WO1988000950A2 - Production of covalent-linked conjugates from an antibiotic and a non-toxic derivative of polymyxine b - Google Patents

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WO1988000950A2 PCT/CH1987/000095 CH8700095W WO8800950A2 WO 1988000950 A2 WO1988000950 A2 WO 1988000950A2 CH 8700095 W CH8700095 W CH 8700095W WO 8800950 A2 WO8800950 A2 WO 8800950A2
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Jean-Luc Fauchere
Klaus Mosbach
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Fauchere Jean Luc
Klaus Mosbach
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07KPEPTIDES
    • C07K7/00Peptides having 5 to 20 amino acids in a fully defined sequence; Derivatives thereof
    • C07K7/50Cyclic peptides containing at least one abnormal peptide link
    • C07K7/54Cyclic peptides containing at least one abnormal peptide link with at least one abnormal peptide link in the ring
    • C07K7/60Cyclic peptides containing at least one abnormal peptide link with at least one abnormal peptide link in the ring the cyclisation occurring through the 4-amino group of 2,4-diamino-butanoic acid
    • C07K7/62Polymyxins; Related peptides

Definitions

  • the invention is in the field of molecular pharmacology and microbiology of bacteriostatic and bacteriocidal antibiotics and relates to conjugated antibiotics.
  • the invention aims to abolish the resistance of gram-negative bacteria to hydrophobic antibiotics.
  • Bacterial resistance is a common difficulty in combating bacterial infections caused by gram-negative germs. It is due to the special structure of the bacterial membrane, which acts as an impermeable barrier to these therapeutic agents.
  • Polymyxin B a well-known polypeptide antibiotic, has the property of binding to the bacterial membrane and making it partially permeable through structural changes in the molecular order (disorganization).
  • Vaara and Vaara (Nature 303, 526 (1983)) showed that a derivative of polymyxin B, which no longer contained the fatty acid residue and the terminal diaminobutyric acid, was no longer toxic to eukaryotic cells, but was able to do so Resistance of gram-negative bacteria for various antibiotics, among others Erythromycin, clindamycin, rifampicin, fusidic acid, novobiocin and cloxacillin to a large extent if used together with any of these substances.
  • the object of the invention is therefore to produce preparations with increased bacteriostatic activity which do not have these disadvantages.
  • This goal is achieved by the synthesis of conjugates, each containing a polymyxin B derivative as the membrane-permeabilizing part and a hydrophobic antibiotic as the antibiotic part.
  • the invention is based on the idea that combining these two active substances in the same molecule will reduce the minimum inhibitory concentration (MIC) of the individual active substance.
  • a further improvement is achieved by the chemical incorporation of a connecting molecule (spacer, spacer molecule) between the two active substances, which are reactants. This is intended to obtain additional degrees of freedom, namely by varying the spacer length and spacer structure, the interaction with the cell membrane and the release of the antibiotic can be modulated within the cell.
  • an antibiotic with a polymyxin derivative that is chemically conjugated is then described, with both components not losing their characteristic effect.
  • a suitable choice of the spacer for example the spacer length and spacer sequence in the case of a peptide-like spacer, can further increase their effect.
  • the membrane permeabilizing agent is in any case a derivative of polymyxin B, while the antibiotic can vary.
  • Antibiotic and polymyxin derivative can be chemically bound either directly or via a spacer.
  • the chemically specific synthesis of the conjugates requires a strategy that enables the coupling of the antibiotic to a single free amino group of the polymyxin.
  • this amino function should preferably be chosen in the linear chain (tail) of the polymyxin B, in order in this way to free the cyclic part of the molecule (head) for the Recognize the bacterial membrane preserve.
  • This procedure is explained using a multi-stage process in FIG. 1 using the example of rifamycin B (denoted by ROH).
  • the five free amino functions of polymyxin B are with the tert. Butyloxycarbonyl (Boc) group by treatment with di-tert. Butyld ica rbonat protected at alkaline pH, which creates Penta-Boc-Polymyxin B (I). The fatty acid residue is then split off by enzymatic hydrolysis (II).
  • the penta-boc-polymyxin B is split in a water / 1,4-butanediol mixture into two characterized fragments: first, the linear polymyxin B-tripeptide (tail) substituted with the fatty acid and with two Boc groups, and second, the cyclic polymyxin B-heptapeptide (head) substituted with three Boc groups.
  • the cyclic heptapeptide contains a single free amino function to which it can be chemically specifically substituted, making it the key link in the general coupling strategy.
  • rifamycin B remains intact under these conditions according to the control test.
  • the resulting product can then be coupled to tri-boc polymyxin heptapeptide (the key compound) via dicyclohexylcarbodiimide activation again (V).
  • the compound B (cf. Fig. 1 and 2) is formed by simple acid treatment (VI).
  • VI simple acid treatment
  • R-Leu-Ala-Leu-Ala-OH is the intermediate product that is created by coupling rifamyein B with H-Leu-Ala-Leu-Ala-OMe and subsequent basic cleavage (see text below).
  • Fig. 2 represents the chemical structural formula of an end product (compound B), in this example the polymyxin conjugate with rifamyein B.
  • Pen ta -Boc -Pol ym yxin B / Stu fe I 5.05 g polymyxin B, sulfate are suspended in 150 ml water / dioxane (1: 2 and brought to pH 10.5 with 2N NaOH.
  • the solution is then diluted to 4 l with water, as a result of which a large part of the starting material still present fails and can be recovered by centrifugation.
  • the combined supernatants are mixed with 1 l of methylene chloride and the product extracted into the organic phase.
  • the oily residue obtained after evaporation of the solvent is treated with water and the precipitate formed is filtered off.
  • the mixture is further separated by silica gel chromatography in a chloroform / methanol / acetic acid mixture, as a result of which the tri-boc-polymyxin heptapeptide can be isolated from di-boc-acyldiaminobutyryl-threonyl-diaminobutyric acid and from other components. Yield: 550 mg. Rifamycyl B-Tri-Boc-Polymyxin heptapeptide / Stage III 75 mg
  • Rifamyein B are dissolved in 10 ml of dimethylformamide with 107 mg of tri-boc polymyxin heptapeptide. After adding 14 ⁇ l of triethylamine, 13 mg of hydroxybenztriazole and 25 mg of dicyclohexylcarbodiimide, the reaction mixture is stirred at room temperature for 24 hours. Work-up: filter off the insoluble by-product, evaporate the solvent, take up in ethyl acetate and shake out three times each against aq. 5% NaHCO 3 , ag. NaHSO 4 (pH 2) and aq. NaCl. The residue obtained after evaporation of the solvent is purified by column chromatography on silica gel in a chloroform / methanol / acetic acid mixture. Yield: 91 mg.
  • Rifamycyl B-polym ⁇ xin heptapeptide (compound A) / stage IV 80 mg of the product of stage III are dissolved in 1 ml of 0.4 M HCl in formic acid for 30 min. left at room temperature. Adding the solution to 10 ml of diethyl ether leads to the precipitation of the product, which can be isolated as a centrifugate. Yield: 62 mg.
