专利名称：激酶蛋白质结合抑制剂的制作方法
激酶蛋白质结合抑制剂相关申请本申请要求下述于2009年3月6日提交的美国临时申请第61/209，431号的优先权，其内容引入本文以供参考。对受联邦政府资助的研究中所做出的发明的权利声明本工作部分得到美国国家卫生研究院/NCI资助金的支持，资助金号 2-R01-CA65910-09-13。在本发明中政府享有一定的权利。
背景技术：
粘着斑激酶(Focal Adhesion Kinase, FAK)是一种重要的存活分子，其在宽范围的实体瘤中增量调节，在正常组织中以低水平表达，产生治疗窗且使该蛋白质成为用于治疗癌症的很有吸引力的靶标，如发明人的实验室[1]以及本领域中的其他主要作者最近所示[2，3]。也参见WO 2005/049852，其内容引入本文以供参考。发明人已经识别出FAK的关键结合配偶体和来自结合位点的肽，其引起癌症中的凋亡，但并不引起正常细胞中的凋亡。基于这些发现以及相关的结构和功能数据，发明人提出阻断FAK-蛋白质相互作用会导致凋亡和肿瘤细胞死亡。发明人具有证据充分的数据，证明靶向FAK相互作用对于细胞存活是重要的，并且发明人已经使用特定结合位点的原子分辨率(atomic resolution)结构数据识别小分子先导化合物。发明人已经筛选出小分子库并且识别出数个先导化合物，其干扰FAK与关键信号传导分子的结合并诱导乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、肺癌以及黑色素瘤癌细胞系中的凋亡。这些化合物中的一些以低纳摩尔的浓度引起凋亡。发明人还显示了先导化合物增加癌细胞对标准化疗药物的敏感度。发明人的数据表明FAK的肽和小分子抑制剂可以被鉴定为先导化合物，从而为靶向的新的癌症治疗药物提供基础。这些化合物将有效地减少涉及存活信号传导的两种分子的活化，并将导致癌细胞死亡及对化疗的敏感性。发明人预期，与通过靶向酪氨酸激酶的 ATP结合位点而靶向激酶活性的典型方法相比，其方法(靶向FAK蛋白质-蛋白质相互作用)在药物的发现和研发中更为成功。由于与其它基本的(essential)酪氨酸激酶的交叉反应性，数个大的制药公司未能研发出靶向激酶活性的FAK的特定抑制剂，经验表明在FAK 的情况中尤其困难。针对靶向乳腺癌、结肠癌、胰腺癌和甲状腺癌的新的药物治疗的市场是广泛的。根据美国癌症协会(American Cancer Society)估计，今年仅在美国将诊断出425，000件这些癌症的新案例。癌症的药物治疗是数个制药公司现有的主要产品线，靶向FAK的药物的研发会是对他们现有产品的自然补充。相比于其它激酶靶标，FAK在许多癌症类型中过表达。可以将靶向FAK的化合物开处方用于包括乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、甲状腺癌、肺癌和黑色素瘤的许多癌症类型。数个小组正在探索靶向FAK作为潜在的癌症治疗法。FAK的靶向通常集中于FAK 的激酶结构域。该方法已被证明是不成功的，因为对激酶结构域的中断(disruption)不会特异地干扰FAK下游的信号传导，并且其它相关的酪氨酸激酶已经受到了药物的影响。本文所述的是研究针对FAK的下游信号传导非常特异的蛋白质-蛋白质相互作用的新方法。 另外，靶向不同的FAK结合配偶体可能与不同的肿瘤类型有关。发明人的实验室在1993年首先克隆了人粘着斑激酶，并证明了其在不同的人类肿瘤中的增量调节W，5]。基于正常细胞和肿瘤细胞中的FAK生物学的知识，发明人已经识别出FAK的蛋白质-蛋白质相互作用作为针对基于小分子的肿瘤治疗的靶标。噬菌体展示分析揭示了许多潜在的FAK结合配偶体，发明人已经通过不同的方法发现了其中的一些(例如P53) W]，并且基于噬菌体展示数据表征了一些(例如VEGFR3) [7]。在体外，许多选定的肽引起了癌细胞中的存活力丧失和凋亡，但没有引起正常细胞中的存活力丧失和凋亡。这些结果表明其可能是通过模拟针对FAK的关键配偶体的结合位点而发生的。发明人正在关注FAK的三种关键的结构相互作用和特定的结合位点。发明人的方法的优势是双重的发明人有清晰的数据证明靶向FAK相互作用对于细胞存活是重要的，并且发明人使用了特定结合位点的原子分辨率的结构数据来识别小分子先导化合物[8-10]。发明人正在将这些数据用于FAK与这些小分子结合的结构分析。发明人还研发了可用于广泛的生物医学相关的靶标蛋白质的新的计算技术[11，12]。称为NCID0CK的该方法利用作为大规模分子对接实验的基础的靶标蛋白质的原子坐标，在所述对接试验中，将约140，000个小分子定位于具体的结构特征中。针对各个化合物与靶标的估计结合能，对各个化合物评分，然后将其排序以产生一列候选的先导化合物。然后发明人要求将评分最高的小分子用于功能测试ο针对FAK关键配偶体的三个选定的结合位点中的各个，发明人均对M0，000个这些化合物的化学库进行了初筛，并识别出一系列发明人已评估了对FAK功能的抑制的小分子，随后应用发明人的FAK生物学中的广泛经验和发明人已经评价过的模型系统，进行多种基于细胞的检定(存活力、增殖、移动和侵袭(motility and invasion)、细胞循环与凋亡)用于分析先导化合物的生物学活性。发明人用这些选定的FAK抑制剂检测了癌细胞系 (例如乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、肺癌或人黑色素瘤)，并已再现性地显示体外肿瘤细胞存活力的显著降低和肿瘤细胞死亡的显著增高。
