專利名稱：表觀遺傳調(diào)控的小分子調(diào)節(jié)劑和其治療應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上涉及分子醫(yī)學(xué)的領(lǐng)域。特別地，本發(fā)明涉及用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子、特別是將表觀遺傳調(diào)控劑(組蛋白修飾酶)募集至特定的DNA啟動子的轉(zhuǎn)錄因子的功能的方法和組合物。靶向的轉(zhuǎn)錄因子包括但不限于肌細(xì)胞增強(qiáng)因子(MEF2)、叉狀頭/翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子F0XP3和轉(zhuǎn)錄因子GATA3。更特別地，本發(fā)明涉及MEF2和其相關(guān)因子的小分子調(diào)節(jié)劑以及它們的治療應(yīng)用，所述相關(guān)因子包括但不限于組蛋白脫乙酰酶(HDAC)、p300/CBP和 Cabinl ο
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于調(diào)節(jié)與特定疾病相關(guān)的轉(zhuǎn)錄因子的功能的小分子的用途。轉(zhuǎn)錄因子是與特定DNA序列結(jié)合的蛋白，其直接調(diào)控基因表達(dá)或通過諸如輔激活子和輔阻遏子等相關(guān)蛋白調(diào)控基因表達(dá)，或者通過募集諸如組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(HAT)和組蛋白脫乙酰酶 (HDAC)等組蛋白修飾酶而調(diào)控基因表達(dá)。轉(zhuǎn)錄因子通過確保合適的基因表達(dá)水平而在許多生物過程中起關(guān)鍵作用。如果它們調(diào)控轉(zhuǎn)錄的能力受到異常修飾，則它們還可以與特定的疾病狀態(tài)相關(guān)。因此，可以選擇性調(diào)節(jié)特定轉(zhuǎn)錄因子的功能的小分子的鑒定和開發(fā)，可以引起潛在的新治療應(yīng)用。本發(fā)明基于兩個基本想法。一個想法是開發(fā)結(jié)合諸如MEF2、F0XP3 和GATA3等特定轉(zhuǎn)錄因子并且調(diào)節(jié)其與轉(zhuǎn)錄輔激活子和輔阻遏子的相互作用的小分子。另一個想法是開發(fā)阻斷HAT (例如p300和CBP)和HDAC以及其它組蛋白修飾酶(諸如組蛋白甲基轉(zhuǎn)移酶、和脫甲基酶、DNA甲基轉(zhuǎn)移酶)的募集以及阻斷向特定的染色質(zhì)區(qū)域的染色質(zhì)重塑機(jī)制的小分子。特別地，本發(fā)明涉及肌細(xì)胞增強(qiáng)因子-2 (MEF2)，其在肌肉系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和適應(yīng)性響應(yīng)中起關(guān)鍵作用(Flavell等，2006 ；Kim等，2008 ；Mao等，1999 ； McKinsey 等，2002 ；Pan 等，2004 ；Potthoff 和 Olson, 2007 ；Youn 和 Liu, 2000 ；Youn 等， 1999)。已經(jīng)表明MEF2是心肌細(xì)胞中肥大性響應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)控子。由病理刺激誘導(dǎo)的心臟肥大可以在許多形式的心血管疾病中弓丨起心力衰竭。MEF2通常定義了具有4個成員的轉(zhuǎn)錄因子家族MEF2A、MEF2B、MEF2C和MEF2D。 通過使用鼠類和果蠅遺傳學(xué)已經(jīng)詳細(xì)地證明了它們功能的重要性(Potthoff和Olson， 2007)。最初在骨骼肌中鑒定出的MEF2，與諸如MyoD等肌原性堿性螺旋-環(huán)-螺旋轉(zhuǎn)錄因子一起，促進(jìn)和維持肌生成(Molkentin和Olson，1996)。MEF2家族的一個成員MEF2A最近已經(jīng)被表述為“心臟病發(fā)作基因”，這是因?yàn)樵摰鞍椎耐蛔兣c冠心病(CAD)和心肌梗死(MI)有關(guān)(Wang等，200 。這些發(fā)現(xiàn)成為MEF2在人類心臟病中起關(guān)鍵作用的基礎(chǔ)(Kim等，2008 ； Wei 等，2008 ；Zhang 等，2002)?，F(xiàn)在已知MEF2在許多其它細(xì)胞類型中是通用的轉(zhuǎn)錄因子。例如，MEF2是用于在淋巴系統(tǒng)發(fā)育中介導(dǎo)鈣信號傳導(dǎo)的重要轉(zhuǎn)錄因子之一(Pan等，2004 ；Youn和Liu，2000 ；Youn 等，1999)。MEF2調(diào)控細(xì)胞因子表達(dá)和免疫響應(yīng)。MEF2還調(diào)控作為神經(jīng)元存活和突觸重塑的基礎(chǔ)的轉(zhuǎn)錄程序(Chen 和 C印ko，2009 ；Flavell 等，2006 ；Flavell 和 Greenberg, 2008 ； Flavell 等，2008;Mao 1999 ；Morrow 等，2008 ;Shalizi 等，2006 ;Shalizi 和 Bonni, 2005 ；Yang等，2009)。這些觀察表明，調(diào)節(jié)MEF2功能的小分子可以在心臟肥大和心力衰竭、 自體免疫疾病和移植排斥、神經(jīng)退行性疾病以及學(xué)習(xí)力和記憶力的病理性損傷中具有治療效果(Fischer 等，2007 ；Stefanko 等，2009)。在細(xì)胞內(nèi)部，MEF2的作用包括三個不同步驟(i)轉(zhuǎn)錄阻遏；(ii)鈣依賴性去阻遏；和(iii)轉(zhuǎn)錄激活。MEF2的轉(zhuǎn)錄阻遏作用取決于其與各種轉(zhuǎn)錄輔阻遏子的相關(guān)性，所述轉(zhuǎn)錄輔阻遏子具有固有的或相關(guān)的組蛋白脫乙酰酶(HDAC)活性。在T細(xì)胞中，MEF2結(jié)合 Cabin I ,Cabin I 接著與諸如 HDAC1、HADC2 和 HDAC3 等 I 類 HDAC 相連(Youn 和 Liu，2000)。 在肌肉細(xì)胞中，MEF2與諸如HDAC4、HDAC5和HDAC9等II類HDAC直接結(jié)合，并抑制參與肌肉的發(fā)育和適應(yīng)性響應(yīng)的特定基因的表達(dá)(Chan等，2003 ；Gregoire等，2006 ；Gregoire和 Yang, 2005 ；McKinsey 等，2001，2002 ；Miska 等，1999 ；Sparrow 等，1999)。其 HDAC5 或 HDAC9 已經(jīng)被敲除的小鼠顯示出對肥大刺激的敏感性增加，表明了 II類HDAC在心臟肥大中的重要作用(Potthoff和Olson，2007)。這些數(shù)據(jù)和其它數(shù)據(jù)表明，MEF2和II類組蛋白脫乙酰酶(HDAC)、特別是HDAC5和HDAC9，在心肌細(xì)胞中是肥大信號的關(guān)鍵介導(dǎo)物。大量的數(shù)據(jù)表明，MEF2/II類HDAC途徑是心臟肥大的潛在治療靶標(biāo)。響應(yīng)于特定的鈣信號，Cabinl和HDAC被從MEF2中除去(Potthoff和Olson，
