專利名稱：G-蛋白偶聯受體的配體的制作方法
技術領域：
本發明涉及富集G-蛋白偶聯類受體(GPCR)成員的激動劑和拮抗劑的化合物文庫 的生成。
背景技術：
G-蛋白偶聯受體(GPCR)類膜蛋白(也稱為七種跨膜或7TM受體和蛇根堿受體) 的成員響應于多種細胞外信號介導細胞信號傳導，包括激素、神經遞質、細胞因子、甚至環 境物質，例如臭氣和味道。響應于配體與受體細胞外部分(最通常為受體蛋白的N-末端) 的相互作用，受體暫時轉化為活化狀態(這種轉化通常表示為R+L — R*L，其中R是無活性 受體，R*是活化受體，L是配體)。受體的活化(或R*)構型然后能夠相互作用于G-蛋白家族成員。G-蛋白是一大 家族三聚的細胞內蛋白質，它們結合鳥嘌呤核苷酸。一旦相互作用于活化受體(很可能通 過被稱為“碰撞偶聯”的機理)，G-蛋白交換所結合的鳥嘌呤二磷酸(GDP)為鳥嘌呤三磷 酸(GTP)。以這種GTP-結合的形式，G-蛋白三聚物離解，得到游離的Ga亞單位，和β γ 二聚物。Ga和β γ亞單位然后都能參與進一步的信號傳導級聯。例如，Ga亞單位能夠 活化腺苷酸環化酶(AC)，從腺苷三磷酸生成環腺苷一磷酸(cAMP)。β γ亞單位能夠活化 ΡΙ-3-激酶家族酶的成員。最終，這些信號能夠調控幾乎每個方面的細胞行為，從收縮到運 動，從代謝到進一步的信號傳導。信號一旦被活化，然后被大量機理緩慢關閉。與Ga亞單位締合的GTP水解回到 ⑶P，導致G α和β γ亞單位的重新締合，生成無活性的三聚的⑶P-結合的G-蛋白。GPCR 本身也在細胞內C-末端變得磷酸化，防止進一步與G-蛋白相互作用。最終，所結合的配體 也可能離解。這種遺傳信號傳導途徑在哺乳動物生理學中是如此重要和無所不在，以致多達 40%獲得許可的藥物具有GPCR作為它們的分子靶之一。與之相似，細菌已經進化成靶向于 G-蛋白信號傳導，目的是破壞宿主的生理學和免疫性例如霍亂弧菌(Vibrio cholerae) (負責霍亂的生物體)制造被稱為霍亂毒素的蛋白質，它不可逆地抑制一種被稱為Gs的廣 泛分布的G-蛋白的Ga亞單位。與之相似，百日咳博代氏桿菌(Bordetella pertussis) (負責百日咳的生物體)制造被稱為百日咳毒素的蛋白質，它對一種不同的G-蛋白Gi具有 相似的影響。—種鑒定調控GPCR信號傳導的藥物的手段是篩選非常大的隨機化合物文庫干擾 配體與含有重組或純化GPCR的膜制備物結合的能力。在這類高通量篩選中，已經采取各種 方法促進結合的檢測。例如，在閃爍近似性測定法中，放射性標記的配體與受體的結合引起 放射性核素近似于與受體結合的閃爍劑分子_隨著核素衰變，發出能夠檢測和量化的光。作為替代選擇，可以熒光標記配體，借助熒光偏振作用檢測結合(依賴于熒光標記的旋轉 自由度的減少，此時配體一旦與受體結合即被固定)。盡管這些技術已經在某些場合中取得成功，并且得到前導化合物，隨后已被開發 為人用藥物(例如5HT3受體拮抗劑昂丹司瓊，用于治療偏頭痛)，不過仍然僅鑒定了很少 (如果有的話)適合于大量GPCR的非肽類激動劑或拮抗劑化合物，即使在藥學工業中集中 篩選也是如此。例如，GPCR的趨化因子受體家族很少有特異性非肽類拮抗劑，并且沒有激 動劑。由于趨化因子在免疫調節中扮演核心角色，這類分子將被預期是具有免疫調節性質 的極為重要的藥物，可用于治療多種具有炎性組分的疾病。兩種因素限制隨機篩選程序的成功可能性首先，有待篩選的 化合物空間非常大， 并且即使利用最好用的高通量技術和最好的組合化學手段生成不同文庫，也僅能研究所有 可能的分子結構中的一小部分。