WO2019022469A1 - 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(nadph) 또는 이의 유도체의 베타 락타메이즈 저해제로서의 용도 - Google Patents

니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(nadph) 또는 이의 유도체의 베타 락타메이즈 저해제로서의 용도 Download PDF

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adenine dinucleotide
lactamase
nicotinamide adenine
nadph
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차선신
나정현
정경민
이태희
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전북대학교산학협력단
이화여자대학교 산학협력단
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    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A50/30—Against vector-borne diseases, e.g. mosquito-borne, fly-borne, tick-borne or waterborne diseases whose impact is exacerbated by climate change

Definitions

  • the present invention relates to novel uses of nucleosides, in particular nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) and derivatives thereof, which serve as inhibitors of beta-lactamase, and more particularly nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) Beta-lactamase inhibiting composition comprising nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) and derivatives thereof; And a beta-lactam antibiotic-containing antibiotic including a beta-lactam antibiotic, a nicotinamide adenine dinucleotide phosphate (NADPH) and a derivative thereof; And a method of preventing or treating an infectious disease caused by a strain showing tolerance to a beta lactam-based antibiotic, comprising administering a beta-lactam antibiotic to a subject in need thereof in a pharmaceutically effective amount, and a method for preventing or treating an infectious disease caused by a
  • Antibiotics are commonly used to treat bacterial infections.
  • Various antibiotics such as aminoglycosides, glycopeptides, macrolides, and quinolines have been developed.
  • antibiotics are the primary prescription drugs for Gram-negative bacterial infections.
  • penicillin, cephalosporin, carbapenem Beta-lactam antibiotics are widely used.
  • beta-lactam antibiotics the second most followed by nine quinoline antibiotics.
  • bacteria produce beta-lactamase, an enzyme that neutralizes these beta-lactam antibiotics, and is resistant to antibiotics.
  • multi-drug resistant bacteria ie, super bacteria, which are difficult to treat with conventional antibiotics, treatment of bacterial infections is restricted.
  • ⁇ -lactamase inactivates the ⁇ -lactam antibiotic by opening a ⁇ -lactam ring which is a 4-membered ring-heterocyclic ring which is the parent of the ⁇ -lactam antibiotic with antibiotic activity.
  • a method in which a beta-lactam antibiotic is developed as a combination preparation with a beta-lactamase inhibitor (a combination preparation of beta-lactam / beta-lactamase inhibitor)
  • the degradation of antibiotics by beta-lactamase is suppressed, and the therapeutic effect is enhanced. Therefore, the development of an inhibitor that inhibits the activity of beta-lactamase is expected to play an important role in solving antibiotic resistance problems.
  • Beta-lactamase is divided into A, B, C and D type according to the degree of sequence similarity. Among them, A and C are the most problematic antibiotic resistance in clinical. Enzymes belonging to groups A, C, and D have serine at the active site and the activity of the group B with low frequency is zinc dependent.
  • Beta-lactamase inhibitors currently used in clinical practice are effective mainly for type A beta-lactamase.
  • clavulaninc acid used with amoxicillin or ticarcillin Sulbactam commonly used with ampicillin or sulfuron
  • tazobactam tazobactam, Avibactam, which is used in combination with penicillin,
  • they contain a lactam structure similar to that of the beta-lactamase substrate, which is disadvantageous in that it is degraded by the beta-lactamase of the multidrug-resistant pathogen and thus the effect disappears.
  • C-type beta-lactamase is widely distributed among gram-negative pathogens, resulting in bacterial resistance to a wide range of ⁇ -lactam antibiotics. They are capable of hydrolyzing all generations of cephalosporins and benzylpenicillins, including oxyimino-beta-lactams, such as cephamycin (cytoxifene and cytotene). Furthermore, extensive C-type enzymes having an imipenem-hydrolyzing activity are also known. However, no clinically effective inhibitors have been developed (Three decades of beta-lactamase inhibitors.
  • NADPH nicotinamide adenine dinucleotide phosphate
  • the present invention can provide a composition for inhibiting beta-lactamase comprising at least one compound selected from the group consisting of i) to vii).
  • R is selected from the group consisting of hydrogen, acetyl, biotinyl, lipoyl, molybdopterine, L-2-aminoadipate, palmitic acid anhydrate, (1-13C-palmitate, 2,2-d2-palmitate, heptanoyl, carboxy benzyloxy-alanine, carboxybenzyloxy-alanine) alanine, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, Tyrosine, and valine);
  • beta-nicotinamide adenine dinucleotide NAD
  • Beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2'-reduced form ( ⁇ -nicotinamide adenine dinucleotide 2'redduced, NADPH).
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising at least one compound selected from the group consisting of i) to vii) or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And a beta-lactam-based antibiotic including a beta-lactam antibiotic.
  • R is selected from the group consisting of hydrogen, acetyl, biotinyl, lipoyl, molybdopterine, L-2-aminoadipate, palmitic acid anhydrate, (1-13C-palmitate, 2,2-d2-palmitate, heptanoyl, carboxy benzyloxy-alanine, carboxybenzyloxy-alanine) alanine, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, Tyrosine, and valine);
  • beta-nicotinamide adenine dinucleotide NAD
  • Beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2'-reduced form ( ⁇ -nicotinamide adenine dinucleotide 2'redduced, NADPH).
  • the present invention also relates to a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising at least one compound selected from the group consisting of i) to vii) or a pharmaceutically acceptable salt thereof;
  • a step of administering a beta-lactam antibiotic to a subject in need thereof in a pharmaceutically effective amount can provide a method for preventing or treating an infectious disease caused by a strain showing resistance to beta-lactam antibiotics.
  • R is selected from the group consisting of hydrogen, acetyl, biotinyl, lipoyl, molybdopterine, L-2-aminoadipate, palmitic acid anhydrate, (1-13C-palmitate, 2,2-d2-palmitate, heptanoyl, carboxy benzyloxy-alanine, carboxybenzyloxy-alanine) alanine, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, Tyrosine, and valine);
  • beta-nicotinamide adenine dinucleotide NAD
  • Beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2'-reduced form ( ⁇ -nicotinamide adenine dinucleotide 2'redduced, NADPH).
  • the present invention can also provide the use of at least one compound selected from the group consisting of i) to vii) for beta-lactamase inhibition.
  • R is selected from the group consisting of hydrogen, acetyl, biotinyl, lipoyl, molybdopterine, L-2-aminoadipate, palmitic acid anhydrate, (1-13C-palmitate, 2,2-d2-palmitate, heptanoyl, carboxy benzyloxy-alanine, carboxybenzyloxy-alanine) alanine, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, Tyrosine, and valine);
  • beta-nicotinamide adenine dinucleotide NAD
  • Beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2'-reduced form ( ⁇ -nicotinamide adenine dinucleotide 2'redduced, NADPH).
  • the dinucleotide or derivative thereof according to the present invention is used as a beta-lactamase inhibitor based on a non-lactam structure alone or in combination with a beta-lactam family of antibiotics, in particular, a C-type beta-lactamase or an extended beta-lactamase
  • a C-type beta-lactamase or an extended beta-lactamase Can solve the problem of antibiotic resistance caused by a wide variety of intestinal pathogens or Gram-negative bacteria including bacteria producing Escherichia coli such as Escherichia coli, Enterobacter, Ashinobacterium, etc., and thus can be effectively used for the treatment of diseases caused by infection of the above bacteria .
  • the inhibitors containing a lactam structure it is possible to prevent decomposition by lactamase and further increase the effect of antibiotics.
  • Fig. 1 shows the results of the change in the decomposition activity of nitrocefin of AmpC BER by 6 kinds of dinucleotides and acAMP (Fig. 1A) and the change in nitrocefin decomposition activity of 5 kinds of C-type beta-lactamases by NADPH (Fig.
  • FIG. 2 is a graph showing the activity of AmpC BER by NADPH (FIG. 2A), the activity of AmpC BER by NADPH (FIG. 2b), the Michaelis-Menten graph showing the AmpC BER inhibitory activity of various concentrations of NADPH and the AmpC BER inhibition of NADPH And the Lineweaver-Burk graph showing the activity (Fig. 2D).
  • Figure 3 shows the effect of NADPH at the ceftazidime resistant concentration of clinical isolate E. coli BER producing AmpC BER beta-lactamase. A P value of less than 0.05 was considered to be a valid difference.
  • FIG. 4 is a schematic diagram showing that an NADPH scaffold structurally distinguished from a conventional? -Lactam substrate and a beta-lactamase inhibitor binds to C-type beta-lactamase and is used as a C-type beta-lactamase inhibitor.
  • Figure 5 shows the therapeutic effect of NADPH on ceftazidime resistant E. coli BER infection in the CD1 mouse animal model. A P value of less than 0.05 was considered to be a valid difference.
  • Figure 6 shows the effect of NADPH on bacterial non-infected CD1 mice.
  • Beta-lactam-based antibiotics such as penicillin, cephalosporin, and carbapenem, which have low toxicity and excellent efficacy among various antibiotics, are widely used as primary prescription drugs for Gram-negative bacterial infection.
  • bacteria produce beta-lactamase, an enzyme that neutralizes these beta-lactam antibiotics, and is resistant to antibiotics.
  • NADPH nicotinamide adenine dinucleotide phosphate
  • the present invention can provide a composition for inhibiting beta-lactamase comprising at least one compound selected from the group consisting of i) to vii).
  • R is selected from the group consisting of hydrogen, acetyl, biotinyl, lipoyl, molybdopterine, L-2-aminoadipate, palmitic acid anhydrate, (1-13C-palmitate, 2,2-d2-palmitate, heptanoyl, carboxy benzyloxy-alanine, carboxybenzyloxy-alanine) alanine, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, Tyrosine, and valine);
  • beta-nicotinamide adenine dinucleotide NAD
  • Beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2'-reduced form ( ⁇ -nicotinamide adenine dinucleotide 2'redduced, NADPH).
  • the present inventors have previously reacted acetyl adenosine 5'-1 phosphate (Acetyl adenosine 5'acAMP) and six dinucleotides with AmpC BER, which is a kind of beta-lactamase, which showed excellent inhibitory effect.
  • AmpC BER acetyl adenosine 5'-1 phosphate
  • NADPH acetyl adenosine 5'acAMP
  • NADPH inhibited the activity of all five types of C-type beta-lactamase and extended beta-lactamase ACC-1, AmpC EC2, AmpC BER, CMY-2 and CMY-10 and NADPH (Fig. 1B). Among them, it was confirmed that the activity of AmpC BER and CMY-10 was most inhibited. In comparison with acAMP, which was identified as an irreversible inhibitor, 500 ⁇ M acAMP and 10 mM NADPH were each reacted with AmpC BER to determine if NADPH had any inhibitory action. As a result, it was confirmed that NADPH was a reversible inhibitor different from acAMP (Fig. 2B).
  • the compound of Formula 1 may be represented by NADPH-R.
  • R may be hydrogen (NADPH), acetyl (acAMP), biotinyl (9), lipoyl (10), molybdopterin Palmitic acid anhydrate represented by the following general formula (13), palmitic acid anhydride (1-13C-palmitate) represented by the following chemical formula (14), L-2-aminoadipate Heptanoyl (16), carboxybenzyloxy-alanine (17), carboxybenzyloxy-alanine (17), and the like.
  • Carboxybenzyloxy-alanine-alanine (Formula 18), or any amino acid (alanine, arginine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, ≪ / RTI > Valine).
  • the present invention also provides a composition for inhibiting beta-lactamase comprising at least one compound represented by the following formulas (2) to (18), or a composition for antibacterial activity against bacteria producing beta-lactamase containing the same.
  • the beta-lactamase inhibition can inhibit beta-lactam antibiotic resistance.
  • the beta-lactamase is a major cause of bacterial resistance to lactam antibiotics by hydrolyzing beta-lactam antibiotics. Therefore, the beta-lactamase inhibitor of the present invention can prevent the antibiotic resistance-inducing activity of the bacterium when the beta-lactamase inhibitor is administered in combination with the beta-lactam antibiotic, thereby enabling the antibiotic to function properly.
  • the beta-lactamase is an enzyme which inactivates the activity of antibiotics by hydrolyzing the lactam ring of lactam antibiotics produced by the bacteria, and has an A and B , C, and D, respectively.
  • the composition C-type lactamase (ACC-1, AmpC EC2, CMY-2) of the present invention is effective. It also has an effect on the extended type lactamase (AmpC BER, CMY-10).
  • the C-type lactamase and the extended type lactamase it is more effective for the extended type lactamase, and particularly, it is effective for the AmpC BER in the extended type lactamase.