2007)。然后MEF2募集諸如p300和CBP等輔激活子以通過與各種轉(zhuǎn)錄激活子和輔激活子結(jié)合而啟動不同的程序(McKinsey等，2001 ；Sartorelli等，1997 ；Sl印ak等，2001 ；Wei等，
2008)。已經(jīng)顯示p300的少量增加對于誘導(dǎo)MEF2依賴性心臟肥大是充分必要的。MEF2具有由已被良好表征的MADS盒和MEF2特異性結(jié)構(gòu)域組成的高度保守的N末端區(qū)(第2位 第93位殘基)(Shore和Sharrocks, 1995)。MADS盒/MEF2結(jié)構(gòu)域的功能非常豐富，介導(dǎo) DNA結(jié)合、二聚化和與包括Cabinl、IIa類HDAC和p300/CBP在內(nèi)的大量MEF2轉(zhuǎn)錄伴侶的蛋白-蛋白相互作用(McKinsey等，2001，2002)。已經(jīng)顯示MEF2中的MADS盒/MEF2結(jié)構(gòu)域?qū)τ谂c在II類HDAC和Cabinl中保守的小基序結(jié)合是充分必要的。p300和CBP的CH3 結(jié)構(gòu)域也據(jù)顯示會結(jié)合MADS盒/MEF2結(jié)構(gòu)域。雖然本領(lǐng)域可獲得MEF2參與各種細(xì)胞過程的廣泛知識，但是迄今為止由于缺乏合適的分子工具而無法利用該知識。特別地，如何通過小分子調(diào)節(jié)MEF2的活性一直是個長期存在的挑戰(zhàn)。這是因?yàn)镸EF2是相對較小的轉(zhuǎn)錄因子，沒有任何明顯的酶活性；其主要功能在于結(jié)合特定的DNA并且將諸如Cabinl、II類HDAC和p300/CBP等轉(zhuǎn)錄輔調(diào)控子 (co-regulator)募集至特異性啟動子。通常認(rèn)為該功能模式不具有可藥性，或至少非常難以被小分子靶向。所述分子的發(fā)現(xiàn)或創(chuàng)造會促進(jìn)該領(lǐng)域的進(jìn)展，并且會產(chǎn)生用于MEF2相關(guān)疾病的基于機(jī)制或基于結(jié)構(gòu)的新治療應(yīng)用，所述MEF2相關(guān)疾病包括炎癥、自體免疫疾病、神經(jīng)退行性疾病、癌和心血管疾病。本申請描述的發(fā)明還可擴(kuò)展至調(diào)節(jié)諸如叉狀頭/翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子F0XP3等其它轉(zhuǎn)錄因子的活性(Bennett 等，2001 ；Fontenot 等，2003 ；Hori 等，2003 ；Wu 等，2006 ；Zheng 和RudenSky，2007)。F0XP3是對于調(diào)控性T細(xì)胞(Treg)的發(fā)育和功能而言至關(guān)重要的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。Treg是抑制免疫系統(tǒng)的過度激活所需的特別的T細(xì)胞群。通過突變和其它機(jī)制造成F0XP3功能的喪失會引起諸如IPEX等致命性自體免疫疾病，而F0XP3或其活性的表達(dá)增強(qiáng)可以造成功能受到抑制。F0XP3功能增強(qiáng)在治療自體免疫疾病和移植排斥時可能是有益的，而F0XP3活性的策略性下調(diào)可用于開發(fā)基于免疫的抗腫瘤治療(Zuo等，2007a ； Zuo等，2007b)。因此，結(jié)合F0XP3并且調(diào)節(jié)其與輔阻遏子和輔激活子的相互作用的小分子可能在自體免疫疾病、移植排斥和癌治療中具有治療應(yīng)用。與MEF2類似，F(xiàn)0XP3的功能受包括HAT (例如TIP60)和HDAC(包括I類和II類 HDAC)在內(nèi)的轉(zhuǎn)錄輔調(diào)控子的嚴(yán)格調(diào)控(Li等，2007)。因此，可以通過本發(fā)明所述的方法開發(fā)結(jié)合F0XP3并且阻斷其與輔調(diào)控子的相互作用的小分子，所述輔調(diào)控子包括諸如組蛋白修飾酶和染色質(zhì)重塑機(jī)制等表觀遺傳調(diào)控子。類似地，靶向轉(zhuǎn)錄輔調(diào)控子還滿足了其挑戰(zhàn)的作用。在諸如MEF2等轉(zhuǎn)錄因子的轉(zhuǎn)錄輔調(diào)控子中，II類HDAC是研究最透徹的組。組蛋白脫乙酰酶(HDAC) (EC號3. 5. 1)是一類從位于組蛋白上的ε -N-乙?；嚢彼岚被岢ヒ阴；拿?。其作用與組蛋白乙酰轉(zhuǎn)移酶(HAT)的作用相反。現(xiàn)在還將 HDAC蛋白稱為賴氨酸脫乙酰酶(KDAC)，以更準(zhǔn)確地描述其活性而不是其靶標(biāo)，其靶標(biāo)還包括許多非組蛋白。如其名稱所表明，HDAC的主要功能之一是從組蛋白除去乙?；?。組蛋白是染色質(zhì)的主要蛋白成分。它們充當(dāng)DNA繞其纏繞的軸，并且在基因調(diào)控和DNA包裝中起重要作用。 組蛋白具有由存在于其賴氨酸和精氨酸氨基酸上的氨基引起的正常帶正電的尾部。這些正電荷幫助組蛋白尾部與位于DNA主鏈上的帶負(fù)電的磷酸基相互作用并與其結(jié)合。DNA和組蛋白之間的連接在調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子接近DNA的能力上充當(dāng)至關(guān)重要的控制機(jī)制。DNA和組蛋白之間的強(qiáng)連接限制了被轉(zhuǎn)錄因子接近，因此抑制基因轉(zhuǎn)錄(Morrison 等，2007)。對組蛋白或DNA進(jìn)行修飾改變了其連接強(qiáng)度，并進(jìn)而調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄活性(Morrison 等，2007)。已經(jīng)顯示共價添加甲基、磷酸基或乙?；糠指淖兞撕诵◇w狀態(tài)并由此影響轉(zhuǎn)錄。乙酰基向組蛋白上的保守性N-末端賴氨酸殘基的ε-氨基的添加引起乙?；?。向組蛋白添加乙?；鶞p少了帶正電的組蛋白和帶負(fù)電的DNA磷酸主鏈之間的吸引力，產(chǎn)生更加松弛的和可接近的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)。HAT促進(jìn)了組蛋白乙酰化，因此據(jù)認(rèn)為是轉(zhuǎn)錄激活子。反之，HDAC用于從組蛋白除去乙酰基，由此抑制轉(zhuǎn)錄。因此，正是HAT和HDAC活性之間的相互作用主要管理局部染色質(zhì)結(jié)構(gòu)和基因表達(dá)。