用于治疗癌症的肽制造技术

本申请提供了一类可用于调节聚(ADP‑核糖)聚合酶(PARP)的活性且特别是用于治疗癌症的肽。所述肽包括活性基团和用于将活性基团递送至细胞的盒(cassette)。还提供了具有阴离子基团的肽，其被认为是切割PARP的蛋白酶的竞争性抑制剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于治疗癌症的肽本申请要求2014年8月6日提交的英国专利申请No.1413942.2的在先权益。优先权文件的内容通过引用全文并入本申请。
本专利技术涉及可用于治疗癌症的肽和肽模拟物，特别是涉及选择性引起伴随ATP耗竭的癌细胞坏死的肽和模拟化合物。专利技术背景目前抗癌药物开发的主要动力，源于细胞表面受体以及阳性和阴性信号转导因子的知识爆炸，最近还进一步由几种常见人类癌症的基因组研究所推动[Pleasanceetal.Nature(2009)463:191-196；etal.Science(2006)314:268-274；Greenmanetal.Nature(2007)446:153-158；Jonesetal.Science(2008)321:1801-1806；Gerlingeretal.(2012)366:883-892]。这些研究已经揭示了大量的基因突变，其中有数百种被认为是涉及关键蛋白质信号转导通路的驱动突变，其协助了自主癌细胞增殖的演变。通过这种途径，揭示了多种潜在的药物靶标，以及更多数量的潜在治疗剂，由于几种不同的药物可能具有针对任何一种靶标的活性。本专利技术的抗癌治疗范例中，设想了基于个别选定的癌症的基因组突变模式针对性地定制药物治疗的进展。所得到的治疗剂被快速引入到临床中。然而，这些新药物通常具有较差的单一药物疗效，几乎没有完全肿瘤反应，并且在大多数情形中中值反应持续时间少于一年。因此，需要更多的全身性抗癌治疗剂。与突变衍生的信号转导靶的多重性和异质性相反，多年来在癌细胞中已经观察到某些一般性异常，例如有氧糖酵解和非整倍体。这些变化仍然是治疗开发的潜在全身性“阿喀琉斯之踵”。有氧糖酵解首先由OttoWarburg[Warburgetal..JGenPhysiol(1927)8:519-530]描述为癌细胞和正常细胞之间的一般差异。他发现葡萄糖的摄取增加和乳酸的产生，是癌细胞中有氧糖酵解的特征，即使在存在足够氧时也是如此。这一发现表明与正常相比，癌细胞的碳水化合物代谢异常可以提供全身性抗癌靶，并继续被积极研究[见Dangetal.JMolMed(2011)89:205-212的综述]。癌细胞中的碳水化合物代谢可以被治疗性靶向的两个关键分子位点是酶己糖激酶2和乳酸脱氢酶。己糖激酶2在通过细胞膜摄取葡萄糖后将其磷酸化，从而将葡萄糖困在细胞内用于糖酵解。己糖激酶2(HK2)作为潜在选择性全身性癌症靶标的重要性，最近已在小鼠Hk2缺失实验中突显[RosandSchulzeCancerDiscov；(2013)3:1105-1107]。已经尝试在小鼠异种移植模型中体内抑制己糖激酶2作为抗癌治疗[Xuetal.CancerRes；(2005)65:613-621]。虽然2-脱氧葡萄糖自身是弱肿瘤抑制剂，但已证明其与二甲双胍结合使用在广泛临床前癌症模型中是有效的[Cheongetal.MolCancerTher(2011)10:2350-2362]。己糖激酶2的另一种癌症治疗性抑制剂是3-溴丙酮酸[Koetal.CancerLett(2001)173:83-91]，但是其有对正常组织毒性的问题。多年来已知乳酸脱氢酶A(LDHA)在肿瘤中增加，并且已经被鉴定为c-Myc致癌转录因子的直接靶标[Leetal.PNAS(2010)107:2037-2042]。