发明内容
一方面，本发明提供治疗患有或易患有细胞增殖病症的受试者的方法，其包括对需要该方法治疗的受试者施用治疗有效量的能够调控FAK蛋白质-蛋白质结合相互作用的化合物。在一个实施方式中，该化合物能够与影响FAK与Mdm-2结合的结合口袋(binding pocket)结合或相互作用。在一个实施方式中，该化合物能够与由FAK-NT和Mdm-2相互作用的结构坐标 (coordinates)定义的结合口袋结合或相互作用。在另一个实施方式中，该化合物能够与由 Mdm-2的结构坐标定义的结合口袋结合或相互作用。一方面，该化合物能够调控Mdm-2和FAK-NT之间的结合相互作用。一方面，该化合物能够调控FAK-NT和Mdm-2之间的结合相互作用(例如，FAK-NT的F3叶(lobe)氨基酸 254-352 ；参见，例如 Mol. Cell. 29 :9-22 (2008))。一方面，本发明提供治疗患有或易患有细胞增殖病症的受试者的方法。该方法包括对需要该方法治疗的受试者施用治疗有效量的FAK结合抑制剂化合物(例如，本文的化合物)。另一方面，本发明提供治疗患有或易患有细胞增殖病症的受试者的方法。该方法包括对需要该方法治疗的受试者施用治疗有效量的能够通过直接调控FAK结合配偶体的结合能力而调控FAK蛋白质-蛋白质结合相互作用的化合物(例如，本文的化合物)。在另一个实施方式中，本发明提供治疗患有或易患有细胞增殖病症的受试者的方法。该方法包括对识别为需要该方法治疗的受试者施用治疗有效量的FAK抑制剂化合物或 FAK结合配偶体(例如，Mdm-2)抑制剂化合物。另一方面，本发明提供治疗患有或易患有包括癌症的细胞增殖病症的受试者的方法。该方法包括对需要该方法治疗的受试者施用治疗有效量的能够与FAK的结构域或FAK 蛋白结合配偶体结合的化合物。另一方面，本发明提供治疗患有或易患有癌症的受试者的方法，其包括对受试者施用治疗有效量的能够中断FAK结合(包括与FAK-结合配偶体)的化合物(例如，本文的化合物)，使得受试者受到治疗。另一方面，本发明提供治疗患有或易患有病症的受试者的方法，其包括对需要该方法治疗的受试者施用治疗有效量的能够调控增殖的化合物(例如，本文的化合物)，其中，该化合物刺激增殖。其它方面，该方法包括刺激FAK蛋白质-蛋白质结合相互作用。另一方面，本发明提供用于鉴定调控FAK蛋白质-蛋白质结合相互作用的化合物的方法，该方法包括获得FAK蛋白质或FAK蛋白质结合配偶体(例如，Mdm-2)的晶体结构， 或者获得与FAK蛋白质或FAK蛋白质结合配偶体的晶体结构相关的信息，以及将测试化合物模拟在FAK蛋白质结构或FAK蛋白质结合配偶体的结构之中或之上，以确定该化合物是否可调控FAK蛋白质-蛋白质结合的相互作用。在某些实施方式中，模拟步骤包括模拟或确定化合物与由FAK的结构域或FAK蛋白质结合配偶体的结构坐标定义的结合口袋结合或联合的能力。本发明的又一方面是用于鉴定抑制细胞增殖的化合物的方法。该方法包括接触本文的化合物，以抑制细胞增殖、诱导凋亡或调控FAK与FAK蛋白质结合配偶体的结合。本发明的又一方面是用于识别调控FAK活性的化合物的方法，该方法包括使用 FAK结构域(例如，Mdm-2相互作用结构域)的原子坐标，以产生包含结合口袋的分子的三维结构(例如于计算机中(in Silico))，并且采用该三维结构来识别调控FAK结构域的活性的化合物或者来调控FAK与FAK蛋白质结合配偶体结合。另一方面，本发明提供包装组合物(packaged composition)，其包括治疗有效量的FAK抑制剂或FAK蛋白质-蛋白质结合相互作用抑制剂化合物和药学上可接受的载体或稀释剂。该组合物可以配制用于治疗患有或易患有细胞增殖病症的受试者，并且与说明书一起包装以治疗患有或易患有细胞增殖病症的受试者。一方面，本发明提供用于在受试者中治疗细胞增殖病症的试剂盒，其包括本文的化合物、其药学上可接受的酯、盐和前药、以及使用说明书。在另外的方面，本发明提供试剂盒，其用于抑制细胞增殖、评估受试者中抗细胞增殖治疗的效果、监测正用细胞增殖抑制剂治疗的受试者的病情进展、选择患有细胞增殖病症的受试者用于以细胞增殖抑制剂治疗、 和/或治疗患有或易患有癌症的受试者。在某些实施方式中，本发明提供用于在受试者中治疗细胞增殖病症的试剂盒，该试剂盒包括能够调控(例如抑制)FAK活性或FAK蛋白质-蛋白质结合相互作用的化合物。另一方面，本发明涉及FAK结构域或FAK蛋白质结合配偶体的各个单独的或其结合的三维结构。因此，本发明提供分子或分子复合物，其包括这些结合口袋中的一种或两种，或每种结合口袋的具有相似三维形状的同源物。本发明还提供本文所述的化合物的药物组合物，其包括能够调控FAK结构域的活性或者调控FAK与FAK蛋白质结合配偶体结合的化合物，或其药学上可接受的酯、盐或前药，连同药学上可接受的载体。另一方面，本发明提供可机读存储介质，其包括定义FAK结构域或者调控FAK与 FAK蛋白质结合配偶体结合的结合口袋的结构坐标，或同源的结合口袋的结构坐标。另一方面，本发明提供用于产生分子或分子复合物的三维图示的计算机，其中所述分子或分子复合物包括由FAK结构域或FAK蛋白质-蛋白质结合配偶体的结构坐标定义的结合口袋；或b)用于产生所述分子或分子复合物的同源物的三维图示的计算机，其中所述同源物包括结合口袋，其自所述氨基酸的骨架原子的均方根偏差不大于约2.0埃。