HDAC通過染色質(zhì)的脫乙?；淖?nèi)只蜣D(zhuǎn)錄。應(yīng)該注意，HDAC不直接結(jié)合DNA序列，而是需要額外的靶基因識別用因子(Morrison 等，2007)?；诠δ芎虳NA序列相似性，存在4種已得到認(rèn)識的HDAC蛋白亞型(I類 IV 類)。將前兩種亞型稱為“經(jīng)典"HDAC，其活性受曲古抑菌素A(TSA)抑制。I類HDAC包括普遍表達(dá)的 HDACl、2、3 和 8 (Zhang 和 01 sen，2000)。II 類 HDAC 有兩個亞類 IIa 和 IIb，IIa 包括4、5、7和9，而nb包括HDAC6和HDAC10。IIa類享有共同的結(jié)構(gòu)組織，具有羧基端催化域和介導(dǎo)與轉(zhuǎn)錄因子的肌細(xì)胞增強(qiáng)因子2 (MEF2)家族成員的相互作用的氨基端延伸。HDAC 與通常在細(xì)胞核中發(fā)現(xiàn)的I類的不同之處還在于其亞細(xì)胞定位，nb類主要定位于細(xì)胞質(zhì)中，而IIa類在細(xì)胞核和細(xì)胞質(zhì)之間穿梭。與I類HDAC不同，IIa類HDAC是受組織限制的， 在心臟、骨骼肌和腦中具有特別高水平的表達(dá)(aiang等，200幻。III類是不受TSA影響的 NAD+依賴性蛋白家族，并且認(rèn)為IV類是其自身的非典型類別。HDACll歸類于V類。考慮到HDAC在細(xì)胞過程中所起的重要作用，HDAC抑制劑(HDACi)的醫(yī)學(xué)應(yīng)用是研究的活躍區(qū)域。但是，HDACi的許多用途是在不了解其基礎(chǔ)機(jī)制時發(fā)現(xiàn)的。例如，在精神病學(xué)和神經(jīng)學(xué)中，使用丙戊酸作為情緒穩(wěn)定劑和抗癲癇藥有很長的歷史。當(dāng)將丙戊酸用作許多其它作為抗驚厥藥而被研究的化合物的載劑時，偶然發(fā)現(xiàn)了丙戊酸的抗驚厥性。不久以后將丙戊酸鑒定為HDACi。近年來，HDACi作為緩和劑或用于神經(jīng)退行性疾病的治療而被活躍地研究。還付出了大量精力來開發(fā)癌治療用HDACi。例如，最近已經(jīng)批準(zhǔn)伏立諾他 (Vorinostat) (SAHA)用于治療皮膚T細(xì)胞淋巴瘤(CTCL)。用于CTCL的處于臨床評價的替代試劑是環(huán)狀縮酚肽天然產(chǎn)物(Romidepsin)，其是I類HDAC的強(qiáng)效抑制劑。另外，臨床實(shí)驗(yàn)正在研究丙戊酸對受感染人中的HIV潛伏庫的影響。雖然對于HDACi的醫(yī)學(xué)應(yīng)用的興趣不斷增長，這些化合物工作的確切機(jī)制仍未被良好地理解。因此，這些努力很大程度上由猜測和試錯實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)。使用HDACi的一個特別的問題在于大多數(shù)已知的抑制HDAC活性的小分子被設(shè)計(jì)成通過靶向HDAC的催化活性而起作用。但是，由于該活性位點(diǎn)是大量不同的HDAC同種型共有的保守性特征，其天生難以鑒定具有同種型選擇性的HDACi。因此，大多數(shù)HDACi具有較低的特異性，不能特異性靶向任何特定種類的HDAC。例如，曲古抑菌素A(TSA)是目前已知的最強(qiáng)效的可逆HDACi中的一種，其IC5tl在較低的納摩爾范圍內(nèi)。具有羥肟酸基團(tuán)和與苯基連接的五碳原子連接子的TSA具有可適配至HDAC的活性位點(diǎn)內(nèi)的最佳構(gòu)象(de Ruijter 等，2003 ；Somoza等，2004)。據(jù)認(rèn)為所有HDAC對于受TSA的抑制具有大致相等的敏感性。因此，發(fā)現(xiàn)抑制HDAC的功能并由此調(diào)節(jié)相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的活性的小分子的主要障礙，在于目前的現(xiàn)有技術(shù)致力于發(fā)現(xiàn)和優(yōu)化已經(jīng)通過HDACi與HDAC酶的活性位點(diǎn)結(jié)合的能力而得到鑒定和評價的HDACi。通常，這些HDACi具有通用結(jié)構(gòu)R-L-Z，其中R是經(jīng)由較短的脂肪族連接子L連接至Zn2+螯合基團(tuán)Z的蛋白表面識別基團(tuán)，Z與活性位點(diǎn)鋅原子結(jié)合。在已知HDACi中出現(xiàn)的最常見螯合基團(tuán)(Z)是羥肟酸(TSA、伏立諾他、LAQ824, belinostat)、硫醇衍生物(Π(228、拉格唑拉(Iargazole))或親電子性酮(trapoxin A)。此類與如Si2+等金屬陽離子緊密結(jié)合的基團(tuán)的潛在缺點(diǎn)在于它們對特定的蛋白可能缺乏足夠的選擇性，從而引起各種副作用。另一類已知的HDACi是特征在于鄰氨基?；桨?2-氨基?；桨?部分的苯甲酰胺類，包括MS-725、MG⑶0103、庚二?；桨粪彴被；桨?PAOA)和化合物 106 (N1- (2-氨基苯基)-N7-對甲苯基庚烷二酰胺)，化合物106經(jīng)研究認(rèn)為是包括弗里德賴希氏共濟(jì)失調(diào)和亨廷頓病在內(nèi)的神經(jīng)退行性疾病的潛在治療物(Chou等，2008 ；Herman等， 2006 ；Paris 等，2008 ；Rai 等，2008 ；Thomas 等，2008 ；Wong 等，2003)。雖然該類 HDACi 作用的詳細(xì)分子機(jī)制尚未知，但是據(jù)推測這些分子涉及鄰氨基酰基苯氨基與HDAC活性位點(diǎn)的鋅原子的結(jié)合，但是缺乏所述結(jié)合基序的任何直接證據(jù)。另外，發(fā)現(xiàn)所述分子顯示的生物活性涉及HDAC功能的抑制，盡管其它非選擇性HDACi并未顯示出類似的活性。例如，化合物106雖然具有較弱的HDAC抑制，但據(jù)顯示其非?；钴S地誘導(dǎo)frataxin，而諸如SAHA等緊密相關(guān)的HDACi不具有這類活性。因此，考慮到該類化合物作用的分子機(jī)制的缺乏，妨礙了對其治療潛能進(jìn)行優(yōu)化。由各種HDAC同種型的良好調(diào)控生物作用所產(chǎn)生的數(shù)種其他因子，對于設(shè)計(jì)HDACi 的常規(guī)方法造成了進(jìn)一步的挑戰(zhàn)。實(shí)驗(yàn)顯示，在存在HDACi時乙?；M蛋白的量增加。但是，通過經(jīng)DNA結(jié)合的轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行的HAT和HDAC的募集引起多蛋白轉(zhuǎn)錄調(diào)控復(fù)合物的形成，該多蛋白轉(zhuǎn)錄調(diào)控復(fù)合物賦予細(xì)胞類型特異性和對從屬基因(subordinate gene)陣列的信號依賴性調(diào)控。