具有Aurora激酶降解活性的小分子及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了具有Aurora激酶降解活性的小分子及其制备方法和应用。发明专利技术人运用CRBN、cIAP和VHL三种E3泛素连接酶招募配体与已知的Aurora‑A抑制剂MLN8237，通过自有的Linker设计技术，得到12种基于PROTAC技术的Aurora‑A蛋白降解剂。发明专利技术人通过Western Blot实验证实这一类Aurora‑A降解剂对Aurora‑A的降解效果。CCK8细胞增殖实验及平板克隆形成实验证明这一类Aurora‑A降解剂可以有效抑制细胞增殖及克隆形成。SPR实验证明这一类Aurora‑A降解剂与Aurora‑A蛋白直接结合。

【技术实现步骤摘要】
具有Aurora激酶降解活性的小分子及其制备方法和应用
本专利技术涉及一类具有极光激酶Aurora-A降解活性的小分子-蛋白降解靶向嵌合体的制备方法以及应用。此类降解剂可以有效靶向降解Aurora-A蛋白，抑制肿瘤细胞生长。
技术介绍
极光激酶(Aurorakinase)是一类丝氨酸/苏氨酸激酶，包括三种亚型，分别为Aurora-A，Aurora-B和Aurora-C。研究表明，Aurora激酶在细胞有丝分裂过程中，促进中心体成熟和染色体分离。其中，Aurora-A在多种肿瘤中呈现高表达，并提示不良预后，是肿瘤发生、恶化的重要驱动因素之一。专利技术人前期的多项研究工作证实了Aurora-A激酶活性在乳腺癌、白血病、鼻咽癌等多种肿瘤的恶性转化中发挥重要的作用(CancerRes,2007；Blood,2008；CancerRes,2010；MedResRev,2016)。针对Aurora-A激酶活性设计靶向抗癌药物具有重要的临床价值。因此，专利技术人前期也开发了多个具有自主知识产权的Aurora-A激酶抑制剂或药物组合(CN103191120B、CN103202843B)。相应的药物在细胞模型和动物模型上都表现出了较好的抑癌效果。与此同时，世界顶尖抗癌药商，如默克、阿斯利康等也纷纷致力于Aurora-A靶向药物的研发。针对淋巴瘤、乳腺癌等适应症，多个靶向Aurora-A激酶的化合物，如MLN8237(alisertib)、PHA-739358等，在全球多中心开展了Ⅱ期或Ⅲ期临床试验。例如，美国临床试验数据库(ClinicalTrials)公布的信息显示：MLN8237在外周T细胞淋巴瘤(PTCL)中开展了Ⅲ期临床试验(NCT01482962)；MLN8237联合紫杉醇或联合氟维司群正在乳腺癌中开展Ⅱ期临床试验(NCT02187991，NCT02860000)。然而，随着早期临床实验的结束，已经公开的临床试验数据表明，MLN8237等抑制剂在部分临床试验中仅表现为有限的抗癌效果，未能达到目标，仍然面临耐药和复发的难题。专利技术人新近的研究发现，Aurora-A激酶在肿瘤细胞中会发生核转位，并通过非激酶活性依赖的转录激活功能，转录激活FOXM1、Myc等干性基因促进肿瘤干细胞干性，进而导致肿瘤耐药(Oncogene2017；NatCommun2016)。这些发现揭示了传统的Aurora-A激酶活性抑制剂耐药的产生机制，提示同时靶向Aurora-A的激酶及非激酶活性可能是解决Aurora-A抑制剂耐药的关键策略。诱导Aurora-A蛋白质降解是同时阻断其激酶活性及非激酶活性的根本方法：既消除了蛋白的激酶活性，也消除了蛋白的非激酶功能，能将Aurora蛋白彻底清除，达到最佳的治疗效果。近年来，人们利用蛋白水解靶向嵌合体(Proteolysistargetingchimeras,PROTAC)技术成功实现了对不同蛋白的靶向降解。PROTAC是双功能分子，由三个关键部分组成：①靶蛋白(Proteinofinterest，POI)结合配体、②E3泛素连接酶的招募配体，③连接前两者的Linker。PROTAC通过招募E3泛素酶来促进靶蛋白的泛素化，随后通过泛素-蛋白酶体途径降解靶蛋白。PROTAC从原理上理解似乎较为简单，然而要开发对靶蛋白有效降解的PROTAC却并不容易。主要需要克服以下几方面的问题:1)靶蛋白结合配体的选择：目前最常见的解决办法是从靶蛋白已知的抑制剂中选择或改进。然而以激酶为例，目前常见的激酶往往具有多种，或者多达几个种结构完全不同的抑制剂。如何选择PROTAC有效的抑制剂作为靶蛋白结合配体，除了部分已有晶体结构提示的例子外，往往需要进行实验上的筛选才能找到适合PROTAC的靶蛋白结合配体。