开发用于生物医学应用的小分子肽缀合物的方法技术

本申请提供了一种平台设计，其中蛋白质‑蛋白质相互作用复合物的底物肽使用酰胺化学被多种小分子片段标记。命中发现与随后的用于先导生成的酰胺介导的快速多样化相结合的方法降低了用于抑制蛋白质‑蛋白质相互作用的靶特异性小分子先导的发现和开发的时间和成本。

A method for developing small molecule peptide conjugates for biomedical applications

This application provides a platform design, which protein substrate peptide protein interaction complexes using amide chemical by a variety of small molecular marker fragments. Hit discovery and method for rapid diversification of dielectric generated by amide precursor combination then reduced for inhibition of protein target specific small molecule protein interactions lead to the discovery and development of time and cost.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】开发用于生物医学应用的小分子肽缀合物的方法相关申请本申请要求2015年1月20日提交的美国临时申请62/105585的优先权，其全部内容并入本文。
本申请涉及一种新颖的平台技术，涉及发现的针对蛋白质-蛋白质/肽药物靶标的小分子片段，导致确定使用酰胺偶联的小分子先导化合物。技术背景蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)药物靶标由于其广泛且相对无特征的结合位点而难以定位。它们通常被称为药物发现中的“高悬的果实”或“无成药性的”目标。对低悬的果实或更容易地靶向药物靶点的巨大努力已经达到饱和。人们对可以快速识别PPI抑制剂开发的高质量和多样化的化学起点的新技术的兴趣越来越高。传统的小分子筛选技术，如高通量筛选(HTS)通常识别具有不良物理化学性质的大型和复杂分子，特别是对于PPI药物靶标。这些命中通常是非特异性结合的，需要广泛的药物化学努力才能提高其效力和药物性质。传统的基于片段的药物设计(FBDD)在命中发现中已经成功地针对了较易的药物靶标，如激酶和水解酶。然而，PPI药物发现中的FBDD方法是非常具有挑战性的，因为鉴定小分子片段对广泛的PPI结合位点的弱/中等结合是困难的。Smith等(OrganicLetters2002,4：4041-4044)提供了小分子-肽缀合物的设计。然而，这项研究并没有设计这样的缀合物的文库，并且将整个缀合物用作药物/小分子，这使得它成为一种拟肽方法。US20110118126提供了筛选结合靶标的化合物的方法，其中具有预选的诱饵部分的诱饵片段与多个(多元)片段反应以形成小分子配体。本申请描述了通过硫化物键将分子与靶蛋白结合后快速筛选大量化学分子来鉴定最佳命中分子的方法。本专利技术是一种新颖的平台技术，本文称为“Smip”平台，其采用针对目的蛋白质-肽/蛋白质-蛋白质靶标同时通过酰胺键连接于相互作用肽的小分子片段的芯片高通量筛选。这导致小分子肽缀合物(SMPC)文库的产生。顶级对接的SMPC命中被选中并合成。然后使用传统的生物化学检测方法对SMPC命中对感兴趣的目标进行筛选。在对SMPC命中鉴定后，将连接到最佳SMPC命中的小分子片段进一步演化成针对目的靶标的小分子先导/抑制剂。与传统的基于片段的筛选技术相比，所述高通量筛选形式确保了广泛的化学空间的探索，同时显著减少了筛选的时间和成本。此外，通过用胺封端的片段替代肽的初始小分子的易多样化将减少用于产生先导的药物化学的负担。
技术实现思路
本专利技术提供了一种新颖的“Smip”平台，其采用针对目的蛋白质/肽/蛋白质-蛋白质靶标，同时通过酰胺键附着于相互作用肽的小分子片段的芯片高通量筛选。一方面，本专利技术是一种开发小分子先导化合物的方法，其包括通过芯片高通量筛选或小分子片段与肽的芯片高通量偶合来产生小分子-肽缀合物(SMPC)的文库。另一方面，所述小分子片段经由酰胺键连接到肽上。在另一方面，本专利技术提供了一种产生SMPC文库的方法，其包括通过酰胺键将小分子片段与肽进行芯片高通量偶合。还提供了SMPC在固体表面上合成。固体表面为任意固体膜。固体表面也选自由纤维素、金和玻璃载玻片构成的组。另一方面，使用高通量肽微阵列合成SMPC。本专利技术还提供了一种用于产生小分子-肽缀合物微阵列的方法，其中所述微阵列的范围为至少两个和最多十亿个小分子肽缀合物。本申请中公开的开发小分子先导化合物的方法包括以下步骤：a)对针对蛋白质-肽或蛋白质-蛋白质靶标的小分子片段进行芯片高通量筛选；b)通过酰胺键将小分子片段连接到肽上产生SMPC文库；c)选择和合成SMPC命中；d)筛选针对目的靶标的SMPC以鉴定小分子片段命中；和e)将所述小分子片段转化为相应靶标的小分子先导化合物。本专利技术还提供了一种产生SMPC的高通量文库的方法，其包括通过将小分子构件偶合到肽而合成固体表面上的高通量肽微阵列。小分子构件与肽的偶联是通过酰胺偶联。此外，在固定在固体表面上的同时完成小分子与肽的偶合。SMPC与固体表面的偶联是使用选自生物素、PEG和任何固体小分子接头的接头。本专利技术还提供包含通过本申请中公开的方法合成的SMPC的组合物。设想本专利技术的SMPC肽微阵列可用于生物化学和生物物理测定。本专利技术的SMPC在表面等离子体共振中连接于金表面。本专利技术的SMPC用于通过使用酰胺偶联将小分子连接到靶肽来产生基于肽的疫苗。本专利技术的SMPC用作多种疾病的诊断工具。附图说明图1.针对SND1合成和筛选的SMPC的荧光偏振筛选数据图图2.针对SND1的SMPC命中的剂量反应曲线图3.a)片段46的热漂移和ITCb)片段48的热漂移和等温测温法(ITC)图4.针对WDR5-MLL1复合物合成和筛选的SMPC的荧光偏振筛选数据图5.SMPC命中(PRX-0065)和小分子先导化合物(PRX-0345)的剂量响应荧光偏振(FP)数据图6.比较底物肽、PRX-0345和SMPC命中(PRX-0065)的剂量反应MLL复合活物性测定图7.WDR5-MLL的基于细胞的响应：在两种不同浓度(5和10μM)下在PRX-0345对照化合物(OICR-9429和WDR5-103)存在下的MLL-AF9转化的白血病细胞具体实施方式为了找到对市场上所有当前常规使用的用于PPI靶标的小分子筛选技术的限制的解决方案，申请人已经为PPI开发了一种创新的下一代小分子先导生成技术。该技术设计采用两个简单的步骤：本专利技术的概念包括产生具有相同肽序列的SMPC但是具有经由酰胺键在N末端偶联到肽上的多样化小分子片段的SMPC文库，随后在不到6个月的时间里将SMPC命中有效转化为治疗目的的任意PPI靶标的新型可专利的药物样非肽小分子抑制剂。在一个实施方案中，本文中作为步骤1和2描述的“钓鱼饵模型”和“小分子先导转化”提供了本专利技术的技术。步骤1：“钓鱼饵”模型：通过用多样化小分子片段替代肽结合物的N-末端氨基酸，同时保持肽其余部分不变而产生小分子肽缀合物(SMPC)(原理图1a)。将小分子片段连接在所述肽上会产生结合以外的附加效应，并有助于将小分子片段引导并锚定到推定的结合位点。如果与原始的同源肽相比SMPC命中显示出更好或相似的效力，则表明小分子片段对结合的贡献优于或等同于其所取代的氨基酸(原理图1b)。本专利技术提供了一种方法，其中上述步骤的总时间线将为两个月，从而大大降低了原有的高代价且昂贵的筛选方法的成本和时间。用于PPI靶的蛋白-肽结晶结构是可获得的，本专利技术提供了一种芯片方法，其包括将小分子片段偶联到肽上以产生虚拟SMPC文库，随后对接所述SMPC文库以可视化为基于整体SMPC构象的最佳结合和所述片段在结合袋中的相互作用。然而，对于没有蛋白质/肽复合物结构的任何PPI靶，本专利技术人提出了高通量(>1000)SMPC文库生成。步骤2：小分子先导转化：一旦确定了SMPC命中，SMPC命中的肽部分可以随即通过简单的组合酰胺偶联被小分子构件取代，从而产生非肽小分子化合物(图1c)。然后可以针对靶标筛选所述非肽化合物，以鉴定用于开发和优化成为有效抑制剂的最佳系列。后者可能包括其他柄体甚至用其他柄体取代现有的酰胺键。设想这一步骤的总时间是3个月。平台设计：本专利技术的平台设计类似于“钓竿饵”模型。该模型由使用简单酰胺化学的多种小分子片段标记的PPI本文档来自技高网...