使用不加區(qū)別地抑制HDAC的HDACi類似于將猴子農(nóng)場(monkey ranch) 擲入復(fù)雜且經(jīng)過精巧平衡的機(jī)器中。這解釋了在許多涉及HDACi的實(shí)驗(yàn)中所觀察到的眾多不期望的副作用。對HDACi的醫(yī)學(xué)用途進(jìn)行研究時遇到的問題也是研究表觀遺傳調(diào)控的研究中所共有的。表觀遺傳調(diào)控是不永久性地改變DNA序列而建立可遺傳基因表達(dá)模式。其已經(jīng)表現(xiàn)為調(diào)控細(xì)胞功能的關(guān)鍵機(jī)制。表觀遺傳調(diào)控的變化是許多疾病，特別是癌的標(biāo)志。正在開發(fā)的作為治療這些疾病的藥物的小分子通常經(jīng)由表型篩選發(fā)現(xiàn)，其通過調(diào)節(jié)細(xì)胞過程的表觀遺傳控制起作用。 同樣，表觀遺傳調(diào)控的基礎(chǔ)機(jī)制是令人極為關(guān)注的領(lǐng)域。同時，對小分子表觀遺傳調(diào)控劑的搜索正在成為非常有前景的藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域。由于表觀遺傳調(diào)控很大程度上經(jīng)由通過酶對染色質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的化學(xué)修飾而實(shí)現(xiàn)， 所述酶作用于DNA(例如DNA胞嘧啶甲基轉(zhuǎn)移酶)或蛋白(例如，HAT、HDAC、組蛋白甲基化酶和組蛋白脫甲基酶)，在該背景下，HDAC調(diào)控DNA轉(zhuǎn)錄的作用可以視為表觀遺傳調(diào)控的組成部分。與HDACi類似，表觀遺傳調(diào)控劑的大多數(shù)現(xiàn)有化學(xué)調(diào)節(jié)劑通過與酶的催化位點(diǎn)結(jié)合而抑制這些酶，所述催化位點(diǎn)經(jīng)常是具有不同細(xì)胞作用的多種酶所共有的。雖然關(guān)于諸如MEF2等轉(zhuǎn)錄因子的作用取得最新進(jìn)展，并且其涉及數(shù)種主要疾病， 但是無法鑒定能夠調(diào)節(jié)MEF2的功能的小分子。所述分子會促進(jìn)該領(lǐng)域的進(jìn)展，并且會產(chǎn)生用于MEF2相關(guān)疾病的基于機(jī)制或基于結(jié)構(gòu)的新型治療應(yīng)用，所述MEF2-相關(guān)疾病包括炎癥、自體免疫疾病、神經(jīng)退行性疾病、癌和心血管疾病。因此，該研究領(lǐng)域的通常問題是缺乏能夠靶向特定的表觀遺傳調(diào)控酶或蛋白的小分子。另一問題還在于缺乏設(shè)計(jì)、評價和優(yōu)化所述小分子的方法，其方式在于給予所需選擇性而沒有由橫跨整個酶或蛋白類型的廣譜活性引起的相關(guān)缺點(diǎn)。所述分子作為研究表觀遺傳調(diào)控的基礎(chǔ)機(jī)制的分子工具以及作為用于靶向治療干預(yù)的治療劑會具有重要應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
通過深入的生化和結(jié)構(gòu)研究(Guo等，2007 ；Han等，2005 ；Han等，2003)，本發(fā)明人意外地發(fā)現(xiàn)了使得可以使用小分子調(diào)節(jié)MEF2的活性的獨(dú)特MEF2結(jié)構(gòu)特征。該發(fā)現(xiàn)是本發(fā)明的核心，因?yàn)槠溥`反了常規(guī)觀點(diǎn)并且開放了各種可能性?；谠撘馔獍l(fā)現(xiàn)，發(fā)明人設(shè)計(jì)了一種通過經(jīng)由界面抑制劑阻斷轉(zhuǎn)錄因子與其輔因子之間的相互作用而調(diào)節(jié)細(xì)胞過程的通用策略。因此，本發(fā)明還提供了用于鑒定、篩選、檢驗(yàn)和合成能夠與位于所述因子-輔因子復(fù)合物的界面表面中的位點(diǎn)結(jié)合并由此干擾所述復(fù)合物的形成的小分子調(diào)節(jié)劑。因此，本發(fā)明已經(jīng)解決了靶向諸如MEF2等迄今為止“不可藥用(undrugable) ”的轉(zhuǎn)錄因子的長期存在的問題。關(guān)于HDACi所面臨的特異性問題，本發(fā)明提供了開發(fā)具有HDAC功能的小分子調(diào)節(jié)劑的替代方法。本發(fā)明靶向HDAC與調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄所需的相關(guān)轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合位點(diǎn)，而不是靶向特定HDAC的活性位點(diǎn)。由于不同的HDAC亞型會具有與不同轉(zhuǎn)錄因子結(jié)合的不同表面，通過靶向這些蛋白-蛋白相互作用的界面，由保守性活性位點(diǎn)造成的特異性問題得以解決。具體而言，本發(fā)明針對轉(zhuǎn)錄因子MEF2和IIa類HDAC之間的相互作用。MEF2的活性受IIa類HDAC控制，所述IIa類HDAC結(jié)合特定啟動子上的MEF2，從而抑制靶基因表達(dá)(Potthoff和Olson，2007)。正在開發(fā)的用于治療各種癌的HDAC的一些小分子抑制劑 (HDACi)，也在涉及MEF2和HDAC活性的失調(diào)的疾病中顯示出治療潛能，所述疾病包括心臟肥大、神經(jīng)退行性疾病和免疫功能障礙(Morrison等，2007 ；Paris等，2008)。這些觀察表明，阻斷IIa類HDAC:MEF2相互作用的小分子可能作為成員特異性HDACi提供類似的治療益處(Guo 等，2007 ；Han 等，2005 ；Han 等，2003)。IIa類HDAC在肌肉細(xì)胞、神經(jīng)元細(xì)胞和T細(xì)胞中與MEF2密切地起作用。IIa類 HDAC不結(jié)合DNA，但依賴于其與經(jīng)DNA結(jié)合的MEF2的相互作用以用于啟動子靶向。該相互作用受較短的兩親性螺旋結(jié)構(gòu)介導(dǎo)，該螺旋結(jié)構(gòu)在IIa類HDAC而非其它HDAC中是保守的，且與MEF2的MADS盒/MEF2結(jié)構(gòu)域上的疏水溝結(jié)合(Guo等，2007 ；Han等，2005 ；Han等， 2003)。所述配體/受體樣結(jié)合機(jī)制表明，可以使用小分子來阻斷IIa類HDAC向MEF2-特異性啟動子的募集(Guo等，2007 ；Han等，2005 ；Han等，2003)。本發(fā)明基于以下系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生化研究(Guo等，2007 ；Han等，2005 ；Han等，2003)， 該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生化研究表明與MEF2結(jié)合的小分子能夠調(diào)節(jié)其在募集諸如Cabinl、IIa類 HDAC和p300/CBP等轉(zhuǎn)錄輔調(diào)控子方面的活性。