专利名称：蛋白激酶复合物和抑制剂的制作方法
蛋白激酶复合物和抑制剂相关申请本申请要求2009年9月16日提交的美国专利申请No. 61/242，988的优先权，该申请的全部内容引入本申请中以作参考。
背景技术：
近年来，对疾病相关的酶和其它生物分子的结构的深入理解极大地帮助了新型治疗剂的寻找。已成为广泛研究主题的一类重要的酶是蛋白激酶。蛋白激酶构成了结构上相关的酶的大族，这种酶负责控制细胞内的多种信号转导过程。由于结构和催化功能的保守性，蛋白激酶被认为是从常见的祖传基因进化而来的。几 乎所有的激酶都含有相似的250-300个氨基酸催化结构域。该激酶可以根据其磷酸化的底物(例如，蛋白-酪氨酸、蛋白-丝氨酸/苏氨酸、脂质等等)被分类成家族。通常，蛋白激酶通过影响磷酰基从三磷酸核苷中迁移至参与信号传导途径的蛋白质受体来介导细胞内信号转导。这些磷酸化事件作为分子开/关转换，能够调节和调控靶蛋白生物功能。最终这些磷酸化事件在对多种细胞外和其它刺激的应答中被引发。这些刺激的例子包括环境和化学应激信号(例如，渗压休克(osmotic shock)、热休克、紫外线辐射、细菌内毒素和H202)、细胞因子(例如，白细胞介素-I (IL-I)和肿瘤坏死因子(TNF-))和生长因子(例如，粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)以及成纤维细胞生长因子(FGF))。细胞外刺激可以影响一个或更多个与细胞生长、迁移、分化、激素分泌、转录因子激活、肌肉收缩、葡萄糖代谢、蛋白合成控制和细胞循环调节相关的细胞应答。
许多疾病与上述描述的蛋白激酶介导的事件所引发的非正常细胞应答相关。这些疾病包括但不限于自免疫疾病、炎症性疾病、骨质疾病、代谢疾病、神经学的疾病和神经变性的疾病、癌症、心血管疾病、过敏、哮喘、阿尔塞梅茨病(Alzheimer’ s disease)和与激素相关的疾病。因而，仍然需要找到用作治疗剂的蛋白激酶抑制剂。蛋白复合物(其中目标蛋白共价连接到该蛋白的抑制剂上)可用于多个目的。例如，该复合物能够被用于研究蛋白结构和功能。另外，如果该抑制剂具有治疗潜力，从患者获得的样品中复合物的存在或数量的确定能够提供关于抑制剂效率和靶蛋白代谢的信息。因而，仍然需要新的蛋白复合物。
发明内容
本发明已确定蛋白激酶能够基于特定非保守的半胱氨酸的存在来分组，该半胱氨酸位于ATP结合位点内或附近。在本发明中，所述常见的非保守的半胱氨酸被称为CYS1-CYS13，并且作为共价修饰的靶标以形成蛋白激酶复合物。不可逆抑制剂能够与含有所述靶半胱氨酸残基的蛋白激酶选择性地形成复合物，所述不可抑制剂与所述靶半胱氨酸残基中的一个形成共价键。适合于形成本发明的复合物的不可逆抑制剂含有结合部分和弹头部分(warhead moiety),所述结合部分结合在所述蛋白激酶的ATP结合位点内或附近。通常，所述复合物具有的化学式为
X-M-S-CH2-Prot其中，Prot是蛋白激酶或其部分，其含有在所述ATP结合位点内或附近的半胱氨酸；S-CH2是所述半胱氨酸残基的侧链上的硫原子和亚甲基基团；M是修饰部分(modifer moiety),其由弹头基团与所述半胱氨酸残基的侧链共价键合形成；以及X是化学部分，其结合在所述蛋白激酶的ATP结合位点内或附近。 本发明也涉及在此公开的不可逆抑制蛋白激酶的化合物。
图I是表明在使用E0L-1细胞的“淘汰(washout)”实验中，血小板衍生生长因子受体(PDGFR)与参考化合物索拉非尼(sorafenib)和不可逆抑制剂(XVIII-II)的抑制的统计直方图。图2A和2B是表明在cKIT磷酸化测试中，不可逆抑制剂(XVIII-II)相比索拉非尼引起的cKIT活性的延长抑制(2A)以及测量ERK磷酸化的下游信号转导测试(2B)的直方图。图3表明在可逆抑制剂XVIII-Il抑制后，C-KIT的胰蛋白酶消化(trypticdigest)的质谱分析结果。图4表明在可逆抑制剂II-2抑制后，KDR的胰蛋白酶消化的质谱分析结果。
具体实施例方式定义本发明的化合物包括上述通常描述的那些，并通过本文公开的纲、亚纲、种类来进一步阐述。如本发明所使用的，除非有其它的说明，否则将应用下述定义。为了本发明的目的，化学元素与元素周期表(CAS译本，化学和物理手册，第75版)一致。另外，在“有机化学”(Thomas Sorrell,大学科学书，Sausalito: 1999)和“March的高等有机化学”(第5版，Ed. : Smith, M. B. and March, J. , John Wiley & Sons, New York: 2001)中描述了有机化学的普遍原理，它们的全部内容在此引入以作参考。如本文中所使用的，所述术语“脂肪族的”或“脂肪基”意思是直链(即，没有分支)或支链的、取代或未取代的烃链，其是完全饱和的或含有一个或多个不饱和单元，或者是完全饱和的或含有一个或多个不饱和单元的单环烃或二环烃，但其不是芳香的(在本文也称作为“碳环”、“环状脂肪族”或“环烷基”)，其是单点与分子的其余基团连接。除非有其它具体限定，脂肪基含有1-6个脂肪族碳原子。在一些实施方式中，脂肪基含有1-5个脂肪族碳原子。在其它实施方式中，脂肪基含有1-4个脂肪族碳原子，依然在其它的实施方式中，月旨肪基含有1-3个脂肪族碳原子，并且，在另外其他的实施方式中，脂肪基含有1-2个脂肪族碳原子。在某些实施方式中，“环状脂肪族”(或“碳环”或“环烷基”)指单环的C3-C6的烃，其为完全饱和的或含有一个或多个不饱和单元，但不是芳香的，其是单点与分子的其余基团连接。适合的脂肪基包括但不限于线形的或支链的，取代的或未取代的烷基基团，烯基基团、炔基基团及其杂合体例如(环烷基烷基、环烯基烷基或环烷基烯基。
