一种靶向降解GPX4的PROTAC嵌合体及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种靶向降解GPX4的PROTAC嵌合体及其制备方法和应用法，属于生物医药技术领域。本发明专利技术利用PROTAC技术制备了一种基于CRBN和VHL开发了一种新的共价不可逆和共价可逆的GPX4蛋白靶向降解的嵌合体。本发明专利技术蛋白靶向降解嵌合体能够结合GPX4蛋白并诱导有效降解，可以有效下调GPX4蛋白的水平，引起铁死亡，对肿瘤靶向治疗具有重要的意义。对肿瘤靶向治疗具有重要的意义。对肿瘤靶向治疗具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】
一种靶向降解GPX4的PROTAC嵌合体及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于生物医药
，具体涉及一类具有GPX4降解活性的PROTAC嵌合体及其制备方法以及其在抗肿瘤及神经退行性疾病方面中的应用。

技术介绍

[0002]与凋亡、坏死、焦亡不同，铁死亡的特别之处在于铁依赖性脂质活性氧(Reactive Oxygen Species，ROS)自由基的积累为特征的程序性细胞死亡方式。大量研究发现，谷胱甘肽过氧化物酶4(Glutathione Peroxidase 4，GPX4)可以作为判断细胞铁死亡的指标之一。GPX4催化活性中心为硒代半胱氨酸，以GSH作为辅因子，GPX4能够将细胞内的脂质氢过氧化物还原成为无毒性的脂醇类化合物，同时也能催化过氧化氢等其他有机过氧化物的还原，因而具有保护细胞免受氧化应激、抑制铁死亡发生的作用。因此，抑制GPX4的活性，会影响GPX4清除脂质过氧化物的能力，最终导致细胞铁死亡的发生。此外，抑制GPX4的功能会触发细胞持续性的铁死亡和阻止肿瘤复发，因此是解决耐药的策略之一。
[0003]目前对于GPX4靶向的小分子抑制剂仍然存在着一定的挑战性，且还没有进入临床研究阶段的GPX4抑制剂报道。主要原因在于：1)GPX4的分子表面缺少药物样结合口袋；2)目前报道的抑制剂均为共价型抑制剂，与GPX4的活性部位硒代半胱氨酸的结合发挥作用，但存在选择性低等问题。
[0004]蛋白靶向降解嵌合体(Proteolysis
‑
Targeting Chimeras,PROTAC)是一种异型双功能分子，可同时结合E3泛素连接酶和靶蛋白。一旦形成三元复合物(靶蛋白
‑
PROTAC
‑
E3)，暴露在目标蛋白上的赖氨酸将被E3泛素连接酶泛素化，从而降解靶蛋白。与传统小分子占有驱动的抑制机制不同，PROTAC不需要直接抑制目标蛋白的活性，只需要与靶蛋白有一定的结合能力，并利用泛素
‑
蛋白酶体系诱导蛋白质降解，是一种以事件驱动为主的药理学作用模式。因此，与传统小分子相比，PROTAC在缺乏类药口袋的蛋白以及提高选择性方面有更好的优势。迄今为止，PROTAC技术可用于靶向多种蛋白质，包括转录因子、酶和调控蛋白，而靶向GPX4蛋白的PROTAC的降解剂研究甚少。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种靶向降解GPX4的PROTAC嵌合体及其制备方法和应用，本专利技术的PROTAC嵌合体能够有效降解GPX4蛋白，从而诱导肿瘤细胞铁死亡。
[0006]本专利技术采用以下技术方案加以实现：
[0007]本专利技术提供一种式I和式II所示靶向降解GPX4蛋白的PROTAC嵌合体或其药理或生理上可接受的盐，
[0008][0008][0009]其中，R为式R1或式R2所示取代基中的任意一种：
[0010][0011]Linker为连接基团，表示
‑
亚烷基或
‑
烷氧基或
‑
哌嗪基或
‑
1,2,3
‑
三氮唑基，所述
‑
亚烷基或
‑
烷氧基或
‑
哌嗪基或
‑
1,2,3
‑
三氮唑基选自以下基团中任一个或它们的任意组合，其中m和n表示1至20的自然数:
[0012]‑
(CH2)
n
‑
C(O)NH(CH2CH2O)
m
‑
或
‑
(CH2CH2O)
n
‑
C(O)NH(CH2CH2O)
m
‑
或
[0013][0014]E3连接酶配体是指结合E3连接酶的配体分子，E3连接酶包括VHL和CRBN两种，其配体分子包括如下结构：
