專利名稱：作為突變cftr蛋白的調(diào)節(jié)劑的化合物及其在治療與cftr蛋白失常相關的疾病中的用途的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及能夠改變突變CFTR蛋白的功能的新型蛋白調(diào)節(jié)劑，以及它們在治療與CFTR蛋白失常(malfunction)相關的疾病中的用途。本發(fā)明提供校正CFTR突變蛋白的細胞變化的組合物、藥物制劑和方法，其中CFTR突變是突變Λ F508-CFTR，或另一 II類突變。
背景技術：
囊性纖維化(也稱為CF或黏液粘稠病)是人類中最常見的致死性遺傳疾病之一。CF是遺傳常染色體隱性遺傳疾病，約影響2，500個活產(chǎn)兒中的I個兒童(I)。CF由cftr基因突變引起，其中cftr基因編碼具有上皮氯離子通道活性的囊性纖維化跨膜轉(zhuǎn)運調(diào)節(jié)劑(CFTR蛋白)(2，3)。作為該蛋白功能受損的結果，出現(xiàn)與呼吸、消化系統(tǒng)以及男性生殖系統(tǒng)相關的嚴重癥狀(4)。截至目前，已經(jīng)確定并描述了 1600多種的CFTR基因突變(5)?；谝餋FTR蛋白失常的分子機制，CFTR基因突變被劃分為五類(6，7)。I類突變造成不完整長度的蛋白的形成，并常常涉及活性的完全喪失(例如，G542X)。II類突變引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中蛋白的異常成熟(maturation)。這些突變的作用是蛋白的過早退化(premature degradation)。因此，CFTR并未到達其應當發(fā)揮作用的細胞膜處(例如，Δ F508、A I507、S549R) (8)。具有III類突變的基因產(chǎn)物被適當?shù)睾铣?、轉(zhuǎn)運并結合到細胞膜中，但是由于蛋白的異常調(diào)控而具有降低的活性。這些突變經(jīng)常位于一個核苷酸結合域中(例如，G551D/S)。IV類突變造成跨膜蛋白的結構異常并因此降低氯通道的傳導(例如，R117H、R334W)。改變mRNA穩(wěn)定性的突變?yōu)閂 類的 CFTR 基因突變(3849+10kbC->T，5T)。存在于約90%患者(9)的至少一個等位基因中的最普遍突變是CFTR氨基酸序列第508位苯丙氨酸的缺失(Λ F508CFTR)。這是造成蛋白的過早退化的II類突變的典型實例(8，10)。該突變(在氯化物陰離子跨過質(zhì)膜流出細胞(11)以及鈉離子移動入細胞(12)的那些情形中)與水-電解質(zhì)失調(diào)相關并造成病理癥狀的出現(xiàn)。一些最嚴重的癥狀包括在上、下氣道中出現(xiàn)壅塞和黏液黏度增加，引起肺部損傷。這些癥狀創(chuàng)造出對于由例如銅綠假單胞菌(Pseudomonas aeruginosa)引起的細菌感染的發(fā)展有利的環(huán)境。而且,CFTR蛋白的失常導致外分泌胰管的 阻塞以及相關的消化疾病(13)。CFTR是具有1480個氨基酸并被分類為ABC (ATP結合盒)轉(zhuǎn)運子的糖蛋白。該蛋白由5個結構域構成。有兩個核苷酸結合結構域(NBD1和NBD2)，調(diào)節(jié)結構域(RD)和兩個結構跨膜域(TMD1和TMD2)。蛋白活性由催化調(diào)節(jié)結構域(RD)的磷酸化的cAMP依賴型蛋白激酶(PKA)調(diào)控，還通過將兩個ATP分子結合至NBDl和NBD2結構域而進行調(diào)控(14)。在公開物W02005120497 (US20080319008)中，描述了增加CFTR突變蛋白的活性(離子轉(zhuǎn)運)的化合物及其用途。該發(fā)明還提供增加CFTR突變蛋白(B卩，AF508CFTR、G551D-CFTR、G1349D-CFTR或D1152H-CFTR)的離子轉(zhuǎn)運活性的組合物、藥物制劑和方法，其可用于治療囊性纖維化(CF)。