专利名称：Iap二聚体抑制剂的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种IAP 二聚体抑制剂及其组合物。
背景技术：
细胞凋亡(程序性细胞死亡)在所有多细胞有机体的发育和体内平衡中起到了重要作用。细胞凋亡(Apoptotis)可以在细胞内由诸如趋化因子的外部因素(外部途径)引起或者经由诸如DNA损伤的细胞内事件(内部途径)引起。细胞凋亡通路的改变已经牵涉到多种类型的人类病理，包括:发育障碍、癌症、自身免疫性疾病以及神经变性疾病。化学治疗药的一种作用模式是经由细胞凋亡的细胞死亡。细胞凋亡在物种间是保守的并且主要通过活化的半胱天冬酶实现，所述半胱天冬酶属于对其底物具有天冬氨酸特异性的半胱氨酸蛋白酶家族。这些含有半胱氨酸的天冬氨酸特异性蛋白酶(“半胱天冬酶”)作为催化惰性的酶原在细胞中产生并且在细胞凋亡期间经蛋白水解加工成为活性的蛋白酶。效应物半胱天冬酶一经活化，即成为最终导致细胞死亡的广谱细胞靶点的蛋白水解裂解的原因。在没有接受细胞凋亡刺激的正常存活细胞中，大部分的半胱天冬酶保持无活性。如果半胱天冬酶被异常地激活，它们的蛋白水解活性可以受称为IAP(细胞凋亡蛋白质的抑制剂)的演变保守的蛋白质家族抑制。蛋白质的IAP家族通过防止半胱天冬酶酶原(procaspase)的活化和抑制成熟半胱天冬酶的酶活性来抑制细胞凋亡。已鉴定了一些特殊的哺乳动物IAP，包括XIAP、c-1APl、c-1AP2、ML-1AP、NAIP (神经细胞凋亡抑制蛋白质)、Bruce和存活素，它们在细胞培养中均表现出抗细胞凋亡的活性。最初是通过IAP替代P35 ( 一种抗细胞凋亡基因)蛋白的功能性能力在杆状病毒(baculovirus)中发现了 IAP。已经对从果蚬到人类的有机体中的IAP进行了描述，并且已知IAP在多种人类癌症中过表达。一般而言，IAP包括一到三种的杆状病毒LAP IAP重复(BIR)域，并且大部分的IAP还具有羧基末端环指基序。BIR域自身是含有4个α单环和3个β链的约70个残基的锌结合域，具有与锌离子配位的半胱氨酸和组氨酸残基。认为BIR域是通过抑制半胱天冬酶并由此抑制细胞凋亡从而产生抗细胞凋亡效应的。XIAP在大多数的成年和胎儿组织中普遍地表达。已经证明XIAP在肿瘤细胞中的过表达赋予了对抗多种促细胞凋亡的刺激的保护作用并且提高了对化学治疗的耐受性。与上述情况一致，对于患有急性骨髓性白血病的患者而言，已经证明XIAP的蛋白质水平和存活率之间具有很强的相关性。已显示通过反义寡核苷酸对XIAP表达的下调使肿瘤细胞对经由广泛的促细胞凋亡剂在体外和体内诱发的死亡敏感。也已经证明Smac/DIABLO衍生的肽使大量不同的肿瘤细胞系对经由多种促细胞凋亡药物诱发的细胞凋亡敏感。
然而，在预示要经受细胞凋亡的正常细胞中，必须消除IAP介导的抑制效应——至少部分通过被称为 Smac (seond mitochondrial activator of caspases,半胱天冬酶的第二种线粒体活化剂)的线粒体蛋白质施行的过程。Smac (或者DIABLO)作为239种氨基酸的前体分子被合成；N末端的55个残基作为引入后去除的线粒体定向序列起作用。Smac的成熟形式含有184个氨基酸并且在溶液中作为寡聚体行使功能。已经有提议将Smac及其各种片段作为鉴定治疗剂的靶来使用。使用线粒体定向序列的N末端在细胞质中合成Smac，所述线粒体定向序列的N末端在成为成熟多肽的成熟期间经蛋白水解除去并且随后靶向线粒体的膜内空间。在诱发细胞凋亡时，Smac和细胞色素c 一起从线粒体释放入细胞质，Smac在此与IAP结合并且使半胱天冬酶活化，其中消除了 IAP对细胞凋亡的抑制作用。尽管细胞色素c诱导Apaf-1的多聚化以激活半胱天冬酶-9酶原与半胱天冬酶-3酶原，但Smac消除了多数IAP的抑制作用。Smac基本上与所有的IAP相互作用，迄今为止已经查明IAP包括XIAP、c-1APl、c_IAP2和ML-1AP。因此，Smac似乎是哺乳动物中细胞凋亡的主要调节剂。