【技术保护点】
开发小分子先导化合物的方法，其包括通过芯片高通量筛选或小分子片段与肽的高通量耦合来产生小分子‑肽缀合物(SMPC)文库。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.20 US 62/105,5851.开发小分子先导化合物的方法，其包括通过芯片高通量筛选或小分子片段与肽的高通量耦合来产生小分子-肽缀合物(SMPC)文库。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述小分子片段经由酰胺键连接到所述肽。3.一种产生SMPC文库的方法，包括小分子片段经由酰胺键到肽的芯片高通量耦合。4.权利要求1或3的方法，其中所述SMPC在固体表面上合成。5.权利要求4的方法，其中固体表面是任何固体膜。6.根据权利要求4所述的方法，其中所述固体表面选自纤维素、金和载玻片组成的组。7.权利要求1或3的方法，其中所述SMPC使用高通量肽微阵列合成SMPC。8.一种产生小分子-肽缀合物微阵列的方法，其中所述微阵列的范围为至少两个和最多十亿个小分子肽缀合物。9.开发小分子先导化合物的方法，包括以下步骤：a)针对蛋白质-肽或蛋白质-蛋白质靶标的小分子片段的芯片高通量筛选...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿曼·伊克巴尔，
申请(专利权)人：阿曼·伊克巴尔，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA