 갈렉틴 분자와 본원에 기재된 화합물의 상호작용 평가에 사용하였다.
균일하게 15N-표지된 Gal-3은 갈렉틴-1의 생산을 위해 전술한 바와 같이, BL21(DE3) 컴피턴트 세포(Novagen)에서 발현되고, 최소 배지에서 성장하며, 락토오스 친화성 컬럼 상에서 정제되고, 겔 여과 컬럼에서 분별되었다[Nesmelova IV, et al. 2008, "1H, 13C, and 15N backbone and side-chain chemical shift assignments for the 29 kDa human galectin-1 protein dimer". Biomol NMR Assign 2008 Dec; 2 (2):203-205].
균일하게 15N-표지된 Gal-3은 95% H2O/5% D2O 혼합물을 사용하여 제조된 pH 7.0의 20mM 포타슘 포스페이트 완충액 중에 2 mg/ml의 농도로 용해시켰다. 1H-15N HSQC NMR 실험을 사용하여 본원에 기재된 일련의 화합물의 결합을 조사하였다. 재조합 인간 Gal-3에 대한 1H 및 15N 공명 할당은 이전에 보고되었다[Ippel H, et al. 2015, "(1)H, (13)C, and (15)N backbone and side-chain chemical shift assignments for the 36 proline-containing, full length 29 kDa human chimera-type Gal-3". Biomol NMR Assign 2015;9(1):59-63].
NMR 실험은 H/C/N 삼중 공명 프로브와 x/y/z 삼중 축 펄스 장 구배 유닛이 장착된 Bruker 600 MHz, 700 MHz 또는 850 MHz 분광계에서 30℃에서 수행하였다. 2 차원 1H-15N HSQC의 구배 감도 증진된 버전은 각기 질소 및 양성자 치수에서 256(t1) x 2048(t2) 복합 데이터 포인트를 적용하였다. 원시 데이터는 NMRPipe를 사용하여 변환 및 처리되었으며 NMRview를 사용하여 분석되었다.
완전 Gal-3의 3D 구조에서 각각의 개별 아미노산의 시프트를 조사하는 HSQC NMR 실험을 사용하여 본원에 기재된 화합물의 효과는 명확하게 알로스테릭 상호작용을 나타내었다. TD-139와 같은 갈락토오스 유도체는 CRD 부위에 위치한 아미노산의 교란을 명확하게 생성하지만(도 2b, 도 9a), 기재된 화합물(AGS-0028, AGS-0144)은 이들 아미노산과 직접 상호작용하지 않았다(도 2a, 3a, 3b, 3c, 9e, 9f). 인테그린과 같은 기능성 당단백질을 사용한 조사에서 HSQC NMR은 락토오스와 유사한 CRD와 관련된 Gal-3에서 아미노산 잔기의 강도가 증가함을 명확하게 나타내었다. 그러나 다른 아미노산도 또한 강도를 변화시켰다(도 9c, 9d). 본원에 기재된 화합물의 첨가는 결합 친화성의 변화로 번역되는 강도/신호를 변형시켰다(도 9f).
NMR 결과(도 9b, 9c, 9d, 9e, 9f)로부터 인테그린이 Gal-3의 S 페이스 CRD에 결합하는 것은 명백하다. 그러나 본원에 기재된 화합물은 S 페이스 상의 CRD에 가까운 위치, 또는 F 페이스 또는 N-term인 비 CRD 위치에서 명백하게 결합한다(도 3a, 3b, 3c, 9b). 그러나, Gal-3의 3D 구조에서의 이들의 결합 형태 변화의 결과로 CRD 포켓에 영향을 미치고 그 결과 이들은 Gal-3 단백질 상호작용을 변형시켰다(도 9c 및 9d).
Gal-3-인테그린(aVb6) 복합체와 AGS-0028의 상호작용에 대한 NMR 연구는 화합물이 Gal-3 CRD 부위에서 아미노산을 포함하는 Gal-3의 다수의 아미노산을 약화 시킨다는 것을 명확하게 입증한다(도 9e 및 9f).
일부 구체예에서 본원에 기재된 화합물은 또한 기능성 당단백질과 Gal-3의 복합 상호작용의 친화성을 증진시키고 화합물 AGS-0905에 의해 예시된 바와 같이 상호작용을 보다 특이적으로 만들 수 있다(도 11b).
이러한 HSQC NMR 실험은 Gal-3의 탄수화물 결합 도메인에서 아미노산 잔기에 독점적으로 결합하는 본원에 기재된 화합물과 선행 기술에서 기재된 갈락토오스 유도체 간의 차이를 명확하게 나타내었다.
실시예 5 : 갈렉틴 결합 억제와 관련된 사이토카인 활성의 세포 활성
실시예 1은 갈렉틴 분자에 대한 생리학적 리간드의 결합을 억제하는 본원에 기재된 화합물의 능력을 기재한다. 이 실시예의 실험에서, 이들 결합 상호작용의 기능적 의미가 평가되었다.