将LDHA抑制剂设计为抗癌治疗剂的药物化学程序目前正在进行[Granchietal.J.MedChem(2011)54:1599-1612]。除了紊乱的糖酵解，癌细胞中的能量水平也受聚-ADP-核糖聚合酶的活性的影响。聚(ADP-核糖)聚合酶-1[PARP-1]是具有聚(ADP-核糖基化)催化活性的酶家族的主要成员(Munoz-Gamezetal.,BiochemJ(2005)；386:119–125)。它由三个保守的主要结构域组成：含有三个锌指的NH2端DNA-损伤感应和结合结构域、自动修饰结构域和C端催化结构域(JavleandCurtin,BritJCancer(2011):105:114-122)。PARP-1是染色质相关的保守核蛋白(Cherneyetal.；Proc.NatlAcad.Sci.USA.1987；84:8370–8374)，其具有快速和直接结合单链和双链DNA断裂的能力。两种类型的DNA断裂均可激活酶的催化能力，酶随之通过共价连接ADP-核糖部分的支链来调节广泛范围的核蛋白活性(Munoz-Gamezetal..,BiochemJ(2005)；386:119–125)。聚ADP-核糖链的主要功能是向修复酶提示DNA损伤位点。当PARP-1被DNA断裂所激活时，其切割NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)以产生烟酰胺和ADP-核糖，其形成与链断裂相邻DNA所连接的链(JavleandCurtin,BritJCancer(2011)105:114–122)。通过PARP裂解NAD+以在DNA上形成ADP-核糖链，使得可用于产生ATP的NAD+减少，ATP是细胞的基本能量来源。因此，PARP活性可导致细胞ATP水平的下降。细胞凋亡是活性“细胞自杀”，其是一种能量依赖性过程。PARP活性的结果导致ATP耗竭，这可以使细胞丧失进行细胞凋亡所必需的能量。成功的凋亡过程的重要组成因此是切割PARP以防止ATP耗竭。切割阻止了聚-(ADP-核糖基化)，并且由几种半胱天冬酶，特别是半胱天冬酶-3进行(HercegandWang,MolCellBiol(1999)；19:5124–5133)。半胱天冬酶-3在Asp214和Gly215氨基酸之间的DEVD位点[Gly-Asp-Glu-Val-Asp214-Gly215(SEQIDNO：1)]切割113-kDaPARP蛋白，产生两个片段，即一个89kDa多肽和一个24-kDa多肽。来自PARP的切割片段似乎有助于抑制PARP活性，因为p89和p24分别抑制完整PARP的同源结合和DNA结合(GrazianiandSzabo2005,PharmacolRes.(2005)；52:109–118)。高水平ATP使细胞经历凋亡，低水平ATP则将细胞从凋亡(apoptosis)转化到坏死(necrosis)(EguchiY,ShimizuS,TsujimotoY,CancerRes(1997)；57:1835-1840)。PARP已证实介导了小鼠成纤维细胞中ATP耗竭引起的坏死死亡。来自PARP缺陷小鼠(PARP-/-)的成纤维细胞受到保护而免受ATP耗竭和坏死死亡(HaandSnyder1999,ProcNatlAcadSci(1999):96:13978–13982)。总之，PARP是113-kDa蛋白，其用聚ADP-核糖链标记DNA断裂以被修复酶识别。聚ADP-核糖通过NAD分解形成，NAD可以导致细胞凋亡所必需的ATP耗竭并且可能导致细胞坏死死亡。非整倍体是另一种全身性变化，其是癌细胞的特征并且在正常细胞中不存在[DuesbergandRasnik.CellMotilityandtheCytoskeleton(2000)47:81-107]。非整倍体的严格定义为偏离正常细胞中存在的染色体的单本文档来自技高网...

