含有三元杂环、基于肽的化合物能有效地选择性抑制特异性Ｎ端亲核（Ｎｔｎ）水解酶活性。所述化合物能够不同程度地抑制具有多种活性的Ｎｔｎ的各种活性。例如，本发明专利技术化合物可以选择性抑制２０Ｓ蛋白酶体的胰凝乳蛋白酶样活性。所述基于肽的化合物包括环氧化物或氮丙啶，并且在Ｎ端官能化。所述基于肽的化合物除了具有其它治疗用途以外，还具有抗炎特性和细胞增殖抑制作用。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于酶抑制的化合物和方法。本专利技术特别涉及基于酶抑制作用的治疗方法。
技术介绍
在真核生物中，蛋白质的降解主要是通过泛蛋白途径介导的，其中需要破坏的靶蛋白与76个氨基酸多肽泛蛋白相连接。一旦与靶蛋白连接，泛蛋白化蛋白质就充当26S蛋白酶体的底物，26S蛋白酶体是一种多催化功能蛋白酶，通过其三种主要的蛋白水解活性将蛋白质切割成为短肽。尽管蛋白酶体介导的降解在胞内蛋白质更新中具有基本功能，但是它在I类主要组织相容性复合体(MHC)呈递、细胞凋亡、细胞分裂和NF-κB激活等许多过程中都具有关键性作用。20S蛋白酶体是一种700kDa圆柱形多催化功能蛋白酶复合体，由28个亚基组成，这28个亚基构成4个环，在细胞生长调节、I类主要组织相容性复合体呈递、细胞凋亡、抗原加工、NF-κB激活和促炎信号转导中具有重要的作用。在酵母和其它真核生物中，7个不同的α亚基构成外环，7个不同的β亚基构成内环。α亚基用作19S(PA700)和11S(PA28)调节复合体的结合位点，还用作2个β亚基环构成的内部蛋白水解腔的物理屏障。因此，一般认为蛋白酶体在体内以26S颗粒(“26S蛋白酶体”)存在。体内实验已经证明，抑制20S形式的蛋白酶体，很容易与抑制26S蛋白酶体联系起来。在颗粒形成期间，切割β亚基氨基端前序列后，用作催化亲核基团的氨基端苏氨酸残基被暴露出来。因此，蛋白酶体中负责催化活性的亚基具有氨基端亲核残基，这些亚基属于N端亲核(Ntn)水解酶家族(例如，亲核N端残基为Cys、Ser、Thr和其它亲核部分)。该家族包括例如青霉素G酰基转移酶(PGA)、青霉素V酰基转移酶(PVA)、谷氨酰胺PRPP酰胺转移酶(GAT)和细菌糖基天冬酰胺酶。高等脊椎动物除了具有普遍表达的β亚基以外，还具有三种γ-干扰素-诱导性β亚基(LMP7、LMP2和MECL1)，它们分别替代其正常对应物X、Y和Z，由此改变蛋白酶体的催化活性。通过利用不同的肽底物，已定义了真核生物20S蛋白酶体的三种主要蛋白水解活性胰凝乳蛋白酶样活性(CT-L)，它在大的疏水残基后切割；胰蛋白酶样活性(T-L)，它在碱性残基后切割；肽基谷氨酰肽水解活性(PGPH)，它在酸性残基后切割。蛋白酶体还有另外两个次要的特征性活性BrAAP活性，它在支链氨基酸后切割；SNAAP活性，它在小的中性氨基酸后切割。蛋白酶体的主要蛋白水解活性似乎是受益于不同的催化位点，因为抑制剂、β亚基中的点突变以及γ干扰素诱导性β亚基互换使这些活性发生不同程度的变化。虽然有多种用于抑制蛋白酶体活性的小分子实例，但是这些化合物通常缺乏开发利用细胞水平和分子水平上的蛋白酶体作用所必需的特异性、稳定性或功效。因此，需要合成位点特异性增加、稳定性和溶解性改善以及功效提高的小分子抑制剂，以研究细胞水平和分子水平上的蛋白酶体作用。专利技术概述本专利技术涉及通常称为肽α’，β’-环氧化物和肽α’，β’-氮丙啶的分子。我们认为母体分子可有效地、不可逆地、选择性地与N端亲核(Ntn)水解酶结合，并且可以特异性地抑制具有多催化活性的酶的某些特殊活性。曾经认为，蛋白酶体仅仅负责破坏变性蛋白和错折叠蛋白，但是现在认为蛋白酶体是组成型蛋白水解机器，通过信号依赖性方式的降解作用来调节各种胞内蛋白水平。