构象受限的主链环化的促生长素抑制素类似物.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流构象受限的主链环化的促生长素抑制素类似物.精品文档.构象受限的主链环化的促生长素抑制素类似物摘要本发明公开了新的肽类似物。新的肽是构象受限的主链环化的促生长素抑制素类似物。也公开了合成这些促生长素抑制素类似物及制备这些促生长素抑制素类似物库的方法。此外,还公开了含有该促生长素抑制素类似物的药物组合物,以及应用这样的组合物治疗内分泌失调,肿瘤和代谢失调的方法。权利要求(18)1具有通式()的主链环化的促生长素抑制素类似物:未提供图片。查看 PDF式()其中:a-c各自独立地代表1-8或0的整数;(AA)代表氨基酸残基,其中每条链中的氨基酸残基可
2、以相同或不同;Q代表H或酰基;E代表羟基,羧基保护基或氨基,或者末端羧基可以还原为CH2-OH;R1和R2各自代表任选与特定保护基团键合的氨基酸侧链;线代表下式桥基:-(CH2)x-M-(CH2)v-;M选自酰胺,硫醚,硫酯和二硫化物;x和y各自独立地代表1-10的整数。2具有通式(a)的权利要求1的主链环化的促生长素抑制素类似物:未提供图片。查看 PDF式(a)其中m和n是1-5;X代表羧基末端酰胺或醇;R5不存在或者是Gly,(D)-或(L)-Ala,Phe,Nal和-Asp(Ind);R6和R11独立地是Gly或(D)-或(L)-Phe;R7是Phe或Tyr;R10不存在或者是Gly,A
3、bu,Thr或Val;R12不存在或者是Val,Thr或Nal,和Y2选自酰胺,硫醚,硫酯和二硫化物。3具有通式(b)的权利要求2的主链环化的促生长素抑制素类似物:未提供图片。查看 PDF式(b)其中m和n是1-5;X代表羧基末端酰胺或醇;R6和R11独立地是Gly或(D)-或(L)-Phe;R7是Phe或Tyr;R10不存在或者是Gly,Abu,Thr或Val;和Y2选自酰胺,硫醚,硫酯和二硫化物。4具有下面结构的权利要求3的主链环化的促生长素抑制素类似物环NPhe-Tyr-(D)Trp-Lys-Val-NPhe-Thr-X其中X代表羧基末端酸,酰胺,酯或醇。5具有下面结构的权利要求4的主链
4、环化的促生长素抑制素类似物未提供图片。查看 PDF其中X代表羧基末端酸,酰胺,酯或醇。6具有下面结构的权利要求3的主链环化的促生长素抑制素类似物环NPhe-Phe-(D)Trp-Lys-Thr-NPhe-Val-X其中X代表羧基末端酸,酰胺,酯或醇。7具有下面结构的权利要求6的主链环化的促生长素抑制素类似物未提供图片。查看 PDF其中X代表羧基末端酸,酰胺,酯或醇。8具有通式()的权利要求1的主链环化的促生长素抑制素类似物:式未提供图片。查看 PDF其中i和j独立地是1-5;X代表羧基末端酰胺或醇;R5是(D)-Phe或(L)-Phe,Ala或Lys;R6不存在或者是Phe;R7是Tyr或Ph
5、e;R10不存在或者是Thr,Val,Ser或Abu;R11是Phe,Gly或Ala;R12是Trp,Thr,Val,2-Nal或(D)-2-Nal;和Y1选自酰胺,硫醚,硫酯和二硫化物。9具有通式()的权利要求1的主链环化的促生长素抑制素类似物:未提供图片。查看 PDF式其中i和j独立地是1-5;X代表羧基末端酰胺或醇;R5是Phe,(L)2-Nal或(D)-2-Nal;R6是Phe,Gly或Ala;R7是(D)Phe,pCl(D)Phe,pNH2Phe或(D)Tyr;R10是(D)Thr,(D)Val,(D)Ala,(D)Leu或(D)Glu;R11是Phe,Gly或Ala;R12不存在或
6、者是Thr或Val;和Y1选自酰胺,硫醚,硫酯和二硫化物。10具有通式()的权利要求1的主链环化的促生长素抑制素类似物:未提供图片。查看 PDF式其中i和j独立地是1-5;X代表羧基末端酰胺或醇;R5不存在或者是(D)Phe或2-Nal;R6是Phe,Gly或Ala;R7是(D)Phe,pCl(D)Phe,pNH2Phe或(D)Tyr;R8是(D)或(L)Trp;R10是(D)Thr,(D)Val,(D)Ala,(D)Leu或(D)Glu;R11是Phe,Gly或Ala;R12是Thr,Val,Ala,-Ala,(L)2-萘基丙氨酸或(D)2-萘基丙氨酸;和Y1选自酰胺,硫醚,硫酯和二硫化物。