[0015][0016]进一步的，本专利技术提供的GPX4靶向的PROTAC嵌合体，其为如下所示化合物或其立体异构体、几何异构体、互变异构体、氮氧化物、水合物、溶剂化物、代谢产物、药学上或生理学可接受的盐或前药；
[0017][0018][0019][0020][0021]本专利技术所述药理或生理上可接受的盐是指，本专利技术所指的PROTAC嵌合体与药理或生理上可接受的酸或碱生成的盐。
[0022]本专利技术还提出一种药物组合物，该药物组合物包括GPX4
‑
PROTAC化合物或其立体
异构体、几何异构体、互变异构体、氮氧化物、水合物、溶剂化物、代谢产物、药学上可接受的盐或前药。
[0023]所述的药物组合物还包括药学上可接受的载体、赋形剂、稀释剂、辅剂、媒介物或其组合。
[0024]所述的药物组合物为注射剂、口服剂、黏膜给药剂。
[0025]所述的药物组合物进一步包括其它具有治疗或预防肿瘤效果的药物。
[0026]本专利技术还提供了靶向GPX4的PROTAC嵌合体或包含该嵌合体的药物组合物的应用。具体如下：
[0027]所述的靶向GPX4的PROTAC嵌合体或包含该嵌合体的药物组合物在制备降解GPX4药物中的应用。
[0028]所述的靶向GPX4的PROTAC嵌合体或包含该嵌合体的的药物组合物在制备治疗GPX4相关性疾病药物中的应用。所述GPX4相关性疾病为肿瘤、神经退行性疾病如阿尔茨海默病病，帕金森氏病，亨廷顿病。
[0029]所述的靶向GPX4的PROTAC嵌合体或包含该嵌合体的药物组合物在抗肿瘤药物中的应用。所述肿瘤为胃癌、乳腺癌、肺癌、卵巢癌、结肠腺癌、肾嫌色细胞、肾透明细胞癌、肺腺癌、前列腺癌、直肠腺癌、甲状腺癌以及子宫内膜癌。进一步的，所述肿瘤为GPX4高表达的肿瘤。
[0030]本专利技术还提出了通式I或通式II所示的靶向GPX4的PROTAC嵌合体的合成路线，具体包括如下步骤：
[0031]通式I或通式II所示的化合物通过泊马度胺或来那度胺或VHL招募配体和GPX4配体之间通过click反应或酰胺缩合反应或亲核取代反应连接而成。GPX4配体为ML
‑
162的类似物，其通过Ugi Reaction制备。酰胺缩合反应需要用到常见的缩合剂HATU和TCFH。
[0032]与现有技术比，本专利技术有益效果主要体现在：
[0033]本专利技术基于GPX4抑制剂ML
‑
162类似物和E3泛素连接酶CRBN和VHL招募配体开发了一种结构新颖多样的GPX4蛋白靶向降解嵌合体。专利技术人通过Western blot实验证实本专利技术蛋白靶向降解嵌合体能够结合GPX4蛋白并引发有效降解，进而引起细胞铁死亡。
附图说明
[0034]图1为具有GPX4降解活性的嵌合体GD
‑
C
‑
1和GD
‑
C
‑
2的合成路线图；
[0035]图2为具有GPX4降解活性的嵌合体GD...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种靶向降解GPX4的PROTAC嵌合体或其药理或生理上可接受的盐，其特征在于，该靶向降解GPX4的嵌合体或其药理或生理上可接受的盐的通式子为式I或式II所示：所述式I或式II中，R的取代基为R1或R2所示结构中的任意一种：所述式I或式II中，Linker为连接基团，表示
‑
亚烷基或
‑
烷氧基或
‑
哌嗪基或
‑
1,2,3
‑
三氮唑基，所述
‑
亚烷基或
‑
烷氧基或
‑
哌嗪基或
‑
1,2,3
‑
三氮唑基选自以下基团中任一个或任意一个以上的组合，其中m和n均表示1至20的自然数:
‑
(CH2)
n
‑
C(O)NH(CH2CH2O)
m
‑
或
‑
(CH2CH2O)
n
‑
C(O)NH(CH2CH2O)
m
‑
或所述式I或式II中，E3连接酶配体是指结合E3连接酶的配体分子，E3连接酶包括VHL和CRBN两种，其配体分子包括如下结构：。2.根据权利要求1所述的靶向降解GPX4的PROTAC嵌合体或其药理或生理上可接受的盐，其特征在于，所述靶向降解GPX4的PROTAC嵌合体为以下化合物GD
‑
C
‑
1～GD

【专利技术属性】
技术研发人员：覃江江，董金云，程向东，蔡茂华，
申请(专利权)人：中国科学院基础医学与肿瘤研究所筹，
类型：发明
国别省市：