因此，非常有益的是，鉴定出能够特异性干扰蛋白酶体活性和其它Ntn水解酶活性的试剂，从而用作探针以研究这些酶在生物过程中的作用。本文描述、合成并研究了靶向Ntn水解酶的化合物。本文公开了能够有效地、选择性地、不可逆地抑制特定蛋白酶体活性的肽环氧化物和肽氮丙啶，并且要求保护这些化合物。与其它几种基于肽的抑制剂不同，本文描述的肽环氧化物和肽氮丙啶在高达50μM的浓度下不会明显抑制非蛋白酶体的蛋白酶，例如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、组织蛋白酶B、木瓜蛋白酶和钙蛋白酶。在更高浓度时，可能会观察到抑制作用，但是如果所述抑制剂仅仅与底物竞争，将是竞争性的且可逆的抑制。新的肽环氧化物和肽氮丙啶还可抑制NF-κB激活以及稳定细胞培养物中的p53水平。此外，这些化合物具有抗炎活性。因而，这些化合物可以是独特的多功能分子探针，用于研究Ntn酶在正常生物过程及病理过程中的功能。一方面，本专利技术提供含有三元杂环的抑制剂。这些抑制剂在约50μM以下的浓度时，可以抑制N端亲核水解酶(例如20S蛋白酶体或26S蛋白酶体)的催化活性。关于20S蛋白酶体，特定的水解酶抑制剂在约5μM以下的浓度时，抑制20S蛋白酶体的胰凝乳蛋白酶样活性，而不会抑制20S蛋白酶体的胰蛋白酶样活性或PGPH活性。所述水解酶抑制剂可以是例如肽α’，β’-环氧酮或α’，β’-氮丙啶酮，所述肽可以是四肽。所述肽可以包含支链或直链的侧链，例如氢、C1-6烷基、C1-6羟基烷基、C1-6烷氧基烷基、芳基、C1-6芳烷基、C1-6烷基酰胺、C1-6烷基胺、C1-6羧酸、C1-6羧基酯、C1-6烷基硫醇或C1-6烷基硫醚，例如异丁基、1-萘基、苯基甲基和2-苯基乙基。α’，β’-环氧酮或α’，β’-氮丙啶酮的α’-碳可以为手性碳原子，例如(R)或β构型的碳，正如本文定义的手性碳原子。另一方面，本专利技术提供药物组合物，其中包含药学上可接受的载体和药用有效量的水解酶抑制剂，它改善神经变性性疾病(例如阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease))、肌肉萎缩病、癌症、慢性传染病、发热、肌肉废用、去神经、神经损伤、禁食和免疫相关性疾病等的效应。另一方面，本专利技术提供抗炎组合物。另一方面，本专利技术提供以下的方法抑制或减轻患者的HIV感染；影响患者的病毒基因表达水平；改变生物体的蛋白酶体产生的各种抗原肽；测定生物体的细胞、发育或生理过程或输出量是否由特定Ntn水解酶的蛋白水解活性调节；治疗患者的阿尔茨海默病；降低细胞的肌肉蛋白降解速率；降低细胞的胞内蛋白降解速率；降低细胞的p53蛋白降解速率；抑制患者的p53相关性癌生长；抑制细胞的抗原呈递；抑制患者的免疫系统；抑制生物体的IκB-α降解；减少细胞、肌肉、器官或患者的NF-κB含量；影响细胞周期蛋白依赖性真核细胞周期；治疗患者的增殖性疾病；影响细胞的癌基因蛋白的蛋白酶体依赖性调节；治疗患者的癌生长；治疗患者的p53相关性细胞凋亡；筛选细胞的N端亲核水解酶加工的蛋白。所有上述方法都包括对患者、细胞、组织、器官或生物体给予或使其接触有效量的含有本文公开的水解酶抑制剂的组合物。根据下面的专利技术详述和所附的权利要求书，本专利技术的其它特征和优点将会是显而易见的。专利技术详述本专利技术涉及可用作酶抑制剂的化合物。这些化合物通常可用于抑制在N端具有亲核基团的酶。例如，含有在侧链具有亲核基团的N端氨基酸(例如苏氨酸、丝氨酸或半胱氨酸)的酶或酶亚基的活性，可以被本文描述的酶抑制剂成功地抑制。在N端具有非氨基酸亲核基团(例如保护基或糖基)的酶或酶亚基的活性，也可以被本文描述的酶抑制剂成功地抑制。