该计算机包括(i)包括编码有可机读数据的数据存储材料的可机读数据存储介质，其中所述数据包括FAK结构域或FAK蛋白质-蛋白质结合配偶体的结构坐标；(ii)用于存储处理所述可机读数据用的指令的工作存储器；(iii)与所述工作存储器和所述可机读数据存储介质连接的中央处理单元，其用于将所述可机读数据处理成所述三维图示；及(iv)与所述中央处理单元连接的显示器，其用于显示所述三维图示。本发明还提供设计、评价和识别与上述结合口袋结合的化合物的方法。本发明其他实施方式在下文公开。其它方面，本文所述的方法包括其中模拟包括制备测试化合物的三维图示和评价测试化合物与结合口袋的结合相互作用；其中模拟包括制备测试化合物的三维图示和评价测试化合物与结合口袋的结合相互作用；其中进一步在体外或体内评估测试化合物；其中结合口袋包括一个或多个在FAK的三维结构坐标中与化合物M13相互作用的 FAK结构域氨基酸；及其中结合口袋包括在FAK的三维结构坐标中与化合物M13相互作用的FAK结构域
氨基酸之一。
下面参考下述非限制实施例且参考下述附图进一步描述本发明，其中图1描述化合物M对BT474细胞存活力的作用。图2描述化合物M对C8161细胞存活力的作用。
具体实施例方式本发明人现在已经发现了一种治疗策略，其通过靶向FAK蛋白质-蛋白质与FAK结合配偶体的结合相互作用而进行对FAK的抑制。特别是在FAK机理起重要作用的某些癌症类型中，这种相互作用与凋亡和细胞增殖的调控有关。本发明至少部分涉及FAK蛋白质-蛋白质相互作用可用作针对肿瘤治疗的靶标 (例如选择性靶标)的发现。特别地，FAK和Mdm-2相互作用。这些结合相互作用的中断在体外引起癌症(例如，乳腺癌、结肠癌)而不是正常细胞中存活力的丧失和凋亡。1.定义在进一步描述本发明之前，为了本发明可以更易于理解，为了方便首先将某些术语定义并汇总到这里。术语“给药”或“施用”包括将本发明的化合物引入受试者以实施它们的预定功能的途径。可以使用的给药途径的例子包括注射(皮下注射、静脉注射、肠胃外注射、腹膜内注射、鞘内注射)、口服、吸入、直肠和经皮。可以将药物制剂通过适于各种给药途径的形式给予。例如，这些制剂以片剂或胶囊形式给药、通过注射剂、吸入剂、洗眼剂、软膏剂、栓剂等形式通过注射、输注或吸入给药；通过洗剂或软膏剂局部给药；及通过栓剂直肠给药。优选口服给药。注射可以是推注(bolus)或连续式输注。根据给药的途径，可以将本发明的化合物用选定的材料包衣或置于选定的材料中，以保护其不受自然条件的影响，所述自然条件可以不利地影响化合物实施其预定的功能的能力。本发明的化合物可以单独给药，或与上述另一种药物、或与药学上可接受的载体、或与这两者共同给药。本发明的化合物可以在其他药物给药之前、同时或之后给药。而且，本发明的化合物也可以以在体内转化成其活性代谢物或更具有活性的代谢物的前体药物的形式给药。术语“烷基”是指饱和脂肪族基团，包括直链烷基、支链烷基、环烷基(脂环族基团)、烷基取代的环烷基以及环烷基取代的烷基。术语烷基还包括烷基基团，其可以进一步包括替代烃骨架中的一个或多个碳的氧、氮、硫或磷原子，例如氧、氮、硫或磷原子。在优选的实施方式中，直链或支链烷基在其骨架中具有30个或更少的碳原子(例如直链为C1-C3tl， 支链为C3-CJ，优选26个或更少的碳原子，更优选20个或更少的碳原子，进一步优选4个或更少的碳原子。同样地，优选的环烷基在其环结构中具有3-10个碳原子，更优选在环结构中具有3、4、5、6或7个碳。而且，贯穿说明书及文句所用的术语烷基意在包括“未取代的烷基”和“取代的烷基”，后者是指具有替代在烃骨架的一个或多个碳上的氢的取代基的烷基部分。这样的取代基可以包括，例如商素、羟基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、烷氧基羰基氧基、芳基氧基羰基氧基、羧酸酯、烷基羰基、烷氧基羰基、氨基羰基、烷基硫代羰基、烷氧基、磷酸酯、膦酸酯基(phosphonato)、次磷酸酯基(phosphinato)、氰基、氨基(包括烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基和烷基芳基氨基)、酰氨基(包括烷基羰基氨基、芳基羰基氨基、 氨基甲酰基和脲基)、脒基、亚氨基、巯基、烷硫基、芳硫基、硫代羧酸酯、硫酸酯、磺酸酯基 (sulfonate)、氨磺酰基、亚磺酰氨基、硝基、三氟甲基、氰基、叠氮基、杂环基、烷基芳基、或芳香族部分或杂芳香族部分。本领域技术人员应该理解的是如果合适，在烃链上取代的部分自身可以被取代。环烷基可进一步被例如上述取代基取代。“烷基芳基”部分是被芳基 (例如苯甲基(苄基))取代的烷基。术语“烷基”还包括不饱和的脂肪族基团，其在长度和可能的取代方式上与上述烷基相似，但是分别含有至少一个双键或三键。除非对碳的数目另作说明，本文所用的“低级烷基”表示如上定义的烷基，但是在其直链或支链的骨架结构上具有1至10个碳，更优选1至6个，进一步优选1至4个碳原子。低级烷基的例子包括甲基、乙基、正丙基、异丙基、叔丁基、己基、庚基、辛基等等。在优选的实施方式中，术语“低级烷基”包括在其骨架上具有4个或更少碳原子的直链烷基，例如C1-C4烷基。术语“烷氧基烷基”、“多氨基烷基”和“硫代烷氧基烷基”是指如上定义的烷基，其进一步包括替代烃骨架的一个或多个碳的氧、氮或硫原子，例如氧、氮或硫原子。