如在本文中所使 用的,所述术语“桥联双环(bridged bicyclic)”指的是任意双环环体系，即，碳环或杂环，饱和或部分不饱和，具有至少有一个桥。如IUPAC所定义的，“桥”是非支链原子或原子或连接两个桥头(bridgehead)的价键,而“桥头”是键接三个或更多个骨架原子(不包括氢)的环体系中的任意骨架原子。在一些实施方式中，桥联双环基团具有7-12个环成员以及独立地选自氮、氧或硫的0-4个杂原子。这种桥联双环基团是本领域众所周知的且包括下面阐述的这些基团，其中，每一基团在任意取代的碳或氮原子上与分子的其余基团相连接。除非有其它的特别定义，桥联双环基团被一个或多个取代基如下所阐述的脂肪族基团任选取代。附加地或可选择地，桥联双环基团的任意可取代的氮被任选取代。桥联双环的实例包括
权利要求
1.一种蛋白激酶复合物，所述蛋白激酶具有的化学式为，X-M-S-CH2-Prot 其中，Prot是蛋白激酶或含有半胱氨酸残基的蛋白激酶部分，所述半胱氨酸残基选自由 CYS1、CYS5、CYS6、CYS7、CYS8、CYS9、CYS10、CYS11、CYS12 和 CYS13 组成的组； S-CH2是所述半胱氨酸残基的侧链上的硫原子和亚甲基基团； M是通过弹头基团与所述半胱氨酸残基的侧链共价键合形成的修饰基；以及 X是结合在所述蛋白激酶的ATP结合位点或ATP结合位点附近的化学基。
2.根据权利要求I所述的复合物，其中，所述弹头基团是-L-Y，其中， L是共价键，或者为饱和的或不饱和的、直链的或支链的Cu的二价烃链；其中，L的一个、两个或三个亚甲基单元被可选地且各自独立地由亚环丙基、-NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N (R)_、_N (R) SO2-、-SO2N (R)_、_0_、_C (0)_、_0C (0)_、_C (0) 0_、_S_、_S0_、_S02_、_C (=S)_、_C (=NR) -、-N=N-或-C (=N2)-代替； Y是氢，腈，由一个或多个OH、NRxRy、酮、卤素、NO2或CN可选取代的C^6脂肪族，或芳基环或饱和的或部分不饱和的3-10元单环或双环，所述环具有各自独立地选自氮、氧或硫的.0-3个杂原子，并且所述的环被1-4个Re基团取代；以及 Rx和Ry各自独立的为氧、低级烧基、低级齒烧基或低级环烧基； 每个Re各自独立地选自Q-Z，0H,酮，NO2,齒素，CN,适合的离去基团，或被酮、齒素、NO2或CN可选取代的Cu脂肪族，其中 Q是共价键，或者为饱和的或不饱和的、直链的或支链的Cu的二价烃链，其中，Q的一个或两个亚甲基单元被可选地且各自独立地由-N(R)-、-S-、-O-、-C(O)-, -OC(O)-, -C(O).O-、-SO-或-SO2-, -N (R) C (0) -、-C (0) N (R) -、-N (R) SO2-或-SO2N (R)-代替；以及Z是氢,或为被酮、卤素、NO2或CN可选取代的CV6脂肪族。
3.根据权利要求I所述的复合物，其中，所述弹头基团是
4.根据权利要求I所述的复合物，其中，所述修饰基与所述半胱氨酸的侧链硫和亚甲基整体具有选自以下组成的组中的化学式，
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合物，其中，Prot是激酶或含有CYSl的激酶部分，且 Prot 是选自由 JAK3、FGFRl、FGFR2、FGFR3、FGFR4、CKIT、CSFRl、PDGFR-A、FAK2、FLT3、FER、FES、CDKL1、CDKL4、FLT4、KDR、FLTU PDGFR-B 以及含有 CYSl 的前述任何一种的部分组成的组。
6.根据权利要求5所述的复合物，其中，Prot含有氨基酸序列，所述氨基酸序列选自由 ROVHRDL、KOIHRDL、NOIHRDL、NOIHRDV、NOVHRDL、NOVHRDI、SOVHRDL、COIHRDL 或NOIHRDI组成的组，其中，C*是CYSl。
7.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合物，其中，Prot是激酶或含有CYS5的激酶部分，且Prot是选自由PFTAIRE1、JNKU JNK2、JNK3BMPR2以及含有CYS5的前述任何一种的部分组成的组。
8.根据权利要求7所述的复合物，其中，Prot含有氨基酸序列，所述氨基酸序列选自由DLOQYMD、NLOQVIH、NLOQVIQ 和 SLOKYLSL 组成的组，其中，O 是 CYS5。
9.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合物，其中，Prot是激酶或含有CYS6的激酶部分，且 Prot 是选自由 TNKl、YES、FGR、SRC、UMKl、FGFRl、FGFR2、FGFR3、FGFR4 以及含有CYS6的前述任何一种的部分组成的组。
10.根据权利要求9所述的复合物，其中，Prot含有氨基酸序列，所述氨基酸序列选自由 SGOFGV、QGOFGE、TGOFGD、KGOFGQ 和 EGOFGQ 组成的组，其中，O 是 CYS6。
11.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合物，其中，Prot是激酶或含有CYS7的激酶部分，且Prot是选自由FAK、ALK1、ALK2以及含有CYS7的前述任何一种的部分组成的组。