본원에 기재된 화합물에 의해 억제된 Gal-3과의 상호작용 중 하나는 TGF-β 수용체이었다. 따라서, 실험을 수행하여 세포주에서 TGR-β 수용체 활성에 대한 화합물의 효과를 평가하였다. 이것으로 제한되는 것은 아니지만 LX-2 및 THP-1 세포를 포함하는 다양한 TGF-β 반응성 세포주를 TGF-β로 처리하고 세포의 반응은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 다양한 세포 내 SMAD 단백질의 인산화를 포함하는 2차 메신저 시스템의 활성화를 관찰함으로써 측정하였다. 다양한 세포주에서 TGF-β 활성화된 2차 메신저 시스템을 확립한 후, 세포를 본원에 기재된 화합물로 처리하였다. 발견은 이들 화합물이 TGF-β 신호 전달 경로를 억제하는 것을 나타내며, 실시예 1에 기재된 결합 상호작용 억제가 세포 모델에서 생리학적 역할을 갖는 것임을 확인하였다.
세포 어세이도 또한 수행하여 다양한 인테그린 분자와 Gal-3의 상호작용을 억제하는 생리학적 유의성을 평가하였다. 세포-세포 상호작용 연구는 다른 세포주뿐만 아니라 혈관 내피세포에 결합하는 단핵구를 사용하여 수행하였다. 본원에 기재된 화합물을 사용한 세포의 처리는 이러한 인테그린 의존적 상호작용을 억제하는 것으로 밝혀졌으며, 실시예 1에 기재된 결합 상호작용 억제가 세포 모델에서 생리 학적 역할을 갖는 것임을 확인하였다.
세포 운동성 어세이를 수행하여 실시예 1에서 정의된 다양한 인테그린 및 다른 세포 표면 분자와 Gal-3의 상호작용을 억제하는 생리학적 유의성을 평가하였다. 세포 연구는 반투과성 막 분리 웰 장치에서 다수의 세포주를 사용하여 수행하였다. 본원에 기재된 화합물을 사용한 세포의 처리는 세포 운동성을 억제하는 것으로 밝혀졌으며, 실시예 1에서 기재된 결합 상호작용 억제가 세포 모델에서 생리학적 역할을 갖는 것임을 확인하였다.
실시예 6: 시험관 내 염증성 모델(단핵구 기반 어세이 )
THP-1 단핵구 배양으로부터 시작하여 2-4 일 동안 PMA(포르볼 12-미리스테이트 13-아세테이트: Phorbol 12-myristate 13-acetate)를 사용하여 염증성 대식세포로 분화된 대식세포 분극화 모델을 설정하였다. 일단 분화되면(M0 대식세포), 대식세포 활성화(M1)를 위해 LPS 또는 LPS 및 IFN-γ를 사용하여 1-3일간의 염증성 단계로 유도하였다. 사이토카인 및 케모카인의 어레이를 분석하여 THP-1 유도된 대식세포의 염증성 단계로의 분극을 확인하였다. 대식세포 분극에 대한 항-갈렉틴 3 화합물의 영향은 먼저 비색법(테트라졸륨 시약 사용)을 사용하여 세포 생존능을 모니터링하여 증식 또는 세포독성 어세이(신규 테트라졸륨 화합물[3-(4,5-디메틸-2-일)-5-(3-카르복시메톡시페닐)-2-(4-술포페닐)-2H-테트라졸륨, 내부 염; MTS] 및 전자 커플링 시약(페나진 에토술페이트; PES)을 함유하는 Promega의 The CellTiter 96® AQueous Ons Solution Cell Profiferation Assay)에서 생존 세포의 수를 결정하고 염증의 세포 과정에서 단핵구/대식세포의 이동 및 침윤을 조절하는 주요 단백질인 케모카인 단핵구 화학유인 단백질-1(MCP-1/CCL2)을 정량적으로 측정하여 평가되는 염증성 단계에 의해 평가된다. 다른 사이토카인 및 케모카인의 발현 및 분비에 대한 후속 테스트는 활성 화합물을 유도하기 위해 수행하였다. 결과는 MCP-1의 감소율로 표시하였다(도 10).
활성화된 THP1 세포에서 MCP1 발현을 감소시키는 화합물의 능력은 염증성 대식세포 활성을 감소시킬 것이다[https://www.bio-rad-antibodies.com/macrophage-polarization-minireview.html 참조]. Gal-3 친화성 컬럼으로 단리된 HUVEC 용해물의 질량 분석은 결합 파트너로서 αVβ3을 확인하였다. αVβ3은 성장 인자 매개 혈관신생에 관여하는 것으로 보고되었다. Gal-3을 사용한 HUVEC의 처리는 αVβ3 클러스터링 및 초점 부착 키나아제(FAK: focal adhesion kinase) 활성화를 촉진시켰다. αVβ3에 대한 항체는 Gal-3 유도된 HUVEC 이동 및 모세관 형성을 억제하였다.[Markowska, A.I. et al. (2010) J. Exp. Med. 207:1981].
방법 단계의 예:
1) 젠타마이신을 함유하는 배지에서 배양된 THP-1 세포
2) THP-1 세포를 10 ng/ml PMA를 함유하는 어세이 배지에서 2일 인큐베이션 하기 위해 96 웰 플레이트 2,000 세포/웰 중의 웰로 옮겼다.
3) LPS(10 ng/ml) 함유 배지에서 테스트 화합물의 연속 희석을 실시하였다.