  • the beta-lactamase may be C-type beta-lactamase or extended beta-lactamase.
  • the C-type beta-lactamase may be any one of C-type beta-lactamases selected from the group consisting of ACC-1, AmpC EC2 and CMY-2, and the extended beta-lactamase may be AmpC BER or CMY- Lt; / RTI >
  • the composition according to the present invention may act as an antibiotic against various bacteria producing lactamase.
  • the lactamase in which the inhibitor of the present invention is effective includes, but is not limited to, Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Kleb Beta-lactamase derived from Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter sp., Escherichia coli or Enterobacter sp. Bacteria.
  • the present inventors have confirmed the effect of simultaneous treatment of a beta-lactamase inhibitor and a beta-lactam antibiotic against an antimicrobial resistant strain.
  • the effect of NADPH at ceftazidime resistant concentrations on ceftazidime-resistant E. coli BER as a clinical isolate producing AmpC BERbeta-lactamase was investigated.
  • LB containing ceftazidime (25 ⁇ g / ml) compared to LB without phytidem, the E. coli BER strain showed low growth but could not completely inhibit growth.
  • mice were intraperitoneally administered with 1 X 10 8 CFU of E. coli BER, and after 1 hour, the cells were treated with phosphate buffer, Serum triglydim, NADPH, ceftazidime and NADPH were administered intraperitoneally, respectively, and lethality was observed for 96 hours.
  • mice administered with a mixture of ceftazidime and NADPH showed 100% survival rate against E. coli BER infection (FIG. 5).
  • mice treated with phosphate buffered saline, ceftazidime, and NADPH, respectively had a low survival rate of 14-20%.
  • the NADPH or a derivative thereof may be used in combination with a beta-lactam antibiotic to inhibit beta-lactam antibiotic-resistant strains.
  • composition for inhibiting beta-lactamase can restore the susceptibility of a beta-lactam-family antibiotic-resistant strain.
  • the beta-lactam antibiotic may be any antibiotic selected from the group consisting of penicillin, cephalosporin, monobactam, and carbapenem.
  • Beta-lactam antibiotics that may be included in the composition of the present invention include, but are not limited to, penicillins, cephalosporins, aminoglycosides, sulfonamides, macrolides, tetracyclines, linocosides, quinolones, And one or more antibiotics selected from the group consisting of ampicillin, ampicillin, ampicillin, ampicillin, ampicillin, ampenicol, vancomycin, metronidazole, rifampin, isoniazid, spectinomycin, trimethoprim, sulfamethoxazole, phenemine, carbapenem, and monobactam.
  • Lactamase in which an inhibitor according to the present invention is effective, exhibits particularly substrate-extensibility of antibiotic-based antibiotics, especially in one embodiment.
  • the inhibitors according to the invention can be used with antibiotics of the first, second, third and fourth generations, especially the third and fourth generations of the cephalosporins, for example the first generation Antibiotics include cephadrine, cepharizine, cephalexin, cephadoxil, seciproter, cephrozodine, cefuroxine as a second-generation antibiotic, and third-generation antibiotics ceftifim, ceftazidime and cephadoxime .
  • Beta-lactam antibiotics may be effective in the treatment of a wide range of bacterial infections if they are resistant.
  • Gram-positive, Gram-negative bacteria are all included, for example, Staphylococcus spp. Such as Staphylococcus arres, Staphylococcus epidermis; Streptococcus strains such as Streptococcus. Agalactin, streptococcus. Pneumoniae and Streptococcus picalis; Micrococcus sp. Strains such as micrococyst luteus; A Pseudomonas sp. Strain such as Pseudomonas sp. Riesterella subsp.
  • &Lt 0.0 > such as < / RTI > Listerella monocytogenes; Escherichia coli strains such as Escherichia coli; A Klebsiella subspecies such as Klebsiella pneumoniae; Proteus sp. Strains such as Proteus mirabilis and Proteus sp.
  • Salmonella genus such as Salmonella typosa
  • Schlegeli such as Schlegeliosone
  • Enterobacter subtilis strains such as Enterobacter aerogenes and Enterobacter chloaa
  • Beta-lactamase an enzyme that neutralizes antibiotics, produces beta-lactamase and is resistant to antibiotics.
  • pathogenic bacteria producing beta-lactamase are, for example, Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter sp., Escherichia coli or Enterobacter sp. Bacteria, and may be used in the treatment of infectious diseases thereof to solve the resistance problem of antibiotics.
  • the compounds of the formulas (1) to (7) of the present invention can inhibit the growth and growth of bacteria including the above-mentioned bacteria, which can inhibit cell division and ultimately prevent cell division and eradicate the cells .
  • composition according to the present invention can be used for the treatment of intestinal pathogens such as beta-lactamase-producing pathogens, for example, Escherichia coli or Acinetobacter, which is a major cause of intestinal infections, and thus can solve antibiotic resistance problems.
  • intestinal pathogens such as beta-lactamase-producing pathogens, for example, Escherichia coli or Acinetobacter, which is a major cause of intestinal infections, and thus can solve antibiotic resistance problems.
  • Acinetobacter gilleriae Acinetobacter gyllenbergii, Acinetobacter haemolyticus, Acinetobacter indicus, Acinetobacter junii, Acinetobacter junii, Acinetobacter lwoffii, Acinetobacter nectaris, Acinetobacter lwoffii, Acinetobacter nosocomialis, Acinetobacter parvus, Acinetobacter pittii, Acinetobacter radioresistens, Acinetobacter rudis, Acinetobacter parasitus, Acinetobacter parvus, But are not limited to, Acinetobacter schindleri, Acinetobacter soli, Acinetobacter tandoii, Acinetobacter tjernbergiae, Acinetobacter towneri, Acinetobacter toriii, (Acinetobacter ursingii) and Acinetobacter venetianus.
  • the present invention relates to a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising at least one compound selected from the group consisting of i) to vii) or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And a beta-lactam antibiotic including a beta-lactam antibiotic.
  • R is selected from the group consisting of hydrogen, acetyl, biotinyl, lipoyl, molybdopterine, L-2-aminoadipate, palmitic acid anhydrate, (1-13C-palmitate, 2,2-d2-palmitate, heptanoyl, carboxy benzyloxy-alanine, carboxybenzyloxy-alanine) alanine, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, Tyrosine, and valine);
  • beta-nicotinamide adenine dinucleotide NAD
  • Beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2'-reduced form ( ⁇ -nicotinamide adenine dinucleotide 2'redduced, NADPH).
  • Pharmaceutically acceptable salts in the present invention refer to compounds prepared with non-toxic acids or bases depending on the type of substituent of the active compound of the present invention.
  • the compound of the present invention contains an acidic functional group, such a compound can be reacted with a sufficient amount of the desired base in a suitable inert solvent to obtain a basic addition salt.
  • Examples of pharmaceutically acceptable base addition salts include sodium, potassium, calcium, ammonium, organic amino, or magnesium salts and the like.
  • the acid addition salt can be obtained by reacting such a compound with a sufficient amount of the desired acid in a suitable inert solvent.
  • Examples of pharmaceutically acceptable base addition salts include those derived from inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, carboxylic acid, monohydrogen carboxylic acid, phosphoric acid, monohydrogenphosphoric acid, dihydrogenphosphoric acid, Such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, monohydrogen sulfuric acid, or phosphoric acid, and salts derived from non-toxic organic acids such as V acid, propionic acid, isobutyric acid, maleic acid, malonic acid, benzoic acid, succinic acid, fumaric acid, lactic acid, mandelic acid, P-tolylsulfonic acid, citric acid, tartaric acid, methanesulfonic acid, and the like. When certain compounds of the present invention contain both acidic and basic functionalities, base addition salts or acid addition salts can be converted.
  • inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, nitric acid, carboxylic acid, monohydrogen
  • the beta-lactam antibiotic is an antibiotic having a beta-lactam-based antibiotic based on its chemical structure, and may be an antibiotic of penicillin, cephalosporin, monobactam and carbapenem.
  • Beta-lactam antibiotics that may be included in the composition of the present invention include, but are not limited to, penicillins, cephalosporins, aminoglycosides, sulfonamides, macrolides, tetracyclines, linocosides, quinolones, Ampicillin, ampenicol, vancomycin, metronidazole, rifampin, isoniazid, spectinomycin, trimethoprim, sulfamethoxazole, phenem, carbapenem, and monobactam.
  • Lactamase in which an inhibitor according to the present invention is effective, exhibits particularly substrate-extensibility of antibiotic-based antibiotics, especially in one embodiment.
  • the inhibitors according to the invention can be used with antibiotics of the first, second, third and fourth generations, especially the third and fourth generations of the cephalosporins, for example the first generation Antibiotics include cephadrine, cepharizine, cephalexin, cephadoxil, seciproter, cephrozodine, cefuroxine as second-generation antibiotic, and third-generation antibiotics ceftifim, ceftazidime and cephadoxime .
  • the pharmaceutical composition may act as an antibiotic against various bacteria producing lactamase.
  • Lactamases for which the pharmaceutical composition is effective include, but are not limited to, intestinal pathogenic or gram negative bacteria such as Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Beta-lactamase derived from Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter sp., Escherichia coli or Enterobacter sp. Bacteria.
  • the antibiotic-resistant strains include, but are not limited to, antibiotic resistant Enterococcus faecium, antibiotic resistant Staphylococcus aureus, antibiotic resistant Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter sp. ), An antibiotic-resistant E. coli, and an antibiotic-resistant Enterobacter sp. Bacteria.
  • the beta-lactamase inhibitor of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof can be administered to a subject as a pharmaceutical composition in a therapeutically effective amount, for example, to increase the activity of beta-lactam antibiotics.
  • the therapeutically effective amount can vary depending on various factors, for example, depending on the severity of the disease, age, sex, body weight, etc. of the subject.
  • the dose and frequency may be adjusted to provide the optimal therapeutic effect, for example, in a single or multiple times a day, or in increasing or decreasing amounts.
  • the number of administrations can be adjusted according to the route of administration and the pharmacokinetic characteristics according to the type of formulation.
  • the method of administration may be a method known in the art, for example, intravenous, subcutaneous, intramuscular, transdermal, oral, and in case of an in vitro treatment method, it may be administered to a cell. If desired, the administration can be administered in a single shot, such as an injection, or slowly, such as using an infusion through a ringer and a sustained release formulation.
  • the lactamase inhibitor of the present invention can be conjugated to a substance exhibiting a desired pharmacological and pharmacokinetic effect.
  • the beta-lactamase inhibitor of the present invention may be linked to an antibody against a transporter receptor for the passage of a blood-brain barrier.
  • it can be linked to a polymer such as polyethylene glycol to modify pharmaceutically useful properties such as solubility, stability, and half-life.
  • the beta-lactamase inhibitor of the present invention may also be a formulation for direct delivery into the cytoplasm.
  • an inhibitor of the invention can be conjugated to a carrier that is capable of introduction into the cytoplasm, such as a liposome.
  • a carrier capable of introduction into the cytoplasm
  • Such methods are known (see, for example, Amselem S et al., Chem. Phys. Lipids 64: 219-37, 1993).
  • it can be injected directly into the cell via microinjection.
  • the beta-lactamase inhibitor of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof may be administered simultaneously or separately with the beta-lactam antibiotic, and one formulation may contain two active ingredients, each of which may be in a separate formulation .
  • the beta-lactamase inhibitor of the present invention or a pharmaceutically acceptable salt thereof may be prepared by additionally containing at least one pharmaceutically acceptable carrier and / or excipient in addition to the active ingredient.
  • the pharmaceutically acceptable carrier may be a mixture of saline, sterilized water, Ringer's solution, buffered saline, dextrose solution, maltodextrin solution, glycerol, ethanol, liposome and one or more of these components. , A buffer solution, a bacteriostatic agent, and the like may be added.
  • injection formulations pills, capsules, granules or tablets such as aqueous solutions, suspensions, emulsions and the like by additionally adding diluents, dispersants, surfactants, binders and lubricants, Specific antibody or other ligand can be used in combination with the carrier.
  • diluents dispersants, surfactants, binders and lubricants, Specific antibody or other ligand can be used in combination with the carrier.
  • Excipients that can be used in the present invention include materials for maintaining the pH, viscosity, turbidity, color, sterility, stability, dissolution rate, flavor, etc. of the formulation.
  • the method of administration of the therapeutic agent of the present invention is not particularly limited and may be parenterally administered (for example, intravenous, subcutaneous, intraperitoneal, or topical application) or oral administration according to a desired method, It can be administered through a patch type nose / respiratory system attached to the skin. In order to obtain a rapid therapeutic effect, administration by intravenous injection is preferable.
