KR20240033100A - 협동 결합에 참여하는 화합물 및 그의 용도 - Google Patents

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KR20240033100A
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마크 조셉 멀비힐
메이중 진
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레볼루션 메디슨즈, 인크.
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Abstract

본 발명은 예를 들어 프리젠터 단백질 (예를 들어, FKBP 계열의 구성원, 사이클로필린 계열의 구성원, 또는 PIN1) 및 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)에 대한 결합을 통해 생물학적 과정을 조절할 수 있는 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)을 특징으로 한다. 이러한 화합물은 내인성 세포내 프리젠터 단백질, 예컨대 FKBP 또는 사이클로필린을 결합하고, 생성된 2원 복합체는 선택적으로 결합하여 세포내 표적 단백질의 활성을 조절한다. 프리젠터 단백질, 화합물 및 표적 단백질 중의 3원 복합체의 형성은 단백질-화합물 및 단백질-단백질 상호작용 모두에 의해 유도되고, 둘 모두는 표적화된 단백질의 활성의 조절을 위해 요구된다.

Description

협동 결합에 참여하는 화합물 및 그의 용도{Compounds that participate in cooperative binding and uses thereof}
소분자 약물의 대부분은 표적 단백질 상에 기능적으로 중요한 포켓을 결합하고, 이에 의해 이 단백질의 활성을 조절함으로써 작용된다. 예를 들어, 콜레스테롤-강하 약물 스타틴은 HMG-CoA 환원효소의 효소 활성 부위를 결합하고, 이에 따라 효소가 그것의 기질과 결합하는 것을 방지한다. 수많은 이러한 약물/표적 상호작용 쌍이 공지되어 있다는 사실은 소분자 조절제가 전부는 아니지만 대부분의 합리적인 양의 시간, 노력, 및 자원이 제공된 단백질에 대해 발견될 수 있다고 몇몇에게 믿게 만들 수 있다. 이것은 상기 경우와 다르다. 현재 추정값은 모든 인간 단백질의 단지 약 10%만이 소분자에 의해 표적화가 가능하다. 나머지 90%는 현재 소분자 약물 발견에 대해 곤란하거나 또는 어려운 것으로 간주된다. 이러한 표적은 통상적으로 "언드러거블(undruggable)"로 지칭된다. 이러한 언드러거블 표적은 의료적으로 중요한 인간 단백질의 방대한 그리고 대개 미개발된 보고(reservoir)를 포함한다. 따라서, 이러한 언드러거블 표적의 기능을 조절할 수 있는 신규한 분자 양상을 발견하는데 상당한 관심이 존재한다.
요약
본 발명은 예를 들어 프리젠터 단백질 (예를 들어, FKBP 계열의 구성원, 사이클로필린 계열의 구성원, 또는 PIN1) 및 표적 단백질에 대한 결합을 통해 생물학적 과정을 조절할 수 있는 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 상기 표적 및/또는 프리젠터 단백질은 세포내 단백질이다. 일부 구현예에서, 상기 표적 및/또는 프리젠터 단백질은 포유동물 단백질이다. 일부 구현예에서, 제공되는 화합물은 세포, 예를 들어, 포유동물 세포 내에서 3원 프리젠터 단백질/화합물/표적 단백질 복합체에 참여한다. 일부 구현예에서, 제공된 화합물은 질환 및 장애 예컨대 암, 염증, 또는 감염의 치료에 유용할 수 있다.
일 양태에서, 본 발명은 화합물 (예를 들어, 14 내지 40개의 고리 원자를 포함하는 거대환형 화합물)을 특징으로 한다. 상기 화합물은 하기를 포함한다: (a) 표적 단백질 상호작용 모이어티 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 포유동물 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 진균 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 원핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 박테리아 표적 단백질 상호작용 모이어티); 및 (b) 프리젠터 단백질 결합 모이어티; 여기서 화합물 및 프리젠터 단백질은 표적 단백질에 특별하게 결합하는 복합체를 형성하고, 상기 화합물 및 프리젠터 단백질 각각은 실질적으로 복합체를 형성하지 않고 표적 단백질에 실질적으로 결합되지 않거나; 또는 화합물 및 프리젠터 단백질은 상기 복합체를 형성하지 않으며 표적 단백질에 대한 화합물 및 프리젠터 단백질 각각의 친화도보다 적어도 5-배 초과의 친화도로 표적 단백질에 결합하는 복합체를 형성함; 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 거대환형 화합물이다. 특정 구현예에서, 상기 화합물은 비환형 화합물이다.
일부 구현예에서, 제공되는 화합물은 하나 이상의 링커 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 링커 모이어티는 프리젠터 단백질 결합 모이어티 (또는 이의 일부) 및 표적 단백질 상호작용 모이어티 (또는 이의 일부)를 연결한다.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 하기 구조를 가진다:
식 중, A는 포유동물 표적 단백질 상호작용 모이어티를 포함하고;
B는 프리젠터 단백질 결합 모이어티를 포함하고; 그리고
L1 및 L2는 독립적으로 탄소, 질소, 산소, 황 또는 인 원자로부터 선택되는 최대 10개의 원자의 선형 사슬 및 결합으로부터 독립적으로 선택되고, 여기서 사슬에서의 각각의 원자는 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 클로로, 아이오도, 브로모, 플루오로, 하이드록실, 알콕시, 아릴옥시, 카복시, 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노, 아실아미노, 카복사미도, 시아노, 옥소, 티오, 알킬티오, 아릴티오, 아실티오, 알킬설포네이트, 아릴설포네이트, 포스포릴, 및 설포닐로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환되고, 여기서 사슬에서의 임의의 2개의 원자는 이에 결합된 치환기와 함께 취해져 고리를 형성할 수 있고, 여기서 고리는 하나 이상의 선택적으로 치환된 탄소환형, 복소환형, 아릴, 또는 헤테로아릴 고리에 대해 추가로 치환되고 및/또는 융합될 수 있다.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 하기 구조를 가진다:
식 중, 각각의 Z1 및 Z2는 독립적으로 수소 또는 하이드록실이다.
다른 구현예에서, L1, L2, Z1, 및/또는 Z2 중 적어도 하나의 원자는 프리젠터 단백질 및 표적 단백질에 결합하는데 참여한다. 특정 구현예에서, L1, L2, Z1, 및/또는 Z2 중 적어도 하나의 원자는 프리젠터 단백질 또는 표적 단백질에 결합하는데 참여하지 않는다.
일부 구현예에서, L1, L2, Z1, 및/또는 Z2는 프리젠터 단백질 및/또는 표적 단백질에 결합하는데 참여하는 하나 이상의 원자를 포함한다. 일부 구현예에서, L1, L2, Z1, 및/또는 Z2 중 하나 이상의 적어도 하나의 원자는 프리젠터 단백질 및/또는 표적 단백질에 결합하는데 참여한다. 특정 구현예에서, L1, L2, Z1, 및/또는 Z2 중 하나 이상의 적어도 하나의 원자는 프리젠터 단백질 및/또는 표적 단백질에 결합하는데 참여하지 않는다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 5 내지 20개의 고리 원자 (예를 들어, 5 내지 10, 7 내지 12, 10 내지 15, 12 내지 17, 또는 15 내지 20개의 고리 원자)를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 14 내지 20개의 고리 원자 (예를 들어, 14 내지 16, 14 내지 17, 15 내지 18, 16 내지 19, 또는 17 내지 20개의 고리 원자 또는 14, 15, 16, 17, 18, 19, 또는 20개의 고리 원자)로 이루어진다. 특정 구현예에서, 상기 화합물은 21 내지 26개의 고리 원자 (예를 들어, 21 내지 23, 22 내지 24, 23 내지 25, 또는 24 내지 26개의 고리 원자 또는 21, 22, 23, 24, 25, 26개의 고리 원자)로 이루어진다. 일부 구현예에서, 상기 화합물은 27 내지 40개의 고리 원자 (예를 들어, 27 내지 30, 29 내지 34, 33 내지 38, 37 내지 40개의 고리 원자 또는 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 또는 40개의 고리 원자)로 이루어진다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 화학식 I의 구조를 포함한다:
식 중, n은 0 또는 1이고;
X1 및 X3는 각각 독립적으로 O, S, CR3R4, 또는 NR5이고;
X2는 O, S, 또는 NR5이고;
R1, R2, R3, 및 R4는 각각 독립적으로 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이거나 또는 R1 R2, R3, 또는 R4 중 임의의 2개는 이들이 결합되는 원자 또는 원자들과 함께 취해져 선택적으로 치환된 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 헤테로사이클릴, 선택적으로 치환된 아릴, 또는 선택적으로 치환된 헤테로아릴을 형성하고; 그리고
각각의 R5는 독립적으로 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이거나 또는 R5 및 R1, R2, R3, 또는 R4 중 하나는 이들이 결합되는 원자 또는 원자들과 함께 취해져 선택적으로 치환된 헤테로사이클릴 또는 선택적으로 치환된 헤테로아릴을 형성한다.
일부 구현예에서, X1은 L1에 연결되며, X3는 L2에 연결된다. 일부 구현예에서, X1은 L2에 연결되며, X3는 L1에 연결된다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 화학식 Ia의 구조를 포함한다:
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 화학식 II-IV의 임의의 하나의 구조이거나 또는 이를 포함한다:
식 중, o, 및 p는 독립적으로 0, 1, 또는 2이고;
q는 0 내지 7의 정수이고;
X4 및 X5는 각각 독립적으로 부재하거나, CH2, O, S, SO, SO2, 또는 NR13이고;
각각의 R6 및 R7은 독립적으로 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이거나 또는 R6 및 R7은 이들이 결합되는 탄소 원자와 조합되어 C=O를 형성하거나 또는 R6 및 R7은 조합되어 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴을 형성하고;
각각의 R8는 독립적으로, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이거나 또는 2개의 R8는 조합되어 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴을 형성하고;
R9 및 R11은 독립적으로, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6알킬이고;
R10은 선택적으로 치환된 C1-C6알킬이고;
및
R12 및 R13은 각각 독립적으로 수소, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 아릴, C3-C7 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 및 선택적으로 치환된 C3-C7 카보사이클릴 C1-C6 알킬이다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 화학식 IVb의 구조이거나 또는 이를 포함한다:
식 중, r은 0 내지 4의 정수이고;
각각의 R7'는 독립적으로, 하이드록실, 시아노, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 (예를 들어, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴), 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬 (예를 들어, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬)이다.
일부 구현예에서, L1은 프리젠터 단백질 결합 모이어티의 좌측에 연결되고, L2는 프리젠터 단백질 결합 모이어티의 우측에 연결된다. 일부 구현예에서, L1은 프리젠터 단백질 결합 모이어티의 우측에 연결되고, L2는 프리젠터 단백질 결합 모이어티의 좌측에 연결된다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 화학식 IIa-IVa 중 임의의 하나의 구조이거나 또는 이를 포함한다:
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 화학식 V의 구조이거나 또는 이를 포함한다:
식 중, R14는 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이다.
특정 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 화학식 VI, VII, 또는 VIII의 구조이거나 또는 이를 포함한다:
식 중, s 및 t는 각각 독립적으로 0 내지 7의 정수이고;
X6 및 X7는 각각 독립적으로 O, S, SO, SO2, 또는 NR19이고;
R15 및 R17은 각각 독립적으로 수소 하이드록실, 또는 선택적으로 치환된 C1-C6알킬이고;
R16 및 R18는 각각 독립적으로 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이고;
R19는 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 아릴, C3-C7 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 및 선택적으로 치환된 C3-C7 카보사이클릴 C1-C6 알킬이고; 그리고
Ar은 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴이다.
특정 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 구조이거나 또는 이를 포함한다:
특정 구현에에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 구조이거나 또는 이를 포함한다:
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 구조이거나 또는 이를 포함한다:
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 구조이거나 또는 이를 포함한다:
특정 구현예에서, 표적 상호작용 모이어티는 하기 화학식 IX의 구조이거나 또는 이를 포함한다:
식 중, u는 1 내지 20의 정수이고; 그리고
각각의 Y는 독립적으로 임의의 아미노산, O, NR20, S, S(O), SO2이거나, 또는 하기 화학식 X-XIII 중 임의의 하나의 구조를 가진다:
식 중, 각각의 R20은 독립적으로, 수소, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 아릴, C3-C7 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 및 선택적으로 치환된 C3-C7 카보사이클릴 C1-C6 알킬이거나 또는 R20은 임의의 R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, 또는 R30과 조합되어 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴을 형성하고;
각각의 R21 및 R22는 독립적으로, 수소, 할로겐, 선택적으로 치환된 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노이거나, 또는 R21 및 R22는 조합되어 =O, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬을 형성하거나, 또는 R21 및 R22는 임의의 R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, 또는 R30과 조합되어 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴을 형성하고;
각각의 R23, R24, R25, 및 R26은 독립적으로 수소, 하이드록실이거나, 또는 R23 및 R24는 조합되어 =O를 형성하거나, 또는 R23, R24, R25, 또는 R26은 임의의 R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, 또는 R30과 조합되어 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴을 형성하고; 그리고
각각의 R27, R28, R29, 및 R30은 독립적으로 수소, 할로겐, 선택적으로 치환된 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이거나, 또는 R26, R27, R28, R29, 또는 R30은 임의의 R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, 또는 R30과 조합되어 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴을 형성한다.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 (예를 들어, 표적 상호작용 모이어티 내에) 가교결합기를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 가교결합기는 설프하이드릴-반응성 가교결합기 (예를 들어, 가교결합기는 혼합된 디설파이드, 말레이미드, 비닐 설폰, 비닐 케톤, 또는 알킬 할라이드를 포함함), 아미노-반응성 가교결합기, 카복실-반응성 가교결합기, 카보닐-반응성 가교결합기, 또는 트리아졸-형성 가교결합기이다.
특정 구현예에서, 가교결합기는 혼합된 디설파이드를 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 화학식 Ia의 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시하고; 그리고
a는 0, 1, 또는 2이고;
RA는 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴이다.
일부 구현예에서, RA는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 (예를 들어, 피리딜)이다. 일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, RA는 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬 (예를 들어, N, N-디메틸에틸)이다. 일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다. 일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
일부 구현예에서, RA는 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬 (예를 들어, 메틸)이다. 일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 탄소계 가교결합기 (예를 들어, 티올과의 반응시 탄소-설파이드 결합을 형성하는 가교결합기)를 포함한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 말레이미드를 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 화학식 Ib, Ic, Id, 또는 Ie의 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시하고;
XA는 -C(O)- 또는 -SO2-이고;
XB는 -C(O)- 또는 CRERF이고;
RB 및 RC는 독립적으로, 수소, 할로겐, 선택적으로 치환된 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이고;
RD는 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이고; 그리고
RE 및 RF는 독립적으로, 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 화학식 Ib의 구조를 포함한다. 일부 구현예에서, XA는 -C(O)-이다. 일부 구현예에서, XB는 -C(O)-이다. 일부 구현예에서, RB 및 RC는 수소 또는 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬 (예를 들어, 메틸)이다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 화학식 If, Ig, Ih, 또는 Ii의 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시하고;
XC는 -C(O)- 또는 -SO2-이고;
XD는 부재하거나, NRJRK, 또는 ORL이고;
RG, RH, 및 RI는 독립적으로, 수소, 니트릴, 할로겐, 선택적으로 치환된 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이고; 그리고
RJ, RK, 및 RL는 독립적으로, 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 화학식 If의 구조를 포함한다. 일부 구현예에서, XD는 부재한다. 일부 구현예에서, RG, RH, 및 RI는 수소이다. 일부 구현예에서, XC는 -C(O)-이다. 일부 구현예에서, XC는 -SO2-이다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 비닐 설폰을 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 비닐 설폰을 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 비닐 케톤을 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 비닐 케톤을 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 비닐 케톤을 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 이논(ynone) 예컨대 하기 화학식 Ij 또는 Ik의 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시하고;
XE는 부재하거나, NRNRO, 또는 ORP이거나;
RM은 수소, 할로겐, 선택적으로 치환된 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이고; 그리고
RN, RO, 및 RP는 독립적으로 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 비닐 케톤을 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 화학식 Im 또는 In의 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시하고;
XF는 부재하거나, NRSRT, 또는 ORU이고;
XG는 부재하거나 또는 -C(O)-이고;
Y는 이탈기이고;
RQ 및 RR은 독립적으로, 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이고; 그리고
RS, RT, 및 RU는 독립적으로, 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이다.
일부 구현예에서, Y는 할로겐 (예를 들어, 플루오로, 클로로, 브로모, 또는 아이오도), 메실레이트, 토실레이트, 또는 트리플레이트이다. 일부 구현예에서, Y는 니트릴이다. 일부 구현예에서, XF 및 XG는 부재한다. 일부 구현예에서, RQ 및 RR은 수소이다. 일부 구현예에서, 가교결합기는 알킬 할라이드 예컨대 염화알킬을 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다. 일부 구현예에서, 가교결합기는 알킬 할라이드 예컨대 염화알킬 또는 불화알킬을 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 에폭사이드를 포함하고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 화학식 Io의 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시하고;
RV, RW, 및 RX는 독립적으로, 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 화학식 Ip의 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시하고;
점선은 방향족인 구조에 대해 필요에 따라 포함된 선택적인 이중 결합을 나타내며;
b는 0, 1, 또는 2이고;
Y는 이탈기이고;
RY 및 RZ는 독립적으로, 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이고;
각각의 XH, XI, XJ, XK, 및 XL는 독립적으로, 부재하거나, NRAA, 또는 CRAB이고, 여기서 XH, XI, XJ, XK, 및 XL 중 적어도 5개는 NRAA, 또는 CRAB이고;
RAA는 부재하거나 또는 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이고; 그리고
RAB는 수소, 니트릴, 할로겐, 선택적으로 치환된 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 RAB는 전자 끄는 기이다. 일부 구현예에서, 1 내지 3개의 RAB는 전자 끄는 기이다.
일부 구현예에서, Y는 니트릴이다. 일부 구현예에서, Y는 할로겐 (예를 들어, 플루오로, 클로로, 브로모, 또는 아이오도), 메실레이트, 토실레이트, 또는 트리플레이트이다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 하기 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시한다.
일부 구현예에서, 가교결합기는 내부 가교결합기이고, 예를 들어, 가교결합기는 하기 화학식 Iq, Ir, 또는 Is의 구조를 포함한다:
여기서 물결선은 화합물의 나머지에 대한 가교결합기의 부착점을 예시하고;
XM은 -C(O)- 또는 -SO2-이고;
XN는 부재하거나, NRAE, 또는 O이고;
RAC 및 RAD는 독립적으로, 수소, 니트릴, 할로겐, 선택적으로 치환된 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이고; 그리고
RAE는 수소, 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노, 할로겐, 티올, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C1-C6 헤테로알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 헤테로알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이다.
일부 구현예에서, XN은 NRAE이고, 여기서 RAE는 수소이다. 일부 구현예에서, RAC 및 RAD는 수소이다. 일부 구현예에서, XM은 -C(O)-이다. 일부 구현예에서, XM은 -SO2-이다.
일부 구현예에서, 표적 상호작용 모이어티는 하기 구조를 포함한다:
특정 구현예에서, 표적 상호작용 모이어티는 하기 화학식 IX의 구조이거나 또는 이를 포함한다:
일부 구현예에서, 상기 화합물은 화학식 XIV-XVIII 중 임의의 하나의 구조를 가진다:
또는
일부 구현예에서, 상기 화합물은 하기 구조를 포함하지 않는다:
일부 구현예에서, 표적 상호작용 모이어티는 하기 구조이거나 또는 이를 포함한다:
일부 구현예에서, 적어도 하나의 Y는 N-알킬화된 아미노산 (예를 들어, N-메틸 아미노산)이다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 Y는 D-아미노산이다. 일부 구현예에서, 적어도 하나의 Y는 비-천연 아미노산이다. 특정 구현예에서, 적어도 하나의 Y는 뎁시-연결 (depsi-linkage)을 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 하기 구조를 포함하지 않는다:
일부 구현예에서, 표적 단백질에 결합하는데 참여하는 각각의 고리 원자를 포함하는 분자의 일부는 2 초과(예를 들어, 3 초과, 4 초과, 5 초과, 6 초과)의 cLogP를 가진다. 특정 구현예에서, 표적 단백질에 결합하는데 참여하는 각각의 고리 원자를 포함하는 분자의 일부는 350 Å 미만 (예를 들어, 300 Å2 미만, 250 Å2 미만, 200 Å2 미만, 150 Å2 미만, 125 Å2 미만)의 극성 표면적을 가진다. 일부 구현예에서, 표적 단백질에 결합하는데 참여하는 각각의 고리 원자를 포함하는 분자의 일부는 링커 중 적어도 하나의 원자를 포함한다.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 400 내지 2000 달톤 (예를 들어, 400 내지 600, 500 내지 700, 600 내지 800, 700 내지 900, 800 내지 1000, 900 내지 1100, 1000 내지 1200, 1100 내지 1300, 1200 내지 1400, 1300 내지 1500, 1400 내지 1600, 1500 내지 1700, 1600 내지 1800, 1700 내지 1900, 또는 1800 내지 2000 달톤)의 분자량을 가진다. 특정 구현예에서, 상기 화합물은 짝수의 고리 원자 (예를 들어, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32, 34, 36, 38, 또는 40개의 고리 원자)를 가진다. 일부 구현예에서, 상기 화합물은 세포 침투제(cell penetrant)이다. 일부 구현예에서, 상기 화합물은 실질적으로 순수하다 (예를 들어, 상기 화합물은 세포 용해물의 다른 화합물 및/또는 성분과 같은 오염물을 실질적으로 함유하지 않는 제제에 제공된다). 특정 구현예에서, 상기 화합물이 단리된다. 일부 구현예에서, 상기 화합물은 조작된 화합물이다. 일부 구현예에서, 상기 화합물은 비-자연발생된 것이다.
특정 구현예에서, 복합체는 mTOR 및/또는 칼시뉴린에 대해 결합하는 복합체보다 적어도 5-배 초과 (예를 들어, 적어도 10-배 초과, 적어도 20-배 초과, 적어도 50-배 초과, 적어도 100-배 초과)의 친화도로 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)에 결합된다. 일부 구현예에서, 복합체는 상기 화합물이 프리젠터 단백질과 함께 복합체에서 결합되지 않는 경우에, 표적 단백질에 대한 화합물의 친화도보다 적어도 5-배 초과 (예를 들어, 적어도 10-배 초과, 적어도 20-배 초과, 적어도 50-배 초과, 적어도 100-배 초과)의 친화도로 표적 단백질에 결합된다. 일부 구현예에서, 복합체는 프리젠터 단백질이 화합물과 함께 복합체에서 결합되지 않는 경우에 표적 단백질에 대한 프리젠터 단백질의 친화도보다 적어도 5-배 초과 (예를 들어, 적어도 10-배 초과, 적어도 20-배 초과, 적어도 50-배 초과, 적어도 100-배 초과)의 친화도로 표적 단백질에 결합된다. 특정 구현예에서, 복합체는 표적 단백질과 상기 표적 단백질과 특이적으로 결합하는 리간드 사이의 자연 발생적 상호작용을 억제한다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 프롤릴 이소머라제 (예를 들어, FKBP 부류의 구성원 예컨대 FKBP12, FKBP12.6, FKBP25, 또는 FKBP52, 사이클로필린 부류의 구성원 에컨대 PP1A, CYPB, CYPC, CYP40, CYPE, CYPD, NKTR, SRCyp, CYPH, CWC27, CYPL1, CYP60, CYPJ, PPIL4, PPIL6, RANBP2, PPWD1, 또는 PIN1)이다.
특정 구현예에서, 표적 단백질은 진핵 표적 단백질이다. 일부 구현예에서, 진핵 표적 단백질은 포유동물 표적 단백질 예컨대 GTPase, GTPase 활성화 단백질, 구아닌 뉴클레오타이드-교환 인자, 열충격 단백질, 이온 채널, 이중나선 단백질, 키나제, 포스파타제, 유비퀴틴 리가제, 전사 인자, 염색질 개질제/리모델러, 고전적 단백질-단백질 상호작용 도메인 및 모티프를 갖는 단백질, 또는 질환, 장애 또는 병태와 연관된 생물학적 경로에 참여하는 임의의 다른 단백질이다. 일부 구현예에서, 진핵 표적 단백질은 진균 표적 단백질이다. 특정 구현예에서, 표적 단백질은 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질이다.
일부 구현예에서, 상기 화합물은 도 1의 화합물, 또는 입체이성질체, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염 중 임의의 하나이다:
특정 구현예에서, 상기 화합물은 도 2의 화합물, 또는 입체이성질체, 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염 중 임의의 하나이다:
일부 구현예에서, 본 발명은 본 발명의 화합물 중 임의의 하나 및 프리젠터 단백질을 포함하는 프리젠터 단백질/화합물 복합체를 특징으로 한다.
프리젠터 단백질/화합물 복합체의 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 표 1의 유전자 또는 이의 동족체 중 임의의 하나에 의해 인코딩된 단백질이다. 프리젠터 단백질/화합물 복합체의 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 프롤릴 이소머라제 (예를 들어, FKBP 부류의 구성원 예컨대 FKBP12, FKBP12.6, FKBP25, 또는 FKBP52, 사이클로필린 부류의 구성원 예컨대 PP1A, CYPB, CYPC, CYP40, CYPE, CYPD, NKTR, SRCyp, CYPH, CWC27, CYPL1, CYP60, CYPJ, PPIL4, PPIL6, RANBP2, PPWD1, 또는 PIN1)이다.
일부 양태에서, 본 개시내용은 본 발명의 화합물, 접합체, 또는 복합체 중 임의의 것 및 약제학적으로 허용가능한 부형제를 포함하는 약제학적 조성물을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 약제학적 조성물은 단위 투약 형태이다.
일부 양태에서, 본 개시내용은 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)을 조절하는 방법을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 이러한 방법은 (예를 들어, 프리젠터 단백질의 존재 하의) 본 발명의 화합물, 프리젠터 단백질/화합물 복합체, 또는 조성물 중 조절된 양(예를 들어, 양성 또는 음성 조절)의 임의의 것을 표적 단백질과 접촉시키는 단계를 포함한다.
일부 양태에서, 본 개시내용은 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)을 조절하는 (예를 들어, 양성으로 또는 음성으로 조절하는) 방법을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 이러한 방법은 화합물이 프리젠터 단백질과 함께 복합체를 형성할 수 있고, 생성된 복합체가 표적 단백질에 결합하여 그것에 의해 표적 단백질을 조절하는 (예를 들어, 양성으로 또는 음성으로 조절하는) 조건 하에 본 발명의 화합물 또는 조성물의 유효량을 세포 발현 표적 단백질 및 프리젠터 단백질과 접촉시키는 단계를 포함한다.
일부 양태에서, 본 개시내용은 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)을 조절하는 (예를 들어, 양성으로 또는 음성으로 조절하는) 방법을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 이러한 방법은 본 발명의 프리젠터 단백질/화합물 복합체와 표적 단백질을 접촉시켜, 그것에 의해 표적 단백질을 조절하는 단계를 포함한다.
일부 양태에서, 본 개시내용은 프롤릴 이소머라제 활성을 억제하는 방법을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 이러한 방법은 화합물과 프롤릴 이소머라제 사이에서의 복합체의 형성을 가능하게 하는 조건 하에 본 발명의 화합물 또는 조성물과 세포 발현 프롤릴 이소머라제를 접촉시켜, 그것에 의해 프롤릴 이소머라제 활성을 억제하는 단계를 포함한다.
일부 양태에서, 본 개시내용은 세포에서 프리젠터 단백질/화합물 복합체를 형성하는 방법을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 이러한 방법은 화합물과 프리젠터 단백질 사이에서의 복합체의 형성을 허용하는 조건 하에 본 발명의 화합물 또는 조성물과 세포 발현 프리젠터 단백질을 접촉시키는 단계를 포함한다.
일부 양태에서, 본 발명은 본 발명의 화합물의 제조 방법을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 이러한 방법은 속 스트렙토마이세스의 박테리아 균주를 배양하는 단계, 및 발효 액체배지로부터 화합물을 단리하는 단계를 포함한다. 일부 구현예에서, 박테리아 균주는 조작된 균주이다. 일부 구현예에서, 박테리아 균주는 조작되어 화합물을 생성하고 및/또는 액체배지로 화합물을 분비하도록 개질된다.
일부 구현예에서, 본 개시내용은 본 명세서에 기재된 화합물의 제조 방법을 제공하며, 상기 방법은 균주가 화합물을 생성하고 이를 배출하는 조건 하에 속 스트렙토마이세스의 박테리아 균주를 배양하는 단계 및 발효 액체배지로부터 화합물을 단리하는 단계를 포함한다.
일부 구현예에서, 제공된 방법은 발효 액체배지로부터 본 명세서에 기재된 화합물을 단리하는 것을 포함한다.
일부 양태에서, 본 발명은 (i) 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질) 및 (ii) 프리젠터 단백질/화합물 복합체로서, 프리젠터 단백질 및 본 발명의 화합물 중 임의의 하나를 포함하는 프리젠터 단백질/화합물 복합체를 포함하는 3원 복합체를 특징으로 한다.
3원 복합체의 일부 구현예에서, 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)은 통상적 결합 포켓을 가지지 않는다. 3원 복합체의 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 표적 단백질 상의 평면 표면 부위에서 결합된다. 3원 복합체의 특정 구현에에서, 프리젠터 단백질/화합물 복합체에서의 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)은 소수성 표면 부위 (예를 들어, 적어도 30%, 예컨대 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 또는 적어도 95%의 소수성 잔기를 포함하는 표적 단백질 상의 소수성 표면 부위)에서 결합된다. 3원 복합체의 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 표적 단백질과 상기 표적 단백질을 특이적으로 결합하는 단백질 사이의 자연 발생된 단백질-단백질 상호작용의 부위에서 표적 단백질에 결합한다. 3원 복합체의 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 표적 단백질의 활성 부위에서 결합되지 않는다. 3원 복합체의 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 표적 단백질의 활성 부위에서 결합된다. 3원 복합체의 일부 구현예에서, 표적 단백질은 언드러거블 표적이다.
3원 복합체의 일부 구현예에서, 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)의 구조 구성은 3원 복합체에서가 아닌 프리젠터 단백질/화합물 복합체에서의 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)과 비교하여 3원 복합체에서 실질적으로 변화되지 않는다.
3원 복합체의 특정 구현예에서, 3원 복합체에서의 표적 단백질의 총 매립 표면적의 적어도 10% (예를 들어, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%)는 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)에 대한 결합에 참여하는 하나 이상의 원자를 포함한다. 3원 복합체의 특정 구현예에서, 3원 복합체에서의 표적 단백질의 총 매립 표면적의 적어도 10% (예를 들어, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%)는 프리젠터 단백질에 대한 결합에 참여하는 하나 이상의 원자를 포함한다.
3원 복합체의 일부 구현예에서, 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)은 3원 복합체의 총 결합 자유 에너지의 적어도 10% (예를 들어, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%)에 기여한다. 3원 복합체의 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질은 3원 복합체의 총 결합 자유 에너지의 적어도 10% (예를 들어, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%)에 기여한다.
3원 복합체의 일부 구현예에서, 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물) 중 하나 이상의 원자 및 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질) 중 하나 이상의 원자 사이의 결합 상호작용의 적어도 70% (예를 들어, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%)는 반데르 발스 상호작용 및/또는 π-효과 상호작용이다.
다른 양태에서, 본 발명은 복수의 화합물 (예를 들어, 본 명세서에 기재된 거대환형 화합물)을 포함하는 화합물 집단을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 화합물 집단은 서로의 변이체인 복수개의 화합물을 포함한다.
화학적 용어
당해 분야의 숙련가는 본 명세서에 기재된 특정 화합물은 하나 이상의 상이한 이성질체 (예를 들어, 입체이성질체, 기하 이성질체, 호변이성질체) 및/또는 동위원소 (예를 들어, 이에서 하나 이상의 원자는 원자의 상이한 동위원소, 예컨대 중수소에 대해 치환된 수소로 치환된 것임) 형태로 존재할 수 있음을 이해할 것이다. 달리 나타내거나 또는 문맥으로부터 명백하지 않는 한, 도시된 구조는 임의의 이러한 이성질체 또는 동위원소 형태를 개별적으로 또는 조합되어 나타나는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에 기재된 화합물은 비대칭일 수 있다 (예를 들어, 하나 이상의 입체중심을 가짐). 달리 나타내지 않는 한, 모든 입체이성질체, 예컨대 거울상이성질체 및 부분입체이성질체가 의도된다. 비대칭으로 치환된 탄소 원자를 함유하는 본 개시내용의 화합물은 광학 활성 또는 라세미 형태로 단리될 수 있다. 광학 활성 개시 물질로부터 광학 활성 형태를 제조하기 위한 방법은 예컨대 라세미 혼합물의 분해에 의해 또는 입체선택적 합성에 의한 것과 같이 당해 기술분야에 공지되어 있다. 올레핀, C=N 이중 결합 등의 다수의 기하 이성질체는 또한 본 명세서에 기재된 화합물로 존재할 수 있고, 모든 이러한 안정한 이성질체는 본 개시내용에서 고려된다. 본 개시내용의 화합물의 시스 및 트랜스 기하 이성질체가 기재되어 있으며, 이성질체의 혼합물로서 또는 분리된 이성질체 형태로서 단리될 수 있다.
일부 구현예에서, 본 명세서에 도시된 하나 이상의 화합물은 상이한 호변이성질체 형태로 존재할 수 있다. 문맥으로부터 분명한 바와 같이, 명백하게 배제되지 않는 한, 이러한 화합물에 대한 참조는 모든 이러한 호변이성질체 형태를 포괄한다. 일부 구현예에서, 호변이성질체 형태는 단일 결합의 인접한 이중 결합으로 교환 및 양성자의 수반되는 이동으로 생성된다. 특정 구현예에서, 호변이성질체 형태는 양성자성 호변이성질체일 수 있고, 이는 참조 형태로서 총 전하 및 동일한 경험적 화학식을 갖는 이성질체 양성자화 상태이다. 양성자성 호변이성질체 형태를 갖는 모이어티의 예는 케톤 - 엔올 쌍, 아미드 - 이미드산 쌍, 락탐 - 락팀 쌍, 아미드 - 이미드산 쌍, 엔아민 - 이민 쌍, 및 환상 형태 (여기서 양성자는 헤테로사이클릭 시스템의 2개 이상의 위치를 점유할 수 있음), 예컨대 1H- 및 3H-이미다졸, 1H-, 2H- 및 4H- 1,2,4-트리아졸, 1H- 및 2H- 이소인돌, 및 1H- 및 2H-피라졸이다. 일부 구현예에서, 호변이성질체 형태는 평형 상태일 수 있거나 또는 적절한 치환에 의해 하나의 형태로 고정될 수 있다. 특정 구현예에서, 호변이성질체 형태는 예를 들어 하기 반응식에서 예시된 상호전환과 같은 아세탈 상호전환으로부터 생성된다:
당해 분야의 숙련가는 일부 구현예에서, 본 명세서에 기재된 화합물의 동위원소는 본 발명에 따라 제조되고 및/또는 이용될 수 있다. "동위원소"는 동일한 원자 번호를 가지지만 핵에서의 상이한 수의 중성자로부터 야기된 상이한 질량수를 갖는 원자를 지칭한다. 예를 들어, 수소의 동위원소는 삼중수소 및 중수소를 포함한다. 일부 구현예에서, 동위원소 치환 (예를 들어, 중수소로의 수소의 치환)은 분자의 물리화학 특성, 예컨대 키랄 중심의 라세미화의 대사 및/또는 속도를 변경할 수 있다.
당업계에서 알려진 바와 같이, 다수의 화학적 독립체 (특히 다수의 유기 분자 및/또는 다수의 소분자)는 다양한 상이한 고체 형태 예컨대, 예를 들어, 비결정형 형태 및/또는 결정형 (예를 들어, 다형체, 수화물, 용매화물 등)이 적용될 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 독립체는 임의의 고체 형태를 포함하여 임의의 형태로 이용될 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 독립체는 특정 형태 예를 들어 특정 고체 형태로 이용된다.
일부 구현예에서, 본 명세서에 기재되고 및/또는 도시된 화합물은 염 형태 제공되고 및/또는 이용될 수 있다.
특정 구현예에서, 본 명세서에 기재되고 및/또는 도시된 화합물은 수화물 또는 용매화물 형태로 제공되고 및/또는 이용될 수 있다.
본 명세서의 다양한 위치에서, 본 개시내용의 화합물의 치환기는 그룹 또는 범위로 개시되어 있다. 본 개시내용은 이러한 그룹 및 범위의 구성원의 각각 그리고 모든 개개의 하위조합을 포함하는 것으로 구체적으로 의도된다. 예를 들어, 용어 "C1-6 알킬"은 메틸, 에틸, C3 알킬, C4 알킬, C5 알킬, 및 C6 알킬을 개별적으로 개시되는 것으로 구체적으로 의도된다. 게다가, 화합물은 달리 나타내지 않는 한, 대체물이 그룹 또는 범위로 개시된 복수의 위치를 포함하고, 본 개시내용은 각 위치에서 구성원의 각각 그리고 모든 개개의 하위조합을 함유하는 화합물의 그룹 (예를 들어 속 및 아속) 및 개개의 화합물을 포함하는 것으로 의도된다.
본 명세서에서 형태 "선택적으로 치환된 X" (예를 들어, 선택적으로 치환된 알킬)의 어구는 "여기서 X는 선택적으로 치환된 X"과 동등한 것으로 의도된다 (예를 들어, "알킬은 선택적으로 치환된 알킬임"). 특징 "X" (예를 들어 알킬) 자체는 선택적인 것을 의미하는 것으로 의도되지 않는다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "알킬"은 1 내지 20개의 (예를 들어, 1 내지 10 또는 1 내지 6개의) 탄소를 함유하는 포화된 탄화수소기를 지칭한다. 일부 구현예에서, 알킬기는 비분지형 (즉, 선형임)이고; 일부 구현예에서, 알킬기는 분지형이다. 알킬기는 메틸, 에틸, n- 및 이소-프로필, n-, sec-, 이소- 및 tert-부틸, 네오펜틸 등으로 예시되며, 하기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 1, 2, 3, 또는 2개 이상의 탄소의 알킬기의 경우에서, 4개의 치환기로 선택적으로 치환될 수 있다: (1) C1-6 알콕시; (2) C1-6 알킬설피닐; (3) 본 명세서에서 정의된 바와 같은 아미노, (예를 들어, 비치환된 아미노 (즉, -NH2) 또는 치환된 아미노 (즉, -N(RN1)2, 여기서 RN1은 아미노에 대해 정의된 것과 같음); (4) C6-10 아릴-C1-6 알콕시; (5) 아지도; (6) 할로; (7) (C2-9 헤테로사이클릴)옥시; (8) O-보호기로 선택적으로 치환된 하이드록실; (9) 니트로; (10) 옥소 (예를 들어, 카복시알데하이드 또는 아실); (11) C1-7 스피로사이클릴; (12) 티오알콕시; (13) 티올; (14) O-보호기로 선택적으로 치환된 -CO2RA' (여기서 RA는 (a) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬), (b) C2-20 알케닐 (예를 들어, C2-6 알케닐), (c) C6-10 아릴, (d) 수소, (e) C1-6 알크-C6-10 아릴, (f) 아미노-C1-20 알킬, (g) -(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR'의 폴리에틸렌 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, R'는 H 또는 C1-20 알킬임), 및 (h) -NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1의 아미노-폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, 각각의 RN1은, 독립적으로, 수소 또는 선택적으로 치환된 C1-6 알킬임) 글리콜로 이루어진 군으로부터 선택됨; (15) -C(O)NRB'RC' 여기서 각각의 RB' 및 RC는, 독립적으로, (a) 수소, (b) C1-6 알킬, (c) C6-10 아릴, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (16) -SO2RD', 여기서 RD'는 (a) C1-6 알킬, (b) C6-10 아릴, (c) C1-6 알크-C6-10 아릴, 및 (d) 하이드록실로 이루어진 군으로부터 선택됨; (17) -SO2NRE'RF, 여기서 각각의 RE'및 RF'는, 독립적으로, (a) 수소, (b) C1-6 알킬, (c) C6-10 아릴 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (18) -C(O)RG', 여기서 RG'는 (a) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬), (b) C2-20 알케닐 (예를 들어, C2-6 알케닐), (c) C6-10 아릴, (d) 수소, (e) C1-6 알크-C6-10 아릴, (f) 아미노-C1-20 알킬, (g) -(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR'의 폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, R'는 H 또는 C1-20 알킬임), 및 (h) -NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1의 아미노-폴리에틸렌 글리콜, (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, 각각의 RN1은, 독립적으로, 수소 또는 선택적으로 치환된 C1-6 알킬임)로 이루어진 군으로부터 선택됨; (19) -NRH'C(O)RI', 여기서 RH'는 (a1) 수소 및 (b1) C1-6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, RI'는 (a2) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬), (b2) C2-20 알케닐 (예를 들어, C2-6 알케닐), (c2) C6-10 아릴, (d2) 수소, (e2) C1-6 알크-C6-10 아릴, (f2) 아미노-C1-20 알킬, (g2) -(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR'의 폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, R'는 H 또는 C1-20 알킬임), 및 (h2) -NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1의 아미노-폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, 각각의 RN1은, 독립적으로, 수소 또는 선택적으로 치환된 C1-6 알킬임)으로 이루어진 군으로부터 선택됨; (20) -NRJ'C(O)ORK', 여기서 RJ'는 (a1) 수소 및 (b1) C1-6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, RK'는 (a2) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬), (b2) C2-20 알케닐 (예를 들어, C2-6 알케닐), (c2) C6-10 아릴, (d2) 수소, (e2) C1-6 알크-C6-10 아릴, (f2) 아미노-C1-20 알킬, (g2) -(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR'의 폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, R'는 H 또는 C1-20 알킬임), 및 (h2) -NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1의 아미노-폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, 각각의 RN1은, 독립적으로, 수소 또는 선택적으로 치환된 C1-6 알킬임)로 이루어진 군으로부터 선택됨; (21) 아미딘; 및 (22) 실릴기 예컨대 트리메틸실릴, t-부틸디메틸실릴, 및 트리-이소프로필실릴. 일부 구현예에서, 이러한 기의 각각은 본 명세서에서 기재된 바와 같이 추가로 치환될 수 있다. 예를 들어, C1-알크아릴의 알킬렌기는 각각의 아릴로일 치환기를 제공하도록 옥소기로 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "알킬렌" 및 접두어 "알크-"는 2개의 수소 원자의 제거에 의해 직쇄 또는 분지쇄 포화된 탄화수소로부터 유래된 포화된 2가 탄화수소기를 나타내고, 이는 메틸렌, 에틸렌, 이소프로필렌 등으로 예시된다. 용어 "Cx-y 알킬렌" 및 접두어 "Cx-y 알크-"는 x 내지 y개의 탄소를 갖는 알킬렌기를 나타낸다. X에 대한 예시적인 값은 1, 2, 3, 4, 5, 및 6이고, y에 대한 예시적인 값은 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 또는 20이다 (예를 들어, C1-6, C1-10, C2-20, C2-6, C2-10, 또는 C2-20 알킬렌). 일부 구현예에서, 알킬렌은 알킬기에 대한 본 명세서에서 정의된 바와 같은 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "알케닐"은 달리 구체화되지 않는 한, 하나 이상의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 2 내지 20개의 탄소 (예를 들어, 2 내지 6 또는 2 내지 10개의 탄소)의 1가 직쇄 또는 분지쇄 기를 나타내고, 이는 에테닐, 1-프로페닐, 2-프로페닐, 2-메틸-1-프로페닐, 1-부테닐, 2-부테닐 등으로 예시된다. 알케닐은 시스 및 트랜스 이성질체 모두를 포함한다. 알케닐기는 독립적으로, 본 명세서에서 정의된 바와 같은 아미노, 아릴, 사이클로알킬, 또는 헤테로사이클릴 (예를 들어, 헤테로아릴), 또는 본 명세서에 기재된 예시적인 알킬 치환 중 임의의 것으로부터 선택된 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 선택적으로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "알키닐"은 탄소-탄소 삼중 결합을 함유하는 2 내지 20개의 탄소 원자 (예를 들어, 2 내지 4, 2 내지 6, 또는 2 내지 10개의 탄소)의 1가 직쇄 또는 분지쇄 기를 나타내고, 이는 에티닐, 1-프로피닐 등으로 예시된다. 알키닐기는 독립적으로, 본 명세서에서 정의된 바와 같은 아릴, 사이클로알킬, 또는 헤테로사이클릴 (예를 들어, 헤테로아릴), 또는 본 명세서에 기재된 예시적인 알킬 치환기 중 임의의 것으로부터 선택된 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 선택적으로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "아미노"는 -N(RN1)2를나타내고, 여기서 각각의 RN1은 독립적으로, H, OH, NO2, N(RN2)2, SO2ORN2, SO2RN2, SORN2, N-보호기, 알킬, 알케닐, 알키닐, 알콕시, 아릴, 알크아릴, 사이클로알킬, 알크사이클로알킬, 카복시알킬 (예를 들어, O-보호기, 예컨대 선택적으로 치환된 아릴알콕시카보닐기 또는 본 명세서에 기재된 임의의 것으로 선택적으로 치환됨), 설포알킬, 아실 (예를 들어, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 또는 본 명세서에 기재된 기타의 것), 알콕시카보닐알킬 (예를 들어, O-보호기, 예컨대 선택적으로 치환된 아릴알콕시카보닐기 또는 본 명세서에 기재된 임의의 것으로 선택적으로 치환됨), 헤테로사이클릴 (예를 들어, 헤테로아릴), 또는 알크헤테로사이클릴 (예를 들어, 알크헤테로아릴)이고, 여기서 각각의 이들 인용된 RN1 기는 각각의 기에 대해 본 명세서에서 정의된 바와 같이 선택적으로 치환될 수 있거나; 또는 2개의 RN1은 조합되어 헤테로사이클릴 또는 N-보호기를 형성하고, 각각의 RN2는 독립적으로, H, 알킬, 또는 아릴이다. 본 발명의 아미노기는 비치환된 아미노 (즉, -NH2) 또는 치환된 아미노 (즉, -N(RN1)2)일 수 있다. 바람직한 구현예에서, 아미노는 -NH2 또는-NHRN1이고, 여기서 RN1은 독립적으로, OH, NO2, NH2, NRN2 2, SO2ORN2, SO2RN2, SORN2, 알킬, 카복시알킬, 설포알킬, 아실 (예를 들어, 아세틸, 트리플루오로아세틸, 또는 본 명세서에 기재된 기타의 것), 알콕시카보닐알킬 (예를 들어, t-부톡시카보닐알킬) 또는 아릴이고, 각각의 RN2는 H, C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬), 또는 C6-10 아릴일 수 있다.