本發(fā)明的組合物和藥物制劑可以包括一種或多種含苯基甘氨酸的化合物或含磺胺的化合物或其類似物或衍生物。在公開物W02009051910中，描述了增加CFTR突變蛋白的離子轉(zhuǎn)運活性的化合物及其用途。該發(fā)明提供用于增加突變CFTR的活性的組合物、藥物制劑和方法。組合物、藥物制劑和方法可用于與突變CFTR相關的研究和疾病治療，例如囊性纖維化。該發(fā)明的組合物和藥物制劑可以包括一個或多個含有苯基甘氨酸的化合物，或其類似物或衍生物。專利公開US5948814描述染料木黃酮(genistein)化合物在治療CF中的用途。描述了一種通過在含有突變CFTR的細胞中產(chǎn)生CFTR功能來治療囊性纖維化的方法以及用于治療的治療組合物。治療方法包括對患有囊性纖維化的患者施用有效量的染料木黃酮、或染料木黃酮類似物和衍生物。在專利申請US20040006127中，描述了用于活化氯化物的方法。熒光素和衍生物在包括人類的有生命動物體的癥狀的疾病治療中有用，該疾病響應于CFTR氯通道的活化，例如囊性纖維化、彌散性支氣管擴張、肺部感染、慢性胰腺炎、男性不育和長QT綜合癥。在公開物W02006101740 (US20080318984)中，描述了用于校正CFTR突變蛋白的細胞變化的化合物及其用途。該發(fā)明提供用于校正CFTR突變蛋白(例如，Λ F508CFTR)的細胞加工的組合物、藥物制劑和方法，其可用于治療囊性纖維化。該發(fā)明的組合物和藥物制劑可以包括一種或多種含有氨基苯并噻唑的化合物、含有氨基芳基噻唑的化合物、含有喹唑啉基氨基嘧啶酮的化合物、含有雙氨基甲基雙噻唑的化合物、或含有苯基氨基喹啉的化合物、或其類似物或衍生物。在公開物W02009051909中，描述了改善CFTR突變蛋白的細胞變化的化合物及其用途。該發(fā)明提供用于增加突變CFTR的活性的組合物、藥物制劑和方法。該組合物、藥物制劑和方法可用于與突 變CFTR相關的研究和疾病治療，例如囊性纖維化。該發(fā)明的組合物可以包括一種或多種該發(fā)明的包含雙噻唑的化合物、或其類似物或衍生物。CFTR蛋白中的苯丙氨酸508出現(xiàn)在CFTR的NBDl結構域的表面。當前的結構和生物物理研究顯示，在野生型結構域蛋白與可能影響CFTR蛋白的折疊動力學和熱力學穩(wěn)定性的Λ F508突變結構域之間沒有顯著差異。解析的兩個結構域的晶體結構僅在應由F508占據(jù)的位點旁的氨基酸的整組(reorganization)上顯示出微小的差異(10)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供校正突變CFTR蛋白的細胞加工的組合物、藥物制劑和方法。如在X射線結果中所觀察到的，F(xiàn)508缺失對NBDl結構域的結構具有微小影響，并且F508缺失解釋不了突變和原始形式的CFTR蛋白在細胞中表現(xiàn)的巨大差異。出于本發(fā)明的目的，將兩種形式的蛋白的結構數(shù)據(jù)進行計算機模擬(被設計為用來確定NBDl的動態(tài)特性)。在本發(fā)明中使用分子動力學方法。該方法是基于形成模擬系統(tǒng)和求解運動方程的原子間相互作用的迭代計算(15)。這些模擬(對于NBDl的兩個研究形式)根據(jù)初始物理假設(即所謂的軌跡)得出可以被目標蛋白采用的結構組?；趯蓚€結構域的分子動力學軌跡的分析，可以分離出突變蛋白構象，其顯著不同于被野生型蛋白采用的構象狀態(tài)。構象在蛋白表面上具有兩個大口袋，位于ATP結合位點的兩側(cè)。該構象的蛋白結構被用來開發(fā)用于校正Λ F508-CFTR活性的化合物。