  • the invention is not limited to the combination of polymyxin compounds with rifamyein using a spacer or without. Rather, other combinations within the meaning of the invention can be selected, such as: polymyxin (B, B 1 , B 2 , D 1 , D 2 E) with hydrophobic antibiotics such as erythromycin, clindamycin, rifampicin, fusidic acid, novobiocin, cloxacillin and others.
  • Spacers are linear molecules that are known from the fields of ligand immobilization in affinity chromatography and enzyme immobilization in enzyme technology. In particular, peptide-like spacers of any length are suitable.
  • the spacer length that determines the partner distance in the conjugate is a size that can be optimized. It is to be expected that if the spacer is too short, the entire surface of the polymyxin derivative and the hydrophobic antibiotic will no longer be free to interact with the cell membrane and the cell organelles.
  • the sequence of a peptide-like spacer can also be optimized with regard to its selective hydrolytic cleavage. The ideal would be a spacer structure that is sufficiently stable to penetrate the cell without being split and yet sufficiently labile to release the hydrophobic antibiotic in the cell.
  • the growth-inhibiting effect on gram-negative bacteria is chosen as a measure of the biological activity.
  • an E. coli strain (127B, wild type, 10 -4 cells / ml) is used, its growth in a minimal Davis medium (with as additives per ml: 1 mg glucose, 1 mg caso amino acids and 20 ⁇ g tryptophan ) is observed.
  • the minimum concentration (MIC) of the conjugates for total growth inhibition for 14 hours at 37 ° C. is determined by measuring the optical density at 600 nm.
  • compounds A and B cf. FIG. 1 are microbiologically active and that compound II (cf. FIG.
  • Compound A (conjugate without spacer, FIG. 1) has approximately the same growth-inhibiting activity as the 1: 1 mixture of rifamyein B and polymyxin heptapeptide.
  • the results show that a method was invented to increase the effect of rifamyein B on an E. coli strain.
  • the method can be applied to any hydrophobic antibiotics and any gram-negative strains.
  • Deadline Publication will be repeated if changes occur.
  • the invention concerns the known resistance of Gram-negative bacteria to hydrophobic antibiotics. It makes u the property of the cyclic heptapeptide part of polymyxine B to act in a membrane-permeabilizing manner, without b toxic. It demonstrates, using the example of rifamyein B, that conjugates of hydrophobic antibiotics with the cyclic h peptide part of polymyxine B have a bacteriostatic effect and that this effect can be increased if a suitable spacer mole is inserted between the two associated substances. A description is also given of a synthetic strategy for producing t conjugates in a chemically specif ⁇ c manner.

Abstract

The invention concerns the known resistance of Gram-negative bacteria to hydrophobic antibiotics. It makes use of the property of the cyclic heptapeptide part of polymyxine B to act in a membrane-permeabilizing manner, without being toxic. It demonstrates, using the example of rifamycin B, that conjugates of hydrophobic antibiotics with the cyclic heptapeptide part of polymyxine B have a bacteriostatic effect and that this effect can be increased if a suitable spacer molecule is inserted between the two associated substances. A description is also given of a synthetic strategy for producing these conjugates in a chemically specific manner.

Description

HERSTELLUNG VON KOVALENT GEBUNDENEN KONJUGATEN AUS EINEM PRODUCTION OF COVALENTLY CONJUGATES FROM A SINGLE
ANTIBIOTIKUM UND EINEM NICHT TOXISCHEN DERIVAT VON POLYMYXIN BANTIBIOTIC AND A NON-TOXIC DERIVATIVE OF POLYMYXIN B
Die Erfindung liegt im Gebiet der molekularen Pharmakologie und Mikrobiologie der bakteriostatischen und bakterioziden Antibiotika und betrifft konjugierte Antibiotika. Die Erfindung zielt darauf ab, die Resistenz von gram-negativen Bakterien zu hydrophoben Antibiotika aufzuheben.The invention is in the field of molecular pharmacology and microbiology of bacteriostatic and bacteriocidal antibiotics and relates to conjugated antibiotics. The invention aims to abolish the resistance of gram-negative bacteria to hydrophobic antibiotics.
Die Bakterienresistenz ist eine allgemeine Schwierigkeit in der Bekämpfung von bakteriellen Infektionen durch gram-negative Keime. Sie ist auf die besondere Struktur der Bakterienmembran zurückzuführen, die als undurchlässige Schranke für diese therapeutische Mittel wirkt. Polymyxin B, ein bekanntes Polypeptid-Antibiotikum, hat die Eigenschaft an die Bakterienmembran zu binden und sie durch strukturelle Aenderung der molekularαn Ordnung (Desorganisation) teilweise durchlässig zu machen. Dazu wurde von Vaara und Vaara (Nature 303, 526 (1983)) gezeigt, dass ein Derivat von Polymyxin B, das den Fettsäurerest und die terminale Diaminobuttersaure nicht mehr enthielt, für eukaryontische Zellen nicht mehr toxisch war, aber in der Lage war, die Resistenz von gram-negativen Bakterien für verschiedene Antibiotika, u.a. Erythromycin, Clindamycin, Rifampicin, Fusidinsäure, Novobiocin und Cloxacillin weitgehend aufzuhebe n, wenn es gemeinsam mit einem von diesen Stoffen angewandt wurde.Bacterial resistance is a common difficulty in combating bacterial infections caused by gram-negative germs. It is due to the special structure of the bacterial membrane, which acts as an impermeable barrier to these therapeutic agents. Polymyxin B, a well-known polypeptide antibiotic, has the property of binding to the bacterial membrane and making it partially permeable through structural changes in the molecular order (disorganization). For this purpose, Vaara and Vaara (Nature 303, 526 (1983)) showed that a derivative of polymyxin B, which no longer contained the fatty acid residue and the terminal diaminobutyric acid, was no longer toxic to eukaryotic cells, but was able to do so Resistance of gram-negative bacteria for various antibiotics, among others Erythromycin, clindamycin, rifampicin, fusidic acid, novobiocin and cloxacillin to a large extent if used together with any of these substances.