已经表明Smac作为IAP拮抗剂起作用,其不但提高了半胱天冬酶酶原的蛋白水解活性而且提高了成熟半胱天冬酶的酶活性，两者均取决于其与IAP物理相互作用的能力。X射线晶体学显示成熟Smac的前四个氨基酸(AVPI)与IAP的一部分相结合。这种N末端序列是结合IAP并阻滞其抗细胞凋亡效应所必需的。IAP拮抗剂的基础生物学表明IAP可以补充或协同增强其他化学治疗剂/抗肿瘤剂和/或放射的疗效。作为DNA损伤和/或细胞新陈代谢中断的结果，预期化学治疗剂/抗肿瘤剂和放射诱发细胞凋亡。目前癌症药物设计的方向聚焦于在使正常细胞免受伤害的同时于肿瘤内对细胞凋亡信号途径的选择性活化。已经有报道特异性抗肿瘤剂(比如TRAIL)的肿瘤特异性性质。与肿瘤坏死因子相关的诱发细胞凋亡的配体(TRAIL)是肿瘤坏死因子(TNF)超家族的一些成员中的一个，所述肿瘤坏死因子(TNF)超家族通过与死亡受体的参予而诱发细胞凋亡。TRAIL与非常复杂的受体系统相互作用，该系统在人类中包括两种死亡受体和三种诱馆受体(decoy receptor)。已将TRAIL单独和结合其他的药剂作为抗肿瘤剂使用，所述其他的药剂包括化学治疗药物和电离辐射。TRAIL可以在过表达存活因子Bcl-2和Bcl-XL的细胞中激发细胞凋亡并且可以针对对化学治疗药物具有获得抗性的肿瘤提出治疗策略。TRAIL与其同源受体相结合并且激活利用衔接分子(如FADD)的半胱天冬酶的级联反应。目前，已经鉴定了五种TRAIL受体。TRAIL-Rl (DR4)和TRAIL-R2 (DR5)这两种受体介导细胞凋亡信号传导，以及DcRl、DcR2和骨保护素(OPG)这三种非功能性受体可以作为诱饵受体起作用。当增强DR4和DR5表达的药剂与TRAIL组合使用时，可以表现出协同的抗肿瘤活性。TRAIL产生的有益效果已显示于几种类型的癌症。例如，BCG疫苗的膀胱内滴注诱发了 Thl免疫反应并且是针对浅表性膀胱癌治疗的一线疗法，所述Thl免疫反应导致抗肿瘤细胞因子(包括TRAIL)的产生和免疫细胞的浸润损伤。体外研究表明目前在临床研究中测试对膀胱癌疗效的α干扰素(INF-α)引起了经由人类膀胱癌细胞系中自分泌产生的TRAIL介导的细胞凋亡。在患有膀胱癌的患者中骨保护素(TRAIL的诱饵受体)的循环水平也在增加并且与肿瘤期、肿瘤的程度和预后具有负相关性。此外，已经显示通过NK(自然杀伤)细胞的TRAIL表达经由IL_2(白细胞介素2)的治疗增强，并且TRAIL的表达为全部肿瘤细胞的细胞毒性效应所需。目前，已批准将IL-2(—种细胞因子)用于黑色素瘤和肾细胞癌的治疗。由于癌细胞复制和/或DNA损伤修复的抑制将促使核DNA断裂，因此诱导细胞进入细胞凋亡通路。拓扑异构酶对于诸如DNA复制和修复的细胞过程是重要的，拓扑异构酶是一类通过将DNA分子的一条或两条链断开并再次连接来减少DNA中超螺旋的酶。对此类酶的抑制作用削弱细胞复制以及修复损伤DNA的能力并且激活了内部的细胞凋亡通路。由拓扑异构酶介导的DNA损伤引起的导致细胞死亡的主要通路包括通过由线粒体释放的促细胞凋亡分子如Smac对细胞质中的半胱天冬酶的活化。通过上游调节通路紧密地控制这些细胞凋亡效应物通路的参予，所述上游调节通路对经由经受细胞凋亡的细胞中拓扑异构酶抑制剂诱发的DNA损伤产生应答。通过与DNA断片结合的蛋白激酶来确保对经由拓扑异构酶抑制剂诱发的对DNA损伤的细胞应答的抑制。这些通常称为“DNA传感器”的激酶(所述激酶的非限制性实例包括Akt、JNK和P38)通过使大量的底物(包括某些下游激酶)磷酸化来介导DNA修复、细胞周期停滞和/或细胞凋亡。化学治疗钼类药物属于普通类别的DNA修饰剂。DNA修饰剂可以是任何高度反应性的化学化合物，所述化合物与核酸和蛋白质中的各种亲核基团键合且引起突变、致癌或细胞毒性效应。DNA修饰剂通过不同的机理起作用而获得相同的最终结果，所述不同的机理为破坏DNA功能和细胞死亡、DNA损伤/DNA中原子间横桥或键的形成以及诱发导致突变的核苷酸错配。