7、11具有通式()的权利要求1的主链环化的促生长素抑制素类似物:未提供图片。查看 PDF式其中i和j独立地是1-5;X代表羧基末端酰胺或醇;R1是Ala或(D)-2-Nal;R3是Phe,Gly,Ala或Lys;R4是Lys或Arg;R5是(L)Asn或(D)Asn;R7是Phe,Gly,Ala或Lys;和Y1选自酰胺,硫醚,硫酯和二硫化物。12药物组合物,含有权利要求1-11任一项的促生长素抑制素类似物和制药可接受载体或稀释剂。13权利要求12的药物组合物,其中促生长素抑制素类似物是环NPhe-Tyr-(D)Trp-Lys-Val-NPhe-Thr-X其中X代表羧基末端酸,酰胺,酯或醇。14单
8、位剂量形式的权利要求13的药物组合物。15权利要求12的药物组合物,其中促生长素抑制素类似物是环NPhe-Phe-(D)Trp-Lys-Thr-NPhe-Val-X其中X代表羧基末端酸,酰胺,酯或醇。16单位剂量形式的权利要求15的药物组合物。17治疗内分泌失调,肿瘤或代谢失调的方法,包括对需要治疗的个体施用治疗有效量的权利要求1-11任一项的促生长素抑制素类似物。18权利要求1-11任一项的促生长素抑制素类似物在制备治疗内分泌失调,肿瘤或代谢失调的药物中的用途。说明构象受限的主链环化的促生长素抑制素类似物发明领域本发明涉及通过新的键环化的构象受限的N主链环化的促生长素抑制素类似物,涉及这些主
9、链环化的肽类似物的制备方法,涉及应用这些肽类似物的方法,以及涉及含有该肽类似物的药物组合物。发明背景促生长素抑制素类似物促生长素抑制素是在中枢神经系统和外周组织中发现的环十四肽。其最早是从哺乳动物下丘脑分离的,并且鉴定为生长激素从垂体前叶分泌的重要的抑制剂。其多生物活性包括对从胰腺分泌胰高血糖素和胰岛素的抑制作用,对大多数内脏激素的调节作用,以及对贯穿中枢神经系统的运动活性和认识过程所涉及的其它神经递质的释放的调节作用(参见综述Lamberts,内分泌研究(Endocrine Rev.,)9:427,1988)。另外,促生长素抑制素及其类似物是治疗各类型肿瘤的潜在的有用的抗增殖剂。天然的促生长
10、素抑制素(也称为促生长素释放抑制因子,SRIF)具有下面的结构式:H-Ala1-Gly2-Cys3-Lys4-Asn5-Phe6-Phe7-Trp8-Lys9-Thr10-Phe11-Thr12-Ser13-Cys14-OH其最早由Guillemin及其同事分离到(Bruzeau等,科学,179:78.1973)。其通过与受体家族的相互作用而显示其作用。最近已经鉴定和克隆了五种受体亚类,称之为SSTR1-5。促生长素抑制素以其天然的形式作为治疗剂具有有限的用途,因为其具有两种所不期望的性质:不好的生物利用率和短的作用持续时间。为此原因,在过去的二十年间已经进行了很大努力来发现有关对生长激素,胰
11、岛素或胰高糖素抑制作用的药效,生物稳定性,作用持续时间或选择性具有优越性的促生长素抑制素类似物。结构-活性相关研究,光谱技术,例如圆二色性和核磁共振,以及分子模型研究出以下结论:天然促生长素抑制素的环部分的构象很有可能是反向平行的-片层;Phe6和Phe11通过两个芳香环之间的疏水性相互作用而在稳定药效团构象中起重要作用;反向平行的-片层中-转角周围的4个氨基酸Phe7-Trp9-Lys9-Thr11对于药效团是基本的;对于促生长素抑制素受体亚型2至5的相互作用(D),Trp8优于(L)Trp8。然而,含有通过二硫桥连接的该4个氨基酸的六肽促生长素抑制素类似物在体外和体内几乎是灭活的:未提供图
12、片。查看 PDF尽管其具有置换天然促生长素抑制素中Phe6-Phe11疏水性相互作用的共价二硫桥的优点。为了提高该六肽促生长素抑制素类似物的活性进行了4方面主要研究。(1)通过促进顺式-酰胺键的环化作用,或者通过对分子进行第二环化作用得到二环类似物,来置换二硫化物桥。两种情况下,得到的类似物具有减小数值的自由度构象度。(2)用其它天然或非天然氨基酸置换Phe7-(D)Trp8-Lys9-Thr10序列中原残基,例如用Thr7置换Phe7和用Val10置换Thr10。(3)插入另外的来自天然促生长素抑制素的官能基团,注意这些新的元素要对与受体的相互作用起作用。(4)删除4个氨基酸Phe7-(D)