术语“烯基”和“炔基”是指不饱和的脂肪族基团，其在长度和可能的取代方式上与上述烷基相似，但是分别含有至少一个双键或三键。例如，本发明涉及氰基和炔丙基基团。本文所用的术语“芳基”是指芳香基团，其包括五元和六元单环芳香族基团，可包括0至4个杂原子，例如苯、批咯、呋喃、噻吩、咪唑、苯并噁唑、苯并噻唑、三唑、四唑、批唑、 吡啶、吡嗪、哒嗪和嘧啶等。芳基还包括多环稠合芳香族基团，比如萘基、喹啉基、吲哚基等。 这些在环结构中具有杂原子的芳基也可以被称为“芳基杂环”、“杂芳基”或“杂芳族”。芳香族环可以在一个或多个环位置上被上述取代基取代，所述取代基是例如商素、羟基、烷氧基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、烷氧基羰基氧基、芳氧基羰基氧基、羧酸酯、烷基羰基、烷氧基羰基、氨基羰基、烷基硫代羰基、磷酸酯、膦酸酯基、次磷酸酯基、氰基、氨基(包括烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基和烷基芳基氨基)、酰氨基(包括烷基羰基氨基、 芳基羰基氨基、氨基甲酰基和脲基)、脒基、亚胺基、巯基、烷硫基、芳硫基、硫代羧酸酯、硫酸酯、磺酸酯基、氨磺酰基、亚磺酰氨基、硝基、三氟甲基、氰基、叠氮基、杂环基、烷基芳基、或芳香族部分或杂芳香族部分。芳基也可以与非芳香族的脂环或杂环稠合或桥连以形成多环 (例如四氢化萘)。术语“联合(associating with)，，是指化学实体或化合物或其部分与蛋白质上的结合口袋或结合位点之间接近的状态。联合可以是非共价的(其中毗邻是通过氢键或范德华力或静电相互作用在能量上有利的)或共价的。本文所用的术语“结合口袋”是指分子或分子复合物的区域，由于其形状而有利地与另一化学实体或化合物联合。本发明的化合物的短语“生物活性”包括由本发明的化合物在响应细胞中引起的所有活性。它包括通过这些化合物引起的基因组和非基因组活性。“生物组合物”或“生物样品”是指含有或源自于细胞或生物聚合物的组合物。含有细胞的组合物包括，例如哺乳动物的血液、红细胞浓缩物、血小板浓缩物、白细胞浓缩物、 血细胞蛋白质、血浆、富血小板血浆、血浆浓缩物、来自任意血浆分级的沉淀、来自于任意血浆分级的上清液、血浆蛋白部分、纯化或部分纯化的血蛋白或其他组分、血清、精液、哺乳动物初乳、乳、唾液、胎盘提取物、冷沉淀物、冷上清液、细胞溶胞产物、哺乳动物细胞培养液或培养基、发酵产物、腹水、在血细胞中诱导的蛋白质、在细胞培养物中通过正常或转化细胞 (例如通过重组DNA或单克隆抗体技术)产生的产物。生物组合物可以不含有细胞。在优选的实施方式中，合适的生物组合物或生物样品是红细胞悬浮液。在一些实施方式中，血细胞悬浮液包括哺乳动物血细胞。优选地，血细胞从人、非人类灵长类动物、狗、猫、马、牛、山羊、绵羊或猪获得。在优选的实施方式中，血细胞悬浮液包括红细胞和/或血小板和/或白细胞和/或骨髓细胞。术语“手性”是指具有与其镜像伙伴不重合的性质的分子，而术语“非手性”是指与其镜像伙伴重合的分子。术语“非对映异构体”是指具有两个或更多个不对称中心的立体异构体，且其分子间彼此不互为镜像。术语“有效量”包括就剂量和必要的时间周期而言，有效获得期望的结果例如足以治疗细胞增殖病症的量。本发明的化合物的有效量可以根据例如如下的因素而不同受试者的疾病状态、年龄和体重、及本发明的化合物在受试者中引起期望的响应的能力。可以调节剂量方式以提供最佳的治疗反应。有效量也是本发明的化合物的治疗有益效果胜于任何毒性或不良作用(例如副作用)的量。本发明的化合物的治疗有效量(即有效剂量)可以为约0. 001至30mg/kg体重， 优选为约0. 01至25mg/kg体重，更优选为约0. 1至20mg/kg体重，且进一步优选为约1至 10mg/kg体重、2至9mg/kg体重、3至8mg/kg体重、4至7mg/kg体重或5至6mg/kg体重。 本领域的技术人员应当理解的是某些因素可影响有效治疗受试者所需的剂量，其包括但不限于疾病或病症的严重程度、在先的治疗、受试者的一般健康状况和/或年龄、及其他存在的疾病。而且，用治疗有效量的本发明的化合物治疗受试者可以包括单一治疗，或优选地可以包括系列治疗。在一个实施例中，每周1次持续约1至10周，优选2至8周，更优选约3 至7周，且进一步优选约4、5或6周，用约0. 1至20mg/kg体重的本发明的化合物治疗受试者。还应该理解的是用于治疗的本发明的化合物的有效剂量可以在具体的治疗期间增加或降低。术语“对映异构体”是指彼此互为不重合镜像的化合物的两个立体异构体。两个对应异构体的等摩尔混合物称为“外消旋混合物”或“外消旋体”。术语“卤代烷基”意在包括被卤素单、二或多取代的如上定义的烷基，例如氟代甲