【技术保护点】
能够调节聚(ADP‑核糖)聚合酶‑1(PARP‑1)的活性的环状化合物，其中，所述化合物包括式1所示部分或其盐、衍生物、前药或模拟物：式1：[X1‑X2‑X3‑X4‑X3‑X4‑X3‑]其中X1是能够抑制PARP‑1切割的肽部分；其中X2不存在或存在；当存在X2时，X2选自Val或Ser；其中X3和X4之中的一个选自Trp‑Trp和Ar1‑Ar2；其中X3和X4之中的另一个选自Arg‑Arg、Gpa‑Gpa、Hca‑Hca和Ar3‑Ar4；和其中Hca表示同型半胱磺酸的氨基酸残基；Gpa表示胍基苯丙氨酸的氨基酸残基；Ar1、Ar2、Ar3和Ar4各自表示具有芳基侧链的氨基酸残基，其中所述芳基侧链各自独立地选自任选取代的萘基、任选取代的1,2‑二氢萘基和任选取代的1,2,3,4‑四氢萘基；和Aza表示叠氮基‑高丙氨酸的氨基酸残基。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.06 GB 1413942.21.能够调节聚(ADP-核糖)聚合酶-1(PARP-1)的活性的环状化合物，其中，所述化合物包括式1所示部分或其盐、衍生物、前药或模拟物：式1：[X1-X2-X3-X4-X3-X4-X3-]其中X1是能够抑制PARP-1切割的肽部分；其中X2不存在或存在；当存在X2时，X2选自Val或Ser；其中X3和X4之中的一个选自Trp-Trp和Ar1-Ar2；其中X3和X4之中的另一个选自Arg-Arg、Gpa-Gpa、Hca-Hca和Ar3-Ar4；和其中Hca表示同型半胱磺酸的氨基酸残基；Gpa表示胍基苯丙氨酸的氨基酸残基；Ar1、Ar2、Ar3和Ar4各自表示具有芳基侧链的氨基酸残基，其中所述芳基侧链各自独立地选自任选取代的萘基、任选取代的1,2-二氢萘基和任选取代的1,2,3,4-四氢萘基；和Aza表示叠氮基-高丙氨酸的氨基酸残基。2.根据权利要求1所述的环状化合物，其特征在于，包含至少一个标记部分。3.根据权利要求2所述的环状化合物，其特征在于，所述至少一个标记部分包含荧光标记。4.根据前述权利要求中任一项所述的环状化合物，其特征在于，所述化合物是由环-[X1-X2-X3-X4-X3-X4-X3]或其盐、其衍生物、其前药或其模拟物所组成的化合物。5.根据前述任一项权利要求所述的环状化合物，其特征在于，X1选自：SEQIDNO：21(式2)、SEQIDNO：22(式3)、SEQIDNO：23(式4)和SEQIDNO：24(式5)：SEQIDNO：21(式2)：-Pro-X5-X6-Pro-X7-Pro-其中X5和X7都是带有酸性侧链的氨基酸残基，或其中X5和X7都是带有碱性侧链的氨基酸残基；其中所述带有酸性侧链的氨基酸残基分别独立地选自Glu、Aza和Hca；和其中X6选自Gly、Ala、MeGly和(CH2)3；SEQIDNO：22(式3)：-Pro-X8-Gly-Pro-X9-Pro-其中X8和X9各自独立地选自Asp和Glu；SEQIDNO：23(式4)：-Pro-Arg-Lys-Pro-Arg-Pro-；SEQIDNO：24(式5)：-Gly-X11-Glu-Val-X12-X13-其中X11选自Asp和Glu；其中X12选自Asp、N-烷基天冬氨酸残基、N-芳基天冬氨酸残基Glu、N-烷基谷氨酸残基和N-芳基谷氨酸残基；其中X13选自Gly、N-烷基甘氨酸残基和N-芳基甘氨酸残基；其前提条件是如果X12是Asp，则X13是N-烷基谷氨酸残基或N-芳基谷氨酸残基。6.根据权利要求5所述的环状化合物，其特征在于，X1为SEQIDNO：21(式2)。7.根据权利要求6所述的环状化合物，其特征在于，X5是Glu。8.根据权利要求6所述的环状化合物，其特征在于，X5是Hca。9.根据权利要求6至8中任一项所述的环状化合物，其特征在于，X7是Glu或Hca。10.