본 명세서에서 기재된 바와 같은 용어 "아미노산"은 측쇄, 아미노기, 및 산성 기 (예를 들어, -CO2H의 카복시기 또는-SO3H)의 설포기, 여기서 아미노산은 측쇄, 아미노기, 또는 산성 기 (예를 들어, 측쇄)에 의해 모 분자기에 부착됨)를 갖는 분자를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 그것의 가장 넓은 의미로의 용어 "아미노산"은 예를 들어, 하나 이상의 펩타이드 결합의 형성을 통해 폴리펩타이드 사슬로 혼입될 수 있는 임의의 화합물 및/또는 물질을 지칭한다. 일부 구현예에서, 아미노산은 일반 구조 H2N-C(H)(R)-COOH를 가진다. 일부 구현예에서, 아미노산은 자연 발생 아미노산이다. 일부 구현예에서, 아미노산은 합성 아미노산이고; 일부 구현예에서, 아미노산은 D-아미노산이고; 일부 구현예에서, 아미노산은 L-아미노산이다. "표준 아미노산"은 통상적으로 자연 발생 펩타이드에 발견되는 20개의 표준 L-아미노산 중 임의의 것을 지칭한다. "비표준 아미노산"은 그것이 합성적으로 제조되거나 또는 천연 공급원으로부터 수득되는지 여부와 무관하게 표준 아미노산 이외의 임의의 아미노산을 지칭한다. 일부 구현예에서, 폴리펩타이드에서의 카복시- 및/또는 아미노-말단 아미노산을 포함하는 아미노산은 상기 일반 구조와 비교하여 구조 개질이 이루어질 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 아미노산은 일반 구조와 비교하여 메틸화, 아미드화, 아세틸화, 및/또는 치환에 의해 개질될 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 개질은 예를 들어, 그 외에 동일한 비개질된 아미노산을 함유하는 것과 비교하여 개질된 아미노산을 함유하는 폴리펩타이드의 순환 반감기를 변경할 수 있다. 일부 구현예에서, 이러한 개질은 그 외에 동일한 비개질된 아미노산을 함유하는 것과 비교하여 개질된 아미노산을 함유하는 폴리펩타이드의 관련 활성을 상당하게 변경하지 않는다. 문맥으로부터 명백한 바와 같이, 일부 구현예에서, 용어 "아미노산"은 유리 아미노산을 지칭하기 위해 사용되며; 일부 구현예에서, 이는 폴리펩타이드의 아미노산 잔기를 지칭하기 위해 사용된다. 일부 구현예에서, 아미노산은 카보닐기에 의해 모 분자기에 부착되며, 여기서 측쇄 또는 아미노기는 카보닐기에 부착된다. 일부 구현예에서, 아미노산은 α-아미노산이다. 특정 구현예에서, 아미노산은 β-아미노산이다. 일부 구현예에서, 아미노산은 γ-아미노산이다. 예시적인 측쇄는 선택적으로 치환된 알킬, 아릴, 헤테로사이클릴, 알크아릴, 알크헤테로사이클릴, 아미노알킬, 카바모일알킬, 및 카복시알킬을 포함한다. 예시적인 아미노산은 알라닌, 아르기닌, 아스파라긴, 아스파르트산, 시스테인, 글루탐산, 글루타민, 글리신, 히스티딘, 하이드록시노르발린, 이소류신, 류신, 라이신, 메티오닌, 노르발린, 오르니틴, 페닐알라닌, 프롤린, 피롤리신, 셀레시노시스테인, 세린, 타우린, 트레오닌, 트립토판, 티로신, 및 발린을 포함한다. 아미노산기는 하기로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택되는 1, 2, 3, 또는 2개 이상의 탄소의 아미노산기의 경우, 4개의 치환기로 선택적으로 치환될 수 있다: (1) C1-6 알콕시; (2) C1-6 알킬설피닐; (3) 본 명세서에서 정의된 바와 같은 아미노, (예를 들어, 비치환된 아미노 (즉, -NH2) 또는 치환된 아미노 (즉, -N(RN1)2, 여기서 RN1은 아미노에 대해 정의된 바와 같음); (4) C6-10 아릴-C1-6 알콕시; (5) 아지도; (6) 할로; (7) (C2-9 헤테로사이클릴)옥시; (8) 하이드록실; (9) 니트로; (10) 옥소 (예를 들어, 카복시알데하이드 또는 아실); (11) C1-7 스피로사이클릴; (12) 티오알콕시; (13) 티올; (14) -CO2RA', 여기서 RA'는 (a) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬), (b) C2-20 알케닐 (예를 들어, C2-6 알케닐), (c) C6-10 아릴, (d) 수소, (e) C1-6 알크-C6-10 아릴, (f) 아미노-C1-20 알킬, (g) -(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR'의 폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, R'는 H 또는 C1-20 알킬임), 및 (h) -NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1의 아미노-폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, 각각의 RN1은, 독립적으로, 수소 또는 선택적으로 치환된 C1-6 알킬임)으로 이루어진 군으로부터 선택됨; (15) -C(O)NRB'RC', 여기서 각각의 RB' 및 RC'는, 독립적으로, (a) 수소, (b) C1-6 알킬, (c) C6-10 아릴, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (16) -SO2RD', 여기서 RD'는 (a) C1-6 알킬, (b) C6-10 아릴, (c) C1-6 알크-C6-10 아릴, 및 (d) 하이드록실로 이루어진 군으로부터 선택됨; (17) -SO2NRE'RF', 여기서 각각의 RE' 및 RF'는, 독립적으로, (a) 수소, (b) C1-6 알킬, (c) C6-10 아릴 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (18) -C(O)RG', 여기서 RG'는 (a) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬), (b) C2-20 알케닐 (예를 들어, C2-6 알케닐), (c) C6-10 아릴, (d) 수소, (e) C1-6 알크-C6-10 아릴, (f) 아미노-C1-20 알킬, (g) -(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR'의 폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, R'는 H 또는 C1-20 알킬임), 및 (h) -NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1의 아미노-폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, 각각의 RN1은, 독립적으로, 수소 또는 선택적으로 치환된 C1-6 알킬임)으로 이루어진 군으로부터 선택됨; (19) -NRH'C(O)RI', 여기서 RH'는 (a1) 수소 및 (b1) C1-6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, RI'는 (a2) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬), (b2) C2-20 알케닐 (예를 들어, C2-6 알케닐), (c2) C6-10 아릴, (d2) 수소, (e2) C1-6 알크-C6-10 아릴, (f2) 아미노-C1-20 알킬, (g2) -(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR'의 폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, R'는 H 또는 C1-20 알킬임), 및 (h2) -NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1의 아미노-폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, 각각의 RN1은, 독립적으로, 수소 또는 선택적으로 치환된 C1-6 알킬임)으로 이루어진 군으로부터 선택됨; (20) -NRJ'C(O)ORK', 여기서 RJ'는 (a1) 수소 및 (b1) C1-6 알킬로 이루어진 군으로부터 선택되고, RK'는 (a2) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬), (b2) C2-20 알케닐 (예를 들어, C2-6 알케닐), (c2) C6-10 아릴, (d2) 수소, (e2) C1-6 알크-C6-10 아릴, (f2) 아미노-C1-20 알킬, (g2) -(CH2)s2(OCH2CH2)s1(CH2)s3OR'의 폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, R'는 H 또는 C1-20 알킬임), 및 (h2) -NRN1(CH2)s2(CH2CH2O)s1(CH2)s3NRN1의 아미노-폴리에틸렌 글리콜 (여기서 s1은 1 내지 10 (예를 들어, 1 내지 6 또는 1 내지 4)의 정수이고, 각각의 s2 및 s3는, 독립적으로, 0 내지 10 (예를 들어, 0 내지 4, 0 내지 6, 1 내지 4, 1 내지 6, 또는 1 내지 10)의 정수이고, 각각의 RN1은, 독립적으로, 수소 또는 선택적으로 치환된 C1-6 알킬임)으로 이루어진 군으로부터 선택됨; 및 (21) 아미딘. 일부 구현예에서, 이러한 기의 각각은 본 명세서에서 기재된 바와 같이 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "N-알킬화된 아미노산"은 펩타이드 결합을 형성하는 아미노산의 질소 상에 선택적으로 치환된 C1 내지 C6 알킬을 함유하는 아미노산을 지칭한다. N-알킬화된 아미노산은, 비제한적으로, N-메틸 아미노산, 예컨대 N-메틸-알라닌, N-메틸-트레오닌, N-메틸-페닐알라닌, N-메틸-아스파르트산, N-메틸-발린, N-메틸-류신, N-메틸-글리신, N-메틸-이소류신, N(α)-메틸-라이신, N(α)-메틸-아스파라긴, 및 N(α)-메틸-글루타민을 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "아릴"은 1 또는 2개의 방향족 고리를 갖는 단환형, 이환형, 또는 다중환형 카보사이클릭 고리계를 나타내고, 이는 페닐, 나프틸, 1,2-디하이드로나프틸, 1,2,3,4-테트라하이드로나프틸, 안트라세닐, 펜안트레닐, 플루오레닐, 인다닐, 인데닐 등으로 예시되며, 이는 하기로 이루어진 군으로부 독립적으로 선택된 1, 2, 3, 4, 또는 5개의 치환기로 선택적으로 치환될 수 있다: (1) C1-7 아실 (예를 들어, 카복시알데하이드); (2) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬, C1-6 알콕시-C1-6 알킬, C1-6 알킬설피닐-C1-6 알킬, 아미노-C1-6 알킬, 아지도-C1-6 알킬, (카복시알데하이드)-C1-6 알킬, 할로-C1-6 알킬 (예를 들어, 퍼플루오로알킬), 하이드록시-C1-6 알킬, 니트로-C1-6 알킬, 또는 C1-6 티오알콕시-C1-6 알킬); (3) C1-20 알콕시 (예를 들어, C1-6 알콕시, 예컨대 퍼플루오로알콕시); (4) C1-6 알킬설피닐; (5) C6-10 아릴; (6) 아미노; (7) C1-6 알크-C6-10 아릴; (8) 아지도; (9) C3-8 사이클로알킬; (10) C1-6 알크-C3-8 사이클로알킬; (11) 할로; (12) C1-12 헤테로사이클릴 (예를 들어, C1-12 헤테로아릴); (13) (C1-12 헤테로사이클릴)옥시; (14) 하이드록실; (15) 니트로; (16) C1-20 티오알콕시 (예를 들어, C1-6 티오알콕시); (17) -(CH2)qCO2RA', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, 및 RA'는 (a) C1-6 알킬, (b) C6-10 아릴, (c) 수소, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (18) -(CH2)qCONRB'RC', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, 여기서 RB' 및 RC'는 독립적으로 (a) 수소, (b) C1-6 알킬, (c) C6-10 아릴, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (19) -(CH2)qSO2RD', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, 여기서 RD'는 (a) 알킬, (b) C6-10 아릴, 및 (c) 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (20) -(CH2)qSO2NRE'RF', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, 여기서 각각의 RE' 및 RF'는, 독립적으로, (a) 수소, (b) C1-6 알킬, (c) C6-10 아릴, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (21) 티올; (22) C6-10 아릴옥시; (23) C3-8 사이클로알콕시; (24) C6-10 아릴-C1-6 알콕시; (25) C1-6 알크-C1-12 헤테로사이클릴 (예를 들어, C1-6 알크-C1-12 헤테로아릴); (26) C2-20 알케닐; 및 (27) C2-20 알키닐. 일부 구현예에서, 이러한 기의 각각은 본 명세서에서 기재된 바와 같이 추가로 치환될 수 있다. 예를 들어, C1-알크아릴 또는 C1-알크헤테로사이클릴의 알킬렌기는 각각의 아릴로일 및 (헤테로사이클릴)오일 치환기를 제공하도록 옥소기로 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 "아릴알킬"기는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 알킬렌기를 통해 모 분자기에 부착되는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 아릴기를 나타낸다. 예시적인 비치환된 아릴알킬기는 7 내지 30개의 탄소이다 (예를 들어, 7 내지 16 또는 7 내지 20개의 탄소, 예컨대 C1-6 알크-C6-10 아릴, C1-10 알크-C6-10 아릴, 또는 C1-20 알크-C6-10 아릴). 일부 구현예에서, 알킬렌 및 아릴 각각은 각각의 기에 대해 본 명세서에서 정의된 바와 같은 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 추가로 치환될 수 있다. 접두어 "알크-"가 선행되는 다른 기는 동일한 방식으로 정의되며, 여기서 "알크"는 달리 지적되지 않는 한, C1-6 알킬렌으로 지칭되며, 부착된 화학적 구조는 본 명세서에서 정의된 바와 같다.
용어 "아지도"는 -N3 기를 나타내고, 이는 또한 -N=N=N와 같이 나타날 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "카보사이클릭" 및 "카보사이클릴"은 고리가 탄소 원자에 의해 형성되는 선택적으로 치환된 C3-12 단환형, 이환형, 또는 삼환형 비-방향족 고리 구조를 지칭한다. 카보사이클릭 구조는 사이클로알킬, 사이클로알케닐, 및 사이클로알키닐 기를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 "카보사이클릴알킬"기는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 알킬렌기를 통해 모 분자기에 부착되는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 카보사이클릭기를 나타낸다. 예시적인 비치환된 카보사이클릴알킬기는 7 내지 30개의 탄소이다 (예를 들어, 7 내지 16 또는 7 내지 20개의 탄소, 예컨대 C1-6 알크-C6-10 카보사이클릴, C1-10 알크-C6-10 카보사이클릴, 또는 C1-20 알크-C6-10 카보사이클릴). 일부 구현예에서, 알킬렌 및 카보사이클릴 각각은 각각의 기에 대해 본 명세서에서 정의된 바와 같은 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 추가로 치환될 수 있다. 접두어 "알크-"가 선행되는 다른 기는 동일한 방식으로 정의되며, 여기서 "알크"는 달리 지적되지 않는 한, C1-6 알킬렌으로 지칭되며, 부착된 화학적 구조는 본 명세서에서 정의된 바와 같다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "카보닐"은 C(O)기를 나타내고, 이는 또한 C=O로 나타날 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "카복시"는 -CO2H를 의미한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "시아노"는 -CN기를 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "사이클로알킬"은 달리 구체화되지 않는 한, 3 내지 8개의 탄소의 1가 포화된 또는 불포화된 비-방향족 환형 탄화수소기를 나타내고, 이는 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실, 사이클로헵틸, 바이사이클 헵틸 등으로 예시된다. 사이클로알킬기가 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 경우, 사이클로알킬기는 "사이클로알케닐"기로 지칭될 수 있다. 예시적인 사이클로알케닐기는 사이클로펜테닐, 사이클로헥세닐 등을 포함한다. 본 발명의 사이클로알킬기는 하기로 선택적으로 치환될 수 있다: (1) C1-7 아실 (예를 들어, 카복시알데하이드); (2) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬, C1-6 알콕시-C1-6 알킬, C1-6 알킬설피닐-C1-6 알킬, 아미노-C1-6 알킬, 아지도-C1-6 알킬, (카복시알데하이드)-C1-6 알킬, 할로-C1-6 알킬 (예를 들어, 퍼플루오로알킬), 하이드록시-C1-6 알킬, 니트로-C1-6 알킬, 또는 C1-6 티오알콕시-C1-6 알킬); (3) C1-20 알콕시 (예를 들어, C1-6 알콕시, 예컨대 퍼플루오로알콕시); (4) C1-6 알킬설피닐; (5) C6-10 아릴; (6) 아미노; (7) C1-6 알크-C6-10 아릴; (8) 아지도; (9) C3-8 사이클로알킬; (10) C1-6 알크-C3-8 사이클로알킬; (11) 할로; (12) C1-12 헤테로사이클릴 (예를 들어, C1-12 헤테로아릴); (13) (C1-12 헤테로사이클릴)옥시; (14) 하이드록실; (15) 니트로; (16) C1-20 티오알콕시 (예를 들어, C1-6 티오알콕시); (17) -(CH2)qCO2RA', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, RA'는 (a) C1-6 알킬, (b) C6-10 아릴, (c) 수소, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (18) -(CH2)qCONRB'RC', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, RB' 및 RC'는 독립적으로 (a) 수소, (b) C6-10 알킬, (c) C6-10 아릴, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (19) -(CH2)qSO2RD', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, RD'는 (a) C6-10 알킬, (b) C6-10 아릴, 및 (c) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (20) -(CH2)qSO2NRE'RF', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, 각각의 RE' 및 RF'는, 독립적으로, (a) 수소, (b) C6-10 알킬, (c) C6-10 아릴, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (21) 티올; (22) C6-10 아릴옥시; (23) C3-8 사이클로알콕시; (24) C6-10 아릴-C1-6 알콕시; (25) C1-6 알크-C1-12 헤테로사이클릴 (예를 들어, C1-6 알크-C1-12 헤테로아릴); (26) 옥소; (27) C2-20 알케닐; 및 (28) C2-20 알키닐. 일부 구현예에서, 이러한 기의 각각은 본 명세서에서 기재된 바와 같이 추가로 치환될 수 있다. 예를 들어, C1-알크아릴 또는 C1-알크헤테로사이클릴의 알킬렌기는 각각의 아릴로일 및 (헤테로사이클릴)오일 치환기를 제공하도록 옥소기로 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 "사이클로알킬알킬"기는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 알킬렌기 (예를 들어, 1 내지 4, 1 내지 6, 1 내지 10, 또는 1 내지 20개의 탄소의 알킬렌기)를 통해 모 분자기에 부착되는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 사이클로알킬기를 나타낸다. 일부 구현예에서, 알킬렌 및 사이클로알킬 각각은 각각의 기에 대해 본 명세서에서 정의된 바와 같은 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "부분입체이성질체"는 서로의 서울상이 아니며, 서로 포개질 수 없는 입체이성질체를 의미한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "거울상이성질체"는 적어도 80%, 바람직하게는 적어도 90% 및 더 바람직하게는 적어도 98%의 광학 순도 또는 거울상이성질체 과잉 (당업계에서 표준 방법에 의해 결정됨) (즉, 하나의 거울상이성질체의 적어도 90% 및 다른 거울상이성질체의 최대 10%)을 갖는 본 발명의 화합물의 각각의 개별 광학 활성 형태를 의미한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "할로"는 브롬, 염소, 요오드, 또는 불소로부터 선택된 할로겐을 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "헤테로알킬"은 본 명세서에서 정의된 바와 같은 알킬기를 지칭하고, 이는 구성성분 탄소 원자 중 1 또는 2개는 각각 질소, 산소, 또는 황으로 대체된 것이다. 일부 구현예에서, 헤테로알킬기는 알킬기에 대해 본 명세서에서 기재된 바와 같은 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 추가로 치환될 수 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "헤테로알케닐" 및 헤테로알키닐"은 본 명세서에서 정의된 바와 같은 알케닐 및 알키닐 기를 지칭하고, 이에서 구성성분 탄소 원자 중 1 또는 2개는 각각 질소, 산소, 또는 황으로 대체된 것이다. 일부 구현예에서, 헤테로알케닐 및 헤테로알키닐기는 알킬기에 대해 본 명세서에서 기재된 바와 같은 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기를 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "헤테로아릴"은 본 명세서에서 정의된 바와 같은 방향족인 헤테로사이클릴의 하위세트를 나타내고: 즉, 이는 모노- 또는 다중환형 고리계 내에 4n+2 pi 전자를 함유한다. 예시적인 비치환된 헤테로아릴기는 1 내지 12개의 (예를 들어, 1 내지 11, 1 내지 10, 1 내지 9, 2 내지 12, 2 내지 11, 2 내지 10, 또는 2 내지 9개의) 탄소의 것이다. 일부 구현예에서, 헤테로아릴은 헤테로사이클릴기에 대해 정의된 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 치환된다.
용어 "헤테로아릴알킬"은 본 명세서에서 정의된 바와 같은 알킬렌기를 통해 모 분자기에 부착된 본 명세서에서 정의된 바와 같은 헤테로아릴기를 지칭한다. 예시적인 비치환된 헤테로아릴알킬기는 2 내지 32개의 탄소이다 (예를 들어, 2 내지 22, 2 내지 18, 2 내지 17, 2 내지 16, 3 내지 15, 2 내지 14, 2 내지 13, 또는 2 내지 12개의 탄소, 예컨대 C1-6 알크-C1-12 헤테로아릴, C1-10 알크-C1-12 헤테로아릴, 또는 C1-20 알크-C1-12 헤테로아릴). 일부 구현예에서, 알킬렌 및 헤테로아릴 각각은 각각의 기에 대해 본 명세서에서 정의된 바와 같은 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 추가로 치환될 수 있다. 헤테로아릴알킬기는 헤테로사이클릴알킬기의 하위세트이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "헤테로사이클릴"은 달리 구체화되지 않는 한, 독립적으로 질소, 산소, 및 황으로 이루어진 군으로부터 선택된 1, 2, 3, 또는 4개의 헤테로원자를 함유하는 5-, 6- 또는 7-원 고리를 나타낸다. 5-원 고리는 제로 내지 2개의 이중 결합을 가지고, 6- 및 7-원 고리는 제로 내지 3개의 이중 결합을 가진다. 예시적인 비치환된 헤테로사이클릴기는 1 내지 12개의 (예를 들어, 1 내지 11, 1 내지 10, 1 내지 9, 2 내지 12, 2 내지 11, 2 내지 10, 또는 2 내지 9개의) 탄소의 것이다. 또한, 용어 "헤테로사이클릴"기는 가교된 다중환형 구조를 갖는 복소환형 화합물을 나타내고, 이에서 하나 이상의 탄소 및/또는 헤테로원자는 단환형 고리, 예를 들어, 퀴누클리디닐기의 2개의 인접하지 않은 구성원을 가교시킨다. 용어 "헤테로사이클릴"은 이환형, 삼환형, 및 사환형 기를 포함하고, 이에서 상기 복소환형 고리 중 임의의 것은 1, 2, 또는 3개의 탄소환형 고리, 예를 들어, 아릴 고리, 사이클로헥산 고리, 사이클로헥센 고리, 사이클로펜탄 고리, 사이클로펜텐 고리, 또는 또 다른 단환형 복소환형 고리, 예컨대 인돌릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 테트라하이드로퀴놀릴, 벤조퓨릴, 벤조티에닐 등에 융합된다. 융합된 헤테로사이클릴의 예는 트로판 및 1,2,3,5,8,8a-헥사하이드로인돌리진을 포함한다. 복소환은 피롤릴, 피롤리닐, 피롤리디닐, 피라졸릴, 피라졸리닐, 피라졸리디닐, 이미다졸릴, 이미다졸리닐, 이미다졸리디닐, 피리딜, 피페리디닐, 호모피페리디닐, 피라지닐, 피페라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 옥사졸릴, 옥사졸리디닐, 이속사졸릴, 이속사졸리디니일, 모폴리닐, 티오모폴리닐, 티아졸릴, 티아졸리디닐, 이소티아졸릴, 이소티아졸리디닐, 인돌릴, 인다졸릴, 퀴놀릴, 이소퀴놀릴, 퀴녹살리닐, 디하이드로퀴녹살리닐, 퀴나졸리닐, 신놀리닐, 프탈라지닐, 벤즈이미다졸릴, 벤조티아졸릴, 벤즈옥사졸릴, 벤조티아디아졸릴, 퓨릴, 티에닐, 티아졸리디닐, 이소티아졸릴, 트리아졸릴, 테트라졸릴, 옥사디아졸릴 (예를 들어, 1,2,3-옥사디아졸릴), 퓨리닐, 티아디아졸릴 (예를 들어, 1,2,3-티아디아졸릴), 테트라하이드로푸라닐, 디하이드로푸라닐, 테트라하이드로티에닐, 디하이드로티에닐, 디하이드로인돌릴, 디하이드로퀴놀릴, 테트라하이드로퀴놀릴, 테트라하이드로이소퀴놀릴, 디하이드로이소퀴놀릴, 피라닐, 디하이드로피라닐, 디티아졸릴, 벤조푸라닐, 이소벤조푸라닐, 벤조티에닐 등 (이는 이의 디하이드로 및 테트라하이드로 형태를 포함함)을 포함하고, 여기서 하나 이상의 이중 결합은 환원되어 수소로 대체된다. 또 다른 예시적인 헤테로사이클릴은 하기를 포함한다: 2,3,4,5-테트라하이드로-2-옥소-옥사졸릴; 2,3-디하이드로-2-옥소-1H-이미다졸릴; 2,3,4,5-테트라하이드로-5-옥소-1H-피라졸릴 (예를 들어, 2,3,4,5-테트라하이드로-2-페닐-5-옥소-1H-피라졸릴); 2,3,4,5-테트라하이드로-2,4-디옥소-1H-이미다졸릴 (예를 들어, 2,3,4,5-테트라하이드로-2,4-디옥소-5-메틸-5-페닐-1H-이미다졸릴); 2,3-디하이드로-2-티옥소-1,3,4-옥사디아졸릴 (예를 들어, 2,3-디하이드로-2-티옥소-5-페닐-1,3,4-옥사디아졸릴); 4,5-디하이드로-5-옥소-1H-트리아졸릴 (예를 들어, 4,5-디하이드로-3-메틸-4-아미노 5-옥소-1H-트리아졸릴); 1,2,3,4-테트라하이드로-2,4-디옥소피리디닐 (예를 들어, 1,2,3,4-테트라하이드로-2,4-디옥소-3,3-디에틸피리디닐); 2,6-디옥소-피페리디닐 (예를 들어, 2,6-디옥소-3-에틸-3-페닐피페리디닐); 1,6-디하이드로-6-옥소피리디미닐; 1,6-디하이드로-4-옥소피리미디닐 (예를 들어, 2-(메틸티오)-1,6-디하이드로-4-옥소-5-메틸피리미딘-1-일); 1,2,3,4-테트라하이드로-2,4-디옥소피리미디닐 (예를 들어, 1,2,3,4-테트라하이드로-2,4-디옥소-3-에틸피리미디닐); 1,6-디하이드로-6-옥소-피리다지닐 (예를 들어, 1,6-디하이드로-6-옥소-3-에틸피리다지닐); 1,6-디하이드로-6-옥소-1,2,4-트리아지닐 (예를 들어, 1,6-디하이드로-5-이소프로필-6-옥소-1,2,4-트리아지닐); 2,3-디하이드로-2-옥소-1H-인돌릴 (예를 들어, 3,3-디메틸-2,3-디하이드로-2-옥소-1H-인돌릴 및 2,3-디하이드로-2-옥소-3,3'-스피로프로판-1H-인돌-1-일); 1,3-디하이드로-1-옥소-2H-이소-인돌릴; 1,3-디하이드로-1,3-디옥소-2H-이소-인돌릴; 1H-벤조피라졸릴 (예를 들어, 1-(에톡시카보닐)- 1H-벤조피라졸릴); 2,3-디하이드로-2-옥소-1H-벤즈이미다졸릴 (예를 들어, 3-에틸-2,3-디하이드로-2-옥소-1H-벤즈이미다졸릴); 2,3-디하이드로-2-옥소-벤즈옥사졸릴 (예를 들어, 5-클로로-2,3-디하이드로-2-옥소-벤즈옥사졸일); 2,3-디하이드로-2-옥소-벤즈옥사졸릴; 2-옥소-2H-벤조피라닐; 1,4-벤조디옥사닐; 1,3-벤조디옥사닐; 2,3-디하이드로-3-옥소,4H-1,3-벤조티아지닐; 3,4-디하이드로-4-옥소-3H-퀴나졸리닐 (예를 들어, 2-메틸-3,4-디하이드로-4-옥소-3H-퀴나졸리닐); 1,2,3,4-테트라하이드로-2,4-디옥소-3H-퀴나졸릴 (예를 들어, 1-에틸-1,2,3,4-테트라하이드로-2,4-디옥소-3H-퀴나졸릴); 1,2,3,6-테트라하이드로-2,6-디옥소-7H-퓨리닐 (예를 들어, 1,2,3,6-테트라하이드로-1,3-디메틸-2,6-디옥소-7 H -퓨리닐); 1,2,3,6-테트라하이드로-2,6-디옥소-1 H -퓨리닐 (예를 들어, 1,2,3,6-테트라하이드로-3,7-디메틸-2,6-디옥소-1 H -퓨리닐); 2-옥소벤즈[c,d]인돌릴; 1,1-디옥소-2H-나프트[1,8-c,d]이소티아졸릴; 및 1,8-나프틸렌디카복사미도. 추가의 복소환은 3,3a,4,5,6,6a-헥사하이드로-피롤로[3,4-b]파이롤-(2H)-일, 및 2,5-디아자바이사이클로[2.2.1]헵탄-2-일, 호모피페라지닐 (또는 디아제파닐), 테트라하이드로피라닐, 디티아졸릴, 벤조푸라닐, 벤조티에닐, 옥세파닐, 티에파닐, 아조카닐, 오세카닐, 및 티오카닐을 포함한다. 복소환기는 또한 하기 화학식의 기를 포함한다:
여기서
E'는 -N- 및 -CH-로 이루어진 군으로부터 선택되고; F'는 -N=CH-, -NH-CH2-, -NH-C(O)-, -NH-, -CH=N-, -CH2-NH-, -C(O)-NH-, -CH=CH-, -CH2-, -CH2CH2-, -CH2O-, -OCH2-, -O-, 및 -S-로 이루어진 군으로부터 선택되고; G'는 -CH- 및 -N- 로 이루어진 군으로부터 선택된다. 본 명세서에 언급된 임의의 헤테로사이클릴기는 하기로 구성된 군으로부터 독립적으로 선택된 1, 2, 3, 4 또는 5개의 치환기로 선택적으로 치환될 수 있다: (1) C1-7 아실 (예를 들어, 카복시알데하이드 ); (2) C1-20 알킬 (예를 들어, C1-6 알킬, C1-6 알콕시-C1-6 알킬, C1-6 알킬설피닐-C1-6 알킬, 아미노-C1-6 알킬, 아지도-C1-6 알킬, (카복시알데하이드)-C1-6 알킬, 할로-C1-6 알킬 (예를 들어, 퍼플루오로알킬), 하이드록시-C1-6 알킬, 니트로-C1-6 알킬, 또는 C1-6 티오알콕시-C1-6 알킬); (3) C1-20 알콕시 (예를 들어, C1-6 알콕시, 예컨대 퍼플루오로알콕시); (4) C1-6 알킬설피닐; (5) C6-10 아릴; (6) 아미노; (7) C1-6 알크-C6-10 아릴; (8) 아지도; (9) C3-8 사이클로알킬; (10) C1-6 알크-C3-8 사이클로알킬; (11) 할로; (12) C1-12 헤테로사이클릴 (예를 들어, C2-12 헤테로아릴); (13) (C1-12 헤테로사이클릴)옥시; (14) 하이드록실; (15) 니트로; (16) C1-20 티오알콕시 (예를 들어, C1-6 티오알콕시); (17) -(CH2)qCO2RA', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고,, 및 RA'는 (a) C1-6 알킬, (b) C6-10 아릴, (c) 수소, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (18) -(CH2)qCONRB'RC', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, RB' 및 RC'는 독립적으로 (a) 수소, (b) C1-6 알킬, (c) C6-10 아릴, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (19) -(CH2)qSO2RD', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, RD'는 (a) C1-6 알킬, (b) C6-10 아릴, 및 (c) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (20) -(CH2)qSO2NRE'RF', 여기서 q는 제로 내지 4의 정수이고, 각각의 RE' 및 RF'는, 독립적으로, (a) 수소, (b) C1-6 알킬, (c) C6-10 아릴, 및 (d) C1-6 알크-C6-10 아릴로 이루어진 군으로부터 선택됨; (21) 티올; (22) C6-10 아릴옥시; (23) C3-8 사이클로알콕시; (24) 아릴알콕시; (25) C1-6 알크-C1-12 헤테로사이클릴 (예를 들어, C1-6 알크-C1-12 헤테로아릴); (26) 옥소; (27) (C1-12 헤테로사이클릴)이미노; (28) C2-20 알케닐; 및 (29) C2-20 알키닐. 일부 구현예에서, 이러한 기의 각각은 본 명세서에서 기재된 바와 같이 추가로 치환될 수 있다. 예를 들어, C1-알크아릴 또는 C1-알크헤테로사이클릴의 알킬렌기는 각각의 아릴로일 및 (헤테로사이클릴)오일 치환기를 제공하도록 옥소기로 추가로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 "헤테로사이클릴알킬"기는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 알킬렌기를 통해 모 분자 기에 부착되는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 헤테로사이클릴기를 나타낸다. 예시적인 비치환된 헤테로사이클릴알킬기는 2 내지 32개의 탄소이다 (예를 들어, 2 내지 22, 2 내지 18, 2 내지 17, 2 내지 16, 3 내지 15, 2 내지 14, 2 내지 13, 또는 2 내지 12개의 탄소, 예컨대 C1-6 알크-C1-12 헤테로사이클릴, C1-10 알크-C1-12 헤테로사이클릴, 또는 C1-20 알크-C1-12 헤테로사이클릴). 일부 구현예에서, 알킬렌 및 헤테로사이클릴 각각은 각각의 기에 대해 본 명세서에서 정의된 바와 같은 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 추가고 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "탄화수소"는 유일하게 탄소 및 수소 원자로 이루어진 군을 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "하이드록실"은 -OH 기를 나타낸다. 일부 구현예에서, 하이드록실기는 알킬에 대해 본 명세서에서 정의된 바와 같은 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기 (예를 들어, O-보호기)로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "이성질체"는 본 발명의 임의의 화합물의 임의의 호변이성질체, 입체이성질체, 거울상이성질체, 또는 부분입체이성질체를 의미한다. 본 발명의 화합물은 하나 이상의 키랄 중심 및/또는 이중 결합을 가질 수 있고, 이에 따라 입체이성질체, 예컨대 이중-결합 이성질체 (즉, 기하학적 E/Z 이성질체) 또는 부분입체이성질체 (예를 들어, 거울상이성질체 (즉, (+) 또는 (-)) 또는 시스/트랜스 이성질체)로서 존재할 수 있음을 이해한다. 본 발명에 따르면, 본 명세서에 도시된 화학적 구조 및 이에 따른 본 발명의 화합물은 모든 상응하는 입체이성질체, 즉, 입체이성질체적으로 순수한 형태 (예를 들어, 기하학적으로 순수, 거울상이성질체로서 순수, 또는 부분입체이성질체로서 순수) 및 거울상이성질체 및 입체이성질체 혼합물 모두, 예를 들어, 라세미체를 포괄한다. 본 발명의 화합물의 거울상이성질체 및 입체이성질체 혼합물은 전형적으로 잘 알려진 방법, 예컨대 키랄상 기체 크로마토그래피, 키랄상 고성능 액체 크로마토그래피, 키랄 염 착물으로서 화합물을 결정화하는 것, 또는 키랄 용매에서 화합물을 결정화하는 것에 의해 그것의 성분 거울상이성질체 또는 입체이성질체로 분해될 수 있다. 또한, 거울상이성질체 및 입체이성질체는 잘-알려진 비대칭 합성 방법에 의해 입체이성질체적으로 또는 거울상이성질체으로 순수한 중간체, 시약, 및 촉매로부터 수득될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "N-보호된 아미노"는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 1 또는 2개의 N-보호기가 부착된 본 명세서에서 정의된 바와 같은 아미노기를 지칭한다.
명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "N-보호기"는 합성 절차 과정에서 바람직하지 않은 반응에 대해 아미노기를 보호하도록 의도된 기를 나타낸다. 통상적으로 사용된 N-보호기는 하기에 개시되어 있다: 문헌[Greene, "Protective Groups in Organic Synthesis," 3rd Edition (John Wiley & Sons, New York, 1999)], 이는 본 명세서에 참조로 편입되어 있다. N-보호기는 아실, 아릴로일, 또는 카바밀 기 예컨대 포르밀, 아세틸, 프로피오닐, 피발로일, t-부틸아세틸, 2-클로로아세틸, 2-브로모아세틸, 트리플루오로아세틸, 트리클로로아세틸, 프탈릴, o-니트로페녹시아세틸, α-클로로부티릴, 벤조일, 4-클로로벤조일, 4-브로모벤조일, 4-니트로벤조일, 및 키랄 보조물 예컨대 보호된 또는 비보호된 D, L 또는 D, L-아미노산 예컨대 알라닌, 류신, 페닐알라닌 등; 설포닐-함유 기 예컨대 벤젠설포닐, p-톨루엔설포닐 등; 카바메이트 형성 기 예컨대 벤질옥시카보닐, p-클로로벤질옥시카보닐, p-메톡시벤질옥시카보닐, p-니트로벤질옥시카보닐, 2-니트로벤질옥시카보닐, p-브로모벤질옥시카보닐, 3,4-디메톡시벤질옥시카보닐, 3,5-디메톡시벤질옥시카보닐, 2,4-디메톡시벤질옥시카보닐, 4-메톡시벤질옥시카보닐, 2-니트로-4,5-디메톡시벤질옥시카보닐, 3,4,5-트리메톡시벤질옥시카보닐, 1-(p-바이페닐일)-1-메틸에톡시카보닐, α,α-디메틸-3,5-디메톡시벤질옥시카보닐, 벤즈하이드릴옥시 카보닐, t-부틸옥시카보닐, 디이소프로필메톡시카보닐, 이소프로필옥시카보닐, 에톡시카보닐, 메톡시카보닐, 알릴옥시카보닐, 2,2,2,-트리클로로에톡시카보닐, 페녹시카보닐, 4-니트로페녹시 카보닐, 플루오레닐-9-메톡시카보닐, 사이클로펜틸옥시카보닐, 아다만틸옥시카보닐, 사이클로헥실옥시카보닐, 페닐티오카보닐, 등, 알크아릴 기 예컨대 벤질, 트리페닐메틸, 벤질옥시메틸 등 및 실릴기, 예컨대 트리메틸실릴 등을 포함한다. 바람직한 N-보호기는 포르밀, 아세틸, 벤조일, 피발로일, t-부틸아세틸, 알라닐, 페닐설포닐, 벤질, t-부틸옥시카보닐 (Boc), 및 벤질옥시카보닐 (Cbz)이다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "니트로"는 -NO2 기를 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "O-보호기"는 합성 절차 동안 바람직하지 않은 반응에 대해 산소 함유 (예를 들어, 페놀, 하이드록실, 또는 카보닐) 기를 보호하는 것으로 의도된 것을 나타낸다. 통상적으로 사용된 O-보호기는 하기에 개시되어 있다: 문헌[Greene, "Protective Groups in Organic Synthesis," 3rd Edition (John Wiley & Sons, New York, 1999)], 이는 본 명세서에 참조로 편입되어 있다. 예시적인 O-보호기는 아실, 아릴로일, 또는 카바밀 기, 예컨대 포르밀, 아세틸, 프로피오닐, 피발로일, t-부틸아세틸, 2-클로로아세틸, 2-브로모아세틸, 트리플루오로아세틸, 트리클로로아세틸, 프탈릴, o-니트로페녹시아세틸, α-클로로부티릴, 벤조일, 4-클로로벤조일, 4-브로모벤조일, t-부틸디메틸실릴, 트리-이소-프로필실릴옥시메틸, 4,4'-디메톡시트리틸, 이소부티릴, 페녹시아세틸, 4-이소프로필페헨옥시아세틸, 디메틸포름아미디노, 및 4-니트로벤조일; 알킬카보닐기, 예컨대 아실, 아세틸, 프로피오닐, 피발로일 등; 선택적으로 치환된 아릴카보닐기, 예컨대 벤조일; 실릴기, 예컨대 트리메틸실릴 (TMS), tert-부틸디메틸실릴 (TBDMS), 트리-이소-프로필실릴옥시메틸 (TOM), 트리이소프로필실릴 (TIPS) 등; 하이드록실을 갖는 에테르-형성 기, 예컨대 메틸, 메톡시메틸, 테트라하이드로피라닐, 벤질, p-메톡시벤질, 트리틸 등; 알콕시카보닐, 예컨대 메톡시카보닐, 에톡시카보닐, 이소프로폭시카보닐, n-이소프로폭시카보닐, n-부틸옥시카보닐, 이소부틸옥시카보닐, sec-부틸옥시카보닐, t-부틸옥시카보닐, 2-에틸헥실옥시카보닐, 사이클로헥실옥시카보닐, 메틸옥시카보닐 등; 알콕시알콕시카보닐기, 예컨대 메톡시메톡시카보닐, 에톡시메톡시카보닐, 2-메톡시에톡시카보닐, 2-에톡시에톡시카보닐, 2-부톡시에톡시카보닐, 2-메톡시에톡시메톡시카보닐, 알릴옥시카보닐, 프로파르길옥시카보닐, 2-부텐옥시카보닐, 3-메틸-2-부텐옥시카보닐 등; 할로알콕시카보닐, 예컨대 2-클로로에톡시카보닐, 2-클로로에톡시카보닐, 2,2,2-트리클로로에톡시카보닐 등; 선택적으로 치환된 아릴알콕시카보닐기, 예컨대 벤질옥시카보닐, p-메틸벤질옥시카보닐, p-메톡시벤질옥시카보닐, p-니트로벤질옥시카보닐, 2,4-디니트로벤질옥시카보닐, 3,5-디메틸벤질옥시카보닐, p-클로로벤질옥시카보닐, p-브로모벤질옥시-카보닐, 플루오레닐메틸옥시카보닐 등; 및 선택적으로 치환된 아릴옥시카보닐기, 예컨대 페녹시카보닐, p-니트로페녹시카보닐, o-니트로페녹시카보닐, 2,4-디니트로페녹시카보닐, p-메틸-페녹시카보닐, m-메틸페녹시카보닐, o-브로모페녹시카보닐, 3,5-디메틸페녹시카보닐, p-클로로페녹시카보닐, 2-클로로-4-니트로페녹시-카보닐 등); 치환된 알킬, 아릴, 및 알크아릴 에테르 (예를 들어, 트리틸; 메틸티오메틸; 메톡시메틸; 벤질옥시메틸; 실록시메틸; 2,2,2,-트리클로로에톡시메틸; 테트라하이드로피라닐; 테트라하이드로푸라닐; 에톡시에틸; 1-[2-(트리메틸실릴)에톡시]에틸; 2-트리메틸실릴에틸; t-부틸 에테르; p-클로로페닐, p-메톡시페닐, p-니트로페닐, 벤질, p-메톡시벤질, 및 니트로벤질); 실릴 에테르 (예를 들어, 트리메틸실릴; 트리에틸실릴; 트리이소프로필실릴; 디메틸이소프로필실릴; t-부틸디메틸실릴; t-부틸디페닐실릴; 트리벤질실릴; 트리페닐실릴; 및 디페니메틸실릴); 카보네이트 (예를 들어, 메틸, 메톡시메틸, 9-플루오레닐메틸; 에틸; 2,2,2-트리클로로에틸; 2-(트리메틸실릴)에틸; 비닐, 알릴, 니트로페닐; 벤질; 메톡시벤질; 3,4-디메톡시벤질; 및 니트로벤질); 카보닐-보호기 (예를 들어, 아세탈 및 케탈기, 예컨대 디메틸 아세탈, 1,3-디옥솔란 등; 아실알기; 및 디티안기, 예컨대 1,3-디티안, 1,3-디티올란 등); 카복실산-보호기 (예를 들어, 에스테르기, 예컨대 메틸 에스테르, 벤질 에스테르, t-부틸 에스테르, 오르토에스테르 등; 및 옥사졸린 기를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "옥소"는 =O를 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 접두어 "퍼플루오로"는 본 명세서에서 정의된 바와 같은 아닐기를 나타내고, 여기서 알킬기에 결합된 각각의 수소 라디칼은 플루오라이드 라디칼에 의해 대체된 것이다. 예를 들어, 퍼플루오로알킬기는 트리플루오로메틸, 펜타플루오로에틸 등에 의해 예시된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "보호된 하이드록실"은 O-보호기에 결합된 산소 원자를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "스피로사이클릴"은 C2-7 알킬렌 디라디칼을 나타내고, 이의 두 단부는 모 그룹의 동일한 탄소 원자에 결합되어 스피로환형 기, 및 또한 C1-6 헤테로알킬렌 디라디칼을 형성하고, 이의 두 단부는 동일한 원자에 결합된다. 스피로사이클릴기를 형성하는 헤테로알킬렌 라디칼은 질소, 산소, 및 황으로 이루어진 군으로부터 독립적으로 선택된 1, 2, 3, 또는 4개의 헤테로원자를 함유할 수 있다. 일부 구현예에서, 스피로사이클릴기는 디라디칼이 부착된 탄소 원자를 제외하고 1 내지 7개의 탄소를 포함한다. 본 발명의 스피로사이클릴기는 사이클로알킬 및/또는 헤테로사이클릴기에 대한 선택적인 치환기로서 본 명세서에 제공된 1, 2, 3, 또는 4개의 치환기로 선택적으로 치환될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "입체이성질체"는 이 화합물이 가질 수 있는 모든 가능한 상이한 이성질체뿐만 아니라 형태적 형태 (예를 들어, 본 명세서에 기재된 임의의 화학식의 화합물), 기본 분자 구조의 특히 모든 가능한 입체화학적으로 및 형태적으로 이성질체 형태, 모든 부분입체이성질체, 거울상이성질체 및/또는 이형태체를 지칭한다. 본 발명의 일부 화합물은 상이한 호변이성질체 형태로 존재할 수 있고, 후자의 모두는 본 발명의 범위 내에 포함된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "설포닐"은 -S(O)2-기를 나타낸다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "티올"은 -SH 기를 나타낸다.
정의
본원에서, 문맥으로부터 달리 명확하지 않으면, (i) 용어 관사("a")는 "하나 이상"을 의미하는 것으로 이해될 수 있고; (ii) 용어 "또는"은 "및/또는"을 의미하는 것으로 이해될 수 있고; (iii) 용어 "포함하는(comprising)" 및 "포함하는(including)"은 그 자체로서 또는 하나 이상의 추가의 성분 또는 단계와 함께 항목화된 성분 또는 단계를 포괄하는 것으로 이해될 수 있고; 그리고 (iv) 용어 "약" 및 "대략"은 당해 분야의 숙련가에 의해 이해되는 바와 같이 표준 변동을 허용하는 것으로 이해될 것이며; 및 (v) 여기서 범위가 제공되며, 종점이 포함된다.
본 명세서에 사용되는 용어 "π-효과 상호작용"은 방향족 고리 간의 인력의 비-공유적 상호작용을 지칭한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "활성 부위"는 기재 분자가 결합하여 화학 반응을 진행하는 단백질 (예를 들어, 효소) 상의 위치를 지칭한다. "활성 부위에서 결합하지 않음"은 화합물 또는 복합체의 원자는 실질적으로 활성 부위 내의 잔기 (예를 들어, 천연 기재 분자에의 결합에 참여하는 잔기)와 결합하는데 실질적으로 참여하지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 사용되는 용어 "투여"는 대상체 또는 시스템으로의 조성물 (예를 들어, 화합물, 복합체 또는 본 명세서에 기재된 화합물 또는 복합체를 포함하는 제제)의 투여를 지칭한다. 동물 대상체 (예를 들어, 인간)에의 투여는 임의의 적절한 경로에 의할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 투여는 기관지 (기관지 주입 포함), 볼, 장관, 진피간, 동맥내, 진피내, 위내, 수질내, 근육내, 비강내, 복강내, 척추강내, 정맥내, 심실내, 점막, 비강, 경구, 직장, 피하, 설하, 국소, 기관 (기관내 주입 포함), 경피, 질 및 유리체로의 것일 수 있다.