4) 각각의 웰에 100 ml의 화합물/LPS 용액을 겐타마이신 및 5 ng/ml PMA도 또한 함유하는 각각의 200 ml 웰의 최종 어세이 부피에 첨가하였다.
5) 세포를 최대 8일 인큐베이션하였다.
6) 격일마다 60 ul의 샘플을 바이오 어세이를 위해 제거하였다.
7) 종료시 15 ml의 Promega Substrate CellTiter 96 Aqueous One Solution을 각각의 웰에 첨가하여 세포 독성을 모니터하였다(490 nm에서)
8) 세포 바이오마커 평가를 위해 세포를 1XPBS로 세척하고 1시간 동안 200 ul의 용해 완충액(Lysis buffer)으로 추출하였다. 추출물을 10분간 스핀 다운시키고 120 ul 샘플을 상부에서 제거하였다. 모든 샘플은 테스트까지 -70C로 유지하였다.
THP-1 세포는 단핵구 화학유인 단백질-1(MCP-1)과 같은 염증성 사이토카인을 분비하는 염증성 대식세포(M1)로 세포를 형질 전환시키는 미생물 내독소에 의해 자극하였다. 항염증제는 AGS-0229에 대해 입증된 바와 같이 MCP-1의 발현을 감소시킨다(도 10).
실시예 7 : 세포 배양 섬유생성 모델
실험은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 LX-2 세포를 포함하는 섬유생성 성상 세포 배양으로 수행하여 본원에 기재된 화합물의 세포 효과를 평가한다. LX-2 세포는 혈청 결핍 배지 및 상이한 백분율의 THP-1 세포 조건부 배지로 스파이크된 배지를 사용하는 배양에서 활성화된다. LX-2 세포의 활성화는 이것으로 제한되는 것은 아니지만 TIMP-1을 포함하는 다양한 잘 정의된 마커에 의해 모니터링된다. 입증 가능한 LX-2 세포 활성화는 처리 후 24시간에 명백하며, 본원에 기재된 화합물을 사용한 세포의 처리는 활성화를 억제하는 것으로 밝혀졌고, 세포 모델에서 생리학적 역할을 확인하였다.
실시예 8 : 간 섬유증의 생체 내 동물 NASH/비만 모델
비알콜성 지방간염 (NASH) 마우스 섬유증 모델
NASH 모델은 수컷 신생 마우스[C57BL/6J 마우스]를 사용한다. 질환은 생후 2 일에 당뇨병을 유발하는 스트렙토조토신(Sigma, 미주리주 세인트 루이스 소재) 용액을 단일 피하 주사하여 유발시킨다. 4주령 후 고지방 규정식(HFD, 지방으로부터57 %의 kcal)이 12주에서 최대 16주 동안 도입된다. 다양한 용량의 비히클 및 테스트 물질을 경구 또는 SQ로 또는 정맥 내로 매주 투여하고 mg/kg 체중으로 계산한다. 동물 케어는 승인된 동물 사용 지침에 따라 프로토콜을 따른다. 에테르 마취하에 직접 심장 천자를 통해 방혈로 동물을 희생시키기 전에 3시간 동안 동물을 절식시킨다.
처리 군으로의 마우스의 무작위화는 혈장 ALT 레벨 및 체중에 기초한 처리 전에 수행된다. 최소한 3 개의 처리군이 연구 중이다.
군 1: 12 마리의 정상적인 마우스는 임의의 처리 없이 통상의 규정식으로 자유식을 제공할 것이다.
군 2 : 12 마리의 NASH 마우스는 6 내지 12 주령으로 주 1회 비히클(0.9 % 염화나트륨)을 정맥 내 투여할 것이다.
군 3: 12 마리의 NASH 마우스는 6 내지 12 주령으로 주 1회 비히클(0.9 % 염화나트륨) 중에 시험 제품을 정맥 내 투여할 것이다.
마우스는 처리 4주 후에 희생시킬 것이다.
주요 화합물은 비히클 대조에 비해 콜라겐 10 내지 80 %로 측정되거나 또는 군 1에서 확립된 바의 거의 정상적인 콜라겐 레벨로 유효 섬유증을 감소시킬 것이다.
일반적인 생화학 테스트:
당뇨병성 절식 글루코오스는 예를 들어 G Checker(Sanko Junyaku Co. Ltd., 일본 소재)를 사용하여 전혈 샘플에서 측정된다.
간 기능은 혈장 중에서 AST, ALT, 총 빌리루빈, 크레아티닌 및 TG의 레벨에 대해 평가되며, TG는 예로 FUJI DRY CHEM 7000(Fuji Film, 일본 소재)에 의해 측정된다.
간 생화학: 간 히드록시프롤린 함량을 정량화하기 위해, 콜라겐 함량, 냉동 간 샘플(40-70 mg)의 정량적 평가를 표준 알칼리-산 가수분해 방법으로 처리하고, 히드록시프롤린 함량을 총 간 단백질에 대해 정규화한다.
총 간 지질 추출물은 Folch의 방법으로 미상엽에서 얻고 간 TG 레벨은 트리글리세리드 E-테스트(Wako, 일본 소재)를 사용하여 측정한다.