  • the dosage ranges vary widely depending on the infectious condition of the patient, the kind of infectious bacterium, the weight, age, sex, general health condition, diet, administration time, administration method, excretion rate and severity of disease. For example, in the case of 60 kg adult, 50 mg to 200 mg can be administered by intramuscular or intravenous injection, and can be administered once a day or divided into several times a day.
  • the dosage unit comprises, for example, from about 0.01 mg to about 100 mg, but does not exclude the following ranges and above.
  • the dose range of the beta-lactamase inhibitor or its pharmaceutically acceptable salt of the present invention versus lactam antibiotics varies widely, and should be determined on a case-by-case basis, such as the individual condition and the type of the infecting bacteria.
  • the ratio of antibiotic to inhibitor usage may be from about 1: 2 to about 1:15.
  • the present invention provides a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising at least one compound selected from the group consisting of i) to vii) or a pharmaceutically acceptable salt thereof; And a step of administering a beta-lactam antibiotic to a subject in need thereof in a pharmaceutically effective amount, and a method for preventing or treating an infectious disease caused by a strain showing resistance to a beta lactam antibiotic.
  • R is selected from the group consisting of hydrogen, acetyl, biotinyl, lipoyl, molybdopterine, L-2-aminoadipate, palmitic acid anhydrate, (1-13C-palmitate, 2,2-d2-palmitate, heptanoyl, carboxy benzyloxy-alanine, carboxybenzyloxy-alanine) alanine, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, Tyrosine, and valine);
  • beta-nicotinamide adenine dinucleotide NAD
  • Beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2'-reduced form ( ⁇ -nicotinamide adenine dinucleotide 2'redduced, NADPH).
  • the beta-lactam antibiotic may be any antibiotic selected from the group consisting of penicillin, cephalosporin, monopag, and carbapenem antibiotics.
  • Beta-lactam antibiotics that may be included in the composition of the present invention include, but are not limited to, penicillins, cephalosporins, aminoglycosides, sulfonamides, macrolides, tetracyclines, linocosides, quinolones, And one or more antibiotics selected from the group consisting of ampicillin, ampicillin, ampicillin, ampicillin, ampicillin, ampenicol, vancomycin, metronidazole, rifampin, isoniazid, spectinomycin, trimethoprim, sulfamethoxazole, phenemine, carbapenem, and monobactam.
  • Lactamase in which an inhibitor according to the present invention is effective, exhibits particularly substrate-extensibility of antibiotic-based antibiotics, especially in one embodiment.
  • the inhibitors according to the invention can be used with antibiotics of the first, second, third and fourth generations, especially the third and fourth generations of the cephalosporins, for example the first generation Antibiotics include cephadrine, cepharizine, cephalexin, cephadoxil, seciproter, cephrozodine, cefuroxine as a second-generation antibiotic, and third-generation antibiotics ceftifim, ceftazidime and cephadoxime .
  • the strains resistant to the beta-lactam antibiotics include Enterococcus faecium, Staphylococcus aureus, Klebsiella pneumoniae, Acinetobacter sp. .), Escherichia coli, and Enterobacter sp. Bacteria.
  • the infectious disease is caused by a bacterium that is resistant to the beta-lactam-based antibiotic, and the infectious diseases caused by the bacteriorhodic antibiotic include acne, atopic dermatitis, pyoderma, inflammation, periodontal disease, gastric disease, food poisoning, sepsis, septic shock, endocarditis, enteritis, , Osteomyelitis, spinal caries, and pneumonia.
  • the term " individual " means all animals including humans that are suffering from the infection or the prevention of infection with an antibiotic-resistant strain.
  • the antibiotic-resistant strain infection disease can be prevented or treated.
  • the term refers to whole mammals including dogs, cows, horses, rabbits, mice, rats, chickens or humans, but the mammal of the present invention is not limited by these examples.
  • the object may be an object other than a human.
  • the method of administration of the therapeutic agent of the present invention is not particularly limited and may be parenterally administered (for example, intravenous, subcutaneous, intraperitoneal, or topical application) or oral administration according to a desired method, It can be administered through a patch type nose / respiratory system attached to the skin. In order to obtain a rapid therapeutic effect, administration by intravenous injection is preferable.
  • the dosage varies widely depending on the infectious condition of the patient, the kind of infectious bacterium, the weight, age, sex, general health condition, diet, administration time, administration method, excretion rate and severity of disease. For example, in the case of 60 kg adult, 50 mg to 200 mg can be administered by intramuscular or intravenous injection, and can be administered once a day or divided into several times a day.
  • the dosage unit comprises, for example, from about 0.01 mg to about 100 mg, but does not exclude the following ranges and above.
  • the present invention relates to the use of at least one compound selected from the group consisting of i) to vii) for beta-lactamase inhibition.
  • R is selected from the group consisting of hydrogen, acetyl, biotinyl, lipoyl, molybdopterine, L-2-aminoadipate, palmitic acid anhydrate, (1-13C-palmitate, 2,2-d2-palmitate, heptanoyl, carboxy benzyloxy-alanine, carboxybenzyloxy-alanine) alanine, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, Tyrosine, and valine);
  • beta-nicotinamide adenine dinucleotide NAD
  • Beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2'-reduced form ( ⁇ -nicotinamide adenine dinucleotide 2'redduced, NADPH).
  • the present invention provides a pharmaceutical composition
  • a pharmaceutical composition comprising at least one compound selected from the group consisting of the compounds described below or a pharmaceutically acceptable salt thereof; Lactam antibiotics, and beta-lactam antibiotics including beta-lactam antibiotics.
  • R is selected from the group consisting of hydrogen, acetyl, biotinyl, lipoyl, molybdopterine, L-2-aminoadipate, palmitic acid anhydrate, (1-13C-palmitate, 2,2-d2-palmitate, heptanoyl, carboxy benzyloxy-alanine, carboxybenzyloxy-alanine) alanine, alanine, asparagine, aspartic acid, cysteine, glutamine, glutamic acid, glycine, histidine, isoleucine, leucine, lysine, methionine, phenylalanine, proline, serine, threonine, tryptophan, Tyrosine, and valine);
  • beta-nicotinamide adenine dinucleotide NAD
  • Beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2'-reduced form ( ⁇ -nicotinamide adenine dinucleotide 2'redduced, NADPH).
  • Example 1 Preparation of five C-type beta-lactamase proteins.
  • Example 2 Establishment of a method for measuring beta-lactamase activity using nitroxepine.
  • NCF nitrocefin
  • NCF is a cephalosporin-based substrate having a coloring property, and is a substrate which is generally used for measuring beta-lactamase activity.
  • the beta-lactam ring of nitro-rosemide was hydrolyzed by beta-lactamase, the characteristics of nitrosopine with the maximum absorption wavelength varying to 486 nm were utilized for the activity measurement method.
  • the change in the wavelength of 486 nm is measured over time by ultraviolet-visible light spectrophotometer, the absorbance increases as the amount of nitroglycerin hydrolyzed by beta-lactamase increases.
  • the 200 ⁇ L reaction solution reacted with the composition shown in the following Table 1 was measured by an ultraviolet-visible light spectrophotometer at a change rate of 486 nm every 15 seconds, and the initial velocity (linear slope) These values were compared to determine how the beta-lactamase activity was inhibited in the presence of 6 kinds of dinucleotides and acetyl adenosine 5'-1 phosphate (Acetyl adenosine 5'acAMP), which showed excellent inhibitory effects.
  • the six nucleotides used were 3-acetylpyridine adenine dinucleotide (APAD), flavin adenine dinucleotide (FAD), beta-nicotinamide adenine dinucleotide (NAD) ), Beta-nicotinamide adenine dinucleotide reduced (NADH), beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2 'NADP and beta-nicotinamide adenine dinucleotide 2 'phosphorylated form ( ⁇ -nicotinamide adenine dinucleotide 2'reduced, NADPH).
  • the reaction conditions are shown in Table 1 below.
  • Enzyme AmpC BER; Substrate: Nitrosephine; Enzyme concentration: 200 pM; Reaction buffer solution 50 mM MES pH 6.5; Reaction temperature: 25 ⁇ ; Concentrations of 6 dinucleotides (APAD, FAD, NAD, NADH, NADP, NADPH) and acAMP: 2 mM
  • the initial rate of change of AmpC BER by 6 kinds of dinucleotides and acAMP was analyzed by a graph analysis program (OriginPro 2015, OriginLab, USA). acAMP inhibited the activity of AmpC BER by about 70% (Fig. 1a). As a result, it was confirmed that the experimental method of active inhibition effect was properly constructed. Of the six dinucleotides, NADPH was found to be most effective at inhibiting the activity of AmpC BER (about 52% inhibition).
  • Example 4 NADPH Using C-type beta- Laktamaez Measurement of the inhibitory effect of five proteins.
  • the 200 ⁇ L reaction solution reacted with the composition shown in the following Table 2 was measured at intervals of 15 seconds every 48 seconds through an ultraviolet-visible spectrophotometer, and the initial velocity (linear slope) was determined as enzyme activity , And these values were compared to determine the extent of inhibition of the five C-type beta-lactamase activities in the presence of NADPH.
  • Five types of C-type beta-lactamase proteins are ACC-1, AmpC EC2, AmpC BER, CMY-2 and CMY-10 obtained in Example 1.
  • the reaction conditions were as follows.
  • Enzyme 5 types of C-type beta-lactamase (ACC-1, AmpC EC2, AmpC BER, CMY-2, CMY-10); Substrate: Nitrosephine; Enzyme concentration: 200 pM; Reaction buffer solution 50 mM MES pH 6.5; Reaction temperature: 25 ⁇ ; NADPH concentration: 2 mM
  • composition 1 50 mM MES pH 6.5 / 100 ⁇ M NCF / 200 pM C -type beta-lactase Maze with of without 2 mM NADPH: C-type beta-lactase Maze (ACC-1, AmpC EC2, AmpC BER, CMY-2, CMY-10) 2.
  • Reaction temperature and time 25 ⁇ , 20 min (486 nm absorbance measurement every 15 seconds) with nucleotide ⁇ ucleotide 5 mM NCF 4 ⁇ L 4 ⁇ L 1 M MES pH 6.5 10 ⁇ L 10 ⁇ L 100 mM NADPH 4 ⁇ L - Distilled water 172 ⁇ L 176 ⁇ L 4 nM C-type beta- Laktamaez 10 ⁇ L 10 ⁇ L
  • the 200 ⁇ L reaction solution reacted with the composition shown in the following Table 3 was measured by a UV-visible spectrophotometer at 486 nm for every 15 seconds, and the initial velocity (linear slope) was determined as enzyme activity This value was used to determine the enzyme constant for AmpC BER of NADPH.
  • the reaction conditions are as follows. Enzyme: AmpC BER; Nitrosephine concentration: 0, 10, 30, 40, 70, 90 ⁇ M; Enzyme concentration: 200 pM; Reaction buffer solution 50 mM MES pH 6.5; Reaction temperature: 25 ⁇ ; NADPH concentration: 0, 20, 100, 250 ⁇ M.
  • the K i of NADPH was determined to be 103 ⁇ M. The results are shown in Figures 2c and 2d.
  • Example 7 AmpC BER beta Lutta Maze Generating Clinical isolator Escherichia coli BER Culture of the strain.
  • Escherichia coli BER strain (designated E. coli BER) (Mammeri H, Poirel L, Nordmann PJ Antimicrob Chemother. 60 (3)), which produces AmpC BER beta lactamase resistant to ceftazidime 490-494, 2007) was inoculated into LB (Luria-Bertani; Difco Co.) medium containing ceftazidime (25 ⁇ g / ml) and then cultured in a 37 ° C. shaking incubator for 16 hours.
  • LB Lia-Bertani; Difco Co.
  • One-hundredth of the culture was inoculated again on LB medium, and then cultivation was started at 37 ° C in a shaking incubator and culturing was continued at 600 nm until the absorbance (OD 600 ) reached between 0.5 and 0.7.
  • Example 8 AmpC BER beta Lutta Maze Generating Clinical isolator E. coli BER's Serve Thirsty At the resistive concentration NADPH effect.
  • Example 7 coli BER strain cultured in Example 7 was added to 100 ml of LB, LB containing ceftazidime (25 ⁇ g / ml), 208 ⁇ g / ml of NADPH LB containing ceftazidime (25 ⁇ g / ml), LB containing 417 ⁇ g / ml NADPH and ceftazidime (25 ⁇ g / ml), respectively, and then cultured in a shaking incubator at 37 ° C. for 600 (OD 600 ) was measured at intervals of 2 hours for 20 hours to confirm the growth of bacteria (FIG. 3).