당업계에서 알려진 바와 같이, "친화도"는 특정 리간드가 그것의 파트너에 결합되는 기밀성의 측정값이다. 친화도는 상이한 방식으로 측정될 수 있다. 일부 구현예에서, 친화도는 정량적 검정에 의해 측정된다. 일부 이러한 구현예에서, 결합 파트너 농도는 생리적 조건을 모사하도록 과량의 리간드 농도로 고정될 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구현예에서, 결합 파트너 농도 및/또는 리간드 농도는 변화될 수 있다. 일부 이러한 구현예에서, 친화도는 비슷한 조건 (예를 들어, 농도) 하에 표준과 비교될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 용어 "유사체"는 참조 물질과 하나 이상의 특정 구조적 특징, 구성요소, 성분, 또는 모이어티를 공유하는 물질을 지칭한다. 통상적으로, "유사체"는 예를 들어 또한 특정 별개의 방식에 있어서 상이하지만 중심 또는 합일 구조를 공유하는 것과 같은 참조 물질과의 유의미한 구조적 유사성을 나타낸다. 일부 구현예에서, 유사체는 참조 물질의 화학적 조작에 의해 참조 물질로부터 생성될 수 있는 물질이다. 일부 구현예에서, 유사체는 참조 물질을 생성하는 것과 실질적으로 유사한 합성 과정 (예를 들어 복수의 단계를 공유함)의 수행을 통해 생성될 수 있는 물질이다. 일부 구현예에서, 유사체는 참조 물질을 생성하기 위해 사용되는 것과 상이한 합성 과정의 수행을 통한 것이거나 이로부터 발생될 수 있다.
본 명세서에 사용되는 용어 "동물"은 임의의 수의 동물계를 지칭한다. 일부 구현예에서, "동물"은 임의의 발달 단계의 인간을 지칭한다. 일부 구현예에서, "동물"은 임의의 발달 단계의 비-인간 동물이다. 일부 구현예에서, 비-인간 동물은 포유동물 (예를 들어, 설취류, 마우스, 래트, 토끼, 원숭이, 개, 고양이, 양, 소, 영장류, 및/또는 돼지)이다. 일부 구현예에서, 동물은, 비제한적으로, 포유동물, 새, 파충류, 양서류, 어류, 및/또는 벌레이다. 일부 구현예에서, 동물은 형질전환 동물, 유전자-조작 동물, 및/또는 클론일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "길항제"는 i) 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)의 효과를 억제하거나, 저감시키거나 또는 감소시키고; 그리고/또는 ii) 하나 이상의 생물학적 사건을 억제하거나, 저감시키거나, 감소시키거나 또는 지연시키는 화합물을 지칭한다. 길항제는 직접적이거나 (이 경우 이는 그것의 표적에 대해 직접적으로 그것의 영향을 발휘함) 또는 간접적일 수 있다 (이 경우 이는 그것의 표적에의 결합 이외의 것에 의해; 예를 들어 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)의 조절인자와의 상호작용에 의해 그것의 영향을 발휘하여, 이로써 표적 단백질의 수준 또는 활성이 변경됨).
본 명세서에서 사용된 용어 "대략" 및 "약"은 각각 관련된 문맥에 대해 적절한 바와 같이 당해 분야의 숙련가에 의해 이해되는 일반 통계적인 변동을 포함하는 것으로 의도된다. 특정 구현예에서, 용어 "대략" 또는 "약"은 각각 달리 언급되거나 또는 문맥으로부터 분명하지 않으며, 언급된 값의 25%, 20%, 19%, 18%, 17%, 16%, 15%, 14%, 13%, 12%, 11%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1% 이하를 포함하는 값의 범위를 지칭한다 (예를 들어, 이러한 수는 가능한 값의 100%를 초과할 것이다).
하나의 존재, 수준 및/또는 형태가 다른 것과 상관되는 경우에, 이와 같은 용어가 본 명세서에 사용되는 바와 같이 2개의 사건 또는 독립체는 서로 "연관된다". 예를 들어, 특정 독립체 (예를 들어, 폴리펩타이드)는, 그것의 존재, 수준 및/또는 형태가 (예를 들어, 관련 모집단에 대한) 질환, 장애, 또는 병태의 발병률 및/또는 감수성과 상관되는 경우에 특정 질환, 장애, 또는 병태와 연관되는 것으로 간주된다. 일부 구현예에서, 2개 이상의 독립체는 이들이 직접적으로 또는 간접적으로 상호작용되는 경우에 서로 물리적으로 "연관되며", 이로써 이는 서로 물리적으로 근접되어 유지된다. 일부 구현예에서, 서로 물리적으로 연관된 2개 이상의 독립체가 서로 공유결합되며; 일부 구현예에서, 서로 물리적으로 연관된 2개 이상의 독립체는 서로 공유결합되지 않고, 예를 들어 수소 결합, 반데르발스 상호작용, 소수성 상호작용, 자력, 및 이들의 조합에 의해 비-공유적으로 연관된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "결합하는"은 전형적으로 2개 이상의 독립체 사이의 또는 그 중에서의 회합 (예를 들어, 비-공유 또는 공유)을 지칭하는 것으로 이해될 것이다. "직접적인" 결합은 독립체와 모이어티 사이의 물리적 접촉과 관련되고; 간접적인 결합은 하나 이상의 중간 독립체와의 물리적 접촉에 의해 물리적 상호작용과 관련된다. 2개 이상의 독립체 사이의 결합은 전형적으로 독립체 또는 모이어티가 상호작용하는 것이 단리시 연구되는 경우를 포함하는 - 다양한 맥락 중 임의의 것에서 또는 더 많은 복합 시스템의 맥락에서 (예를 들어, 캐리어 독립체와 및/또는 생물학적 시스템 또는 세포에서 공유적으로 또는 그렇지 않으면 회합되는 경우) 평가될 수 있다.
그것의 파트너 Y에 대한 분자 X의 친화도는 일반적으로 해리 상수 (KD)에 의해 나타날 수 있다. 친화도는 본 명세서에서 기재된 것을 포함하여 당업계에서 알려진 일반 방법에 의해 측정될 수 있다. 결합 친화도를 측정하기 위해 특정하여 예시하는 그리고 설명적인 구현예는 하기에 기재되어 있다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 "KD"는 특정 화합물-단백질 또는 복합체-단백질 상호작용의 해리 평형 상수를 지칭하는 것으로 의도된다. 전형적으로, 본 발명의 화합물은 예를 들어 피분석물로서 프리젠터 단백질 및 리간드로서 화합물을 사용하여 표면 플라즈몬 공명 (SPR) 기술에 의해 결정되는 경우에, 약 10-6 M 미만, 예컨대 대략 10-7 M, 10-8 M, 10-9 M, 또는 10-10 M 미만, 또는 심지어 그보다 낮은 해리 평형 상수 (KD)를 갖는 프리젠터 단백질에 결합된다. 본 발명의 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 예를 들어, 피분석물로서 표적 단백질 및 리간드로서 복합체를 사용하여 표면 플라즈몬 공명 (SPR) 기술에 의해 결정되는 경우에, 약 10-6 M 미만, 예컨대 대략 10-7 M, 10-8 M, 10-9 M, 또는 10-10 M 미만 또는 심지어 그보다 낮은 해리 평형 상수 (KD)를 갖는 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)에 결합한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "결합 자유 에너지"는 복합체의 결합 및 비결합 사이의 에너지의 차이를 지칭한다. 결합 자유 에너지는 실험으로 유도된 해리 상수 (Kd)를 사용하는 식 ΔG = -RTlnK을 사용하는 것을 포함하는 본 기술분야에 알려진 방법에 의해 결정될 수 있다. 결합 자유 에너지는 본 기술 분야에 알려진 계산 알고리즘, 예를 들어, 분자 동역학 시뮬레이션, 자유-에너지 섭동 또는 몬테 카를로 프로토콜 (시판되는 소프트웨어 예컨대 AMBER (Cornell 등 J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 5179) CHARMM (Brooks 등 J. Comp. Chem. 1983, 4, 187), or Desmond (Boowers 등 Proc. ACM/IEEE Conf. Supercomputing, 2006, SCO6)로 실시됨)를 사용하여 계산될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "매립된 표면적"은 용매에 노출되지 않은 단백질 또는 복합체의 표면적을 지칭한다. 매립된 표면적은 용매에 대한 비접근성(inaccessibility)을 계산하는 것을 포함하는 본 기술분야에 알려진 방법에 의해 결정될 수 있다. 용매에 대한 비접근성은 프로그램 예컨대 PDBePISA 릴리즈 버전 1.48을 사용하여, 1.4A의 롤링 프로브(rolling probe)로 컴퓨터로 계산할 수 있다(http://www.ebi.ac.uk/pdbe/pisa/).
본 명세서에서 사용된 용어 "세포 침투제"는 세포 환경에 첨가되는 경우에 세포를 사멸하지 않고 세포내 도메인에 유입될 수 있는 화합물을 지칭한다. 화합물이 세포 침투제인지 여부는 본 기술분야에 공지된 임의의 방법, 예를 들어, 본 명세서에 기재된 바이오센서 방법을 사용하여 결정될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "특징적 부분"이 사용되며, 광의의 의미로, 그것의 존재 (또는 부재)가 물질의 특정 특징, 속성, 또는 활성의 존재 (또는 부재)와 상관 관련되는 물질의 부분을 지칭한다. 일부 구현예에서, 물질의 특징적 부분은 특정 특징, 속성 또는 활성을 공유하지 않지만 특정 특성, 속성 또는 활성을 공유하는 물질 및 관련 물질에서 발견되는 부분이다. 특정 구현예에서, 특징적 부분은 온전한 물질과 적어도 하나의 기능적 특징을 공유한다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 단백질 또는 폴리펩타이드의 "특징적 부분"은 단백질 또는 폴리펩타이드와 함께 특징이 되는 아미노산의 연속적 스트레치(stretch)의 수집 또는, 아미노산의 연속적 스트레치를 함유하는 것이다. 일부 구현예에서, 각각의 이러한 연속 스트레치는 일반적으로 적어도 2, 5, 10, 15, 20, 50개 이상의 아미노산을 함유한다. 일반적으로, 물질 (예를 들어, 단백질, 항체 등)의 특징적 부분은 상술한 서열 및/또는 구조적 동일성 이외에 관련된 온전한 물질과 적어도 하나의 기능적 특징을 공유하는 것이다. 일부 구현예에서, 특징적 부분은 생물학적 활성일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 문구 "특징적 서열 성분"은 중합체의 특징적 부분을 나타내는 그 중합체 (예를 들어, 폴리펩타이드 또는 핵산)에서 발견되는 서열 성분을 지칭한다. 일부 구현예에서, 특징적 서열 성분의 존재는 중합체의 특징적 활성 또는 물성의 존재 또는 수준과 상관된다. 일부 구현예에서, 특징적 서열 성분의 존재 (또는 부재)는 특정 부류 또는 이러한 중합체의 그룹의 구성원 (또는 구성원이 아님)으로서의 특정 중합체를 정의한다. 특징적 서열 성분은 전형적으로 적어도 2개의 단량체 (예를 들어, 아미노산 또는 뉴클레오티드)를 포함한다. 일부 구현예에서, 특징적 서열 성분은 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50개 이상의 단량체 (예를 들어, 연속적으로 연결된 단량체)를 포함한다. 일부 구현예에서, 특징적 서열 성분은 서열 성분을 공유하는 중합체에 따라 길이가 변화되거나 변화되지 않을 수 있는 하나 이상의 스페이서 영역에 의해 이격된 연속적인 단량체의 적어도 제1 및 제2 스트레치를 포함한다. 특정 구현예에서, 특정 특징적 서열 성분은 "모티프"로서 지칭될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "clogP"는 분자의 계산된 분배 계수 또는 분자의 부분을 지칭한다. 분배 계수는 평형화시 2개의 불혼화성 상의 혼합물 (예를 들어, 옥탄올 및 물)에서의 화합물의 농도의 비이고, 화합물의 소수성 또는 친수성을 측정한다. 다양한 방법은 clogP를 결정하기 위한 본 기술 분야에서 이용가능하다. 예를 들어, 일부 구현예에서, clogP는 본 기술 분야에 알려진 정량적 구조-특성 관계 알고리즘 (예를 들어, 그것의 비-중첩 분자 단편의 합을 결정함으로써 화합물의 logP를 예측하는 단편 기반 예측 방법을 사용함)을 사용하여 결정될 수 있다. clogP를 계산하기 위한 다수의 알고리즘은 분자 편집 소프트웨어 예컨대 CHEMDRAW® Pro, 버전 12.0.2.1092 (Camrbridgesoft, 메사추세츠주 캠브리지 소재) 및 MARVINSKETCH® (ChemAxon, 헝가리 부다페스트 소재)이 사용되는 것을 포함하여 본 기술분야에 알려져 있다. 화합물은 그것이 상기 방법 중 적어도 하나에서 한계값을 충족시키는 경우에 한계값 cLogP를 충족시키는 것으로 고려된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "집단"은 2, 5, 10,102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109 이상의 상이한 분자의 그룹을 지칭한다. 일부 구현예에서, 집단에서의 화합물의 적어도 10% (예를 들어, 적어도 20%, 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%, 적어도 99% 또는 100%)는 본 명세서에 기재된 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "병용 요법"은 대상체가 둘 이상의 치료 요법 (예를 들어, 2개 이상의 화합물 예컨대 거대환형 화합물)에 동시에 노출되는 상황을 지칭한다. 일부 구현예에서, 둘 이상의 화합물이 동시에 투여될 수 있으며; 일부 구현예에서, 이러한 화합물은 순차적으로 투여될 수 있으며; 일부 구현예에서, 이러한 화합물은 중첩 투여 요법으로 투여된다
본 명세서에서 사용된 용어 "비슷한"은 서로 동일하지 않을 수 있지만 이들 사이의 비교를 허용하기에 충분히 유사하여 관찰되는 차이점 또는 유사성에 기초하여 결론을 도출할 수 있는 2 개 이상의 화합물, 독립체, 상황, 조건 세트 등과 관련된다. 일부 구현예에서, 비슷한 조건 세트, 환경, 개체 또는 집단은 복수의 실질적으로 동일한 특징 및 하나 또는 적은 수의 다양한 특징을 특징으로 한다. 당업자는 문맥에서 어느 정도의 동일성이 2개 이상의 그러한 화합물, 독립체, 상황, 조건 세트 등이 주어진 상황에서 어느 정도의 비슷할 것을 요구하는지 이해할 것이다. 예를 들어, 당업자는 환경, 개인 또는 집단의 집합이, 얻은 결과의 차이 또는 관찰된 현상의 차이에 대한 합리적인 결론을 보증하기에 충분한 수 및 유형의 실질적으로 동일한 특징을 특징으로 할 때에 또는 환경, 개인, 또는 집단의 상이한 세트가 변화되는 특징에서의 변화에 의해 야기되거나 이를 나타내는 경우에 서로 비슷할 수 있음을 이해할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "복합체"는 결합 상호작용 (예를 들어, 비공유 상호작용, 예를 들어 소수성 효과 상호작용, 정전기 상호작용, 반데르 발스 상호작용 또는 π-효과 상호작용)을 통해 함께 결합된 둘 이상의 화합물 및/또는 단백질의 그룹을 지칭한다. 복합체의 예는 프리젠터 단백질에 결합된 본 발명의 화합물을 포함하는 "프리젠터 단백질/화합물 복합체"이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "~ 상응하는"은 종종 (예를 들어, 3차원 공간에서 또는 다른 요소 또는 모이어티와 관련하여) 적절한 참조 화합물에 존재하는 것과 위치를 공유하는 관심 대상의 화합물에서의 구조적 요소 또는 모이어티를 나타내기 위해 사용된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 상기 용어는 폴리펩타이드의 아미노산 잔기 또는 핵산의 뉴클레오티드 잔기와 같은 중합체의 잔기의 위치/동일성을 지칭하기 위해 사용된다. 당업자는 간소화를 위한 목적을 위해, 이러한 중합체에서의 잔기는 종종 참조 관련 중합체에 기초한 정준 넘버링 시스템 (canonical numbering system)을 사용하여 나타내며, 이로써 참조 중합체에서의 190 위치에서의 잔기에 "상응하는" 제1 중합체에서의 잔기는, 예를 들어 제1 중합체에서의 190번째 잔기를 실제로 필요로 하지 않고, 오히려 참조 중합체에서의 190번째 위치에서 발견되는 잔기에 상응하며; 당업자는 중합체 서열 비교를 위해 특별하게 설계된 시판되는 하나 이상의 알고리즘의 사용을 통한 것을 포함하여 "상응하는" 아미노산을 동정하는 방식을 용이하게 이해할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어 "가교결합기"는 단백질 또는 다른 분자 상의 특이적 작용기 (예를 들어, 일차 아민, 설프하이드릴)에 화학적으로 부착될 수 있는 반응성 작용기를 포함하는 기를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같은 "아미노산과 화학선택적 반응이 가능한 모이어티"는 천연 또는 비-천연 아미노산의 작용기 (예를 들어, 일차 및 이차 아민, 설프하이드릴, 알코올, 카복실기, 카보닐, 또는 트리아졸 형성 작용기 예컨대 아자이드 또는 알킨)에 화학적으로 부착될 수 있는 반응성 작용기를 포함하는 모이어티를 지칭한다. 가교결합기의 예는 설프하이드릴-반응 가교결합기 (예를 들어, 말레이미드, 할로아세틸, 피리딜디설파이드, 티오설포네이트, 또는 비닐설폰을 포함하는 기), 아민-반응 가교결합기 (예를 들어, 에스테르 예컨대 NHS 에스테르, 이미도에스테르, 및 펜타플루오로페닐 에스테르, 또는 하이드록시메틸포스핀을 포함하는 기), 카복실-반응 가교결합기 (예를 들어, 일차 또는 이차 아민, 알코올, 또는 티올을 포함하는 기), 카보닐-반응 가교결합기 (예를 들어, 하이드라자이드 또는 알콕시아민을 포함하는 기), 및 트리아졸-형성 가교결합기 (예를 들어, 아자이드 또는 알킨을 포함하는 기)를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "설계된"은 (i) 그 구조가 사람의 손에 의하거나 또는 이에 의해 선택되고; (ii) 사람의 손을 필요로 하는 공정에 의해 제조되며; 및/또는 (iii) 천연 물질 및 다른 공지된 화합물로부터 구별되는 화합물을 지칭한다.
본 명세서에 기재된 다수의 방법은 "결정" 단계를 포함한다. 당업자는 본 명세서를 판독하여 이러한 "결정"은 예를 들어 본 명세서에서 명백하게 지칭되는 특정 기술을 포함하는 당업자에게 이용가능한 다양한 기술 중 임의의 것을 사용하여 이용되거나 또는 이를 통해 달성될 수 있다. 일부 구현예에서, 결정은 물리적 샘플의 조작을 수반한다. 일부 구현예에서, 결정은 예를 들어 관련 분석을 수행하기 위해 적용된 컴퓨터 또는 다른 처리 유닛을 이용하여 데이터 또는 정보의 고려 및/또는 조작을 수반한다. 일부 구현예에서, 결정은 공급원으로부터 관련 정보 및/또는 물질을 받는 것을 수반한다. 일부 구현예에서, 결정은 비슷한 참조에 대해 샘플 또는 독립체의 하나 이상의 특징을 비교하는 것을 수반한다.
본 명세서에 사용된 용어 "뎁시-연결"은 에스테르 결합으로의 아미드 결합의 대체를 지칭한다.
본 명세서에 사용된 용어 "투약 형태"는 대상체로의 투여를 위한 활성 화합물 (예를 들어, 치료적 또는 진단적 제제)의 물리적 별개의 단위를 지칭한다. 각각의 단위는 예정된 양의 활성제를 함유한다. 일부 구현예에서, 이러한 양은 관련 집단에 대한 투여시 (즉, 치료적 투여 요법을 사용함) 원하는 또는 유익한 결과와 상호 관련되는 것을 결정된 투여 요법에 따른 투여에 적합한 단위 투약량 (또는 이의 전체 분율)이다. 당업자는 특정 대상체에게 투여되는 치료 조성물 또는 화합물의 총량이 하나 이상의 주치의에 의해 결정되며 다수의 투약 형태의 투여를 포함할 수 있음을 이해한다.
본 명세서에 사용된 "투여 요법"은 전형적으로 기간에 의해 분리된 대상체에게 개별적으로 투여되는 일련의 단위 용량 (전형적으로 하나 초과)을 지칭한다. 일부 구현예에서, 주어진 치료 화합물은 권장 용량 요법을 가지며, 이는 하나 이상의 용량을 수반할 수 있다. 일부 구현예에서, 투여 요법은 복수의 용량을 포함하고, 이들 각각은 동일한 길이의 시간 간격으로 서로 분리되고; 일부 구현예에서, 투여 요법은 복수의 용량 및 개별 용량을 분리하는 적어도 2개의 상이한 시간 기간을 포함한다. 일부 구현예에서, 투여 요법 내의 모든 투여량은 동일한 단위 투여량이다. 일부 구현예에서, 투여 요법 내에서 상이한 용량은 상이한 양이다. 일부 구현예에서, 투여 요법은 제1 용량의 양으로의 제1 용량, 이어서 제1 용량의 양과 상이한 제2 용량의 양으로의 하나 이상의 추가 용량을 포함한다. 일부 구현예에서, 투여 요법은 제1 용량의 양으로의 제1 용량, 이어서 제1 용량의 양과 동일한 제2 용량으로의 하나 이상의 추가의 용량을 포함한다. 일부 구현예에서, 투여 요법은 관련 집단에 대해 투여되는 경우에 원하는 또는 유리한 결과와 상관된다(즉, 치료적 투여 요법임).
본 명세서에서 사용된 용어 "전자 끄는 기"는 π 시스템로부터 전자 밀도를 제거한 작용기를 지칭한다. 전자 끄는 기의 예는 비제한적으로, 할라이드 (예를 들어, 플루오라이드, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드), 알데하이드, 케톤, 카복실산, 아실 클로라이드, 에스테르, 아미드, 트리할라이드 (예를 들어, 트리플루오로메틸, 트리클로로메틸), 니트릴, 설포네이트, 및 니트로 기를 포함한다.
본 명세서에 사용된 용어 "조작된"은 그 설계 및/또는 생산이 사람의 손의 작용을 수반하는 화합물을 설명하기 위해 사용된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, "조작된" 화합물은 시험관내 화학 합성에 의해 제조된다. 일부 구현예에서, "조작된" 화합물은 참조 야생형 세포과 관련하여 유전자 조작된 세포에 의해 생성된다. 일부 구현예에서, "조작된" 화합물은 배양시 세포에 의해 생성된다. 일부 구현예에서, "조작된" 화합물은 화합물의 생성을 향상시키기 위해 특별하게 변형된 배양 조건에서 세포에 의해 생성된다. 일부 구현예에서, "조작된" 화합물은 컴퓨터내 모델링에 의해 설계되거나 또는 선택된 구조를 가진다.
본 기술분야에서 이해되는 바와 같이 본 명세서에 사용된 용어 "평면 표면 부위"는 상대적으로 평면인 특징을 갖는 단백질 구조의 표면 상의 부위 (예를 들어, 500 Å2 초과의 면적, 400 Å3 초과의 용적, 및 13Å 초과의 깊이를 갖는 잘 획정된 포켓 또는 공극을 포함하지 않는 부위)를 지칭한다. 일부 구현예에서, 부위는 본 기술분야에 알려진 시판되는 알고리즘을 이용하여 평면인 것으로 결정될 수 있고, 예를 들어, 부위는 CAST에 의해 결정되는 바와 같이 500 Å2 초과의 면적, 400 Å3 초과의 용적, 및 13Å 초과의 깊이를 갖는 면적을 갖는 잘 획정된 포켓 또는 공극을 포함하지 않는 경우에 평면인 것으로 결정될 수 있다 (Liang 등 Prot. Sci. 1998, 7:1884) or Sitemap (Halgren J. Chem. Inf. Model. 2009, 49:377). 당업자는 평면의 개념에 익숙하고, 또한 "약물가능성(druggability)"에 대한 그것의 관계를 인식한다. 일부 구현예에서, 단백질은 그것이 본 명세서에 정의된 언드러거블인 경우에 평면 표면 부위를 가지는 것으로 고려되고, 예를 들어, 프로그램 DOGSITESCORER®를 사용하여 언드러거블인 것으로 결정된다.
본 명세서에 사용된 용어 "소수성 잔기"는 프롤린 이상의 친수성 지수값을 갖는 아미노산에 관한 것이다. 소수성 잔기의 예는 발린, 이소류신, 류신, 메티오닌, 페닐알라닌, 트립토판, 알라닌, 글리신, 및 시스테인이다.
본 명세서에 사용된 용어 "소수성 표면 부위"는 적어도 30% 소수성 잔기를 포함하는 단백질 구조의 표면 상의 부위를 지칭한다).
본 명세서에 사용된 용어 "동일성"은 중합체 분자, 예를 들어 핵산 분자 (예를 들어, DNA 분자 및/또는 RNA 분자) 사이 및/또는 폴리펩타이드 분자 사이의 전체 관련성을 지칭한다. 2개의 핵산 서열의 동일성 백분율의 계산은 예를 들어 최적의 비교 목적을 위한 2개의 서열을 연결함으로써 수행될 수 있다 (예를 들어, 갭은 최적 연결을 위한 제1 및 제2 핵산 서열 중 하나 또는 둘 모두에 도입될 수 있고, 비-동일 서열은 비교 목적을 위해 무시할 수 있다). 특정 구현예에서, 비교 목적을 위해 연결된 서열의 길이는 참조 서열의 적어도 30%, 적어도 40%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%, 적어도 95%, 또는 실질적으로 100%이다. 상응하는 뉴클레오티드 위치에서의 뉴클레오티드가 이후 비교된다. 제1 서열에서의 위치가 제2 서열에서의 상응하는 위치와 동일한 뉴클레오티드에 의해 점유되는 경우, 이후 분자는 그 위치에서 동일하다. 2개의 서열 사이의 동일성 백분율은 서열에 의해 공유된 동일한 위치의 수의 함수이고, 이는 갭의 수, 및 각 갭의 길이를 고려하며, 이 갭은 2개의 서열의 최적 연결을 위해 도입될 것이 요구된다. 2개의 서열 사이의 서열 비교 및 동일성 백분율의 결정은 수학적 알고리즘을 사용하여 달성될 수 있다. 예를 들어, 2개의 뉴클레오티드 서열 사이의 동일성 백분율은 PAM120 중량 잔기 표, 12의 갭 길이 페널티 및 4의 갭 페널티를 사용하여 ALIGN 프로그램 (버전 2.0)에 통합된 마이어 및 밀러 (Meyers and Miller) (CABIOS, 1989, 4 : 11-17)의 알고리즘을 사용하여 결정될 수 있다. 대안적으로, 2 개의 뉴클레오티드 서열 사이의 동일성 백분율은 NWSgapdna.CMP 매트릭스를 사용하는 GCG 소프트웨어 패키지의 GAP 프로그램을 사용하여 결정될 수 있다.
본 명세서에 사용된 용어 "단리된"은 (1) 초기에 생산될 때 (자연에서든 및/또는 실험적 환경에서든) 관련된 성분들 중 적어도 일부로부터 분리되고, 및/또는 (2) 사람의 손에 의해 설계되고, 생성되고, 제조되고, 및/또는 제조되는 물질 및/또는 독립체를 지칭한다. 단리된 물질 및/또는 독립체는 이들이 초기에 회합되는 다른 성분의 약 10%, 약 20%, 약 30%, 약 40%, 약 50%, 약 60%, 약 70%, 약 80%, 약 90%, 약 91%, 약 92%, 약 93%, 약 94%, 약 95%, 약 96%, 약 97%, 약 98%, 약 99%, 또는 약 99%로부터 분리될 수 있다. 일부 구현예에서, 단리된 화합물은 약 80%, 약 85%, 약 90%, 약 91%, 약 92%, 약 93%, 약 94%, 약 95%, 약 96%, 약 97%, 약 98%, 약 99%, 또는 약 99% 초과의 순도이다. 본 명세서에 사용된 물질은 이것이 다른 성분을 실질적으로 함유하지 않는 경우에 "순수하다". 일부 구현예에서, 당업자에게 이해될 수 있는 바와 같이, 물질은 "단리된" 것으로 또는 심지어 "순수한" 것으로 고려될 것이고, 이후 특정 다른 성분, 예컨대, 예를 들어 하나 이상의 캐리어 또는 부형제 (예를 들어, 완충액, 용매, 물 등)과 조합되며; 이러한 구현예에서, 물질의 단리 백분율 또는 순도는 이러한 캐리어 또는 부형제를 포함하지 않고 계산된다. 일부 구현예에서, 단리는 (예를 들어, 더 긴 폴리펩타이드로부터 폴리펩타이드 도메인을 단리하기 위해 및/또는 더 긴 올리고뉴클레오티드 또는 핵산으로부터 뉴클레오티드 서열 성분을 단리하기 위해) 공유 결합의 파괴를 수반하거나 또는 이를 요구한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "이탈기"는 불균질 결합 절단에서 한 쌍의 전자와 함께 벗어난 분자 단편을 지칭한다. 이탈기의 예는 비제한적으로 할라이드 (예를 들어, 플루오라이드, 클로라이드, 브로마이드, 아이오다이드), 카복실레이트, 토실레이트, 메실레이트, 퍼플루오로알킬설포네이트 (예를 들어, 트리플레이트), 니트레이트, 및 포스페이트를 포함한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "거대환형 화합물"은 9개 이상의 고리 원자를 갖는 고리를 함유하는 소분자 화합물을 지칭한다. 거대환형 화합물은 거대환형 락톤, 예컨대 에리트로마이신, 라파마이신, 및 FK506을 함유하는 소분자의 그룹, 매크로라이드를 포함한다. 일부 구현예에서, 거대환형 화합물은 소분자에서의 비-수소 원자의 25% 초과 (예를 들어, 30% 초과, 35% 초과, 40% 초과, 45% 초과)가 단일 또는 융합 고리 구조를 포함하는 소분자이다. 일부 구현예에서, 거대환형 화합물은 문헌 [Benjamin 등 Nat. Rev. Drug. Discov. 2011, 10(11), 868-880 or Sweeney, Z. K. 등 J. Med. Chem. 2014, epub ahead of print]에 기재된 화합물이 아니며, 이 구조는 참조로 편입되어 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "표적 단백질 상호작용 모이어티"는 화합물이 프리젠터 단백질을 가진 복합체 내에 있는 경우에 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)에 대해 특이적으로 결합되는 이에 부착된 고리 원자의 기 및 모이어티(예를 들어, 고리 원자의 20개의 원자 내의 원자, 예컨대 고리 원자의 15개의 원자 내의 원자, 고리 원자의 10개의 원자 내의 원자, 고리 원자의 5개의 원자 내의 원자)를 지칭한다.
용어 "조절제"는 관심 대상의 활동이 관찰되는 시스템에서 그의 존재 또는 수준이 조절제가 부재하는 경우에 그렇지 않으면 비슷한 조건 하에서 관찰된 것과 비교하여 그 활동의 수준 및/또는 특성의 변화와 상관 관계가 있는 독립체를 지칭하기 위해 사용된다. 일부 구현예에서, 조절제는 조절제가 부재하는 경우에 그렇지 않으면 비슷한 조건 하에 관찰된 것과 비교하여 그 존재시 그 활성이 증가하는 활성제이다. 일부 구현예에서, 조절제는 조절제가 부재하는 경우에 그렇지 않으면 비슷한 조건 하에 관찰된 것과 비교하여 그 존재시 그 활성이 감소되는 길항제 또는 억제제이다. 일부 구현예들에서, 조절제는 그 활성이 관심 대상인 타겟 독립체와 직접적으로 상호작용한다. 일부 구현예에서, 조절제는 그 활성이 관심 대상인 표적 독립체와 간접적으로 (즉, 표적 독립체와 상호작용하는 중간 화합물과 직접적으로) 상호작용한다. 일부 구현예에서, 조절제는 관심 대상의 표적 독립체의 수준에 영향을 미치며; 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구현예에서, 조절제는 표적 독립체의 수준에 영향을 미치지 않고 관심 대상의 표적 독립체의 활성에 영향을 미친다. 일부 구현예에서, 조절제는 관심 대상의 표적 독립체의 수준 및 활성 모두에 영향을 미치며, 이로써 활성에서의 관찰된 차이는 전체적으로 설명되지 않거나 또는 수준에서의 관찰된 차이와 일치된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "결합에 참여하는" 원자는 이들이 결합되는 4 Å의 독립체를 가진 원자에 이들이 결합되거나 또는 연결되는 독립체의 4 Å에 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "약제학적 조성물"은 하나 이상의 약제학적으로 허용가능한 캐리어와 함께 배합되는 활성 화합물을 지칭한다. 일부 구현예에서, 활성 화합물은 관련 집단에 투여되는 경우에 예정된 치료적 효과를 달성하는 통계적으로 유의미한 가능성을 나타내는 치료 요법에서의 투여를 위해 적절한 단위 투여량으로 존재한다. 일부 구현예에서, 약제학적 조성물은 하기에 대해 적용된 것을 포함하는 고체 또는 액체 형태로의 투여를 위해 특별하게 배합될 수 있다: 경구 투여, 예를 들어, 드렌치 (수성 또는 비-수용액 또는 현탁액), 정제, 예를 들어, 구강, 설하, 및 전신 흡수에 대해 표적화된 것, 볼러스, 분말, 과립, 페이스트 (혀에의 적용의 경우); 비경구 투여, 예를 들어, 예를 들어, 멸균 용액 또는 현탁액, 또는 지속-방출 제형으로의 피하, 근육내, 정맥내 또는 경막외 주사; 국소 도포, 예를 들어, 크림, 연고, 또는 조절-방출 패치 또는 스프레이 (피부, 폐, 또는 구강 적용의 경우); 질내로 또는 직장내로, 예를 들어, 페서리, 크림, 또는 포움; 설하로; 안구로; 경피로; 또는 비강으로, 폐, 및 다른 점막 표면 경로.
본 명세서에서 사용된 "약제학적으로 허용가능한 부형제"는 대상체에서의 비독성 및 비-염증성인 특성을 갖는 임의의 불활성 성분 (예를 들어, 활성 화합물을 현탁시키고 또는 용해시킬 수 있는 비히클)을 지칭한다. 전형적인 부형제는 예를 들어 하기를 포함한다: 부착방지제, 산화방지제, 결합제, 코팅물, 압축 조제, 붕해제, 염료 (색상), 완화제, 유화제, 충전제 (희석제), 피막형성제 또는 코팅물, 풍미제, 방향제, 활택제 (흐름 향상제), 윤활제, 보존제, 인쇄 잉크, 흡수제, 현택제 또는 분산제, 감미제, 또는 물의 수화제. 부형제는 비제한적으로 하기를 포함한다: 부틸화된 하이드록시톨루엔 (BHT), 탈산칼슘, 인산칼슘 (이염기성), 칼슘 스테아레이트, 크로스카르멜로스, 가교결합된 폴리비닐 피롤리돈, 시트르산, 크로스포비돈, 시스테인, 에틸셀룰로스, 젤라틴, 하이드록시프로필 셀룰로스, 하이드록시프로필 메틸셀룰로스, 락토스, 스테아르산마그네슘, 말티톨, 만니톨, 메티오닌, 메틸셀룰로스, 메틸 파라벤, 미세결정성 셀룰로스, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리비닐 피롤리돈, 포비돈, 사전절라틴화된 전분, 프로필 파라벤, 레티닐 팔미테이트, 셸락, 이산화규소, 나트륨 카복시메틸 셀룰로스, 나트륨 시트레이트, 나트륨 전분 글라이콜레이트, 소르비톨, 전분 (옥수수), 스테아르산, 스테아르산, 수크로스, 탈크, 이산화티타늄, 비타민 A, 비타민 E, 비타민 C, 및 자일리톨. 당업자는 부형제로서 유용한 다양한 제제 및 물질에 익숙하다.
본 명세서에 사용되는 "약제학적으로 허용가능한 염"은 과도한 독성, 자극, 알러지성 반응 등 없이 인간 및 동물의 조직과 접촉하여 사용하기에 적합하며, 합리적인 유익/유해 비율에 부합하는 건전한 의료 판단의 범위 내의 본 명세서에 기재된 화합물의 염을 지칭한다. 약제학적으로 허용가능한 염은 당해 기술에 공지되어 있다. 예를 들어, 약제학적으로 허용가능한 염은 하기 문헌[Berge 등, J. Pharmaceutical Sciences 66:1-19, 1977 and in Pharmaceutical Salts: Properties, Selection, and Use, (Eds. P.H. Stahl and C.G. Wermuth), Wiley-VCH, 2008]에 기재되어 있다. 염은 본 명세서에 기재된 화합물의 최종 단리 및 정제 과정에서 원위치에서 또는 적합한 유기산과 유리 염기 그룹과 별도로 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
본 발명의 화합물은 약제학적으로 허용가능한 염으로서 제조될 수 있도록 이온화가능 기를 가질 수 있다. 이들 염은 무기 또는 유기 산을 포함하는 산 부가염일 수 있거나, 또는 본 발명의 화합물의 산성 형태의 경우 무기 또는 유기 염기로부터 제조될 수 있다. 빈번하게는, 화합물은 약제학적으로 허용가능한 산 또는 염기의 부가 생성물로서 제조되는 약제학적으로 허용가능한 염으로서 제조되거나 또는 사용된다. 산 부가염을 형성하기 위한 염산, 황산, 브롬화수소산, 아세트산, 락트산, 시트르산, 또는 타르타르산 및 염기성 염을 형성하기 위한 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화암모늄, 카페인, 다양한 아민 등과 같은 적합한 약제학적으로 허용가능한 산 및 염기는 본 기술분야에 잘 알려져 있다. 적절한 염의 제조 방법은 본 기술분야에 잘 확립되어 있다.
대표적인 산 부가염은 아세테이트, 아디페이트, 알기네이트, 아스코르베이트, 아스파르테이트, 벤젠설포네이트, 벤조에이트, 바이설페이트, 보레이트, 부티레이트, 캄포레이트, 캄포르설포네이트, 시트레이트, 사이클로펜탄프로피오네이트, 디글루코네이트, 도데실설페이트, 에탄설포네이트, 푸마레이트, 글루코헵토네이트, 글리세로포스페이트, 헤미설페이트, 헵토네이트, 헥사노에이트, 하이드로브로마이드, 하이드로클로라이드, 하이드로아이오다이드, 2-하이드록시-에탄설포네이트, 락토바이오네이트, 락테이트, 라우레이트, 라우릴 설페이트, 말레이트, 말레에이트, 말로네이트, 메탄설포네이트, 2-나프탈렌설포네이트, 니코티네이트, 니트레이트, 올레에이트, 옥살레이트, 팔미테이트, 파모에이트, 펙티네이트, 퍼설페이트, 3-페닐프로피오네이트, 포스페이트, 피크레이트, 피발레이트, 프로피오네이트, 스테아레이트, 석시네이트, 설페이트, 타르트레이트, 티오시아네이트, 톨루엔설포네이트, 운데카노에이트, 발레레이트 염 등을 포함한다. 대표적인 알칼리 또는 알칼리토 금속염은 나트륨, 리튬, 칼륨, 칼슘, 마그네슘 등뿐만 아니라 비독성 암모늄, 사차 암모늄, 및 아민 양이온을 포함하고, 이는 비제한적으로 암모늄, 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 에틸아민 등을 포함한다.
용어 "극성 표면적"은 이의 부착된 수소를 포함하는 분자의 모든 극성 원자, 또는 분자의 일부에 대한 표면 합을 지칭한다. 극성 표면적은 프로그램 예컨대 CHEMDRAW® Pro, 버젼 12.0.2.1092(Cambridgesoft, 메사추세츠주 캐임브리지 소재)을 사용하여 컴퓨터로 결정된다.
용어 "프리젠터 단백질"은 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)에 결합하는 그리고 이의 활성을 조절하는 복합체를 형성하기 위해 소분자에 결합되는 단백질을 지칭한다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 상대적으로 풍부한 단백질이다 (예를 들어, 프리젠터 단백질은 충분히 풍부하여 3분체 복합체에의 참여는 세포에서의 프리젠터 단백질의 생물학적 역할 및/또는 세포의 생존력 또는 다른 속성에 실질적으로 영향을 미치지 않는다). 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질은 세포 내에서의 차페론 활성을 갖는 단백질이다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 세포 내에 다중 천연 상호작용 파트너를 갖는 단백질이다. 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질은 표적 단백질에 결합하고 이의 생물학적 활성을 조절하는 것으로 알려진 또는 이러한 것으로 예상되는 2원 복합체를 형성하는 것이다.
용어 "프리젠터 단백질 결합 모이어티"는 화합물이 예를 들어, 10 μM 미만 (예를 들어, 5 μM 미만, 1 μM 미만, 500 nM 미만, 200 nM 미만, 100 nM 미만, 75 nM 미만, 50 nM 미만, 25 nM 미만, 10 nM 미만)의 KD를 갖는 상기 프리젠터 단백질에 결합하거나 또는 예를 들어 1 μM 미만(예를 들어 0.5 μM 미만, 0.1 μM 미만, 0.05 μM 미만, 0.01 μM 미만)의 IC50의 프리젠터 단백질의 펩티딜-프롤릴 이소머라제 활성을 억제하도록 프리젠터 단백질에의 결합에 참여하는 이에 부착된 원자 및 모이어티의 그룹 (예를 들어, 20개 내의 원자 내의 원자, 15 개의 원자 내의 원자, 10개 내의 원자, 5개 원자 내의 원자)을 지칭한다. 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 프리젠터 단백질과 상호작용하는 화합물에서의 전체 원자를 반드시 포함하지 않는 것으로 이해될 것이다. 또한, 프리젠터 단백질 결합 모이어티 중 하나 이상의 원자는 표적 단백질 상호작용 모이어티 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 포유동물 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 진균 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 원핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 박테리아 표적 단백질 상호작용 모이어티) 내에 있을 수 있는 것으로 이해될 것이다.
용어 "순도"는 실질적으로 순수하거나 또는 원하지 않는 성분 (예를 들어 세포 용해물의 다른 화합물 및/또는 다른 성분), 오염 물질, 혼화물 또는 불완전성분을 함유하지 않는다.
용어 "참조"는 대개 관심대상의 화합물, 개체, 모집단, 샘플, 서열 또는 값이 비교되는 표준 또는 대조군 화합물, 개체, 모집단, 샘플, 서열 또는 값을 기술하기 위해 사용된다. 일부 구현예에서, 표준 화합물, 개체, 모집단, 샘플, 서열 또는 값은 관심대상의 화합물, 개체, 모집단, 샘플, 서열 또는 값의 시험 또는 결정과 실질적으로 동시에 시험되고 및/또는 결정된다. 일부 구현예에서, 표준 화합물, 개체, 모집단, 샘플, 서열 또는 값은 실재하는 매체에서 선택적으로 형체화된 이력적 표준이다. 전형적으로, 당해 분야의 숙련가에 의해 이해되는 바와 같이, 표준 화합물, 개체, 모집단, 샘플, 서열 또는 값은 관심대상의 화합물, 개체, 모집단, 샘플, 서열 또는 값을 결정하거나 또는 특성화하도록 이용되는 것과 비슷한 조건 하에 결정되거나 또는 특성화된다.
용어 "고리 원자"는 고리의 최내부를 포함하는 환형 화합물의 원자를 지칭한다. 예를 들어, 이러한 방법을 사용하여, FK506은 21개의 고리 원자를 가지며, 라파마이신은 29개의 고리 원자를 가진다.
용어 "자연 발생된 단백질-단백질 상호작용의 부위"는 단백질 자연 환경에서의 단백질과 또 다른 단백질 사이의 결합에 참여하는 원자를 포함하는 단백질의 구조의 표면 상의 위치를 지칭한다.
용어 "소분자"는 저분자량 유기 및/또는 무기 화합물을 의미한다. 일반적으로, "소분자"는 크기가 약 5 킬로달톤 (kD) 미만인 분자이다. 일부 구현예에서, 소분자는 약 4 kD, 3 kD, 약 2 kD, 또는 약 1 kD 미만이다. 일부 구현예에서, 소분자는 약 800 달톤 (D), 약 600 D, 약 500 D, 약 400 D, 약 300 D, 약 200 D, 또는 약 100 D 미만이다. 일부 구현예에서, 소분자는 약 2000 g/mol 미만, 약 1500 g/mol 미만, 약 1000 g/mol 미만, 약 800 g/mol 미만, 또는 약 500 g/mol 미만이다. 일부 구현예에서, 소분자는 중합체가 아니다. 일부 구현예에서, 소분자는 중합체 모이어티를 포함하지 않는다. 일부 구현예에서, 소분자는 단백질 또는 폴리펩타이드가 아니다 (예를 들어, 올리고펩타이드 또는 펩타이드가 아니다). 일부 구현예에서, 소분자는 폴리뉴클레오티드가 아니다 (예를 들어, 올리고뉴클레오티드가 아니다). 일부 구현예에서, 소분자는 다당류가 아니다. 일부 구현예에서, 소분자는 다당류를 포함하지 않는다 (예를 들어, 당단백질, 프로테오글리칸, 당지질 등이 아니다), 일부 구현예에서, 소분자는 지질이 아니다. 일부 구현예에서, 소분자는 조절 화합물이 아니다. 일부 구현예에서, 소분자는 생활성적이다. 일부 구현예에서, 소분자는 검출가능하다 (예를 들어, 적어도 하나의 검출가능 모이어티를 포함한다). 일부 구현예에서, 소분자는 치료제이다.
당업자는 본 개시내용을 읽는 경우, 본 명세서에 기재된 특정 소분자 화합물이 임의의 다양한 형태, 예컨대, 예를 들어, 염 형태, 보호된 형태, 전구-약물 형태, 에스테르 형태, 이성질체 형태 (예를 들어, 광학 및/또는 구조적 이성질체), 동위원소 형태 등으로 제공되고 및/또는 이용될 수 있음을 이해할 것이다. 일부 구현예에서, 특정 화합물에 대한 언급은 이 화합물의 특정 형태와 관련될 수 있다. 일부 구현예에서, 특정 화합물에 대한 언급은 임의의 형태로의 이 화합물과 관련될 수 있다. 일부 구현예에서, 화합물이 자연에 존재하거나 또는 이에서 발견되는 것인 경우에, 이 화합물은 이것이 자연에 존재하거나 또는 이에서 발견되는 것과는 상이한 형태로 본 발명에 따라 제공되고 및/또는 이용될 수 있다. 당업자는 화합물의 표준 제제 또는 공급원 (예를 들어, 천연 공급원)과는 상이한 수준, 양, 또는 비율을 포함하는 화합물의 제제는 본 명세서에 기재된 화합물의 상이한 형태인 것으로 고려될 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 일부 구현예에서, 예를 들어, 화합물의 단일 입체이성질체의 제제는 화합물의 라세믹 혼합물과는 상이한 형태의 화합물인 것으로 고려될 수 있고; 화합물의 특정 염은 화합물의 다른 염 형태와 상이한 형태인 것으로 고려될 수 있고; 이중 결합의 하나의 형태 이성질체 ((Z) 또는 (E))를 함유하는 제제는 이중 결합의 다른 형태 이성질체 ((E) 또는 (Z))를 함유하는 것과 상이한 형태인 것으로 고려될 수 있고; 하나 이상 원자가 참조 제제에 존재하는 것과 상이한 동위원소인 제제는 상이한 형태인 것으로 고려될 수 있다; 기타 등등.