조직병리학적 및 면역조직화학적 분석 간 절편은 보우잉 용액(Bouin's solution) 중에 미리고정된 간 조직의 파라핀 블록으로부터 절단하고 릴리 메이어의 헤마톡실린(Muto Pure Chemicals, 일본 소재) 및 에오신 용액(Wako, 일본 소재)으로 염색한다.
콜라겐 침착을 시각화하기 위해, 보우잉의 고정된 간 절편을 피크로 시리우스 레드(picro-Sirius red) 용액(Waldeck GmbH & Co. KG, 독일 소재)을 사용하여 염색한다. NAFLD 활성 스코어(NAS)도 또한 확립된 기준에 따라 계산한다.
SMA, F4/80, Gal-3, CD36 및 iNOS에 대한 면역조직화학은 염증 및 섬유증의 정도의 표시로서 각기 포지티브 영역으로부터 추정될 수 있다.
실시예 9: 섬유증/경화증 모델로 이어지는 생체 내 동물 화학 독성
쥐 티오아세트아미드(tAA) 처리된 간 섬유증 모델:
이들 실험은 동물 연구 시설(Jackson Laboratory)에서 얻은 160 내지 280g의 수컷 스프라그-돌리(Sprague-Dawley) 쥐를 사용하고 실험실 동물의 케어 및 사용(Institute of Laboratory Animal Resources, 1996, Nat. Acad. Press) 및 IACUC(Institutional Animal Care and Use committee)에 대한 지침에 따라 유지한다. 실험 종료시에, 동물을 페노바르비탈 마취 하에 안락사시킨다.
2주의 적응 기간 후, 8주 유도 기간이 개시되고, 여기서 모든 쥐는 450 mg/kg/wk의 초기 주 투여량, 이어서 400 mg/kg/wk 체중의 7주 요법으로 주 2회 또는 3회 IP 주사로 투여되는 0.9% 식염수에 용해된 멸균 용액의 티오아세트아미드(TAA, Sigma Chemical Co., 미국 미주리주 세인트 루이스 소재)를 복강 내(IP) 주사한다. 섬유증의 진행을 평가하기 위해, 4 주 및 8 주에 2 마리 쥐를 안락사시키고, 간을 조직학적으로 검사한다. 경화증을 발병시키기 위해 동물은 최대 11-12 주 TAA IP를 투여받으며, 섬유증은 8주면 충분하다. 치료는 8주에 시작하여 4주 동안 이루어졌으며, 비히클 대조군은 4주 동안 주 2회 0.9 % NaCl을 복강 내(IP) 투여한다. 실험 테스트 제품은 각기 섬유증 또는 경화증에 대해 8주 또는 11주에 시작하여 주 2회 또는 1회 IP가 제공된다. 치료 기간의 종료시에, 쥐는 흡입을 통해 1-5 %의 이소플루오란을 사용하여 마취하에 배치하고 개복술을 수행한다. 희생 시, 수주(water column)의 높이를 측정하기 위해 문정맥에 도입된 16G 혈관카테터를 사용하여 문맥압을 측정한다. 간을 제거, 칭량하고, 가장 큰 엽 조각은 추가 분석에 사용한다. 비장도 또한 제거하고 폐기되기 전에 칭량한다.
기재된 실험으로부터의 시리우스 레드 염색된 간 절편의 대표적인 조직학은 처리된 동물과 대조 간의 비교를 위해 취해진다. 평균 콜라겐에서 20 % 감소(적색 염색)는 항섬유증 효과에 대해 통계적으로 허용 가능하다. 가교 섬유증의 가닥은 진행 섬유증 단계(이들은 콜라겐 섬유의 가닥임)를 나타낸다.
생화학 테스트:
NASH 모델에서와 같이 다양한 진단 테스트를 수행하여 섬유증으로 인한 간 손상의 정도를 평가한다:
간 기능은 혈장 중에서 AST, ALT, 총 빌리루빈, 크레아티닌 및 TG의 레벨에 대해 평가되며, 예로 FUJI DRY CHEM 7000(Fuji Film, 일본 소재)에 의해 측정된다.
간 생화학: 간 히드록시프롤린 함량을 정량화하기 위해, 콜라겐 함량, 냉동 간 샘플(40-70 mg)의 정량적 평가를 표준 알칼리-산 가수분해 방법으로 처리하였고 히드록시프롤린 함량을 총 간 단백질에 대해 정규화하였다.
총 간 지질 추출물은 Folch의 방법으로 미상엽에서 얻고 간 TG 레벨은 트리글리세리드 E-테스트(Wako, 일본 소재)를 사용하여 측정한다.
조직병리학적 및 면역조직화학적 분석 간 절편은 보우잉 용액 중에 미리 고정된 간 조직의 파라핀 블록으로부터 절단하고 릴리 메이어의 헤마톡실린(Muto Pure Chemicals, 일본 소재) 및 에오신 용액(Wako, 일본 소재)으로 염색한다.
콜라겐 침착을 시각화하기 위해, 보우잉의 고정된 간 절편을 피크로 시리우스 레드 용액(Waldeck GmbH & Co. KG, 독일 소재)을 사용하여 염색한다. NAFLD 활성 스코어(NAS)도 또한 확립된 기준에 따라 계산한다.