大多數(shù)這些輔調(diào)控子具有修飾染色質(zhì)的固有功能(例如HDAC、p300和CBP)或募集染色質(zhì)修飾酶和機(jī)構(gòu)的能力(例如結(jié)合Cabinl、 HPl、CtBP的mSin3A，結(jié)合IIa類HDAC的14-3- 。因此，結(jié)合MEF2并調(diào)節(jié)其與其它轉(zhuǎn)錄輔調(diào)控子的相互作用的小分子，可以充當(dāng)其中MEF2起關(guān)鍵調(diào)控作用的組織中的表觀遺傳調(diào)節(jié)子。所以這些小分子可用于治療其中MEF2依賴性基因表達(dá)的活性失調(diào)的疾病。失調(diào)可由以下引起MEF2和其相關(guān)因子的遺傳突變、引起MEF2功能的激活不足或激活過度的信號減少或過量、結(jié)合并與MEF2相互作用的輔因子的異常表達(dá)不足或表達(dá)過量。MEF2結(jié)合性小分子的潛在臨床應(yīng)用包括但不限于肌肉系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)的疾病。肌肉系統(tǒng)中的疾病有由MEF2功能不平衡引起的心臟肥大、肌纖維類型重塑和其它肌肉相關(guān)疾病。免疫系統(tǒng)中的疾病有各種由MEF2依賴性基因表達(dá)過多或過少引起的自體免疫疾病或免疫缺陷。MEF2結(jié)合性小分子還可用于操作調(diào)控性T細(xì)胞的功能和總體免疫應(yīng)答以避免移植排斥。由于MEF2依賴性基因表達(dá)與突觸重塑和神經(jīng)元存活密切相關(guān)，MEF2結(jié)合性小分子還可用于治療由MEF2功能失調(diào)引起的各種神經(jīng)退行性疾病(例如阿爾茨海默氏病和亨廷頓病等)、孤獨(dú)癥、精神病以及學(xué)習(xí)力和記憶力受損。因?yàn)楸景l(fā)明的小分子調(diào)節(jié)劑通過靶向位于轉(zhuǎn)錄因子和其輔因子的蛋白-蛋白相互作用界面處的結(jié)合位點(diǎn)起作用，本文還將它們稱為界面抑制劑。已經(jīng)解釋了本發(fā)明的基本原理，現(xiàn)在總結(jié)本發(fā)明的各方面和實(shí)施方式如下在第一方面，本發(fā)明提供了用于篩選、鑒定或優(yōu)化候選界面抑制劑的檢驗(yàn)。本發(fā)明該方面的檢驗(yàn)通常會包括使候選界面抑制劑與評價元件(evaluating element)接觸的步驟，所述評價元件包括由蛋白-蛋白界面限定的分子表面，該分子表面包括各MEF2單體的β鏈S1、S2和S3以及螺旋H2，和來自Cabinl、HDAC4以及HDAC9的較短螺旋基序。在一些優(yōu)選實(shí)施方式中，評價元件與提供關(guān)于候選抑制劑的信息的報道元件可操作地結(jié)合。在優(yōu)選實(shí)施方式中，所述檢驗(yàn)為基于細(xì)胞的熒光素酶檢驗(yàn)，該熒光素酶檢驗(yàn)允許對結(jié)合MEF2 并調(diào)節(jié)其與轉(zhuǎn)錄輔調(diào)控子結(jié)合的小分子進(jìn)行快速且高通量的篩選和優(yōu)化。該檢驗(yàn)由發(fā)明人實(shí)驗(yàn)室基于對MEF2復(fù)合物進(jìn)行的長達(dá)10年的結(jié)構(gòu)和生化研究而開發(fā)。本發(fā)明聲明，通過晶體學(xué)研究首次鑒定、并通過本發(fā)明中的結(jié)構(gòu)指導(dǎo)的突變研究進(jìn)一步證明的蛋白-蛋白界面，可充當(dāng)對MEF2結(jié)合性小分子進(jìn)行高度特異性和靈敏性篩選的分子基礎(chǔ)。其它實(shí)施方式中，所述檢驗(yàn)的評價元件可以與物理檢驗(yàn)或任何體外結(jié)合檢驗(yàn)和基于細(xì)胞熒光素酶報道子檢驗(yàn)、基于通過本發(fā)明鑒定的蛋白-蛋白界面的轉(zhuǎn)基因報道子檢驗(yàn)一起實(shí)施，所述物理檢驗(yàn)包括但不限于牽出、共免疫沉淀或熒光猝滅和各向異性。在第二方面，本發(fā)明還提供在各種哺乳動物組織中可用作MEF2依賴性轉(zhuǎn)錄的表觀遺傳調(diào)節(jié)劑的化合物，所述哺乳動物組織包括但不限于肌肉系統(tǒng)、免疫系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)。在一些優(yōu)選實(shí)施方式中，本發(fā)明該方面的化合物可以包括但不限于之前公開的化合物 (Chou 等，2008 ；Herman 等，2006 ；Paris 等，2008 ；Rai 等，2008 ；Thomas 等，2008 ；Wong 等， 2003)，庚二?；桨粪彴被；桨乏宝?Α，和市售同系物辛二?；桨粪彴被；桨?(或BML-210)以及它們的結(jié)構(gòu)相關(guān)衍生物。在第三方面，本發(fā)明還提供了由位于MEF2上的BML-210結(jié)合位點(diǎn)限定的分子框架，該分子框架源自由與MEF2結(jié)合的BML-210的晶體結(jié)構(gòu)建立的結(jié)構(gòu)框架，如表1中的晶體結(jié)構(gòu)坐標(biāo)所示。將BML-210與結(jié)合至DNA的MEF2A(1_78) 二聚體共結(jié)晶。晶體衍射分辨率為2.4A，并且所述結(jié)構(gòu)通過使用MEF2A(l-78) :DNA復(fù)合物作為搜索模型的分子置換來解析(Santelli和Richmond，2000)。BML-210采取延伸構(gòu)象來結(jié)合到MEF2的疏水口袋中 (圖Id)。所述分子的一端(苯基酰胺基)被許多疏水殘基圍繞，所述疏水殘基包括Leu66、 Leu67, Thr70, Leu66'(撇號表示來自其它單體的殘基)和Thr70'。位于該末端的酰胺基還處在能夠參與分別與Thr70和Thr70'的氫鍵相互作用的位置。在BML-210的另一端， 環(huán)-鏈(ring-link)電子密度處于被Asn73、Gln56 ‘、Asp61'和Asp63'圍繞的較為親水的環(huán)境中。該區(qū)域?qū)?yīng)于鄰氨基?；桨被?。此處鄰氨基酰基苯氨基及其酰胺基與MEF2的殘基形成密切的范德華力接觸和可能的氫鍵相互作用(圖Id)。辛二酰胺的亞甲基緊貼配合在兩個MEF2分子的螺旋H2之間，形成與MEF2殘基的主鏈和側(cè)鏈的許多接觸，所述MEF2 殘基大多數(shù)具有疏水性(圖Id)?；谂cMEF2結(jié)合的BML-210的晶體結(jié)構(gòu)，本發(fā)明人聲明， 接觸BML-210和PAOA或非常接近接觸BML-210和PAOA的表面殘基可用于通過基于實(shí)驗(yàn)和計(jì)算的方法指導(dǎo)MEF2小分子的設(shè)計(jì)和篩選。