본 명세서에서 사용된 용어 "특이적 결합" 또는 "~대해 특이적인" 또는 "~에 대해 특이적인"은 결합제와 표적 독립체 사이의 상호작용을 지칭한다. 통상적인 기술에 의해 이해될 것인 바와 같이, 대안적인 상호작용, 예를 들어 상호작용은 10 μM 미만(예를 들어, 5 μM 미만, 1 μM 미만, 500 nM 미만, 200 nM 미만, 100 nM 미만, 75 nM 미만, 50 nM 미만, 25 nM 미만, 10 nM 미만)의 KD을 갖는 결합의 존재시 이것이 선호되는 경우에 상호작용이 "특이적"인 것으로 간주된다. 다수의 구현예에서, 특이적 상호작용은 표적 독립체 (예를 들어, 에피토프, 크레프트(cleft), 결합 부위)의 특정 구조 특징의 존재에 좌우된다. 특이성은 절대적일 필요가 없음을 이해하여야 한다. 일부 구현예에서, 특이성은 하나 이상의 다른 잠재 표적 독립체 (예를 들어, 경쟁자)에 대한 결합제의 것에 대해 평가될 수 있다. 일부 구현예에서, 특이성은 표준 특이적 결합제의 것에 대해 평가된다. 일부 구현예에서, 특이성은 표준 비-특이적 결합제의 것에 대해 평가된다.
활성을 갖는 화합물과 관련하여 사용되는 경우의 용어 특이적"은 화합물이 잠재 표적 독립체 또는 상태 사이에서 식별될 수 있는 것을 의미하는 것으로 당해 분야의 숙련가에 의해 이해된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 화합물은 이것이 하나 이상의 경쟁적인 대안적 표적의 존재 하에 이 표적과 우선적으로 결합되는 경우에 그것의 표적에 "특이적으로" 결합하는 것으로 언급된다. 다수의 구현예에서, 특이적 상호작용은 표적 독립체 (예를 들어, 에피토프, 크레프트, 결합 부위)의 특정 구조 특징의 존재에 좌우된다. 특이성은 절대적일 필요가 없음을 이해하여야 한다. 일부 구현예에서, 특이성은 하나 이상의 다른 잠재 표적 독립체 (예를 들어, 경쟁자)에 대한 결합제의 것에 대해 평가될 수 있다. 일부 구현예에서, 특이성은 표준 특이적 결합제의 것에 대해 평가된다. 일부 구현예에서, 특이성은 표준 비-특이적 결합제의 것에 대해 평가된다. 일부 구현예에서, 제제 또는 독립체는 그것의 표적 독립체에 결합하는 조건 하에 경쟁적인 대안 표적에 대해 검출가능하게 결합하지 않는다. 일부 구현예에서, 결합제는 경쟁적인 대안 표적(들)과 비교하여 그것의 표적 독립체에 대해 더 높은 온-레이트로, 더 낮은 오프-레이트, 증가된 친화도, 줄어든 해리도, 및/또는 증가된 안정성으로 결합한다.
용어 "구조 구성"은 분자의 결합 및 원자의 평균 3차원 구조를 지칭한다. "실질적으로 변하지 않는 구조 구성"은 2개의 결합된 구조의 평균 제곱근 편차(RMSD)가 1 미만인 것을 의미한다. RMSD는 예를 들어 PyMOL 버젼 1.7rc1 (Schroedinger LLC)에서의 얼라인 명령어(align command)를 사용하여 계산될 수 있다. 대안적으로, RMSD는 알고리즘 LigAlign로부터의 ExecutiveRMS 파라미터를 사용하여 계산될 수 있다 (J. Mol. Graphics 및 Modelling 2010, 29, 93-101).
용어 "실질적으로"은 관심대상의 특징 또는 특성의 전체 또는 거의 전체의 범위 또는 정도를 나타내는 정성적 조건을 지칭한다. 생물학적 기술분야의 숙련가는 생물학적 및 화학적 현상이 거의, 설사 있더라도 완료되고 및/또는 완료를 위해 진행되거나 또는 절대적인 결과를 달성하거나 또는 회피하지 못하는 것으로 이해될 것이다. 용어 "실질적으로"는 이에 따라 다수의 생물학적 및 화학적 현상에서 고유한 완성도의 잠재적 결여를 포착하기 위해 사용된다.
본 명세서에서 사용된 바와 같은 용어 특정 단백질에 "실질적으로 결합하지 않는다"는 예를 들어 10-4 M 이상, 대안적으로 10-5 M 이상, 대안적으로 10-6 M 이상, 대안적으로 10-7 M 이상, 대안적으로 10-8 M 이상, 대안적으로 10-9 M 이상, 대안적으로 10-10 M 이상, 대안적으로 10-11 M 이상, 대안적으로 10-12 M 이상의 표적에 대한 KD, 또는 10-4 M 내지 10-12 M 또는 10-6 M 내지 10-10 M 또는 10-7 M 내지 10-9 M의 범위의 KD를 갖는 분자 또는 분자의 부분에 의해 나타날 수 있다.
용어 "실질적 구조 유사성"은 공유되는 구조 특징의 존재 예컨대 특정 위치에서의 특정 아미노산의 존재 및/또는 동일성을 지칭한다 ("공유되는 서열 상동성" 및 공유되는 서열 동일성"의 정의 참조), 일부 구현예에서, 용어 "실질적 구조 유사성"은 구조 요소 (예를 들어, 루프, 시트, 나선(helice), H-결합 공요체, H-결합 수용체, 당화 패턴, 염 다리, 및 이황화 결합)의 존재 및/또는 동일성을 지칭한다. 일부 구현예에서, 용어 "실질적 구조 유사성"은 서로에 대한 원자 또는 모이어티의 3차원 배열 및/또는 배향 (예를 들어: 관심대상의 제제 및 참조 제제 사이에 또는 그 중의 거리 및/또는 각도)을 지칭한다.
용어 "표적 단백질"은 본원에 기재된 소분자/프리젠터 단백질/화합물 복합체와 결합하지만 소분자 또는 프리젠터 단백질 단독과 실질적으로 결합하지 않는, mTOR 또는 칼시뉴린이 아닌 단백질을 지칭한다. 일부 구현예에서, 소분자/프리젠터 단백질/화합물 복합체는 mTOR 또는 칼시뉴린과 실질적으로 결합하지 않는다. 용어 "표적 단백질"은 질환, 장애 또는 병태와 연관된 생물학적 경로에 참여하는 임의의 단백질을 지칭한다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 자연 발생 단백질이고; 일부 이러한 구현예에서, 표적 단백질은 특정 포유동물 세포 (예를 들어, 포유동물 표적 단백질), 진균 세포 (예를 들어, 진균 표적 단백질), 박테리아 세포 (예를 들어, 박테리아 표적 단백질) 또는 식물 세포 (예를 들어, 식물 표적 단백질)에서 자연적으로 발견된다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 하나 이상의 천연 프리젠터 단백질/천연 소분자 복합체와의 자연적 상호작용을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 복수의 상이한 천연 프리젠터 단백질/천연 소분자 복합체와의 자연적 상호작용을 특징으로 하고; 일부 이러한 구현예에서, 복합체의 일부 또는 모두는 동일한 프리젠터 단백질 (및 상이한 소분자)을 이용한다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 사이클로스포린, 라파마이신, 또는 FK506 및 프리젠터 단백질 (예를 들어, FKBP)의 복합체에 실질적으로 결합하지 않는다. 표적 단백질은 자연 발생될 수 있고, 예를 들어, 야생형일 수 있다. 대안적으로, 표적 단백질은 야생형 단백질로부터 변형될 수 있으나, 여전히 예를 들어 대립유전자 변이체, 스플라이스 돌연변이체 또는 생물학적 활성 단편으로서 생물학적 기능을 보유할 수 있다. 예시적인 포유동물 표적 단백질은 GTPases, GTPase 활성화 단백질, 구아닌 뉴클레오타이드-교환 인자, 열충격 단백질, 이온 채널, 이중나선 단백질, 키나제, 포스파타제, 유비퀴틴 리가제, 전사 인자, 염색질 개질제/리모델러, 고전적 단백질-단백질 상호작용 도메인 및 모티프를 갖는 단백질, 또는 질환, 장애 또는 병태와 연관된 생물학적 경로에 참여하는 임의의 다른 단백질이다.
용어 "표적 단백질 상호작용 모이어티"는 화합물이 프리젠터 단백질을 갖는 복합체에 존재하는 경우 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)에 대한 결합에 참여하는 이에 부착된 고리 원자 및 모이어티의 그룹 (예를 들어, 20개 원자 내의 원자, 15개 원자 내의 원자, 10개 원자 내, 5개 원자 내의 원자)을 지칭한다. 표적 단백질 상호작용 모이어티가 표적 단백질과 상호작용하는 화합물에서의 전체 원자를 반드시 포함하지 않음을 이해할 것이다. 또한, 프리젠터 단백질 결합 모이어티의 하나 이상의 원자는 또한 표적 단백질 상호작용 모이어티에 존재할 수 있는 것으로 이해될 것이다.
"치료 요법"은 관련 집단에 걸친 투여가 원하는 또는 유익한 치료 결과와 상관 관계가 있는 투여 요법을 지칭한다.
용어 "치료적 유효량"은 치료적 투여 요법에 따른 질환, 장애 및/또는 병태을 앓고 있거나 또는 이에 대해 민감성인 집단에 투여되는 경우에 질환, 장애 및/또는 병태를 치료하기 위한 충분한 양을 의미한다. 일부 구현예에서, 치료적 유효량은 질환, 장애 및/또는 병태 중 하나 이상의 증상의 발생 및/또는 중증도를 감소시키거나, 및/또는 이의 개시를 지연시키는 것이다. 당업자는 "치료적 유효량"이라는 용어가 실제로 특정 개체에서 성공적인 치료가 달성될 것을 요구하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 오히려, 치료적 유효량은 그러한 치료를 필요로 하는 환자에게 투여될 경우에 상당수의 대상체에서 특정한 원하는 약리학적 반응을 제공하는 양일 수 있다. 특정 대상이 실제로 "치료적 유효량"에 대해 "난치성"일 수 있다는 것이 특별히 이해된다. 하나의 예를 제공하기 위해, 난치성 대상체는 임상 효능이 얻어질 수 없는 낮은 생체 이용률을 가질 수 있다. 일부 구현예에서, 치료적 유효량에 대한 언급은 하나 이상의 특정 조직 (예를 들어, 질환, 장애 또는 병태에 의해 영향을 받는 조직) 또는 유체 (예를 들어, 혈액, 타액, 혈청, 욕설, 눈물, 소변 등)에서 측정되는 양에 대한 언급일 수 있다. 당업자는 일부 구현예에서, 치료적 유효량은 단일 용량으로 배합되고 및/또는 투여될 수 있음을 이해할 것이다. 일부 구현예에서, 치료적 유효량은 복수의 용량, 예를 들어 투여 요법의 일부로서 배합되고 및/또는 투여될 수 있다.
용어 "통상적 결합 포켓"은 이의 활성이 하나 이상의 소분자에 의해 조절되는 단백질과 비슷한 이화학적 및/또는 기하학적 특성을 갖는 단백질 구조 상의 공동 또는 포켓을 지칭한다. 일부 구현예에서, 통상적 결합 포켓은 1000 A3 초과의 용적을 갖는 잘 정의된 포켓이다. 당해 분야의 숙련가는 통상적 결합 포켓의 개념에 익숙하며, 또한 "약물성"에 대한 그것의 관계를 인식한다. 특정 구현예에서, 단백질은 본 명세서에서 정의된 바와 같이 그것이 언드러거블인 경우에 통상적 결합 포켓을 가지지 않는 것으로 간주된다.
용어 "치료" (또한 "치료하다" 또는 "치료하는")는 가장 넓은 의미에서 특정 질병, 장애 및/또는 병태의 하나 이상의 증상, 특징, 및/또는 원인을 부분적 또는 완전하게 완화하고, 개선하고, 경감시키고, 억제하고, 이의 개시를 지연시키고, 이의 중증도를 감소시키고 및/또는 이의 발생을 줄이는 물질의 임의의 투여 (예를 들어, 제공된 조성물)를 지칭한다. 일부 구현예에서, 이러한 치료는 관련된 질병, 장애 및/또는 병태의 징후가 나타나지 않는 대상체 및/또는 질병, 장애 및/또는 병태의 유일한 초기 징후를 나타내는 대상체에게 투여일 수 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구현예에서, 치료는 관련된 질병, 장애 및/또는 병태의 하나 이상의 확립된 징후를 나타내는 대상체에게 투여될 수 있다. 일부 구현예에서, 치료는 관련된 질병, 장애 및/또는 병태를 앓고 있는 것으로 진단된 대상체에 대한 것일 수 있다. 일부 구현예에서, 치료는 관련된 질병, 장애 및/또는 병태의 발달된 증가된 위험과 통계적으로 상관되는 하나 이상의 민감성 인자를 갖는 것으로 알려진 대상체에 대한 것일 수 있다.
용어 "언드러거블 표적"은 약물에 의해 표적화되는 것으로 알려져 있고 및/또는 소분자에 대한 고-친화도 결합에 적합한 결합 부위를 가지지 않는 단백질 계열의 구성원이 아닌 단백질을 지칭한다. 표적 단백질이 언드러거블인지 여부를 결정하는 방법은 당해 기술에 공지되어 있다. 예를 들어, 표적 단백질이 언드러거블인지 여부는 구조-기반 알고리즘, 예컨대 용적, 표면적, 친유성 표면적, 깊이, 및/또는 소수성 비를 포함하는 단백질 상의 결합 포켓에 대해 계산된 파라미터에 기초한 약물성을 평가하는 프로그램 DOGSITESCORER® (Universitat Hamburg, 독일 함부르크 소재)에 의해 사용되는 것을 사용하여 결정될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "반데르 발스 상호작용"은 공유 결합, 정전기적 상호작용 또는 수소 결합으로 인한 것이 아닌 원자 사이의 인력 또는 반발력을 지칭한다.
"변이체"라는 용어는 참조 독립체와 상당한 구조적 동일성을 나타내지만, 참조 독립체와 비교하여 하나 이상의 화학적 모이어티의 존재 또는 수준에서 참조 독립체와 구조적으로 상이한 독립체를 지칭한다. 다수의 구현예에서, 변이체는 또한 그의 참조 독립체와 기능적으로 상이하다. 일반적으로, 특정 독립체가 참조 독립체의 "변이체"로 적절하게 간주되는지 여부는 참조 독립체와의 구조적 동일성의 그것의 정도에 기초한다. 당업자가 이해할 수있는 바와 같이, 임의의 생물학적 또는 화학적 참조 독립체는 특정한 특징적인 구조적 요소를 갖는다. 정의에 따르면, 변이체는 하나 이상의 특성 구조 요소를 공유하는 별개의 화학 물질이다. 단지 몇가지 예를 제공하기 위해, 소분자는 특징적인 코어 구조 요소 (예를 들어, 거대환형 코어) 및/또는 하나 이상의 특징적인 펜던트 모이어티를 가질 수 있어서, 소분자의 변이체는 코어 구조 요소 및 특징적인 펜던트 모이어티를 공유하지만 코어 내에 존재하는 다른 펜던트 모이어티 및/또는 결합의 유형 (단일 또는 이중, E 대 Z, 등)에 있어서 상이한 것이며, 폴리펩타이드는 선형 또는 3차원 공간에서 서로에 대해 표시된 위치를 갖고 및/또는 특정 생물학적 기능에 기여하는 복수의 아미노산으로 구성되는 특징적 서열 성분을 가질 수 있으며, 핵산은 선형 또는 3차원 공간에서 서로에 대해 표시된 위치를 갖는 복수의 뉴클레오티드 잔기로 구성되는 특징적 서열 성분을 가질 수 있다. 예를 들어, 변이체 폴리펩타이드는 폴리펩타이드 골격에 공유적으로 부착된 아미노산 서열에서의 하나 이상의 차이 및/또는 화학적 모이어티 (예를 들어, 탄수화물, 지질 등)에서의 하나 이상의 차이의 결과로서 참조 폴리펩타이드와 상이할 수 있다. 일부 구현예에서, 변이체 폴리펩타이드는 적어도 85%, 86%, 87%, 88%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 또는 99%의 참조 폴리펩타이드와의 전체 서열 동일성을 나타낸다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구현예에서, 변이체 폴리펩타이드는 참조 폴리펩타이드와의 적어도 하나의 특징적 서열 성분을 공유하지 않는다. 일부 구현예에서, 참조 폴리펩타이드는 하나 이상의 생물학적 활성을 가진다. 일부 구현예에서, 변이체 폴리펩타이드는 참조 폴리펩타이드의 생물학적 활성 중 하나 이상을 공유한다. 일부 구현예에서, 변이체 폴리펩타이드는 참조 폴리펩타이드의 생물학적 활성 중 하나 이상이 결여되어 있다. 일부 구현예에서, 변이체 폴리펩타이드는 참조 폴리펩타이드와 비교하여 하나 이상의 생물학적 활성의 감소된 수준을 나타낸다. 다수의 구현예에서, 관심 대상의 폴리펩타이드는 관심 대상의 폴리펩타이드가 모(parent)의 것과 동일하지만 특정 위치에서 소수의 서열 변이가 다른 아미노산 서열을 가지는 경우에 모 또는 참조 폴리펩타이드의 "변이체"인 것으로 간주된다. 전형적으로, 변이체에서의 잔기의 20%, 15%, 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2% 미만이 모와 비교하여 치환된다. 일부 구현예에서, 변이체는 모와 비교하여 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 또는 1 치환된 잔기를 가진다. 종종, 변이체는 극소수 (예를 들어, 5, 4, 3, 2, 또는 1 미만)의 치환된 작용성 잔기 (즉, 특정 생물학적 활성에 참여하는 잔기)를 가진다. 또한, 변이체는 전형적으로 5, 4, 3, 2, 또는 1 이하의 첨가 또는 결실을 가지며, 종종 모와 비교하여 첨가 또는 결실을 가지지 않는다. 또한, 임의의 첨가 또는 결실은 전형적으로 약 25, 약 20, 약 19, 약 18, 약 17, 약 16, 약 15, 약 14, 약 13, 약 10, 약 9, 약 8, 약 7, 약 6 미만이고, 일반적으로 약 5, 약 4, 약 3, 또는 약 2 미만의 잔기이다. 일부 구현예에서, 모 또는 참조 폴리펩타이드는 자연에서 발견되는 것이다. 당업자에게 이해되는 바와 같이, 관심 대상의 특정 폴리펩타이드의 복수의 변이체는 일반적으로 자연에서 발견될 수 있다.
"야생형"이라는 용어는 "정상" (돌연변이, 병에 걸린, 변이된 등과 반대되는) 상태 또는 맥락에서 자연에서 발견되는 구조 및/또는 활성을 갖는 독립체를 지칭한다. 당업자는 야생형 유전자 및 폴리펩타이드가 종종 다수의 상이한 형태 (예를 들어, 대립 유전자)로 존재한다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 예시적인 화합물의 표이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 화합물의 표이다.
소분자는 표적과의 그것의 상호작용이 접착력에 의해 유도되기 때문에 그것의 표적화 능력이 제한되고, 접착력의 강도는 거의 접촉 표면적에 비례한다. 그것의 작은 크기로 인하여, 소분자가 충분한 분자간 접촉 표면적을 증가시켜 표적 단백질과 효과적으로 상호작용하는 유일한 방식은 문자 그대로 이 단백질에 의해 탐식되는 것이다. 사실상, 실험 및 전산 데이터 둘 모두의 대부분은 그것의 표면 상의 소수성 "포켓"을 갖는 단백질만이 소분자를 결합할 수 있다는 관점을 지지한다. 이 경우에, 결합은 탐식에 의해 가능하다.
자연은 소분자가 소수성 포켓 이외의 부위에서 표적 단백질과 상호작용할 수 있는 전략을 진화시켰다. 이러한 전략은 자연 발생 면역억제성 약물 사이클로스포린 A, 라파마이신, 및 FK506에 의해 예시된다. 이러한 약물의 생물학적 활성은 작은 프리젠팅 단백질을 갖는 소분자의 고-친화도 복합체의 형성과 관련된다. 소분자 및 프리젠팅 단백질의 복합체 표면은 표적과 결합한다. 따라서, 예를 들어, 사이클로스포린과 사이클로필린 사이에 형성된 2원 복합체는 고친화도 및 특이성으로 칼시뉴린을 표적화하지만, 사이클로스포린 또는 사이클로필린 단독은 측정가능한 친화도로 칼시뉴린을 결합하지 못한다.
다수의 중요한 치료 표적은 다른 단백질과의 복합체화에 의해 그것의 기능을 발휘한다. 다수의 이러한 시스템에서의 단백질/단백질 상호작용 표면은 극성 잔기의 넓은 고리에 의해 둘러싸인 소수성 부위 사슬의 내부 코어를 함유한다. 소수성 잔기가 에너지적으로 바람직한 접촉의 거의 모두에 기여하고, 이에 따라 이러한 클러스터는 단백질-단백질 상호작용에서의 참여에 대한 "핫스팟"으로서 표시되었다. 중요하게는, 작은 프리젠팅 단백질과의 자연 발생 소분자의 상술한 복합체에서, 소분자는 핫스팟에 유사한 소수성 기능의 클러스터를 제공하고, 단백질은 대부분 극성 잔기의 고리를 제공한다. 환언하면, 표면 구조를 모사한 프리젠팅 단백질된 소분자 시스템은 천연 단백질/단백질 상호작용 시스템에서 널리 이용되었다.
자연은 진화론적 다양성을 통한 -제시된 소분자--이동가능한 핫스팟의 표적 특이성을 재프로그래밍하는 능력을 실증하였다. 최상의 특성화된 예에서, FK506 결합 단백질 (FKBP)과 FK506 사이에 형성된 복합체는 칼시뉴린을 표적화한다. 그러나, FKBP는 또한 관련된 분자 라파마이신을 갖는 복합체를 형성할 수 있고, 이 복합체는 완전히 상이한 표적, TorC1과 상호작용한다. 현재까지, 이들이 이전에 언드러거블로 고려되는 다른 표적 단백질과 상호작용하고 조절할 수 있도록 프리젠터 단백질/리간드 계면의 결합 및 조절 능력을 재프로그래밍하도록 개발된 방법론은 없다.
또한, 일부 약물 후보는 의도된 표적과 마찬가지로 의도되지 않은 단백질 모두의 활성을 조절하기 때문에 실패된 것이라는 것은 잘 확립되어 있다. 상기 문제는 특히 표적 단백질의 약물 결합 부위는 비-표적 단백질에서의 결합 부위에 유사한 경우에 어렵게 된다. 이의 ATP 결합 포켓이 비-표적 인슐린 수용체 (IR)의 결합 포켓에 대해 구조적으로 유사한 인슐린 유사 성장 인자 수용체 (IGF-1R)는 하나의 이러한 예이다. IGF-1R을 표적화하도록 설계된 소분자 개발 후보는 또한 인슐린 수용체를 조절하는 허용가능하지 않은 부작용을 가진다. 그러나, 구조 비유사성은 ATP 결합 포켓을 둘러싸는 영역에서의 이러한 2개의 단백질들 사이에서 존재한다. 이러한 정보에도 불구하고, 현재까지 이러한 차이를 이용하고, IR에 대해 IGF-1R에 대해 특이적인 약물을 개발하는 방법이 존재하지 않는다.
본 발명은 예를 들어 프리젠터 단백질 (예를 들어, FKBP 계열의 구성원, 사이클로필린 계열의 구성원, 또는 PIN1) 및 표적 단백질에 대한 결합을 통해 생물학적 과정을 조절할 수 있는 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)을 특징으로 한다. 일부 구현예에서, 상기 표적 및/또는 프리젠터 단백질은 세포내 단백질이다. 일부 구현예에서, 상기 표적 및/또는 프리젠터 단백질은 포유동물 단백질이다. 일부 구현예에서, 제공되는 화합물은 세포, 예를 들어, 포유동물 세포와 같은 세포 내에 3원 프리젠터 단백질/화합물/표적 단백질 복합체에 참여한다. 일부 구현예에서, 제공된 화합물은 질환 및 장애 예컨대 암, 염증, 또는 감염의 치료에 유용할 수 있다.
화합물
본 발명은 예를 들어 프리젠터 단백질 (예를 들어, FKBP 계열의 구성원, 사이클로필린 계열의 구성원, 또는 PIN1) 및 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)에 대한 결합을 통해 생물학적 과정을 조절할 수 있는 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)을 특징으로 한다. 간략하게는, 이러한 화합물은 이러한 화합물은 내인성 세포내 프리젠터 단백질, 예컨대 FKBP을 결합하고, 생성된 2원 복합체는 선택적으로 결합하여 세포내 표적 단백질의 활성을 조절한다. 임의의 특정 이론에 결합되는 것을 의도함 없이, 본 발명자는 프리젠터 단백질, 화합물 및 표적 단백질 중의 3원 복합체의 형성은 단백질-화합물 및 단백질-단백질 상호작용 모두에 의해 유도되고, 둘 모두는 표적화된 단백질의 활성의 조절 (예를 들어, 양성적 또는 음성적 조절)을 위해 요구한다는 것을 제시하였다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 화합물의 존재 하에 매우 향상된 결합을 가지거나 프리젠터 단백질에 정상적으로 결합하지 못하는 단백질 표적에 대한 프리젠터 단백질의 결합을 "재프로그래밍시키고", 이에 의해 이러한 새로운 표적의 활성을 조절하는 (예를 들어, 양성적으로 또는 음성적으로 조절하는) 능력을 야기한다.
본 명세서에 기재된 바와 같이, 본 발명의 화합물은 프리젠터 단백질 결합 모이어티 및 표적 단백질 상호작용 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티 및 표적 단백질 상호작용 모이어티는 고리 구조의 별개의 일부이고, 예를 들어 이들은 중첩되지 않는다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티 및 표적 단백질 상호작용 모이어티는 일면 또는 양면 상의 링커에 의해 서로 연결된다.
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 본 명세서에 기재된 바와 같이 복합체를 형성하지 않고 표적 단백질에 실질적으로 결합하지 않는다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물 및 프리젠터 단백질의 복합체는 본 명세서에 기재된 바와 같이 복합체를 형성하지 않고 표적 단백질에 대한 화합물의 친화도보다 적어도 5-배 (적어도 10-배, 적어도 20-배, 적어도 30-배, 적어도 40-배, 적어도 50-배, 적어도 100-배) 더 큰 친화도로 표적 단백질에 결합한다. 특정 구현예에서, 본 발명의 화합물은 프리젠터 단백질과 함께 복합체를 형성하지 않고 표적 단백질의 활성을 실질적으로 조절하지 않는다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 10 μM 초과 (예를 들어, 20 μM 초과, 50 μM 초과, 100 μM 초과, 500 μM 초과)의 IC50을 갖는 표적 단백질의 활성을 억제한다. 대안적으로, 본 발명의 화합물은 10 μM 초과 (예를 들어, 20 μM 초과, 50 μM 초과, 100 μM 초과, 500 μM 초과)의 AC50를 갖는 표적 단백질의 활성을 향상시킨다. 특정 구현예에서, 화합물 및 프리젠터 단백질의 복합체는 화합물 단독보다 적어도 5-배 활성이다 (즉, 5-배 낮은 IC50 또는 AC50을 가진다).
본 발명의 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)은 일반적으로 강하게 프리젠터 단백질에 결합된다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)은 10 μM 미만 (예를 들어, 5 μM 미만, 1 μM 미만, 500 nM 미만, 200 nM 미만, 100 nM 미만, 75 nM 미만, 50 nM 미만, 25 nM 미만, 10 nM 미만)의 KD를 갖는 프리젠터 단백질에 결합하거나 또는 예를 들어 1 μM 미만 (예를 들어, 0.5 μM 미만, 0.1 μM 미만, 0.05 μM 미만, 0.01 μM 미만)의 IC50을 갖는 프리젠터 단백질의 펩티딜-프로필 이소머라제 활성을 억제한다.
일부 구현예에서, 본 발명은 본 명세서에 기재된 화학식 XIV 내지 XVIII에 따른 구조를 갖는 화합물을 포함한다:
특정 구현예에서, 화합물은 도 1 또는 도 2의 화합물 중 임의의 것의 구조를 가진다.
일부 구현예에서, 화합물은 천연 화합물 (예를 들어, 유전자 미개질된 박테리아 균주에 의해 합성됨)이다. 일부 구현예에서, 화합물은 천연 화합물의 변이체 (예를 들어 반-합성 화합물)이다. 일부 구현예에서, 변이체는 참조 천연 화합물과 고리 크기를 공유한다. 일부 구현예에서, 변이체는 하나 이상의 치환기의 동일성에 의해서만 참조 천연 화합물과 고리 크기를 공유한다 (예를 들어, 적어도 하나의 위치의 경우, 변이체는 적절한 참조 화합물에서의 상응하는 위치에서 발견되는 치환기의 세트 또는 상이한 치환기를 가진다).
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물 (예를 들어, 본 발명의 거대환형 화합물)은 12 내지 40개의 고리 원자 (예를 들어, 12 내지 20개의 고리 원자, 14 내지 20개의 고리 원자, 17 내지 25개의 고리 원자, 21 내지 26개의 고리 원자, 20 내지 30개의 고리 원자, 25 내지 35개의 고리 원자, 30 내지 40개의 고리 원자)를 포함한다. 일부 구현예에서, 이러한 화합물은 19개의 고리 원자를 포함한다. 일부 구현예에서, 이러한 화합물은 짝수의 고리 원자를 가진다. 특정 구현예에서, 화합물에서의 원자의 적어도 25% (예를 들어, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%)는 단일 또는 융합된 고리계에 포함된다.
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 그의 고리 원자가 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자, 산소 원자, 황 원자, 인 원자, 규소 원자 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 고리 (예를 들어, 거대환형)를 포함하고; 일부 구현예에서, 화합물에서의 모든 고리 원자는 이러한 군으로부터 선택된다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 그의 고리 원자가 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터만 선택되는 고리 (예를 들어, 거대환형)를 포함하고; 일부 구현예에서, 화합물에서의 모든 고리 원자는 탄소 원자, 수소 원자, 질소 원자, 산소 원자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터만 선택된다.
특정 구현예에서, 본 발명의 제공된 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)에서의 고리 연결은 케톤, 에스테르, 아미드, 에테르, 티오에스테르, 우레아, 아미딘, 또는 탄화수소를 포함한다.
일부 구현예에서, 제공된 화합물은 비-펩티달이다. 특정 구현예에서, 제공된 화합물은 하나 이상의 아미노산 잔기를 포함한다. 일부 구현예에서, 제공된 화합물은 유일한 아미노산 잔기를 포함한다.
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물의 분자량은 400 내지 2000 달톤 (예를 들어, 400 내지 600 달톤, 500 내지 700 달톤, 600 내지 800 달톤, 700 내지 900 달톤, 800 내지 1000 달톤, 900 내지 1100 달톤, 1000 내지 1200 달톤, 1100 내지 1300 달톤, 1200 내지 1400 달톤, 1300 내지 1500 달톤, 1400 내지 1600 달톤, 1500 내지 1700 달톤, 1600 내지 1800 달톤, 1700 내지 1900 달톤, 1800 내지 2000 달톤, 400 내지 1000 달톤, 1000-2000 달톤)이다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물의 분자량은 2000 달톤 미만(예를 들어 500 달톤 미만, 600 달톤 미만, 700 달톤 미만, 800 달톤 미만, 900 달톤 미만, 1000 달톤 미만, 1100 달톤 미만, 1200 달톤 미만, 1300 달톤 미만, 1400 달톤 미만, 1500 달톤 미만, 1600 달톤 미만, 1700 달톤 미만, 1800 달톤 미만, 1900 달톤 미만)이다.
특정 구현예에서, 분자의 제공된 화합물은 소수성이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 화합물은 2 이상 (예를 들어 2.5 이상, 또는 3.0 이상, 또는 3.5 이상, 또는 4 이상, 또는 4.5 이상, 또는 5 이상, 또는 5.5 이상, 또는 6 이상, 또는 6.5 이상, 또는 7 이상)의 cLogP를 가진다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 화합물은 2 내지 7 (예를 들어, 2 내지 4, 3.5 내지 4.5, 4 내지 5, 4.5 내지 5.5, 5 내지 6, 5.5 내지 6.5, 6 내지 7, 4 내지 7, 4 내지 6, 4 내지 5.5)의 cLogP를 가진다. 제공된 화합물은 또한 수준에서 낮은 용해도를 가짐으로써 소수성인 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 화합물은 1 μM 초과 (예를 들어 1 μM 초과, 2 μM 초과, 5 μM 초과, 10 μM 초과, 20 μM 초과, 30 μM 초과, 40 μM 초과, 50 μM 초과, 75 μM 초과, 100 μM 초과)의 수중에서의 용해도를 가진다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 화합물은 1-100 μM (예를 들어, 1-10 μM, 5-10 μM, 5-20 μM, 10-50 μM, 5-50 μM, 20-100 μM)의 수중에서의 용해도를 가진다.
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 세포 침투제이다 (예를 들어, 이는 세포를 사멸하지 않고 세포의 세포내 도메인으로 유입될 수 있고 및/또는 세포외 주변과 접촉되는 경우에 세포내 도메인으로 유입될 수 있다).
본 발명의 화합물은 자연 발생되거나 발생되지 않을 수 있다. 일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 자연 발생되지 않는다. 특정 투현예에서, 본 발명의 화합물은 조작된다. 조작된 화합물은 그 설계 및/또는 제조가 사람의 손의 작용을 수반하는 화합물이다 (예를 들어, 화학 합성에 의해 제조된 화합물, 참조 야생형 세포에 대해 유전자 조작된 세포에 의해 제조된 화합물, 화합물의 생성을 향상시키기 위해 변경된 배양 조건에서의 세포에 의해 제조된 화합물).
특정 구현예에서, 제공된 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)은 문헌 [Benjamin 등 Nat. Rev. Drug. Discov. 2011, 10(11), 868-880 or Sweeney, Z. K. 등 J. Med. Chem. 2014, epub ahead of print] (이의 구조는 참조로 편입됨) 및/또는 하기 구조를 갖는 화합물이 아니다:
프리젠터 단백질 결합 모이어티
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 프리젠터 단백질 결합 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 프리젠터 단백질에의 결합에 참여하는 고리 원자 (예를 들어, 5 내지 20 고리 원자, 5 내지 10 고리 원자, 10 내지 20개의 고리 원자)의 기 및 이에 부착되는 모이어티 (예를 들어, 고리 원자의 20개 원자 내의 원자 예컨대 고리 원자의 15개 원자 내의 원자, 고리 원자의 10개 원자 내의 원자, 고리 원자의 5개 원자 내의 원자)를 포함하고, 이로써 제공된 화합물이 예를 들어, 10 μM 미만 (예를 들어 5 μM 미만, 1 μM 미만, 500 nM 미만, 200 nM 미만, 100 nM 미만, 75 nM 미만, 50 nM 미만, 25 nM 미만, 10 nM 미만)의 KD를 갖는 상기 프리젠터 단백질에 특이적으로 결합하거나 또는 예를 들어, 1 μM 미만 (예를 들어 0.5 μM 미만, 0.1 μM 미만, 0.05 μM 미만, 0.01 μM 미만)의 IC50를 갖는 프리젠터 단백질의 펩티딜-프롤릴 이소머라제 활성을 억제한다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 프리젠터 단백질과 상호작용하는 제공된 화합물에 전체 원자를 포함하지 않는다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티의 하나 이상의 원자는 표적 단백질 상호작용 모이어티 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 포유동물 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 진균 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 원핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 박테리아 표적 단백질 상호작용 모이어티) 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티의 하나 이상의 원자는 프리젠터 단백질과 상호작용하지 않는다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 N-아실 프롤린 모이어티, N-아실-피페콜산 모이어티, N-아실 3-모폴리노-카복실산 모이어티, 및/또는 N-아실 피페르직산 모이어티 (예를 들어, 질소 원자에 대한 아실화가 이루어짐)을 포함한다. 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 N-아실-피페콜산 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 N-아실 프롤린 모이어티를 포함한다. 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 N-아실 3-모폴리노-카복실산 모이어티를 포함한다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 N-아실 피페르직산 모이어티(piperzic acid moiety)를 포함한다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티의 하나 이상의 원자는 FKBP12의 Tyr 27, Phe 37, Asp 38, Arg 41, Phe 47, Gln 54, Glu 55, Val 56, Ile 57, Trp 60, Ala 82, Try 83, His 88, Ile 92, 및/또는 Phe 100 중 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 또는 15)과 결합하는데 참여한다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티 중 하나 이상(2, 3, 또는 4개)은 FKBP12의 Arg 41, Gln 54, Glu 55, 및/또는 Ala 82 중 하나 이상과 결합하는데 참여한다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 화학식 I-VIII에 따른 구조를 갖는다:
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 화학식 Ia-IVa에 따른 구조를 갖는다:
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 구조를 포함하거나 또는 이로 이루어진다:
특정 구현예에서, 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 하기 구조이거나 또는 이를 포함한다:
표적 단백질 상호작용 모이어티
본 발명의 화합물은 표적 단백질 상호작용 모이어티 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 포유동물 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 진균 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 원핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 박테리아 표적 단백질 상호작용 모이어티)를 포함한다. 이 모이어티는 화합물이 프리젠터 단백질과 함께 복합체에서 있는 경우에 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 고리 원자 (예를 들어, 5 내지 20 고리 원자, 5 내지 10 고리 원자, 10 내지 20개의 고리 원자)의 기 및 이에 부착된 임의의 모이어티(고리 원자의 20개 원자 내의 원자 예컨대 고리 원자의 15개 원자 내의 원자, 고리 원자의 10개 원자 내의 원자, 고리 원자의 5개 원자 내의 원자)를 포함한다. 일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 표적 단백질과 상호작용하는 화합물에서의 복수개의 원자를 포함한다. 일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티의 하나 이상의 원자는 프리젠터 단백질 결합 모이어티 내에 있을 수 있다. 특정 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티의 하나 이상의 원자는 표적 단백질과 상호작용하지 않는다.
표적 단백질은 표적 단백질 상호작용 모이어티에서의 고리 원자에 상호작용될 수 있다. 대안적으로, 표적 단백질은 표적 단백질 상호작용 모이어티에서의 2개 이상의 고리 원자에 결합될 수 있다. 다른 대안예에서, 표적 단백질은 표적 단백질 상호작용 모이어티에서의 하나 이상의 고리 원자에 부착된 치환기에 부착될 수 있다. 다른 대안예에서, 표적 단백질은 표적 단백질 상호작용 모이어티에서의 고리 원자 및 표적 단백질 상호작용 모이어티에서의 하나 이상의 고리 원자에 부착된 치환기에 결합될 수 있다. 다른 대안예에서, 표적 단백질은 표적 단백질의 천연 리간드를 모사하는 기에 결합되고, 여기서 표적 단백질의 천연 리간드를 모사하는 기는 표적 단백질 상호작용 모이어티에 부착된다. 또 다른 대안예에서, 표적 단백질은 프리젠터 단백질에 결합되고, 2원 복합체에서의 프리젠터 단백질에 대한 프리젠터 단백질의 친화도는 복합체의 분재 하의 프리젠터 단백질에 대한 표적 단백질의 친화도에 대해 증가된다. 이들 예에서의 결합은 전형적으로, 비제한적으로 표적 단백질 상호작용 모이어티에 대한 표적 단백질의 비-공유 상호작용을 통한 것이다.
일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 소수성이다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 2 이상 (예를 들어 2.5 이상, 3 이상, 3.5 이상, 4 이상, 4.5 이상, 5 이상, 5.5 이상, 6 이상, 6.5 이상, 7 이상)의 cLogP를 가진다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 2 내지 7 (예를 들어, 2 내지 4, 2.5 내지 4.5, 3 내지 5, 3.5 내지 5.5, 4 내지 6, 4.5 내지 6.5, 5 내지 7, 3 내지 6, 3 내지 5, 3 내지 5.5)의 cLogP를 가진다. 또한, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 낮은 극성 표면적을 가짐으로써 소수성인 것을 특징으로 할 수 있다. 예를 들어, 일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 350 Å2 미만 (예를 들어, 300 Å2 미만, 250 Å2 미만, 200 Å2 미만, 150 Å2 미만, 125 Å2 미만)의 극성 표면적을 가진다.
일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 하나 이상의 소수성 펜던트 기 (예를 들어, 하나 이상의 메틸, 에틸, 이소프로필, 페닐, 벤질, 및/또는 펜네틸기)를 포함한다. 일부 구현예에서, 펜던트기는 30개 미만의 총 원자 (예를 들어, 25개 미만의 총 원자, 20개 미만의 총 원자, 15개 미만의 총 원자, 10개 미만의 총 원자)를 포함한다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 펜던트기는 10 내지 30개의 총 원자 (예를 들어, 10 내지 20개의 총 원자, 15 내지 25개의 총 원자, 20 내지 30개의 총 원자)를 포함한다. 특정 구현예에서, 펜던트기는 200 달톤 미만 (예를 들어, 150 달톤 미만, 100 달톤 미만, 75 달톤 미만, 50 달톤 미만)의 분자량을 가진다. 대안적으로, 일부 구현예에서, 펜던트기는 50 내지 200 달톤 (예를 들어, 50 내지 100 달톤, 75 내지 150 달톤, 100 내지 200 달톤)의 분자량을 가진다.
일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 탄화수소계이다 (예를 들어, 모이어티는 대부분 탄소-탄소 결합을 포함한다). 일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 탄화수소계이고, 선형 2가 C4-C30 (예를 들어, C6-C20, C6-C15) 지방족기를 포함하고, 이는 주로 탄소 및 수소로 이루어지고, 선택적으로 하나 이상의 이중 결합을 포함한다. 일부 구현예에서, 2가의 지방족기는 또한 표적 단백질에 결합되는 천연 리간드를 모사하는 기로 치환될 수 있다. 그 예는 포스포티로신 모방체 및 ATP 모사체를 포함한다.
일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 펩타이드계이다 (예를 들어, 모이어티는 펩타이드 결합을 포함한다). 일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 펩타이드계고, 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 알라닌 잔기, 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 발린 잔기, 하나 이상의 이소류신 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8) 잔기, 하나 이상의 메티오닌 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8) 잔기, 하나 이상의 페닐알라닌 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8) 잔기, 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 티로신 잔기, 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 트립토판 잔기, 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 글리신 잔기, 및/또는 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 프롤린 잔기를 포함한다. 일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 아르기닌 잔기 또는 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 리신 잔기를 포함한다. 일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 펩타이드계이고, 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 비-천연 아미노산, 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 D-아미노산, 및/또는 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8) N-알킬화된 아미노산을 포함한다. 일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 펩타이드계이고, 주로 D-아미노산을 포함한다 (예를 들어, 아미노산의 적어도 50%는 D-아미노산이고, 아미노산의 적어도 75%는 D-아미노산이고, 아미노산의 100%는 D-아미노산이다). 특정 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 펩타이드계이고, 주로 N-알킬화된 아미노산이다 (예를 들어, 아미노산의 적어도 50%는 N-알킬화된 아미노산이고, 아미노산의 적어도 75%는 N-알킬화된 아미노산이고, 아미노산의 100%는 N-알킬화된 아미노산이다). 특정 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 펩타이드계이고, 하나 이상 (예를 들어, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 또는 8)의 뎁시-연결을 포함한다.
일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 포유동물 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 진균 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 원핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 박테리아 표적 단백질 상호작용 모이어티)는 하기 화학식 IX에 따른 구조를 가진다:
식 중, u는 1 내지 20의 정수이고; 그리고
각각의 Y는 독립적으로 임의의 아미노산, O, NR20, S, S(O), SO2이거나, 또는 하기 화학식 X-XIII 중 임의의 하나의 구조를 가진다:
식 중, 각각의 R20은 독립적으로, 수소, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 아릴, C3-C7 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 및 선택적으로 치환된 C3-C7 카보사이클릴 C1-C6 알킬이거나 또는 R19은 임의의 R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, 또는 R30과 조합되어 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴을 형성하고;
각각의 R21 및 R22는 독립적으로, 수소, 할로겐, 선택적으로 치환된 하이드록실, 선택적으로 치환된 아미노이거나, 또는 R20 및 R21는 조합되어 =O, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬을 형성하거나, 또는 R21 및 R22는 임의의 R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, 또는 R30과 조합되어 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴을 형성하고;
각각의 R23, R24, R25, 또는 R26은 독립적으로 수소, 하이드록실이거나, 또는 R23 및 R24는 조합되어 =O를 형성하거나, 또는 R23, R24, R25, 또는 R26은 임의의 R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, 또는 R30과 조합되어 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴을 형성하고; 그리고
각각의 R27, R28, R29, 및 R30은 독립적으로 수소, 할로겐, 선택적으로 치환된 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C6 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-C6 알키닐, 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴 C1-C6 알킬, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴 C1-C6 알킬이거나, 또는 R27, R28, R29, 또는 R30은 임의의 R20, R21, R22, R23, R24, R25, R26, R27, R28, R29, 또는 R30과 조합되어 선택적으로 치환된 C3-C10 카보사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-C10 아릴, 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로사이클릴, 또는 선택적으로 치환된 C2-C9 헤테로아릴을 형성한다.
일부 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티는 하기 화학식 IXa에 따른 구조를 가진다:
특정 구현예에서, 표적 단백질 상호작용 모이어티 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 포유동물 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 진균 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 원핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 박테리아 표적 단백질 상호작용 모이어티)는 하기 구조를 포함하지 않는다:
링커
본 발명의 화합물은 링커 (예를 들어, 프리젠터 단백질 결합 모이어티 및 표적 단백질 상호작용 모이어티 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 포유동물 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 진균 표적 단백질 상호작용 모이어티 또는 원핵 표적 단백질 상호작용 모이어티 예컨대 박테리아 표적 단백질 상호작용 모이어티)를 연결하는 2개의 링커)를 포함한다. 본 발명의 링커 성분은 그것의 가장 간단한 결합이지만, 또한 2개의 모이어티를 공유적으로 연결하는 펜던트기를 갖는 선형, 환형, 또는 분지형 분자 골격을 제공할 수 있다.
일부 구현예에서, 링커의 하나 이상의 원자는 프리젠터 단백질 및/또는 표적 단백질에 결합하는데 참여한다. 특정 구현예에서, 링커의 하나 이상의 원자는 프리젠터 단백질 및/또는 표적 단백질에 결합하는데 참여하지 않는다.
따라서, 모이어티 상에 위치한 하나 이상의 작용기와의 결합 형성을 수반하는 공유 수단에 의해 2개의 모이어티의 연결을 달성한다. 이러한 목적을 위해 이용될 수 있는 화학적으로 반응성 작용기의 예는 비제한적으로, 아미노, 하이드록실, 설프하이드릴, 카복실, 카보닐, 카보하이드레이트기, 비시날 디올, 티오에테르, 2-아미노알코올, 2-아미노티올, 구아니디닐, 이미다졸릴, 및 페놀계기를 포함한다.
2개의 모이어티의 공유 연결은 모이어티에 존재하는 이러한 작용기와 반응할 수 있는 반응성 모이어티를 함유하는 링커를 사용하여 실시될 수 있다. 예를 들어, 모이어티의 아민기는 링커의 카복실기, 또는 이의 활성화된 유도체와 반응할 수 있고, 이는 2개를 연결하는 아미드의 형성을 야기한다.
설프하이드릴기와 반응할 수 있는 모이어티의 예는 유형 XCH2CO- (여기서 X=Br, Cl, 또는 I)의 α-할로아세틸 화합물을 포함하고, 이는 설프하이드릴기에 대한 특정 반응성을 나타내며, 그러나 이는 또한 문헌[Gurd, Methods Enzymol]에 기재된 바와 같이 이미다졸릴, 티오에테르, 페놀, 및 아미노기를 개질하기 위해 사용될 수 있다. 11: 532 (1967). N-말레이미드 유도체는 설프하이드릴기를 선택적으로 향하는 것으로 고려되며, 그러나 추가로 특정 조건 하에서 아미노기에 대한 커플링에서 추가로 유용할 수 있다. 아미노기의 전환을 통해 티올기를 주입하는 시약 예컨대 2-이미노티올란 (Traut 등, Biochemistry 12: 3266 (1973))은 이황화 가교의 형성을 통해 연결이 일어나는 경우에 설프하이드릴 시약으로서 고려될 수 있다.