SMA, F4/80, Gal-3, CD36 및 iNOS에 대한 면역조직화학은 염증 및 섬유증의 정도의 표시로서 각각의 포지티브 영역으로부터 추정될 수 있다.
간 섬유증의 담관 모델
이들 실험은 담관 결찰 또는 담도 섬유증을 유발하는 약물로 처리한 후 간 섬유증에 대한 본원에 기재된 화합물의 효능을 평가하기 위해 수행된다. 본원에 기재된 다양한 화합물로 처리된 동물은 비히클 대조와 비교하여 간 섬유증이 감소됨을 나타낸다.
실시예 10: 폐 섬유증의 생체 내 동물 모델
이들 실험은 블레오마이신 유발 폐 섬유증의 예방에 대한 본원에 기재된 화합물의 효능을 평가하기 위해 수행된다. 기관 내 식염수 주입한 미처리 대조군은 10 마리의 마우스로 구성된다. 블레오마이신은 0일 차에 다른 군의 폐에 기관 내로 천천히 주입함으로써 투여된다. -1, 2, 6, 9, 13, 16 및 20일 차에, 마우스는 1일 1회 비히클이 투약(iv, ip, 피하 또는 경구)되거나 또는 다양한 용량의 본원에 기재된 화합물(iv, ip, 피하, 또는 경구) CT-01(군 3)이 투약된다. 동물의 체중을 측정하고 매일 호흡 곤란을 평가한다. 21일 차에, 모든 동물을 안락사시키고 폐의 습윤 중량을 측정한다. 희생시, 혈액은 혈청 준비를 위해 안와후방을 통해 채혈한다. 폐의 오른쪽 엽은 후속하는 히드록시프롤린 분석을 위해 급속 냉동시키고, 한편 왼쪽은 조직학적 분석을 위해 10 % 포르말린 중에 취입 및 고정시킨다. 포르말린 고정 폐는 일상적인 조직학적 평가를 위해 처리된다.
실시예 11: 신장 섬유증의 생체 내 동물 모델
이들 실험은 일측성 요관 결찰 및 당뇨병성 신장병증 모델을 사용하여 신장 섬유증에 대한 본원에 기재된 화합물의 효능을 평가하기 위해 수행된다. 본원에 기재된 다양한 화합물로 처리된 동물은 비히클 대조와 비교하여 신장 섬유증이 감소됨을 나타낸다.
실시예 12: 심혈관 섬유증의 생체 내 동물 모델
이들 실험은 심부전, 심방 세동, 폐 고혈압 및 죽상 동맥 경화증의 모델을 사용하여 심장 및 혈관의 섬유증에 대한 본원에 기재된 화합물의 효능을 평가하기 위해 수행된다. 본원에 기재된 다양한 화합물로 처리된 동물은 비히클 대조와 비교하여 심혈관 섬유증이 감소됨을 나타낸다.
실시예 13: VEGF-A 유발 혈관신생
VEGF 수용체-2(VEGFR-2)를 통한 혈관 내피 성장 인자(VEGF) 신호 전달은 일차 혈관신생 경로이다. 갈렉틴 단백질은 신호 전달 경로에서 중요하다. 본원에 기재된 화합물은 손상에 반응하여 마우스 각막의 신생혈관증식을 억제할 수 있다.
실시예 14: Gal-3은 생체 내 전신 인슐린 내성을 야기하고 지방 세포 및 간세포에서 인슐린 작용을 손상시킨다
비만에서 대식세포와 다른 면역 세포는 인슐린 표적 조직에 축적되어 만성 염증 병태와 인슐린 내성을 촉진한다.
Gal-3은 비만 대상 및 마우스 모두에서 상승한 것으로 보고되었다[Li et al, Cell (2016), 167 (4), p973-984]. 마우스에 Gal-3의 투여는 인슐린이 그의 수용체에 결합할 때 글루코오스 흡수의 인슐린 수용체(IR) 활성화를 차단함으로써 글루코오스 불내성을 야기하는 반면, Gal-3의 억제는 비만 마우스에서 인슐린 민감성을 개선시켰다. 본원에서 기재된 화합물은 Gal-3에 알로스테릭하게 결합하고 인슐린 수용체(IR)에 대한 그의 결합을 억제하며 따라서 상승된 Gal-3에 의해 야기되는 IR 신호 전달 및 글루코오스 흡수의 다운스트림 억제의 역전을 야기한다. 도 12f는 50 ηM 내지 20 μM 범위에서 IR에 대한 Gal-3 결합의 억제를 입증한다.
이러한 생체 내 모델은 Gal-3을 결합시켜 염증을 야기하고 인슐린 민감성을 감소시켰다. 따라서, IR에 대한 Gal-3 결합을 억제하는 화합물은 인슐린 내성을 처리하기 위해 치료적으로 사용될 수 있다.
실시예 15: 화합물 흡수, 분포, 대사 및 제거의 평가
본원에 기재된 화합물은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 용해도(열역학적 및 동적 방법), 다양한 pH 변화, 생체관련 배지(FaSSIF, FaSSGF, FeSSIF)에서의 용해도, Log D(옥탄올/물 및 시클로헥산/물), 혈장 내 화학 안정성 및 혈액 분할을 포함하는 물리화학적 성질에 대하여 평가된다.
