二级结构稳定化的nmda受体调节剂及其用图
【专利说明】二级结构稳定化的NMDA受体调节剂及其用途
[0001] 本申请是母案为中国发明专利申请201180014663. 3的分案申请。
[0002] 与有关申请的交叉引用
[0003] 本申请要求2010年2月11日提交的U.S.临时专利申请61/303, 472的优先权， 此处通过援引将其全部并入。
【背景技术】
[0004]N-甲基-d-天冬氨酸（NMDA)受体是突触后离子型受体，其尤其响应于兴奋性氨 基酸谷氨酸和甘氨酸和合成的化合物NMDA。NMDA受体控制二价和一价离子经过受体相关 的通道进入突触后神经细胞的流动（Fosteretal.，Nature1987, 329:395-396;Mayeret al.，TrendsinPharmacol.Sci. 1990, 11:254-260)。NMDA受体在特定神经元建构和突触连 接的发展期间有牵涉，并且可以牵涉于经验依赖性的突触修饰中。此外，NMDA受体也被认 为牵涉于长时程增强和中枢神经系统障碍中。
[0005]NMDA受体在作为许多更高认知功能比如记忆获得、保留和学习的基础的突触可 塑性中，以及在某些认知途径和痛觉中发挥主要作用（Collingridgeetal.，TheNMDA Receptor,OxfordUniversityPress, 1994)。此外，NMDA受体的某些特性表明它们可以牵 涉于作为意识本身的基础的脑信息处理中。
[0006]NMDA受体特别有吸引力的原因是其显得牵涉于广泛的CNS障碍中。例如，在由 卒中或跌打损伤引起的脑缺血期间，自损害或缺氧的神经元释放过量的兴奋性氨基酸谷氨 酸。该过量谷氨酸结合至NMDA受体，这打开它们的配体-门控离子通道；从而钙内流产生 高水平的细胞内钙，其活化生物化学级联，引起蛋白质降解和细胞死亡。该现象，称为兴 奋性中毒，也被认为引起与低血糖症和心脏停搏乃至癫痫的范围的其它障碍有关的神经损 害。此外，有初步报告指出在亨廷顿、帕金森氏和阿尔茨海默病的慢性神经变性中的相似牵 涉。NMDA受体的活化已显示引起卒中后痉挛，并且在某些癫痫模型中，NMDA受体的活化已 显示是产生癫痫发作的必要条件。NMDA受体的神经精神牵涉也已得到认识：由于动物麻醉 剂PCP(苯环利定）阻断NMDA受体Ca++通道在人类中产生类似精神分裂症的精神病状态 (综述参见Johnson,K.andJones,S.，1990)。此外，NMDA受体也牵涉于某些类型的空间学 习中。
[0007]NMDA受体据信由包埋在突触后膜中的数个蛋白质链组成。目前发现的前两种类型 的亚单位形成大细胞外区域，其可能含有变构结合位点中的绝大多数：数个跨膜区域成环 并且折叠以便形成空隙或通道，其可渗透Ca++，和羧基末端区域。通道的打开和关闭受各种 配体与位于细胞外表面的蛋白质的各区域（变构位点）的结合所调节。配体的结合被认为 影响蛋白质整体结构的构象变化，其最终反映为通道打开、部分打开、部分关闭或关闭。
[0008]NMDA受体化合物可以通过变构位点对NMDA受体发挥双重（激动剂/拮抗剂）效 果。这些化合物一般地称为〃部分激动剂"。在主要位点配体存在下，部分激动剂将替换某 些配体并从而减少经过受体的Ca++流。在不存在或降低水平的主要位点配体的情况下，部 分激动剂增加通过受体通道的Ca++流。
[0009] 本领域中一直需要新的且更特异的/有效的化合物，其能够结合至或调节NMDA受 体的甘氨酸结合位点，例如NMDA受体NR1配体结合核心，具有例如特别是在体内的显著特 异性和/或效能，提供药物益处。此外，医学领域中一直需要可口服递送形式的所述化合 物。 发明概要
[0010] 本文至少部分提供化合物，其是NMDA调节剂例如NMDA的部分激动剂。例如，本 文提供化合物，其可以模拟能选择性地与NMDA受体NR1例如SEQID.NO. 1的甘氨酸结合 区域相互作用的转角结构。例如，公开的肽模拟物在结合至SEQIDNO. 1的情况下具 有转角基序。在某些实施方式中，公开的肽模拟物在体内或在水溶液中基本上保持 转角基序。