Die Anwendung einer blossen Mischung von zwei solchen Agenzien, nämlich dem Polymyxinderivat und dem Antibiotikum, weist bekanntermassen die folgenden Nachteile auf: 1) Es ist die gleichzeitige Anwendung von zwei therapeutischen Mitteln erforderlich,The use of a mere mixture of two such agents, namely the polymyxin derivative and the antibiotic, is known to have the following disadvantages: 1) The simultaneous use of two therapeutic agents is required
2) Dies erfordert bei der Anwendung das gleichzeitige Auflösen von zwei Mitteln, beispielsweise in Wasser, mit sehr verschieden polarem Charakter, nämlich des hydrophilen Polymyxinderivats und des hydrophoben Antibiotikums,2) When used, this requires the simultaneous dissolution of two agents, for example in water, with a very different polar character, namely the hydrophilic polymyxin derivative and the hydrophobic antibiotic,
3) Die Mischung erfordert die Ermittlung von neuen Dosenverhältnissen für jedes neue Paar,3) The mix requires the determination of new dose ratios for each new pair,
4) Die ledlgliche Mischung gibt wenig Einblick in die synergische Wirkung der beiden Agenzien, indem beispielsweise nicht klar ist, ob zur Erhöhung der Wirkung eine gemeinsam parallele Erhöhung der Dosen der beiden Partner geeignet wäre oder ob nur eine Schwellenkonzentration des Polymyxins erreicht werden soll, oder ob nicht gar lokale Anreicherungen des einen oder des anderen Partners wegen unterschiedlicher Löslichkeit entstehen, und andere Probleme mehr,4) The possible mixture gives little insight into the synergistic effect of the two agents, for example, it is not clear whether a jointly parallel increase in the doses of the two partners would be suitable to increase the effect or whether only a threshold concentration of the polymyxin should be reached, or whether local enrichments of one or the other partner arise due to different solubility, and other problems more,
5) Schliesslich führt eine Vermischung zweier solcher Agenzien auch bei optimalem Dosenverhältnis nicht zur kleinsten erreichbaren Konzentration der Partner für eine bestimmte Zielwirkung (wie in der Folge durch die Anwendung von Konjugaten gezeigt werden wird).5) Finally, a mixture of two such agents does not lead to the lowest achievable concentration of the partners for a specific target effect, even with an optimal dose ratio (as will be shown below by the use of conjugates).
Die Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, Präparate mit erhöhter bakteriostatischen Wirkung zu erzeugen, die diese Nachteile nicht aufweisen. Dieses Ziel wird erreicht durch die Synthese von Konjugaten, die jeweils ein Polymyxin-B-Derivat als membranpermeabilisierender Teil und ein hydrophobes Antibiotikum als antibiotischer Teil enthalten. Die Erfindung geht von der Idee aus, dass das Kombinieren im gleichen Molekül dieser beiden Wirkstoffe die minimale inhibitorische Konzentration (MIC) des einzelnen Wirkstoffes herabsetzen wird. Eine weitere Verbesserung wird erreicht durch den chemischen Einbau eines Verbindungsmoleküls (Spacer, Spacermolekül) zwischen den beiden Wirkstoffen, die Reaktionspartner sind. Dadurch sollen zusätzliche Freiheitsgrade erhalten werden, nämlich durch Variieren der Spacerlänge und Spacerstruktur kann die Wechselwirkung mit der Zellmembran und die Freisetzung des Antibiotikums innerhalb der Zelle moduliert werden.The object of the invention is therefore to produce preparations with increased bacteriostatic activity which do not have these disadvantages. This goal is achieved by the synthesis of conjugates, each containing a polymyxin B derivative as the membrane-permeabilizing part and a hydrophobic antibiotic as the antibiotic part. The invention is based on the idea that combining these two active substances in the same molecule will reduce the minimum inhibitory concentration (MIC) of the individual active substance. A further improvement is achieved by the chemical incorporation of a connecting molecule (spacer, spacer molecule) between the two active substances, which are reactants. This is intended to obtain additional degrees of freedom, namely by varying the spacer length and spacer structure, the interaction with the cell membrane and the release of the antibiotic can be modulated within the cell.
Anschliessend wird beschrieben die erfindungsgemässe Herstellung eines Antibiotikums mit einem Polymyxinderivat, die chemisch konjugiert werden , wobei beide Komponenten ihre charakteristische Wirkung nicht verlieren. Durch geeignete Wahl des Spacers, beispielsweise der Spacerlänge und Spacersequenz im Falle eines peptidartigen Spacers, kann ihre Wirkung noch zusätzlich erhöht werden. Das membranpermeabilisierende Agenz ist in jedem Fall ein Derivat von Polymyxin B, während das Antibiotikum variieren kann. Antibiotikum und Polymyxinderivat können entweder direkt oder über ein Spacer chemisch gebunden werden. Die chemisch spezifische Synthese der Konjugate erfordert eine Strategie, die die Kopplung des Antibiotikums an eine einzige freie Aminogruppe des Polymyxins ermöglicht. Dazu sollte diese Aminofunktion mit Vorzug in der linearen Kette (Schwanz) des Polymyxins B gewählt werden, um auf diese Weise den zyklischen Teil des Moleküls (Kopf) frei für das Erkennen der Bakterienmembran zu bewahren. Dieses Vorgehen ist an einem mehrstufigen Prozess in Fig. 1 am Beispiel des Rifamycins B (mit ROH bezeichnet) erläutert. Die fünf freien Aminofunktionen des Polymyxins B werden mit der tert. Butyloxycarbonyl- (Boc) Gruppe durch Behandlung mit Di-tert . butyld ica rbonat bei alkalischem pH geschützt, wodurch Penta-Boc-Polymyxin B entsteht (I). Der Fettsäurerest wird dann durch enzymatische Hydrolyse abgespalten (II). Da die klassische Verdauung mit Ficin (Chihara et al., Agric. Biol. Chem. 37, 24555 (1973)) wegen Unlöslichkeit des Substrates versagt, wird die Protease Nagarse (Subtilisin B, E.C. 3.4.21.14) herangezogen. Das Penta-Boc-Polymyxin B wird in einem Wasser/1,4-Butandiol-Gemisch in zwei charakterisierte Fragmente gespalten: erstens, das mit der Fettsäure und mit zwei Boc-Gruppen substituierte lineare Polymyxin B-Tripeptid (Schwanz) und zweitens, das mit drei Boc-Gruppen substituierte zyklische Polymyxin B-Heptapeptid (Kopf). Das zyklische Heptapeptid enthält eine einzige freie Aminofunktion an welche chemisch spezifisch substituiert werden kann und ist damit die Schlüsselverbindung der allgemeinen Kupplungsstrategie.The inventive production of an antibiotic with a polymyxin derivative that is chemically conjugated is then described, with both components not losing their characteristic effect. A suitable choice of the spacer, for example the spacer length and spacer sequence in the case of a peptide-like spacer, can further increase their effect. The membrane permeabilizing agent is in any case a derivative of polymyxin B, while the antibiotic can vary. Antibiotic and polymyxin derivative can be chemically bound either directly or via a spacer. The chemically specific synthesis of the conjugates requires a strategy that enables the coupling of the antibiotic to a single free amino group of the polymyxin. For this purpose, this amino function should preferably be chosen in the linear chain (tail) of the polymyxin B, in order in this way to free the cyclic part of the molecule (head) for the Recognize the bacterial membrane preserve. This procedure is explained using a multi-stage process in FIG. 1 using the example of rifamycin B (denoted by ROH). The five free amino functions of polymyxin B are with the tert. Butyloxycarbonyl (Boc) group by treatment with di-tert. Butyld ica rbonat protected at alkaline pH, which creates Penta-Boc-Polymyxin B (I). The fatty acid residue is then split off by enzymatic hydrolysis (II). Since classic digestion with ficin (Chihara et al., Agric. Biol. Chem. 37, 24555 (1973)) fails because of the insolubility of the substrate, the protease Nagarse (subtilisin B, EC 3.4.21.14) is used. The penta-boc-polymyxin B is split in a water / 1,4-butanediol mixture into two characterized fragments: first, the linear polymyxin B-tripeptide (tail) substituted with the fatty acid and with two Boc groups, and second, the cyclic polymyxin B-heptapeptide (head) substituted with three Boc groups. The cyclic heptapeptide contains a single free amino function to which it can be chemically specifically substituted, making it the key link in the general coupling strategy.