這些殘基包括所有暴露的位于MEF2的Si、 S2和S3鏈和螺旋H2上的殘基。該結(jié)構(gòu)框，連同與本發(fā)明所述的高通量、特異性、靈敏性檢驗(yàn)，使得能夠快速設(shè)計(jì)和優(yōu)化MEF2結(jié)合性小分子，所述MEF2結(jié)合性小分子包括BML210和 PAOA衍生物以及基于新型分子支架的分子。與本發(fā)明所述的MEF2結(jié)合的BML-210的晶體結(jié)構(gòu)，除了限定本文所述的小分子MEF2結(jié)合位點(diǎn)之外，還首次披露了可能的對于鄰氨基?；桨凡糠值慕Y(jié)合位點(diǎn)，所述鄰氨基?；桨凡糠执嬖谟贐ML-210和其它含苯甲酰胺HDAC 抑制劑中。特別地，該結(jié)合位點(diǎn)不同于之前對于該類HDAC抑制劑假定的HDAC酶活性位點(diǎn)。在第四方面，本發(fā)明提供了用于與由以上第三方面中的分子框架限定的界面結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合的MEF2結(jié)合性小分子。在一個實(shí)施方式中，所提供的分子是具有以下結(jié)構(gòu)通式的 MEF2結(jié)合性小分子，所述結(jié)構(gòu)通式源自從與MEF2結(jié)合的BML-210的晶體結(jié)構(gòu)衍生的經(jīng)鑒定的結(jié)合位點(diǎn)。將所提供的小分子設(shè)計(jì)成與所述結(jié)構(gòu)折疊體結(jié)合，并且有可能會以較高的親和性和選擇性結(jié)合MEF2。本發(fā)明的該實(shí)施方式提供的化合物包括與MEF2結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合的具有通式Ra-L-Rb的化合物，其中Ra是與MEF2結(jié)合位點(diǎn)的疏水區(qū)結(jié)合的識別基團(tuán)，其選自包括以下基團(tuán)的組低級烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、烷氧基、芳氧基；烷硫基、芳硫基、或= 0)-、 RcRdN(SO2)-,其中Rc和Rd獨(dú)立地選自由氫、烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、雜芳基、烷氨基、二烷基氨基、芳氨基或雜芳基氨基組成的組。L是由至多20個碳原子的鏈組成的連接子，條件是至多3個碳原子可以被氧、氮或硫原子置換，并且另一條件是其可以包括選自由以下基團(tuán)組成的組的取代基烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、苯并基(benzo)、羥基、烷氧基、芳氧基、氧雜基 (oxa)、酮基、酰氨基、磺酰氨基或氟。Rb是與MEF2結(jié)合位點(diǎn)的親水區(qū)結(jié)合的識別基團(tuán)，其選自包括以下基團(tuán)的組 低級烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、或ReRdNC ( = 0)-、 RcRdN(SO2)，其中Rc和Rd獨(dú)立地選自由氫、烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、雜芳基、烷氨基、二烷基氨基、芳氨基或雜芳基氨基組成的組。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，所提供的化合物具有通式結(jié)構(gòu)Ar1-L1-L2-L3-Ar2,其中Ar1 和Ar2獨(dú)立選自由以下芳香環(huán)組成的組的芳香環(huán)苯、萘、吡啶、嘧啶、吡嗪、喹啉、異喹啉、吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、批唑、嚅唑、噻唑、異嚅唑、噴哚、苯并咪唑、苯并噻唑、苯并嚅唑，條件是所述芳香環(huán)可以含有至多7個選自由以下基團(tuán)組成的組的取代基氫、烷基、烯基、炔基、 烷氧基、芳基、雜芳基、氨基、烷氨基、二烷基氨基、芳氨基、雜芳基氨基、羥基或商素。所述取代基還能夠連接在一起形成至多12個原子的環(huán)；L1和L3是獨(dú)立選自由以下基團(tuán)組成的組中的連接基團(tuán)氨基、烷氨基、芳氨基、氧雜基、酮基、NHC( = 0)、NR(C = 0)、S( = 0)或 _S( = 0)2-；L2是選自由至多10個碳原子的鏈組成的組中的連接基團(tuán)，條件是至多3個碳原子可以被氧、氮或硫原子置換，并且另一條件是這些原子可以含有選自由以下基團(tuán)組成的組的取代基烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、苯并基、羥基、烷氧基、芳氧基、氧雜基、酮基、酰氨基、磺酰氨基或氟。在另一優(yōu)選實(shí)施方式中，所提供的化合物具有通式
權(quán)利要求
1.一種調(diào)節(jié)細(xì)胞過程的方法，所述方法包括選擇與待調(diào)節(jié)的細(xì)胞過程相關(guān)的靶轉(zhuǎn)錄因子或輔因子；使所述轉(zhuǎn)錄因子或輔因子與界面抑制劑接觸，其中所述界面抑制劑能夠與位于所述轉(zhuǎn)錄因子或輔因子和結(jié)合伴侶之間的界面上的結(jié)合位點(diǎn)選擇性結(jié)合，由此，干擾所述轉(zhuǎn)錄因子或輔因子和所述結(jié)合伴侶之間的相互作用。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)錄輔因子是HDAC酶。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述HDAC酶是選自由I類和II類HDAC組成的組中的一種。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述HDAC酶是選自由IIa類HDAC組成的組中的一種。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述界面結(jié)合位點(diǎn)由所述HDAC酶和MEF2之間的界面限定。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述界面結(jié)合位點(diǎn)由所述HDAC酶和將所述HDAC募集至靶染色質(zhì)區(qū)的輔因子之間的界面限定。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)錄因子選自由MEF2、F0XP3組成的組。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述細(xì)胞過程是與轉(zhuǎn)錄失調(diào)相關(guān)的一種細(xì)胞過程。