아미노기와 반응할 수 있는 반응성 모이어티의 예는 예를 들어, 알킬화 및 아실화제를 포함한다. 대표적인 알킬화제는 하기를 포함한다:
(i) α-할로아세틸 화합물로서, 이는 반응성 티올기의 부재 하에 아미노기를 향한 특이성을 나타내고, 예를 들어, 문헌[Wong Biochemistry 24: 5337 (1979)]에 의해 기재된 바와 같이 유형 XCH2CO-의 것(여기서 X=Br, Cl, 또는 I)인 α-할로아세틸 화합물,
(ii) N-말레이미드 유도체로서, 이는 하기 문헌에 기재된 마이클 유형 반응을 통해 또는 예를 들어, 고리 카보닐기에 대한 첨가에 의한 아실화를 통해 아미노기와 반응할 수 있는 N-말레이미드 유도체: 문헌[Smyth 등 , J. Am. Chem. Soc. 82: 4600 (1960) 및 Biochem]. J. 91: 589 (1964);
(iii) 아릴 할라이드 예컨대 반응성 니트로 할로방향족 화합물;
(iv) 하기 문헌에 기재된 바와 같은 알킬 할라이드: 문헌 McKenzie 등 , J. 단백질 Chem. 7: 581 (1988)];
(v) 아미노기와 함께 쉬프 염기 형성을 가능하게 하는 알데하이드 및 케톤으로서, 형성된 부가물은 일반적으로 안정한 아민을 생성하기 위한 환원을 통해 안정화되는 알데하이드 및 케톤;
(vi) 에폭사이드 유도체 예컨대 에피클로로히드린 및 비스옥시란으로서, 이는 아미노, 설프하이드릴, 또는 페놀계 하이드록실기와 같은 친핵체를 향해 매우 반응성인 에폭사이드 유도체;
(vii) s-트리아진의 염소-함유 유도체로서, 이는 예컨대 아미노, 설피드릴, 및 하이드록실기와 같은 향해 매우 반응성인 s-트리아진의 염소-함유 유도체;
(viii) 예를 들어, 하기 문헌에 기재된 바와 같이 상술한 s-트리아진 화합물에 기초한 아지리딘, 문헌[s, J. Adv. Cancer Res]. 2: 1 (1954)], 이는 개환에 친핵체들 예컨대 아미노기와 반응하는 친핵체들 예컨대 아미노기;
(ix) 하기 문헌에 기재된 스쿠아릭 산 디에틸 에스테르: 문헌[Tietze, Chem. Ber. 124: 1215 (1991)]; 및
(x) α-할로알킬 에테르로서, 이는 하기 문헌에 기재된 에테르 산소 원자에 의해 야기된 활성화로 인하여 일반 알킬 할라이드보다 더 반응성인 알킬화제인 α-할로알킬 에테르: 문헌[Benneche 등 , Eur. J. Med. Chem. 28: 463 (1993)].
대표적인 아미노-반응 아실화제는 하기를 포함한다:
(i) 이소시아네이트 및 이소티오시아네이트, 특히 각각 안정한 우레아 및 티오우레아 유도체를 형성하는 방향족 유도체;
(ii) 하기 문헌[Herzig 등 , Biopolymers 2: 349 (1964)]에 기재된 설포닐 클로라이드;
(iii) 산 할라이드;
(iv) 활성 에스테르 예컨대 니트로페닐에스테르 또는 N-하이드록시석신이미딜 에스테르;
(v) 산 무수물 예컨대 혼합된, 대칭, 또는 N-카복시무수물;
(vi) 예를 들어, 하기 문헌에 기재된 아미드 결합 형성을 위한 다른 유용한 시약: 문헌[M. Bodansky, Principles of Peptide Synthesis, Springer-Verlag, 1984];
(vii) 아실아자이드, 예를 들어, 여기서 아자이드기가 하기 문헌에 기재된 바와 같이 아질산나트륨을 사용하여 사전형성된 하이드라자이드 유도로부터 생성된 아실아자이드: 문헌[Wetz 등 , Anal. Biochem. 58: 347 (1974)];
(viii) 예를 들어, 하기 문헌에 기재된 바와 같이 아미노기와의 반응시 안정한 아미딘을 형성하는 이미도에스테르: 문헌[Hunter 및 Ludwig, J. Am. Chem. Soc. 84: 3491 (1962)]; 및
(ix) 할로헤테로아릴기 예컨대 할로피리딘 또는 할로피리미딘.
알데하이드 및 케톤은 아민과 반응하여 쉬프 염기를 형성할 수 있고, 이는 유리하게는 환원성 아미노화를 통해 안정화될 수 있다. 알콕실아미노 모이어티는 예를 들어, 하기 문헌에 기재된 바와 같이 케톤 및 알데하이드와 용이하게 반응하여 안정한 알크옥사민을 생성한다: 문헌[Webb 등 , in Bioconjugate Chem. 1: 96 (1990)].
카복실기와 반응할 수 있는 반응성 모이어티의 예는 디아조 화합물 예컨대 디아조아세테이트 에스테르 및 디아조아세트아미드를 포함하고, 이는 예를 들어, 하기 문헌에 기재된 바와 같이 높은 특이성으로 반응하여 에스테르기를 생성한다: 문헌[Herriot, Adv. 단백질 Chem. 3: 169 (1947)]. O-아실우레아 형성 이어서 아미드 결합 형성을 통해 카복실 개질 시약 예컨대 카보디이미드는 또한 이용될 수 있다.
모이어티에서의 작용기가 필요한 경우 반응 전에 다른 작용기로 전환되어, 예를 들어 추가의 반응성 또는 선택성을 제공할 수 있음을 이해할 것이다. 이러한 목적을 위해 유용한 방법의 예는 시약 예컨대 디카복실산 무수물을 사용한 카복실로의 아민의 전환; 시약 예컨대 N-아세틸호모시스테인 티오락톤, S-아세틸머캅토석신산 무수물, 2-이미노티올란, 또는 티올-함유 석신이미딜 유도체를 사용한 티올로의 아민의 전환; 시약 예컨대 α -할로아세테이트를 사용한 카복실로의 티올의 전환; 시약 예컨대 에틸렌이민 또는 2-브로모에틸아민을 사용한 아민으로의 티올의 전환; 시약 예컨대 카보디이미드 이어서 디아민을 사용한 아민으로의 카복실의 전환; 및 시약 예컨대 토실 클로라이드을 사용한 티올로의 알코올의 전환 이후 티오아세테이트로의 에스테르교환 그리고 아세트산나트륨으로의 티올로의 가수분해를 포함한다.
추가의 연결 물질을 주입하지 않고 하나의 모이어티의 반응성 화학기를 다른 반응성 화학기를 직접 공유 결합하는 것과 관련된 소위 제로-길이 링커 (zero-length linker)는 필요한 경우에 본 발명에 따라 사용될 수 있다.
보다 일반적으로, 그러나, 링커는 스페이서 성분에 의해 연결되는 상기에 기재된 바와 같은 2개 이상의 반응성 모이어티를 포함할 것이다. 이러한 스페이서의 존재는 이중작용성 링커가 모이어티 내의 특이적 작용기와 반응할 수 있게 하며, 이는 둘 사이에서 공유결합을 생성한다. 링커에서의 반응성 모이어티는 동일한 (동종이중작용성 링커) 또는 상이할 수 있고 (이종이중작용성 링커, 또는 몇몇 비유사 반응성 모이어티가 존재하는 경우, 이종다작용성 링커), 이는 2개의 모이어티 사이의 공유결합을 생성할 수 있는 잠재적 시약의 다양성을 제공한다.
링커에서의 스페이서 성분은 직쇄 또는 분지쇄로 이루어지고, C1-10 알킬, C2-10 알케닐, C2-10 알키닐, C2-6 헤테로사이클릴, C6-12 아릴, C7-14 알크아릴, C3-10 알크헤테로사이클릴, C2-C100 폴리에틸렌 글리콜, 또는 C1-10 헤테로알킬을 포함할 수 있다.
일부 경우에서, 링커는 화학식 V로 기재되어 있다.
본 발명의 접합체의 제조하는데 유용한 동종이중작용성 링커의 예는 비제한적으로, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민 및 헥사메틸렌디아민으로부터 선택된 디아민 및 디올, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 사이클로헥산디올, 및 폴리카프로락톤 디올을 포함한다.
일부 구현예에서, 링커는 독립적으로 탄소, 질소, 산소, 황 또는 인 원자로부터 선택된 최대 10개의 원자의 선형 사슬 또는 결합이고, 여기서 사슬에서의 각각의 원자는 알킬, 알케닐, 알키닐, 아릴, 헤테로아릴, 클로로, 아이오도, 브로모, 플루오로, 하이드록실, 알콕시, 아릴옥시, 카복시, 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노, 아실아미노, 카복사미도, 시아노, 옥소, 티오, 알킬티오, 아릴티오, 아실티오, 알킬설포네이트, 아릴 설포네이트, 포스포릴, 및 설포닐로부터 독립적으로 선택된 하나 이상의 치환기로 선택적으로 치환되고, 사슬에서의 임의의 2개의 원자는 이에 결합되는 치환기와 함께 취해져 고리를 형성하고, 여기서 고리는 하나 이상의 선택적으로 치환된 탄소환, 복소환, 아릴, 또는 헤테로아릴 고리로 추가로 치환되거나 및/또는 융합될 수 있다.
일부 구현예에서, 링커는 하기 화학식 XIX의 구조를 가진다:
식 중, A1은 링커와 프리젠터 단백질 결합 모이어티 사이의 결합이고; A2는 포유동물 표적 상호작용 모이어티와 링커 사이의 결합이고; B1, B2, B3, 및 B4 각각은 독립적으로 선택적으로 치환된 C1-C2 알킬, 선택적으로 치환된 C1-C3 헤테로알킬, O, S, 및 NRN으로부터 선택되고; RN은 수소, 선택적으로 치환된 C1-4 알킬, 선택적으로 치환된 C3-4 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-4 알키닐, 선택적으로 치환된 C2-6 헤테로사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-12 아릴, 또는 선택적으로 치환된 C1-7 헤테로알킬이고; C1 및 C2는 각각, 독립적으로, 카보닐, 티오카보닐, 설포닐, 또는 포스포릴로부터 선택되고; a, b, c, d, e, 및 f는 각각, 독립적으로, 0 또는 1이고; D는 선택적으로 치환된 C1-10 알킬, 선택적으로 치환된 C2-10 알케닐, 선택적으로 치환된 C2-10 알키닐, 선택적으로 치환된 C2-6 헤테로사이클릴, 선택적으로 치환된 C6-12 아릴, 선택적으로 치환된 C2-C10 폴리에틸렌 글리콜, 또는 선택적으로 치환된 C1-10 헤테로알킬, 또는 A1-(B1)a-(C1)b-(B2)c에-(B3)d-(C2)e-(B4)f-A2-를 연결하는 화학 결합이다.
가교결합기
일부 구현예에서, 본 발명의 화합물은 가교결합기를 포함한다. 가교결합기는 단백질 또는 다른 분자 상의 특정 작용기 (예를 들어, 1차 아민, 설프하이드릴)에 화학적으로 부착될 수 있는 반응성 작용기를 포함하는 기를 지칭한다. 가교결합기의 예는 설프하이드릴-반응성 가교결합기 (예를 들어, 말레이미드, 할로아세틸, 피리딜디설파이드, 티오설포네이트, 또는 비닐설폰을 포함하는 기), 아민-반응성 가교결합기 (예를 들어, 에스테르 예컨대 NHS 에스테르, 이미도에스테르, 및 펜타플루오로페닐 에스테르, 또는 하이드록시메틸포스핀을 포함하는 기), 카복실-반응성 가교결합기 (예를 들어, 1차 또는 2차 아민, 알코올, 또는 티올을 포함하는 기), 카보닐-반응성 가교결합기 (예를 들어, 하이드라자이드 또는 알콕시아민을 포함하는 기), 및 트리아졸-형성 가교결합기 (예를 들어, 아자이드 또는 알킨을 포함하는 기)를 포함한다.
예시적인 가교결합기는 2'-피리딜디설파이드, 4'-피리딜디설파이드 아이오도아세틸, 말레이미드, 티오에스테르, 알킬디설파이드, 알킬아민 디설파이드, 니트로벤조산 디설파이드, 무수물, NHS 에스테르, 알데하이드, 알킬 클로라이드, 알킨, 미쉘 수용체 기 (예를 들어, α,β-비치환된 케톤 또는 설폰), 에폭사이드, 헤테로아릴 니트릴, 및 아자이드를 포함한다.
화학물 특징
약동학 파라미드
화합물의 예비 노출 특징은 예를 들어 생체이용률을 나타내도록 설계된 생체내 래트 초기 약동학 (Rat Early Pharmacokinetic, EPK) 연구를 사용하여 평각될 수 있다. 예를 들어, 숫컷 스프라구 돌리 래트(Sprague-Dawley rat)에 특정 제형으로의 경구 (PO) 위관영양법을 통해 투여받을 수 있다. 혈액 샘플을 이후 투여후 4시간까지 6개 시점에서 동물로부터 수집될 수 있다. 약동학 분석은 이후 각 화합물의 각 시점에 대한 LC-MS/MS 측정 농도에 대해 수행될 수 있다.
세포 침투성
일부 구현예에서, 화합물은 세포 침투제이다. 화합물의 침투성을 결정하기 위해 본 기술분야에 공지된 임의의 방법, 예컨대 본 명세서에 기재된 바와 같은 바이오센서 검정이 이용될 수 있다.
단백질
프리젠터 단백질
프리젠터 단백질은 소분자에 결합하여 복합체를 형성할 수 있고, 이는 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)을 결합하고, 이의 활성을 조절할 수 있다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 포유동물 프리젠터 단백질 (예를 들어, 인간 프리젠터 단백질)이다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 진균 프리젠터 단백질이다. 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질은 박테리아 프리젠터 단백질이다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 식물 프리젠터 단백질이다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 상대적으로 풍부한 단백질이다 (예를 들어, 프리젠터 단백질은 충분히 풍부하여 3분체 복합체에서의 참여가 세포에서의 프리젠터 단백질의 생물학적 역할 및/또는 세포의 생존력 또는 다른 속성에 실질적인 부정적인 영향을 미치지 않는다). 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 표적 단백질보다 더 풍부하다. 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질은 세포 내에서의 차페론 활성을 갖는 단백질이다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 세포 내의 다중 천연 상호작용 파트너를 가진다. 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질은 표적 단백질에 결합하고 이의 생물학적 활성을 조절하는 것으로 알려진 또는 이러한 것으로 예상되는 2원 복합체를 형성하는 것이다. 이뮤노필린은 이러한 기능을 갖는 것으로 알려져 있고, FKBP 및 사이클로필린을 포함하는 프리젠터 단백질의 부류이다. 일부 구현예에서, 참조 프리젠터 단백질은 펩티딜 프롤릴 이소머라제 활성을 나타내고; 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 참조 프리젠터 단백질과 비슷한 활성을 나타낸다. 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질은 FKBP 계열의 구성원 (예를 들어, FKBP12, FKBP12.6, FKBP13, FKBP19, FKBP22, FKBP23, FKBP25, FKBP36, FKBP38, FKBP51, FKBP52, FKBP60, FKBP65, 및 FKBP133), 사이클로필린 계열의 구성원 (예를 들어, PP1A, CYPB, CYPC, CYP40, CYPE, CYPD, NKTR, SRCyp, CYPH, CWC27, CYPL1, CYP60, CYPJ, PPIL4, PPIL6, RANBP2, PPWD1, PPIAL4A, PPIAL4B, PPIAL4C, PPIAL4D, 또는 PPIAL4G), 또는 PIN1이다. "FKBP 계열"은 프롤릴 이소머라제 활성 및 프롤린 잔기를 함유하는 단백질에 대해 단백질 폴딩 차페론으로서 역할을 하는 단백질의 계열이다. 이러한 계열에서 단백질을 인코딩하는 유전자는 AIP, AIPL1, FKBP1A, FKBP1B, FKBP2, FKBP3, FKBP4, FKBP5, FKBP6, FKBP7, FKBP8, FKBP9, FKBP9L, FKBP10, FKBP11, FKBP14, FKBP15, 및 LOC541473을 포함한다.
"사이클로필린 계열"은 사이클로스포린에 결합하는 단백질의 계열이다. 이러한 계열에서 단백질을 인코딩하는 유전자는 PPIA, PPIB, PPIC, PPID, PPIE, PPIF, PPIG, PPIH, SDCCAG-10, PPIL1, PPIL2, PPIL3, PPIL4, P270, PPWD1, 및 COAS-2를 포함한다. 예시적인 사이클로필린은 PP1A, CYPB, CYPC, CYP40, CYPE, CYPD, NKTR, SRCyp, CYPH, CWC27, CYPL1, CYP60, CYPJ, PPIL4, PPIL6, RANBP2, PPWD1, PPIAL4A, PPIAL4B, PPIAL4C, PPIAL4D, 및 PPIAL4G를 포함한다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 차페론 단백질 예컨대 GRP78/BiP, GRP94, GRP170, 칼넥신, 칼레티큘린, HSP47, ERp29, 단백질 디설파이드 이소머라제 (PDI), 및 ERp57이다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 본 명세서에 개시된 FKBP 또는 사이클로필린의 대립유전자 변이체 또는 스플라이스 변이체이다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질은 이의 아미노산 서열이 i) 참조 프리젠터 단백질의 것과 유의미한 동일성을 나타내고; ii) 참조 프리젠터 단백질의 상응하는 부분과의 유의미한 동일성을 나타내는 부분을 포함하고; 그리고/또는 iii) 프리젠터 단백질에서 발견된 하나 이상의 특징적인 서열을 포함하는 폴리펩타이드이다. 다수의 구현예에서, 동일성은 이것이 80%, 81%, 82%, 83%, 84%, 85%, 86%, 87%, 89%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, 또는 더 높은 경우에 프리젠터 단백질을 정의하기 위한 목적을 위해 "유의미한 것으로" 간주된다. 일부 구현예에서, 유의미한 동일성을 나타내는 부분은 적어도 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210, 220, 230, 240, 250, 300, 350, 450, 500, 550, 600 아미노산 이상의 길이를 가진다.
대표적인 프리젠터 단백질은 표 1에 열거된 이의 유전자 또는 동족체에 의해 인코딩되고; 일부 구현예에서, 참조 프리젠터 단백질이 표 1에 제시된 유전자에 의해 인코딩된다. 또한, 당해 분야의 숙련가는, 표 3을 참조하면, 일반적으로, 프리젠터 단백질, 및/또는 프리젠터 단백질의 특정 하위세트를 특징으로 하는 서열을 용이하게 식별할 수 있다.
[표 1] 선택된 프리젠터 단백질을 인코딩하는 유전자
표적 단백질
표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)은 질환 상태 또는 질환 상태의 증상을 매개하는 단백질이다. 이와 같이, 바람직한 치료 효과는 그것의 활성을 조절함으로써 (억제하거나 또는 증가시킴으로써) 달성될 수 있다. 본 발명의 복합체 및 방법에 유용한 표적 단백질은 프리젠터 단백질과 자연적으로 연관되지 않은 것, 예를 들어, 1 μM 초과, 바람직하게는 5 μM 초과, 및 더 바람직하게는 10 μM 초과의 본 발명의 화합물을 가진 2원 복합체의 부재 하에 프리젠터 단백질에 대한 친화도를 가지는 것을 포함한다. 대안적으로, 프리젠터 단백질과 자연적으로 연관되지 않은 표적 단백질은 1 μM 초과, 바람직하게는 5 μM 초과, 더 바람직하게는 10 μM 초과의 2원 복합체의 부재 하에 본 발명의 화합물에 대한 친화도를 갖는 것이다. 다른 대안예에서, 프리젠터 단백질과 자연적으로 연관되지 않은 표적 단백질은 1 μM 초과, 바람직하게는 5 μM 초과, 및 더 바람직하게는 10 μM 초과의 사이클로스포린, 라파마이신, 또는 FK506 및 프리젠터 단백질 (예를 들어, FKBP)의 2원 복합체에 대한 친화도를 갖는 것이다. 다른 대안예에서, 프리젠터 단백질과 자연적으로 연관되지 않은 표적 단백질은 칼시뉴린 또는 mTOR 이외의 것이다. 본 발명의 복합체 및 방법에 대한 적합한 표적 단백질의 선택은 프리젠터 단백질에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 사이클로필린에 대해 저친화도를 갖는 표적 단백질은 FKBP에 대해 고친화도를 가질 수 있고, 후자와 함께 사용되지 않을 것이다.
표적 단백질은 자연 발생될 수 있고, 예를 들어, 야생형일 수 있다. 대안적으로, 표적 단백질은 야생형 단백질로부터 변형될 수 있으나, 여전히 예를 들어 대립유전자 변이체, 스플라이스 돌연변이체 또는 생물학적 활성 단편으로서 생물학적 기능을 보유할 수 있다.
일부 구현예에서, 표적 단백질은 막관통 단백질이다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 이중나선 구조를 가진다. 특정 구현예에서, 표적 단백질은 이량체성 복합체의 하나의 단백질이다.
일부 구현예에서, 본 발명의 표적 단백질은 형성 프리젠터 단백질/화합물 복합체의 부재 하에, 소분자는 전형적으로 부위(들)에 대해 낮은 또는 검출가능한 결합을 입증하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의 표면 부위 (예를 들어, 평평한 표면 부위)를 포함한다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 형성하는 프리젠터 단백질/화합물 복합체의 부재 하에 특정 소분자 (예를 들어, 화합물)가 낮은 또는 검출불가능한 결합 (예를 들어, 동일한 화합물과 관련된 프리젠터 단백질/화합물 복합체로 관련된 것보다 적어도 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 20, 30, 40, 50, 100 배 이상 더 낮은 결합)을 나타내는 하나 이상의 표면 부위 (예를 들어, 평평한 표면 부위)를 포함한다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 임의의 통상적 결합 포켓, 예를 들어, 활성이 하나 이상의 소분자에 의해 조절된 단백질과 비슷한 이화학적 및/또는 기하학적 특성 단백질 구조 상의 공동 또는 포켓이 결여된 하나 이상의 부위 (및, 일부 구현예에서, 전체 표면)를 특징으로 하는 표면을 가진다. 특정 구현예에서, 표적 단백질은 단백질-단백질 상호작용에 대한 통상적 결합 포켓 및 부위를 가진다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 언드러거블 표적이고, 예를 들어, 표적 단백질은 약물에 의해 표적화되지 않은 것으로 알려진 단백질 계열의 구성원이 아니고 및/또는 소분자에 대해 결합하기에 적합한 것으로 기대되는 (예를 들어, 기술분야에서 허용되는 이해에 따라, 본 명세서에 논의된 바에 따라) 결합 부위를 가지지 않는다.
일부 구현예에서, 표적 단백질은 GTPase 예컨대 DIRAS1, DIRAS2, DIRAS3, ERAS, GEM, HRAS, KRAS, MRAS, NKIRAS1, NKIRAS2, NRAS, RALA, RALB, RAP1A, RAP1B, RAP2A, RAP2B, RAP2C, RASD1, RASD2, RASL10A, RASL10B, RASL11A, RASL11B, RASL12, REM1, REM2, RERG, RERGL, RRAD, RRAS, RRAS2, RHOA, RHOB, RHOBTB1, RHOBTB2, RHOBTB3, RHOC, RHOD, RHOF, RHOG, RHOH, RHOJ, RHOQ, RHOU, RHOV, RND1, RND2, RND3, RAC1, RAC2, RAC3, CDC42, RAB1A, RAB1B, RAB2, RAB3A, RAB3B, RAB3C, RAB3D, RAB4A, RAB4B, RAB5A, RAB5B, RAB5C, RAB6A, RAB6B, RAB6C, RAB7A, RAB7B, RAB7L1, RAB8A, RAB8B, RAB9, RAB9B, RABL2A, RABL2B, RABL4, RAB10, RAB11A, RAB11B, RAB12, RAB13, RAB14, RAB15, RAB17, RAB18, RAB19, RAB20, RAB21, RAB22A, RAB23, RAB24, RAB25, RAB26, RAB27A, RAB27B, RAB28, RAB2B, RAB30, RAB31, RAB32, RAB33A, RAB33B, RAB34, RAB35, RAB36, RAB37, RAB38, RAB39, RAB39B, RAB40A, RAB40AL, RAB40B, RAB40C, RAB41, RAB42, RAB43, RAP1A, RAP1B, RAP2A, RAP2B, RAP2C, ARF1, ARF3, ARF4, ARF5, ARF6, ARL1, ARL2, ARL3, ARL4, ARL5, ARL5C, ARL6, ARL7, ARL8, ARL9, ARL10A, ARL10B, ARL10C, ARL11, ARL13A, ARL13B, ARL14, ARL15, ARL16, ARL17, TRIM23, ARL4D, ARFRP1, ARL13B, RAN, RHEB, RHEBL1, RRAD, GEM, REM, REM2, RIT1, RIT2, RHOT1, 또는 RHOT2이다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 GTPas 활성화 단백질 예컨대 NF1, IQGAP1, 플렉신-B1, RASAL1, RASAL2, ARHGAP5, ARHGAP8, ARHGAP12, ARHGAP22, ARHGAP25, BCR, DLC1, DLC2, DLC3, GRAF, RALBP1, RAP1GAP, SIPA1, TSC2, AGAP2, ASAP1, 또는 ASAP3이다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 구아닌 뉴클레오타이드-교환 인자 예컨대 CNRASGEF, RASGEF1A, RASGRF2, RASGRP1, RASGRP4, SOS1, RALGDS, RGL1, RGL2, RGR, ARHGEF10, ASEF/ARHGEF4, ASEF2, DBS, ECT2, GEF-H1, LARG, NET1, OBSCURIN, P-REX1, P-REX2, PDZ-RHOGEF, TEM4, TIAM1, TRIO, VAV1, VAV2, VAV3, DOCK1, DOCK2, DOCK3, DOCK4, DOCK8, DOCK10, C3G, BIG2/ARFGEF2, EFA6, FBX8, 또는 GEP100이다. 특정 구현예에서, 표적 단백질은 ARM; BAR; BEACH; BH; BIR; BRCT; BROMO; BTB; C1; C2; CARD; CC; CALM; CH; CHROMO; CUE; DEATH; DED; DEP; DH; EF-hand; EH; ENTH; EVH1; F-box; FERM; FF; FH2; FHA; FYVE; GAT; GEL; GLUE; GRAM; GRIP; GYF; HEAT; HECT; IQ; LRR; MBT; MH1; MH2; MIU; NZF; PAS; PB1; PDZ; PH; POLO-Box; PTB; PUF; PWWP; PX; RGS; RING; SAM; SC; SH2; SH3; SOCS; SPRY; START; SWIRM; TIR; TPR; TRAF; SNARE; TUBBY; TUDOR; UBA; UEV; UIM; VHL; VHS; WD40; WW; SH2; SH3; TRAF; 브로모도메인; 또는 TPR과 같은 단백질-단백질 상호작용 도메인을 갖는 단백질이다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 열충격 단백질 예컨대 Hsp20, Hsp27, Hsp70, Hsp84, 알파 B 결정, TRAP-1, hsf1, 또는 Hsp90이다. 특정 구현예에서, 표적 단백질은 이온 통로 예컨대 Cav2.2, Cav3.2, IKACh, Kv1.5, TRPA1, NAv1.7, Nav1.8, Nav1.9, P2X3, 또는 P2X4이다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 이중나선 단백질 예컨대 게미닌, SPAG4, VAV1, MAD1, ROCK1, RNF31, NEDP1, HCCM, EEA1, 비멘틴, ATF4, Nemo, SNAP25, 신탁신 1a, FYCO1, 또는 CEP250이다. 특정 구현예에서, 표적 단백질은 키나제 예컨대 ABL, ALK, AXL, BTK, EGFR, FMS, FAK, FGFR1, 2, 3, 4, FLT3, HER2/ErbB2, HER3/ErbB3, HER4/ErbB4, IGF1R, INSR, JAK1, JAK2, JAK3, KIT, MET, PDGFRA, PDGFRB, RET RON, ROR1, ROR2, ROS, SRC, SYK, TIE1, TIE2, TRKA, TRKB, KDR, AKT1, AKT2, AKT3, PDK1, PKC, RHO, ROCK1, RSK1, RKS2, RKS3, ATM, ATR, CDK1, CDK2, CDK3, CDK4, CDK5, CDK6, CDK7, CDK8, CDK9, CDK10, ERK1, ERK2, ERK3, ERK4, GSK3A, GSK3B, JNK1, JNK2, JNK3, AurA, ARuB, PLK1, PLK2, PLK3, PLK4, IKK, KIN1, cRaf, PKN3, c-Src, Fak, PyK2, 또는 AMPK이다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 포스파타제 예컨대 WIP1, SHP2, SHP1, PRL-3, PTP1B, 또는 STEP이다. 특정 구현예에서, 표적 단백질은 유비퀴틴 결찰 효소 예컨대 BMI-1, MDM2, NEDD4-1, 베타-TRCP, SKP2, E6AP, 또는 APC/C이다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 염색질 개질제/리모델러 예컨대 유전자 BRG1, BRM, ATRX, PRDM3, ASH1L, CBP, KAT6A, KAT6B, MLL, NSD1, SETD2, EP300, KAT2A, 또는 CREBBP에 의해 인코딩된 염색질 개질제/리모델러이다. 일부 구현예에서, 표적 단백질은 전사 인자 예컨대 유전자 EHF, ELF1, ELF3, ELF4, ELF5, ELK1, ELK3, ELK4, ERF, ERG, ETS1, ETV1, ETV2, ETV3, ETV4, ETV5, ETV6, FEV, FLI1, GAVPA, SPDEF, SPI1, SPIC, SPIB, E2F1, E2F2, E2F3, E2F4, E2F7, E2F8, ARNTL, BHLHA15, BHLHB2, BHLBHB3, BHLHE22, BHLHE23, BHLHE41, CLOCK, FIGLA, HAS5, HES7, HEY1, HEY2, ID4, MAX, MESP1, MLX, MLXIPL, MNT, MSC, MYF6, NEUROD2, NEUROG2, NHLH1, OLIG1, OLIG2, OLIG3, SREBF2, TCF3, TCF4, TFAP4, TFE3, TFEB, TFEC, USF1, ARF4, ATF7, BATF3, CEBPB, CEBPD, CEBPG, CREB3, CREB3L1, DBP, HLF, JDP2, MAFF, MAFG, MAFK, NRL, NFE2, NFIL3, TEF, XBP1, PROX1, TEAD1, TEAD3, TEAD4, ONECUT3, ALX3, ALX4, ARX, BARHL2, BARX, BSX, CART1, CDX1, CDX2, DLX1, DLX2, DLX3, DLX4, DLX5, DLX6, DMBX1, DPRX, DRGX, DUXA, EMX1, EMX2, EN1, EN2, ESX1, EVX1, EVX2, GBX1, GBX2, GSC, GSC2, GSX1, GSX2, HESX1, HMX1, HMX2, HMX3, HNF1A, HNF1B, HOMEZ, HOXA1, HOXA10, HOXA13, HOXA2, HOXAB13, HOXB2, HOXB3, HOXB5, HOXC10, HOXC11, HOXC12, HOXC13, HOXD11, HOXD12, HOXD13, HOXD8, IRX2, IRX5, ISL2, ISX, LBX2,LHX2, LHX6, LHX9, LMX1A, LMX1B, MEIS1, MEIS2, MEIS3, MEOX1, MEOX2, MIXL1, MNX1, MSX1, MSX2, NKX2-3, NKX2-8, NKX3-1, NKX3-2, NKX6-1, NKX6-2, NOTO, ONECUT1, ONECUT2, OTX1, OTX2, PDX1, PHOX2A, PHOX2B, PITX1, PITX3, PKNOX1, PROP1, PRRX1, PRRX2, RAX, RAXL1, RHOXF1, SHOX, SHOX2, TGIF1, TGIF2, TGIF2LX, UNCX, VAX1, VAX2, VENTX, VSX1, VSX2, CUX1, CUX2, POU1F1, POU2F1, POU2F2, POU2F3, POU3F1, POU3F2, POU3F3, POU3F4, POU4F1, POU4F2, POU4F3, POU5F1P1, POU6F2, RFX2, RFX3, RFX4, RFX5, TFAP2A, TFAP2B, TFAP2C, GRHL1, TFCP2, NFIA, NFIB, NFIX, GCM1, GCM2, HSF1, HSF2, HSF4, HSFY2, EBF1, IRF3, IRF4, IRF5, IRF7, IRF8, IRF9, MEF2A, MEF2B, MEF2D, SRF, NRF1, CPEB1, GMEB2, MYBL1, MYBL2, SMAD3, CENPB, PAX1, PAX2, PAX9, PAX3, PAX4, PAX5, PAX6, PAX7, BCL6B, EGR1, EGR2, EGR3, EGR4, GLIS1, GLIS2, GLI2, GLIS3, HIC2, HINFP1, KLF13, KLF14, KLF16, MTF1, PRDM1, PRDM4, SCRT1, SCRT2, SNAI2, SP1, SP3, SP4, SP8, YY1, YY2, ZBED1, ZBTB7A, ZBTB7B, ZBTB7C, ZIC1, ZIC3, ZIC4, ZNF143, ZNF232, ZNF238, ZNF282, ZNF306, ZNF410, ZNF435, ZBTB49, ZNF524, ZNF713, ZNF740, ZNF75A, ZNF784, ZSCAN4, CTCF, LEF1, SOX10, SOX14, SOX15, SOX18, SOX2, SOX21, SOX4, SOX7, SOX8, SOX9, SRY, TCF7L1, FOXO3, FOXB1, FOXC1, FOXC2, FOXD2, FOXD3, FOXG1, FOXI1, FOXJ2, FOXJ3, FOXK1, FOXL1, FOXO1, FOXO4, FOXO6, FOXP3, EOMES, MGA, NFAT5, NFATC1, NFKB1, NFKB2, TP63, RUNX2, RUNX3, T, TBR1, TBX1, TBX15, TBX19, TBX2, TBX20, TBX21, TBX4, TBX5, AR, ESR1, ESRRA, ESRRB, ESRRG, HNF4A, NR2C2, NR2E1, NR2F1, NR2F6, NR3C1, NR3C2, NR4A2, RARA, RARB, RARG, RORA, RXRA, RXRB, RXRG, THRA, THRB, VDR, GATA3, GATA4, 또는 GATA5; 또는 C-myc, Max, Stat3, 안드로겐 수용체, C-Jun, C-Fox, N-Myc, L-Myc, MITF, Hif-1알파, Hif-2알파, Bcl6, E2F1, NF-카파B, Stat5, 또는 ER(coact)에 의해 인코딩된 전사 인자이다. 특정 구현예에서, 표적 단백질은 TrkA, P2Y14, mPEGS, ASK1, ALK, Bcl-2, BCL-XL, mSIN1, RORγt, IL17RA, eIF4E, TLR7 R, PCSK9, IgE R, CD40, CD40L, Shn-3, TNFR1, TNFR2, IL31RA, OSMR, IL12beta1,2, 타우, FASN, KCTD 6, KCTD 9, Raptor, Rictor, RALGAPA, RALGAPB, 아넥신 패밀리 일원, BCOR, NCOR, 베타 카테닌, AAC 11, PLD1, PLD2, 프리즐레드7, RaLP, ,MLL-1, Myb, Ezh2, RhoGD12, EGFR, CTLA4R, GCGC (coact), 아디포넥틴 R2, GPR 81, IMPDH2, IL-4R, IL-13R, IL-1R, IL2-R, IL-6R, IL-22R, TNF-R, TLR4, Nrlp3, 또는 OTR이다.
복합체
프리젠터 단백질/화합물 복합체
자연 발생 단백질-단백질 상호작용에서, 결합 사건은 전형적으로 대개 단백질 상의 공동 또는 포켓에서 소분자들 사이의 상호작용에 의해 유도되는 다수의 소분자-단백질 상호작용에 대조적으로 2개의 단백질의 평평한 표면 부위 상의 소수성 잔기에 의해 유도된다. 평평한 표면 부위 상의 소수성 잔기는 2개의 상호작용 단백질 상의 소수성 핫스팟을 형성하고, 여기서 2개의 단백질 사이의 결합 상호작용은 반데르발스 상호작용이다. 소분자는 (예를 들어, 표적 단백질과 함께 3원 복합체를 형성하는 것과 같이) 유사 단백질-단백질 상호작용에 참여하는 복합체 (예를 들어, 프리젠터 단백질/화합물 복합체)의 형성을 통해 결여된 것인 단백질 (예를 들어, 프리젠터 단백질)에 대한 이동가능 핫스팟으로서 사용될 수 있다.
다수의 포유동물 단백질은 임의의 복수의 상이한 파트너에 결합할 수 있고; 일부 경우에, 이러한 대안적인 결합 상호작용은 단백질의 생물학적 활성에 기여한다. 다수의 이들 단백질은 상이한 구조 문맥에서 동일한 잔기를 제공하는 핫스팟 단백질 영역의 고유한 가변성을 적용한다. 보다 구체적으로, 단백질-단백질 상호작용은 진균 및 박테리아 종의 그룹을 선택함으로써 생성된 천연 생성물의 부류에 의해 매개될 수 있다. 이러한 분자는 단백질-단백질 상호작용을 조절하는 능력을 제공하는 일반 구조 조직화 및 생성된 기능성 모두를 나타낸다. 이러한 분자는 고도로 보존된 프리젠터 단백질 결합 모이어티 및 상이한 천연 생성물 중에서 고도의 가변성을 나타내는 표적 단백질 상호작용 모이어티를 함유한다. 프리젠터 단백질 결합 모이어티는 프리젠터 단백질에 대해 특이성을 제공하고, 분자가 프리젠터 단백질에 결합하게 하여 2원 복합체를 형성하며; 포유동물 표적 단백질 상호작용 모이어티는 표적 단백질에 대해 특이성을 제공하고, 2원 복합체가 표적 단백질에 결합하게 하여 전형적으로 (예를 들어, 양성으로 또는 음성으로 조절하는) 그것의 활성을 조절한다.
이러한 천연 생성물은 프리젠터 단백질, 예컨대 FKBP 및 사이클로필린에 의해 나타나고, 단백질-단백질 상호작용을 위한 확산성, 세포-침투성, 경구 생체이용가능 어댑터로서 작용한다. 그 예는 잘 알려진 임상적으로 관련된 분자 예컨대 라파마이신 (시롤리무스), FK506 (타크로리무스), 및 사이클로스포린을 포함한다. 간략하게는 이러한 분자는 내인성 세포내 프리젠터 단백질, FKBP 예를 들어 라파마이신 및 FK506 또는 사이클로필린 예를 들어 희석제와 결합하고, 프리젠터 단백질-결합 분자의 생성된 2원 복합체는 선택적으로 결합하여 세포내 표적 단백질의 활성을 억제한다. 프리젠터 단백질, 분자, 및 표적 단백질 간의 3원 복합체의 형성은 단백질-분자 및 단백질-단백질 상호작용 모두에 의해 유도되고, 둘 모두는 표적화된 단백질의 억제를 위해 요구된다. FKBP-라파마이신의 예에서, 세포내 표적은 세린-트레오닌 키나제 mTOR이고, 반면 FKBP-FK506 복합체의 경우, 세포내 표적은 포스페이트 칼시뉴린이다. 상기 2개의 예에서 관심 대상의 것 중, FKBP12는 라파마이신 및 FK506 프리젠테이션 리간드 모두에 의해 파트너 프리젠테이션 단백질로서 이용된다. 또한, FKBP12에 대해 결합하는 것과 관련된 라파마이신 및 FK506의 하위-구조 성분은 구조적으로 밀접하게 관련된, 즉 소위 "보존된 영역"이고, 그러나, 이는 비 FKBP12-결합 영역, 즉 "가변 영역"에서의 라파마이신과 FK506의 급격한 구조 차이이고, 이는 2개의 별개의 세포내 단백질, mTOR 및 칼시뉴린 각각의 특정 표적화를 야기한다. 이러한 방식으로, 라파마이신 및 FK506의 가변 영역은 프리젠터 단백질-표적 단백질 상호작용을 가능하는데 필요한 결합 에너지에 대한 기여자로서 역할을 한다.
일부 구현예에서, 본 발명의 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 복합체가 mTOR 및/또는 칼시뉴린 각각에 결합하는 것보다 적어도 5-배 (예를 들어, 적어도 10-배, 적어도 20-배, 적어도 30-배, 적어도 40-배, 적어도 50-배, 적어도 100-배 더 큰 친화도로 표적 단백질에 결합한다.
일부 구현예에서, 본 발명의 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 화합물이 프리젠터 단백질과 함께 복합체에서 결합되지 않는 경우에 표적 단백질에 대한 화합물의 친화도보다 적어도 5-배 (예를 들어, 적어도 10-배, 적어도 20-배, 적어도 30-배, 적어도 40-배, 적어도 50-배, 적어도 100-배) 더 큰 친화도로 표적 단백질에 결합한다.
특정 구현예에서, 본 발명의 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 프리젠터 단백질이 화합물과 함께 복합체에서 결합되지 않는 경우에 표적 단백질에 대한 프리젠터 단백질의 친화도보다 적어도 5-배 (예를 들어, 적어도 10-배, 적어도 20-배, 적어도 30-배, 적어도 40-배, 적어도 50-배, 적어도 100-배) 더 큰 친화도로 표적 단백질에 결합한다.
일부 구현예에서, 본 발명의 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 표적 단백질 및 리간드, 예컨대 단백질 또는 소분자 (표적 단백질에 특이적으로 결합함)의 자연 발생 상호작용을 억제한다.
특정 구현예에서, 프리젠터 단백질이 프롤릴 이소마라제인 경우, 프리젠터 단백질 활성은 프리젠터 단백질/화합물 복합체의 형성에 의해 억제된다. 본 발명의 프리젠터 단백질/화합물 복합체의 일부 구현예에서, 화합물은 10 μM 미만 (예를 들어, 5 μM 미만, 1 μM 미만, 500 nM 미만, 200 nM 미만, 100 nM 미만, 75 nM 미만, 50 nM 미만, 25 nM 미만, 10 nM 미만)의 KD를 갖는 상기 프리젠터 단백질에 특이적으로 결합하거나, 또는 예를 들어 1 μM 미만 (예를 들어, 0.5 μM 미만, 0.1 μM 미만, 0.05 μM 미만, 0.01 μM 미만)의 IC50를 갖는 프리젠터 단백질의 펩티딜-프롤릴 이소머라제를 억제한다.
3원 복합체
대다수의 소분자 약물은 표적 단백질 상의 기능적으로 중요한 부위를 결합하고, 이에 의해 그 단백질의 활성을 조절하여 (예를 들어, 양성적으로 또는 음성적으로 조절하여) 작용한다. 예를 들어, 콜레스테롤-강하 약물 스타틴은 HMG-CoA 환원 효소의 효소 활성 부위를 결합하고, 이에 따라 효소가 그 기질과 결합하는 것을 방지한다. 수많은 이러한 약물/표적 상호작용 쌍이 공지되어 있다는 사실은 소분자 조절제가 전부는 아니지만 대부분의 합리적인 양의 시간, 노력, 및 자원이 제공된 단백질에 대해 발견될 수 있다고 몇몇에게 믿게 만들 수 있다. 이것은 상기 경우와 다르다. 현재 추정값은 모든 인간 단백질의 단지 약 10%만이 소분자에 의해 표적화가 가능하다. 나머지 90%는 현재 소분자 약물 발견에 대해 곤란하거나 또는 어려운 것으로 간주된다. 이러한 표적은 통상적으로 "언드러거블"로 지칭된다. 이러한 언드러거블 표적은 의료적으로 중요한 인간 단백질의 방대한 그리고 대개 미개발된 보고를 포함한다. 따라서, 이러한 언드러거블 표적의 기능을 조절할 수 있는 신규한 분자 양상을 발견하는데 상당한 관심이 존재한다.
본 발명은 소분자는 통상적으로, 이는 표적에 대한 그것의 상호작용이 부착력에 의해 유도되고, 그 강도가 접촉 표면적에 대략 비례하기 때문에 그 표적화 능력이 제한된다는 인식을 포함한다. 그것의 작은 크기로 인하여, 표적 단백질과 효과적으로 상호작용하기에 충분한 분자간 접촉 표면적을 확립하기 위한 소분자에 대한 유일한 방법은 그 단백질에 의한 문자그대로 탐식되는 것이다. 사실상, 대부분의 모든 실험적 계산적 데이터는 그 표면 상의 소수성 "포켓"을 갖는 단백질만이 소분자를 결합할 수 있다는 견지를 지지한다. 이 경우에, 결합은 탐식에 의해 가능하다. 소수성 포켓 외부에서 단백질에 대한 고친화도로의 소분자 결합에 대한 단지 하나의 예가 존재하는 것은 아니다.
자연은 소분자가 소수성 포켓 이외의 부위에서 표적 단백질과 상호작용하는 전략을 발달시켰다. 이러한 전략은 자연 발생 면역억제성 약물 사이클로스포린 A,라파마이신, 및 FK506으로 예시된다. 이러한 약물의 활성은 작은 프리젠팅 단백질과 함께의 소분자의 고친화도 복합체의 형성을 수반한다. 소분자 및 프리젠팅 단백질의 복합체 표면은 이후 표적을 결합한다. 따라서, 예를 들어, 사이클로스포린 A 및 사이클로필린 A 사이에서 형성된 2원 복합체는 높은 친화도 및 특이도를 갖는 칼시뉴린을 표적화하지만, 사이클로스포린 A 및 사이클로필린 A 단독 어느 것도 측정가능한 친화도를 갖는 칼시뉴린을 결합하지 못한다.
다수의 중요 치료적 표적은 다른 단백질과의 복합체화에 의해 그의 기능을 발휘한다. 다수의 이러한 시스템에서 단백질/단백질 상호작용 표면은 극성 잔기의 넓은 고리에 의해 둘러싼 소수성 부위 사슬의 내부 코어를 함유한다. 소수성 잔기는 거의 모든 활성적으로 유리한 접촉에 기여하고, 그리하여 이러한 클러스터는 단백질-단백질 상호작용에서의 결합에 대한 "핫스팟"으로서 표시되었다. 중요하게는, 작은 프리젠팅 단백질과의 자연 발생 소분자의 상술한 복합체에서, 소분자는 핫스팟과 유사한 소수성 기능성의 클러스터를 제공하고, 단백질은 대부분 극성 잔기의 고리를 제공한다. 환언하면, 프리젠티드 소분자 시스템은 자연 단백질/단백질 상호작용 시스템에서 널리 이용되는 표면 구조를 모방한다.
