靶向Ral GTP酶的抗癌化合物及使用其的方法技术

本发明专利技术提供了通过抑制哺乳动物Ral GTP酶抑制哺乳动物癌症生长或转移的方法。本发明专利技术还提供了用于本发明专利技术方法中的Ral GTP酶的小分子抑制剂，和含有本发明专利技术治疗有效的化合物的药物组合物，以及使用它们的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】靶向RalGTP酶的抗癌化合物及使用其的方法相关申请的交叉参考本申请要求于2011年12月21日提交的美国临时申请序列号61/578,869的利益，该文献整体引入本文作为参考。政府利益本专利技术是由政府支持在美国国家卫生研究院基金号CA075115,、CA104106和CA143971的资助下完成的。美国政府对本专利技术中拥有某些权利。
本专利技术涉及治疗化合物、含有其的药物组合物以及它们在预防或治疗癌症中的用途。专利技术背景在癌症中Ras相较于任何其它的癌基因更频繁地发生突变。因此，Ras已成为发展合理设计的抗癌药物的焦点，然而到目前为止尚未成功研发出任何成果。在1989年，一些研究组表明法尼基脂质对Ras蛋白的翻译后修饰对于Ras膜结合和转化必需的。然后纯化并表征法尼基转移酶(FT酶)，随后不久，发现了使用香叶基香叶基脂质修饰Ras的第二种异戊烯基转移酶，香叶基香叶基转移酶-1(geranylgeranyltransferase)(GGTIs)。对GGT酶-I抑制剂(GGTIs)进行了研究，并且表明至少一种此类抑制剂GGTI-2417抑制MiaPaCa2胰腺细胞系在体内增长和存活。但是，这种抑制作用是有限的(modest)，并且没有关于GGTIs的临床试验紧随进行。RalA和RalB是Ras单体G蛋白家族的旁系同源蛋白，它们具有大约85％的氨基酸同一性，并在细胞内吞、细胞外排、肌动蛋白细胞骨架动力学和转录的调节中起作用。类似Ras，Ral蛋白也已牵涉于肿瘤发生和转移。RalGTP酶可能以Ras依赖性方式，经由若干胍核苷酸交换因子包括RalGDS激活。以表明Ral通道的激活是人体细胞转化的必要条件(RangarajanA,HongSJ,GiffordA,WeinbergRA.Species-andcelltype-specificrequirementsforcellulartransformation.CancerCell2004；6:171-83；HamadNM,ElconinJH,KarnoubAE,etal.DistinctrequirementsforRasoncogenesisinhumanversusmousecells.GenesDev2002；16:2045-57)，(并且Ras介导的转化取决于RalA的激活(LimKH,BainesAT,FiordalisiJJ,etal.ActivationofRalAiscriticalforRas-inducedtumorigenesisofhumancells.CancerCell2005；7:533-45)。RalA和RalB也在CD24的转录调节中起作用，CD24是膀胱癌和其他癌症中的转移相关基因(SmithSC,OxfordG,WuZ,etal.ThemetastasisassociatedgeneCD24isregulatedbyRalGTPaseandisamediatorofcellproliferationandsurvivalinhumancancer.CancerRes2006；66:1917-22)。因此，RalGTP酶展示了一个令人瞩目的预防和治疗实体瘤和这些癌症的转移的治疗靶点且存在对抑制RalGTP酶从而治疗和预防癌症的有效方法的需求。专利技术概述本专利技术提供了能够抑制RalGTP酶的分子，以及这些分子预防或减缓哺乳动物中癌症生长和转移的治疗用途。本专利技术的专利技术人使用了新型计算机算法来鉴定RalA蛋白晶体结构中的口袋，该口袋位置远离核苷酸结合位点，且在该蛋白的GDP构象(非活性)上呈现而不在GTP构象(活性)上呈现。基于RalA的螺纹状3D模型(RalB未被结晶化)被用来表明，这个口袋是RalA和RalB同源旁系蛋白共有的，从而使得结合该变构位点的小分子能够捕捉非活性构象的RalA或RalB。对500,000个化学实体进行计算机筛选，鉴定出88个能对接到该口袋的高度严格的候选化合物。