基和三氟甲基。术语“卤素”是指-F、-Cl、-Br或-I。术语“羟基”是指-0H。本文所用的术语“杂原子”表示任何非碳或氢的元素的原子。优选的杂原子是氮、 氧、硫和磷。术语“内环境稳定”领域公认是指在内部环境中静态或恒定条件的维持。短语“改善的生物性质”是指本发明的化合物固有的任何活性，其在体内效力增强。在优选的实施方式中，该术语是指任何定性或定量改善的本发明的化合物的治疗性质， 比如降低的毒性。术语“细胞增殖性疾病”包括涉及不期望的或不可控制的细胞增殖的疾病。这些病症的例子包括但不限于肿瘤或癌症(例如，肺癌(小细胞型和非小细胞型)、甲状腺癌、 前列腺癌、胰腺癌、乳腺癌或结肠癌)、肉瘤或黑素瘤。短语“FAK蛋白质-蛋白质结合配偶体”是指与FAK(例如全长、N-末端、C-末端、 羧基末端、激酶结构域、FERM结构域、FAT结构域)结合的蛋白质(包括本文所述的蛋白质)。术语“任选取代的”意在包括未被取代的基团或在一个或多个可用的位置，通常是 1、2、3、4或5个位置上，被非氢的、一个或多个合适的基团(其可以相同或不同)取代的基团。这些任选的取代基包括，例如，羟基、卤素、氰基、硝基、C1-C8烷基、C2-C8烯基、C2-C8炔基、C1-C8烷氧基、C2-C8烷基醚、C3-C8烷酮(alkanone)、C1-C8烷硫基、氨基、单或二 -(C1-C8 烷基)氨基、卤代C1-C8烷基、卤代C1-C8烷氧基、C1-C8烷酰基、C2-C8烷酰基氧基、C1-C8烷氧基羰基、-C00H、-CONH2、单或二-(C1-C8烷基)氨基羰基、-SO2NH2JP/或单或二(C1-C8烷基)亚磺酰氨基、及碳环和杂环基团。任选取代也可以通过短语“被0至X个取代基取代” 表示，其中X是可能的取代基的最大数。某些任选地取代的基团被0至2、3或4个独立选定的取代基取代(即不被取代或被多至所述最大数的取代基取代)。术语“异构体”或“立体异构体”是指化学组成相同但是对于原子或基团的空间排列不同的化合物。术语“调控”是指响应与本发明的化合物接触，例如提高或降低细胞增殖的能力， 例如提高或降低在动物内的至少一种细胞亚群的增殖的抑制，以致获得期望的最终结果， 例如治疗结果。“获得能够调控FAK或FAK蛋白质-蛋白质相互作用配偶体结合”中的术语“获得” 意在包括购买、合成或其他得到化合物的方式。本文所用的短语“肠胃外给药”和“非经肠胃地给药”表示除了经肠和局部给药之外的给药模式，通常通过注射，且其包括但不限于静脉内、肌内、动脉内、鞘内、囊内、眶内、 心内、皮内、腹膜内、经气管、皮下、表皮下、下颂关节突点内(intraarticulare)、囊下、蛛网膜下、脊柱内和胸骨内注射以及输注。术语“多环基”或“多环基团”是指两个或多个环的基团(例如环烷基、环烯基、环炔基、芳基和/或杂环基)，其中两个或多个碳共用于两个靠近的环，例如所述环是“稠环”。 通过非相邻的原子连接的环称为“桥”环。多环的各个环可以被上述这些取代基取代，例
如卤素、羟基、烷基羰基氧基、芳基羰基氧基、烷氧基羰基氧基、芳基氧基羰基氧基、羧酸酯、 烷基羰基、烷氧基羰基、氨基羰基、烷基硫代羰基、烷氧基、磷酸酯、膦酸酯基、次磷酸酯基、 氰基、氨基(包括烷基氨基、二烷基氨基、芳基氨基、二芳基氨基和烷基芳基氨基)、酰基氨基(包括烷基羰基氨基、芳基羰基氨基、氨基甲酰基和脲基)、脒基、亚胺基、巯基、烷硫基、 芳硫基、硫代羧酸酯、硫酸酯、磺酸酯基、氨磺酰基、亚磺酰氨基、硝基、三氟甲基、氰基、叠氮基、杂环基、烷基、烷基芳基或芳香族基团或杂芳香族基团。术语“前药”或“前体药物”包括具有可以在体内代谢的部分的化合物。通常，前药通过酯酶或通过其它机理在体内代谢成活性药物。前药及其用途的例子在本领域已公知 (参见例如 Berge 等人(1977) " Pharmaceutical Salts"，J. Pharm. Sci. 66 :1-19)。前药可以在化合物最终分离和纯化期间原位制备，或者通过使纯化的化合物以其游离酸形式或羟基单独与合适的酯化试剂反应而制备前体药物。羟基可以通过用羧酸处理转换成酯。前药部分的实例包括取代和未取代的、支链或无支链的低级烷基酯部分(例如丙酸酯)、低级烯基酯、二 -低级烷基-氨基低级烷基酯(例如二甲基氨基乙基酯)、酰基氨基低级烷基酯 (例如乙酰氧基甲基酯)、酰氧基低级烷基酯(例如新戊酰氧基甲基酯)、芳基酯(苯基酯)、 芳基低级烷基酯(例如苯甲基酯)、取代的(例如被甲基、卤素或甲氧基取代基取代)芳基和芳基低级烷基酯、酰胺、低级烷基酰胺、二低级烷基酰胺和羟基酰胺。优选的前药部分是丙酸酯和酰基酯。本发明也包括在体内通过其他机理转化成活性形式的前药。化合物的短语“预防有效量”是指本文任意化学式的或在本文以其它方式描述的本发明的化合物的量，其在以单剂量或多剂量对患者给药时，在预防或治疗细胞增殖病症中有效。短语“降低的毒性，，意在包括通过本发明的化合物在体内给药时引起的任何不期望的副作用的降低。术语“巯基”或“硫醇”表示-SH。术语“受试者”包括能患有细胞增殖病症或可以以其他方式受益于施用本发明的化合物的生物体，比如人类和非人类的动物。优选的人包括本文所述的患有或易患有细胞增殖病症或相关症状的人类患者。本发明的术语“非人类的动物”包括所有的脊椎动物，例如哺乳动物，例如啮齿类动物，例如小鼠，以及非哺乳动物，比如非人类灵长类动物，例如绵羊、狗、牛、鸡、两栖动物、爬行动物等。术语“易患有细胞增殖病症”意在包括有形成例如癌症的细胞增殖病症风险的受试者，即患有具有癌症病毒的病毒感染的受试者、已暴露于电离辐射或致癌化合物的受试者、具有癌症的家族史或医疗史的受试者、和类似受试者。本文所用的短语“全身给药”、“全身地给药”、“外周给药”和“外周地给药”表示施用本发明的化合物、药物或其他物质，以致于其进入患者体系并因此发生代谢及其他相似的过程，例如皮下给药。本发明的化合物的短语“治疗有效量”是指以单剂量或多剂量对患者给药的药物量，其有效地抑制细胞增殖和/或细胞增殖病症的症状，或有效地将患有这种细胞增殖病症的患者的生存性延长至超过没有这种治疗的预期的生存性。对于手性中心的命名法，术语“d”和“ 1 ”构型通过IUPAC命名法(IUPAC Recommendation)定义。