본 발명의 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)은 3원 복합체를 형성하기 위해 표적 단백질에 결합하는 상기 기재된 프리젠터 단백질/화합물 복합체를 형성하기 위해 예를 들어 프리젠터 단백질 (예를 들어, FKBP 부류의 구성원, 사이클로필린 부류의 구성원, 또는 PIN1)에의 결합을 통해 생물학적 과정을 조절할 수 있다. 이러한 3원 복합체의 형성은 통상의 결합 포켓을 가지지 않고 및/또는 언드러거블로 고려되는 단백질의 형성을 가능하게 한다. 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 화합물 및 프리젠터 단백질의 협동 결합을 통해 생물학적 과정을 조절할 수 있다. 화합물 및 프리젠터 단백질 모두는 표적 단백질 단독에 대한 낮은 친화도를 가지지만, 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 표적 단백질에 대해 높은 친화도를 가진다. 협동 결합은 화합물 및/또는 프리젠터 단백질로부터의 원자를 포함하는 표적 단백질의 매립된 표면적의 측정에 의해 및/또는 화합물 및/또는 프리젠터 단백질의 자유 결합 에너지 기여도의 측정에 의해 결정될 수 있다. 결합은 화합물 및 프리젠터 단백질 각각으로부터의 적어도 하나의 원자는 표적 단백질과의 결합에 참여하는 경우에 협동적인 것으로 고려된다.
프리젠터 단백질/화합물 복합체 및 표적 단백질의 결합은 프리젠터 단백질 또는 화합물 단독으로 가능하지 않은 증가된 친화도에 대해 허용되는 프리젠터 단백질 및 화합물 모두로부터의 잔기를 포함하는 조합된 결합 부위의 형성을 통해 달성된다. 예를 들어 3원 복합체에서 표적 단백질의 총 매립된 표면적의 적어도 20% (예를 들어, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%)는 화합물에의 결합에 참여하는 하나 이상의 원자를 포함하고 및/또는 3원 복합체에서 표적 단백질의 총 매립된 표면적의 적어도 20% (예를 들어, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%)는 프리젠터 단백질에의 결합에 참여하는 하나 이상의 원자를 포함한다. 대안적으로, 화합물은 3원 복합체의 총 결합 자유 에너지의 적어도 10% (예를 들어, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%)로 기여하고, 및/또는 프리젠터 단백질은 3원 복합체의 총 결합 자유 에너지의 적어도 10% (예를 들어,적어도 20% 적어도 25%, 적어도 30%, 적어도 35%, 적어도 40%, 적어도 45%, 적어도 50%, 적어도 60%, 적어도 70%, 적어도 80%, 적어도 90%)로 기여한다.
일부 구현예에서, 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 표적 단백질 상의 평면 표면 부위에 결합한다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질/화합물 복합체에서의 화합물 (예를 들어, 거대환형 화합물)은 표적 단백질 상의 소수성 표면 부위, 예를 들어, 적어도 50% 소수성 잔기를 포함하는 부위에서 결합한다. 일부 구현예에서, 화합물의 하나 이상 원자 및 표적 단백질의 하나 이상의 원자의 결합 상호작용의 적어도 70%는 반데르 발스 및/또는 π-효과 상호작용이다. 특정 구현예에서, 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 표적 단백질과 상기 표적 단백질에 특이적으로 결합하는 단백질 사이의 자연 발생 단백질-단백질 상호작용의 부위에서 표적 단백질에 결합한다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 표적 단백질의 활성 부위에서 결합하지 않는다. 일부 구현예에서, 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 표적 단백질의 활성 부위에서 결합한다.
프리젠터 단백질 및 표적 단백질과의 3원 복합체를 형성하는 본 발명의 화합물의 특징은 3원 복합체과 비교하여 프리젠터 단백질/화합물 복합체에서 주요 구조적 재구성이 결여된다. 주요 구조적 재구성의 이러한 결여는 프리젠터 단백질/화합물 복합체가 형성된 경우에 3원 복합체의 형성에 대해 바람직한 구조로의 재구성되기 위해 낮은 엔트로피의 비용을 야기한다. 예를 들어, RMSD의 한계값 정량화는 PyMOL 버젼 1.7rc1 (Schroedinger LLC)에서의 얼라인 명령어(align command)를 사용하여 계산될 수 있다. 대안적으로, RMSD는 알고리즘 LigAlign로부터의 ExecutiveRMS 파라미터를 사용하여 계산될 수 있다 (J. Mol. Graphics and Modelling 2010, 29, 93-101). 일부 구현예에서, 화합물의 구조 구성 (즉, 분자의 결합 및 원자의 평균 3차원 구조)은 프리젠터 단백질/화합물 복합체에서의 표적 단백질에 대한 결합 이전에 화합물과 비교하여 3원 복합체에서 실질적으로 변화되지 않는다. 예를 들어, 2개의 결합된 구조의 평균 제곱근 편차(RMSD)가 1 미만인 것을 의미한다.
유용성 및 투여
본 명세서에 기재된 화합물 및 프리젠터 단백질/화합물 복합체는 본 발명의 방법에서 유용하고, 한편 이론에 구속되지 않고, 프리젠터 단백질 및 표적 단백질과의 상호작용을 통해 표적 단백질 (예를 들어, 진핵 표적 단백질 예컨대 포유동물 표적 단백질 또는 진균 표적 단백질 또는 원핵 표적 단백질 예컨대 박테리아 표적 단백질)의 활성을 조절하는 (예를 들어, 양성적으로 또는 음성적으로 조절하는) 그것의 능력을 통해 그들의 바람직한 효과를 발휘하는 것으로 여겨진다.
키트
일부 구현예에서, 본 발명은 편리하게 및 효과적으로 본 발명에 따른 방법을 실시하기 위한 키트에 관한 것이다. 일반적으로, 약제학적 팩 또는 키트는 본 발명의 약제학적 조성물의 성분 중 하나 이상으로 채워진 하나 이상의 컨테이너를 포함한다. 이러한 키트는 특히 고체 경구 형태 예컨대 정제 또는 캡슐의 전달에 적합하다. 이러한 키트는 바람직하게는 다수의 단위 투약량을 포함하고, 또한 그것의 의도한 용도의 순서로 배치된 투약량을 갖는 카드를 포함할 수 있다. 바람직한 경우, 예를 들어, 상기 대상체가 알츠하이머병을 앓고 있는 경우, 기억 지원은 예를 들어 투약량은 투여될 수 있는 치료 스케줄에서 일수를 표시하는 수, 문자, 또는 다른 표시 또는 캘린더 삽입물의 형태로 제공될 수 있다. 대안적으로, 약제학적 조성물의 투약량과 유사하거나 또는 이와 구분되는 형태로 위약 투약량, 또는 칼슘 식이 보충물은 투약량이 매일 취해지는 키트를 제공하도록 포함될 수 있다. 이러한 컨테이너(들)과 관련하여 의약품의 제조, 사용 또는 판매를 조절하는 정규 기관에 의해 규정된 형태로 통지될 수 있고, 이러한 통지는 인간 투여를 위한 제조, 사용 또는 판매의 기관의 승인을 반영한다.
약제학적 조성물
인간 및 동물 대상체의 치료로서 사용하기 위해, 본 발명의 화합물은 약제학적 또는 수의과 조성물로서 배합될 수 있다. 치료되는 대상체, 투여 방식, 및 원하는 치료의 유형―예를 들어, 예방, 예방, 또는 요법―에 따라, 화합물은 이러한 파라미터와 일치하는 방식으로 배합된다. 이러한 기술의 요약은 하기 문헌에서 발견된다: 문헌[Remington: The Science 및 Practice of Pharmacy, 21st Edition, Lippincott Williams & Wilkins, (2005); 및 Encyclopedia of Pharmaceutical Technology, eds. J. Swarbrick 및 J. C. Boylan, 1988-1999, Marcel Dekker, New York], 이들 각각은 본 명세서에 참조로 편입되어 있다.
본 명세서에 기재된 화합물은 조성물의 총 중량의 1-95 중량%의 총량으로 존재할 수 있다. 조성물은 관절내, 경구, 비경구 (예를 들어, 정맥내, 근육내), 직장, 피부, 피하, 국소, 경피, 설하, 비강, 질, 방광내, 요도내, 척추강내, 경막외, 귀, 또는 안구 투여, 또는 주사로, 흡입, 또는 비강, 비뇨생식, 생식 또는 경구 점막과의 직접 접촉에 대해 적합한 투약 형태로 제공될 수 있다. 따라서, 약제학적 조성물은 예를 들어, 정제, 캡슐, 알약, 분말, 과립, 현탁액, 에멀션, 용액, 하이드로겔을 포함하는 겔, 페이스트, 연고, 크림, 플라스터, 드렌치, 삼투 전달 장치, 좌약, 관장제, 주사제, 이식물, 스프레이, 이온침투 전달, 또는 에어로졸에 적합한 제제의 형태일 수 있다. 조성물은 종래의 약제학적 실시에 따라 배합될 수 있다.
일반적으로, 치료에서의 사용을 위해, 본 명세서에 기재된 화합물은 단독으로, 또는 하나 이상의 다른 활성제와 조합하여 사용될 수 있다. 본 명세서에 기재된 화합물과 조합되는 다른 의약품의 예는 동일한 적응증의 치료를 위한 의약품을 포함할 것이다. 본 명세서에 기재된 화합물과 조합되는 잠재적 제약의 다른 예는 상이한 연관된 또는 관련된 증상 또는 징후의 치료에 대한 의약품을 포함할 것이다. 투여 방식에 따라, 화합물은 손쉬운 전달을 가능하게 하는 적합한 조성물로 배합될 것이다. 병용 요법의 각각의 화합물은 당해 기술에 공지된 다양한 방식으로 배합될 수 있다. 예를 들어, 병용 요법의 제1 및 제2 제제는 함께 또는 별도로 배합될 수 있다. 바람직하게는, 제1 및 제2 제제는 제제의 투여와 동시에 또는 거의 동시에 배합된다.
본 발명의 화합물은 본 명세서에 기재돤 화합물 및 당해 분야에 공지된 약제학적으로 허용가능한 담체 또는 부형제의 유효량을 포함하는 약제학적 조성물로서 제조되거나 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 조성물은 적어도 2개의 상이한 약제학적으로 허용가능한 부형제 또는 캐리어를 포함한다.
제제는 전신 투여 또는 국소 또는 국소 투여에 대해 적합한 방식으로 제조될 수 있다. 전신 제제는 주사 (예를 들어, 근육내, 정맥내 또는 피하 주사)를 위해 설계된 것을 포함하거나 또는 경피, 경점막, 또는 경구 투여를 위해 제조될 수 있다. 제제는 일반적으로 희석제뿐만 아니라, 일부 경우에, 아쥬반트, 완충액, 보존제 등을 포함할 것이다. 화합물은 또한 리포좀 조성물에서 또는 마이크로에멀션으로서 투여될 수 있다.
주사를 위해, 제제는 액체 용액 또는 현탁액로서 또는 주사 이전에 액체 중의 용액 또는 현탁액에 대해 적합한 고체 형태로서 또는 에멀션으로서의 종래의 형태로 제조될 수 있다. 적합한 부형제는 예를 들어, 물, 염수, 덱스트로스, 글리세롤 등을 포함한다. 이러한 조성물은 또한 비독성 보조 물질 예컨대 습윤 또는 유화제, pH 완충제 등, 예컨대, 예를 들어, 아세트산나트륨, 소르비탄 모노라우레이트 등의 양을 함유할 수 있다.
약물에 대한 다양한 지속 방출 시스템이 또한 고안되었다. 참고, 예를 들어, 미국 특허 번호 5,624,677, 이는 본 명세서에 참조로 편입되어 있다.
전신 투여는, 또한, 상대적으로 비침습성 방법 예컨대 좌약, 경피 패치, 경점막 전달 및 비강내 투여의 사용을 포함할 수 있다. 경구 투여는 또한 본 발명의 화합물에 대해 적합하다. 적합한 형태는 당업계에서 이해되는 바와 같은 시럽, 캡슐, 및 정제를 포함한다.
본 명세서에서 기재된 바와 같은 병용 요법의 각각의 화합물은 당해 기술에 공지되어 있는 다양한 방식으로 배합될 수 있다. 예를 들어, 병용 요법의 제1 및 제2 제제는 함께 또는 별도로 배합될 수 있다.
개별적으로 또는 별도로 배합된 제제는 키트로서 함께 포장될 수 있다. 비-제한적인 예는 비제한적으로, 예를 들어, 2개의 알약, 알약 및 분말, 좌약 및 바이알 중의 액체, 2개의 국소 크림 등을 함유하는 키트를 포함한다. 키트는 대상체에 단위 용량의 투여를 지원하는 선택적인 구성요소, 예컨대 분말 형태를 재구성하기 위한 바이알, 주사를 위한 주사기, 맞춤형 IV 전달 시스템, 흡입기 등을 포함할 수 있다. 추가로, 단위 용량 키트는 조성물의 제조 및 투여에 대한 지침을 포함할 수 있다. 본 키트는 (개별 화합물은 요법이 진행됨에 따라 효력에 있어서 변화될 수 있는 일정한 용량으로) 하나의 대상체에 대한 단일 사용 단위 용량으로서, 특정 대상체에 대한 다중 사용으로서 제조될 수 있고; 또는 본 키트는 다중 대상체 ("벌크 패키징")에 대한 투여에 적합한 다중 용량을 함유할 수 있다. 키트 구성요소는 카턴, 블리스터 팩, 병, 튜브 등으로 어셈블링될 수 있다.
경구용 제제는 무독성 약제학적으로 허용가능한 부형제를 갖는 혼합물에서의 활성 성분(들)을 함유하는 정제를 포함한다. 이러한 부형제는 예를 들어, 불활성 희석제 또는 충전제 (예를 들어, 수크로스, 소르비톨, 당, 만니톨, 미세결정성 셀룰로스, 감자 전분을 포함하는 전분, 탈산칼슘, 염화나트륨, 락토스, 인산칼슘, 황산칼슘, 또는 인산나트륨); 과립화 및 붕해제 (예를 들어, 미세결정성 셀룰로스를 포함하는 셀룰로스 유도체, 감자 전분을 포함하는 전분, 크로스카르멜로스 나트륨, 알기네이트, 또는 알긴산); 결합제 (예를 들어, 수크로스, 글루코스, 소르비톨, 아카시아, 알긴산, 나트륨 알기네이트, 젤라틴, 전분, 사전절라틴화된 전분, 미세결정성 셀룰로스, 마그네슘 알루미늄 실리케이트, 카복시메틸셀룰로스 나트륨, 메틸셀룰로스, 하이드록시프로필 메틸셀룰로스, 에틸셀룰로스, 폴리비닐피롤리돈, 또는 폴리에틸렌 글리콜); 및 윤활제, 활택제, 및 접착방지제 (예를 들어, 스테아르산마그네슘, 스테아르산아연, 스테아르산, 실리카, 수소화된 식물성 오일, 또는 탈크)일 수 있다. 다른 약제학적으로 허용가능한 부형제는 착색제, 풍미제, 가소제, 휴멕턴트, 완충제 등일 수 있다.
2개 이상의 화합물은 정제, 캡슐, 또는 다른 비히클에서 함께 혼합될 수 있고, 또는 분할될 수 있다. 일 예에서, 제1 화합물은 정제의 내부에 함유되고, 제2 화합물은 외부에 있고, 이로써 제2 화합물의 상당한 부분은 제1 화합물의 방출 이전에 방출될 수 있다.
경구용 제제는 또한 씹을 수 있는 정제로서, 또는 경질 젤라틴 캡슐(여기서 활성 성분은 불활성 고체 희석제 (예를 들어, 감자 전분, 락토스, 미세결정성 셀룰로스, 탈산칼슘, 인산칼슘 또는 카올린)와 함께 혼합됨)로서, 또는 연질 젤라틴 캡슐(여기서 활성 성분은 물 또는 오일 미디엄, 예를 들어, 땅콩 오일, 유동 파라핀, 또는 올리브 오일과 혼합됨)로서 제공될 수 있다. 분말, 과립, 및 펠릿은 예를 들어, 혼합기, 유동층 장치 또는 분무 건조 장비를 사용하여 종래의 방식으로 정제 및 캡슐 하에 상술한 성분을 사용하여 제조될 수 있다.
용해 또는 확산 조절 방출은 화합물의 정제, 캡슐, 펠릿, 또는 과립 제제의 적절한 코팅에 의해, 또는 화합물을 적절한 매트릭스로의 혼입에 의해 달성될 수 있다. 조절 방출 코팅은 상술한 코팅 물질 및/또는, 예를 들어, 셸락, 밀랍, 글리코왁스, 캐스터 왁스, 카르나우바 왁스, 스테아릴 알코올, 글리세릴 모노스테아레이트, 글리세릴 디스테아레이트, 글리세롤 팔미토스테아레이트, 에틸셀룰로스, 아크릴 수지, 디-폴리락트산, 셀룰로스 아세테이트 부티레이트, 다염화비닐, 폴리비닐 아세테이트, 비닐 피롤리돈, 폴리에틸렌, 폴리메타크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 2-하이드록시메타크릴레이트, 메타크릴레이트 하이드로겔, 1,3 부틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 및/또는 폴리에틸렌 글리콜 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 조절 방출 매트릭스 제제에서, 매트릭스 물질은 또한 예를 들어, 수화된 메틸셀룰로스, 카르나우바 왁스 및 스테아릴 알코올, 카보폴 934, 실리콘, 글리세릴 트리스테아레이트, 메틸 아크릴레이트-메틸 메타크릴레이트, 다염화비닐, 폴리에틸렌, 및/또는 할로겐화된 플루오로카본을 포함할 수 있다.
본 발명의 화합물 및 조성물이 경구로 투여하기 위해 혼입될 수 있는 액체 형태는 수용액, 적합하게는 풍미 시럽, 수성 또는 오일 서스펜션, 및 식용 오일 예컨대 목화씨 오일, 참께 오일, 코코넛 오일, 또는 땅콩 오일을 갖는 풍미 에멀션 뿐만 아니라 엘릭시르 및 유사한 약제학적 비히클을 포함한다.
일반적으로, 인간에게 투여되는 경우, 본 발명의 조합의 임의의 화합물의 경구 투약량은 화합물의 특징에 좌우될 것이고, 이는 당해 분야의 숙련가에 의해 용이하게 결정될 수 있다. 전형적으로, 이러한 투약량은 일반적으로 약 0.001 mg 내지 2000 mg/일, 바람직하게는 약 1 mg 내지 1000 mg/일, 더 바람직하게는 약 5 mg 내지 500 mg/일이다. 최대 200 mg/일의 투약량은 필요할 수 있다.
본 명세서에서 기재된 바와 같은 병용 요법에서의 각각의 약물의 투여는 독립적으로, 1 일 내지 1년 동안 1 내지 4회일 수 있고, 심지어 대상체의 일생 동안일 수 있다. 만성의 장기간 투여가 나타날 수 있다.
하기 실시예는 대표적인 수의 화합물의 합성 및 화학주성의 유도 및 항균 활성을 위한 이러한 화합물의 용도를 예시하기 위한 것으로 의도된다. 따라서, 실시예는 예시하는 것으로 의도되며 본 발명을 제한하지 않는다. 특별히 예시되지 않은 추가의 화합물이 본 명세서에 기재된 방법과 조합하여 종래의 방법을 사용하여 합성될 수 있다.
실시예
실시예 1. 일반적인 발효 및 단리 프로토콜
세균 균주에 의해 합성된 화합물은 하기 일반적인 프로토콜을 사용하여 발효될 수 있고 단리될 수 있다:
일반적인 발효 프로토콜
균주: 세균 균주 예컨대 스트렙토마이세스 말레이시엔시스 DSM41697, 다른 생성 종 또는 유전자 변형된 유도체 생성 FKBP 리간드 (예: F1, F2, F3 또는 구조적으로 유사한 화합물 및 그것의 유사체)를 고형 배지 (예: ISP4) 상에서 무균처리로 번식시켰다.
연구 세포 은행: 3-14일 동안 30℃에서 고형 배지 플레이트 상에서 성장된 배양액으로부터 유래된 포자 또는 균사체를 액체 배양액 (예: 250 ml Erlenmeyer 플라스크 중의 40 ml ATCC172 액체 배지)을 접종하기 위해 사용하였다. 배양액을 2-3일 동안 30℃에서의 진탕으로 인큐베이션시켰다. 생성된 세포 현탁액을 멸균 50% 글리세롤과 혼합하여 최종 농도의 15 - 25% 글리세롤을 함유하는 혼합물을 생성한다. 글리세롤-균사체 혼합물의 분취액 (약 1 ml)을 추가로 사용될 때까지 멸균 냉동 용기에서 -80℃에서 저장하였다.
1차 종균 배양: 1차 종균 배양액 (예: 250 mL Erlenmeyer 플라스크 중의 40 mL ATCC172 배지)을 1 mL 연구 세포 은행 현탁액과 접종시켰다. 배양액을 30℃에서 2-3일 동안 200-220 rpm으로 2-인치 스로(throw)가 있는 진탕기 상에서 인큐베이션시켰다.
2차 종균 배양: 2차 종균 배양액 (예: 500 mL Erlenmeyer 플라스크 중의 100-200 mL ATCC172)을 1차 종균 배양액 (5% v/v)과 접종시켰고, 다양한 인큐베이셔 기간 (예: 18 - 48 시간) 동안 상기 기재된 바와 같이 인큐베이션시켰다.
플라스크에서의 생산 발효: 이들 화합물의 생합성을 지지하는 0.5 L 생산 배지 (예: 배지 8430 또는 그것의 유도체)를 함유하는 1.8 L Fernbach 또는 Erlenmeyer 플라스크에서 생산 발효를 실시하였다. 배양액을 2-5% (v/v)에서 상기 기재된 바와 같이 제조된 종균 배양액과 접종시켰고, 3-7일 동안 상기 기재된 조건으로 인큐베이션시켰다.
생물반응기에서의 생산 발효: BioFlo 300 모듈에 의해 제어된 생물반응기 (7.5 L 수용력, New Brunswick Scientific, 미국 뉴저지 소재)에서 생산 발효를 실시하였다. 5 L의 멸균된 배지 (예: 8430 및 그것의 유도체)을 함유하는 생물반응기를 종균 배양액 (2-5%, v/v)과 접종시켰고, 3 - 7일 동안 제어된 파라미터 예컨대 용해된 산소 양 (예: 10 - 50%), 프로펠러 속도 (실시예 200-500 rpm), pH (예: pH 4.5-7.0), 온도 (예: 25 - 35℃), 및 적절한 경우에 공급된 영양소를 사용하거나 사용하지 않고 인큐베이션되었다.
ISP4 (리터당)
가용성 전분....................................... 10.0 g
제2인산칼륨........................................1.0 g
황산마그네슘 USP.................................. 1.0 g
염화나트륨........................................ 1.0 g
황산암모늄........................................ 2.0 g
탈산칼슘.......................................... 2.0 g
황산제1철........................................ 1.0 mg
염화망간 .................................... 1.0 mg
황산아연.......................................... 1.0 mg
한천.............................................. 20.0 g
[표 2] ATCC #172 배지 (리터당)
[표 3] 8430 배지
[표 4] * R2 미량 원소 용액
일반적인 단리 프로토콜
균주 생성 특이적 화합물의 발효 액체배지를 원심분리에 의해 상청액 및 미생물 펠릿로 분리하였다. 상청액에서의 표적 화합물을 수-불혼화성 용매 예컨대 디클로로메탄 (DCM), 에틸 아세테이트 (EtOAc) 등을 사용하는 분배 추출로 또는 무극성 수지 예컨대 HP20, HP20ss 등과 혼합하는 것에 의한 고상 추출로 추출하였다. 펠릿에서의 표적 화합물을 에틸 EtOAc-메탄올 (9:1, v/v)을 사용하여 반복적으로 (4X) 추출할 수 있다. 미생물 추출물을 진공에서의 원심분리를 위한 준비시에 수집된다. 이러한 추출물에 HP20 비드 (유기 용매 예컨대 메탄올 (MeOH), DCM, 아세토니트릴, 이소프로판올 (IPA) 등을 사용함) 및/또는 최초 상청액의 액체/액체 추출의 유기상으로부터 용출된 물질을 첨가할 수 있다.
조합된 추출물을 셀라이트를 통해 여과시켰고, 진공에서 건조하여 일차 조물질을 산출하고, 이 물질을 칭량한다. 일차 조물질을 최소 100% MeOH 또는 DCM 및 테트라하이드로푸란 (THF)의 혼합물에 용해시켰다. 이에, 결합 매체 예컨대 실리카겔 분말은 플라스크에 첨가하였고, 정상 실리카겔 칼럼 크로마토그래피 동안 진공에서 재건조시켰다. 칼럼층에서의 실리카겔에 대한 조물질의 비는 바람직하게는 약 1:5 (wt/wt)이다. 조물질을 단계 구배, 선형 구배 또는 등용매 용출을 사용하여 RediSep® 순상 실리카 플래시 칼럼 상에서 분별할 수 있다. 용출 용매는 헥산, 헵탄, 에틸 아세테이트, 에탄올, 아세톤, 이소프로판올, 또는 다른 유기 용매, 또는 조합을 포함할 수 있다. 풍부한 표적 화합물(들)을 가진 분획을 수집하고, LC/MS 분석 및/또는 박층 크로마토그래피 (TLC) 분석 이후에 추가로 정제를 위해 건조하였다.
추가의 정제를 순상 또는 특정 분취-HPLC 칼럼 예컨대 Waters Spherisorb CN, Waters Prep 실리카, 또는 Kromacil 60-5DIOL를 통해 달성될 수 있었다. 또한, 용출 용매는 헥산, 헵탄, 에틸 아세테이트, 에탄올, 아세톤, 이소프로판올, 또는 다른 유기 용매, 또는 조합을 포함할 수 있다. 풍부한 또는 순수한 표적 화합물(들)을 갖는 분획을 수집하였고, LC/MS 분석 및/또는 박층 크로마토그래피 (TLC) 분석 이후 추가의 처리를 위해 건조한다.
추가의 정제는 농축 물질의 복잡성 및 표적 화합물의 특성 예컨대 극성, 용해도에 따라 다양한 역상 분취-HPLC를 통해 달성될 수 있다. 분리를 위해 이용되는 역상 분취-HPLC 칼럼은 Waters Sunfire Prep C18 OBD, Waters Xbridge Prep C18 OBD, Kromacil C4, Thermo Acclaim Polar Advantage 2, 및 Phenomenex Luna C18을 포함한다. 일반 용매계는 0.1% 포름산 또는 0.01% 트리플루오로아세트산 개질제 또는 25 mM 암모늄 포르메이트 완충액을 갖거나 갖지 않는 물 및 아세토니트릴 또는 메탄올의 혼합물이다. 용출 방식은 선형 구배 또는 등용매일 수 있다. 순수한 표적 화합물(들)을 갖는 분획을 수집하고, LC/MS 분석 및/또는 박층 크로마토그래피 (TLC) 분석 이후 추가의 처리를 위해 건조시킨다.
순수한 화합물을 함유하는 분획은 처리되고, 건조 공정에 가해져 순수한 고형 물질을 수득하였다. 특정 표적 화합물을 역상 칼럼 크로마토그래피 정제 이후 수성 매트릭스로부터 에틸 아세테이트 또는 디클로로메탄로 추출하였다. 용매 제거 및 건조 기술은 회전증발기, 진공회전증발기, 및 동결건조를 포함한다. 정제된 표적 화합물의 순도 및 화학 구조는 LC-MS(/MS) 및 NMR 기술에 의해 결정된다.
실시예 2. F2 및 F3의 단리
스트렙토마이세스 말레이시엔시스 (NRRL B-24313; ATCC BAA-13; DSM 41697; JCM 10672; KCTC 9934; NBRC 16446; CGMCC 4.1900; IFO 16448) 생성 F1 (표적 질량 595), F2 (표적 질량 609) 및 화합물 3 (표적 질량 623)의 10 L 발효 액체배지를 원심분리에 의해 분리하였다. F1 및 F2은 정화된 액체배지 및 미생물 펠릿 모두에 존재한다. 상청액에서의 표적 화합물을 용적의 비 (1:1, v/v)로 EtOA로 1회 추출하였다. 펠릿을 각각의 추출에 대해 1시간-1.5시간 동안 오버헤드 교반기로 교반하면사 1.5 L의 EtOAc-MeOH (9:1, v/v)로 3회 추출하였다. 유기 추출물을 셀라이트를 통해 여과시켰다. 조합된 여과물을 건조시까지 35℃에서 증발시켜 약 30 g의 조 추출물을 수득하였다. 잔류물을 이후 90 mL의 DCM-THF (80:20, v/v)에 용해시키고, 이 60 g의 실리카겔에 첨가하고 35℃에서 진공 중에서 건조시켰다. 건조된 잔류물/실리카 혼합물을 120 g RediSep 실리카 금 카트리지 상에 장입하였다. 화합물을 85 mL/min로 30분에 걸쳐 선형 구배로 100% 헵탄 대 헵탄-EtOAc (6:4, v/v)로 용출하였고, Teledyne ISCO Combiflash Rf 기기 상에서 분획마다 50 mL로 수집하였다.
TLC에 의해, F2 풍부 분획을 헵탄 중의 20% 내지 30% EtOAc로 용출시켰다. 수집된 분획을 이후 35℃에서 농축시켜 900 mg의 풍부한 F2 물질을 제공하였고, 이를 실리카겔 카트리지 상에서 추가로 재정제시켰다. 약 1 mL의 DCM을 사용하여 분획을 용해시키고, 1.8 g의 실리카겔을 첨가하였다. 건조된 혼합물을 80 g RediSep 실리카 금 카트리지 상에 장입하였다. 화합물을 60 mL/min에서 30분에 걸쳐 선형 구배로 100% 헵탄 대 헵탄-EtOAc (6:4, v/v)으로 용출시켰고, 분획당 50 mL 로 수집하였다. TLC에 의해 순수한 분획 25-28을 용매 제거를 위해 35℃에서 진공 중에서 조합하여 구조 설명 및 생물학적 시험에 대해 300 mg의 순수한 F2 (베타-형태)를 수득하였다.
F2: 1H NMR (500 MHz, 벤젠-d 6) δ 7.20-7.13 (m, 4H), 7.0 -7.05 (m, 1H), 5.82 (s, 1H), 5.79-5.69 (m, 2H), 5.51 (m, 1H), 5.46-5.35 (m, 3H), 4.60 (d, J = 12 Hz, 1H), 3.98-3.90 (m, 1H), 3.63 (dqd, J = 13, 6.5, 3.0 Hz, 1H), 3.22 (d, J = 3.6 Hz, 1H), 3.07 (td, J = 12, 2.8 Hz, 1H), 3.00 (t, J = 9.9 Hz, 1H), 2.93 (dd, J = 13, 4.4 Hz, 1H), 2.63-2.54 (m, 3H), 2.20 (d, J = 13 Hz, 1H), 2.11-2.03 (m, 1H), 1.99-1.86 (m, 2H), 1.79-1.71 (m, 1H), 1.68-1.60 (m, 1H), 1.51-1.47 (m, 1H), 1.45 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 1.37 (m, 4H), 1.31 (m, 1H), 1.30 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 1.29-1.22 (m, 2H), 1.16-1.08 (m, 1H), 1.04-0.94 (m, 1H), 0.82 (t, J = 7.4 Hz, 3H), 0.69 (d, J = 6.7 Hz, 3H). 13C NMR (125 MHz, 벤젠-d 6) δ 209.9, 169.7, 167.5, 141.3, 132.2, 129.6, 129.4, 128.7, 128.0, 127.7, 126.4, 98.2, 79.7, 75.5, 71.1, 51.9, 46.9, 44.2, 44.0, 40.4, 36.2, 35.3, 35.3, 35.2, 34.0, 33.3, 25.4, 25.3, 22.5, 21.1, 17.4, 17.1, 11.6, 9.7. HR-MS [M+Na]+: 계산치 [C36H51NO7+ Na]+ 632.3563, 실측시 632.3569.
TLC 및 LC-MS 분석에 의해, 화합물 3 풍부 분획을 헵탄 중에서 30% 내지 40% EtOAc에서 용출시켰다. 수집된 분획을 이후 35℃에서 농축시켜 500 mg의 풍부 화합물 3 물질을 제공하였고, 이를 Thermo Polar Advantage II 칼럼 (5 μm, 250 x 21.2 mm) 상의 역상 분취-HPLC에 의해 추가로 재정제하였다. 분취-HPLC 조건은 0.1% 포름산이 추가된 수중의 70% 아세토니트릴, 15 mL/min, 254 nm으로의 등용매 용출 방식을 포함하였다. 화합물 3 풍부 샘플을 반복적 10회 주사를 위해 10 mL 메탄올에 용해시켰다. 23.5 분에서의 표적 화합물 3 피크를 수집하였다. 분취-HPLC로부터 수집된 분획으로부터의 EtOAc로의 추출 및 진공 중에서의 용매 제거 이후, 250 mg의 순수한 화합물 3을 수득하였다. 그것의 화학 구조를 이후 다양한 LC-MS 및 NMR 기술에 의해 이후 결정하였다.
F3: 1H NMR (500 MHz, 벤젠-d 6, 회전이성질체의 1:1 혼합물) δ 7.30 (m, 1H), 7.20-7.10 (m, 6H), 7.10-7.06 (m, 3H), 7.00 (m, 2H), 5.65-5.55 (m, 2H), 5.45 (m, 1H), 5.25-5.15 (m, 2H), 4.98 (dd, J = 15, 7.3 Hz, 1H), 4.89 (dd, J = 8.9, 5.0 Hz, 1H), 4.67 (dd, J = 15, 8.8 Hz, 1H), 4.45 (m, 2H), 4.20 (m, 1H), 4.13 (m, 1H), 3.87 (m, 1H), 3.57 (m, 2H), 3.35-3.05 (m, 3H), 2.72 (m, 2H), 2.65-2.50 (m, 2H), 2.50-2.30 (m, 6H), 2.08 (m, 1H), 1.93 (m, 1H), 1.80-0.90 (m, 50H) [1.71 (d, J = 6.8 Hz, 3H), 1.54 (d, J = 6.8 Hz, 3H)], 1.24 (d, J = 6.5 Hz, 3H), 1.18 (d, J = 6.6 Hz, 3H), 1.08 (d, J = 6.8 Hz, 3H), 1.01 (m, J = 6.7 Hz, 3H)], 0.73 (t, J = 7.5 Hz, 3H), 0.69 (t, J = 7.5 Hz, 3H). 13C NMR (125 MHz, 벤젠-d 6) δ 201.5, 199.9, 197.8, 191.6, 170.4, 169.5, 166.8, 166.6, 145.4, 144.8, 140.6, 140.5, 133.9, 131.3, 129.7, 129.4, 129.3, 128.8, 128.8, 128.4, 128.3, 126.6, 126.5, 126.0, 100.0, 99.3, 80.6, 78.2, 73.1, 72.4, 71.7, 70.6, 57.1, 52.6, 51.9, 51.1, 45.8, 45.4, 44.2, 42.5, 42.2, 39.8, 35.8, 35.7, 35.6, 34.1, 33.6, 33.4, 29.9, 29.9, 29.3, 28.2, 27.4, 27.1, 25.1, 25.1, 22.3, 22.2, 21.3, 21.2, 16.6, 16.2, 14.6, 13.7, 11.2, 11.1, 10.6, 9.5. HR-MS [M+H]+: 계산치 [C36H49NO8+ H]+ 624.3536, 실측시 624.3547.
실시예 3. F22의 단리
재조합 균주 S1806으로부터 생성된 10 L의 발효 액체배지를 원심분리시켜 펠릿 및 상청액을 수득하였다. 펠릿을 1.5 L의 EtOAc-MeOH (9:1, v/v)로 3회 추출하였다. 유기 용매를 조합하였고, 진공 중에서 농축시켜 1.8 g의 조 추출물을 수득하였다. 이에 2 mL의 헵탄-THF (4:1, v/v)을 첨가하여 용해시켰고, 2 g의 셀라이트를 이후 첨가하여 30℃에서의 회전증발기 상에서의 용매의 제거 이후 건조된 혼합물을 수득하였다. 건조된 잔류물/셀라이트 혼합물을 칼럼 크로마토그래피를 위해 40 g RediSep 실리카 금 카트리지 상에 장입하였다. 화합물을 분획당 50 mL로 수집된 20 mL/min에서 헵탄 (v/v) 중에서 25분에 걸쳐 100% n-헵탄 내지 40% EtOAc로부터 선형 구배 용출로 분획하였다. F22 (표적 매스 607)을 LC-MS 분석에 의해 확인된 분획 14에 대부분 농축시켰다. 분획 14를 이후 30℃에서 진공 중에서 건조시켜 17.8 mg 고형 물질을 수득하였고, 이를 Thermo Polar Advantage II 칼럼 (5 μm, 250 x 21.2 mm) 상의 분취-HPLC에 의해 추가로 정제하였다. 분취-HPLC 조건은 0.1% 포름산이 추가된 수중의 90% 아세토니트릴, 15 mL/min, 254 nm으로의 등용매 용출 방식을 포함하였다. 샘플을 반복적 5 주사를 위해 1.78 mL 메탄올에 용해시켰다. 11.5 분에서의 표적 F22 피크를 수집하였다. 진공에서의 용매 제거 이후, 3.64 mg의 순수한 F22를 수득하였다. 그것의 화학 구조를 이후 다양한 LC-MS/MS 및 NMR 기술에 의해 결정하였다.
실시예 4. 선택된 화합물의 합성
기기:
Agilent SD-1 시스템을 사용하여 분취 HPLC 상에서 정제를 수행하였다.
전기분무 LC/MS 분석을 Agilent 1260 시리즈 LC 펌프가 장착된 Agilent 1260 Infinity 시스템을 사용하여 수행하였다. 사용된 방법은 하기와 같다:
분석적 HPLC 방법 1:
Agilent Zorbax Extend C-18 역상 칼럼 (2.1x50 mm), 1.8μm:
용매 A: 물 + 0.1% 포름산
용매 B: 아세토니트릴 + 0.1% 포름산
유량: 0.5 mL/min
주입 용량: 5 μL
칼럼 온도: 40℃
구배:
분석적 HPLC 방법 2:
ThermoScientific Acclaim, Polar Advantage II, 4.6x150mm, 5μm
용매 A: 물 + 0.1% 포름산
용매 B: 아세토니트릴 + 0.1% 포름산
유량: 0.8 mL/min
주입 용량: 5 μL
칼럼 온도: 40℃
등용매:
전기분무 UHPLC/MS 분석을 Agilent 1260 시리즈 LC 펌프가 장착된 Agilent 1260 Infinity 시스템을 사용하여 수행하였다. 사용된 방법은 하기와 같다.
분석적 UHPLC 방법 1:
Agilent Zorbax Extend C-18 역상 칼럼 (2.1x50 mm), 1.8μm:
용매 A: 물 + 0.1% 포름산
용매 B: 아세토니트릴 + 0.1% 포름산
유량: 0.5 mL/min
주입 용량: 5 μL
칼럼 온도: 40℃
구배:
정제 방법 A: ACCLAIM Polar Advantage II (21.2x250mm) 칼럼을 사용하여 수행하였다. 유량 17mL/min, 등용매 70%B. 용매 A는 0.1% 수성 포름산이었고, 용매 B는 0.1% 포름산을 함유하는 100% 아세토니트릴이었다.
F11의 합성
(2S)-1-((4R,7S)-7-((2R,3S,4R,11S,12R)-12-벤질-3,11-디하이드록시-4-메틸테트라데칸-2-일)-2-하이드록시-4-메틸-3-옥소옥세판-2-카보닐)피페리딘-2-카복실산 C-11 락톤. F11의 합성
(2S)-1-((4R,7S)-7-((2R,3S,4R,6E,9E,11R,12R)-12-벤질-3,11-디하이드록시-4-메틸테트라데카-6,9-디엔-2-일)-2-하이드록시-4-메틸-3-옥소옥세판-2-카보닐)피페리딘-2-카복실산 C-11 락톤 (5 mg, 8.2umol) 및 질소 하에서의 탄소 (2 mg) 상의 10% 팔라듐 및 교반기 비드의 혼합물에 에틸 아세테이트 (1 mL)를 첨가하였다. 플라스크에 수소를 충전하였고, 1.5 시간 동안 격렬하게 교반하였다. 수소의 분위기를 질소로 대체하였고, 반응물을 셀라이트를 통해 여과시켰다. 셀라이트 패드를 더 많은 에틸 아세테이트로 세정하였고, 용매를 진공 중에서 증발시켰다. 잔류물을 실리카겔 상의 크로마토그래피, 구배 용출 에틸 아세테이트: 헥산 40:60 내지 100:0에 의해 정제하여 표제 화합물을 수득하였다.
1H NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 7.28 (m, 2H), 7.19 (m, 1H), 7.13 (d, J = 6.98 Hz, 2H), 5.65 (s, 1H), 5.26 (d, J = 4.92 Hz, 1H), 5.11 (m, 1H), 4.67 (d, J = 13.02 Hz, 1H), 4.02 (dd, J = 10.67, 1.13 Hz, 1H), 3.35 (m, 1H), 3.23-3.10 (m, 2H), 2.72 (dd, J = 13.85, 5.50 Hz, 1H), 2.50 (dd, J = 13.93, 9.25 Hz, 1H), 2.39 (m, 1H), 1.95-1.73 (m, 5H), 1.71-1.15 (m, 25H), 1.03 (d, J = 6.71 Hz, 3H), 0.85 (t, J = 7.42 Hz, 3H), 0.79 (d, J = 6.82 Hz, 3H) ppm.
13C NMR (CDCl3, 500 MHz): δ 210.5, 170.3, 167.4, 140.5, 129.0, 128.3, 126.0, 97.8, 79.1, 76.9, 71.1, 52.0, 45.9, 43.9, 43.5, 39.9, 36.3, 35.1, 33.1, 32.3, 31.9, 29.1, 27.9, 27.1, 25.8, 25.1, 23.4, 22.1, 21.1, 20.0, 17.0, 16.6, 11.5, 8.9 ppm.
MS (ESI): (C36H55NO7 + H)+ 614.4057에 대한 계산치, 614.4066 실측치.
F24의 합성
(S)-1-(2-((2R,3R,6S)-6-((2R,3R,4S,6E,9E,11R,12R)-12-벤질-3,11-디하이드록시-4-메틸-5-옥소테트라데카-6,9-디엔-2-일)-2-하이드록시-3-메틸테트라하이드로-2H-피란-2-일)-2-옥소아세틸)피페리딘-2-카복실산 C-11 락톤의 합성.
질소 하에서의 에틸 아세테이트 (1 mL) 중의 F3 (24.2 mg, 36.7μmol)의 용액에 10% Pd/C (12 mg, 50% w/w)를 첨가하였다. 플라스크에 수소를 충전하였고, 현탁액을 30분 동안 실온에서 교반하였다. 수소를 질소로 대체하였고, 반응 혼합물을 이후 셀라이트를 통해 여과시켰다. 여과물을 진공 하에서 농축시켜 24 mg의 조 생성물을 얻었고, 이의 일부를 방법 A를 사용하여 정제하여 백색 고체로서 테트라하이드로 WDB-003를 수득하였다 (11 mg, 47.8%). TLC: (50/50 헵탄 /에틸 아세테이트) Rf = 0.45.
1H NMR (400 MHz, C6D6, 회전이성질체의 1:0.3 혼합물, 별표 (*)는 소수 이성질체와 연관된 피크를 나타냄) δ 7.25-7.0 (m, 5H), 6.18* (s, 1H), 5.33-5.28(m, 2H), 5.11* (d, J = 12Hz, 1H), 4.92* (m, 1H), 4.45* (d, J = 12Hz, 1H), 4.24 (m, 1H), 4.06* (td, J = 8Hz, 1H), 3.40(dd, J = 4Hz, 1H), 3.88 (t, J = 8Hz, 1H), 3.65 (d, J = 12Hz, 1H), 3.30 (td, J = 12Hz, 1H), 3.02* (td, J = 12, 4 Hz, 1H), 2.84* (m, 1H), 2.74 (dd, 16, 8 Hz, 1H), 2.65 (q, 8Hz, 1H), 2.61-2.48 (m, 2H), 2.38-2.09 (m, 5H), 1.73-1.54 (m, 6H), 1.47-1.02 (m, 28H), 0.90 (m, 4H), 0.80 (t, J = 8Hz, 3H), 0.73* (t, J = 8Hz, 3H) ppm.
13C NMR (400MHz, C6D6) δ: 212.59, 197.51, 170.64, 166.70, 140.93, 129.39, 128.77, 128.17, 127.94, 126.43, 99.30, 76.54, 72.64, 71.61, 52.46, 51.24, 46.46, 45.30, 41.62, 40.82, 36.20, 35.31, 32.09, 29.96, 29.47, 27.67, 26.17, 25.71, 24.92, 22.57, 21.78, 21.59, 16.59, 13.68, 11.49, 10.37 ppm. MS (ESI): (C36H53NO8 + Na)+ 650.37에 대한 계산치, 650.3 실측치.
F25의 합성
(2S)-1-((4R,7S)-7-((2R,3R,4S,11S,12R)-12-벤질-3,11-디하이드록시-4-메틸-5-옥소테트라데칸-2-일)-2-하이드록시-4-메틸-3-옥소옥세판-2-카보닐)피페리딘-2-카복실산 C-11 락톤의 합성.
질소 하의 디클로로메탄 (2 mL) 중의 (S)-1-(2-((2R,3R,6S)-6-((2R,3R,4S,6E,9E,11R,12R)-12-벤질-3,11-디하이드록시-4-메틸-5-옥소테트라데카-6,9-디엔-2-일)-2-하이드록시-3-메틸테트라하이드로-2H-피란-2-일)-2-옥소아세틸)피페리딘-2-카복실산 C-11 락톤-F24(18.8 mg, 30.1 μL) 및 트리에틸아민 (4.0 μL, 30.1 μL)의 빙랭된 용액에 tert-부틸디메틸실릴 트리플루오로메탄설포네이트 (6.9 μL, 30.1 μmol)를 주사기로 첨가하였다. 생성된 용액을 0℃에서 15분 동안 교반하였고, 이후 2시간 동안 실온으로 가온시켰다. 반응물을 0℃로 냉각시켰고, 트리에틸아민 (4.0 μL, 30.1 μL) 및 tert-부틸디메틸실릴 트리플루오로메탄설포네이트 (6.9 μL, 30.1 μmol)의 제2 부분을 첨가하였다. 반응물을 다시 실온으로 가온시키고, 16시간 동안 질소하에서 교반하였다. 디클로로메탄 (10 mL) 및 0.5 M 수성 중탄산나트륨 용액 (10 mL)을 첨가하였고, 유기층을 분리하고, 5% 염수 용액 (10 mL)로 세정하였고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과시키고, 여과물을 진공 중에서 농축시켰다. 조 생성물을 방법 A를 사용하여 정제하여 백색 고체로서 개시 물질 (2.52 mg) 및 백색 고체로서 표제 화합물 (4.51 mg)을 수득하였다.
1H NMR (400 MHz, C6D6) δ 7.26-7.16 (m, 4H), 7.07 (tt, J = 6.4, 2 Hz, 1H), 5.58 (s, 1H), 5.39 (d, J = 4.8 Hz, 1H), 5.17 (m, 1H), 4.67 (d, J = 12.4 Hz, 1H), 4.29 (d, J = 10.8 Hz, 1H), 3.42 (m, 1H), 3.06 (td, J = 11.2, 2.8 Hz, 1H), 2.92 (t, J = 10Hz, 1H), 2.85 (m, 1H), 2.75 (s, 1H), 2.66 (dd, J = 14, 5.6 Hz, 1H), 2.52 (dd, J = 14, 9.2 Hz, 1H), 2.35 (m, 1H), 2.28 (m, 1H), 1.84 (m, 2H), 1.68-1.59 (m, 2H), 1.46-1.06 (m, 23H), 0.88 (m, 4H), 0.82 (t, 3H, J = 7.2 Hz) ppm.