12.根据权利要求11所述的复合物，其中，Prot含有氨基酸序列，所述氨基酸序列选自由 GROIGEGQFGD、VEOVGKGRYG 和 LEOVGKGRYG 组成的组，其中，O 是 CYS7。
13.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合物，其中，Prot是激酶或含有CYS8的激酶部分，且Prot是选自由ZAP70、CRIK、ERK3、CKlgl、CKlg2、CKlg3以及含有CYS8的前述任何一种的部分组成的组。
14.根据权利要求13所述的复合物，其中，Prot含有氨基酸序列，所述氨基酸序列选自由GOGNF、GOGHF和GOGGN组成的组，其中，O是CYS8。
15.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合物，其中，Prot是激酶或含有CYS9的激酶部分，且Prot是RORl或含有CYS9的部分。
16.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合物，其中，Prot是激酶或含有CYSlO的激酶部分，且Prot是MELK或含有CYSlO的部分。
17.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合物，其中，Prot是激酶或含有CYSll的激酶部分，且Prot是选自由c-KIT、FMS、R0N、FLT3、FGR以及含有CYSll的前述任何一种的部分组成的组。
18.根据权利要求17所述的复合物，其中，Prot含有氨基酸序列，所述氨基酸序列选自由YCOYG、YMOHG和FMOHG组成的组，其中，O是CYS 11。
19.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合物，其中，Prot是激酶或含有CYS12的激酶部分，且Prot是ALK或含有CYS12的部分。
20.根据权利要求19所述的复合物，其中，Prot含有氨基酸序列，所述氨基酸序列为AARNCLLTOPGPGRVAKI⑶，其中，C* 是 CYS12。
21.根据权利要求1-4中任意一项所述的复合物，其中，Prot是激酶或含有CYS13的激酶部分，且Prot是B-RAF或含有CYS13的部分。
22.根据权利要求21所述的复合物，其中，Prot含有氨基酸序列，所述氨基酸序列为TKPQLAIVTQWOEGSSLYHH，其中，C* 是 CYS13。
23.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有C-KIT或具有CYSl (Cys788)的C-KIT部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYSl上的化学式XVIII、XIX、XIX-a、XIX-b、XIX-c、XX或XX-a所示的化合物。
24.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有KDR或具有CYS2(Cysl045)的KDR部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYS2上的化学式XVIII、XIX、XIX-a、XIX_b、XIX-c、XX或XX-a所示的化合物。
25.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有B-RAF或具有CYS13(Cys532)的B-RAF部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYS13上的化学式XVIII、XIX、XIX_a、XIX-b、XIX-c、XX或XX-a所示的化合物。
26.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有FLT3或具有CYS2 (Cys828)的FLT3部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYS2上的化学式II-a、II-b、II-c或II-d所示的化合物。
27.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有MEK1或具有CYS2 (Cys207)的MEKl部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYS2上的化学式II-a、II-b、II-c或II-d所示的化合物。
28.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有JAK3或具有CYS3 (Cys909)的JAK3部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYS3上的化学式V所示的化合物。
29.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有PLK1或具有CYS4(Cys67)的PLKl部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYS4上的化学式III所示的化合物。
30.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有FAK或具有CYS7(Cys427)的FAK部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYS7上的化学式为IV、IVa或IVb所示的化合物。