  • OD 600 37 ° C. for 600
  • Example 9 In animal models NADPH Ceftazidim Resistance E. coli BER For infection Therapeutic effect.
  • mice were injected with E. coli (20 mg / kg), NADPH (670 mg / kg), ceftazidime (20 mg / kg) as a control group and 1 hour after the administration of 1 ⁇ 10 8 CFU of BER, Kg) and NADPH (670 mg / kg) were administered intraperitoneally.
  • the results are shown in Fig.
  • mice treated with a mixture of ceftazidime (20 mg / kg) and NADPH (670 mg / kg) showed 100% survival rate for E. coli BER infection.
  • NADPH (670 mg / kg) administered to mice not infected with the bacteria did not affect survival (Fig. 6).
  • the above results indicate that a mixture of NADPH and antibiotics that are not toxic to bacterial infections that produce C-type beta-lactamase can be used as an effective therapeutic agent.

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Abstract

본 발명은 베타-락타메이즈의 저해제로서 작용하는 뉴클레오사이드, 특히 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체의 신규 용도에 관한 것으로서, 자세하게는 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체를 포함하는 베타-락타메이즈 저해용 조성물, 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체; 및 베타-락탐계열 항생제를 포함하는 항생제 내성 균주에 대한 항균용 약학적 조성물, 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체; 및 베타-락탐계열 항생제를 이를 필요로 하는 개체에 약학적으로 유효한 양으로 투여하는 단계를 포함하는 항생제 내성 균주 감염질환의 예방 또는 치료방법 및 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체; 및 베타-락탐계열 항생제를 항생제 내성 균주 감염질환의 예방 또는 치료용 약학적 조성물에 사용하기 위한 용도에 관한 것이다.

Description

니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 또는 이의 유도체의 베타 락타메이즈 저해제로서의 용도
본 출원은 2017년 07월 24일 출원된 대한민국 특허출원 제10-2017-0093364호를 우선권으로 주장하고, 상기 명세서 전체는 본 출원의 참고문헌이다.
본 발명은 베타-락타메이즈의 저해제로서 작용하는 뉴클레오사이드, 특히 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체의 신규 용도에 관한 것으로서, 자세하게는 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체를 포함하는 베타-락타메이즈 저해용 조성물, 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체; 및 베타-락탐계열 항생제를 포함하는 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주에 대한 항균용 약학적 조성물, 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체; 및 베타-락탐계열 항생제를 이를 필요로 하는 개체에 약학적으로 유효한 양으로 투여하는 단계를 포함하는 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주로 인한 감염질환의 예방 또는 치료방법 및 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체; 및 베타-락탐계열 항생제를 베타-락타메이즈 저해에 사용하기 위한 용도에 관한 것이다.
세균감염 치료에 일반적으로 사용되는 것이 항생제이다. 아미노글리코사이드, 글리코펩타이드, 마크로라이드, 퀴놀린 등 다양한 형태의 항생제들이 개발되어 있으나 이 중 그람 음성균 감염에 대한 일차 처방 약으로서, 여러 항생제 중에서도 효과는 뛰어나면서 독성이 적은 페니실린, 세팔로스포린, 카바페넴과 같은 베타-락탐 계열의 항생제가 널리 사용되고 있다. 2000년부터 2013년까지 FDA 승인을 얻은 항생제 신약 22종 중 베타-락탐 구조의 항생제는 6종으로, 9종이 승인을 얻은 퀴놀린계 항생제에 이어 두 번째로 많은 종류를 차지하고 있다.
하지만 세균은 이러한 베타-락탐 계열의 항생제를 무력화시키는 효소인 베타-락타메이즈를 만들어 항생제에 대한 내성을 가지게 된다. 즉 기존의 항생제로 치료가 어려운 다제 내성균 즉 슈퍼 박테리아의 출현과 함께, 세균감염에 대한 치료가 많은 제약을 받고 있다.
β-락타메이즈는 항생 활성을 지니는 β-락탐 항생제의 모핵인 4원환-헤테로고리인 β-락탐 고리를 오픈시킴으로써 β-락탐 항생제를 불활성화시킨다. β-락타메이즈-매개 불활성화를 피하고자, 베타-락탐 항생제가 베타-락타메이즈 저해제와 조합 제제(베타-락탐/베타-락타메이즈 저해제 복합제제)로 개발되어 동시에 투약하는 방법이 사용되고 있으며, 이 경우 베타-락타메이즈에 의한 항생제의 분해가 억제되어 치료 효과가 높아진다. 따라서 베타-락타메이즈의 활성을 억제하는 저해제 개발은 항생제 내성 문제 해결에 매우 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
하지만 모든 종류의 β-락탐 항생제를 가수분해할 수 있는 새로운 β-락타메이즈를 발현하는 병원균의 출연으로 인해 이에 대한 문제 해결이 시급한 실정이다. 베타-락타메이즈는 서열 유사도에 따라 A, B, C, D형으로 구분되며, 이 중에서 임상에서 항생제 내성에 가장 큰 문제를 일으키는 것은 A형과 C형이다. A, C 및 D군에 속하는 효소는 활성 부위에 세린이 있으며, 그 빈도가 낮은 B군은 활성이 아연 의존적이다. 1970년대 10종류 미만이던 세린 기재 락타메이즈는 현재 300종류 이상 존재하는 것으로 보고되었다 (Jacoby & Bush, "Amino Acid Sequences for TME, SHV and OXA Extended-Spectrum and inhinitor Resistant beta lactamase on the Lahey Clinic website"). 이에 맞추어 세린 기재 베타-락타메이즈 변이체의 공격을 회피하는 새로운 종류의 항생제로 세팔로스포린과 카바페넴이 개발되었지만, 이를 무력화하는 새로운 종류의 세린 기재 락타메이즈가 추가로 발견됨으로써 락탐계열 항생제의 효용성이 낮아져 의학적으로 심각한 문제를 일으키고 있다.
현재 임상에서 사용되고 있는 베타-락타메이즈 저해제들은 주로 A형 베타-락타메이즈에만 효과를 나타낸다. 예를 들면 아목시실린 또는 티카르실린과 함께 사용되는 클러벌란산(clavulaninc acid), 암피실린 또는 설퍼라존과 함께 상용되는 설박탐(Sulbactam), 그리고 페니실린과 함께 사용되는 타조박탐 (Tazobactam), 아비박탐(Avibactam) 등을 들 수 있으나, 이들은 베타-락타메이즈의 기질과 유사한 락탐 구조를 포함하고 있어 다제 내성 병원균의 베타-락타메이즈에의해 분해되어 효과가 사라지는 문제점이 있다.
한편 C형 베타-락타메이즈에 대한 저해제 개발 연구도 진행되고 있다. C형 β-락타메이즈는 그램-음성 병원균 사이에 널리 분포되어 있는데 이들로 인해 광범위한 β-락탐 항생제에 대해 박테리아 내성이 생긴다. 이들은 세파마이신 (세폭시팀 및 세포테탄)과 같은 옥시이미노-β-락탐을 포함한 모든 세대의 세파로스포린 및 벤질페니실린을 가수분해할 수 있다. 나아가 이미페넴-가수분해 활성을 지닌 광범위 C형 효소도 알려졌다. 그러나 임상에서 효과를 보이는 저해제는 개발되어 있지 않다 (Three decades of beta-lactamase inhibitors. Drawz SM1, BonomoRA., Clin Microbiol Rev., 2010 23(1):160-201). 따라서 새로운 락타메이즈 저해제의 출현과 함께, 새로운 세대의 락타메이즈 저해제, 비락탐구조를 포함하는 저해제의 개발이 요구된다.
본원은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 비락탐구조 기반의 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 및 이의 유도체를 포함하는 베타-락타메이즈 저해제를 제공하고자 한다.
본 발명은 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함하는 베타-락타메이즈 저해용 조성물을 제공 할 수 있다.
i) 하기 화학식 1의 화합물;
[화학식 1]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000001
(상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
본 발명은 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염; 및 베타-락탐계열 항생제를 포함하는 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주에 대한 항균용 약학적 조성물을 제공할 수 있다.
i) 하기 화학식 1의 화합물;
[화학식 1]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000002
(상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
본 발명은 또한 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염; 및 베타-락탐계열 항생제를 이를 필요로 하는 개체에 약학적으로 유효한 양으로 투여하는 단계를 포함하는 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주로 인한 감염질환의 예방 또는 치료방법을 제공할 수 있다.
i) 하기 화학식 1의 화합물;
[화학식 1]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000003
(상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
본 발명은 또한 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 베타-락타메이즈 저해에 사용하기 위한 용도를 제공할 수 있다.
i) 하기 화학식 1의 화합물;
[화학식 1]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000004
(상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
본 발명에 따른 다이뉴클레오타이드 또는 그 유도체는 비락탐 구조에 기반을 둔 베타-락타메이즈 저해제로서 단독으로 또는 베타-락탐계열의 항생제와 함께 사용되며, 특히 C형 베타-락타메이즈 또는 확장형 β-락타마아제를 생산하는 박테리아 예를 들면 대장균, 엔테로박터, 아시네토박터 등을 포함한 광범위한 장내 병원균 또는 그람 음성균으로 인한 항생제 내성 문제를 해결할 수 있어, 상기 박테리아의 감염으로 인한 질환의 치료에 유효하게 사용될 수 있다. 아울러 기존에 락탐 구조를 포함하는 저해제와 비교하여, 락타메이즈에 의한 분해를 방지하여 항생제의 효과를 더욱 높일 수 있다.
도 1은 다이뉴클레오타이드 6종 및 acAMP에 의한 AmpC BER의 nitrocefin 분해 활성 변화량(도 1a) 및 NADPH에 의한 5종의 C형 베타-락타메이즈의 nitrocefin 분해 활성 변화량(도 1b)의 결과이다.
도 2는 NADPH의 화학구조식(도 2a), NADPH에 의한 AmpC BER의 반응 활성(도 2b), 다양한 농도의 NADPH의 AmpC BER 저해 활성을 나타내는 Michaelis-Menten 그래프(도 2c) 및 NADPH의 AmpC BER 저해 활성을 나타내는 Lineweaver-Burk 그래프 (도 2d) 결과이다.
도 3은 AmpC BER 베타-락타메이즈를 생성하는 임상분리주 E. coli BER의 세프타지딤 저항성 농도에서의 NADPH의 효과를 나타내는 결과이다. P 값이 0.05 이하면 유효한 차이로 인정하였다.
도 4는 기존의 β-락탐 기질 및 베타-락타메이즈 저해제와 구조적으로 구별되는 NADPH 스캐폴드가 C형 베타-락타메이즈에 결합하여 C형 베타-락타메이즈 저해제로 사용되는 것을 나타내는 모식도이다.
도 5는 CD1 마우스 동물 모델에서 NADPH가 세프타지딤 저항성 E. coli BER 감염에 대한 치료 효과를 나타내는 결과이다. P 값이 0.05 이하면 유효한 차이로 인정하였다.
도 6은 NADPH가 박테리아 비감염 CD1 마우스에 미치는 효과를 나타내는 결과이다.
세균감염 치료에 일반적으로 사용되는 것이 항생제이다. 특히 그람 음성균 감염에 대한 일차 처방 약으로서 여러 항생제 중에서도 효과는 뛰어나면서 독성이 적은 페니실린, 세팔로스포린, 카바페넴과 같은 베타-락탐 계열의 항생제가 널리 사용되고 있다. 그러나 세균은 이러한 베타-락탐 계열의 항생제를 무력화시키는 효소인 베타-락타메이즈를 만들어 항생제에 대한 내성을 가지게 된다. 본 발명자들은 항생제 내성 문제를 해결하기 위해 상기 베타-락타메이즈의 활성을 억제하는 저해제에 대해 연구하던 중, 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 인산(NADPH) 또는 그 유도체가 베타-락타메이즈를 효과적으로 저해한다는 사실을 확인하고 본 발명을 완성하였다.