对于下述术语的应用，非对映异构体、外消旋体、差向异构体和对映异构体将以其常见含义(context)用于描述制剂的立体化学。2.本发明的化合物一方面，本发明提供能够(直接或间接地)调控(例如抑制或刺激)FAK结合活性的化合物。另一方面是能够(直接或间接地)调控(例如抑制或刺激)FAK结合活性的化合物与例如化疗药物的额外治疗药物的结合。在一个实施方式中，本发明提供能够调控FAK蛋白质-蛋白质结合的化合物；及其药学上可接受的酯、盐、和前药。某些优选的化合物包括本文具体描述的化合物抑制剂M2 :1-(4-溴苯基)-2-(15，3，5，7-四氮杂三环[3. 3. 1. 1 3，7 ]癸基)乙酮；M4 1-[1,1 ‘-联苯]-4-基-2-(15，3，5，7-四氮杂三环[3. 3. 1. 1 3，7 ] 癸-1-基)乙酮；M13 :1-[4_羟基-5-[三(苯基)甲氧基甲基]草脲胺_2_基]_5_甲基嘧啶_2， 4-二酮；皿23:2，6-哌嗪二酮，4，4'-(1，{2_乙烷二基)双[1_(4_吗啉基甲基)-}；MM :2-(甲基氨基)-N-(6_(((甲基氨基)乙酰基)氨基)_9，10-二氧_9，10-二氢-2-蒽基)乙酰胺；本发明还涉及上述化合物的药学上可接受的盐和酯。
天然存在的或合成的异构体可以以本领域已知的数种方式分离。分离两种对映异构体的外消旋混合物的方法包括使用手性固定相的色谱法(参见，例如"Chiral Liquid Chromatography, “ WJ. Lough,Ed. Chapman and Hall,New York(1989))。对映异构体也可以通过经典的拆分技术分离。例如，非对映异构盐的形成和分步结晶可以用于分离对映异构体。对于羧酸的对映异构体的分离，可以通过加成光学纯手性碱比如马钱子碱、奎宁、麻黄素、番木鳖碱等形成非对映异构盐。或者，可以用光学纯手性醇比如薄菏醇形成非对映异构酯，随后分离非对映异构酯并水解以产生游离的、光学异构体富集的(enantiomerically enriched)羧酸。对于氨基化合物的光学异构体的分离，手性羧羧或磺酸比如樟脑磺酸、酒石酸、扁桃酸或乳酸可以导致非对映异构盐的形成。根据另一实施方式，本发明提供通过本文所述的方法产生或识别的与FAK结合口袋或FAK蛋白质-蛋白质结合配偶体结合口袋(包括FAK与配偶体结合的结合位点或配偶体中的其它结合位点)联合或结合的化合物。另一方面，本发明提供可用于筛选用以治疗增殖病症的化合物的多肽。这种多肽包括例如FAK、FAK结构域、FAK结合配偶体的结构域。这种多肽可以是融合蛋白质，例如融合有例如绿色荧光蛋白质的可检测报导(reporter)部分的结合口袋部分，或者标记有例如荧光标记、放射标记等的可检测标记的结合口袋部分。这种融合蛋白质可以用于筛选能够调控FAK或FAK蛋白质-蛋白质结合配偶体的化合物。3.本发明的化合物的用途本文所述的化合物可用于调控FAK-介导的疾病和病症及其症状的方法。FAK也与例如癌症、肥胖和高血压、缺血-再灌注损伤、炎症、类风湿性关节炎、和白内障的病症相关。理论上，减少或增加FAK水平及调控其活性会对患有这些病症的患者有益。FAK调控技术可以是靶向大量未应付(unmet)疾病的靶标的疗法的基础。某些化合物被识别为可用于处理(address)疾病(例如癌症)的FAK结合化合物。FAK看起来还涉及硬化、肥胖和高血压、炎症、类风湿性关节炎、和白内障。在一个实施方式中，本发明提供在受试者中治疗FAK-介导的疾病或病症的方法， 其包括对鉴定为需要该方法治疗的受试者施用能够抑制粘着斑激酶(FAK)与第二蛋白质的结合相互作用的化合物。一些方面，该疾病或病症是肥胖、高血压、缺血-再灌注损伤、炎症、类风湿性关节炎、或白内障。在其它方面，该疾病或病症是卵巢癌。在其它方面，该疾病或病症是乳腺癌或结肠癌。在其它方面，该化合物是本文所述的任何化合物。在一个实施方式中，本发明提供通过对受试者施用有效量的能够中断FAK与FAK 蛋白质-蛋白质结合配偶体结合的化合物来治疗受试者细胞增殖病症的方法。细胞增殖病症包括癌症(例如，其中癌症是乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、甲状腺癌、肺癌或黑色素瘤)。在某些实施方式中，受试者是哺乳动物，例如，灵长类动物，例如，人类。在该实施方式中，本发明的化合物可以直接或间接地调控FAK、FAK结合配偶体、 或其特定结构域的活性。可以将经历失控增殖的细胞与本发明的化合物接触，以抑制细胞增殖或诱导凋亡。将细胞与本发明的化合物接触或者对受试者施用本发明的化合物是治疗患有或易患有不希望的或不期望的细胞增殖或细胞增殖病症的细胞或受试者的一种方法。在一个实施方式中，治疗患有或易患有不希望的或不期望的细胞增殖或细胞增殖病症的受试者的方法包括对需要该方法治疗的受试者施用治疗有效量的能够直接或间接地调控FAK、FAK结合配偶体、或其特定结构域的活性的化合物，从而治疗患有或易患有不希望的或不期望的细胞增殖或细胞增殖病症的受试者。示例性的化合物包括本文所述的化合物。因此，在一个实施方式中，本发明提供通过对受试者施用有效量的能够与FAK的结合口袋或FAK结合配偶体结合的化合物而用于治疗受试者的细胞增殖病症的方法。在其它方面，细胞增殖病症是乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、甲状腺癌、肺癌或黑色素瘤。