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述界面活性劑是具有通式Ra-L-Rb且能夠與MEF2 界面結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合的化合物，并且其中Ra是與MEF2結(jié)合位點(diǎn)的疏水區(qū)結(jié)合的識別基團(tuán)，其選自包括以下基團(tuán)的組低級烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、或!TRdNC( = 0)-、 RcRdN(SO2)，其中Rc和Rd獨(dú)立地選自由氫、烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、雜芳基、烷氨基、二烷基氨基、 芳氨基或雜芳基氨基；L是由至多20個碳原子的鏈組成的連接子，條件是至多3個碳原子可以被氧、氮或硫原子置換，并且另一條件是L可以包括選自由以下基團(tuán)組成的組中的取代基烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、苯并基、羥基、烷氧基、芳氧基、氧雜基、酮基、酰氨基、 磺酰氨基或氟；Rb是與MEF2結(jié)合位點(diǎn)的親水區(qū)結(jié)合的識別基團(tuán)，其選自包括以下基團(tuán)的組低級烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、或!TRdNC( = 0)-、 RcRdN(SO2)-,其中Rc和Rd獨(dú)立地選自由氫、烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、雜芳基、烷氨基、二烷基氨基、 芳氨基或雜芳基氨基。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述界面活性劑是具有通式Ar1-L1-L2-L3-Ar2且能夠與MEF2界面結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合的化合物，并且其中Ar1和Ar2獨(dú)立選自由以下基團(tuán)組成的組的芳香環(huán)苯、萘、吡啶、嘧啶、吡嗪、喹啉、異喹啉、吡咯、呋喃、噻吩、咪唑、批唑、嚅唑、噻唑、異嚅唑、噴哚、苯并咪唑、苯并噻唑、苯并嚅唑， 條件是所述芳香環(huán)可以含有至多7個選自由以下基團(tuán)組成的組的取代基氫、烷基、烯基、 炔基、烷氧基、芳基、雜芳基、氨基、烷氨基、二烷基氨基、芳氨基、雜芳基氨基、羥基或鹵素； 所述取代基還能夠連接在一起形成至多12個原子的環(huán)；L1和L3是獨(dú)立選自由以下基團(tuán)組成的組的連接基團(tuán)氨基、烷氨基、芳氨基、氧雜基、酮基、NHC( = 0)、NR(C = 0)、S( = 0)或 _S( = 0)2-；L2是選自由至多10個碳原子的鏈組成的組的連接基團(tuán)，條件是至多3個碳原子可以被氧、氮或硫原子置換，并且另一條件是這些原子可以含有選自由以下基團(tuán)組成的組的取代基烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、苯并基、羥基、烷氧基、芳氧基、氧雜基、酮基、酰氨基、 磺酰氨基或氟。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述界面抑制劑是具有以下通式的化合物其中R1 Rki獨(dú)立選自由以下基團(tuán)組成的組L1和L3是獨(dú)立選自由以下基團(tuán)組成的組中的連接基團(tuán)氨基、烷氨基、芳氨基、氧雜基、 酮基、NHC( = 0)、NR(C = 0)、S( = 0)或 _S( = 0)2-；L2是選自由至多10個碳原子的鏈組成的組的連接基團(tuán)，條件是至多3個碳原子可以被氧、氮或硫原子置換，并且另一條件是這些原子可以含有選自由以下基團(tuán)組成的組的取代基烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、苯并基、羥基、烷氧基、芳氧基、氧雜基、酮基、酰氨基、磺酰氨基或氟。
12.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述界面抑制劑是能夠與MEF2界面結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合的化合物，并且所述化合物具有選自由以下式組成的組的式
13.一種治療罹患與轉(zhuǎn)錄因子依賴性失調(diào)相關(guān)的疾病的患者的方法，所述方法包括 對所述患者施用藥理學(xué)有效量的界面抑制劑，其中所述界面抑制劑是能夠與靶轉(zhuǎn)錄因子或其輔因子選擇性結(jié)合的一種界面抑制劑，其中已知所述轉(zhuǎn)錄因子或輔因子與所述疾病過程相關(guān)。
14.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述疾病是選自移植排斥、炎癥、自體免疫疾病、 神經(jīng)退行性疾病、癌和心血管疾病的一種疾病。
15.如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)錄因子是將HDAC募集至靶DNA區(qū)的一種轉(zhuǎn)錄因子。
16.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)錄因子選自MEF2、F0XP3或其組合。
17.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)錄輔因子是HDAC的成員。
18.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)錄輔因子選自由I類和II類HDAC組成的組的一種轉(zhuǎn)錄輔因子。
19.如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述HDAC失調(diào)相關(guān)疾病是選自由癌、神經(jīng)退行性疾病、心臟病或其組合組成的組的一種疾病。
20.一種鑒定和優(yōu)化用于調(diào)節(jié)所選的轉(zhuǎn)錄因子或輔因子與其結(jié)合伴侶之間的相互作用的界面抑制劑的方法，所述方法包括a.獲得代表所述轉(zhuǎn)錄因子或輔因子的晶體結(jié)構(gòu)、或含有功能重要的界面的其部分的一組相對坐標(biāo)，其中所述坐標(biāo)代表在所述轉(zhuǎn)錄因子或輔因子與其結(jié)合伴侶或先導(dǎo)化合物處于復(fù)合狀態(tài)時所述轉(zhuǎn)錄因子或輔因子所采取的構(gòu)象；和b.基于代表所述界面的所述坐標(biāo)的一部分來設(shè)計(jì)抑制劑。
21.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)錄因子是MEF2或F0XP3。