본원에 기재된 화합물은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 PAMPA(병렬 인공 막 투과성 어세이: parallel artificial membrane permeability assay), Caco-2 및 MDCK(야생형)를 포함하는 시험관 내 투과성 성질에 대해 평가된다.
본원에 기재된 화합물은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 마우스(스위스 알비노(Swiss Albino), C57, Balb/C), 쥐(위스타, 스프라그 돌리), 토끼(뉴질랜드 화이트), 개(비글), 시노몰구스 원숭이, 등에서 다양한 경로 즉, 경구, 정맥 내, 복강 내, 피하에 의한 약동학, 조직 분포, 혈장에 대한 뇌 비율, 담즙 배설, 및 질량 균형을 포함하는 동물 약동학적 성질에 대해 평가된다.
본원에 기재된 화합물은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 혈장 단백질 결합 (울트라 여과 및 평형 투석) 및 마이크로솜 단백질 결합을 포함하는 단백질 결합에 대해 평가된다.
본원에 기재된 화합물은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 시토크롬 P450 억제, 시토크롬 P450 시간 의존적 억제, 대사 안정성, 간 마이크로솜 대사, S-9 분획 대사, 동결 보존된 간세포에 대한 효과, 혈장 안정성 및 AGSH 트래핑을 포함하는 시험관 내 대사에 대해 평가된다.
본원에 기재된 화합물은 이것으로 제한되는 것은 아니지만 시험관 내(마이크로솜, S-9 및 간세포) 및 생체 내 샘플의 식별을 포함하는 대사물질 식별에 대해 평가된다.
실시예 16: 표적 IGF 신호 전달의 치료 가능성
IGF 시스템 신호 전달은 성장 및 발달에 매우 중요하지만, 에너지 시스템 통합, 글루코오스/인슐린 조절, 유방 발달 및 수유, 뼈 건강, 신경 유지를 포함하는 다른 주요 생리학적 기능에서도 또한 중요하다. IGF 신호 전달 경로를 표적으로 하는 것은 신규 항암 치료제의 개발에서 유망한 전략으로 보고되어 있다. 경로의 주요 신호 도입 수용체인 IGF-1R의 발현은 이것이 과발현될 때 동물 모델에서 종양 발달의 타이밍 및 빈도가 증가되기 때문에 악성 형질 전환에 필요한 것으로 보인다. 또한, IGF-1 결핍 마우스는 종양 성장 및 전이를 지원하는 능력이 대단히 감소하였다. 그의 항증식 활성을 통해, IGF-1R 시스템의 억제제는 다수의 임상적으로 중요한 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 잔류하는, 준임상 질환의 성장을 억제하는 것을 목적으로 하는 유지 요법인 IGF-1R 차단은 화학요법과 조합하여 사용될 때 세포독성 요법으로부터 임상 반응의 비율, 정도 및 기간을 증가시키는 것을 비롯하여 다수의 임상적으로 유용한 효과에 대한 잠재성이 있다.
본원에 기재된 ELISA 조성물 어세이를 사용하여, 화합물을 Gal-3과 함께 인큐베이션하고 Gal-3과 IGF-수용체의 결합을 테스트하였다. 도 12g는 갈렉틴-3이 IGF-R1에 강하게 결합하고 본원에 기재된 화합물이 IGF-R1에 대한 Gal-3의 결합을 조절할 수 있음을 나타낸다. 도 12g에서 나타낸 바와 같이 그 화합물은 IGF-R1에 대한 갈렉틴-3의 결합을 억제(포지티브 IC50) 또는 증진(네거티브 IC50)시킬 수 있고 따라서 IGF 신호 전달 경로에 영향을 줄 수 있다.
도 12g는 본원에 기재된 화합물과 갈락토오스 유도체 화합물의 비교를 나타낸다. Gal-3 탄수화물 인식 도메인에 직접 결합하여 억제를 야기하는 갈락토오스 유도체 화합물(예를 들어, TD-139 및 AGS-0666)과는 달리, 본원에 기재된 알로스테릭 화합물은 하기 2가지 방식으로 CRD 구조에 영향을 줄 수 있다: (1) 당단백질에 대한 그의 친화성을 감소시키거나(예를 들어 도 12g에서 AGS-O229 및 AGS-O823) 또는 (2) 당단백질에 대한 친화성을 강화시킨다(도 12g에서 AGS-O903).

Claims (44)

  1. 하기 화학식 I의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물:
    화학식 I
    Figure pct00050

    식 중, Y 결합은 (-CH=) 또는 (-CH2-), 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X이고;
    Z는 탄소 또는 헤테로원자이며, 여기서 헤테로원자는 질소, 산소, 황 또는 셀레늄이고;
    R1은 수소, 산소, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 아릴, 할로겐, 트리플루오로메틸, 디니트로메틸 또는 상기의 조합이며;
    R2 및 R3은 수소, 히드록실, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
  2. 제1항에 있어서, R2, R3, 또는 R2 및 R3이 하나 이상의 치환을 갖는 아릴기이고, 여기서 하나 이상의 치환은 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐, 벤젠 또는 이의 조합인 화합물.
  3. 제1항에 있어서, R2, R3, 또는 R2 및 R3이 플루오로메틸인 화합물.