在其它方面，细胞增殖病症是卵巢癌。在其它方面，细胞增殖病症是血癌、脑癌、白血病、 慢性淋巴细胞白血病、结肠直肠癌、胃肠道间质瘤、肾癌、淋巴瘤或多发性骨髓瘤。在某些实施方式中，本发明的方法包括对受试者施用治疗有效量的本发明的化合物结合另一种药学活性化合物。药学活性化合物的例子包括已知的治疗细胞增殖病症的化合物，例如抗癌药物、抗增殖药物、化疗药物。在Harrison' s Principles of Internal Medicine，第十三版，Τ. R. Harrison 等人编，McGraw-Hill N. Y.，NY ；和 Physicians Desk Reference,第 50 版，1997，Oradell New Jersey,Medical Economics Co.中可以找到其他可以使用的药学活性化合物，其全部内容明确地引入本文以供参考。可以将本发明的化合物和药学活性化合物在相同药物组合物或不同药物组合物中(同时或不同时)对受试者施用。在某些实施方式中，本发明的化合物可以与常规的癌症化疗药物用于联合疗法。 针对白血病和其他肿瘤的常规治疗方案包括放射、药物或两者组合。除放射之外，下述药物，通常互相结合，经常用于治疗急性白血病长春新碱、泼尼松、氨甲喋呤、巯嘌呤、环磷酰胺和阿糖胞苷。其它例子包括，例如，阿霉素、顺钼、紫杉醇、5-氟尿嘧淀、依托泊苷等，其结合本文所述的化合物表明优势(例如，细胞的化学增敏)。在慢性白血病中，例如，白消安、 美法仑和苯丁酸氮芥可结合使用。大多数的常规抗癌药物毒性极大，且易于使患者在经受治疗时感觉非常不适。强效治疗(Vigorous therapy)基于如下前提除非破坏每个癌细胞，否则残留的细胞将大量增加并导致复发。本发明的化合物也可以与例如阿霉素或吉西他滨的化疗药物结合施用。特别地，化合物M13可用于与其它化疗药物或它们的组合进行
纟口口。在某些方面，本文所述的化合物可以用于与下述化疗药物(或它们的组合)结合用于治疗乳腺癌蒽环类包括阿霉素(Adriamycin)、表阿霉素(Ellence)和阿霉素脂质体(Doxil)；紫杉烷类包括多烯紫杉醇(Taxotere)、紫杉醇(Taxol)和蛋白质结合紫杉醇(Abraxane)；环磷酰胺(Cytoxan)；卡培他滨(Xeloda)和5氟尿嘧啶(5FU)；长春瑞滨 (Navelbine)；吉西他滨(Gemzar)；曲妥珠单抗(Here印tin)。一些方面，本文所描述的化合物可以用于与下述化疗药物的组合进行结合用于治疗乳腺癌CMF 环磷酰胺(Cytoxan)、甲氨喋呤(Amethopterin、Mexate、Folex)和 5-氟尿嘧唆(Fluorouraci1、5_FU、Adrucil)；CAF(FAC)环磷酰胺、阿霉素(Adriamycin)和5_氟尿嘧啶；AC 阿霉素(Adriamycin)和环磷酰胺；EC 表阿霉素(Ellence)和环磷酰胺；TAC 多烯紫杉醇(Taxotere)、阿霉素(Adriamycin)和环磷酰胺；
AC — T 阿霉素(Adriamycin)和环磷酰胺，随后紫杉醇(Taxol)或多烯紫杉醇 (Taxotere)；A — CMF 阿霉素(Adriamycin)，随后 CMF ；A CEF(FEC)环磷酰胺、表阿霉素和5_氟尿嘧啶(有或没有多烯紫杉醇)；TC 多烯紫杉醇(Taxotere)和环磷酰胺；或GT 吉西他滨(Gemzar)和紫杉醇 CTaxol)。在一些方面，本文所述的化合物可以用于与下述化疗药物(或它们的组合)结合， 用于治疗乳腺癌卡钼(Paraplatin)、顺钼(Platinol)、长春瑞滨(Navelbine)、卡培他滨 (Xeloda)、聚乙二醇脂质体阿霉素(Doxil)和白蛋白结合紫杉醇(Abraxane)。在某些方面，本文所述的化合物可以用于与下述化疗药物(或它们的组合)结合， 用于治疗胰腺癌吉西他滨(femzar)；氟尿嘧啶(5-FU)；卡培他滨(Xeloda)；贝伐单抗、瓦他拉尼、西妥昔单抗和厄洛替尼。在某些方面，本文所述的化合物可以用于与下述化疗药物(或它们的组合)结合， 用于治疗肺癌卡钼、顺钼、多烯紫杉醇、依托泊苷、吉西他滨、伊立替康、紫杉醇、长春瑞滨、 培美曲塞、厄洛替尼、拓扑替康、贝伐单抗；或贝伐单抗与卡钼或紫杉醇的组合。在某些方面，本文所述的化合物可以用于与下述化疗药物(或它们的组合)结合， 用于治疗卵巢癌紫杉醇(Taxol)与卡钼或顺钼的组合。在某些方面，本文所述的化合物可以用于与下述化疗药物(或它们的组合)结合， 用于治疗结肠癌AI0方案(叶酸、氟尿嘧啶[5-FU]和伊立替康)；LV5FU2方案(亚叶酸和5-FU) ；F0LF0X4方案(奥沙利钼、亚叶酸和5-FU) ；F0LF0X6方案(奥沙利钼、亚叶酸和 5-FU) ；F0LFIRI方案(叶酸、5-FU和伊立替康)；或Mltz方案(伊立替康、5-FU和亚叶酸)；Levamisole方案(5-FU和左旋咪唑)；Mayo Clinic或NCCTG方案(5-FU和低剂量亚叶酸)；Roswell Park或NSABP方案(5-FU和高剂量亚叶酸)。在某些方面，本文所述的化合物可以用于与下述化疗药物(或它们的组合)结合， 用于治疗下列的各种癌症
权利要求