22.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述轉(zhuǎn)錄輔因子選自由I類和II類HDAC組成的組。
23.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述坐標(biāo)包含表1中各MEF2單體的β鏈Si、S2 和S3以及螺旋Η2。
24.如權(quán)利要求17所述的方法，其中所述坐標(biāo)是表1中的坐標(biāo)。
25.一種用于篩選、鑒定或優(yōu)化適于用作界面抑制劑的先導(dǎo)化合物的檢驗(yàn)，所述檢驗(yàn)包括提供評價元件，其中所述評價元件包含分子框架，所述分子框架具有代表轉(zhuǎn)錄因子或輔因子的界面結(jié)合位點(diǎn)的結(jié)構(gòu)；使測試化合物與所述評價元件接觸；和根據(jù)來自所述評價元件的預(yù)定響應(yīng)將所述測試化合物鑒定為先導(dǎo)物。
26.如權(quán)利要求25所述的檢驗(yàn)，其中所述評價元件是雙雜交檢驗(yàn)系統(tǒng)，所述雙雜交檢驗(yàn)系統(tǒng)具有與所選的轉(zhuǎn)錄因子或輔因子融合的結(jié)合域、與所述轉(zhuǎn)錄因子或輔因子的結(jié)合伴侶融合的激活域、以及報道基因，其中當(dāng)所述報道信號低于預(yù)定水平時，將所述測試化合物鑒定為先導(dǎo)化合物。
27.如權(quán)利要求沈所述的檢驗(yàn)，其中所述轉(zhuǎn)錄因子是MEF2D的成員，并且所述結(jié)合伴侶是HDAC的成員。
28.如權(quán)利要求沈所述的檢驗(yàn)，其中所述轉(zhuǎn)錄因子是MEF2D并且所述結(jié)合伴侶是HDAC 或其相互作用部分，其中所述相互作用部分包含與MEF2D結(jié)合的HDAC4的區(qū)段。
29.如權(quán)利要求25所述的檢驗(yàn)，其中所述轉(zhuǎn)錄因子是選自MEF2、F0XP3和其它將HDAC 募集至DNA的類似轉(zhuǎn)錄因子中的一種轉(zhuǎn)錄因子。
30.一種用于執(zhí)行權(quán)利要求沈所述的檢驗(yàn)的試劑盒，所述試劑盒包含編碼所述融合的結(jié)合域和作用域的載體。
31.一種用于抑制所選HDAC和轉(zhuǎn)錄因子之間的結(jié)合的化合物，所述化合物具有的結(jié)構(gòu)式選自從由以下結(jié)構(gòu)組成的組中選擇的任何結(jié)構(gòu)
32.如權(quán)利要求31所述的化合物，其中將所述化合物用作NEF2界面抑制劑。
33.一種用作MEF2界面抑制劑的化合物，所述化合物具有通式Ra-L-Rb且能夠與MEF2 界面結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，其中Ra是與所述MEF2結(jié)合位點(diǎn)的疏水區(qū)結(jié)合的識別基團(tuán)，其選自包括以下基團(tuán)的組 低級烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、或RfNW = 0)-、 ITRtlN (SO2)-,其中Rc和Rd獨(dú)立地選自由氫、烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、雜芳基、烷氨基、二烷基氨基、 芳氨基或雜芳基氨基；L是由至多20個碳原子的鏈組成的連接子，條件是至多3個碳原子可以被氧、氮或硫原子置換，并且另一條件是其可以包括選自由以下基團(tuán)組成的組的取代基烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、苯并基、羥基、烷氧基、芳氧基、氧雜基、酮基、酰氨基、 磺酰氨基或氟；Rb是與所述MEF2結(jié)合位點(diǎn)的親水區(qū)結(jié)合的識別基團(tuán)，其選自包括以下基團(tuán)的組 低級烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、烷氧基、芳氧基、烷硫基、芳硫基、或RfNW = 0)-、 ITRtlN (SO2)-,其中Rc和Rd獨(dú)立地選自由氫、烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、雜芳基、烷氨基、二烷基氨基、 芳氨基或雜芳基氨基。
34.一種用作MEF2界面抑制劑的化合物，所述化合物具有通式Ar1-L1-L2-L3-Ar2且能夠與MEF2界面結(jié)合位點(diǎn)結(jié)合，其中Ar1和Ar2獨(dú)立選自由以下芳香環(huán)組成的組的芳香環(huán)苯、萘、吡啶、嘧啶、吡嗪、喹啉、異喹啉、批咯、呋喃、噻吩、咪唑、批唑、嗝唑、噻唑、異喁唑、Π引哚、苯并咪唑、苯并噻唑、苯并嘴唑，條件是所述芳香環(huán)可以含有至多7個選自由以下基團(tuán)組成的組的取代基氫、烷基、烯基、炔基、烷氧基、芳基、雜芳基、氨基、烷氨基、二烷基氨基、芳氨基、雜芳基氨基、羥基或鹵素；所述取代基還能夠連接在一起形成至多12個原子的環(huán)；L1和L3是獨(dú)立選自由以下基團(tuán)組成的組的連接基團(tuán)氨基、烷氨基、芳氨基、氧雜基、酮基、NHC( = 0)、NR(C = 0)、S( = 0)或 _S( = 0)2-；L2是選自由至多10個碳原子的鏈組成的組的連接基團(tuán)，條件是至多3個碳原子可以被氧、氮或硫原子置換，并且另一條件是這些原子可以含有選自由以下基團(tuán)組成的組的取代基烷基、烯基、炔基、芳基、雜芳基、苯并基、羥基、烷氧基、芳氧基、氧雜基、酮基、酰氨基、 磺酰氨基或氟。
35. 一種用作MEF2界面抑制劑的化合物，所述化合物具有以下通式
36. 一種用于調(diào)節(jié)HDAC和NEF2之間的相互作用的組合物，所述組合物包含如權(quán)利要求 31、33、34、35所述的化合物或其組合。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)錄因子、特別是將表觀遺傳調(diào)控劑(組蛋白修飾酶)募集至特定的DNA啟動子的轉(zhuǎn)錄因子的功能的方法和組合物。靶向的轉(zhuǎn)錄因子包括但不限于肌細(xì)胞增強(qiáng)因子(MEF2)、叉狀頭/翼狀螺旋轉(zhuǎn)錄因子FOXP3和轉(zhuǎn)錄因子GATA3。本發(fā)明還公開了MEF2和其相關(guān)因子的小分子調(diào)節(jié)劑以及它們的治療應(yīng)用，所述相關(guān)因子包括但不限于組蛋白脫乙酰酶(HDAC)、p300/CBP和Cabin1。
文檔編號A61P29/00GK102271668SQ200980153697
公開日2011年12月7日 申請日期2009年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月5日
發(fā)明者N·加壓特拉卡, 尼科斯·A.·佩塔西斯, 陳林, 韓愛東 申請人:南加州大學(xué)