Als erfindungsgemässes Beispiel wird schrittweise die Kupplung dieser Schlüsselverbindung mit Rifamyein B beschrieben. Sie erfolgt über eine einfache Aktivierung mit Dicyclohexylcarbodiimid (III). Durch saure Behandlung des Konjugates (IV) entsteht dann Verbindung A (cf. Fig. 1), in welcher die beiden Partner direkt aneinander gebunden sind. Die Einführung eines Spacers zwischen den beiden Molekülen erfolgt durch eine erste mit Dicyclohexylcarbodiimid aktivierte Kupplung von Rifamyein B mit, beispielsweise, dem Tetrapeptid-ester H-Leu-Ala-Leu-Ala-OMe, dann durch die Abspaltung des Methylesters durch mild alkalische Behandlung (VII). Die Struktur des Rifamycins B bleibt unter diesen Bedingungen gemäss Kontrollversuch unversehrt. Das resultierende Produkt kann dann mit Tri-Boc-Polymyxin-Heptapeptid (der Schlüsselverbindung) über erneut eine Dicyclohexylcarbodiimid-Aktivierung gekoppelt werden (V). Die Verbindung B (cf. Fig. 1 und 2) entsteht durch einfache saure Behandlung (VI). In einem Beispiel wird nun der chemisch synthetische Teil der Erfindung anhand der unten aufgeführten Zeichnungen beschrieben.The coupling of this key connection with rifamyein B is described step by step as an example according to the invention. It is carried out by simple activation with dicyclohexylcarbodiimide (III). Acid treatment of the conjugate (IV) then gives compound A (cf. FIG. 1) in which the two partners are bonded directly to one another. A spacer between the two molecules is introduced by a first coupling of rifamyein B activated with dicyclohexylcarbodiimide with, for example, the tetrapeptide ester H-Leu-Ala-Leu-Ala-OMe, then by cleavage of the methyl ester by mildly alkaline treatment ( VII). The structure of rifamycin B remains intact under these conditions according to the control test. The resulting product can then be coupled to tri-boc polymyxin heptapeptide (the key compound) via dicyclohexylcarbodiimide activation again (V). The compound B (cf. Fig. 1 and 2) is formed by simple acid treatment (VI). In one example, the chemically synthetic part of the invention will now be described with reference to the drawings below.
Fig. 1 stellt das Reaktionsschema dar, das ausgehend von Polymyxin B, einerseits, von einem allgemein bezeichneten Antibiotikum ROH (z.B. Rifamyein B), andererseits, zu den Endprodukten (Verbindungen A und B führt). Die Abkürzungen für Aminosäuren sind: Dab, 2,4-Diamino-buttersäure,; Leu, Leucin;Thr, Threonin; D-Phe, D-Phenylalanin; Ala, Alanin. Andere Abkürzungen: Boc, tert. Butyloxycarbonyl; FS, Fettsäurerest von Polymyxin B; R, Rest von Rifamyein B (oder allgemein von einem hydrophoben Antibiotikum); DCCI; Dicyclohexylcarbodiimid; HC1/HCOOH, Chlorwasserstoff in Ameisensäure. R-Leu-Ala-Leu-Ala-OH ist das Zwischenprodukt, das durch Kopplung von Rifamyein B mit H-Leu-Ala-Leu-Ala-OMe und anschliessende basische Abspaltung entsteht (cf.Text). Fig. 2 stellt die chemische Strukturformel eines Endproduktes (Verbindung B) dar, in diesem Beispiel das PolymyxinKonjugat mit Rifamyein B.1 shows the reaction scheme which, starting from polymyxin B, on the one hand, from a generally designated antibiotic ROH (for example rifamyein B), on the other hand, leads to the end products (compounds A and B). The abbreviations for amino acids are: Dab, 2,4-diamino-butyric acid ,; Leu, Leucine; Thr, Threonine; D-Phe, D-phenylalanine; Ala, alanine. Other abbreviations: Boc, tert. Butyloxycarbonyl; FS, fatty acid residue from Polymyxin B; R, residue of rifamyein B (or generally a hydrophobic antibiotic); DCCI; Dicyclohexylcarbodiimide; HC1 / HCOOH, hydrogen chloride in formic acid. R-Leu-Ala-Leu-Ala-OH is the intermediate product that is created by coupling rifamyein B with H-Leu-Ala-Leu-Ala-OMe and subsequent basic cleavage (see text below). Fig. 2 represents the chemical structural formula of an end product (compound B), in this example the polymyxin conjugate with rifamyein B.
Eine Variante zur Einführung des Spacers (nicht gezeigt in Fig. 1) besteht in der mit Dicyclohexylcarbodiimid aktivierten Kopplung des N-geschützten Tetrapeptids Z-Leu-Ala-Leu-Ala-OH (Z= Benzyloxycarbonyl) mit dem Tri-Boc-Polymyxin-Heptapeptid (Schlüsselverbindung) und in der anschliessenden Z-Abspaltung durch katalytische Hydrierung. Das Produkt wird dann an das durch Dicyclohexylcarbodiimid aktivierte Rifamyein B gekoppelt und durch saure Behandlung in Verbindung B übergeführt.A variant of the introduction of the spacer (not shown in FIG. 1) consists in the coupling of the N-protected tetrapeptide Z-Leu-Ala-Leu-Ala-OH (Z = benzyloxycarbonyl) with the tri-boc-polymyxin activated with dicyclohexylcarbodiimide. Heptapeptide (key compound) and in the subsequent Z-cleavage by catalytic hydrogenation. The product is then coupled to the rifamyein B activated by dicyclohexylcarbodiimide and converted into compound B by acid treatment.
Es folgt die detaillierte Beschreibung der einzelnen Synthesestufen. The detailed description of the individual synthesis steps follows.