用GDP装载的RalB蛋白使用基于组合文库的92,167个成员编码的珠进行的无偏筛选鉴定了11种结合无活性RalB的化合物。计算机测定这些化合物的假定对接位点得到单个位点，其在两种Ral旁系同源蛋白中均存在，与利用RalA结构经过计算机筛选发现的口袋一致。因此，本专利技术的专利技术者采用的这两种互补的方法鉴定在两种旁系同源蛋白中均存在的相似靶点，所述相似靶点不同于这些蛋白中的核苷酸结合口袋。这些分析鉴定了阻断Ral蛋白结合Ral相关的蛋白如exo84、sec5和RalBP1的RalGTP酶抑制剂。所述经鉴定的RalGTP酶抑制剂可用来阻断GTP结合时RalA相关的构象变化，从而阻断了效应器接合(engagement)和下游信号转导。这些抑制剂与位置远离核苷酸结合腔的Ral蛋白口袋结合，所述核苷酸结合腔位于酶的活性位点。此外，其他通过Ral蛋白上的其他结合位点与Ral结合的Ral结合蛋白，包括蛋白如细丝蛋白A，PLD1和ZONAB，在本专利技术鉴定的抑制剂化合物的存在下，这些蛋白与与Ral蛋白的结合可能会被阻止。在体外评估化合物在抑制人癌细胞生长，尤其是膀胱癌、胰腺癌、前列腺癌、结肠癌、皮肤癌和肺癌中的有效性，得到本专利技术的治疗方法。因此，本专利技术提供了可抑制RalGTP酶的化合物。本专利技术也提供了含有这些化合物的药物组合物。本专利技术还提供了使用这些化合物和药物组合物治疗或预防癌症的方法。一项实施方案是，本专利技术的化合物具有RalGTP酶抑制性活性且具有以下化学结构(式1)：以及其药学上可接受的对映体、非对映体、外消旋体和盐，其中：n＝0-5；X、Y、Y’、Z和Z’独立地选自C、N和N-氧化物；R1–R9独立地(包括当X、Y或Z为C时)选自氢、卤素、-OH、-O-R10、C1-C24烷基、C3-C24烯基、C4-C24二烯基、C6-C24三烯基、C8-C24四烯基、C6-C18芳基、取代的C6-C18芳基、C1-C14-烷氧基、羧基、氰基、C1-C14烷酰基氧基、C1-C14烷基巯基、C1-C14烷基磺酰基、C2-C14烷氧基羰基、C2-C14烷酰基氨基、S-R10、-SO2-R10、-NHSO2R10和-NHCO2R10；且R10为苯基或萘基，其任选被一至三个选自C1-C6烷基、C6-C10芳基、C1-C6烷氧基、卤素和C4-C20羟基杂芳基的基团取代,其中所述杂原子选自硫、氮和氧。另一项实施方案是，本专利技术的化合物具有RalGTP酶抑制性活性且具有以下结构：以及其药学上可接受的对映体、非对映体、外消旋体和盐，其中：n＝0–5；A、B、M和D独立地选自C、N或N-氧化物；R1、R2、R8、R9、R11、R12、R13(包括当B、M或D为碳时)独立地选自氢、卤素、-OH、-O-R14、C1-C24烷基、C3-C24烯基、C4-C24二烯基、C6-C24三烯基、C8-C24四烯基、C6-C18芳基、取代的C6-C18芳基、C1-C14-烷氧基、羧基、氰基、C1-C14烷酰基氧基、C1-C14烷基巯基、C1-C14烷基磺酰基、C2-C14烷氧基羰基、C2-C14烷酰基氨基、S-R14、-SO2-R12、-NHSO2R14和-NHCO2R14；且R14为苯基或萘基，其本文档来自技高网...

【技术保护点】
在个体中预防、治疗、改善癌症或预防癌症转移的方法，其包括向有此需要的个体给予治疗有效量的抑制Ral GTP酶的化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.21 US 61/578,8691.抑制RalGTP酶的化合物在制备用于在个体中预防、治疗、改善癌症或预防癌症转移的药物中的用途，其中所述化合物为具有以下结构的6-氨基-4-(2，5-二甲氧基苯基)-3-(萘-2-基)-1，4-二氢吡喃并[2，3-c]吡唑-5-甲腈：和其药学上可接受的对映异构体、非对映异构体、外消旋体和盐。2.权利要求1的用途，其中所述化合物抑制RalA或RalB中的至少一种。3.权利要求1的用途，其中所述化合物结合RalGDP且不结合RalGTP。4.权利要求1的用途，其中向哺乳动物施用在药物组合物中的所述化合物。5.权利要求4的用途，其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D西奥多斯卡，MF威姆佩，D罗斯，S梅鲁，MA施瓦茨，P赖甘，
申请(专利权)人：科罗拉多大学董事会法人团体，弗吉尼亚大学专利基金会，美国印第安纳大学研究和技术公司，
类型：发明
国别省市：美国;US