  4. 하기 화학식을 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물:
    Figure pct00051
    .
  5. 하기 화학식 II의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물:
    화학식 II
    Figure pct00052

    식 중, A-M은 아미드 -N(-Ra)-C(=O)-, 술폰아미드 -N(-H)-S(=O2)-, 메틸에테르 -C(-H2)-O-, 메틸에스테르 -C(=O)-O-, 카르보술폰 -C(-H2)-S(=O)(=O)-, 포스페이트 -O-P(=O)(-OH)-, 디포스페이트 -O-P(=O)(-O)-O-P(=O)(-O)-, 히드라지드 -N(-H)-N(-H)-, 셀라노메틸렌, 메톡실, 에틸, 또는 글리콜 및/또는 아미노산의 구조를 갖는 2 원자 결합이고,
    결합 (Y)는 (-CH=) 또는 (-CH2-), 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X-이며; Z는 탄소 또는 헤테로원자이고, 여기서 헤테로원자는 질소, 산소, 황, 또는 셀레늄이며; R1은 수소, 산소, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 아릴, 할로겐, 트리플루오로메틸, 디니트로메틸 또는 상기의 조합이고; R2 및 R3은 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 및 할로겐으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된다.
  6. 제5항에 있어서, R2, R3, 또는 R2 및 R3이 하나 이상의 치환을 갖는 아릴기이고, 여기서 하나 이상의 치환은 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐, 벤젠 또는 이의 조합인 화합물.
  7. 제5항에 있어서, R2, R3, 또는 R2 및 R3이 플루오로메틸인 화합물.
  8. 하기 화학식을 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물:
    Figure pct00053
    .
  9. 하기 화학식을 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물.
  10. 하기 화학식 III의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물:
    화학식 III
    Figure pct00054

    식 중, Z는 탄소 또는 헤테로원자이고, 여기서 헤테로원자는 질소, 산소, 황 또는 셀레늄이며;
    R1은 수소, 산소, 아민, 카르복실, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 아릴, 할로겐, 트리플루오로메틸, 디니트로메틸 또는 상기의 조합이고;
    R2 및 R3은 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐, 이러한 수소, 히드록실, 아민, C1-C6 알킬, C1-C4 알콕시, 할로겐으로 치환된 아릴기, 또는 이의 조합으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되며;
    결합 (Y)는 (-CH=) 또는 (-CH2-)-, 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X-이다.
  11. 하기 화학식 IV의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물:
    화학식 IV
    Figure pct00055

    식 중, Z는 탄소 또는 헤테로원자이고, 여기서 헤테로원자는 질소, 산소, 황 또는 셀레늄이며;
    R1, R2, R3 및 R4는 CO, SO2, SO, PO2, PO, CH, 수소, 약 10-200D의 분자량의 헤테로시클릭 치환을 포함하는 소수성 선형 및 시클릭 탄화수소로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되고;
    결합 (Y)는 메틸리덴(-CH=) 또는 메틸렌((-CH2-)-), 또는 X가 질소, 산소, 황 또는 셀레늄인 -CH2-X-이며;
    A-M 결합은 아미드 -N(-Ra)-C(=O)-, 술폰아미드 -N(-H)-S(=O2)-, 메틸에테르 -C(-H2)-O-, 메틸에스테르 -C(=O)-O-, 카르보술폰 -C(-H2)-S(=O)(=O)-, 포스페이트 -O-P(=O)(-OH)-, 디포스페이트 -O-P(=O)(-O)-O-P(=O)(-O)-, 히드라지드 -N(-H)-N(-H)-, 셀라노메틸렌, 메톡실, 에틸, 글리콜; 및/또는 아미노산의 구조를 갖는 2 이상의 원자 결합이다.
  12. 하기 화학식을 갖는 화합물 또는 이의 약학적으로 허용되는 염 또는 용매화물:
    Figure pct00056
    .
  13. 제11항에 있어서, 소수성 선형 및 시클릭 탄화수소가 하기 중 하나를 포함하는 화합물:
    a) 4개 이상의 탄소의 알킬기, 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 카르복실기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알킬기, 카르복시기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 아미노기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알킬기, 아미노기로 치환된 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 아미노 및 카르복시기 둘다로 치환된 4개 이상의 탄소의 알킬기, 아미노 및 카르복시기 둘다로 치환된 4개 이상의 탄소의 알케닐기, 및 하나 이상의 할로겐으로 치환된 알킬기,
    b) 페닐기, 또는 하나 이상의 카르복시기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 할로겐으로 치환된 페닐기, 하나 이상의 알콕시기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 니트로기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 술포기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 아미노기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 알킬아미노기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 디알킬아미노기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 히드록시기로 치환된 페닐기, 하나 이상의 카르보닐기로 치환된 페닐기, 및 하나 이상의 치환된 카르보닐기로 치환된 페닐기,
    c) 나프틸기, 또는 하나 이상의 카르복시기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 할로겐으로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 알콕시기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 니트로기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 술포기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 아미노기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 알킬아미노기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 디알킬아미노기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 히드록시기로 치환된 나프틸기, 하나 이상의 카르보닐기로 치환된 나프틸기, 및 하나 이상의 치환된 카르보닐기로 치환된 나프틸기,
    d) 헤테로아릴기, 또는 하나 이상의 카르복시기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 할로겐으로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 알콕시기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 니트로기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 술포기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 아미노기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 알킬아미노기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 디알킬아미노기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 히드록시기로 치환된 헤테로아릴기, 하나 이상의 카르보닐기로 치환된 헤테로아릴기, 및 하나 이상의 치환된 카르보닐기로 치환된 헤테로아릴기, 또는 이의 조합.