Pen ta -Boc -Pol ym yxi n B /St u fe I 5.05 g Polymyxin B, Sulfat werden in 150 ml Wasser/Dioxan (1:2 suspendiert und mittels 2 N NaOH auf pH 10.5 gebracht. Dann werden 3.8 g Di-tert. butyl-dicarbonat zugegeben und das Reaktionsgemisch bei gleichem pH und bei Raumtemperatur während 48 Std. gerührt. Es folgen Neutralisation zu pH 6 mit 5 N HC1, Eindampfen der Lösungsmittel, Aufnehmen in Essigsäureethylester und Wasser 2:1, wonach der unlösliche Rückstand abfiltriert und mit Wasser gewaschen wird. Ausbeute: 5.15 g. Tri -Boc -Pol ym yxi n -Hep t a pep t i d /St u fe II 3 . 1 4 g Penta-BocPolymyxin B werden über 14 Std. in 960 ml 1,4-Butandiol gelöst. Zu der Losung gibt man über 2 Std. 640 ml eines 0.125 M Phosphatpuffers zu, dann in 25 mg Portionen insgesamt 150 mg Nagarse (vorgelδst in jeweils 1 ml Puffer) über 150 Std. hinzu. Die enzymat.ische Hydrolyse erfolgt während 150 Std. bei 37 °c Die Lösung wird dann mit Wasser auf 4 1 verdünnt, wodurch ein groeser Teil des noch vorhandenen Eduktes ausfällt und durch Zentrifugation wiedergewonnen werden kann. Die vereinigten Ueberstände werden mit 1 l Methylenchlorid versetzt und das Produkt in die organische Phase extrahiert. Der nach Aufdampfen des Lösungsmittels erhaltene ölige Rückstand wird mit Wasser behandelt und der entstandene Niederschlag abfiltriert. Weitere Auftrennung des Gemisches erfolgt durch Kieselgelchromatographie in einem Chloroform/Methanol /Essigsäure-Gemisch, wodurch das Tri-Boc-Polymyxin Heptapeptid vom Di-Boc-Acyldiaminobutyryl-threonyl-diaminobuttörsäure und von anderen Komponenten isoliert werden kann. Ausbeute: 550 mg. Rifamycyl B-Tri-Boc-Polymyxin-Heptapeptid/Stufe III 75 mgPen ta -Boc -Pol ym yxin B / Stu fe I 5.05 g polymyxin B, sulfate are suspended in 150 ml water / dioxane (1: 2 and brought to pH 10.5 with 2N NaOH. Then 3.8 g di-tert butyl dicarbonate was added and the reaction mixture was stirred at the same pH and at room temperature for 48 hours, followed by neutralization to pH 6 with 5N HCl, evaporation of the solvents, taking up in ethyl acetate and water 2: 1, after which the insoluble residue was filtered off and Yield: 5.15 g of tri-Boc -Pol ym yxi n -hep peptide / step II 3.14 g of penta-Boc-polymyxin B are dissolved in 960 ml of 1,4-butanediol over 14 hours 640 ml of a 0.125 M phosphate buffer are added to the solution over 2 hours, then a total of 150 mg of Nagarse (pre-dissolved in 1 ml of buffer in each case) are added in 150 mg portions over 150 hours Hrs. At 37 ° C. The solution is then diluted to 4 l with water, as a result of which a large part of the starting material still present fails and can be recovered by centrifugation. The combined supernatants are mixed with 1 l of methylene chloride and the product extracted into the organic phase. The oily residue obtained after evaporation of the solvent is treated with water and the precipitate formed is filtered off. The mixture is further separated by silica gel chromatography in a chloroform / methanol / acetic acid mixture, as a result of which the tri-boc-polymyxin heptapeptide can be isolated from di-boc-acyldiaminobutyryl-threonyl-diaminobutyric acid and from other components. Yield: 550 mg. Rifamycyl B-Tri-Boc-Polymyxin heptapeptide / Stage III 75 mg
Rifamyein B werden mit 107 mg Tri-Boc-Polymyxin-Heptapeptid in 10ml Dimethylformamid gelöst. Nach Zugabe von 14 μl Triethylamin, 13 mg Hydroxybenztriazol und 25 mg Dicyclohexylcarbodiimid, wird das Reaktionsgemisch während 24 Std. bei Raumtemperatur gerührt. Aufarbeitung: Abfiltrieren des unlöslichen Nebenproduktes, Eindampfen des Lösungsmittels, Aufnehmen in Essigester und Ausschütteln jeweils dreimal gegen aq. 5% NaHCO3, ag. NaHSO4(pH 2) und aq. NaCl. Der nach Abdampfen des Lösungsmittels erhaltene Rückstand wird durch Säulenchromatographie auf Silikagel in einem Chloroform/Methanol/Essigsäure-Gemisch gereinigt. Ausbeute: 91 mg.Rifamyein B are dissolved in 10 ml of dimethylformamide with 107 mg of tri-boc polymyxin heptapeptide. After adding 14 μl of triethylamine, 13 mg of hydroxybenztriazole and 25 mg of dicyclohexylcarbodiimide, the reaction mixture is stirred at room temperature for 24 hours. Work-up: filter off the insoluble by-product, evaporate the solvent, take up in ethyl acetate and shake out three times each against aq. 5% NaHCO 3 , ag. NaHSO 4 (pH 2) and aq. NaCl. The residue obtained after evaporation of the solvent is purified by column chromatography on silica gel in a chloroform / methanol / acetic acid mixture. Yield: 91 mg.
Rifamycyl B-Polymγxin-Heptapeptid (Verbindung A )/Stufe IV 80 mg des Produktes der Stufe III werden in 1 ml 0.4 M HCl In Ameisensäure während 30 min. bei Raumtemperatur stehengelassen. Versetzen der Lösung in 10 ml Diethylether führt zur Fällung des Produktes, das als Zentrifugat isoliert werden kann. Ausbeute: 62 mg.Rifamycyl B-polymγxin heptapeptide (compound A) / stage IV 80 mg of the product of stage III are dissolved in 1 ml of 0.4 M HCl in formic acid for 30 min. left at room temperature. Adding the solution to 10 ml of diethyl ether leads to the precipitation of the product, which can be isolated as a centrifugate. Yield: 62 mg.
Rifamycyl-B-Leucyl-Alanyl-Leucyl-Alanyl-Polymyxin-Heptapeptid (Verbindung B)/Stufen V und VI 206 mg Rifamycyl BLeucyl-Alanyl-Leucyl-Alanin (Herstellung: Stufe VII) werden mit 204 mg Tri-Boc-Polymyxin-Heptapeptid in Gegenwart von 24 ul Triethylamin in 10 ml Dimethylformamid gelöst. Die Kopplung erfolgt durch Zusatz von 24 mg Hydroxybenztriazol und 46 mg Dicyclohexylcarbodiimid wahrend 16 Std. bei Raumtemperatur. Nach gleicher Aufarbeitung wie in Stufe III erhält man 112 mg Zwischenprodukt. Behandlung von 80 mg inRifamycyl-B-leucyl-alanyl-leucyl-alanyl-polymyxin heptapeptide (compound B) / stages V and VI 206 mg of rifamycyl BLeucyl-alanyl-leucyl-alanine (preparation: stage VII) are mixed with 204 mg of tri-boc-polymyxin Heptapeptide dissolved in 10 ml of dimethylformamide in the presence of 24 ul of triethylamine. The coupling is carried out by adding 24 mg of hydroxybenztriazole and 46 mg of dicyclohexylcarbodiimide during 16 hours at room temperature. After the same processing as in stage III 112 mg of intermediate are obtained. Treatment of 80 mg in
0.4 M HCl in Ameisensäure während 30 min. bei Raumtemperatur und weitere Reinigung durch Säulenchromatographie auf Silikagel in einem Chloroform/Methanol/Essigsäure-Gemisch ergibt Verbindung B. Ausbeute: 42 mg.0.4 M HCl in formic acid for 30 min. at room temperature and further purification by column chromatography on silica gel in a chloroform / methanol / acetic acid mixture gives compound B. Yield: 42 mg.