13、Trp8-Lys9-Thr10中的一个,假设该类似物会更有选择性。促生长素抑制素类似物,MK-678:环(N-Me-Ala6-Tyr7-(D)Trp8-Lys9-Val10-Phe)是用上述头三项研究设计的强有力的促生长素抑制素类似物的例子(Veber等,生活科学(Life Science,)34:371,1984)。在该六肽类似物中,顺式-酰胺键位于N-Me-Ala和Phe11之间,Tyr7和Val10分别置换Phe7和Tyr10,并且从天然促生长素抑制素结合Phe11。另一组促生长素抑制素类似物(美国专利4310518和4235886)包括Octreotide:未提供图片。查看 PDF其是
14、迄今可购得的唯一许可的促生长素抑制素类似物。其是用上述第三项研究开发出来的。在这里,假设(D)Phe5和还原的C-末端Tyr12-CH2OH分别占据天然Phe6和Tyr12的构象空间的一部分。化合物TT-232:未提供图片。查看 PDF与Octreotide密切相关,并且是完成上述第四项研究的例子。缺失Tyr10可能是其关于抗肿瘤活性中高功能选择性的原因。这些高效力促生长素抑制素类似物的例子提示在位置6和11的苯丙氨酸不只是在稳定药效团构象中起重要作用,而且还在与受体的相互作用中起功能作用。还留有一个问题就是一个苯丙氨酸(或Phe6或Phe11)对于与受体的相互作用是否是足够的或者两者都是需要
15、的。现在已经知道,促生长素抑制素受体构成五种不同受体亚型族(Bell和Reisine,神经科学动态(Trends Neurosci.),16,34038,1993),其可以根据其组织特异性和/或生物活性来区分。本领域已知的促生长素抑制素类似物可能不能提供足够的选择性或受体亚型选择性,特别是作为抗肿瘤剂(Reubi和Laissue,TIPS,16,110-115,1995)。与转移类癌瘤肿瘤相关的症状(发烧和腹泻)和与分泌血管作用肠肽(VIP)的腺癌相关的症状(水样腹泻)用促生长素抑制素类似物治疗。也已经证明用促生长素抑制素治疗严重的肠胃出血。促生长素抑制素由于其抗分泌活性也可以用于其它分泌激素
16、肿瘤(例如胰岛细胞肿瘤和肢端肥大症)和依赖激素的肿瘤(例如软骨肉瘤和骨肉瘤)的缓和治疗。肽模拟物作为有机化学和分子生物学主要研究的结果,现在很多生物活性肽可以以对于药物和临床应用足够的量制备。因此在最近几年,对于处理和治疗涉及肽的病状已经建立起新的方法。但是,由于下列原因,肽作为药物使用是有限的:a)其对于在胃肠道和血清中的蛋白酶解的低的代谢稳定性;b)其口服吞下后不好的吸收作用,特别是由于其相对高的分子量或者缺少特异的运送系统,或者两者兼而有之;c)其通过肝和肾的快的排泄作用;和d)其在非靶物器官系统中的不期望的副作用,因为肽受体可以广泛分布于生物中。此外,除少数例外外,小至中等大小(少于3
17、0个氨基酸)的天然肽在稀释的水溶液中在多构象时在可以导致受体选择性缺乏,代谢不稳定性和对测定生物活性构象努力的阻碍的动态平衡方面显示出不规则性。如果肽本身具有生物活性构象,即受体结合构象,则预期有提高的对受体的亲和性,因为结合熵的减小比结合揉性肽更小。因此其对于努力和开发有序的,均匀的,且生物活性的肽是重要的。最近几年,已经进行了大量研究来开发比其原型天然肽具有更好的药物性能的肽模拟物或肽类似物。药物性能已经是最优化的天然肽本身一般作为开发这些肽模拟物的前导。但是,开发这些药剂的主要问题在于测定生物活性肽的活性区。例如,常常只有少数氨基酸(通常4-8个)负责受体对肽配体的识别。一旦测定了该生物
18、活性位点,则可以将用于开发肽模拟物的前导结构最优化,例如,通过结构活性关系研究。这里所使用的“肽模拟物”是作为受体配体的化合物,其可以在受体水平上模拟(激动剂)或阻断(拮抗剂)肽的生物作用。应该考虑下面的因素来完成最好的可能的激动剂肽模拟物:a)代谢稳定性,b)好的生物利用率,c)高受体亲和性和受体选择性,和d)最小的副作用。最近已经研究出开发尽可能近地模拟内源肽的受体结合构象的受限肽模拟物的一般性可应用和成功的方法(Rizo和Gierasch,生物化学年度评述(Ann.Rev.Biochem.),61:387,1992)。对这些类型类似物的研究表明其具有提高的对蛋白酶的抗性,即代谢稳定性的提