其次，即使已經成功地鑒定了前導物，核心藥效基因也經常 不適合于體內使用_前導化合物及其類似物可能僅是毒性太大了。這類“消極篩選”范例(檢測供試文庫阻滯所標記的配體結合的能力)的另一種 主要問題是大多數所鑒定的前導物是受體拮抗劑。很少前導物具有任何激動劑活性(正如 所預期的，激動劑活性要求結合再轉化受體為活化構型的能力，而拮抗劑活性僅僅要求以 防止它們相互作用的方式結合受體或配體的能力)，而且生成轉化為激動劑的原始拮抗劑 前導物類似物是一種“嘗試”，成功率非常低。一種回避這種問題的手段將是用經過預先選擇以含有高比例GPCR結合性化合物 的分子結構文庫代替隨機化合物文庫。這樣一種文庫也將理想地包括相似比例的激動劑和 拮抗劑，以便二者都能夠容易地定位。用在該文庫中的基本分子結構也理想地將是無毒的。是否能夠構建接近這些理想性質的真實文庫是完全不清楚的。如果可以，這將要 求公認的“理想”GPCR底物的存在，它將相互作用于很多不同的GPCR，與它們的天然配體優 先性無關。通過改變這種理想化底物的取代作用，有可能賦予對于該種類中一種受體而非 所有其他受體的選擇性。
發明內容
這里，我們描述了 “理想”的GPCR底物，它們能夠用作三維骨架，通過不同方式的 取代，可以生成一些不同GPCR的激動劑和/或拮抗劑。本發明也提供所述取代的化合物文 庫的制備，它們應用在篩選過程中，目的是生成具有任意所述特異性集合的GPCR配體。按 照這種方式，現在有可能“撥通”具有已知性質集合的GPCR配體(例如配體具有多巴胺D2 受體激動劑活性，與此同時具有5-羥色胺5HTla受體拮抗劑活性)。相反，從隨機文庫中憑 運氣鑒定這類混合型配體是非常罕見的事件。本發明提供通式(I)化合物及其鹽
其中y是1至8的任意整數；ζ是0至8的任意整數，其條件是y和ζ不能同時為1 ；X 是-CO- (Y) k- (R1) n 或 SO2- (Y) k_ (R1) n ；k 是 或 1 ；Y是環烷基或多環烷基(例如金剛烷基、金剛烷甲基、雙環辛基、環己基、環丙 基)；或者Y是環烯基或多環烯基；每個R1獨立地選自氫或者烷基、商代烷基、烷氧基、商代烷氧基、鏈烯基、炔基、烷 基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、具有1至20個碳原子的帶電烷基氨基三烷基或帶 電烷基羧酸酯原子團；或者每個R1獨立地選自氟、氯、溴、碘、羥基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷 基、帶電氨基三烷基或羧酸酯原子團；η是1至m的任意整數，其中m是環狀基團Y上可允許的最大取代數。作為替代選擇，R1可以選自肽基原子團，例如具有1至4個肽片段，通過肽鍵連接 在一起(例如1至4個氨基酸殘基的肽基(ρ印tido)原子團)。這類化合物被描述為α -氨基環內酰胺。這些分子的關鍵結構特征是環烷基環系 中的內酰胺酰胺，其中氨基附著于鄰接內酰胺羰基的碳原子(稱為α-碳)。本文所用的術語“ α -氨基環內酰胺”和“環烷基環系”涵蓋單環和雙環的環；若式(I)中的ζ = 0，這些化合物是α -氨基單環內酰胺；若式(I)中的ζ = 1-8，這些化合物是α -氨基雙環內酰胺。α-氨基環內酰胺的α-碳可以是不對稱的(通式(I)中y < > ζ)，所以，有些根 據本發明的化合物具有兩種可能的對映體形式，也就是“R”和“S”構型。本發明涵蓋這兩 種對映體形式和這些形式的所有組合，包括外消旋的“RS”混合物。為了簡便起見，當沒有 在結構式中指出具體構型時，應當理解這代表兩種對映體形式和它們的混合物。