2)E3泛素连接酶招募配体的选择：人体内已知的E3酶有600多种，但是目前成功作为PROTAC的E3泛素酶连接配体的E3酶或E3酶复合体关键组分仅有MDM2、cIAP、VHL和CRBN等几种。如何选择合适的E3泛素连接酶招募配体目前并无很好的设计指导原则，同样需要筛选和实验尝试才能找到适合靶蛋白的E3泛素连接酶招募配体。3)连接前两者的Linker的优化：这方面包括Linker与把蛋白结合配体连接的位置(是否会干扰靶蛋白连接配体与靶蛋白结合)、Linker的分子结构、分子量、长度(Linker本身的空间结构是否会影响到双功能分子与靶蛋白及E3酶的结合)等等，对最终PROTAC双功能分子的效果影响十分巨大。目前常用的linker主要有PEGLinker、AlkylLinker和“clickchemistry”Linker。每一种Linker在分子长度方面，从12个碳到20个碳不等。如何设计及选择有效的Linker，除了在设计Linker时做一些基于已知蛋白及化合物结构的考量外，并没有相对成熟可靠的设计方法，主要基于实验的筛选及测试。4)PROTAC分子溶解性及穿透细胞膜进入细胞的能力：这一点对最终PROTAC能否进入细胞发挥作用至关重要。降低PROTAC分子量是一种已知的解决办法，但是现实中针对某些特定的靶蛋白却很难实现。因此也需要实验方面的筛选及尝试。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的至少一种不足，提供一类具有Aurora激酶降解活性的小分子及其制备方法和应用。专利技术人基于现有的PROTAC设计理念及需要克服的问题，运用CRBN、cIAP和VHL三种E3泛素连接酶招募配体与已知的Aurora-A抑制剂MLN8237，通过自有的Linker设计技术，得到12种基于PROTAC技术的Aurora-A蛋白降解剂。通过Westernblot技术筛选，最终得到多个有效的Aurora的蛋白降解剂，并将该系列化合物命名为dAurA。本专利技术所采取的技术方案是：本专利技术的第一个方面，提供：一类靶向泛素化降解极光激酶Aurora-A的化合物，包括Aurora-A结合配体、E3泛素连接酶的招募配体和连接二者的Linker，所述化合物的结构式如下：在一些实例中，所述化合物还包括其药学上可以接受的盐、溶剂化物、多晶型物、互变异构体或者前药。本专利技术的第二个方面，提供：本专利技术第一个方面所述化合物的合成方法，其合成路线如下：本专利技术的第三个方面，提供：一种组合物，由活性分子和可接受的载体组成，所述活性分子选自本专利技术第一个方面所述的化合物。在一些实例中，所述组合物用于治疗肿瘤。在一些实例中，所述肿瘤为Aurora-A高表达的肿瘤，或耐Aurora-A抑制剂型肿瘤。在一些实例中，所述肿瘤选自乳腺癌、白血病、肺癌、肝癌、食管癌、胰腺癌、结直肠癌、胃癌、宫颈癌、脑癌、鼻咽癌。在一些实例中，所述组合物为注射剂、口服剂、黏膜给药剂。本专利技术的第四个方面，提供：化合物在制备抗肿瘤药物中的应用，所述化合物如本专利技术第一个方面所述。在一些实例中，所述肿瘤为Aurora本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一类靶向泛素化降解极光激酶Aurora-A的化合物，包括Aurora-A结合配体、E3泛素连接酶的招募配体和连接二者的Linker，所述化合物的结构式如下：/n

【技术特征摘要】
1.一类靶向泛素化降解极光激酶Aurora-A的化合物，包括Aurora-A结合配体、E3泛素连接酶的招募配体和连接二者的Linker，所述化合物的结构式如下：





2.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于：还包括其药学上可以接受的盐、溶剂化物、多晶型物、互变异构体或者前药。


3.权利要求1所述化合物的合成方法，其合成路线如下：














4.一种组合物，由活性分子和可接受的载体组成，其特征在于：所述活性分子选自权利要求1或2所述的化合物。


5.根据权利要求4所述的组合物，其特征在于：其用于治疗肿瘤。


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【专利技术属性】
技术研发人员：刘强，王自峰，文石军，段剑礼，伍洲明，王璇，雷汉祺，刘芳，
申请(专利权)人：中山大学肿瘤防治中心中山大学附属肿瘤医院，中山大学肿瘤研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44