본 발명은 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함하는 베타-락타메이즈 저해용 조성물을 제공할 수 있다.
i) 하기 화학식 1의 화합물;
[화학식 1]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000005
(상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
본 발명자들은 기존에 우수한 저해 효과를 보였던 아세틸 아데노신 5'-1인산 (Acetyl adenosine 5’acAMP) 및 다이뉴클레오타이드 6종을 베타-락타메이즈의 한 종류인 AmpC BER과 반응시켰다. 그 결과 다이뉴클레오타이드 6종 중 FAD, NAD, NADH, NADP 및 NADPH가 AmpC BER의 활성을 저해하는 것을 확인하였고, 특히 NADPH가 AmpC BER의 활성에 가장 저해 효과가 우수한 것으로 확인하였다 (도 1a). 또한 다양한 종류의 C형 베타-락타메이즈 및 확장형 베타-락타메이즈인 ACC-1, AmpC EC2, AmpC BER, CMY-2 및 CMY-10와 NADPH를 반응시킨 결과 5종 모두 NADPH에 의해서 활성이 저해되는 것을 확인하였다 (도 1b). 그중에서도 AmpC BER 및 CMY-10의 활성이 가장 많이 저해되었음을 확인하였다. 비가역적 저해제라고 확인된 acAMP와의 비교를 통해, NADPH가 어떠한 저해 작동작용을 가지는지를 확인하고자, 500 μM acAMP 및 10 mM NADPH 각각을 AmpC BER과 반응시켰다. 그 결과, NADPH는 acAMP와는 다르게 가역적 저해제임이 확인되었다 (도 2b). 나아가 NADPH의 동력학 상수는 구해진 초기 속도를 이용하여, 경쟁적 저해 방정식 (1), 무경쟁적 저해 방정식 (2), 비경쟁적 저해 방정식 (3)에 각각 그래프 분석 프로그램을 통해 피팅 (fitting)하였고, 그 결과 경쟁적 저해 방정식에 피팅 하였을 때, 가장 정확히 피팅 (fitting)이 되는 것이 확인 되었다. NADPH의 Ki는 103 μM로 확인되었다 (도 2c 및 도 2d).
상기 화학식 1의 화합물은 NADPH-R로 표시될 수 있다. 상기 화학식 1에서 상기 R은 수소(NADPH, 하기 화학식7), 아세틸(acAMP, 하기 화학식 8), 바이오티닐(하기 화학식 9), 리포일(하기 화학식 10), 몰리브도프테린(하기 화학식 11), L-2-아미노아데페이트(aminoadipate)(하기 화학식 12), 팔미트산 안하이드레이트(palmitic acid anhydrate)(하기 화학식 13), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate)(하기 화학식 14), 팔미트산 안하이드라이드(2,2-d 2 palmitate)(하기 화학식 15), 헵타노일(heptanoyl)(하기 화학식 16), 카복시벤질옥시-알라닌(Carboxybenzyloxy-alanine)(하기 화학식 17), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy-alanine-alanine)(하기 화학식 18), 또는 임의의 아미노산 (알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, =립토판, 타이로신, 발린 중 하나)일 수 있다.
본 발명은 또한 하기 화학식 2 내지 18로 표시되는 하나 이상의 화합물을 포함하는 베타-락타메이즈 저해용 조성물 또는 이를 포함하는 베타-락타메이즈를 생산하는 박테리아에 대한 항균용 조성물을 제공할 수 있다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000006
[화학식 3]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000007
[화학식 4]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000008
[화학식 5]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000009
[화학식 6]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000010
[화학식 7]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000011
[화학식 8]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000012
[화학식 9]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000013
[화학식 10]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000014
[화학식 11]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000015
[화학식 12]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000016
[화학식 13]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000017
[화학식 14]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000018
[화학식 15]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000019
[화학식 16]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000020
[화학식 17]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000021
[화학식 18]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000022
상기 베타-락타메이즈 저해는 베타 락탐계열 항생제 내성을 억제할 수 있다.
상기 베타-락타메이즈는 베타-락탐 계열 항생제를 가수분해하여 락탐계 항생제에 대한 세균의 내성을 가져오는 주요 원인이다. 따라서 본 발명의 베타-락타메이즈 저해제는 베타-락탐계열 항생제와 병용 투여되는 경우 이러한 항생제 내성을 가져오는 세균의 활성을 피할 수 있게 하여 항생제가 제대로 작용할 수 있도록 하는 역할을 한다.
상기 베타-락타메이즈는 박테리아가 생산하는 락탐 계열 항생제의 락탐 링을 가수분해하여 항생제의 활성을 불활성화하는 효소로서, 앰블러(Ambler) 분류 기준에 따라 단백질의 상동성 정도를 근거로 A, B, C 및 D의 4개의 그룹으로 나눌 수 있다. 본 발명의 한 구현 예에서 본 발명의 조성물 C형 락타메이즈(ACC-1, AmpC EC2, CMY-2)에 효과가 있다. 또한, 확장형 락타메이즈(AmpC BER, CMY-10)에 효과가 있다. 상기 C형 락타메이즈 및 확장형 락타메이즈 중에서는 확장형 락타메이즈에 더욱 효과가 있으며 특히, 확장형 락타메이즈에서 AmpC BER에 효과가 있다.
상기 베타-락타메이즈는 C형 베타-락타메이즈 또는 확장형 베타-락타메이즈일 수 있다. 상기 C형 베타-락타메이즈는 ACC-1, AmpC EC2 및 CMY-2으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 C형 베타-락타메이즈일 수 있고, 상기 확장형 베타-락타메이즈는 AmpC BER 또는 CMY-10일 수 있다.
따라서 본 발명에 따른 조성물은 락타메이즈를 생산하는 다양한 박테리아에 대하여 항생제로서 작용할 수 있다. 일 구현 예에서 본 발명의 저해제가 효과가 있는 락타메이즈는 이로 제한하는 것은 아니나, 장내 병원성 또는 그람 음성 박테리아 예를 들면 엔테로코커스 파에시움 (Enterococcusfaecium), 스타필로코커스 아우레스 (Staphyloccus aureus), 클렙시엘라 뉴모니에 (Klebsiella pneumoniae), 아시네토박터 속 (Acinetobacter sp.), 대장균 또는 엔테로박터속 (Enterobacter sp.) 박테리아 유래의 베타-락타메이즈 일 수 있다.
또한, 본 발명자들은 항균제 내성 균주에 베타-락타메이즈 저해제 및 베타-락탐계 항생제를 동시에 처리했을 경우의 효과를 확인해 보았다. AmpC BER 베타-락타메이즈를 생성하는 임상분리주로서 세프타지딤-내성 E. coli BER에 대해 세프타지딤 저항성 농도에서의 NADPH의 영향에 대하여 조사하였다. 프타지딤이 포함되지 않은 LB에 비해 세프타지딤(25 ㎍/㎖)이 포함된 LB에서 E.coli BER 균주는 낮은 성장을 보였지만, 성장을 완전히 저해 할 수는 없었다. 세프타지딤(25 ㎍/㎖)과 NADPH을 포함한 LB에서 E.coli BER균주의 성장의 NADPH의 농도에 의존적으로 감소하였고, 특히 417 ㎍/㎖의 NADPH와 세프타지딤(25 ㎍/㎖)은 E. coli BER균주 성장을 접종 후 20시간까지 완벽하게 억제 하였다 (도 3c). 본 연구는 기존의 β-락탐 기질 및 베타-락타메이즈 저해제와 구조적으로 구별되는 NADPH 스캐폴드가 C형 베타-락타메이즈에 결합하여 C형 베타-락타메이즈 저해제로 효과적으로 사용될 수 있는 것을 확인한 것이다 (도 4).
본 발명자들은 NADPH가 세프타지딤 저항성 E. coli BER 감염에 대한 치료효과를 확인하기 위해서, 마우스에 E. coli BER균 1 X 108 CFU을 복강으로 투여하고, 1시간 후에 대조군으로 인산완충 용액, 세프타지딤, NADPH, 세프타지딤 및 NADPH 혼합액을 각각 복강으로 투여하여 치사 여부를 96시간 동안 관찰 하였다. 그 결과 세프타지딤 및 NADPH 혼합액을 투여 받은 마우스들은 E. coli BER균 감염에 100% 생존율을 보였다 (도 5). 하지만 인산완충 용액, 세프타지딤, NADPH을 각각 투여 받은 마우스들은 14-20%의 낮은 생존율을 보였습니다. 더불어 박테리아에 감염되지 않은 마우스에 NADPH (670 ㎎/㎏)을 투여 했을 때는 생존율에 영향을 주지 않았다 (도 6). 즉 C형 베타-락타메이즈를 생성하는 박테리아 감염에 대해서 독성이 없는 NADPH와 항생제의 혼합물이 효과적인 치료제로 사용될 수 있다는 것을 확인하였다.
상기 베타-락타메이즈 저해용 조성물에 있어서, 상기 NADPH 또는 이의 유도체는 베타-락탐계열 항생제와 조합하여 베타-락탐계열 항생제 내성 균주를 저해하는데 사용될 수 있다.
상기 베타-락타메이즈 저해용 조성물은 베타-락탐계열 항생제 내성 균주의 감수성을 회복 할 수 있다.
상기 베타-락탐계열 항생제는 화학구조상 베타 락탐 고리를 기본구조로 하는 항생제로, 페니실린과 세팔로스포린, 모노박탐 및 카바페넴으로 이루어진 군으로부터 선택 되는 어느 하나의 항생제 일 수 있다. 본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 베타-락탐계열 항생제는 이로 제한하는 것은 아니나, 예를 들면 페니실린, 세팔로스포린, 아미노글리코사이드, 설폰아미드, 마크롤리드, 테트라사이클린, 리노코사이드, 퀴놀론, 클로로암페니콜, 반코마이신, 메트로니다졸, 리팜핀, 이소니아지드, 스펙티노마이신, 트리메토프림, 설파메톡 사졸, 페넴, 카바페넴, 및 모노박탐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 항생제를 포함할 수 있다. 본 발명의 따른 저해제가 효과가 있는 락타메이즈는 특히 일구현예에서 특히 세팔로스포린 계열의 항생제제 기질 확장성을 나타낸다. 따라서 본 발명에 따른 저해제는 제1 세대, 제2 세대, 제3 세대 및 제4 세대, 특히 제3 세대 및 제4 세대의 세팔로스포린 계열의 항생제와 사용될 수 있으며, 이는 예를 들면 제1 세대 항생제로서 세파드린, 세파트리진, 세팔렉신, 세파드록실, 세팍터, 세프로자딘, 제2 세대 항생제로서 세푸록신, 그리고 제3 세대 항생제로서 세픽심, 세프타지딤 및 세파독심 등을 포함할 수 있다.
베타-락탐계열 항생제는 내성이 없는 경우, 광범위한 세균 감염 치료에 효과가 있을 수 있다. 그람-양성, 그람-음성 세균이 모두 포함되며, 예를 들면 스타필로코커스 속 균주 예컨대 스타필로코커스 아루레스, 스타필로코커스 에피더미스; 스트렙토코커스 속 균주 예컨대 스트렙토코커스. 아갈락틴, 스트렙토코커스. 뉴모니에 및 스트렙토코커스 피칼리스; 마이크로코커스 속 균주 예컨대 마이크로코커스루테우스; 박실러스 속 균주 예컨대 박실러스 서브틸리스; 리스테렐라 속 균주 예컨대 리스테렐라 모노사이토제네스; 에스쉐리키아 속 균 주 예컨대 에스쉐리키아콜라이; 클렙시엘라 속 균주 예컨대 클렙시엘라 뉴모니에; 프로테우스 속 균주 예컨대 프로테우스 미라빌리스 및 프로테우스 벌개리스; 살모넬라 속 균주 예컨대 살모넬라 타이포사; 쉬겔라 속 균주 예컨대 쉬겔라 소네이; 엔테로박터 속 균주 예컨대 엔테로박터 에어로제네스 및 엔테로박터 클로아세; 서레시아 속 균주 예컨대 서레시아 마르센신; 슈도모나스 속 균주 예컨대 슈도모나스 에루기노사; 아시네토박터 속 균주 예컨대 아시네토박터 아니트라터스; 노카르디아 속 균주 예컨대 노카르디아 어토트로피카; 및 마이코박테리움 속 균주 예컨대 마이코박테리움 폴투이텀에 효과가 있을 수 있다.
베타-락탐계 항생제를 무력화시키는 효소인 베타-락타메이즈를 만들어 항생제에 대한 내성을 가지게 된다. 본 발명은 베타-락타마아제를 생산하는 병원균은 예를 들어 엔테로코커스 파에시움 (Enterococcus faecium), 스타필로코커스 아우레스 (Staphyloccus aureus), 클렙시엘라 뉴모니에 (Klebsiella pneumoniae), 아시네토박터 속 (Acinetobacter sp.), 대장균 또는 엔테로박터 속 (Enterobacter sp.) 박테리아일 수 있고 이의 감염질환 치료에 사용되어 항생제의 내성 문제를 해결 할 수 있다. 본 발명의 화학식 1 내지 7의 화합물은 상기 언급한 세균을 포함하는 세균의 성장 및 생장을 억제할 수 있으며, 이는 세포 분열의 억제는 물론, 궁극적으로 세포 분열이 일어나지 않게 하여 세포를 박멸하는 것까지를 의미하는 것이다.
본 발명에 따른 조성물은 베타-락타메이즈를 생산하는 병원균, 예를 들면 대장균 또는 장내 감염의 주요한 원인균인 아시네토박터 (Acinetobacter)와 같은 장내 병원균의 치료에 사용되어 항생제 내성 문제를 해결할 수 있다. 아시네토박터 속 균주는 예를 들면 아시네토박터 바우만이 (Acinetobacter baumannii), 아시네토박터 바이제린키이 (Acinetobacter beijerinckii), 아시네토박터 베레지니에 (Acinetobacter bereziniae), 아시네토박터 보이시에리 (Acinetobacter boissieri), 아시네토박터 보우베티이 (Acinetobacterbouvetii), 아시네토박터 브리소이 (Acinetobacter brisouii), 아시네토박터 칼코아세티쿠스 (Acinetob acter calcoaceticus), 아시네토박터 게르네리 (Acinetobacter gerneri), 아시네토박터 구일루이에 (Acinetobacter guillouiae), 아시네토박터 길렌베르기이 (Acinetobacter gyllenbergii), 아시네토박터 헤몰리티쿠스 (Acinetobacter haemolyticus), 아시네토박터 인디쿠스 (Acinetobacter indicus), 아시네토박터 준이이 (Acinetobacter junii), 아시네토박터 류오피이 (Acinetobacter lwoffii), 아시네토박터 넥타리스 (Acinetobacter nectaris), 아시네토박터 노소코미알리스 (Acinetobacter nosocomialis), 아시네토박터 파르버스 (Acinetobacter parvus), 아시네토박터 피티이 (Acinetobacter pittii), 아시네토박터 라디오레시스텐스 (Acinetobacter radioresistens ), 아시네토박터 루디스 (Acinetobacter rudis), 아시네토박터 쉰들러리 (Acinetobacter schindleri), 아시네토박터 솔이 (Acinetobacter soli), 아시네토박터 탄도이 (Acinetobacter tandoii), 아시네토박터 트제른베르지에 (Acinetobacter tjernbergiae), 아시네토박터 타우네리( Acinetobacter towneri), 아시네토박터 우르신지이 (Acinetobacter ursingii) 및 아시네토박터 베네티아누스(Acinetobacter venetianus)를 포함할 수 있다.
본 발명은 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염; 및 베타-락탐계열 항생제를 포함하는 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주에 대한 항균용 약학적 조성물에 관한 것이다.
i) 하기 화학식 1의 화합물;
[화학식 1]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000023
(상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
본 발명에서 약학적으로 허용 가능한 염은 본 발명의 활성 화합물의 치환체의 종류에 따라 비독성의 산 또는 염기와 함께 제조된 화합물을 일컫는다. 본 발명의 화합물이 산성의 작용기를 포함하는 경우, 이러한 화합물을 충분한 양의 원하는 염기와 적절한 불활성 용매 중에서 반응하여 염기성 부가염을 얻을 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 염기 부가염의 예로는 소디움, 포타슘, 칼슘, 암모늄, 유기 아미노, 또는 마그네슘염 등을 포함한다. 본 발명의 화합물이 염기성인 작용기를 포함하는 경우, 이러한 화합물을 충분한 양의 원하는 산과 적절한 불활성 용매 중에서 반응하여 산부가염을 얻을 수 있다. 약학적으로 허용 가능한 염기 부가염의 예로는 무기산 유래의 산 예컨대 염산, 하이드로브롬산, 니트르 산, 카르본산, 모노하이드로젠카르본산, 포스포르산, 모노하이드로젠포스포르산, 디하이드로젠포스포르산, 황산, 모노하이드로황산, 또는 인산 등과 같은 것 및 무독성 유기산 유래의 염, 예컨대 V산, 프로피온산, 이소부티르산, 말레산, 말론산, 벤조산, 숙신산, 푸마르산, 락트산, 만델산, 프탈산, 벤젠설폰산, p-톨릴 설폰산, 시트르산, 타르타르산, 메탄설폰산 등을 포함한다. 본 발명의 특정 화합물이 산성 및 염기성 작용기를 모두 포함하는 경우 염기부가염 또는 산부가염으로 전환될 수 있다.
상기 베타-락탐계열 항생제는 베타-락탐계열 항생제는 화학구조상 베타 락탐 고리를 기본구조로 하는 항생제로, 페니실린과 세팔로스포린, 모노박탐 및 카바페넴 계열의 항생제일 수 있다. 본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 베타-락탐계열 항생제는 이로 제한하는 것은 아니나, 예를 들면 페니실린, 세팔로스포린, 아미노글리코사이드, 설폰아미드, 마크롤리드, 테트라사이클린, 리노코사이드, 퀴놀론, 클로로암페니콜, 반코마이신, 메트로니다졸, 리팜핀, 이소니아지드, 스펙티노마이신, 트리메토프림, 설파메톡 사졸, 페넴, 카바페넴, 및 모노박탐을 포함한다. 본 발명의 따른 저해제가 효과가 있는 락타메이즈는 특히 일구현예에서 특히 세팔로스포린 계열의 항생제제 기질 확장성을 나타낸다. 따라서 본 발명에 따른 저해제는 제1 세대, 제2 세대, 제3 세대 및 제4 세대, 특히 제3 세대 및 제4 세대의 세팔로스포린 계열의 항생제와 사용될 수 있으며, 이는 예를 들면 제1 세대 항생제로서 세파드린, 세파트리진, 세팔렉신, 세파드록실, 세팍터, 세프로자딘, 제2 세대 항생제로서 세푸록신, 그리고 제3 세대 항생제로서 세픽심, 세프타지딤 및 세파독심 등을 포함한다.
상기 약학적 조성물은 락타메이즈를 생산하는 다양한 박테리아에 대하여 항생제로서 작용할 수 있다. 상기 약학적 조성물이 효과가 있는 락타메이즈는 이로 제한하는 것은 아니나, 장내 병원성 또는 그람 음성 박테리아 예를 들면 엔테로코커스 파에시움( Enterococcusfaecium ), 스타필로코커스 아우레스 (Staphyloccus aureus), 클렙시엘라 뉴모니에 (Klebsiella pneumoniae), 아시네토박터 속 (Acinetobacter sp.), 대장균 또는 엔테로박터속 (Enterobacter sp.) 박테리아 유래의 베타-락타메이즈 일 수 있다.
상기 항생제 내성 균주는 항생제 내성 엔테로코커스 파에시움( Enterococcusfaecium), 항생제 내성 스타필로코커스 아우레스 (Staphyloccus aureus), 항생제 내성 클렙시엘라 뉴모니에 (Klebsiella pneumoniae), 항생제 내성 아시네토박터 속 (Acinetobacter sp.), 항생제 내성 대장균 및 항생제 내성 엔테로박터속 (Enterobacter sp.) 박테리아로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 균 일 수 있다.
본 발명의 베타-락타메이즈 저해제 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 약학 조성물로서 예를 들면 베타-락탐계열 항생제의 활성을 증가시키기 위하여 치료적으로 유효한 양으로 대상체에 투여될 수 있다. 치료적으로 유효한 양은 여러 요인에 따라 변할 수 있는 양으로, 예를 들면, 대상체의 질환의 심각성 정도, 나이, 성별, 체중 등에 따라 달라질 수 있다. 투여량 및 횟수는 최적의 치료효과를 가져오도록 조절될 수 있으며, 예를 들면, 하루에 일회, 또는 수회, 또는 점차 증감하는 양으로 투여될 수 있다. 또한 투여경로 및 제형의 종류에 따른 약동학적 특성에 맞추어 투여횟수를 조절할 수 있다.
투여방법은 당업계의 공지된 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 정맥, 피하, 근육, 경피, 경구 투여될 수 있으며, 생체외 치료 방법의 경우, 세포에 투여될 수 있다. 필요한 경우, 투여는 주사와 같이 단번에, 또는 링거를 통한 주입 및 서방형 제제를 사용하는 경우와 같이 서서히 투여될 수 있다.
본 발명의 락타메이즈 저해제는 원하는 약학적, 약동학적 효과를 나타내는 물질과 컨쥬게이트될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 베타-락타메이즈 저해제는 블러드-브레인 장벽의 통과를 위해 트렌스페린 수용체에 대한 항체와 연결될 수 있다. 나아가 폴리에틸렌글리콜과 같은 폴리머와 연결되어 용해도, 안정성, 반감기와 같은 약학적으로 유용한 특성을 변형시킬 수 있다.
본 발명의 베타-락타메이즈 저해제는 또한 세포질내로의 직접 전달을 위한 제형일 수 있다. 예를 들면 본 발명의 저해제는 리포좀과 같이 세포질내로의 도입이 가능한 담체와 컨쥬케이트 될 수 있다. 이러한 방법은 공지되어 있다 (예를 들면 Amselem S et al., Chem. Phys. Lipids 64:219-37, 1993). 대안적으로 마이크로 인젝션을 통해 세포내로 직접 주입될 수 있다.
본 발명의 베타-락타메이즈 저해제 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 베타-락탐 항생제와 동시에 또는 별도로 투여될 수 있으며, 하나의 제형이 두 가지의 활성 성분을 포함할 수도 있으며, 각각 별개의 제형으로 제조될 수 있다.
본 발명의 베타-락타메이즈 저해제 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염은 유효성분 이외에 추가로 약제학적으로 허용 가능한 담체 및/또는 부형제를 1종 이상 포함하여 제조할 수 있다. 약제학적으로 허용 가능한 담체는 식염수, 멸균수, 링거액, 완충 식염수, 덱스트로즈 용액, 말토 덱스트린 용액, 글리세롤, 에탄올, 리포좀 및 이들 성분 중 1성분 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라 항산화제, 완충액, 정균제 등 다른 통상의 첨가제를 첨가할 수 있다. 또한 희석제, 분산제, 계면활성제, 결합제 및 윤활제를 부가적으로 첨가하여 수용액, 현탁액, 유탁액 등과 같은 주사용 제형, 환약, 캡슐, 과립 또는 정제로 제제화할 수 있으며, 표적 기관에 특이적으로 작용할 수 있도록 표적기관 특이적 항체 또는 기타 리간드를 상기 담체와 결합시켜 사용할 수 있다. 더 나아가 당해 기술 분야의 적정한 방법으로 또는 레밍턴의 문헌 (Remington's Pharmaceutical Science(최근판), Mack Publishing Company, Easton PA)에 개시되어 있는 방법을 이용하여 각 질환에 따라 또는 성분에 따라 바람직하게 제형화 할 수 있다. 본 발명에 사용될 수 있는 부형제는 제형의 pH, 점도, 탁도, 색, 멸균성, 안정성, 용해속도, 향 등의 조절 유지를 위한 물질을 포함한다.
본 발명의 치료제의 투여방법은 특별히 이에 제한되는 것은 아니며, 목적하는 방법에 따라 비경구 투여(예를 들어 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)하거나 경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여의 경우 피부에 붙이는 패치형, 코/호흡기를 통해 투여할 수 있으며, 신속한 치료효과를 얻기 위해서는 정맥내 주사에 의한 투여가 바람직하다. 투여량은 환자의 감염 상태, 감염균의 종류, 체중, 연령, 성별, 일반적 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설률 및 질환의 중증도 등에 따라 그 범위가 매우 다양하다. 예를 들면 60kg 성인의 경우 50mg 내지 200mg을 근육 또는 정맥 주사로 투여할 수 있으며, 하루 일회 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. 전형적인 약물의 경우 투약단위체는, 예를 들어 약 0.01mg 내지 100mg를 포함하나 상기 범위의 이하 및 이상의 범위를 배제하는 것은 아니다.
본 발명의 베타-락타메이즈 저해제 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염의 투여량 대 락탐계열 항생제의 비도 그 변화 범위가 크며, 개인의 상태, 감염세균의 종류와 같이 특정 케이스별로 정해져야 한다. 예를 들면, 항생제 대 저해제 사용 비는 약 1:2 내지 약 1:15로 사용될 수 있다.
또 다른 양태에서 본 발명은 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염; 및 베타-락탐계열 항생제를 이를 필요로 하는 개체에 약학적으로 유효한 양으로 투여하는 단계를 포함하는 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주로 인한 감염질환의 예방 또는 치료방법에 관한 것이다.
i) 하기 화학식 1의 화합물;
[화학식 1]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000024
(상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
상기 베타-락탐계열 항생제는 페니실린계, 세팔로스포린계, 모노박탐계 및 카바페넴계 항생제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 항생제일 수 있다. 본 발명의 조성물에 포함될 수 있는 베타-락탐계열 항생제는 이로 제한하는 것은 아니나, 예를 들면 페니실린, 세팔로스포린, 아미노글리코사이드, 설폰아미드, 마크롤리드, 테트라사이클린, 리노코사이드, 퀴놀론, 클로로암페니콜, 반코마이신, 메트로니다졸, 리팜핀, 이소니아지드, 스펙티노마이신, 트리메토프림, 설파메톡 사졸, 페넴, 카바페넴, 및 모노박탐으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 항생제를 포함할 수 있다. 본 발명의 따른 저해제가 효과가 있는 락타메이즈는 특히 일구현예에서 특히 세팔로스포린 계열의 항생제제 기질 확장성을 나타낸다. 따라서 본 발명에 따른 저해제는 제1 세대, 제2 세대, 제3 세대 및 제4 세대, 특히 제3 세대 및 제4 세대의 세팔로스포린 계열의 항생제와 사용될 수 있으며, 이는 예를 들면 제1 세대 항생제로서 세파드린, 세파트리진, 세팔렉신, 세파드록실, 세팍터, 세프로자딘, 제2 세대 항생제로서 세푸록신, 그리고 제3 세대 항생제로서 세픽심, 세프타지딤 및 세파독심 등을 포함할 수 있다.
상기 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주는 엔테로코커스 파에시움 (Enterococcus faecium), 스타필로코커스 아우레스 (Staphyloccus aureus), 클렙시엘라 뉴모니에 (Klebsiella pneumoniae), 아시네토박터 속 (Acinetobacter s p .), 대장균 및 엔테로박터 속 (Enterobacter sp.) 박테리아로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 균일 수 있다.
상기 감염 질환은 상기 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주로 인한 감염질환은 여드름, 아토피 피부염, 화농증, 염증, 치주질환, 위질환, 식중독, 패혈증, 패혈성 쇼크, 심장 내막염, 장염, 뇌수막염, 골수염, 척추 카리에스 및 폐렴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.
본 발명에서 용어, 개체란 항생제 내성 균주 감염질환의 예방 또는 치료가 피룡한 인간을 포함한 모든 동물을 의미하고, 상기 조성물을 개체에게 투여함으로써, 항생제 내성 균주 감염질환의 예방 또는 치료효과 있을 수 있다. 상기 개체는 개, 소, 말, 토끼, 마우스, 랫트, 닭 또는 인간을 포함하는 포유류 전체를 의미하나, 상기 예에 의해 본 발명의 포유류가 한정되는 것은 아니다. 구체적으로 상기 개체는 인간을 제외한 개체일 수도 있다. 본 발명의 치료제의 투여방법은 특별히 이에 제한되는 것은 아니며, 목적하는 방법에 따라 비경구 투여(예를 들어 정맥 내, 피하, 복강 내 또는 국소에 적용)하거나 경구 투여할 수 있으며, 비경구 투여의 경우 피부에 붙이는 패치형, 코/호흡기를 통해 투여할 수 있으며, 신속한 치료효과를 얻기 위해서는 정맥내 주사에 의한 투여가 바람직하다. 투여량은 환자의 감염 상태, 감염균의 종류, 체중, 연령, 성별, 일반적 건강상태, 식이, 투여시간, 투여방법, 배설률 및 질환의 중증 도 등에 따라 그 범위가 매우 다양하다. 예를 들면 60kg 성인의 경우 50mg 내지 200mg을 근육 또는 정맥 주사로 투여할 수 있으며, 하루 일회 내지 수회에 나누어 투여할 수 있다. 전형적인 약물의 경우 투약단위체는, 예를 들어 약 0.01mg 내지 100mg를 포함하나 상기 범위의 이하 및 이상의 범위를 배제하는 것은 아니다.
본 발명은 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 베타-락타메이즈 저해에 사용하기 위한 용도에 관한 것이다.
i) 하기 화학식 1의 화합물;
[화학식 1]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000025
(상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
본 발명은 하기에 기재된 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염; 및 베타-락탐계 항생제를 포함하는 베타-락탐계 항생제 내성을 보이는 균주로 인한 감염질환의 예방 치료에 사용하기 위한 용도에 관한 것이다.
i) 하기 화학식 1의 화합물;
[화학식 1]
Figure PCTKR2018008349-appb-I000026
(상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해서 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐 본 발명이 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: C형 베타-락타메이즈 단백질 5종 제조.
총 5종의 AmpC 형 베타-락타메이즈 유전자의 합성을 의뢰하였고 (주식회사 코스모진텍), 5종은 ACC-1 (GenBank accession No.: AJ133121.1), AmpC EC2 (GenBank accession No.: EU497239.1), AmpC BER (GenBank accession No.: EF125541.1), CMY-2 (GenBank accession No.: KX462017.1), CMY-10 (GenBank accession No.: ACO24915.1)이다. 상기 합성 된 5종의 유전자 단편을 pET24a 플라스미드에 클로닝 하여 단백질 발현에 사용하였다. 정제 된 단백질은 50 mM Tris-HCl pH 7.4 버퍼 조건 하에서 4 ℃에 사용하기 전까지 보관하였다.
실시예 2: 나이트로세핀을 이용한 베타-락타메이즈 활성 측정 방법 확립.
본 실험을 위해 나이트로세핀(nitrocefin, NCF)을 기질로 하는 베타-락타메이즈 활성 측정 방법을 확립하였다. NCF는 발색성을 갖고 있는 세팔로스포린 계열의 기질이며, 베타-락타메이즈 활성 측정에 범용되는 기질이다. 베타-락타메이즈에 의해 나이트로세핀의 베타-락탐링이 가수분해 되면, 최대 흡광파장이 486 nm로 변화하는 나이트로세핀의 특징을 활성 측정 방법에 활용하였다. 자외선-가시광선 분광광도계를 통해 486 nm 파장의 변화량을 시간별로 측정하게 되면, 베타-락타메이즈에 의해서 가수분해된 나이트로세핀의 양이 증가할수록 흡광도가 증가하게 된다.
실시예 3: 다이뉴클레오타이드 6종을 이용한 AmpC BER의 활성 저해 효과 측정.
하기 표1의 조성으로 반응시킨 200 μL 반응 용액을 자외선-가시광선 분광광도계를 통해 486 nm 파장의 변화량을 15초마다 시간별로 측정하여, 동일 시간 간격 내에 초기 속도 (직선 구간 기울기)를 효소 활성으로 보고, 이 값을 비교하여 다이뉴클레오타이드 6종 및 기존에 우수한 저해 효과를 보였던 아세틸 아데노신 5'-1인산 (Acetyl adenosine 5’acAMP)의 존재하에 베타-락타메이즈 활성이 얼마나 저해되는지를 측정하였다. 사용한 뉴클레오타이드 6종은 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD), 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD), 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD), 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH), 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP)와 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH) 이었다. 반응조건은 하기 표 1과 같았다. 효소: AmpC BER; 기질: 나이트로세핀; 효소농도: 200 pM; 반응완충용액 50 mM MES pH 6.5; 반응온도: 25℃ ; 다이뉴클레오타이드 6종 (APAD, FAD, NAD, NADH, NADP, NADPH) 및 acAMP의 농도: 2 mM
다이뉴클레오타이드 6종 및 acAMP를 이용한 AmpC BER 활성 저해 효과 실험 조건
<반응조건>조성 : 50 mM MES pH 6.5 / 100 μM NCF / 200 pM AmpC BER with of without 2 mM nucleotides (APAD, FAD, NAD, NADH, NADP, NADPH, acAMP)2. 반응 온도 및 시간 : 25 ℃, 20분 (15초당 한번씩 486 nm 흡광도 측정)
with nucleotide without nucleotide
5 mM NCF 4 μL 4 μL
1 M MES pH 6.5 10 μL 10 μL
100 mM Nucleotide 4 μL -
Distilled water 172 μL 176 μL
4 nM AmpC BER 10 μL 10 μL
다이뉴클레오타이드 6종 및 acAMP에 의한 AmpC BER의 초기속도 변화량을 그래프 분석 프로그램 (OriginPro 2015, OriginLab, USA)으로 분석하였다. acAMP는 AmpC BER의 활성을 약 70% 저해하는 것으로 확인이 되었다 (도 1a). 이를 통해, 활성 저해 효과 실험방법이 제대로 구축되어 있음을 확인할 수 있었다. 다이뉴클레오타이드 6종 중에서는 NADPH가 AmpC BER의 활성에 가장 저해효과가 우수한 것으로 확인되었다 (약 52% 저해).
실시예 4: NADPH를 이용한 C형 베타- 락타메이즈 단백질 5종의 활성 저해 효과 측정.
하기 표2의 조성으로 반응시킨 200 μL 반응 용액을 자외선-가시광선 분광광도계를 통해 486 nm 파장의 변화량을 15초마다 시간별로 측정하여, 동일 시간 간격 내에 초기 속도 (직선 구간 기울기)를 효소 활성으로 보고, 이 값을 비교하여 NADPH의 존재하에 5종의 C형 베타-락타메이즈 활성이 얼마나 저해되는지를 측정하였다. 5종의 C형 베타-락타메이즈 단백질은 실시예 1에서 확보 한 ACC-1, AmpC EC2, AmpC BER, CMY-2, CMY-10이다. 반응조건은 다음과 같았다. 효소: C형 베타-락타메이즈 5종 (ACC-1, AmpC EC2, AmpC BER, CMY-2, CMY-10); 기질: 나이트로세핀; 효소농도: 200 pM; 반응완충용액 50 mM MES pH 6.5; 반응온도: 25℃ ; NADPH 농도: 2 mM
NADPH를 이용한 C형 베타-락타메이즈 단백질 5종의 활성 저해 효과 실험 조건
<반응조건>1. 조성 : 50 mM MES pH 6.5 / 100 μM NCF / 200 pM C형 베타-락타메이즈 with of without 2 mM NADPH : C형 베타-락타메이즈 (ACC-1, AmpC EC2, AmpC BER, CMY-2, CMY-10)2. 반응 온도 및 시간 : 25 ℃, 20분 (15초당 한번씩 486 nm 흡광도 측정)
with nucleotide without nucleotide
5 mM NCF 4 μL 4 μL
1 M MES pH 6.5 10 μL 10 μL
100 mM NADPH 4 μL -
Distilled water 172 μL 176 μL
4 nM C형 베타- 락타메이즈 10 μL 10 μL
NADPH에 의한 5종의 C형 베타-락타메이즈 초기속도 변화량을 그래프 분석 프로그램 (OriginPro 2015, OriginLab, USA)으로 분석하였다. 5종 모두 NADPH에 의해서 활성이 저해 되는 것을 확인하였다 (도 1b). 그 중에서도 AmpC BER 및 CMY-10의 활성이 가장 많이 저해되었음을 확인하였다 (약 52% 저해).
실시예 5: NADPH 저해 작동기작 확인.
비가역적 저해제로 잘 알려진 acAMP와의 비교를 통해, NADPH가 어떠한 저해 작동기작을 가지는지를 확인하고자 하였다. 500 μM acAMP 및 10 mM NADPH (도 2a) 각각을 AmpC BER과 함께 실온에서 2시간 배양하여, AmpC BER (4 μM)을 완전히 불활성화 하였다. 과잉의 acAMP 및 NADPH를 제거하기 위하여, acAMP 또는 NADPH 존재 또는 부존재 하에서 50 mM MES pH 6.5에서 8,000배로 불활성화 된 효소를 즉시 희석하였다. 2시간 동안 100μM 나이트로세핀을 함유하는 용액에서 자외선-가시광선 분광광도계를 사용하여 AmpC BER의 반응 활성을 측정하였다. 상기의 결과를 그래프 분석 프로그램 (OriginPro 2015, OriginLab, USA)을 통해 그렸다. 그 결과 NADPH는 acAMP와는 다르게 가역적 저해제임이 확인 되었다 (도 2b).
실시예 6: NADPH 효소 저해 상수 결정 측정.
하기 표3의 조성으로 반응시킨 200 μL 반응 용액을 자외선-가시광선 분광광도계를 통해 486 nm 파장의 변화량을 15초마다 시간별로 측정하여, 동일 시간 간격 내에 초기 속도 (직선 구간 기울기)를 효소 활성으로 보고, 이 값을 이용하여 NADPH의 AmpC BER에 대한 효소 상수를 결정하였다. 반응조건은 다음과 같다. 효소: AmpC BER; 나이트로세핀 농도: 0, 10, 30, 40, 70, 90 μM; 효소농도: 200 pM; 반응완충용액 50 mM MES pH 6.5; 반응온도: 25℃ ; NADPH 농도: 0, 20, 100, 250 μM.