31.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有JNKl或具有CYS5 (Cysl 16)的部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYS5上的化学式VI、VII、VIII、IX、IX-a、X、X_a、XI、XII或XII-a所示的化合物。
32.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有ZAP70或具有CYS8(Cys346)的ZAP70部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYS8上的化学式I-a、I-b、I-c、I-d、I-e和I-f所示的化合物。
33.一种蛋白激酶复合物，该蛋白激酶复合物含有RON或含有CYSll (Cysll65)的RON部分；以及以共价键地且不可逆地结合到CYSll上的化学式XIII-a、XIII-b、XIII_c、XIII-d、XIV、XV、XVI 或 XVII 所示的化合物。
34.一种化学式I-a、I-b或I-c所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
35.一种化学式II-a、II-b、II-c或II-d所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
36.一种化学式III所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
37.一种化学式V所示的化合物或它们的生理上可接受的盐
38.一种化学式VI所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
39.一种化学式VII所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
40.一种化学式VIII所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
41.一种化学式IX或IX-a所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
42.一种化学式X或X-a所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
43.一种化学式XI所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
44.一种化学式XII或XII-a所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
45.一种化学式XIII-a或XIII-b所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
46.一种化学式XIV所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
47.一种化学式XV所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
48.一种化学式XVI或XVI-a所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
49.一种化学式XVII所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
50.一种化学式XVIII所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
51.一种化学式XIX所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
52.一种化学式XX所示的化合物或它们的药学上可接受的盐
53.一种化学式IV所示的化合物或它们的生理上可接受的盐
54.一种化学式Iva所示的化合物或它们的生理上可接受的盐
55.一种化学式IVb所示的化合物或它们的生理上可接受的盐
56.一种药物组合物，其中，该药物组合物含有权利要求33-55中任意一项所述的化合物，以及药学上可接受的载体、佐剂或赋形剂。
57.一种治疗血管生成相关疾病的方法，其中，该方法包括对需要治疗的患者局部给药有效量的血管生成靶标的不可逆抑制剂。
58.根据权利要求57所述的方法，其中，所述血管生成相关疾病是有关血管产生的眼病，且所述不可逆抑制剂是局部用药到眼睛上。
59.根据权利要求57或58所述的方法，其中，所述血管生成相关疾病选自由VEGF受体2/KDR、PDGFR、SRC、FAK、PI3K、MEK、FGFR、Eph 受体、蛋氨酸氨肽 _2 和 Hsp90 组成的组。
全文摘要
本发明涉及一种含有蛋白激酶的蛋白复合物，所述蛋白激酶含有半胱氨酸残基和抑制剂，所述半胱氨酸残基位于ATP结合位点，所述抑制剂共价地且不可逆地结合到所述的半胱氨酸残基上，以使所述蛋白激酶的活性被不可逆地抑制。本发明也涉及用于不可逆地抑制蛋白激酶的化合物。
文档编号G01N33/53GK102713618SQ201080050753
公开日2012年10月3日 申请日期2010年9月15日 优先权日2009年9月16日
发明者A·克鲁格, D·牛, J·辛格, L·乔, R·C·彼得, R·罗布, S·戈什, Z·朱 申请人:阿维拉制药公司