1.一种在受试者的癌细胞中诱导凋亡的方法，其包括对鉴定为需要所述方法治疗的受试者施用能够抑制粘着斑激酶(FAK)与第二蛋白质结合相互作用的化合物。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述第二蛋白质是Mdm-2。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述化合物为M2 :1-(4-溴苯基)-2-(15，3，5，7_四氮杂三环[3.3. 1. 1 3，7 ]癸+基)乙酮；M4 :1-[1，1'-联苯]-4-基-2-(15，3，5，7-四氮杂三环[3. 3. 1. 1 3，7 ]癸-1-基) 乙酮；M13 :1-[4-羟基-5-[三(苯基)甲氧基甲基]草脲胺-2-基]-5-甲基嘧啶_2，4-二酮；皿23:2，6-哌嗪二酮，4，4' -(1，{2-乙烷二基)双[1-(4-吗啉基甲基)-}；M24 2-(甲基氨基)-N-(6-(((甲基氨基)乙酰基)氨基)_9，10-二氧-9，10-二氢-2-蒽基)乙酰胺。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述化合物抑制与Mdm-2相互作用的序列结构域处的FAK结合。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述化合物抑制FAK/Mdm-2相互作用。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述癌症是乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、甲状腺癌、肺癌或黑色素瘤。
7.—种在鉴定为需要此治疗的受试者中抑制FAK蛋白质-蛋白质结合相互作用的方法，其包括施用被识别为能够抑制FAK蛋白质-蛋白质结合相互作用的化合物。
8.一种在受试者中治疗癌症的方法，其包括对鉴定为需要所述方法治疗的受试者施用能够抑制粘着斑激酶(FAK)与第二蛋白质的结合相互作用的化合物，所述第二蛋白质与 FAK相互作用。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述第二蛋白质和FAK的结合相互作用导致对癌细胞的凋亡或细胞增殖的调控。
10.如权利要求8所述的方法，其中所述癌症是乳腺癌、结肠癌、胰腺癌、甲状腺癌、肺癌或黑色素瘤。
11.如权利要求8所述的方法，其还包括额外的治疗药物。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述额外的治疗药物是阿霉素、顺钼、紫杉醇、 5-氟尿嘧啶或依托泊苷。
13.一种用于识别调控FAK结合的相互作用或FAK蛋白质-蛋白质相互作用结合的相互作用的化合物的方法，所述方法包括获得FAK、FAK结合配偶体、或其结构域的晶体结构或者获得与FAK、FAK结合配偶体、或其结构域的晶体结构相关的信息，并将测试化合物模拟在所述晶体结构的FAK、FAK结合配偶体、或其结构域结合位点之中或之上，以确定所述化合物是否可调控FAK、FAK结合配偶体、或其结构域的相互作用。
14.一种用于产生分子或分子复合物的三维图示的计算机，其中所述分子或分子复合体包括由FAK或FAK蛋白质-蛋白质结合配偶体的结构域的结构坐标定义的结合口袋；或 b)用于产生所述分子或分子复合物的同源物的三维图示的计算机，其中所述同源物包括结合口袋，所述结合口袋自氨基酸的骨架原子的均方根偏差不大于约2.0埃，所述计算机包括(i)包括由可机读数据编码的数据存储材料的可机读数据存储介质，其中所述数据包括FAK结构域或FAK蛋白质-蛋白质结合配偶体的结构坐标；(ii)用于存储处理所述可机读数据用的指令的工作存储器；(iii)与所述工作存储器和所述可机读数据存储介质连接的中央处理单元，其用于将所述可机读数据处理成所述三维图示；及 (iv)与所述中央处理单元连接的显示器，其用于显示所述三维图示。
15.如权利要求14所述的计算机，其中由FAK的结构域或FAK蛋白质-蛋白质结合配偶体的结构坐标定义的所述结合口袋由FAK结构域的结构坐标定义。
16.如权利要求15所述的计算机，其中由FAK的结构域或FAK蛋白质-蛋白质结合配偶体的结构坐标定义的所述结合口袋是基于FAK的结构域的结构坐标的图示。
17.一种用于识别调控FAK结合的相互作用或FAK蛋白质-蛋白质相互作用结合的相互作用的化合物的方法，所述方法包括在FAK的三维结构坐标中制备具有结合口袋的空间取向的结合口袋的三维图示；并将测试化合物模拟在结合口袋的三维图示之中或之上，以确定所述化合物是否可调控FAK、FAK结合配偶体、或其结构域的相互作用。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述模拟包括制备测试化合物的三维图示，并评价所述测试化合物与结合口袋的结合相互作用。
19.如权利要求18所述的方法，其中所述结合口袋包括一个或多个与化合物M13相互作用的FAK结构域氨基酸。
全文摘要
本发明涉及蛋白质结合抑制剂化合物以及识别和使用该化合物的方法。本发明进一步涉及用于治疗包括细胞增殖病症、尤其是癌症的多种疾病和病症的药物组合物和方法。
文档编号A61K31/395GK102438616SQ201080018528
公开日2012年5月2日 申请日期2010年3月4日 优先权日2009年3月6日
发明者D.A.奥斯特罗夫, V.戈卢博夫斯卡亚, W.G.坎斯 申请人:佛罗里达大学研究基金会公司