Ri fam yc yl B-Leuc yl -Al an yl -Leuc yl -A l ani n /Stufe VII 328 mg Rifamyein B werden zusammen mit 54 mg Hydroxybenztriazol, 202 mg H-Leu-Ala-Leu-Ala-OMe, 28 μl Triethylamin und 102 mg Dicyclohehylcarbodiimid in 10 ml Dimethylformamid gelöst und während 16 Std. bei Raumtemperatur gerührt. Nach gleicher Aufarbeitung wie in Stufe II, wird das Produkt in 2 ml 0.8 N KOH/Dioxan 1:1 während 15 min. bei Raumtemperatur stehen gelasssen. Die Lösung wird anschliessend mit 2 N HCl auf pH 2 gebracht und das Produkt in Essigsäureethylester extrahiert und durch. Abdampfen des Lösungsmittels isoliert. Ausbeute: 270 mg.Ri fam yc yl B-Leuc yl -Al an yl -Leuc yl -A l ani n / Stage VII 328 mg rifamyein B together with 54 mg hydroxybenztriazole, 202 mg H-Leu-Ala-Leu-Ala-OMe, 28 μl Triethylamine and 102 mg of dicycloethyl carbodiimide dissolved in 10 ml of dimethylformamide and stirred for 16 hours at room temperature. After working up as in stage II, the product is dissolved in 2 ml of 0.8 N KOH / dioxane 1: 1 for 15 min. left at room temperature. The solution is then brought to pH 2 with 2N HCl and the product is extracted into ethyl acetate and passed through. Evaporation of the solvent isolated. Yield: 270 mg.
Die Erfindung beschränkt sich, wie schon erwähnt, nicht nur auf die Kombination von Polymyxinverbindungen mit Rifamyein unter Verwendung eines Spacers oder ohne. Vielmehr sind weitere Kombinationen im Sinne der Erfindung wählbar, wie: Polymyxin (B,B1 , B2,D1,D2 E) mit hydrophoben Antibiotika wie Erythromycin, Clindamycin, Rifampicin, Fusidinsäure, Novobiocin, Cloxacillin und andere mehr. Spacer dazu sind lineare Moleküle, die aus den Gebieten der Ligand-Immobilisierung in der Affinitätschromatographie und der Enzym-Immobilisierung in der Enzymtechnologie bekannt sind. Insbesondere, sind peptidartige Spacer beliebiger Länge geeignet. Die Spacerlänge, die die Partnerdistanz im Konjugat bestimmt, ist eine Grosse, die optimalisiert werden kann. Es ist zu erwarten, dass bei einem zu kurzen Spacer nicht mehr die ganze Oberfläche des Polymyxinderivats und des hydrophoben Antibiotikums für die Wechselwirkung mit der Zellmembran und den Zellorganellen frei ist. Auch die Sequenz eines peptidartigen Spacers kann optimalisiert werden, in bezug auf seine selektive hydrolytische Spaltbarkeit . Ideal wäre eine Spacerstruktur, die genügend stabil ist, um ungespalten in die Zelle einzudringen, und doch genügend labil, um in der Zelle das hydrophobe Antibiotikum freizusetzen. Mikrobiologische Resultate:As already mentioned, the invention is not limited to the combination of polymyxin compounds with rifamyein using a spacer or without. Rather, other combinations within the meaning of the invention can be selected, such as: polymyxin (B, B 1 , B 2 , D 1 , D 2 E) with hydrophobic antibiotics such as erythromycin, clindamycin, rifampicin, fusidic acid, novobiocin, cloxacillin and others. Spacers are linear molecules that are known from the fields of ligand immobilization in affinity chromatography and enzyme immobilization in enzyme technology. In particular, peptide-like spacers of any length are suitable. The spacer length that determines the partner distance in the conjugate is a size that can be optimized. It is to be expected that if the spacer is too short, the entire surface of the polymyxin derivative and the hydrophobic antibiotic will no longer be free to interact with the cell membrane and the cell organelles. The sequence of a peptide-like spacer can also be optimized with regard to its selective hydrolytic cleavage. The ideal would be a spacer structure that is sufficiently stable to penetrate the cell without being split and yet sufficiently labile to release the hydrophobic antibiotic in the cell. Microbiological results:
Als Mass für die biologische Aktivität wird die wachstumshemmende Wirkung auf gram-negativen Bakterien gewählt. Beispielsweise, wird dazu ein E. coli-Stamm (127B, Wildtyp, 10-4 Zellen/ml) verwendet, dessen Wachstum in einem minimalen Davis-Medium (mit als Zusätzen pro ml: 1 mg Glukose, 1 mg Casoaminosäuren und 20 μg Tryptophan) beobachtet wird. Die minimale Konzentration (MIC) der Konjugate für totale Hemmung des Wachstums während 14 Std. bei 37°c wird durch Messung der optischen Dichte bei 600 nm bestimmt. Am Beispiel der Polymyxin-Konjugaten mit Rifamyein B wird hier gezeigt, dass die Verbindungen A und B (cf. Fig. 1) mikrobiologisch aktiv sind und dass Verbindung II (cf. Fig. 2) wesentlich aktiver ist als Rifamyein allein sowie als unkonjugierte 1:1 Gemische von Polymyxin B-Heptapeptid und Rifamyein B. Werden die MIC-Werte verglichen, so ist das aktivste Konjugat, Verbindung B (Fig. 2), im Wachstumstest mit E. coliThe growth-inhibiting effect on gram-negative bacteria is chosen as a measure of the biological activity. For example, an E. coli strain (127B, wild type, 10 -4 cells / ml) is used, its growth in a minimal Davis medium (with as additives per ml: 1 mg glucose, 1 mg caso amino acids and 20 μg tryptophan ) is observed. The minimum concentration (MIC) of the conjugates for total growth inhibition for 14 hours at 37 ° C. is determined by measuring the optical density at 600 nm. Using the example of the polymyxin conjugates with rifamyein B, it is shown here that compounds A and B (cf. FIG. 1) are microbiologically active and that compound II (cf. FIG. 2) is considerably more active than rifamyein alone and as unconjugated 1 : 1 Mixtures of polymyxin B-heptapeptide and rifamyein B. If the MIC values are compared, the most active conjugate, compound B (FIG. 2), is in the growth test with E. coli
127 B, Wildtyp, unter den angegebenen Bedingungen127 B, wild type, under the specified conditions
30 bis 100 mal aktiver als ein 1:1 Gemisch von Rifamyein B und Polymyxin-Heptapeptid, 100 bis 500 mal aktiver als Rifamyein B allein. Das zyklische Polymyxin B-Heptapeptid hat in den Kontrollversuchen keine messbare Aktivität.30 to 100 times more active than a 1: 1 mixture of rifamyein B and polymyxin heptapeptide, 100 to 500 times more active than rifamyein B alone. The cyclic polymyxin B-heptapeptide has no measurable activity in the control experiments.
Verbindung A (Konjugat ohne Spacer, Fig. 1) hat etwa die gleiche wachstumshemmende Aktivität wie das 1:1 Gemisch von Rifamyein B und Polymyxin-Heptapeptid.Compound A (conjugate without spacer, FIG. 1) has approximately the same growth-inhibiting activity as the 1: 1 mixture of rifamyein B and polymyxin heptapeptide.