在本發(fā)明中已經(jīng)以方法的最高效率達成了對于本發(fā)明目的的實現(xiàn)，以及與現(xiàn)有技術中描述的實際用于囊性纖維化治療的化合物相關的問題的解決。本發(fā)明的主題涉及通式(I)的化合物，突變CFTR蛋白的調(diào)節(jié)劑:
權利要求
1.一種通式(I)的化合物，突變CFTR蛋白的調(diào)節(jié)劑:
2.根據(jù)權利要求1所述的化合物，其中Z1獨立地選自:-CR’H-、-C2H3R’ -、E或Z-C2HR，-、-C3H5R，_、E 或 Z-C3H3R, -、-OCH2-、-CH20_、-NR” CH2-、-CH2NR” -； 其中 R’ 獨立地選自:-H、鹵素、-NH2、-OH、-CN、-CF3> -CHF2^-CH2F, _SH、-SCN、-CH3, -C2H5 其中R”獨立地選自:-H、-CH3、-C2H5。
3.根據(jù)權利要求1所述的化合物，其中R1和R2獨立地選自子式(Ia):
4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的化合物，所述化合物由以下結構表示:
5.—種通式(II)的化合物，突變CFTR蛋白的調(diào)節(jié)劑:
6.根據(jù)權利要求5所述的化合物，其中所述五元環(huán)A為選自以下的任選取代的部分:
7.根據(jù)權利要求5或6所述的化合物，具有通式(IIa)或(IIb):
8.根據(jù)權利要求5所述的化合物，所述化合物由以下結構表示:
9.一種通式(II)的化合物，突變CFTR蛋白的調(diào)節(jié)劑:
10.根據(jù)權利要求9所述的化合物，具有通式(IIIb):
11.根據(jù)權利要求9或10所述的化合物，所述化合物由以下結構表示:
12.—種通式(IV)的化合物，突變CFTR蛋白的調(diào)節(jié)劑:
13.根據(jù)權利要求12所述的化合物，所述化合物由以下結構表示:
14.根據(jù)權利要求1或5或9或12所述的調(diào)節(jié)劑，其特征在于，所述調(diào)節(jié)劑對CFTR依賴型跨細胞膜離子轉(zhuǎn)運起作用，且/或所述調(diào)節(jié)劑具有增加到達細胞表面的突變CFTR蛋白的數(shù)量的能力。
15.根據(jù)權利要求1或5或9或12所述的調(diào)節(jié)劑，其特征在于，所述調(diào)節(jié)劑對突變CFTR蛋白的結構具有穩(wěn)定作用，且/或所述調(diào)節(jié)劑將與引起突變CFTR過早降解的細胞蛋白的相互作用阻斷。
16.根據(jù)權利要求1或5或9或12所述的調(diào)節(jié)劑，其特征在于，所述調(diào)節(jié)劑對突變CFTR蛋白起作用，其中所述CFTR突變是突變AF508-CFTR、或另一 II型突變。
17.根據(jù)權利要求1 16中任一項所述的調(diào)節(jié)劑或其藥學可接受鹽、或其前藥在制備用于治療與CFTR蛋白 失常相關的疾病的藥物中的用途。
18.根據(jù)權利要求17所述的用途，其中所述與CFTR蛋白失常相關的疾病為囊性纖維化。
19.根據(jù)權利要求17所述的用途，其中突變AF508-CFTR、或另一II型突變與CFTR蛋白失常有關。
全文摘要
本發(fā)明涉及能夠改變突變CFTR蛋白的功能的新的蛋白調(diào)節(jié)劑，以及它們在治療與CFTR蛋白功能失常相關的疾病中的用途。本發(fā)明提供校正突變CFTR蛋白的細胞變化的組合物、藥物制劑和方法，其中CFTR突變?yōu)橥蛔儭鱂508-CFTR、或另一II型突變。
文檔編號C07D219/10GK103228632SQ201180048679
公開日2013年7月31日 申請日期2011年6月20日 優(yōu)先權日2010年9月14日
發(fā)明者N.奧多拉茲奇, P.杰倫凱維奇, G.維喬雷克, A.埃德爾曼, D.通德萊爾, J.弗里奇 申請人:波蘭科學院生物化學與生物物理研究所