13C NMR (400 MHz, C6D6) δ: 226.15, 210.53, 209.8, 179.03, 167.59, 140.84, 129.40, 128.77, 128.18, 127.9, 126.45, 98.16, 79.21, 76.85, 70.48, 52.20, 46.07, 44.46, 43.88, 42.76, 36.67, 35.30, 35.14, 32.88, 30.53, 27.94, 25.49, 25.32, 24.57, 22.39, 21.36, 20.72, 16.98, 15.16, 11.68, 9.08 ppm.
MS (ESI): (C36H53NO8 + Na)+ 650.37에 대한 계산치, 650.3 실측치.
실시예 5. 사이클로스포린 유사체의 합성
일반적인 프로토콜
사이클로스포린의 2,000개 초과의 유사체는 예를 들어 문헌 [Li 등 J. Org. Chem 2000(65), 2951]의 방법에 따라 용액-상 펩타이드 합성을 사용하여 제조하였다. 사이클로스포린: 사이클로-(D-Ala8-MeLeu9-MeLeu10-MeVal11-MeLeu1-Nva2-Sar3-MeLeu4-Val5-MeLeu6-Ala7)의 아미노산 서열에서, D-Ala8 내지 Sar3의 폴리펩타이드 스트레치는 사이클로필린 A와의 다수의 결합과 관련된 "불변" 영역인 것으로 고려된다. 따라서, 사이클로필린 결합을 보존하는 사이클로스포린 유사체는 MeLeu4-Val5-MeLeu6-Ala7 단편에 대한 테트라펩타이드 대체물의 합성, 이후 연신 및 고리화에 의해 제조될 수 있다.
사이클로-(D-Ala8-MeLeu9-MeLeu10-MeVal11-MeLeu1-Nva2-Sar3-Gly4-Gly5-Gly6-Gly7)의 합성을 위한 특정 예에서, Fmoc-Gly-OH 및 Ala-OBzl을 2,6-루티딘 및 BDMP (5-(1H-벤조트리아졸-1-일옥시)-3,4-디하이드로-1-메틸 2H-파이롤륨 헥사클로로안티모네이트)의 존재 하에 커플링시켜 Fmoc-Gly-Gly-OBzl를 생성하였다. 디에틸아민로의 Fmoc 기의 제거 이후 (BDMP에 의해 촉진되는) Fmoc-Gly-OH과의 커플링으로 Fmoc-Gly-Gly-Gly-OBzl을 산출하였다. Fmoc 제거 및 Fmoc-Gly-OH 커플링을 다시 반복하여 Fmoc-Gly-Gly-Gly-Gly-OBzl을 생성하였다. 이러한 적합하게 보호된 테트라펩타이드는 문헌 [Li et al]에 제공된 방법에 따라 사이클로스포린 유사체 사이클로-(D-Ala8-MeLeu9-MeLeu10-MeVal11-MeLeu1-Nva2-Sar3-Gly4-Gly5-Gly6-Gly7)로 제조될 수 있다.
실시예 6. 본 발명의 환형 펩타이드 화합물의 합성
일반적인 프로토콜
문헌 [Ishizawa 등 J. Am. Chem. Soc. 2013(135), 5433]에 기재된 일반적인 방법을 사용할 수 있다. 합성 불변 영역을 제조하고, 여기서 단부는 카복실산, 및 (어느 하나의 배향의) (2-클로로아세트아미도)-아실화된 아민으로 말단화된다. 이후, 펩타이드 가변 영역을 Fmoc-Gly-Wang 수지로부터 출발하여 표준 Fmoc 고상 펩타이드 합성 (SPPS)을 사용하여 제조한다. 시스테인 잔기는 이후 거대환화가 실시되도록 내부 위치에 편입된다. 선형 폴리펩타이드는 합성 불변 영역과 커플링되고, 이후 트리플루오로아세트산을 사용하여 수지로부터 절단된다. 거대환화를 촉진하기 위해, 펩타이드를 DMSO에서 트리에틸아민으로 처리한다.
실시예 7. 사이클로필린 A에의 화합물의 결합
사이클로필린 A에 대한 본 발명의 화합물의 결합은 하기 프로토콜을 사용하여 결정될 수 있다.
일반적인 프로토콜
이 프로토콜은 Flag 태깅된 사이클로필린 A에의 바이오티닐화된 사이클로스포린 A의 결합을 측정함으로써 사이클로스포린 유사체를 검출하기 위해 Perkin Elmers AlphaLISA 기술 플랫폼을 이용한다.
시약: 10x TBST 완충액 (Boston BioProducts IBB-181), 바이오티닐화된 사이클로스포린 A (인하우스), 바이오티닐화된 사이클로스포린 A (인하우스), Flag 태깅된 사이클로필린 A (인하우스); 항-FLAG 공여체 비드 (PerkinElmer AS103) 및 스트렙타비딘 수용체 비드 (PerkinElmer AL125); DMSO 중의 화합물 (인하우스), 사이클로스포린 A (LC Labs Cat# C-6000).
장비: Biotek Synergy2, Janus MTD 헤드 피펫터, 에펜도르프 리피트 피펫터
공급: 백색 96-웰 코닝 ½ 면적 플레이트 (Cat #3642), 96-웰 폴리프로필렌 전체 스커트 (180ul) PCR 플레이트, 96-웰 Viaflow P20 팁 (Janus MTD 헤드 피펫터용).
검정의 실험 프로토콜/설명: 20uL의 6 nM 바이오티닐화된 CsA 연구 스톡을 96-웰 플레이트의 각 웰에 첨가한다. 1uL의 테스트 화합물 (100% DMSO)을 Janus MTD 헤드 및 P20 팁을 사용하여 플레이트의 각 웰에 첨가한다 (대조군 웰 제외). 1uL의 DMSO를 음성 대조군 웰에 첨가하고, 1uL의 500uM 사이클로스포린 A 용액을 양성 대조군 웰에 첨가한다. 암실에서, 20uL의 조합된 공여체/수용체 비드를 각 웰에 첨가한다. 실온에서 30분 동안 암실에서 인큐베이션시킨다. 암실에서, 10uL의 25 nM Flag 태깅된 CypA 연구 스톡을 각 웰에 첨가한다. 실온에서 60분 동안 암실에서 인큐베이션시킨다. Biotek Synergy2 플레이트 리더; Alphalisa 96-웰 프로토콜 (680 여기/615 방출) 상에서의 판독시까지 빛으로부터 플레이트를 보호한다.
결과: 사이클로필린 A에 대한 104 사이클로스포린 유사체의 결합 친화도를 하기 표 5에 나타난 바와 같이 결정하였다.
[표 5] 사이클로스포린 유사체의 사이클로필린 A 결합
실시예 8. FKBP12에 대한 화합물의 결합
FKBP12에 대한 본 발명의 화합물의 결합은 하기 프로토콜을 사용하여 결정될 수 있다.
일반적인 프로토콜
이 프로토콜은 Flag 태깅된 FKBP12에의 바이오티닐화된 FK506의 결합의 억제를 측정하여 FKBP 결합제를 검출하기 위해 Perkin Elmers AlphaLISA 기술 플랫폼을 이용한다.
시약: 10x TBST 완충액 (Boston BioProducts IBB-181), 바이오티닐화된 FK506 (인하우스), Flag 태깅된 FKBP (인하우스); 항-FLAG 공여체 비드 (PerkinElmer AS103) 및 스트렙타비딘 수용체 비드 (PerkinElmer AL125); DMSO 중의 화합물 (인하우스), FK506.
장비: Biotek Synergy2, Janus MTD 헤드 피펫터, 에펜도르프 리피트 피펫터
공급: 백색 96-웰 코닝 ½ 면적 플레이트 (Cat #3642), 96-웰 폴리프로필렌 전체 스커트 (180ul) PCR 플레이트, 96-웰 Viaflow P20 팁 (Janus MTD 헤드 피펫터용).
검정의 실험 프로토콜/설명: 20uL의 12.5 nM FKBP-FLAG 연구 스톡을 96-웰 플레이트의 각 웰에 첨가한다. 1uL의 테스트 화합물 (100% DMSO)을 Janus MTD 헤드 및 P20 팁을 사용하여 플레이트의 각 웰에 첨가한다 (대조군 웰 제외). 1uL의 DMSO를 음성 대조군 웰에 첨가하고, 1uL의 500uM FK506 용액을 양성 대조군 웰에 첨가한다. 암실에서, 20uL의 조합된 공여체/수용체 비드를 각 웰에 첨가한다. 실온에서 30분 동안 암실에서 인큐베이션시킨다. 암실에서, 10uL의 5 nM 바이오티닐화된 FK506 연구 스톡을 각 웰에 첨가한다. 실온에서 60분 동안 암실에서 인큐베이션시킨다. Biotek Synergy2 플레이트 리더; Alphalisa 96-웰 프로토콜 (680 여기/615 방출) 상에서의 판독시까지 빛으로부터 플레이트를 보호한다.
결과: 선택된 화합물에 대한 FKBP12 결합을 하기 표 6에 나타난 바와 같이 결정하였다.
[표 6] FKBP12 결합
실시예 9. FKBP12에 대한 화합물의 결합을 측정하기 위한 SPR 프로토콜
이 프로토콜은 고정된 FKBP12 (리간드)에의 화합물 (피분석물)의 결합에 대한 동력학 (KD, Ka, Kd)을 결정하기 위한 방법으로서 표면 플라즈몬 공명 (SPR)을 이용한다.
시약: 100% DMSO 중의 화합물 (인하우스), 10 X HBS-P+ 완충액 (GE Healthcare BR-1006-71), 검정 완충액 (1 X HBS-P+ 완충액, 1% DMSO), 12 x HIS 태깅된 FKBP12 (인하우스).
장비: BIACORETM X100 (GE Healthcare)
공급: NTA 센서 칩 (GE Healthcare BR-1000-34)
실험 프로토콜: 실험을 25℃에서 수행한다. 12XHIS 태깅된 FKBP12의 모액을 검정 완충액 (1% DMSO 최종) 중에서 100 nM로 희석시킨다. 대략 500-600 RU의 FKBP12를 활성화된 NTA 칩의 2개의 유동 전지 중 하나 상에 고정한다. 제2 유동 전지는 센서 칩에 대한 피분석물의 비-특이적 상호작용에 대한 참조로서 활성화되지 않는다. 동일한 검정 완충액 (1% DMSO 최종)으로 연속으로 희석된 다양한 농도의 화합물 (1nM-1μM 범위)를 10 μl/min의 유량으로 FKBP12 표면 및 참조 표면 상에 주입한다. 표면은 350 mM EDTA로의 피분석물 주사들 간에 재생된다.
데이터 핏팅: BiaEvaluation 소프트웨어 프로그램을 데이터 핏팅에 대해 사용된다. 모든 데이터는 참조 유동 전지 및 완충액 주사 모두에 대해 표준 차감된다. 동력학 분석을 위해, 데이터는 국소적으로 1:1 상호작용 모델로 핏팅된다.
[표 7] FKBP12 결합 데이터
실시예 10. SPR에 의한 FKBP12에 대한 F2 및 F11의 결합의 결정
이 프로토콜은 고정된 FKBP12 (리간드)에의 F2 및 F11 (피분석물)의 결합에 대한 동력학 (KD, Ka, Kd)을 결정하기 위한 방법으로서 표면 플라즈몬 공명 (SPR)을 이용한다.
시약: 100% DMSO 중의 F2 및 F11 (인하우스), 10 X HBS-P+ 완충액 (GE Healthcare BR-1006-71), 검정 완충액 (1 X HBS-P+ 완충액, 1% DMSO), 12 x HIS 태깅된 FKBP12 (인하우스).
장비: BIACORETM X100 (GE Healthcare)
공급: NTA 센서 칩 (GE Healthcare BR-1000-34)
실험 프로토콜: 실험을 25℃에서 수행한다. 12XHIS 태깅된 FKBP12의 모액을 검정 완충액 (1% DMSO 최종) 중에서 100 nM로 희석시킨다. 대략 500-600 RU의 FKBP12를 활성화된 NTA 칩의 2개의 유동 전지 중 하나 상에 고정한다. 제2 유동 전지는 센서 칩에 대한 피분석물의 비-특이적 상호작용에 대한 참조로서 활성화되지 않는다. 동일한 검정 완충액 (1% DMSO 최종)으로 연속으로 희석된 다양한 농도의 F2 또는 F11 (1nM-1μM 범위)를 10 μl/min의 유량으로 FKBP12 표면 및 참조 표면 상에 주입한다. 표면은 350 mM EDTA로의 피분석물 주사들 간에 재생된다.
데이터 핏팅: BiaEvaluation 소프트웨어 프로그램은 데이터 핏팅에 대해 사용된다. 모든 데이터는 참조 유동 전지 및 완충액 주사 모두에 대해 표준 차감된다. 동력학 분석을 위해, 데이터는 국소적으로 1:1 상호작용 모델로 핏팅된다.
결과: FKBP 12에의 F2의 결합에 대한 값은 하기와 같다: Ka (1/Ms): 4.50 x 104; Kd (1/s): 5.94 x 10-4; 및 KD: 13.2 nM.
FKBP12에의 F11의 결합에 대한 값은 하기와 같다: Ka (1/Ms): 5.67 x 105; Kd (1/s): 8.8 x 10-3; 및 KD: 15.6 nM.
실시예 11. 화합물의 세포 투과도의 결정
화합물의 세포 투과도는 하기 프로토콜을 사용하여 결정될 수 있다.
일반적인 프로토콜
이 프로토콜은 전체의 세포 검정에서 FKBP 결합 화합물 또는 사이클로필린 결합 화합물의 생물활성을 결정하기 위해 개질된 FKBP 또는 사이클로필린 탈안정화 돌연변이체를 이용한다.
시약: DMEM, 페놀 레드, 10% FBS, 1X 나트륨 피루베이트, 1X 글루타맥스가 없는 DMEM. 화합물을 가진 125 μl의 배지를 웰마다 첨가한다.
장비: Biotek Synergy2, Janus MTD 헤드 피펫터, 에펜도르프 리피트 피펫터
공급: 백색 96-웰 코닝 ½ 면적 플레이트 (Cat #3642), 96-웰 폴리프로필렌 전체 스커트 (180ul) PCR 플레이트, 96-웰 Viaflow P20 팁 (Janus MTD 헤드 피펫터용).
검정의 실험 프로토콜/설명: (FKBP 결합 화합물에 대한) HeLa-FKBP12 세포 또는 (사이클로필린 결합 화합물에 대한) HeLa-사이클로필린A 세포를 플레이팅하고, 5k/웰 (대략 ~18 시간)로 밤새 씨딩한다. 다중-채널 피펫을 사용하여, 오래된 배지를 수거하고, 화합물을 가진 ~125ul의 새로운 배지를 첨가한다. 화합물을 페놀 레드, 10% FBS, 1X 나트륨 피루베이트, 1X 글루타맥스가 없는 DMEM을 사용하여 희석한다. 웰마다 화합물을 가진 125 μL의 배지를 첨가한다. 세포를 농도: 30, 10, 3.33, 1.11, 0.37, 0.12, 0.04 및 0.013 uM로의 화합물로 처리한다. 72시간의 시점을 선택하여 여기/방출: 575/620로 플레이트 리더를 사용하여 플레이트를 판독한다.
계산: 세포 결합/투과도를 배수-변화 (처리된 샘플의 총 RFU/DMSO 처리된 샘플의 총 RFU 또는 배경에 대한 총 RFU (DMSO 처리된 샘플의 총 RFU이 차감된 총 RFU)로 계산한다.
결과: 세포 투과도 데이터를 표 8에 나타난 바와 같은 선택된 화합물에 대해 취합하였다.
[표 8] 바이오센서 투과도
실시예 12. 표적 단백질에 대한 프리젠터 단백질/화합물 복합체의 결합
표적 단백질에 대한 본 발명의 프리젠터 단백질/화합물 복합체의 결합을 하기 프로토콜을 사용하여 결정할 수 있다.
사이클로필린 A 복합체에 대한 일반적인 프로토콜
이 프로토콜은 6xHIS 태깅된 표적 단백질 + Flag 태깅된 사이클로필린 A 및 사이클로스포린 화합물의 결합을 측정함으로써 사이클로스포린 유사체를 검출하기 위해 Perkin Elmers AlphaLISA 기술 플랫폼을 이용한다.
시약: 10x TBST 완충액 (Boston BioProducts IBB-181), MgCl2 (Sigman), 6xHIS 태깅된 표적 단백질 (인하우스), Flag 태깅된 사이클로필린 A (인하우스); 항-FLAG 공여체 비드 (PerkinElmer AS103) 및 스트렙타비딘 수용체 비드 (PerkinElmer AL125); DMSO 중의 화합물 (인하우스), 사이클로스포린 A (LC Labs Cat# C-6000).
장비: Biotek Synergy2, Janus MTD 헤드 피펫터, 에펜도르프 리피트 피펫터.
공급: 백색 96-웰 코닝 ½ 면적 플레이트 (Cat #3642), 96-웰 폴리프로필렌 전체 스커트 (180ul) PCR 플레이트, 96-웰 Viaflow P20 팁 (Janus MTD 헤드 피펫터용).
검정의 실험 프로토콜/설명: 20uL의 250 nM 6xHIS 태깅된 표적 단백질 연구 스톡을 96-웰 플레이트의 각 웰에 첨가한다. 1uL의 테스트 화합물 (100% DMSO)을 Janus MTD 헤드 및 P20 팁을 사용하여 플레이트의 각 웰에 첨가한다 (대조군 웰 제외). 1uL의 DMSO를 음성 대조군 웰에 첨가한다. 암실에서, 20uL의 조합된 공여체/수용체 비드를 각 웰에 첨가한다. 실온에서 30분 동안 암실에서 인큐베이션시킨다. 암실에서, 10uL의 10 uM Flag 태깅된 CypA 연구 스톡을 각 웰에 첨가한다. 실온에서 60분 동안 암실에서 인큐베이션시킨다. Biotek Synergy2 플레이트 리더; Alphalisa 96-웰 프로토콜 (680 여기/615 방출) 상에서의 판독시까지 빛으로부터 플레이트를 보호한다.
FKBP12 복합체에 대한 일반적인 프로토콜
이 프로토콜은 6xHIS 태깅된 표적 단백질 + Flag 태깅된 FKBP12 및 FKBP 결합 화합물의 결합을 측정함으로써 화합물을 검출하기 위해 Perkin Elmers AlphaLISA 기술 플랫폼을 이용한다.
시약: 10x TBST 완충액 (Boston BioProducts IBB-181), MgCl2 (Sigman), 6xHIS 태깅된 표적 단백질 (인하우스), Flag 태깅된 FKBP12 (인하우스); 항-FLAG 공여체 비드 (PerkinElmer AS103) 및 스트렙타비딘 수용체 비드 (PerkinElmer AL125); DMSO 중의 화합물 (인하우스), FK506.
장비: Biotek Synergy2, Janus MTD 헤드 피펫터, 에펜도르프 리피트 피펫터.
공급: 백색 96-웰 코닝 ½ 면적 플레이트 (Cat #3642), 96-웰 폴리프로필렌 전체 스커트 (180ul) PCR 플레이트, 96-웰 Viaflow P20 팁 (Janus MTD 헤드 피펫터용).
검정의 실험 프로토콜/설명: 20uL의 250 nM 6xHIS 태깅된 표적 단백질 연구 스톡을 96-웰 플레이트의 각 웰에 첨가한다. 1uL의 테스트 화합물 (100% DMSO)을 Janus MTD 헤드 및 P20 팁을 사용하여 플레이트의 각 웰에 첨가한다 (대조군 웰 제외). 1uL의 DMSO를 대조군 웰에 첨가한다. 암실에서, 20uL의 조합된 공여체/수용체 비드를 각 웰에 첨가한다. 실온에서 30분 동안 암실에서 인큐베이션시킨다. 암실에서, 10uL의 10 uM Flag 태깅된 FKBP12 연구 스톡을 각 웰에 첨가한다. 실온에서 60분 동안 암실에서 인큐베이션시킨다. Biotek Synergy2 플레이트 리더; Alphalisa 96-웰 프로토콜 (680 여기/615 방출) 상에서의 판독시까지 빛으로부터 플레이트를 보호한다.
실시예 13. SPR에 의한 표적 단백질에 대한 프리젠터 단백질/화합물 복합체의 결합의 결정
이 프로토콜은 고정된 FKBP12-화합물 2원 복합체 (리간드)에의 포유동물 표적 단백질 (피분석물)의 결합에 대한 동력학 (KD, Ka, Kd)을 결정하기 위한 방법으로서 표면 플라즈몬 공명 (SPR)을 이용한다.
시약: 100% DMSO 중의 화합물 (인하우스), 10 X HBS-P+ 완충액 (GE Healthcare BR-1006-71), 검정 완충액 (1 X HBS-P+ 완충액, 1% DMSO, 1μM F2), 12 x HIS 태깅된 FKBP12 (인하우스), 포유동물 표적 단백질 (인하우스).
장비: BIACORETM X100 (GE Healthcare)
긍급 : NTA 센서 칩 (GE Healthcare BR-1000-34)
실험 프로토콜: 실험을 25℃에서 수행한다. 12XHIS 태깅된 FKBP12의 모액을 1μM 화합물을 함유하는 검정 완충액 (1% DMSO 최종) 중에서 100 nM로 희석시킨다. 대략 200-400 RU의 FKBP12를 활성화된 NTA 칩의 2개의 유동 전지 중 하나 상에 고정한다. 제2 유동 전지는 센서 칩에 대한 피분석물의 비-특이적 상호작용에 대한 참조로서 활성화되지 않는다. 1μM 화합물을 함유하는 동일한 검정 완충액 (1% DMSO 최종)으로 연속으로 희석된 다양한 농도의 표적 단백질 (1nM-1μM 범위)을 10 μl/min의 유량으로 FKBP12 표면 및 참조 표면 상에 주입한다. 표면은 350 mM EDTA로의 피분석물 주사들 간에 재생된다.
데이터 핏팅: BiaEvaluation 소프트웨어 프로그램은 데이터 핏팅에 대해 사용된다. 모든 데이터는 참조 유동 전지 및 완충액 주사 모두에 대해 표준 차감된다. 동력학 분석을 위해, 데이터는 국소적으로 1:1 상호작용 모델로 핏팅된다.
실시예 14. SPR에 의한 CEP250에 대한 FKBP12/F2 복합체의 결합의 결정
이 프로토콜은 고정된 FKBP12-F2 2원 복합체 (리간드)에의 CEP250 (피분석물)의 결합에 대한 동력학 (KD, Ka, Kd)을 결정하기 위한 방법으로서 표면 플라즈몬 공명 (SPR)을 이용한다.
시약: 100% DMSO 중의 F2 (인하우스), 10 X HBS-P+ 완충액 (GE Healthcare BR-1006-71), 검정 완충액 (1 X HBS-P+ 완충액, 1% DMSO, 1μM F2), 12 x HIS 태깅된 FKBP12 (인하우스), CEP25029.2 (잔기 1982-2231) 및 CEP25011.4 (잔기 2134-2231) (인하우스).
장비: BIACORETM X100 (GE Healthcare)
공급 : NTA 센서 칩 (GE Healthcare BR-1000-34)
실험 프로토콜: 실험을 25℃에서 수행한다. 12XHIS 태깅된 FKBP12의 모액을 1μM F2를 함유하는 검정 완충액 (1% DMSO 최종) 중에서 100 nM로 희석시킨다. 대략 200-400 RU의 FKBP12를 활성화된 NTA 칩의 2개의 유동 전지 중 하나 상에 고정한다. 제2 유동 전지는 센서 칩에 대한 피분석물의 비-특이적 상호작용에 대한 참조로서 활성화되지 않는다. 1μM F2를 함유하는 동일한 검정 완충액 (1% DMSO 최종)으로 연속으로 희석된 다양한 농도의 CEP250 (1nM-1μM 범위)을 10 μl/min의 유량으로 FKBP12 표면 및 참조 표면 상에 주입한다. 표면은 350 mM EDTA로의 피분석물 주사들 간에 재생된다.
데이터 핏팅: BiaEvaluation 소프트웨어 프로그램은 데이터 핏팅에 대해 사용된다. 모든 데이터는 참조 유동 전지 및 완충액 주사 모두에 대해 표준 차감된다. 동력학 분석을 위해, 데이터는 국소적으로 1:1 상호작용 모델로 핏팅된다.
결과: CEP25011.4 및 CEP25029.2에 대한 FKBP12/F2 복합체의 결합에 대한 k 값은 하기와 같다: 각각 Ka (1/Ms): 5.71 x 105; Kd (1/s): 3.09 x 10-3; 및 KD: 5.4 nM 및 Ka (1/Ms): 3.11 x 105; Kd (1/s): 9.25 x 10-5; 및 KD: 0.29 nM.
실시예 15. ITC에 의한 표적 단백질에 대한 프리젠터 단백질/화합물 복합체의 결합의 결정
일반적인 프로토콜
이 프로토콜은 표적 단백질에 대한 프리젠터 단백질 (예를 들어 FKBP, 사이클로필린)-화합물 2원 복합체의 결합과 연관된 열 변화를 직접적으로 측정하기 위해 등온 적정 열량측정 (ITC)을 이용한다. 열 변화의 측정은 결합 상수 (Ka), 반응 화학양론 (N), 및 결합 엔탈피에서의 변화 (ΔH)의 정확한 결정을 가능하게 한다.
시약: 100% DMSO 중의 화합물 (인하우스), 단백질 완충액 (10 mM HEPES, pH 7.5, 75 mM NaCl, 0.5 mM TCEP), 검정 완충액 (단백질 완충액 + 1% DMSO), 프리젠터 단백질 (예를 들어 FKBP, 사이클로필린) (인하우스), 표적 단백질 (인하우스).
장비: MicroCalTM ITC200 (GE Healthcare)
실험 프로토콜: 프리젠터 단백질 (예를 들어 FKBP, 사이클로필린) 모액을 검정 완충액 (1% DMSO 최종) 중에서 10 μM로 희석시킨다. 화합물을 20 μM (1% DMSO 최종)로 프리젠터 단백질에 첨가되고, 2원 복합체는 5-10분 사전-인큐베이션 시간 이후에 ITC 디바이스의 반응 셀에 충전된다. 표적 단백질 스톡을 검정 완충액 중에서 50 μM로 희석시키고, 주사 주사기에 충전되기 전에 20 μM 화합물 (1% DMSO 최종)을 보충한다. 화합물의 부재 하의 대조군 실험은 또한 이것이 반응 셀로의 주사기로부터 주사됨에 따라 적정제의 희석 및 작업 인공물과 연관된 열을 결정하기 위해 실시된다. 데이터 수집 및 분석을 CEP250에 대한 FKBP12-F2 및 FKBP12-F11 2원 복합체의 결합에 대해 기재된 바와 같다.
실시예 16. ITC에 의한 CEP250에 대한 FKBP12/F2 및 FKBP12/F2 복합체의 결합의 결정
이 프로토콜은 CEP250에 대한 FKBP12-F2 및 FKBP12-F11 2원 복합체의 결합과 연관된 열 변화를 직접적으로 측정하기 위해 등온 적정 열량측정 (ITC)을 이용한다. 열 변화의 측정은 결합 상수 (Ka), 반응 화학양론 (N), 및 결합 엔탈피에서의 변화 (ΔH)의 정확한 결정을 가능하게 한다.
시약: 100% DMSO 중의 F2 및 F11 (인하우스), 단백질 완충액 (10 mM HEPES, pH 7.5, 75 mM NaCl, 0.5 mM TCEP), 검정 완충액 (단백질 완충액 + 1% DMSO), FKBP12 (인하우스), CEP25029.4 (잔기 1982-2231) 및 CEP25011.4 (잔기 2134-2231) (인하우스).
장비: MicroCalTM ITC200 (GE Healthcare)
실험 프로토콜: FKBP12 모액을 검정 완충액 (1% DMSO 최종) 중에서 10 μM로 희석시킨다. 화합물을 20 μM (1% DMSO 최종)로 FKBP12에 대해 첨가하고, 2원 복합체를 5-10분 사전-인큐베이션 시간 이후 ITC 디바이스의 반응 셀에 충전된다. CEP250 단백질 스톡을 검정 완충액 중에서 50 μM로 희석시키고, 주사 주사기에 충전되기 전에 20 μM 화합물 (1% DMSO 최종)을 보충한다. 화합물의 부재 하의 대조군 실험은 또한 이것이 반응 셀로의 주사기로부터 주사됨에 따라 적정제의 희석 및 작업 인공물과 연관된 열을 결정하기 위해 실시된다. 보다 상세한 실험 파라미터는 하기 표 11 및 12에 나타나 있다:
[표 9] ITC 실험 파라미터
실험 장치: MicroCal TM iT200 (GE Healthcare)
실험 파라미터
주사 파라미터
[표 10] ITC에 대한 단백질 및 리간드 농도
최종 단백질 및 리간드 농도
데이터 핏팅: 데이터는 하기 절차에 따라 Origin ITC200 소프트웨어로 핏팅되었다.
1) 미가공 데이터를 판독한다.
2) "mRawITC"에서: 적분 피크 및 기준선을 조정하고, 모든 피크를 적분한다.
3) "델타 H" - 데이터 조절에서: 좋지 않은 데이터 (주사 #1 및 다른 인공물)를 제거하고, 직선을 차감한다 (배경 제거).
4) "델타 H" - 모델 핏팅에서: 한 세트의 부위 모델을 선택하고, 카이 제곱이 더 감소되지 않을 때까지 Levenberg-Marquardt 알고리즘으로의 핏팅을 수행하고, "실행"된 것을 완료한다 (파라미터 N, Ka 및 △H는 핏팅에 기초하여 계산됨).
CEP250에 대한 FKBP12-F2 및 FKBP12-F11 2원 복합체의 결합에 대한 ITC 측정은 하기 표 11에 요약되어 있다.
[표 11] ITC 측정
결과: 전반적으로, CEP25011.4 및 CEP25029.4에 대한 FKBP12-F2 및 FKBP12-F11 2원 복합체 결합에 대한 데이터는 유사한 상호작용 파라미터를 나타낸다. Kd 값은 모든 조합에 대해 유사하였다. 모든 상호작용은 거의 동일한 열역학적 프로파일을 나타내고, 이에서 결합은 순수 엔탈피 결합 방식을 특징으로 한다 (-T*ΔS 용어는 양이며, 깁스 자유 에너지에 기여하지 않는다). 모든 상호작용에 대한 결합 화학양론은 N=0.5-0.6이었고, CEP25011.4/F2/FKBP12의 결정 구조에서 입증된 바와 같이 2 FKBP12 분자에 대한 1 CEP250 동종이량체 결합에 대한 1:2 결합비를 지지한다.
실시예 17. 3원 복합체의 결정학상 구조 결정
일반적인 프로토콜
이 프로토콜은 특이적 FKBP12-화합물-표적 단백질 3원 복합체의 구조에 대한 결정화 및 구조 결정 방법을 기술한다.
시약: 100% DMSO 중의 화합물(인하우스), FKBP12 (인하우스), 및 포유동물 표적 단백질 (인하우스).
장비: Superdex 200 (GE Healthcare)
실험 프로토콜: 3:1 몰 과잉의 화합물을 12.5 mM HEPES pH 7.4, 75 mM NaCl 완충액 중의 FKBP12에 첨가하고, 4℃에서 밤새 인큐베이션시켰다. 3:1 몰 과잉의 FKBP12-화합물 2원 복합체를 표적 단백질에 첨가하고, 4℃에서 밤새 인큐베이션시켜 3원 복합체 형성을 완료하였다. 순수 3원 복합체를 12.5 mM HEPES pH 7.4, 75 mM NaCl 중의 Superdex 200 칼럼 상의 겔 여과 정제에 의해 단리한다. (10-20 mg/ml로의) 정제된 복합체를 다양한 완충액, 계면활성제 및 염 용액을 사용하는 시팅 드롭 증기 확산을 사용하여 22℃에서 결정화한다. 데이터 수집을 위해 결정을 20-25% 글리세롤이 보충된 모액을 함유하는 용액으로 이동시키고, 그 다음 액체 질소에서 냉동시킨다. 회절 데이터세트를 방사광 가속기(APS)에서 수집하였고, HKL 프로그램으로 처리하였다. 연구 모델로서 FKBP12 (PDB-ID 1FKD)의 공개된 구조를 사용하여 CCP4 세트에서 프로그램 PHASER을 사용하여 분자 대체 용액을 얻었다. 후속적인 모델 구축 및 전처리를 소프트웨어 패키지 CCP4 및 COOT를 사용하여 표준 프로토콜에 따라 수행하였다.
실시예 18. CEP250을 갖는 FKBP12/F2 및 FKBP12/F11 복합체의 3원 복합체의 결정학적 구조 결정
이 프로토콜은 FKBP12-화합물 2-CEP250 및 FKBP12-F11-CEP250 3원 복합체의 구조에 대한 결정화 및 구조 결정 방법을 기술한다.
시약: 100% DMSO 중의 F2 및 F11 (인하우스), FKBP12 (인하우스), 및 CEP25011.4 (잔기 2134-2231) (인하우스).
장비: Superdex 200 (GE Healthcare)
실험 프로토콜: 3:1 몰 과잉의 F2 또는 F11을 12.5 mM HEPES pH 7.4, 75 mM NaCl 완충액 중의 FKBP12에 첨가하고, 4℃에서 밤새 인큐베이션시켰다. 3:1 몰 과잉의 FKBP12-F2 또는 FKBP12-F11 2원 복합체를 CEP25011.4에 첨가하고, 4℃에서 밤새 인큐베이션시켜 3원 복합체 형성을 완료하였다. 순수 3원 복합체를 12.5 mM HEPES pH 7.4, 75 mM NaCl 중의 Superdex 200 칼럼 상의 겔 여과 정제에 의해 단리한다. (10-20 mg/ml로의) 정제된 복합체를 시팅 드롭 증기 확산을 사용하여 22℃에서 결정화한다. FKBP12-F2-CEP250 결정을 0.2 M 나트륨 말로네이트, 0.1 M HEPES 7.0, 21 % PEG 3350을 함유하는 웰 용액에서 성장시킨다. FKBP12-F11-CEP250 결정은 0.1 M Tris pH 8.5, 0.2 M 트리메틸아민 N-산화물, 22-24% PEG2000 MME를 함유하는 웰 용액에서 성장시킨다. 데이터 수집을 위해, 결정은 20-25% 글리세롤이 보충된 모액을 함유하는 용액으로 이동시키고, 그 다음 액체 질소에서 냉동시킨다. 회절 데이터세트를 방사광 가속기(APS)에서 수집하였고, HKL 프로그램으로 처리하였다. 연구 모델로서 FKBP12 (PDB-ID 1FKD)의 공개된 구조를 사용하여 CCP4 세트에서 프로그램 PHASER을 사용하여 분자 대체 용액을 얻었다. 후속적인 모델 구축 및 전처리를 소프트웨어 패키지 CCP4 및 COOT를 사용하여 표준 프로토콜에 따라 수행하였다.
결과: FKBP12-F2-CEP250의 전체적인 구조: F2를 갖는 복합체에서의 CEP250를 갖는 FKBP12의 구조에서, 2개의 FKBP12 단량체는 CEP250의 동종이량체에 결합된다. 2개의 CEP250 단량체는 이중나선 구조를 형성한다. 기본적으로 동일한 전체적인 형태를 갖는 비대칭 단위 상에 4개의 헤테로 이량체가 존재한다. 상기 모델은 FKBP12의 잔기 Met1 내지 Glu108 및 CEP250의 Asp2142 내지 His2228을 포함한다. 전자 밀도는 리간드의 배향 및 형태를 포함하는 리간드 F2에 대한 확실한 결합 방식을 나타낸다.
F2를 결합하는데 관여하는 CEP250 잔기는 L2190, Q2191, V2193, A2194, M2195, F2196, L2197, 및 Q2198이다. FKBP12에 결합하는데 관여하는 CEP250 잔기는 A2185, S2186, S2189, Q2191, M2195, Q2198, V2201, L2202, R2204, D2205, S2206, Q2208, Q2209, 및 Q2212이다.
3원 복합체의 총 매립된 표면적은 1759 Å2이다. CEP250의 총 매립된 표면적은 865 Å2이고, 이의 663 Å2는 FKBP12에 기인하고, 232 Å2는 F2에 기인한다.
F2과 CEP250 사이의 3원 복합체에서의 결합 상호작용의 100%는 반데르 발스 또는 pi-pi 상호작용이다. 그에 비해, 라파마이신과 mTOR 사이의 결합 상호작용의 100%는 반데르 발스 또는 pi-pi 상호작용이고, FK506과 칼시뉴린 사이의 결합 상호작용의 89%는 반데르 발스 또는 pi-pi 상호작용이고, 한편 11%는 수소 결합 (C13 및 C15 OMe로부터 Trp 352 N-H까지의 2개의 H-결합)이다.
FKBP12-F11-CEP250의 전체적인 구조: F11을 갖는 복합체에서 CEP250을 갖는 FKBP12의 구조에서, 하나의 FKBP12 단량체는 CEP250의 동종이량체에 결합된다. 2개의 CEP250 단량체는 이중나선 구조를 형성한다. 결정은 비대칭 단위에 헤테로트리머 (1개의 FKBP12 및 2개의 CEP250)를 함유한다. 모델은 FKBP12의 잔기 Met1 내지 Glu108 및 CEP250의 Ser2143 내지 His2228를 포함한다. FKBP12 (18-19)의 하나의 짧은 루프 영역은 전자 밀도에 의해 완전하게 정의되지 않으며, 모델에 포함되지 않는다. 전자 밀도는 리간드의 배향 및 형태를 포함하는 리간드 F11에 대한 확실한 결합 방식을 나타낸다.
F2를 결합하는데 관여하는 CEP250 잔기는 L2190, Q2191, V2193, A2194, M2195, F2196, L2197, 및 Q2198이다. FKBP12에 결합하는데 관여하는 CEP250 잔기는 Q2182, A2185, S2186, S2189, Q2191, M2195, Q2198, V2201, L2202, R2204, D2205, S2206, Q2208, Q2209, 및 Q2212이다.
3원 복합체의 총 매립된 표면적은 1648 Å2이다. CEP250의 총 매립된 표면적은 831 Å2이고, 이의 590 Å2는 FKBP12에 기인하고, 241 Å2는 F2에 기인한다.
최종 구조의 통계는 하기 표 12 및 13에 열거되어 있다.
[표 12] FKBP12-F2-CEP250
[표 13] FKBP12-F11-CEP250
실시예 19. 가교결합기를 포함하는 화합물의 합성
아크릴아미드-함유 사이클로스포린 유사체의 합성
모든 시약 및 용매를 하기로부터 구매하였다: Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd. Fmoc-아미노산, HATU, HOAT, H-Ala-2-Cl-(Trt) 수지 (0.36 mmol/g), H-Leu-2-Cl-(Trt) 수지 (0.30 mmol/g), H-Phe-2-Cl-(Trt) 수지 (0.35 mmol/g) 및 H-Thr(tBu)-2-Cl-(Trt) 수지 (0.36 mmol/g)을 GL Biochem (Shanghai) Ltd로부터 구매하였다.
선형 펩타이드의 커플링은 자동화 합성기에 대한 표준 Fmoc SPSS 절차를 사용하여 수행되었다.
일반 방법 A: 선형 펩타이드를 0.025 mmol의 수지의 크기로 TETRASTM 합성기를 사용하여 합성하였다. 일반 프로토콜은 하기와 같다: 2 x NMP, 30 s; NMP 중 1 x 20% (vol/vol) 피페리딘, 15 min; 5 x NMP, 30 s; NMP 중아미노산 (3 eq) 용액을 수지를 함유하는 용기에 첨가하였고, 이후 각각 DMF 중의 HATU 및 DIEA의 용액의 첨가를 후속하였고, 45분 동안 커플링시켰다; 3 x NMP, 30 s. 이중 커플링 전략를 모든 아미노산에 대해 적용하였다.
일반 방법 B: Boc-7mer의 부착
커플링은 아미노산 커플링에 대한 것과 동일한 일반 프로토콜을 사용하여 TETRASTM 합성기 상에서 달성되었고, 단, Boc-7mer의 양은 1.5 당량이다. 단 하나의 커플링이 필요로 된다.
일반 방법 C: ivDde 보호기의 제거.
Dap 측쇄 상의 ivDde 보호기의 제거를 TETRASTM 합성기 상에서 달성하였다. 일반 프로토콜: NMP 중의 20% (vol/vol) 하이드라진 일수화물의 용액을 수지를 함유하는 용기에 첨가하였다. 용기를 30분 동안 진탕하였다. 수지를 배출하고, 린스하고 5 x 5 mL (30 s)의 NMP로 린스하였다.
일반 방법 D: Dap의 측쇄 아미노기 상의 아크릴산의 부착.
커플링은 아미노산 커플링에 대한 것과 동일한 일반 프로토콜을 사용하여 TETRASTM 합성기 상에서 달성되었다. 이중 커플링 전략을 적용하였다.
일반 방법 E: 측쇄 보호기의 탈보호 및 수지로부터의 최종 절단.
전반적인 탈보호 및 수지로부터의 절단은 실온에서 1-2시간 동안 TFA 칵테일에 의해 달성되었다. 절단 칵테일 (TFA/TIPS/H2O, 95/2.5/2.5) 또는 (TFA/DCM/TIPS, 40: 60: 1)은 최종 절단에 대해 사용될 수 있다. 대부분 용매를 감압 하에서 제거하였고, 잔류물을 진공 하에서 농축하여 미량의 용매를 제거하였다. 수득한 잔류물을 추가 정제없이 직접적으로 다음 고리화에서 사용하였다.
일반 방법 F: 선형 펩타이드의 고리화
조 선형 펩타이드를 건조 DCM에 용해시켜 0.1 M의 최종 농도를 얻었다. 이후 HATU (3eq), HOAt (3eq) 및 DIEA (6eq)을 첨가했다. 반응 혼합물을 밤새 교반하였고, 이후 ESI-LCMS로 모니터링하였다. 용매를 감압 하에서 농축하였고, 잔류물을 NMP에 용해시키고, 분취 HPLC에 의해 정제하였다. 사이클로-펩타이드를 ESI-LCMS에 의해 확인하였다.
역상 HPLC. 1 mL/min 유량을 사용한 Accucore C18 컬럼 (2.6 μm, 2.1 mm x 50 mm)을 분석적 RP-HPLC를 위해 사용하였다. Xselect Peptide CSH 컬럼 (5um, 19 mm x 150mm)을 분취 RP-HPLC에 대해 사용하였다. 이동상 A: 물 (0.1% 포름산), 이동상 B: ACN; 유량: 20 mL/min; 구배: 16분 내의 25% B 내지 95% B.
사이클로[7mer-NMALA-Dap-d-nmala-LEU]의 합성:
선형 펩타이드-사슬 어셈블리를 850 mg의 H-Leu-2-Cl-(Trt) 수지 (0.3 mmol/g, 0.025 mmol 척도)를 사용하여 상기 기재된 일반 방법을 사용하여 수행하였다. D-N-메틸 Ala, Dap 및 L-N-메틸 Ala 잔기를 일반 방법 A를 사용하여 부착하였다. 이후, Boc-7mer를 일반 방법 B와 조합하였다. 측쇄 ivDde 보호기의 제거는 일반 방법 C를 사용하여 달성되었다. 이후 아크릴산을 일반 방법 D를 사용하여 Dap의 측쇄 상의 유리 아미노기 상에 부착하였다. 1 단계 (일반 방법 E)에서의 전반적인 탈보호 및 수지로부터의 절단 이후, 조 선형 펩타이드를 고리화하였다 (일반 방법 F). 최종 분취 HPLC 이후, 17 mg의 최종 화합물은 백색 고형물 (수지 장입에 의해 계산된 56.6%)로서 수득하였다. ESI-MS: [M+1]+=1202, [M+Na]+=1224, [M/2 + 1]+=602.
사이클로[7mer-NMALA-Dap-d-nmala-PHE]의 합성:
2.8 mg의 최종 화합물을 사이클로[7mer-NMALA-Dap-d-nmala-LEU]의 합성과 유사한 방법을 사용하여 백색 고형물 (수지 장입에 의해 계산된 9.1%)로서 수득하였다. ESI-MS: [M+1]+=1236, [M+Na]+=1258, [M/2 + 1]+=619.
사이클로[7mer-NMALA-Dap-d-nmala-THR]의 합성:
3.4 mg의 최종 화합물을 사이클로[7mer-NMALA-Dap-d-nmala-LEU]의 합성과 유사한 방법을 사용하여 백색 고형물 (수지 장입에 의해 계산된 11.4%)로서 수득하였다. ESI-MS: [M+1]+=1190, [M+Na]+=1212, [M/2 + 1]+=596.
아크릴아미드-함유 FKBP12 리간드의 합성
모든 시약 및 용매를 하기로부터 구매하였다: Sinopharm Chemical Reagent Co. Ltd. Fmoc-아미노산, HATU, HOAT, 2-Cl-(Trt)-Cl 수지 (활성 부위에 기초한 0.9 mmol/g) 및 Ala 장입된 2-Cl-(Trt)-Cl 수지 (0.36 mmol/g)을 GL Biochem (Shanghai) Ltd로부터 구매하였다.
2-Cl-(Trt)-Cl 수지 상에 제1 아미노산을 부착하기 위해.
SPSS에 대한 용기에, 5 g의 수지를 40분 동안 50 mL의 건조 NMP에 팽윤시켰다. 수지를 배출하고, 이를 DCM (5 x 30 mL) 그 다음 NMM 2%/DCM (3 x 30 mL)로 린스하였다. 50 mL의 DCM 중의 NMM (4 mmol, 400 mg)과의 Fmoc-Dap(ivDde)-OH (3.0 mmol, 1.6g)의 용액을 첨가하였다. 용기를 밤새 진탕시켰다. 이후, 25% NMM/MeOH의 2 mL의 용액을 첨가하였고, 용기를 1시간 이상 동안 진탕시켰다. 수지를 배출시키고, DCM, NMP, MeOH 및 EtOH (3 x 50 mL 각각)로 린스하였다. 수지를 실온에서 진공 하에 건조시켰다.
Fmoc 절단 측광 측정 (0.32 mmol/g)에 의해 장입을 측정하였다.
선형 펩타이드의 커플링을 자동화 합성기에 대한 표준 Fmoc SPSS 절차를 사용하여 수행하였다.
일반 방법 A: 선형 펩타이드를 0.025 mmol의 수지의 크기로 TETRASTM 합성기를 사용하여 합성하였다. 하기와 같은 일반 프로토콜: 2 x NMP, 30 s; NMP 중 1 x 20% (vol/vol) 피페리딘, 15 min; 5 x NMP, 30 s; NMP 중 아미노산 (3 eq) 용액을 수지를 함유하는 용기에 첨가하였고, 이후 각각 DMF 중의 HATU 및 DIEA의 용액의 첨가를 후속하였고, 45분 동안 커플링시켰다; 3 x NMP, 30 s. 이중 커플링 전략을 모든 아미노산에 대해 적용하였다.