虽然不希望受任何具体理论的束缚，但是认为Ntn的N端亲核基团与本专利技术酶抑制剂的环氧官能团形成共价加合物。例如，在20S蛋白酶体的β5/Pre2亚基中，一般认为，N端苏氨酸在与下文描述的肽环氧化物或肽氮丙啶反应后，不可逆地形成吗啉代或哌嗪基加合物。以上加合物形成过程将涉及环氧化物或氮丙啶的开环裂解本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有下式（Ⅰ）结构的化合物或其药学上可接受的盐： ＊＊＊ （Ⅰ） 其中： 各个Ａ独立选自Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ和ＳＯ↓［２］； 各个Ｂ独立选自Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ和ＳＯ↓［２］； Ｄ不存在或者为Ｃ↓［１－８］烷基； Ｇ选自Ｏ、ＮＨ和Ｎ－Ｃ↓［１－６］烷基； Ｋ不存在或者选自Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ和ＳＯ↓［２］； Ｌ不存在或者选自Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｓ和ＳＯ↓［２］； Ｍ不存在或者为Ｃ↓［１－８］烷基； Ｑ不存在或者选自Ｏ、ＮＨ和Ｎ－Ｃ↓［１－６］烷基； Ｘ选自Ｏ、Ｓ、ＮＨ和Ｎ－Ｃ↓［１－６］烷基； 各个Ｖ不存在或者独立选自Ｏ、Ｓ、ＮＨ和Ｎ－Ｃ↓［１－６］烷基； Ｗ不存在或者独立选自Ｏ、Ｓ、ＮＨ和Ｎ－Ｃ↓［１－６］烷基； Ｙ不存在或者选自Ｏ、ＮＨ、Ｎ－Ｃ↓［１－６］烷基、Ｓ、ＳＯ、ＳＯ↓［２］、ＣＨＯＲ↑［１０］和ＣＨＣＯ↓［２］Ｒ↑［１０］； 各个Ｚ独立选自Ｏ、Ｓ、ＮＨ和Ｎ－Ｃ↓［１－６］烷基； Ｒ↑［１］、Ｒ↑［２］、Ｒ↑［３］和Ｒ↑［４］各自独立选自Ｃ↓［１－６］烷基、Ｃ↓［１－６］羟基烷基、Ｃ↓［１－６］烷氧基烷基、芳基、Ｃ↓［１－６］芳烷基和Ｒ↑［１４］ＤＶＫＯＣ↓［１－３］烷基－，其中至少Ｒ↑［１］和Ｒ↑［３］之一为Ｒ↑［１４］ＤＶＫＯＣ↓［１－３］烷基－； Ｒ↑［５］为Ｎ（Ｒ↑［６］）ＬＱＲ↑［７］； Ｒ↑［６］选自氢、ＯＨ和Ｃ↓［１－６］烷基； Ｒ↑［７］是氨基酸的另一条链、氢、保护基、芳基或杂芳基，任何所述基团任选被卤素、羰基、硝基、羟基、芳基、Ｃ↓［１－５］烷基取代；或者Ｒ↑［７］选自Ｃ↓［１－６］烷基、Ｃ↓［１－６］烯基、Ｃ↓［１－６］炔基、Ｃ↓［１－６］芳烷基、Ｃ↓［１－６］杂芳烷基、Ｒ↑［８］ＺＡ－Ｃ↓［１－８］烷基－、Ｒ↑［１１］Ｚ－Ｃ↓［１－８］烷基－、（Ｒ↑［８］Ｏ）（Ｒ↑［９］Ｏ）Ｐ（＝Ｏ）Ｏ－Ｃ↓［１－８］烷基－ＺＡＺ－Ｃ↓［１－８］烷基－、（Ｒ↑［８］Ｏ）（Ｒ↑［９］Ｏ）Ｐ（＝Ｏ）Ｏ－Ｃ↓［１－８］烷基－Ｚ－Ｃ↓［１－８］烷基－、Ｒ↑［８］ＺＡ－Ｃ↓［１－８］烷基－ＺＡＺ－Ｃ↓［１－８］烷基－、杂环基ＭＺＡＺ－Ｃ↓［１－８］烷基－、（Ｒ↑［８］Ｏ）（Ｒ↑［９］Ｏ）Ｐ（＝Ｏ）Ｏ－Ｃ↓［１－８］烷基－、（Ｒ↑［１０］）↓［２］Ｎ－Ｃ↓［１－８］烷基－、（Ｒ↑［１０］）↓［３］Ｎ↑［＋］－Ｃ↓...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：MS史密斯，GJ莱迪，RT博尔查德特，BA布宁，CM克鲁斯，JH穆塞尔，KD申克，PA拉德尔，
申请(专利权)人：普罗特奥里克斯公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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