含有钼的DNA修饰剂的三种非限制性实例为顺钼(cisplatin)、碳钼(carboplatin)和奥沙利钼(oxaliplatin)。人们认为顺钼是通过与DNA结合并干扰DNA的修复机理，最终导致细胞死亡来杀死癌细胞的。碳钼和奥沙利钼是采用相同作用机理的顺钼衍生物。高度反应性的钼络合物在细胞内形成并且通过与DNA分子共价结合来形成链内和链间的DNA交联而抑制DNA的合成。已经显示非甾体抗炎药(NSAID)在结肠直肠细胞中诱发了细胞凋亡。NSAID似乎是经由Smac从线粒体释放而诱发细胞凋亡的(PNAS，11月30，2004, vol.101:16897-16902)。因此，预期NSAID与Smac模拟物联合使用使每种药物的活性增加到超过每种单独使用的药物的活性。2001年9月28日提交并于2006年I月31日授权的Shi等人的题为“用于调节程序性细胞凋亡的组合物及方法(Compositions and method for Regulating Apoptosis)”的美国专利第6，992，063号指出Smac的N末端部分的模拟物提供了可行的候选药物，在此通过引用将该专利的全部内容并入本文。此外，于2004年2月12日提交的McLendon等人的题为“应用于诊断和治疗方法的结合 IAP 的载运分子和妝模拟物(IAP-Binding Cargo Molecules and PeptidomimeticsFor Use In Diagnostic and Therapeutic Methods) ” 的美国申请第 10/777，946 号(美国公开号US 2008/0199439)中，已经显示载运分子(cargo molecule)可以连接于Smac四肽肽模拟物的N末端，在此通过引用将该申请的全部内容并入本文。
发明内容
本发明提供了模拟与IAP结合的Smac的三级结构的化合物或模拟Smac的N末端部分活性的化合物。本发明还包括此处描述的模拟化合物的立体异构体。本发明还提供使用这些模拟物调节细胞凋亡并且进一步用于治疗目的的方法。本发明还提供中间体及使用这些中间体制备调节细胞凋亡的化合物的方法，所述化合物是通过模拟与IAP结合的Smac的三级结构或模拟Smac的N末端部分活性来调节细胞凋亡的。本发明的化合物具有下述通式(I):
权利要求
1.一种药物组合物，其包括具有下式(IV)的化合物，
2.根据权利要求1所述的药物组合物，其中所述化合物包括同型二聚体， 其中R5a和R5b是相同的并且选自(I) Cy烷基，任选地以选自-OH和-O-CV4烷基的组的取代基取代； 其中R7a和R7b是相同的并且选自CV4烷基； R8a和R8b是相同的并且选自-H或C^4烷基； R3a和R3b是相同的并且选自H或羟基；并且 Wa和Wb共价结合，并且Wa和Wb —起为键； 或其药学上可接受的盐。
3.根据权利要求1所述的药物组合物，其中R5a和R5b的烷基选自甲基、乙基、异丙基、异丁基、仲丁基或叔丁基。
4.根据权利要求1所述的药物组合物，其中R7a和R7b选自甲基和乙基。
5.有下式(IV)的化合物或其药学上可接受的盐在制备在细胞中诱发细胞凋亡的药物中的应用，
全文摘要
本发明是IAP二聚体抑制剂。Smac的分子模拟物能够通过它们与细胞的IAP(细胞凋亡蛋白质的抑制剂)的相互作用来调节细胞凋亡。所述模拟物是基于结合IAP的蛋白质的N末端四肽的单体或二聚体，例如Smac/DIABLO、Hid、Grim和Reaper，其与特异性的IAP的表面凹沟相互作用。还公开了将这些肽模拟物(peptidomimetic)用于治疗目的方法。在本发明不同的实施方案中，本发明的Smac模拟物与化学治疗剂组合，所述化学治疗剂包括但不限于拓扑异构酶抑制剂、激酶抑制剂、NSAID、紫杉烷和广泛定义的含有铂的化合物。
文档编号A61P25/00GK103083644SQ20121041858
公开日2013年5月8日 申请日期2006年2月27日 优先权日2005年2月25日
发明者S·M·康登, M·G·拉波特, 邓一军, S·R·里平 申请人:泰特拉洛吉克药业公司