일반 방법 B: Boc-3mer의 부착
커플링을 아미노산 커플링에 것과 동일한 일반 프로토콜을 사용하여 TETRASTM 합성기 상에서 달성하였고, 단 Boc-3mer의 양은 1.5 당량이다. 단지 1회의 커플링이 필요하였다.
일반 방법 C: ivDde 보호기의 제거.
Dap 측쇄 상의 ivDde 보호기의 제거를 TETRASTM 합성기 상에서 달성하였다. 일반 프로토콜: NMP 중의 20% (vol/vol) 하이드라진 일수화물의 용액을 수지를 함유하는 용기에 첨가하였다. 용기를 30분 동안 진탕하였다. 수지를 배출하고, 린스하고 5 x 5 mL (30 s)의 NMP로 린스하였다.
일반 방법 D: Dap의 측쇄 아미노기 상의 아크릴산의 부착.
커플링을 아미노산 커플링에 대한 것과 동일한 일반 프로토콜을 사용하여 TETRASTM 합성기 상에서 달성하였다. 이중 커플링 전략을 적용하였다.
일반 방법 E: 측쇄 보호기의 탈보호 및 수지로부터의 최종 절단.
전반적인 탈보호 및 수지로부터의 절단은 실온에서 1-2시간 동안 TFA 칵테일에 의해 달성되었다. 절단 칵테일 (TFA/TIPS/H2O, 95/2.5/2.5) 또는 (TFA/DCM/TIPS, 40:60:1)은 최종 절단에 대해 사용될 수 있다. 대부분 용매를 감압 하에서 제거하였고, 잔류물을 진공 하에서 농축하여 미량의 용매를 제거하였다. 수득한 잔류물을 추가 정제없이 직접적으로 다음 고리화에서 사용하였다.
일반 방법 F: 선형 펩타이드의 고리화
조 선형 펩타이드를 건조 DCM에 용해시켜 0.1 M의 최종 농도를 얻었다. 이후 HATU (3eq), HOAt (3eq) 및 DIEA (6eq)을 첨가했다. 반응 혼합물을 밤새 교반하였고, 이후 ESI-LCMS로 모니터링하였다. 용매를 감압 하에서 농축하였고, 잔류물을 NMP에 용해시키고, 분취 HPLC에 의해 정제하였다. 사이클로-펩타이드를 ESI-LCMS에 의해 확인하였다.
역상 HPLC. 1 mL/min 유량을 사용한 Accucore C18 컬럼 (2.6 μm, 2.1 mm x 50 mm)을 분석적 RP-HPLC를 위해 사용하였다. Xselect Peptide CSH 컬럼 (5um, 19 mm x 150mm)을 분취 RP-HPLC에 대해 사용하였다. 이동상 A: 물 (0.1% 포름산), 이동상 B: ACN; 유량: 20 mL/min; 구배: 16분 내의 25% B 내지 95% B.
사이클로[디아민-Dap-ALA-ALA]의 합성:
선형 펩타이드-사슬 어셈블리를 700 mg의 H-Ala-2-Cl-(Trt) 수지 (0.025 mmol 척도)를 사용하여 상술한 일반 방법을 사용하여 수행하였다. Ala 및 Dap 잔류물을 일반 방법 A를 사용하여 축하였다. 이후 Boc-3mer을 일반 방법 B와 조합하였다. 측쇄 ivDde 보호기의 제거는 일반 방법 C를 사용하여 달성되었다. 이후 아크릴산을 일반 방법 D를 사용하여 Dap의 측쇄 상의 유리 아미노기 상에 부착하였다. 1 단계 (일반 방법 E)에서의 전반적인 탈보호 및 수지로부터의 절단 이후, 조 선형 펩타이드를 고리화하였다 (일반 방법 F). 최종 분취 HPLC 이후, 3.1 mg의 최종 화합물을 백색 고형물 (수지 장입에 의해 계산된 14.5%)로서 얻었다. ESI-MS: [M+1]+=857, [M+Na]+=879.
사이클로[디아민-ALA-ALA-Dap]의 합성
2.2 mg의 최종 화합물을 사이클로[디아민-Dap-ALA-ALA]의 합성에 대한 것과 유사한 방법을 사용하여 백색 고형물 (수지 장입에 의해 계산된 10.3%)로서 수득하였다. ESI-MS: [M+1]+=857, [M+Na]+=879.
사이클로[디아민-Dap-ALA]의 합성:
2.7 mg의 최종 화합물을 사이클로[디아민-Dap-ALA-ALA]의 합성에 대한 것과 유사한 방법으로 백색 고형물 (수지 장입에 의해 계산된 12.6%)로서 수득하였다. ESI-MS: [M+1]+=786.
산글페린 유사체의 합성:
방법 A를 반응식 1에서 하기에 나타난 바와 같은 화학식 IV의 화합물을 제조하기 위해 사용하였다.
반응식 1
식 중, R7, R8, Z5, 및 Z6는 하기에 정의되어 있고, PG1은 비제한적으로 Boc, Cbz, Alloc, 및 Fmoc를 포함하는 적합한 아민 보호기이고, X는 OH, Cl, F, 또는 치환 또는 치환 이후의 활성화에 대해 적합한 일부 다른 기이다.
통상적인 절차에서, 보호된 아민 IV는 당해 분야의 숙련가에게 익숙한 적절한 시약과 반응하여 보호기 PG1가 제거된다. 단리된 조 생성물은 당해 분야의 숙련가에게 알려진 표준 커플링제 (예를 들어, EDC/HOBT, DCC, PyBOP, PyBROP, HATU, HBTU, COMU)의 존재 하에 아실화제 Z5C(O)X와 반응될 수 있다. 산 및 아민 커플링 파트너는 실온 또는 약간 고온에서 염기의 존재 하에 (비제한적으로 DIPEA, 트리에틸아민, 및 NMM 포함) 유기 용매 (비제한적으로 DMF, 디클로로메탄, 아세토니트릴, 및 테트라하이드로푸란 포함)에서 커플링제와 배합된다.
대안적으로, 탈보호된 아민은 X가 -78℃ 내지 약 120 ℃, 바람직하게는 -20 ℃ 내지 50 ℃의 온도에서 염기(비제한적으로 피리딘, DIPEA, 트리에틸아민, 및 NMM 포함)의 존재 하에 적합한 용매 (비제한적으로 DMF, 디클로로메탄, DME, 아세토니트릴, 및 테트라하이드로푸란 포함) 중의 할로겐인 경우 아실화제 시약 Z5C(O)X과 직접적으로 반응될 수 있다.
반응식 1의 화학식 IVb의 화합물은 반응식 2에서 하기에 나타난 바와 같이 제조될 수 있다.
반응식 2
식 중, R7, R8, 및 Z6는 앞서 정의된 바와 같고, PG1 및 PG2는 비제한적으로 Boc, Cbz, Alloc, 및 Fmoc를 포함하는 각각의 독립적으로 적합한 아민 보호기이다.
통상적인 절차에서, 보호된 아민 IVc는 당해 분야의 숙련가에게 익숙한 적절한 시약과 함께 반응되어 보호기 PG2를 제거하여 상응하는 아민을 생성하고, 이는 이후 당해 분야의 숙련가에게 알려진 표준 커플링제 (예를 들어, EDC/HOBT, DCC, PyBOP, PyBROP, HATU, HBTU, COMU)의 존재 하에 적절한 아미노산과 반응된다. 산 및 아민 커플링 파트너는 실온 또는 약간 고온에서 염기의 존재에서 (비제한적으로 DIPEA, 트리에틸아민, 및 NMM 포함) 하에 유기 용매 (비제한적으로 DMF, 디클로로메탄, 아세토니트릴, 및 테트라하이드로푸란 포함)에서의 커플링제와 조합되어 화학식 IVb의 화합물을 전달한다.
반응식 2의 화학식 IVc의 화합물은 반응식 3에서 하기에 나타나나 바와 같이 제조될 수 있다.
반응식 3
식 중, R7 및 Z6은 앞서 정의된 바와 같고, PG2 는 비제한적으로 Boc, Cbz, Alloc, 및 Fmoc를 포함하는 적합한 아민 보호기이다.
통상적인 절차에서, 보호된 아민 IVd는 당해 분야의 숙련가에게 알려진 표준 커플링제 (예를 들어, EDC/HOBT, DCC, PyBOP, PyBROP, HATU, HBTU, COMU)의 존재 하에 피페라직산 유도체 IVe와 반응된다. 산 및 아민 커플링 파트너는 실온 또는 약간 고온에서 염기 (비제한적으로 DIPEA, 트리에틸아민, 및 NMM 포함)의 존재 하에 유기 용매 (비제한적으로 DMF, 디클로로메탄, 아세토니트릴, 및 테트라하이드로푸란 포함) 중에서 커플링제와 조합된다.
대안적으로, 화학식 IVb의 화합물은 반응식 4에 기재된 바와 같이 화학식 II-B의 화합물로부터 합성될 수 있다.
반응식 4
식 중, R7, R8, 및 Z6는 앞서 정의된 바와 같고, PG1 은 비제한적으로 Boc, Cbz, Alloc, 및 Fmoc를 포함하는 적합한 아민 보호기이고, PG3는 당해 분야의 숙련가에게 알려진 방법에 의해 제거될 수 있는 메틸, 에틸, 벤질, 알릴, 페닐 등을 비제한적으로 포함하는 알킬 또는 아릴기이다.
통상적인 절차에서, 화합물 IVe는 물이 있거나 없는 유기 (예를 들어, 메탄올, THF, 디옥산)이 포함된 용매계에서 염기 (예를 들어, 수산화리튬, 수산화나트륨, 탄산나트륨)를 사용하여 가수분해 조건 하에 실온에서 반응된다. PG3의 동일성에 따라, PG3의 제거는 또한 적절한 촉매를 사용하는 수소화분해 조건 하에서, 또는 팔라듐 촉매, 예를 들어 Pd(PPh3)4 및 염기성 포착제 (예를 들어, 피페리딘, 모폴린, 피페리딘)를 사용하는 탈-알릴화 조건 하에 일어날 수 있는 것으로 당해 분야의 숙련가에게 이해될 것이다. 생성된 카복실산을 얻기 위한 탈보호 이후에, Z6은 당해 분야의 숙련가에게 알려진 표준 커플링제 (예를 들어, EDC/HOBT, DCC, PyBOP, PyBROP, HATU, HBTU, COMU)의 존재 하에 도입될 수 있다. 카복실산 및 커플링 파트너는 실온 또는 약간 고온에서 염기 (비제한적으로 DIPEA, 트리에틸아민, 및 NMM 포함)의 존재 하에 유기 용매 (비제한적으로 DMF, 디클로로메탄, 아세토니트릴, 및 테트라하이드로푸란 포함)에서 커플링제와 조합되어 생성물 IVb를 생성한다.
대안적으로, 화학식 IVb의 화합물은 반응식 5에서 하기에 나타난 바와 같이 합성될 수 있다.
반응식 5
식 중, R7, R8, 및 Z6은 앞서 정의된 바와 같고, PG1은 비제한적으로 Boc, Cbz, Alloc, 및 Fmoc를 포함하는 적합한 아민 보호기이다.
통상적인 절차에서, 보호된 아민 VI는 당해 분야의 숙련가에 알려진 표준 커플링제 (예를 들어, EDC/HOBT, DCC, PyBOP, PyBROP, HATU, HBTU, COMU)의 존재 하에 시약 V와 반응된다. 산 및 아민 커플링 파트너는 실온 또는 약간 고온에서 염기 (비제한적으로 DIPEA, 트리에틸아민, NMM 포함)의 존재 하에 유기 용매 (비제한적으로 DMF, 디클로로메탄, 아세토니트릴, 및 테트라하이드로푸란 포함)에서의 커플링제와 조합된다.
중간체 I-8의 합성
DMF (13 mL) 중의 중간체 I-1 (2.00 g, 7.11 mmol)의 실온 용액에 25 ℃에서 탄산세슘 (4.75 g, 14.58 mmol) 및 벤질 브로마이드 (2.49 g, 14.58 mmol, 1.73 mL)를 첨가하였다. 반응 혼합물을 2시간 동안 교반하고, 이후 에틸 아세테이트 (100 mL)로 희석하고, 염수 (50 mL x 3)로 세정하였다. 유기층을 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과시키고, 감압 하에서 농추하여 조 잔류물을 얻었다. 조 생성물을 실리카겔 (용출액: 석유 에테르/에틸 아세테이트 → 20: 1 내지 10: 1)을 사용하는 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 무색 오일로서 중간체 I-2 (3.20 g, 96% 수율)를 얻었다. 1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 7.45 - 7.30 (m, 10 H), 7.20 - 7.10 (m, 1 H), 6.95 - 6.85 (m, 1 H), 6.74 (s, 1 H), 6.70 - 6.60 (m, 1 H), 5.20 - 5.10 (m, 2 H), 4.99 (s, 2 H), 4.70 - 4.60 (m, 1 H), 3.15 - 3.05 (m, 2 H), 1.43 (s, 9 H). ESI-MS m/z = 484.1 [M+Na]+; 계산치 MW: 461.55.
테트라하이드로푸란 (15 mL) 중의 중간체 I-2 (3.20 g, 6.93 mmol)의 용액에 0 ℃에서 수산화리튬 (수중 1 M, 10 mL)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 1시간 동안 실온에서 교반하였다. 반응 혼합물을 0 ℃에서 HCl (수중 1 M)로 pH~6로 조정하였고, 에틸 아세테이트 (100 mL x 3)로 추출하였다. 조합된 유기층을 염수 (20 mL)로 세정하고, 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과시키고, 감압 하에 농축하여 조 잔류물을 얻었다. 조 생성물을 수성 중탄산나트륨 (7 mL)에 용해시켰고, MTBE (100 mL x 3)로 추출하였다. 수성층을 염산 (H2O 중 1 M)으로 pH~6로 조정하였고, 에틸 아세테이트 (50 mL x 3)로 추출하였다. 조합된 유기층을 염수 (50 mL)로 세정하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과시키고, 감압 하에서 농축하여 무색 오일로서 중간체 I-3 (2.27 g, 88% 수율)를 수득하였다. 1HNMR (400MHz, CDCl3) δ 7.45 - 7.30 (m, 5 H), 7.25 - 7.18 (m, 1 H), 6.90 - 6.85 (m, 1 H), 6.83 - 6.75 (m, 2 H), 5.05 (s, 2 H), 4.94 (d, J=8.00 Hz, 1H), 4.60 - 4.50 (m, 1 H), 3.20 - 3.12 (m, 1 H), 3.10 - 3.00 (m, 1 H), 1.43 (s, 9 H). ESI-MS m/z = 394.3 [M+Na]+; 계산치 MW: 371.43
디클로로메탄 (15 mL) 중의 중간체 I-3 (888 mg, 2.39 mmol)의 용액에 0℃에서 N-메틸 모폴린 (967 mg, 9.56 mmol), HOBt (65 mg, 478 umol), TFA 염 (890 mg, 2.39 mmol)으로서 (S)-메틸 헥사하이드로피리다진-3-카복실레이트, 및 EDCI (917 mg, 4.78 mmol)에 첨가하였다. 반응 혼합물을 0 ℃에서 1시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 디클로로메탄 (50 mL)으로 희석하였고, 5% 수성 시트르산으로 pH~6로 조정하였다. 수성층을 디클로로메탄 (20 mL x 2)으로 추출하였다. 조합된 유기층을 염수 (50 mL)로 세정하였고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과시켰고, 감압 하에서 농축하여 조 생성물을 얻었다. 조 생성물을 실리카겔 (용출액: 석유 에테르/에틸 아세테이트 → 10: 1, 5: 1 내지 3: 1)을 사용하여 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 무색 오일로서 중간체 I-4 (910 mg, 77% 수율)를 수득하였다. 1HNMR (400MHz, CDCl3) δ 7.50 - 7.35 (m, 5 H), 7.20 - 7.13 (m, 1 H), 6.90 - 6.80 (m, 3 H), 5.60 - 5.50 (m, 1 H), 5.30 - 5.20 (m, 1 H), 5.05 - 5.00 (m, 2 H), 4.40 - 4.30 (m, 1 H), 3.65 (s, 3 H), 3.55 (d, J=11.20 Hz, 1H), 3.00 - 2.93 (m, 1 H), 2.90 - 2.80 (m, 1 H), 2.75 - 2.65 ( m, 1 H), 2.35 - 2.25 (m, 1 H), 1.80 - 1.72 (m, 2 H), 1.42 (s, 9 H). ESI-MS m/z = 520.1 [M+Na]+. 계산치 MW: 497.58.
에틸 아세테이트 (4 mL) 중의 중간체 I-4 (450 mg, 904 umol)의 용액에 0 ℃에서 에틸 아세테이트 (4 M, 8.00 mL) 중의 염산을 첨가하였다. 반응 혼합물을 25 ℃에서 1시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 감압 하에서 농축하여 밝은 황색 고체로서 중간체 I-5 (390 mg, 100% 수율)의 HCl 염을 수득하였다. ESI-MS m/z = 398.0 [M+H]+, 420.0 [M+Na]+, 계산치 MW: 397.47.
디클로로메탄 (5.00 mL) 중의 중간체 I-5 (195 mg, 899 umol)의 용액에 0 ℃에서 N-메틸모폴린 (273 mg, 2.70 mmol), HOBt (24.29 mg, 179.75 umol), (S)-메틸 1-((S)-2-아미노-3-(3-(벤질옥시)페닐)프로파노일)헥사하이드로피리다진-3-카복실레이트의 HCl 염 (390 mg, 899 umol) 및 EDCI (345 mg, 1.80 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 0 ℃에서 1시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 디클로로메탄 (20 mL)로 희석하고, 5% 수성 시트르산으로 pH~6으로 조정하였다. 수성층을 디클로로메탄 (20 mL x 2)으로 추출하였다. 조합된 유기층을 염수 (20 mL)로 세정하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과시키고, 감압 하에서 농축하여 조 생성물을 얻었다. 조 생성물을 실리카겔 (용출액: 석유 에테르/에틸 아세테이트 → 5: 1, 2: 1, 1: 1)을 사용하는 컬럼 크로마토그래피로 정제하여 백색 고체로서 중간체 I-6 (750 mg, 70% 수율)를 수득하였다. 1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 7.50 - 7.35 (m, 5 H), 7.23 - 7.15 (m, 1 H), 6.90 - 6.80 (m, 3 H), 6.13 - 6.08 (m, 1 H), 5.83 - 5.73 (m, 1 H), 5.10 - 5.00 (m, 3 H), 4.30 - 4.20 (m, 1 H), 4.00 - 3.90 (m, 1 H), 3.65 (s, 3 H), 3.50 (d, J=11.20 Hz, 1H), 3.05 - 2.97 (m, 1 H), 2.93 - 2.83 (m, 1 H), 2.80 - 2.70 ( m, 1 H), 2.35 - 2.25 (m, 1 H), 2.15 - 2.10 (m, 1 H), 1.75 - 1.65 (m, 4 H), 1.45 (s, 9 H), 0.94 (d, J=6.80 Hz, 3H), 0.88 (d, J=6.80 Hz, 3H). ESI-MS m/z = 597.1 [M+H]+. 계산치 MW: 596.71.
메탄올 (300 mL) 중의 중간체 I-6 (3.00g, 6.03 mmol)의 용액에 질소 분위기 하에서 탄소 상의 팔라듐 (2 그램, 10% 장입)을 첨가하였다. 현탁액을 탈기시키고, 수소 가스로 퍼징하고, 혼합물을 3 시간 동안 20 ℃에서 수소 (1 atm) 하에 교반하였다. 혼합물을 여과시키고, 감압 하에서 농축하여 백색 고체로서 중간체 I-7 (2.3 g, 5.64 mmol, 94% 수율)을 얻었다. ESI-MS m/z = 430.1 [M+Na]+. 계산치 MW: 407.46
디옥산 (10 mL) 중의 중간체 I-7 (2.3 g, 5.64 mmol)의 혼합물에 20℃에서 한번에 디옥산 (4 M, 30 mL) 중의 염산을 첨가하였다. 혼합물을 3시간 동안 20 ℃에서 교반하였다. 혼합물을 포화된 수성 NaHCO3로 pH ~7-8로 조정하였고, 에틸 아세테이트 (100 mL x 3)로 추출하였다. 조합된 유기상을 염수 (100 mL x 2)로 세정하고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과시키고, 및 진공 중에서 농축시켜 밝은 황색 고체으로 중간체 I-8 (1.3 g, 3.63 mmol, 64% 수율, 86% 순도)을 얻었다. 1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 7.15-7.02 (m, 1 H), 6.75-6.5 (m, 3 H), 4.90-4.77 (m, 1 H), 4.50-4.37 (m, 1 H), 4.00-3.90 (m, 1 H), 3.80-3.70 (m, 1 H), 3.68-3.65 (m, 3 H), 2.95-2.80 (m, 1 H), 2.77-2.62 (m, 2 H), 2.50-2.35 (m, 1 H), 1.97-1.85 (m, 1 H), 1.82-1.70 (m, 1 H), 1.60 - 1.45 (m, 1 H), 1.42-1.28 (m, 1 H). ESI-MS m/z = 308.2 [M+Na]+. 계산치 MW: 307.34.
중간체 I-11의 합성
메탄올 (10 mL) 중의 2-(디메틸아미노)에탄티올 I-9 (500 mg, 3.53 mmol)의 용액에 0 ℃에서 메탄올 (10 mL) 중의 1,2-디(피리딘-2-일)디설파이드 (1.17 g, 5.3 mmol)의 용액에 첨가하였다. 혼합물을 25 ℃에서 15 시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 진공에서 농축시켰다. 잔류물을 실리카겔 컬럼 (용출액: 석유 에테르/에틸 아세테이트 → 3: 1, 1: 1, 그 다음 디클로로메탄/에틸 아세테이트 → 2: 1, 그 다음 디클로로메탄/메탄올 → 10: 1)으로 정제하였고, 이를 이전의 배치와 조합하여 밝은 황색 고체로서 중간체 I-10 (1.05 g, 58% 수율)를 수득하였다. 1H NMR (400MHz, CD3OD) δ 8.56 (d, J=4.0 Hz, 1 H), 7.85-7.75 (m, 1 H), 7.69 (d, J=8.0 Hz, 1 H), 7.36-7.26 (m, 1 H), 3.48-3.40 (m, 2 H), 3.28-3.20 (m, 2 H), 2.93 (s, 6 H). ESI-MS m/z = 214.9 [M+H]+. 계산치 MW: 214.35.
메탄올 (1 mL) 중의 4-머캅토부탄산 (50 mg, 416 umol)의 용액에 25 ℃에서 메탄올 (1.5 mL) 중의 중간체 I-10 (125 mg, 499 umol)의 용액을 첨가하였다. 혼합물을 25 ℃에서 15 시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 저압에서 농축시켰다. 잔류물을 실리카겔 (용출액: 석유 에테르/에틸 아세테이트 → 2: 1, 1: 1, 이후 디클로로메탄/메탄올 → 10: 1)을 사용하여 컬럼 크로마토그래피에 의해 정제하여 백색 검으로서 중간체 I-11 (80 mg, 86% 수율)을 수득하였다. 1H NMR (400MHz, CD3OD) δ 3.55-3.45 (m, 2 H), 3.08-3.00 (m, 2 H), 2.93 (s, 6H), 2.83 (t, J=7.2 Hz, 2 H), 2.43 (t, J=7.2 Hz, 2 H), 2.05-1.94 (m, 2 H).
중간체 I-15의 합성
N,N-디메틸포름아미드 (15 mL) 중의 tert-부틸 2-머캅토아세테이트 I-12 (800 mg, 5.4 mmol)의 용액에 탄산칼륨 (1.49 g, 10.8 mmol) 및 1-브로모-2-클로로에탄 (2.32 g, 16.2 mmol)을 첨가하였다. 혼합물을 25 ℃에서 2 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 에틸 아세테이트 (100 mL)로 희석하여 물 (50 mL x 3)로 세정하였다. 유기층을 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 농축시켜 무색 오일로서 중간체 I-13 (1.00 g, 79% 수율)을 얻었다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.64 - 3.71 (m, 2 H), 3.14 - 3.17 (m, 2 H), 2.95 - 3.01 (m, 2 H), 1.47 (s, 9 H).
디클로로메탄 (10 mL) 중의 중간체 I-13 (1.00 g, 4.75 mmol)의 용액에 0 ℃에서 디클로로메탄 (10 mL) 중의 m-CPBA (4.61 g, 21.4 mmol, 80% 순도)의 용액을 첨가하였다. 혼합물을 실온으로 가온시키고, 2시간 동안 교반하였다. 혼합물을 디클로로메탄 (80 mL)으로 희석시키고, 포화된 수성 아황산나트륨 (50 mL) 및 포화된 수성 중탄산나트륨 (50 mL)으로 세정하였다. 유기층을 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 농축시켜 조 잔류물을 얻었고, 이를 실리카겔 크로마토그래피 (용출액: 석유 에테르/에틸 아세테이트 → 5/1)로 정제하여 무색 오일로서 중간체 I-14 (700 mg, 60% 수율)를 얻었다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 3.99 (s, 2 H), 3.90 - 3.95 (m, 2 H), 3.69 - 3.75 (m, 2 H), 1.50 - 1.53 (m, 9 H).
디클로로메탄 (12 mL) 중의 중간체 I-14 (650 mg, 2.68 mmol)의 용액에 트리플루오로아세트산 (6.00 mL)을 첨가하였다. 혼합물을 25 ℃에서 2 시간 동안 교반하였다. 이후, 혼합물을 농축시켜 백색 고체로서 중간체 I-15 (360.00 mg, 72% 수율)를 얻었다. 1H NMR (400 MHz, DMSO-d6) δ 4.34 (s, 2 H), 3.89 - 4.01 (m, 2 H), 3.71 - 3.81 (m, 2 H).
화합물-1의 합성
디클로로메탄 (1.5 mL) 중의 중간체 I-8 (31 mg, 119 umol) 및 중간체 I-11 (44 mg, 99 umol)의 HCl 염의 용액에 HOBt (1.34 mg, 9.9 umol), N-메틸모폴린 (38.2 μL) 및 EDCI (27 mg, 139 umol)을 첨가하였다. 혼합물을 25 ℃에서 1시간 동안 교반하였다. 반응 혼합물을 디클로로메탄 (10 mL)로 희석하고, 물 (5 mL)로 세정하였다. 수성층을 디클로로메탄 (5 mL x 2)으로 추출하였다. 조합된 유기층을 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과시키고, 및 농축했다. 잔류물을 역상 HPLC (HCl 첨가제)에 의해 정제하여, 역상 HPLC (HCOOH 첨가제)를 사용하여 재정제하고, 동결건조시켜 밝은 황색 오일로서 화합물-1 (5.8 mg, 9% 수율)을 수득하였다. 1H NMR (400MHz, MeOD) δ 8.53 (br. s. , 1 H), 7.12-7.04 (m, 1 H), 6.72-6.62 (m, 3H), 5.75 -5.65 (m, 1 H), 4.20-4.10 (m, 2H), 3.70 (s, 3H), 3.08- 3.00 (m, 2H), 2.95-2.76 (m, 5 H), 2.76-2.70 (m, 2 H), 2.60 (s, 6 H), 2.42-2.32 (m, 3 H), 2.10-1.98 (m, 3 H),1.85-1.70 (m, 2 H), 1.55-1.40 (m, 2 H), 1.02-0.85 (m, 6 H). ESI-MS m/z = 612.1 [M+H]+, 634.5 [M+Na]+. 계산치 MW: 611.82.
화합물-2의 합성
디클로로메탄 중의 중간체 I-8 (27 mg, 60 umol)의 용액을 N,N-디이소프로필에틸아민 (24 mg, 180 umol), 중간체 I-16 (14 mg, 60 umol), HOBt (1.6 mg, 2 umol) 및 이후 마지막으로 EDCI (18mg, 90 umol)로 처리하였다. 15 시간 동안 교반한 이후, 용액을 물 및 에틸 아세테이트에 부었다. 층을 분리하였고, 수성층을 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기물을 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 여과시키고, 및 용매를 진공 중에서 제거하였다. 역상 HPLC (0.1% 포름산과 함께 물 중의 아세토니트릴)에 의해 정제하고, 동결 건조하여 백색 고체로서 화합물-2 (16mg, 42% 수율)를 얻었다. 1H NMR (400MHz, CDCl3) 8.47 (d, 1H), 8.16 (br s, 1H), 7.69-7.66 (m, 1H), 7.63-7.60 (m, 1H), 7.13 (app t, 1H), 7.09-7.05 (m, 1H), 5.85-5.79 (m, 1H), 4.72 (m, 1H), 4.31 (br s, 1H), 3.70 (s, 3H), 3.42 (d, 1H), 3.00 (dd, 1H), 2.87-2.78 (m, 3H), 2.52-2.43 (m, 2H), 2.28 (br s, 1H), 2.14 -2.04 (m, 3H), 1.83-1.73 (m, 2H), 1.62-143 (m, 5H), 0.95 (d, 3H), 0.90 (d, 3H). ESI-MS m/z = 617.9 [M+H]+. 계산치 MW: 617.78.
화합물-3의 합성
DCM (0.75 mL) 중의 중간체 I-15 (31.8 mg, 0.17 mmol)의 HCl 염, HOBt (2.3 mg, 0.017 mmol) 및 NMM (54 μL, 0.54 mmol)의 용액에 실온에서 I-8의 HCl 염 (86mg, 0.17 mmol,) 및 EDCI (76 mg, 0.34 mmol)을 첨가하였다. 반응 혼합물을 실온 2 시간 동안 교반하였다. 혼합물을 디클로로메탄 (2 mL)으로 희석하였고, 시트르산 (pH~3, 2 mL), 포화된 수성 중탄산나트륨 (2 mL), 및 포화된 수성 염화나트륨 (2 mL)으로 세정하였고, 무수 황산나트륨 상에서 건조시키고, 여과시키고, 및 15℃에서 감압 하에서 농축하여 황색 오일로서 생성물을 얻었다. 잔류물을 하기에 의해 정제하였고: 실리카겔을 사용한 분취-TLC (용출액: DCM/MeOH → 10: 1) 이어서 분취 HPLC (칼럼: Phenomenex Gemini C18 250 x 50 10u; 이동상: [물 (0.225%FA)-ACN]; B%: 26%-56%, 11.2 min), 백색 고체로서 화합물-3 (8.5 mg, 8% 수율)를 얻었다. 1H NMR (400 MHz, CDCl3) δ 9.02 (s, 1 H), 8.80 (s, 1 H), 8.42 (s, 1 H), 7.01 - 7.08 (m, 1 H), 6.82 (dd, J=16.3, 9.9 Hz, 1 H), 6.74 (d, J=7.5 Hz, 1 H), 6.64 - 6.70 (m, 2 H), 6.36 (d, J=16.5 Hz, 1 H), 6.12 - 6.16 (m, 2 H), 4.81 - 4.85 (m, 1 H), 4.40 - 4.46 (m, 2 H), 4.21 - 4.25 (m, 1 H), 4.09 - 4.13 (m, 1 H), 3.57 (s, 3 H), 2.81 - 3.08 (m, 2 H), 2.63 - 2.65 (m, 1 H), 2.15 - 2.19 (m, 1 H), 1.21 - 1.60 (m, 4 H), 0.88 - 0.92 (m, 6 H). ESI-MS m/z = 539.1 [M+H]+. 계산치 MW: 538.61.
화합물-4의 합성
화합물-4를 개시 물질로서 중간체 I-8 (34 mg, 77 umol)의 HCl 염 및 2-(3-메틸-2,5-디옥소-2,5-디하이드로-1H-파이롤-1-일)아세트산 I-17 (13 mg, 77 umol)을 사용하여 화합물-3 의 제조시 기재된 바와 같이 제조하였다. 　수득한 조 생성물을 이전에 합성된 조 물질과 조합시키고, 정제하여 동결건조 이후에 백색 고형물로서 화합물-4 (29.0 mg, 51.28 umol, 45% 수율)를 얻었다. 1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 8.55-8.40 (s, 1 H), 8.20-8.07 (m, 1 H), 7.10-6.97 (m, 2 H), 6.80-6.73 (m, 1 H), 6.73-6.63 (m, 1H), 6.63-6.50 (m, 1 H), 6.47-6.37 (m, 1 H), 5.90-5.75 (m, 1 H), 4.80-4.67 (m, 1 H), 4.35-4.15 (m, 3 H), 3.70-3.57 (m, 3 H), 3.45-3.30 (d, 1 H), 3.10-3.00 (m, 1 H), 3.00-2.70 (m, 2 H), 2.20-2.00 (m, 5 H), 1.85-1.60 (m, 2 H), 1.60-1.45 (m, 1 H), 1.45-1.30 (m, 1 H), 1.05-0.80 (m, 6 H). ESI-MS m/z = 558.3 [M+H]+; 계산치 MW: 557.60.
화합물-5의 합성
화합물-5를 개시 물질로서 중간체 I-8의 HCl 염(34 mg, 77 umol) 및 2-(2,5-디옥소-2,5-디하이드로-1H-파이롤-1-일)아세트산 I-18 (13 mg, 77 umol)을 사용하여 화합물-3의 제조시 기재된 바와 같이 제조하여 화합물-5를 얻었다. ESI-MS m/z = 544.0 [M+H]+; 계산치 MW: 543.58.
화합물-6의 합성
화합물-6을 중간체 I-19를 사용하여 출발하여 제조하여 화합물-6를 얻었다. ESI-MS m/z = 631.0 [M+H]+; 계산치 MW: 630.82.
화학식 IVf의 화합물의 합성
화학식 IVf의 화합물의 합성을 반응식 6에서 하기에 나타낸 바와 같이 합성될 수 있다.
반응식 6
식 중, R7, R8, 및 Z6는 앞서 정의된 바와 같고, PG1 은 비제한적으로 Boc, Cbz, Alloc, 및 Fmoc를 포함하는 적합한 아민 보호기이고, PG4는 당해 분야의 숙련가에 대해 알려진 방법에 의해 제거될 수 있는 메틸, 에틸, 벤질, 알릴, 및 페닐을 비제한적으로 포함하는 알킬 또는 아릴기이다.
통상적인 절차에서, 화합물 IVd는 당해 분야의 숙련가에게 익숙한 표준 커플링제 (예를 들어, EDC/HOBT, DCC, PyBOP, PyBROP, HATU, HBTU, COMU)의 존재 하에 시약 IVg과 반응된다. 산 및 아민 커플링 파트너를 실온 또는 약간 고온에서 염기 (비제한적으로 DIPEA, 트리에틸아민, 및 NMM 포함)의 존재 하에 유기 용매 (비제한적으로 DMF, 디클로로메탄, 아세토니트릴, 및 테트라하이드로푸란 포함) 중에서 커플링제와 조합하였다. 아미드 형성 이후, 보호기 PG4를 이후 화학식 IVe의 화합물의 PG3의 제거를 위해 기재된 조건을 사용하여 제거한다 (반응식 4).
방법 B는 반응식 7에서 하기에 나타난 바와 같이 화학식 IIa의 화합물을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
반응식 7
식 중, R1, R2, R3, X1, X2, Z1 및 Z2 은 앞서 정의된 바와 같다.
통상적인 절차에서, 카복실산 IIc는 당해 분야의 숙련가에게 알려진 표준 커플링제 (예를 들어, EDC/HOBT, DCC, PyBOP, PyBROP, HATU, HBTU, COMU)의 존재 하에 중간체 XI와 반응된다. 산 IIc 및 커플링 파트너는 실온 또는 약간 고온에서 염기 (비제한적으로 DIPEA, 트리에틸아민, 및 NMM 포함)의 존재 하에 유기 용매 (비제한적으로 DMF, 디클로로메탄, DCE, 아세토니트릴, 및 테트라하이드로푸란 포함) 중에서 커플링제와 조합된다.
화학식 IIc의 화합물은 반응식 8에서 하기에 나타난 바와 같이 합성될 수 있다.
반응식 8
식 중, R1, R2, R3, X1, 및 Z2는 앞서 정의된 바와 같고, PG5는 당해 분야의 숙련가에게 알려진 방법에 의해 제거될 수 있는 메틸, 에틸, 벤질, 알릴, 및 페닐을 비제한적으로 포함하는 알킬 또는 아릴기이고, LG1은 화합물 IIe의 아민에 의해 활성화되고 대체될 수 있는 OH와 같은 기이다. 대안적으로, LG1은 친핵체에 의해 대체될 수 있는 적절한 할라이드 (예컨대 F, Cl, 및 Br)일 수 있다.
통상적인 절차에서, IIe는 -78℃ 내지 120 ℃, 그러나 최적으로는 -20 ℃ 내지 50 ℃의 범위의 온도에서 적절한 용매 (비제한적으로 THF, DCM, 및 DMF 포함) 중에서 적합한 염기 (비제한적으로 피리딘, 트리에틸아민, DIPEA, 및 NMM 포함)의 존재 하에 IIf (LG1= 할라이드)와 반응된다. 대안적으로, LG1이 OH인 경우, XII는 당해 분야의 숙련가에게 알려진 표준 커플링제 (예를 들어, EDC/HOBT, DCC, PyBOP, PyBROP, HATU, HBTU, COMU)의 존재 하에 시약 IIf와 반응된다. 산 및 아민 커플링 파트너는 실온 또는 약간 고온에서 염기 (비제한적으로 DIPEA, 트리에틸아민, 및 NMM 포함)의 존재 하에 유기 용매 (비제한적으로 DMF, 디클로로메탄, 아세토니트릴, 및 테트라하이드로푸란 포함) 중에서 커플링제와 조합된다. 화합물 IIf (LG1= 할라이드)는 적합한 할로겐화 시약으로의 처리에 의해 상응하는 카복실산으로 용이하게 제조될 수 있는 것으로 당해 분야의 숙련가에게 이해될 것이다. IIe와 IIf 사이의 아미드 형성 이후, 보호기 PG5 는 그 다음 화학식 IVe의 화합물의 PG3의 제거에 대해 기재된 조건(반응식 4)을 사용하여 제거되어 화합물 IIc를 얻었다.
방법 B-2는 반응식 9에서 하기에 나타난 바와 같이 화학식 IIa의 화합물을 제조하기 위해 사용될 수 있다.
반응식 9
식 중, R1, R2, R3, X1, X2, Z1 및 Z2 는 앞서 정의된 바와 같다. 반응을 화합물 IIg와 화합물 IIf 사이의 커플링 반응에 대해 기재된 조건 하에 수행될 수 있다(반응식 8).
화학식 IIg의 화합물은 반응식 11에서 하기에 나타난 바와 같이 제조될 수 있다.
반응식 11
식 중, R3, X1, X2, Z1은 앞서 정의된 바와 같고, PG6 은 Boc, Cbz, Alloc, 및 Fmoc를 비제한적으로 포함하는 적합한 아민 보호기이다.
통상적인 절차에서, 카복실산 IIg는 당해 분야의 숙련가에게 알려진 표준 커플링제 (예를 들어, EDC/HOBT, DCC, PyBOP, PyBROP, HATU, HBTU, COMU)의 존재 하에 -X2-Z1 모이어티를 함유하는 적절한 커플링 파트너와 반응된다. 산 및 커플링 파트너는 실온 또는 약간 고온에서 염기 (비제한적으로 DIPEA, 트리에틸아민, 및 NMM 포함)의 존재 하에 유기 용매 (비제한적으로 DMF, 디클로로메탄, 아세토니트릴, 및 테트라하이드로푸란 포함) 중에서 커플링제와 조합된다. PG6은 그 다음 생성된 중간체와 당해 분야의 숙련가에게 익숙한 적절한 시약과 반응함으로써 제거된다.
화합물-7의 합성
테트라하이드로푸란 (1.2 mL) 중의 중간체 I-24 (18 mg, 0.085 mmol)의 용액에 N-메틸모폴린 (10 μL, 0.085 mmol)을 첨가하였다. 용액을 -20 ℃로 냉각시키고, 그 다음 이소부틸클로로포르메이트 (11 μL, 0.085 mmol)을 적가했다. 용액을 즉시 0 ℃로 가온시켰다. 0 ℃에서 45분 동안 교반한 이후, 중간체 I-23의 TFA 염 (37 mg, 0.057 mmol)을 무수 테트라하이드로푸란 (0.5 mL) 중의 N-메틸모폴린 (7 μL, 0.057 mmol)와 혼합하였고, 5분의 과정에 걸쳐 혼합된 무수물의 0 ℃ 용액에 적가하였다. 생성된 용액을 0 ℃에서 1.5 시간 동안 교반하였고, 이 시점에서 메탄올 (1 mL)을 첨가하였고, 용액을 즉시 실온으로 가온시켰고, 5분 동안 교반하였다. 용액을 디클로로메탄 (75 mL) 및 포화된 수성 중탄산나트륨 (50 mL)으로 희석하였다. 층을 분리하였고, 수성층을 디클로로메탄 (2 x 30 mL)로 추출하였다. 유기물을 조합하였고, 염수 (20 mL)로 세정하였고, 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 여과시키고, 용매를 진공에서 제거하였다. 실리카겔 크로마토그래피 (헥산 중 0-80% 에틸 아세테이트)에 의해 정제하여 백색 포움으로서 화합물 7을 제공하였다 (20 mg, 50% 수율). 1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 9.49 (s, 1H), 8.55 (d, 1H), 7.77 (app t, 1H), 7.71-7.65 (m, 2H), 7.60-7.58 (m, 1H), 7.20-7.17 (m, 1H), 7.01 (d, 1H), 6.78-6.76 (m, 1H) 6.70-6.67 (m, 2H), 5.77 (dd, 1H), 5.33 (d, 1H), 3.86 (s, 3H), 3.85 (s, 3H), 3.35 (d, 1H), 3.25 (t, 2H), 3.15 (dt, 1H), 2.92 (t, 2H), 2.64-2.50 (m, 2H), 2.38 (d, 1H), 2.29-2.15 (m, 1H), 2.10-2.00 (m, 1H), 1.78-1.63 (m, 3H), 1.53-1.37 (m, 3H), 1.22 (s, 6H), 0.89 (t, 3H, 회전이성질체 1), 0.80 (t, 3H, 회전이성질체 2). ESI-MS m/z = 722.0 [M+H]+, 744.0 [M+Na]+; 계산치 MW: 721.93.
화합물-8의 합성
디클로로메탄 (0.5 mL) 중의 용액 화합물 7 (22 mg, 0.031 mmol)에 트리에틸아민 (62 μL, 0.55 mmol) 이어서 2-(디메틸아미노)에탄티올 (0.mL, 0.0500mmol) (4.8 mg, 0.046mmol)을 첨가하였다. 30 분 동안 실온에서 교반한 이후, 용액을 디클로로메탄 (30 mL) 및 포화된 수성 중탄산나트륨 (30 mL)에 부었다. 층을 분리하였고, 수성층을 디클로로메탄 (2 x 20 mL)으로 추출하였다. 유기물을 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 여과시키고, 용매를 진공에서 제거하였다. 실리카겔 크로마토그래피 (디클로로메탄 중 0-10% 메탄올)에 의해 정제하여 불순한 물질을 제공하였고, 이를 역상 HPLC (0.1% 포름산과 함께 물 중의 아세토니트릴)에 의해 재정제되어 백색 고체로서 화합물-8의 포름산염 (7.1 mg, 21% 수율)을 얻었다. 1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 12.53 (br s, 1H), 9.50 (s, 1H), 8.00 (s, 1H), 7.75 (d, 1H), 7.68 (s, 1H), 7.29 (t, 1H), 7.02 (d, 1H), 6.79-6.77 (m, 1H), 6.70-6.67 (m, 2H), 5.76 (dd, 1H), 5.29 (d, 1H), 3.86 (s, 3H), 3.85 (s, 3H), 3.36-3.27 (m, 2H), 3.23-3.11 (m, 4H), 2.90 (t, 2H), 2.79-2.71 (m, 8H), 2.62-2.50 (m, 2H), 2.55 (d, 1H), 2.28-2.17 (m, 1H), 2.12-2.03 (m, 1H), 1.72-1.61 (m, 3H), 1.49-1.36 (m, 3H), 1.22 (s, 3H), 1.21 (s, 3H), 0.88 (t, 3H, 회전이성질체 1), 0.79 (t, 3H, 회전이성질체 2). ESI-MS m/z = 716.1 [M+H]+; 계산치 MW: 715.97.
화합물-9의 합성
디클로로메탄 중의 중간체 I-23 (15 mg, 0.029 mmol), 3-(2,5-디옥소파이롤-1-일)프로판산 (5.8mg, 0.034 mmol), 및 DMAP (0.4 mg, 0.003 mmol)의 실온 용액에 N,N'-디사이클로헥실카보디이미드 (9.4 mg, 0.046 mmol)를 첨가하였다. 15 시간 동안 실온에서 교반한 이후, 수득한 고체를 주사기 필터를 통해 여과하고, 디클로로메탄으로 세정하였다. 용매를 진공 중에서 제거하여, 생성된 잔류물을 에틸 아세테이트에서 채취하였다. -20 ℃로의 냉각 이후, 현탁액을 주사기 필터를 통해 여과하고, 차가운 에틸 아세테이트로 세정하였다. 여과물을 에틸 아세테이트 (30 mL) 및 물 (30 mL)로 희석시켰다. 층을 분리하였고, 수성층을 에틸 아세테이트 (2 x 20 mL)로 추출하였다. 유기물을 황산마그네슘 상에서 건조시키고, 여과시키고, 용매를 진공에서 제거하였다. 실리카겔 크로마토그래피 (헥산 중 0-90% 에틸 아세테이트)에 의해 정제하여 오일로서 화합물-9 (11 mg, 60% 수율)를 제공하였다. 1H NMR (400MHz, CDCl3) δ 8.25 (br s, 1H), 7.79 (d, 1H), 7.38 (s, 1H), 7.29 (t, 1H), 6.98 (d, 1H), 6.82 (s, 2H), 6.78-6.76 (m, 1H), 6.70-6.66 (m, 2H), 5.83 (dd, 1H), 5.37 (d, 1H), 4.43 (d, 1H), 4.37 (d, 1H), 3.86 (s, 3H), 3.85 (s, 3H), 3.32 (d, 1H), 2.96 (t, 1H), 2.55 (t, 2H), 2.35 (d, 1H), 2.29-2.15 (m, 1H), 2.11-2.01 (m, 1H), 1.81-1.60 (m, 4H), 1.49-1.42 (m, 3H), 1.27 (s, 3H), 1.25 (s, 3H), 0.93 (t, 3H, 회전이성질체 1), 0.82 (t, 3H, 회전이성질체 2). ESI-MS m/z = 662.0 [M+H]+; 계산치 MW: 661.75.
본 발명은 이의 특정 구현예와 연계하여 기술되지만, 추가의 변형이 가능하며, 본 출원은 본 발명의 원리를 일반적으로 따르며, 본 발명을 벗어남 없이 본 발명이 속하며, 본원에 제시된 본질적인 특징이 적용될 수 있는 기술분야 내의 공지된 또는 종래의 실시를 포함하는 본 발명의 임의의 변형예, 용도, 또는 적용을 포괄하는 것으로 의도된다.
모든 공보, 특허 및 특허 출원은 각각의 개개의 공보, 특허 또는 특허 출원이 구체적으로 그리고 개별적으로 그 전문이 본원에 참조로 포함되는 것으로 나타내는 것처럼 동일한 범위로 그 전문이 참조로 본원에 편입되어 있다.

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14 내지 40개의 고리 원자를 포함하는 거대환형 화합물 또는 이의 약제학적으로 허용가능한 염을 이용한 치료방법.
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