  14. 하기 표 1의 화학식을 갖는 화합물로부터 선택되는 화합물:
    [표 1]
    Figure pct00057

    Figure pct00058

    Figure pct00059

    Figure pct00060

    Figure pct00061

    Figure pct00062
    .
  15. 하기 표 6의 화학식 중, 하나를 갖는 화합물:
    [표 6]
    Figure pct00063

    Figure pct00064

    Figure pct00065
    .
  16. 제1항에 있어서, Y 결합이 (-CH=)인 화합물.
  17. 제5항에 있어서, Y 결합이 (-CH=)인 화합물.
  18. 제10항에 있어서, Y 결합이 (-CH=)인 화합물.
  19. 제11항에 있어서, Y 결합이 (-CH=)인 화합물.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 화합물이 갈렉틴-3에 대하여 약 5 nM 내지 20 μM의 결합 친화성(binding affinity)을 갖는 화합물.
  21. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 화합물이 결정형인 화합물.
  22. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 화합물이 유리 형태인 화합물.
  23. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 형태가 무수물인 화합물.
  24. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 유리 형태가 수화물인 화합물.
  25. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 화합물이 갈렉틴 1, 갈렉틴 8, 갈렉틴 9 또는 다른 갈렉틴보다 높은 특이성을 갖는 갈렉틴 3에 결합하는 화합물.
  26. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 화합물의 치료 유효량, 및 약학적으로 허용되는 보조제, 부형제, 제제 담체 또는 이의 조합을 포함하는 조성물.
  27. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 화합물의 치료 유효량, 및 항염증 약물, 항섬유증 약물, 약학적 약물, 기능식품성(nutraceutical) 약물, 보충제, 또는 이의 조합의 치료 유효량을 포함하는 조성물.
  28. 장내 또는 비경구 투여에 사용하기 위한 허용 가능한 약학적 담체 중의 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 화합물을 포함하는 약학 조성물.
  29. 경구, 정맥 내 또는 피하 투여에 사용하기 위한 허용 가능한 약학적 담체 중의 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항의 화합물을 포함하는 약학 조성물.
  30. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 1종 이상의 화합물을 포함하는 약학 조성물의 치료 유효량을 투여하는 것을 포함하는, 질환의 치료를 필요로 하는 대상에서의 질환의 치료 방법.
  31. 제30항에 있어서, 질환이 상승된 갈렉틴-3으로 인한 병리학적 질환과 관련된 장애인 방법.
  32. 제30항에 있어서, 질환이 알콜성 또는 바이러스성 지방간염(steatohepatitis), 비알콜성 지방간염, 섬유증, 경화증(cirrhosis), 염증성 장애, 대사 장애, 인슐린 내성, 자가면역 장애, 신생물 병태(neoplastic condition), 대사 장애 또는 암인 방법.
  33. 제30항에 있어서, 질환이 심부전, 부정맥, 또는 요독성 심근병증인 방법.
  34. 제30항에 있어서, 질환이 만성 신장 및 특발성 폐 질환인 방법.
  35. 제30항에 있어서, 질환이 피부 자가면역, 증식성 및 섬유성 피부 장애, 임의로 건선 또는 아토피 피부염인 방법.
  36. 제30항에 있어서, 화합물이 인슐린 수용체 및 인슐린 유사 성장 인자 1 수용체에 대한 Gal-3 결합을 조절하는 것인 방법.
  37. 제30항에 있어서, 1형 당뇨병 및 비만과 관련된 전신 인슐린 내성을 치료하기 위한 방법.
  38. 제30항에 있어서, 2형 진성 당뇨병(T2DM: type 2 diabetes mellitus)과 관련된 전신 인슐린 내성을 치료하기 위한 방법.
  39. 제30항에 있어서, 비만, 임신성 당뇨병 또는 전당뇨병과 관련된 전신 인슐린 내성을 치료하기 위한 방법.
  40. 제30항에 있어서, 화합물을 사용한 치료가 인슐린 활성에 대한 세포의 민감성을 회복시키는 것인 방법.
  41. 제32항에 있어서, 염증성 장애가 염증성 장 질환, 크론병, 다발성 경화증(multiple sclerosis), 전신 홍반 루푸스(Systemic Lupus Erythematosus), 관절염, 류마티스 관절염, 천식 또는 궤양성 대장염인 방법.
  42. 제32항에 있어서, 섬유증이 간 섬유증, 신장 섬유증, 폐 섬유증 또는 심장 섬유증인 방법.
  43. 제32항에 있어서, 자가면역 장애가 류마티스 관절염, 피부 질환 또는 다발성 경화증인 방법.
  44. 제32항에 있어서, 신생물 병태가 양성 또는 악성 신생물 질환인 방법.
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