다양한 농도의 NCF 및 NADPH를 이용한 NADPH의 AmpC BER에 대한 효소 상수 결정 실험 조건
<반응조건>1. 조성 : 50 mM MES pH 6.5 / 0, 10, 30, 40, 70, 90 μM NCF / 200 pM AmpC BER / 0, 20, 100, 250 μM NADPH2. 반응 온도 및 시간 : 25 ℃, 20분 (15초당 한번씩 486 nm 흡광도 측정)
[NADPH = 0 μM]
1 mM NCF 2 μL 6 μL 10 μL 14 μL 18 μL
1 M MES pH 6.5 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL
500 μM NADPH - - - - -
Distilled water 178 μL 174 μL 170 μL 166 μL 162 μL
4 nM AmpC BER 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL
[NADPH = 20 μM]
1 mM NCF 2 μL 6 μL 10 μL 14 μL 18 μL
1 M MES pH 6.5 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL
500 μM NADPH 12 μL 12 μL 12 μL 12 μL 12 μL
Distilled water 166 μL 162 μL 158 μL 154 μL 150 μL
4 nM AmpC BER 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL
[NADPH = 100 μM]
1 mM NCF 2 μL 6 μL 10 μL 14 μL 18 μL
1 M MES pH 6.5 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL
500 μM NADPH 40 μL 40 μL 40 μL 40 μL 40 μL
Distilled water 138 μL 134 μL 130 μL 126 μL 122 μL
4 nM AmpC BER 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL
[NADPH = 250 μM]
1 mM NCF 2 μL 6 μL 10 μL 14 μL 18 μL
1 M MES pH 6.5 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL
500 μM NADPH 100 μL 100 μL 100 μL 100 μL 100 μL
Distilled water 78 μL 74 μL 70 μL 66 μL 62 μL
4 nM AmpC BER 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL 10 μL
NADPH의 동력학 상수는 구해진 초기 속도를 이용하여, 경쟁적 저해 방정식 (1), 무경쟁적 저해 방정식 (2), 비경쟁적 저해 방정식 (3)에 각각 그래프 분석 프로그램 (OriginPro 2015, OriginLab, USA)을 통해 피팅 (fitting)하였고, 그 결과 경쟁적 저해 방정식에 피팅 하였을 때, 가장 정확히 피팅 (fitting)이 되는 것이 확인 되었다(R2 = 0.985). 그 결과, NADPH의 K i는 103 μM로 결정되었다. 결과는 도 2c와 2d에 기재되어 있다.
(1)
Figure PCTKR2018008349-appb-I000027
(2)
Figure PCTKR2018008349-appb-I000028
(3)
Figure PCTKR2018008349-appb-I000029
실시예 7: AmpC BER 베타 락타메이즈를 생성하는 임상분리주 대장균 BER 균주의 배양.
세프타지딤에 저항성을 보이는 AmpC BER 베타 락타메이즈를 생성하는 임상분리주 대장균 (Escherichia coli) BER 균주(E. coli BER로 명명함) (Mammeri H, Poirel L, Nordmann P.J Antimicrob Chemother. 60(3):490-494, 2007)를 세프타지딤 (25 ㎍/㎖)이 포함된 LB(Luria-Bertani; Difco Co.) 배지에 접종한 후, 37℃ 진탕 배양기에서 16시간 배양하였다. 이 배양액의 1/100을 다시 LB 배지에 접종한 후, 37℃ 진탕 배양기에서 본 배양을 시작하여 600 nm에서 흡광도(OD600)가 0.5~0.7 사이에 올 때 까지 배양을 수행했다.
실시예 8: AmpC BER 베타 락타메이즈를 생성하는 임상분리주 E. coli BER의 세프타지딤 저항성 농도에서의 NADPH의 효과.
본원에서는 AmpC BER 베타 락타메이즈를 생성하는 임상분리주로서 세프타지딤-내성 E. coli BER에 대해 세프타지딤 저항성 농도에서의 NADPH의 영향에 대하여 조사 하였다. 이를 위하여 실시예 7에서 배양한 E. coli BER균 5 X 104 CFU(colony forming unit)을 100㎖의 LB, 세프타지딤(25 ㎍/㎖)이 포함된 LB, 208 ㎍/㎖의 NADPH와 세프타지딤 (25 ㎍/㎖)이 포함된 LB, 417 ㎍/㎖의 NADPH와 세프타지딤 (25 ㎍/㎖)이 포함된 LB에 각각 접종한 후 37℃ 진탕 배양기에서 본 배양을 시작하여 600 nm에서 흡광도(OD600)을 2시간 간격으로 20시간 동안 측정하여 균의 성장을 확인 하였다 (도 3). 비록 세프타지딤이 포함되지 않은 LB에 비해 세프타지딤(25 ㎍/㎖)이 포함된 LB에서 E. coli BER 균주는 낮은 성장을 보였지만, 성장을 완전히 저해 할 수 없었다. 하지만 세프타지딤(25 ㎍/㎖)과 NADPH을 포함한 LB에서 E. coli BER균주의 성장의 NADPH의 농도에 의존적으로 감소하였다. 특히 417 ㎍/㎖의 NADPH와 세프타지딤(25 ㎍/㎖)은 E. coli BER균주 성장을 접종 후 20시간까지 완벽하게 억제 했다. 상기와 같은 결과는 기존의 β-락탐 기질 및 베타-락타메이즈 저해제와 구조적으로 구별되는 NADPH 스캐폴드가 C형 베타-락타메이즈에 결합하여 C형 베타-락타메이즈 저해제로 효과적으로 사용될 수 있는 것을 나타내는 것이다 (도 4).
실시예 9: 동물 모델에서 NADPH가 세프타지딤 저항성 E. coli BER 감염에 대한 치료효과.
NADPH가 세프타지딤 저항성 E. coli BER 감염에 대한 치료효과를 확인하기 위해서, CD1(암컷, 4-5 주령) 마우스에 실시예 7에서 배양한 E. coli BER균 1 X 108 CFU을 복강으로 투여하고, 1시간 후에 대조군으로 인산완충 용액 (PBS), 세프타지딤 (20 ㎎/㎏), NADPH (670 ㎎/㎏), 세프타지딤 (20 ㎎/㎏)과 NADPH (670 ㎎/㎏) 혼합액을 각각 복강으로 투여하여 치사 여부를 96시간 동안 관찰 하였다. 그 결과를 도 5에 나타내었다. 그 결과 세프타지딤 (20 ㎎/㎏)과 NADPH (670 ㎎/㎏) 혼합액을 투여 받은 마우스들은 E. coli BER균 감염에 100% 생존율을 보였다. 하지만, 인산완충 용액 (PBS), 세프타지딤 (20 ㎎/㎏), NADPH (670 ㎎/㎏)을 각각 투여 받은 마우스들은 14-20%의 낮은 생존율을 보였다. 더불어, 박테리아에 감염되는 않은 마우스에 NADPH(670 ㎎/㎏)을 투여 했을 때는 생존율에 영향을 주지 않았다 (도 6). 상기와 같은 결과는 C형 베타-락타메이즈를 생성하는 박테리아 감염에 대해서 독성이 없는 NADPH와 항생제의 혼합물이 효과적인 치료제로 사용될 수 있는 것을 나타내는 것이다.

Claims (15)

  1. 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 포함하는 베타-락타메이즈 저해용 조성물:
    i) 하기 화학식 1의 화합물;
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018008349-appb-I000030
    (상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
    ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
    iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
    iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
    v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
    vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP); 및
    vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 베타-락타메이즈 저해는 베타 락탐계열 항생제 내성을 억제하는, 베타-락타메이즈 저해용 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 베타-락타메이즈는 C형 베타-락타메이즈 또는 확장형 베타-락타메이즈인, 베타-락타메이즈 저해용 조성물.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 C형 베타-락타메이즈는 ACC-1, AmpC EC2 및 CMY-2으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 C형 베타-락타메이즈인, 베타-락타메이즈 저해용 조성물.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 확장형 베타-락타메이즈는 AmpC BER 및 CMY-10으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상의 확장형 베타-락타메이즈인, 베타-락타메이즈 저해용 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 조성물은 베타-락탐계열 항생제를 추가로 포함하는, 베타-락타메이즈 저해용 조성물.
  7. 제 6항에 있어서,
    베타-락탐계열 항생제는 페니실린계, 세팔로스포린계, 모노박탐계 및 카바페넴계 항생제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 항생제인, 베타-락타메이즈 저해용 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 베타-락타메이즈는 장내 병원성 또는 그람음성 박테리아에서 생산되는 것인, 베타-락타메이즈 저해용 조성물.
  9. 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염; 및 베타-락탐계열 항생제를 포함하는 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주에 대한 항균용 약학적 조성물:
    i) 하기 화학식 1의 화합물;
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018008349-appb-I000031
    (상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
    ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
    iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
    iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
    v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
    vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
    vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
  10. 제 9항에 있어서, 상기 베타-락탐계열 항생제는 페니실린계, 세팔로스포린계, 모노박탐계 및 카바페넴계 항생제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 항생제인, 타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주에 대한 항균용 약학적 조성물.
  11. 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물 또는 이의 약학적으로 허용 가능한 염; 및 베타-락탐계열 항생제를 이를 필요로 하는 개체에 약학적으로 유효한 양으로 투여하는 단계를 포함하는, 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주로 인한 감염질환의 예방 또는 치료방법:
    i) 하기 화학식 1의 화합물;
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018008349-appb-I000032
    (상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
    ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
    iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
    iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
    v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
    vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
    vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
  12. 제 11항에 있어서, 상기 베타-락탐계열 항생제는 페니실린계, 세팔로스포린계, 모노박탐계 및 카바페넴계 항생제로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 항생제인, 항생제 내성 균주 감염질환의 예방 또는 치료방법.
  13. 제 11항에 있어서, 상기 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주는 엔테로코커스 파에시움 (Enterococcus faecium), 스타필로코커스 아우레스 (Staphyloccus aureus), 클렙시엘라 뉴모니에 (Klebsiella pneumoniae), 아시네토박터 속 (Acinetobacter sp.), 대장균 및 엔테로박터 속 (Enterobacter sp.) 박테리아로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 균인, 항생제 내성 균주 감염질환의 예방 또는 치료방법.
  14. 제 11항에 있어서, 상기 베타 락탐계의 항생제에 내성을 보이는 균주로 인한 감염질환은 여드름, 아토피 피부염, 화농증, 염증, 치주질환, 위질환, 식중독, 패혈증, 패혈성 쇼크, 심장 내막염, 장염, 뇌수막염, 골수염, 척추 카리에스 및 폐렴으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인, 항생제 내성 균주 감염질환의 예방 또는 치료방법.
  15. 하기 i) 내지 vii)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 화합물을 베타-락타메이즈 저해에 사용하기 위한 용도:
    i) 하기 화학식 1의 화합물;
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2018008349-appb-I000033
    (상기 화학식 1에서 R은 수소, 아세틸, 바이오티닐, 리포일, 몰리브도프테린, L-2-아미노아데페이트(aminoadipate), 팔미트산 안하이드레이트 (palmitic acid anhydrate), 팔미트산 안하이드라이드(1-13C-palmitate), 팔미트산안하이드라이드(2,2-d2-palmitate), 헵타노일(heptanoyl), 카복시벤질옥시-알라닌 (Carboxy benzyloxy-alanine), 카복시벤질옥시-알라닌-알라닌(Carboxylbenzyloxy alanine-alanine), 또는 알라닌, 알지닌, 아스파라진, 아스파르트산, 시스테인, 글루타민, 글루탐산, 글라이신, 히스티딘, 아이소루이신, 루이신, 라이신, 메티오닌, 페닐알라닌, 프롤린, 세린, 쓰레오닌, 트립토판, 타이로신, 및 발린으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나의 아미노산이며);
    ii) 3-아세틸피리딘 아데닌 다이뉴클레오타이드 (3-acetylpyridine adenine dinucleotide, APAD);
    iii) 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드 (flavin adenine dinucleotide, FAD);
    iv) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 (β-nicotinamide adenine dinucleotide, NAD);
    v) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide reduced, NADH);
    vi) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’NADP);
    vii) 베타-니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드 2’인산 환원형 (β-nicotinamide adenine dinucleotide 2’reduced, NADPH).
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