[0011] 在某些实施方式中，提供肽模拟物能够结合至或连接于SEQIDNO. 1的NMDA配体 结合核心，其中所述肽模拟物具有相距约6至约14A,例如相距约6至约8人的至少两个 a碳。例如，公开的模拟物可以包括环状酰胺核心，例如螺-0-内酰胺。
[0012] 在又一实施方式中，公开的肽模拟物可以是肽，其具有用具有羧基和氨基的部分 替换的两个或三个氨基酸。在一种实施方式中，权利要求1-6中任一项公开的肽模拟物，其 中所述肽模拟物能够与SEQIDNO. 1的下述氨基酸中的至少一个、两个、三个或四个形成氢 键：PR0124,THR126,GLU178和SER180,或可以能够与全部四个氨基酸形成氢键。
[0013] 例如，本文提供的是肽模拟物，其能够结合至SEQIDNO. 1的NMDA配体结合核心， 其中所述肽模拟物具有相距约6至约14羞（例如，相距约6至约1〇羞）的两个a碳并且 包含双环酰胺核心的转角基序（例如，螺-0-内酰胺），从而在肽模拟物结合至所述SEQIDNO. 1时，双环酰胺核心基本上保持构型。所述肽模拟物可以包括下式代表的核心：
[0014]
示范性肽模拟物可以在体内或在水溶液中基本上维持转角基序， 并且可以能够与3￡〇10勵.1的下述氨基酸形成氢键屮1?0124，1'冊126,61〇]178和3￡1?180。 在某些实施方式中，0 -转角核心可以缀合至一个或两个氨基酸。
[0015] 本文还提供在患者中治疗或预防NMDA受体介导的障碍的方法，包括向有需要的 患者给药可接受的NMDA配体结合核心受体激动或拮抗量的模拟甘氨酸的0 -转角拟肽的 环状化合物，其具有环状酰胺部分，例如内酰胺部分。
[0016] 本文也提供是调节SEQIDNO. 1活性的方法，其中所述调节产生自化合物所采用 的有利构象，并且其中所述调节产生自化合物与SEQIDNO. 1的下述氨基酸中的一个、二 个、三个或四个之间的成氢键相互作用：PR0124,THR126,GLU178和SER180。
[0017] 在又一实施方式中，提供鉴定能够结合至SEQIDNO. 1的化合物的方法，包括：a) 提供分子模型，其包含SEQIDNO. 1的一个或多个靶标区域，其衍生自下述的至少一部分：SEQIDN0. 1，SEQIDNO. 1的分子建模的原子坐标，或在ProteinDataBank中以登录号 1PBQ保存的原子坐标；b)用所述分子模型来鉴定能够结合至所述分子模型中的一个或多 个靶标区域的化合物；和c)产生化合物。在某些实施方式中，上述方法可以还包括确定化 合物是否调节SEQIDNO. 1的额外步骤。
[0018] 本文也提供药学上可接受的组合物，其包含公开的化合物，和药学上可接受的赋 形剂。例如，所述组合物可以适于口服给药至患者。
[0019] 用于治疗认知障碍，比如与遗忘症或学习障碍有关的障碍的方法包括向有需要的 患者给药有效量的所公开的化合物。例如，本文提供在有需要的患者中治疗或改善遗忘症 或学习障碍方法。
[0020] 在一种实施方式中，提供用于在有需要的患者中治疗神经性疼痛的方法，包括给 药有效量的所公开的化合物。
[0021] 本文也公开用于在有需要的患者中治疗抑郁、强迫型神经失调或精神分裂症的方 法，包括给药有效量的所公开的化合物。在又一实施方式中，提供用于在有需要的患者中治 疗创伤后应激障碍、酒精依赖障碍或对成瘾性药物成瘾的方法，包括给药有效量的所公开 的化合物。
【附图说明】