19、高,以及提高的选择性,从而更少的副作用(Veber和Friedinger,神经科学动态,p.392,1985)。一旦制备出具有稳固构象的这些肽模拟物化合物,则通过研究结构-活性关系选择最有活性的结构。这样的构象受限物可包括结构的局部修饰或整体构象受限物(有关综述参见Giannis和Kolter,Angeu.Chem.Int.Ed.Engl.32:1244,1993)。构象受限肽类似物肽中两个相邻氨基酸之间成桥导致局部构象修饰,与正常二肽相比,其揉性(flexibility)受限。生成这样的桥的一些可能性包括插入内酰胺和哌嗪酮。-内酰胺和-内酰胺在某种程度上被设计成“反转模拟”;在一些情况下,将
20、这样的结构插入到肽中,产生生物活性化合物。通过环化来限制肽链的揉性,肽构象中的整体受限是可能的(Hruby等,生物化学杂志(Biochem.J.).268:249,1990)。不仅仅是生物活性肽的环化作用改善其代谢稳定性和受体选择性,环化作用还对增强构象均匀性的受限施加影响,而有利于构象分析。环化的一般模式与自然存在的环肽所发现的相同。这包括侧链与侧链的环化作用或者支链与终端基团的环化作用。为此目的,受体识别中所没有涉及的氨基酸侧链相互连接或者与肽主链连接。另一种常见的环化作用是终端与终端的环化作用。这些环化作用经典模式的主要限制是他们为了实现环化而需要氨基酸侧链的取代作用。另一种关于肽构象受
21、限的概念性探讨是由Gilon等介绍的(生物聚合物(Bio-polymer)31:745,1991),其提议肽主链与主链环化。该策略理论上的优点包括通过肽主链的碳或氮影响环化而不干扰对与给定肽的特异受体的相互作用是关键的侧链的能力。尽管该概念设想是应用于所有感兴趣的线性肽,但是,事实是建议的方案中的限制因素是必须用来置换通过桥基连接的氨基酸的合适的结构单元的可用性。实施主链环化该概念的实际的还原作用被不能设计任何制备除甘氨酸以外的氨基酸结构单元的实际方法所阻碍(Gilon等有机化学杂志(J.Org.Chem),587:5687,1992)。在Gilon,EPO申请No.564739A2;和有机化
22、学杂志(J.Org.Chem),57:5687,1992中,描述了两种合成结构单元的基础方法。第一种用二胺与溴酸反应开始。选择性保护胺,并且进一步修饰保护基团,得到适合Boc化学肽合成的结构单元。第二种方法从选择性保护二胺,并且产物与氯乙酸反应开始,得到适合Fmoc肽合成的保护的甘氨酸衍生物。应用主链环化肽类似物概念的其它模式公开于WO95/33765,其也提供了合成除甘氨酸以外的结构单元的新的方法。WO95/33765公开的肽类似物组是不同的促生长素抑制素类似物。该申请中公开的类似物组中没有一个表明对结合受体亚型有独特的贡献或意料不到的好处。主链环化肽类似物库如上所述,线性肽作为有效力的药物
23、具有一些严重的不足,如其在体内的众所周知的不稳定性,经常缺乏结合其受体的高亲和性,常常缺乏对一种受体的选择性,并且通常具有不好的口服生物利用率,如此之多。为了克服这些问题,也可以应用与合成的肽库相关研究出的方法来产生环肽,新的生物聚合物,还有新的支化的低聚物化合物的集合(Zuckermann的综述,结构生物学的最新观点(Current Opinion in Structural Biology)3,580-584,1993)。环肽库的产生除了所有上述考虑外,要求环化反应要以高产率进行,并且要有最少的附加操作。令人遗憾的是,经典的环化反应从期望的产率来考虑是高度序列依赖性的,使得肽混合物的不均匀
24、环化是不可靠的。直接在固体载体上的肽环化的最新研究改良了合成方法,甚至以已知的环化方案为基础使环化反应自动完成。过去,环化作用一般在溶液中在高度稀释条件下进行。聚合物作载体的环化作用即避免潜在的副作用,例如低聚合作用,又有利于产物的纯化。例如,在树脂上的环化方法最近已经被用来制备带有两个侧链之间硫醚,二硫化物,或内酰胺,氨基末端和侧链之间的内酰胺,和氨基和羧基末端之间的内酰胺生成的桥的环肽(Zuckermann的综述,结构生物学的最新观点(Current Opinion inStructural Biology)3,上文)。组合库中树脂结合环肽和游离环肽的应用公开于WO92/00091。但是,
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- 构象 受限 链环 生长素 抑制 类似物
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