Die Resultate zeigen, dass eine Methode erfunden wurde um die Wirkung von Rifamyein B auf einen E. coli-Stamm zu erhöhen. Die Methode ist prinzipiell auf beliebige hydrophoben Antibiotika und beliebige gram-negative Stämme übertragbar. The results show that a method was invented to increase the effect of rifamyein B on an E. coli strain. In principle, the method can be applied to any hydrophobic antibiotics and any gram-negative strains.
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INTERNATIONALE ANMELDUNG VERÖFFENTLICHT NACH DEM VERTRAG ÜBER DIE INTERNATIONALE ZUSAMMENARBEIT AUF DEM GEBIET DES PATENTWESENS (PCT)INTERNATIONAL APPLICATION PUBLISHED AFTER THE INTERNATIONAL COOPERATION AGREEMENT IN THE PATENT AREA (PCT)
(51) Internationale Patentklassifikation 4 (11) Internationale Veröffentlichungsnummer: WO 88/ 0 C07K 7/62, A61K 37/02 C07D 498/08 // C07D 498/08 A3 (43) Internationales 307/00, 267/00 Veröffentlichungsdatum 11. Februar 1988 (11.(51) International Patent Classification 4 (11) International publication number: WO 88/0 C07K 7/62, A61K 37/02 C07D 498/08 // C07D 498/08 A3 (43) International 307/00, 267/00 publication date 11. February 1988 (11
(21) Internationales Aktenzeichen: PCT/CH87/00095 (81) Bestimmungsstaaten: AT (europäisches Patent), BE (europäisches Patent), CH (europäisches Pa(21) International file number: PCT / CH87 / 00095 (81) Destination countries: AT (European patent), BE (European patent), CH (European pa
(22) Internationales Anmeldedatum; DE (europäisches Patent), DK, FR (europäisch(22) International filing date; DE (European patent), DK, FR (European
3. August 1987 (03.08.87) tent), GB (europäisches Patent), IT (europäisch tent), JP, LU (europäisches Patent), NL (europäi Patent), SE (europäisches Patent), SU, US.August 3, 1987 (Aug 3, 1987) tent), GB (European patent), IT (European tent), JP, LU (European patent), NL (European patent), SE (European patent), SU, US.
(31) Prioritätsaktenzeichen: 3151/86-6(31) Priority number: 3151 / 86-6
(32) Prioritätsdatum: 6. August 1986 (06.08.86) Veröffentlicht(32) Priority date: August 6, 1986 (Aug 6, 1986) Published
Mit internationalem Recherchenbericht.With international research report.
(33) Prioritätsland: CH Vor A blaufderfiir λ nderungen der A nsprüche zugel(33) Priority country: CH Approved prior to change of claims
Frist. Veröffentlichung wird wiederholt falls Änderu eintreffen.Deadline. Publication will be repeated if changes occur.
(71X72) Anmelder und Erfinder: FAUCHERE, Jean-Luc [CH/CH]; Gartenstrasse 13b, CH-8902 Urdorf (CH). MOSBACH, Klaus [SE/CH]; Rebbergstrasse 83, CH- (88) Veröffentlichungsdatum des internationalen Recherche 8102 Oberengstringen (CH). richts: 24. März 1988 (24.03.(71X72) Applicant and inventor: FAUCHERE, Jean-Luc [CH / CH]; Gartenstrasse 13b, CH-8902 Urdorf (CH). MOSBACH, Klaus [SE / CH]; Rebbergstrasse 83, CH- (88) Date of publication of the international research 8102 Oberengstringen (CH). Judge: March 24, 1988 (March 24.
(74) Anwalt: FREI PATENTANWALTSBÜRO; Hedwigsteig 6, Postfach 95, CH-8029 Zürich (CH).(74) Lawyer: FREI PATENTANWARTSBÜRO; Hedwigsteig 6, P.O.Box 95, CH-8029 Zurich (CH).
(54) Title: PRODUCTION OF COVALENT-LINKED CONJUGATES FROM AN ANTIBIOTIC AND A NON XIC DERIVATIVE OF POLYMYXINE B(54) Title: PRODUCTION OF COVALENT-LINKED CONJUGATES FROM AN ANTIBIOTIC AND A NON XIC DERIVATIVE OF POLYMYXINE B
(54) Bezeichnung: HERSTELLUNG VON KOVALENT GEBUNDENEN KONJUGATEN AUS EINEM ANTIBI KUM UND EINEM NICHT TOXISCHEN DERIVAT VON POLYMYXIN B(54) Name: MANUFACTURE OF COVALENTLY CONJUGATES FROM AN ANTIBI KUM AND A NON-TOXIC DERIVATIVE OF POLYMYXIN B
(57) Abstract(57) Abstract
The invention concerns the known resistance of Gram-negative bacteria to hydrophobic antibiotics. It makes u the property of the cyclic heptapeptide part of polymyxine B to act in a membrane-permeabilizing manner, without b toxic. It demonstrates, using the example of rifamyein B, that conjugates of hydrophobic antibiotics with the cyclic h peptide part of polymyxine B have a bacteriostatic effect and that this effect can be increased if a suitable spacer mole is inserted between the two associated substances. A description is also given of a synthetic strategy for producing t conjugates in a chemically specifϊc manner.The invention concerns the known resistance of Gram-negative bacteria to hydrophobic antibiotics. It makes u the property of the cyclic heptapeptide part of polymyxine B to act in a membrane-permeabilizing manner, without b toxic. It demonstrates, using the example of rifamyein B, that conjugates of hydrophobic antibiotics with the cyclic h peptide part of polymyxine B have a bacteriostatic effect and that this effect can be increased if a suitable spacer mole is inserted between the two associated substances. A description is also given of a synthetic strategy for producing t conjugates in a chemically specifϊc manner.
(57) Zusammenfassung(57) Summary
Bekannte Resistenz von gram-negativen Bakterien gegenüber hydrophoben Antibiotika. Sie nützt die Eigensc des zyklischen Heptapeptid-Teils von Polymyxin B, membranpermeabilisierend zu wirken, ohne toxisch zu sein. Sie monstriert am Beispiel von Rifamyein B, dass Konjugate von hydrophoben Antibiotika mit dem zyklischen Heptape Teil von Polymyxin B bakteriostatische Wirkung aufweisen und dass diese Wirkung erhöht werden kann, wenn ein g netes Spacermolekül zwischen den beiden Partners einverleibt wird. Weiter gibt sie eine synthetische Strategie an, um Konjugate auf chemisch spezifische Weise herzustellen. Known resistance of gram-negative bacteria to hydrophobic antibiotics. It uses the properties of the cyclic heptapeptide part of polymyxin B to have a membrane-permeabilizing effect without being toxic. Using the example of rifamyein B, she demonstrates that conjugates of hydrophobic antibiotics with the cyclic heptape part of polymyxin B have a bacteriostatic effect and that this effect can be increased if a suitable spacer molecule is incorporated between the two partners. She also gives a synthetic strategy to make conjugates in a chemically specific way.