[0022] 图1A-1D表明所公开的化合物（AK52)双相性地改变在Shaffer旁路-CA1突触处 的突触后NMDA受体-介导的兴奋性突触后电流（e.p.s.c.s)，并且选择性地增强LTP的诱 导。1A:CA1锥体神经元中Schaffer旁路-诱发的e.p.s.c.s的NMDA组分被AK52 (1yM; 粗横线）显著减少的时间过程。（各点是5个细胞的e.p.s.c.peNRXe振幅的平均值 土SEM。）IB:CA1锥体神经元中Schaffer旁路-诱发的e.p.s.c.s.的NMDA组分被低10倍 的AK52浓度（100nM;灰色横线）增强的时间过程。（各点是5个细胞的e.p.s.c.peNRX振 幅的平均值土SEM)。1C:与对照的未处理部分（空心圈；n= 8)相比，在用1iiM(实心圈； n= 10)和100nM(实心菱形；n= 6)NRX-10, 052预处理的部分中，在Schaffer旁路-CA1 突触处，低频刺激序列（2Hz/10分钟；开始于箭头）诱导的LID的时间过程。（各点是n个 部分的标准化细胞外场EPSP斜率的平均值土SEM。）1D:与对照未处理部分（空心圈；n= 15)相比，在用liiM(实心圈；n= 10或100nM(实心菱形；n= 8)NRX-10,052预处理的部 分，在Schaffer旁路-CA1突触处，高频刺激序列（3xl00HZ/500mS ;箭头）诱导的LTP的实 验的时间过程。（各点是n个部分的标准化场e.p.s.p.斜率的平均值土SEM)。
[0023] 图2A-2E表明低浓度的所公开的化合物B明显增强在Shaffer旁路-CA1突触处的 药理学-分离的突触后NMDA受体-介导的兴奋性突触后电流（e.p.s.c.s)并且加强LTP，而 高20-倍的浓度降低NMDAe.p.s.c.s。2A:在CA1锥体神经元中记录的化合物B(50nM;粗 横线）对单次冲击Schaffer旁路-诱发的药理学-分离的NMDAe.p.s.c.s的显著增强的 时间过程。2B:化合物B(50nM;粗横线）对迸发-诱发的（4脉冲/100Hz)NMDAe.p.s.c.s 的增强的时间过程。2C:在CA1锥体神经元中记录的化合物B(1yM;粗横线）对单次冲击 Schaffer旁路-诱发的NMDAe.p.s.c.s.的显著降低的时间过程。2D:在CA1锥体神经元 中记录的化合物B(1iiM;粗横线）对迸发-诱发的（4脉冲100Hz)Schaffer旁路-诱发的 NMDAe.p.s.c.s的降低的时间过程。2E:50nM化合物B(实心圈）与对照未处理部分（空 心圈）相比，在CA1锥体神经元上的突触处，对高频（100Hz/500msx3;实心箭头）Schaffer 旁路刺激-诱发的LTP的增强。（各点是n个细胞的e.p.s.c.peNRX振幅的平均值土SEM)。
[0024] 图3展示100nM和1iiM浓度的所公开的化合物（AK51)均增强在Shaffer旁 路-CA1突触处的药理学-分离的突触后NMDA受体-介导的（e.p.s.c.s.)并且加强LTP。 3A:在CA1锥体神经元中记录（n=x)的NRX-10, 051(lOOnM;粗横线）对单次冲击Schaffer 旁路-诱发的药理学-分离的NMDAe.p.s.c.s的显著增强的时间过程。3B:在CA1锥体 神经元中记录（n=y)的AK51 (1yM;粗横线）对单次冲击Schaffer旁路-诱发的药理 学-分离的NMDAe.p.s.c.s的增强的时间过程。3C:100nM〇和1iiM(实心圈）的AK5151 与对照未处理部分（空心圈）相比，在CA1锥体神经元上的突触处对高频（100HZ/500ms x3;实心箭头）Schaffer旁路刺激-诱发的LTP的增强。3D:与对照未处理部分（空心圈； n= 8)相比，在用1yM(实心圈；n= 10)或lOOnM(实心菱形；n= 6NRX-10, 051预处理的 部分中，在Schaffer旁路-CA1突触处低频刺激序列（2Hz/10min;开始于箭头处）诱导的 LTD的时间过程。各点是n个细胞的e.p.s.c.peNRX振幅的平均值土SEM)。
[0025] 图4表明所公开的化合物增强NMDA电流和LTP。A:在全细胞记录下，20分钟浴 施用lOOnMAK51 (粗横线）对在CA1锥体神经元中的标准化的药理学-分离的NMDA受 体-门控电流的效果的时间过程（平均值土SEM，n= 5)。B:在全细胞记录下，20分钟浴施 用1iiMAK51 (粗横线）对在CA1锥体神经元中的标准化的药理学-分离的NMDA受体-门 控电流的效果的时间过