根据权利要求6的环状化合物，其特征在于，X1选自：i.SEQIDNO：2-Pro-Arg-Gly-Pro-Arg-Pro-；ii.SEQIDNO：4-Pro-Glu-Gly-Pro-Glu-Pro-；iii.SEQIDNO：25-Pro-Hca-Gly-Pro-Hca-Pro-；iv.SEQIDNO：26-Pro-Hca-MeGly-Pro-Hca-Pro-；v.SEQIDNO：27-Pro-Aza-MeGly-Pro-Aza-Pro-；vi.SEQIDNO：28-Pro-Hca-Gly-Pro-Aza-Pro-；vii.SEQIDNO：41-Pro-Aza-Gly-Pro-Hca-Pro-；和viii.SEQIDNO：42-Pro-Aza-Gly-Pro-Aza-Pro。11.根据权利要求10所述的环状化合物，其特征在于，X1是-Pro-Arg-Gly-Pro-Arg-Pro-(SEQIDNO：2)。12.根据权利要求10所述的环状化合物，其特征在于，X1是-Pro-Glu-Gly-Pro-Glu-Pro-(SEQIDNO：4)。13.根据权利要求5所述的环状化合物，其特征在于，X1为SEQIDNO：22(式3)，X8为Asp，且X9为Asp。14.根据权利要求5所述的环状化合物，其特征在于，X1为SEQIDNO：24(式5)。15.根据权利要求14所述的环状化合物，其特征在于，X11是Asp，X12是Asp或N-烷基天冬氨酸残基。16.根据权利要求15所述的环状化合物，其特征在于，X1是-Gly-Asp-Glu-Val-NMeAsp-MeGly-Val(SEQIDNO：29)，其中NMeAsp是N-甲基天冬氨酸残基。17.根据前述权利要求中任一项所述的环状化合物，其特征在于，存在X2且其中X2为Val。18.根据前述权利要求中任一项所述的环状化合物，其特征在于，X3选自Trp-Trp和Ar1-Ar2，且X4选自Arg-Arg、Gpa-Gpa和Hca-Hca。19.根据权利要求18所述的环状化合物，其特征在于，X3是Trp-Trp。20.根据权利要求1至18中任一项所述的环状化合物，其特征在于，X3是Ar1-Ar2。21.根据权利要求20所述的环状化合物，其特征在于，Ar1和/或Ar2包含任选取代的萘基。22.根据权利要求21所述的环状化合物，其特征在于，Ar1和/或Ar2是谷氨酸-γ-[2-(1-磺酰基-5-萘基)-氨基乙酰胺(“Eda”)的氨基酸残基。23.根据权利要求18至22中任一项所述的环状化合物，其特征在于，X4是Arg-Arg、Gpa-Gpa或Hca-Hca。24.根据权利要求1至17中任一项所述的环状化合物，其特征在于，X3是Ar1-Ar2，X4是Ar3-Ar4。25.根据权利要求24所述的环状化合物，其特征在于，Ar1和Ar2各自为Eda，且Ar3和Ar4各自为Nap，其中“Nap”表示3-氨基-3-(-2-萘基)-丙酸的氨基酸残基。26.根据权利要求1至4中任一项所述的环状化合物，其特征在于，X1具有以下结构或是以下结构的衍生物：27.根据权利要求1至4中任一项所述的环状化合物，其特征在于，X1具有以下结构或是以下结构的衍生物：28.根据权利要求5所述的环状化合物，其特征在于，所述环状化合物选自：环-[Pro-Arg-Gly-Pro-Arg-Pro-Val-Trp-Trp-Arg-Arg-Trp-Trp-Arg-Arg-Trp-Trp](SEQIDNO:15)；环-[Pro-Arg-Gly-Pro-Arg-Pro-Val-Trp-Trp-Gpa-Gpa-Trp-Trp-Gpa-Gpa-Trp-Trp](SEQIDNO:16)；环-[Pro-Glu-Gly-Pro-Glu-Pro-Val-Trp-Trp-Arg-Arg-Trp-Trp-Arg-Arg-Trp-Trp](SEQIDNO:19)；环-[Pro-Hca-Gly-Pro-Hca-Pro-Val-Trp-Trp-Arg-Arg-Trp-Trp-Arg-Arg-Trp-Trp](SEQIDNO:20)；环-[Pro-Hca-Gly-Pro-Hca-Pro-Val-Trp-Trp-Gpa-Gpa-Trp-Trp-Gpa-Gpa-Trp-Trp](SEQIDNO:30)；环-[Pro-Hca-Gly-Pro-Hca-Pro-Ser-Nap-Nap-Arg-Arg-Nap-Nap-Arg-Arg-Nap-N...

【专利技术属性】
技术研发人员：希尔马·M·瓦雷纽斯，
申请(专利权)人：希尔马·M·瓦雷纽斯，
类型：发明
国别省市：英国,GB