EEDIGLICH^IJRJNFORMAπONEEDIGEL ^ IJRJNFORMAπON
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BR Brasilien . SB _ Demokratische"Vblksrepublil_ Korea SE SchwedenBR Brazil. SB _ Democratic " Vblksrepublil_ Korea SE Sweden
CF Zentrale Afrikanische Republik KR Republik Korea SN SenegalCF Central African Republic KR Republic of Korea SN Senegal
CG Kongo LI Liechtenstein SU Soviet UnionCG Congo LI Liechtenstein SU Soviet Union
CH Schweiz LK Sri Lanka TD TschadCH Switzerland LK Sri Lanka TD Chad
CM Kamerun LU Luxemburg TG TogoCM Cameroon LU Luxembourg TG Togo
DE Deutschland, Bundesrepublik MC Monaco US Vereinigte Staaten von AmerikaDE Germany, Federal Republic of MC Monaco US United States
DK Dänemark MG Madagaskar m. Finnland ML Mali DK Denmark MG Madagascar m. Finland ML Mali

Claims

PATENTANSPRUECHE PATENT CLAIMS
1. Verfahren zur Erhöhung der wachstumshemmenden Wirkung von hydrophoben Antibiotika auf (gram-negative) Bakterien, gekennzeichnet durch die chemische Konjugation eines hydrophoben Antibiotikums an ein Polymyxinderivat.1. Method for increasing the growth-inhibiting effect of hydrophobic antibiotics on (gram-negative) bacteria, characterized by the chemical conjugation of a hydrophobic antibiotic to a polymyxin derivative.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das hydrophobe Antibiotikum über ein Verbindungsmolekül (Spacer) chemisch an ein Polymyxinderivat konjugiert wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the hydrophobic antibiotic is chemically conjugated to a polymyxin derivative via a connecting molecule (spacer).
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsmolekül eine Peptidverbindung ist.3. The method according to claim 2, characterized in that the connecting molecule is a peptide compound.
4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a) Schützen der Aminogruppe des Polymyxins b) Abspalten des Fettsäurerestes des Polymyxins c) Verwendung des zyklischen Polymyxinanteils d) chemische Aktivierung eines hydrophoben Antibiotikums x) Kupplung des Polymyxinanteils an das aktivierte Antibiotikum.4. The method according to claim 1, characterized by the process steps: a) protecting the amino group of the polymyxin b) cleaving off the fatty acid residue of the polymyxin c) using the cyclic polymyxin portion d) chemical activation of a hydrophobic antibiotic x) coupling the polymyxin portion to the activated antibiotic.
5. Verfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a) Schützen der Aminogruppe des Polymyxins b) Abspalten des Fettsäurerestes des Polymyxins c) Verwendung des zyklischen Polymyxinanteils d) chemische Aktivierung eines hydrophoben Antibiotikums e) Kupplung des aktivierten Antibiotikums an ein Verbindungsmolekül x) Kupplung des Polymyxinanteils aus Schritt c mit dem an das Verbindungsmolekül gekoppelte Antibiotikum aus Schritt e.5. The method according to claim 2, characterized by the process steps: a) protecting the amino group of the polymyxin b) cleaving off the fatty acid residue of the polymyxin c) using the cyclic polymyxin portion d) chemical activation of a hydrophobic antibiotic e) coupling of the activated antibiotic to a connecting molecule x) coupling of the polymyxin portion from step c with the antibiotic from step e coupled to the connecting molecule.
6. Verfahren nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a ) Schützen der Aminogruppe des Polymyxins b) Abspalten des Fettsäurerestes des Polymyxins c) Verwendung des zyklischen Polymyxinanteils d) chemische Aktivierung eines hydrophoben Antibiotikums e) Kupplung des aktivierten Antibiotikums an ein Peptid. x) Kupplung des Polymyxinanteils aus Schritt c mit dem an das Verbindungspeptid gekoppelte Antibiotikum aus Schritt e.6. The method according to claim 3, characterized by the process steps: a) protecting the amino group of the polymyxin b) cleaving off the fatty acid residue of the polymyxin c) using the cyclic polymyxin portion d) chemical activation of a hydrophobic antibiotic e) coupling of the activated antibiotic to a peptide. x) Coupling the polymyxin fraction from step c with the antibiotic from step e coupled to the connecting peptide.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abspaltung des Fettsäureanteils (Verfahrensschritt b) mittels enzymatischer Hydrolyse durchgeführt wird.7. The method according to any one of claims 4,5 or 6, characterized in that the cleavage of the fatty acid portion (process step b) is carried out by means of enzymatic hydrolysis.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4,5 oder 6, dadurch gekennzeichnet dass tür die Schritte: a) die Schutzgruppe tert. Butyloxycarbonyl (Boc) verwendet wird, b) der Fettsäureanteil mittels enzymatischer Hydrolyse abgespalten wird. 8. The method according to any one of claims 4, 5 or 6, characterized in that the steps: a) the protective group tert. Butyloxycarbonyl (Boc) is used, b) the fatty acid fraction is split off by means of enzymatic hydrolysis.
9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die Schritte: d) ein hydrophobes Antibiotikum mittels Dicyclocarbodiimid aktiviert, und e) mit einem Polypeptid (n-Peptid, n=1,2,3,...) gekoppelt wird.9. The method according to claim 6, characterized in that for the steps: d) a hydrophobic antibiotic is activated by means of dicyclocarbodiimide, and e) is coupled with a polypeptide (n-peptide, n = 1,2,3, ...).
10. Erzeugnis aus dem Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein an ein Polymyxinderivat konjugiertes hydrophobes Antibiotikum.10. Product from the process according to claim 1, characterized by a hydrophobic antibiotic conjugated to a polymyxin derivative.
11. Erzeugnis nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein an ein Polymyxinderivat über ein Verbindungsmolekül konjugiertes hydrophobes Antibiotikum.11. Product according to claim 10, characterized by a hydrophobic antibiotic conjugated to a polymyxin derivative via a connecting molecule.
12. Erzeugnis nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein an ein Polymyxinderivat konjugiertes Rifamycinderivat.12. Product according to claim 10, characterized by a conjugated to a polymyxin derivative rifamycin derivative.
13. Erzeugnis nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch ein an ein Polymyxinderivat über ein Verbindungspolypeptid konjugiertes Rifamycinderivat.13. Product according to claim 11, characterized by a rifamycin derivative conjugated to a polymyxin derivative via a connecting polypeptide.
14. Verwendung der Erzeugnisse aus Anspruch 1 in einem pharmazeutischen Präparat. 14. Use of the products from claim 1 in a pharmaceutical preparation.
PCT/CH1987/000095 1986-08-06 1987-08-03 Production of covalent-linked conjugates from an antibiotic and a non-toxic derivative of polymyxine b WO1988000950A2 (en)

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Naturwissenschaften, Band 64, 1977, Springer-Verlag, (DE), V. Braun: "Membranpermeation und Antibiotika-Resistenz bei Bakterien", Seiten 126-132 siehe Seite 130, rechte Spalte, 2. Absatz; Seite 131, rechte Spalte *

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