通式(I)化合物是N-取代的α -氨基環內酰胺或它們藥學上可接受的鹽。N-取 代基是碳酰胺或磺酰胺。鄰接碳酰胺羰基或磺酰胺磺酰基的碳原子(“關鍵”碳)的幾何 學可能是該分子生物活性的重要所在。N-取代基的屬性可以是這樣的，以便Y的一個或多 個環限制“關鍵”碳的鍵角為本質上四面體的(也就是sp3雜化鍵)。任何取代基R1可以 是在環狀基團Y的一個或多個環上任意可允許位置上的取代基。特別要注意的是，本發明 包括其中“關鍵碳”是環狀基團一部分和本身被取代的化合物。(R1)n的定義涵蓋沒有取代 (也就是R1 =氫)的本發明化合物、具有單取代(也就是R1不是氫，并且η = 1)和多取代(也就是至少兩個R1基團不是氫，并且η = 2或以上)的本發明化合物。本發明也提供藥物組合物，包含作為活性成分的通式(I)化合物或其藥學上可接 受的鹽和至少一種藥學上可接受的賦形劑和/或載體
權利要求
通式(I)化合物其中y是1至8的任意整數；z是0至8的任意整數，其條件是y和z不能同時為1；X是 CO (Y)k (R1)n或SO2 (Y)k (R1)n；k是0或1；Y是環烷基或多環烷基(例如金剛烷基、金剛烷甲基、雙環辛基、環己基、環丙基)；或者Y是環烯基或多環烯基；每個R1獨立地選自氫或者烷基、鹵代烷基、烷氧基、鹵代烷氧基、鏈烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、帶電烷基氨基三烷基或帶電烷基羧酸酯原子團，具有1至20個碳原子；或者每個R1獨立地選自氟、氯、溴、碘、羥基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、帶電氨基三烷基或羧酸酯原子團；n是1至m的任意整數，其中m是環狀基團Y上可允許的最大取代數；或者作為替代選擇，R1可以選自肽基原子團，例如具有1至4個肽片段，通過肽鍵連接在一起(例如1至4個氨基酸殘基的肽基原子團)。FDA0000027125800000011.tif
2.藥物組合物，包含作為活性成分的通式(I)化合物或其藥學上可接受的鹽和至少一 種藥學上可接受的賦形劑和/或載體
3.通式(I)化合物或其藥學上可接受的鹽的用途，用于制備調節G-蛋白偶聯受體 (GPCR)類的一種或多種成員的活性的藥物
4.根據任意在先權利要求的化合物、組合物和用途，其中R1原子團具有“關鍵”碳，它 被相同或不同的選自如下的基團所二取代烷基、鹵代烷基、烷氧基、鹵代烷氧基、鏈烯基、 炔基和烷基氨基原子團。
5.根據權利要求4的化合物、組合物和用途，其中該“關鍵”碳是手性的。
6.根據權利要求4的化合物、組合物和用途，其中該“關鍵”碳具有sp3雜化鍵。
7.根據權利要求4的化合物、組合物和用途，其中該“關鍵”碳具有本質上四面體的鍵角。
8.根據任意在先權利要求的通式(I)化合物或它們藥學上可接受的鹽的化合物、組合 物和用途，其中Y的一個或多個環限制“關鍵”碳的鍵角為本質上四面體的(也就是sp3雜 化鍵)。
9.根據權利要求1的化合物或根據權利要求2的藥物組合物或根據權利要求3的用 途，其中通式⑴是這樣修飾的，以便C3-C7烷基橋-(CH2)y-被獨立選自下組的橋連基團所 代替鏈烯基、商代烷基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、帶電烷基氨基三烷基、 帶電烷基羧酸酯和烷基羥基片段，碳鏈長度為1至8。
10.根據任意在先權利要求的化合物、組合物或用途，其中y和Z是相同的整數，由此 α-氨基雙環內酰胺環是非手性的。
11.根據任意權利要求1至9的化合物、組合物或用途，其中y和ζ是不相同的整數，由 此α-氨基雙環內酰胺環是手性的。
12.根據權利要求11的化合物、組合物或用途，其中ζ是3，并且y是1或2或4_8，由 此該化合物含有7元內酰胺環。
13.根據權利要求11的化合物、組合物或用途，其中ζ是2，并且y是1或3_8，由此該 化合物含有6元內酰胺環。
14.根據權利要求3或9的式⑴化合物的用途，其中所要調節的GPCR選自下組腎 上腺素受體、內皮素受體、趨化因子受體、EDG受體、VIP/PECAP受體、多巴胺受體、5-羥色胺 受體、嘌呤受體、促代謝性谷氨酸受體、乙酰膽堿受體、C5 α受體、fMLP受體、胰高血糖素或 GLP受體、NPY受體、MSH受體、糖蛋白激素受體、蛋白酶活化受體(PAR)、生長抑素受體、血管 緊張素受體、縮膽囊肽受體或褪黑激素受體。
15.治療、改善或預防選自下組的疾病或病癥癥狀的方法高血壓、動脈粥樣硬化、哮 喘、肥胖、神經變性障礙、自身免疫障礙或精神病癥，該方法對患者給予有效量的如任意權 利要求1至13所要求保護的被設計用來調節GPCR活性的化合物、組合物或藥物。
16.由文庫要素組成或者富集文庫要素的文庫，所述文庫要素是根據任意權利要求1 至13的化合物。
17.涉及在測定中使用根據權利要求16的文庫的方法，所述測定以篩選鑒定通過GPCR 調節傳導信號的活性劑為目的。
18.根據權利要求17的方法，其中所鑒定的活性劑是一種或多種GPCR的拮抗劑。
19.根據權利要求17的方法，其中所鑒定的活性劑是一種或多種GPCR的激動劑。
20.根據權利要求17的方法，其中該GPCR選自下組腎上腺素受體、內皮素受體、趨化 因子受體、EDG受體、VIP/PECAP受體、多巴胺受體、5-羥色胺受體、嘌呤受體、促代謝性谷氨 酸受體、乙酰膽堿受體、C5 α受體、fMLP受體、胰高血糖素或GLP受體、NPY受體、MSH受體、 糖蛋白激素受體、蛋白酶活化受體(PAR)、生長抑素受體、血管緊張素受體、縮膽囊肽受體或 褪黑激素受體。
全文摘要
本發明涉及富集G-蛋白偶聯類受體(GPCR)成員的激動劑和拮抗劑的化合物文庫的生成。該文庫含有通式(I)化合物，其中y是1至8的任意整數；z是0至8的任意整數，其條件是y和z不能同時為1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是環烷基或多環烷基(例如金剛烷基、金剛烷甲基、雙環辛基、環己基、環丙基)；或者Y是環烯基或多環烯基；每個R1獨立地選自氫或者烷基、鹵代烷基、烷氧基、鹵代烷氧基、鏈烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、帶電烷基氨基三烷基或帶電烷基羧酸酯原子團，具有1至20個碳原子；或者每個R1獨立地選自氟、氯、溴、碘、羥基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、帶電氨基三烷基或羧酸酯原子團；n是1至m的任意整數，其中m是環狀基團Y上可允許的最大取代數；或者，作為替代選擇，R1可以選自肽基原子團，例如具有1至4個肽片段，通過肽鍵連接在一起(例如1至4個氨基酸殘基的肽基原子團)。
文檔編號A61P25/00GK101967143SQ20101029284
公開日2011年2月9日 申請日期2005年8月10日 優先權日2004年9月2日
發明者D·J·格蘭杰, D·J·福克斯 申請人:劍橋企業有限公司