專利名稱：芳香族陽離子肽及其用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體涉及芳香族陽離子肽組合物和使用該芳香族陽離子肽組合物預(yù)防或治療疾病的方法。

發(fā)明內(nèi)容
在一方面，本發(fā)明提供了芳香族陽離子肽或其藥學(xué)上可接受的鹽。在一些實(shí)施方式中，所述肽選自以下物質(zhì) D-Arg-Dmt-Lys-Trp-NH2 ；D-Arg-Trp-Lys-Trp-NH2 ；D-Arg-Dmt-Lys-Phe-Met-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Lys (NaMe) -Phe-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Lys-Phe(NMe)-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Lys (NaMe) -Phe (NMe) -NH2 ； H-D-Arg (NaMe) -Dmt (NMe) -Lys (NaMe) -Phe (NMe) -NH2 ；D-Arg-Dmt-Lys-Phe-Lys-Trp-NH2 ；D-Arg-Dmt-Lys-Dmt-Lys-Trp-NH2 ；D-Arg-Dmt-Lys-Phe-Lys-Met-NH2 ；D-Arg-Dmt-Lys-Dmt-Lys-Met-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Lys-Phe-Sar-Gly-Cys-NH2 ；H-D-Arg-Ψ [CH2-NH] Dmt-Lys-Phe-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Ψ [CH2-NH] Lys-Phe-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-LysΨ [CH2-NH] Phe-NH2 ；以及H-D-Arg-Dmt-Ψ [CH2-NH] Lys-Ψ [CH2-NHjPhe-NH20在一些實(shí)施方式中，“Dmt”是指2’，6’-ニ甲基酪氨酸(2，6，-Dmt)或3’，5’-ニ甲基酪氨酸(3’ 5’ -Dmt)。在另一方面中，本發(fā)明提供了包括芳香族陽離子肽和藥學(xué)上可接受的載體的藥物組合物。在另一方面中，本發(fā)明提供了用于對(duì)有需要的哺乳動(dòng)物減少氧化損傷的方法，該方法包括將有效量的ー種或多種芳香族陽離子肽給藥至所述哺乳動(dòng)物。在另一方面中，本發(fā)明提供了用于減少有需要的哺乳動(dòng)物中的經(jīng)受線粒體通透性轉(zhuǎn)變(MPT)的線粒體的數(shù)量或者預(yù)防有需要的哺乳動(dòng)物中的線粒體通透性轉(zhuǎn)變的方法，該方法包括將有效量的ー種或多種芳香族陽離子肽給藥至所述哺乳動(dòng)物。


圖I為示出肽D-Arg-Dmt-Lys-Phe-NH2增大細(xì)胞色素c (cyt c)還原的速率的圖表。通過在550nm處的吸收測量還原的cyt C。該肽劑量相關(guān)地增大由40 μ M的NAC誘發(fā)的cyt c還原的速率。單獨(dú)的100 μ M的該肽沒有效果。圖2為示出用D-Arg-Dmt-Lys-Phe-NH2治療增強(qiáng)了經(jīng)20分鐘的IR損傷之后的分離的腎線粒體中的3態(tài)呼吸的圖表(ρ〈0. 01)。
圖3為示出用D-Arg-Dmt-Lys-Phe-NH2治療提高了 IR損傷之后I小時(shí)的時(shí)候的大鼠腎臟中的ATP含量的圖表(ρ〈0. 05)。圖4為示出H-Phe-D-Arg-Phe-Lys-Cys-NH2保持缺血再灌注(IR)之后的大鼠腎臟中的氧化還原狀態(tài)的圖表。
具體實(shí)施例方式應(yīng)當(dāng)明白，下文以不同的詳細(xì)程度描述了本發(fā)明的某些方面、模式、實(shí)施方式、變型和特征，以提供對(duì)本發(fā)明的實(shí)質(zhì)性理解。下文提供了本說明書中使用的一些術(shù)語的定義。除非另有說明，本文中使用的所有技術(shù)和科學(xué)用語通常具有和本發(fā)明所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員通常理解的意思相同的意思。除非內(nèi)容清楚指明，否則本說明和所附的權(quán)利要求中使用的単數(shù)形式“一”和“該”包括復(fù)數(shù)的引用對(duì)象。例如，所提及的“一細(xì)胞“包括兩個(gè)細(xì)胞或更多細(xì)胞的組合等。本文中使用的將制劑、藥物或肽“給藥”至對(duì)象包括將化合物引入到或給送到對(duì)象以執(zhí)行其預(yù)期功能的任何途徑?？梢酝ㄟ^任何合適的途徑來執(zhí)行“給藥”，包括ロ服、鼻內(nèi)、腸胃外(通過靜脈、肌內(nèi)、腹腔內(nèi)或皮下)或者局部給藥?！敖o藥”包括自身給藥和由其他人給藥。本文中使用的術(shù)語“氨基酸”包括天然存在的氨基酸和合成的氨基酸以及氨基酸類似物和以類似于天然存在的氨基酸的形式作用的氨基酸模擬物。天然存在的氨基酸是通過遺傳密碼編碼的氨基酸以及后來被改性的那些氨基酸，比如羥(基)脯氨酸、Y-羧基谷氨酸和O-磷酸絲氨酸。氨基酸類似物指的是具有和天然存在的氨基酸相同的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)的化合物，所述的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)即結(jié)合至氫的α -碳、羧基、氨基和R基，所述氨基酸類似物比如為高絲氨酸、正亮氨酸、蛋氨酸亞礬、甲硫基蛋氨酸。這樣的類似物具有改性的R基(例如正亮氨酸)或改性的肽主鏈，但保持與天然存在的氨基酸相同的基本化學(xué)結(jié)構(gòu)。氨基酸模擬物指的是具有與氨基酸的通用化學(xué)結(jié)構(gòu)不同的結(jié)構(gòu)、但以類似于天然存在的氨基酸的方式作用的化學(xué)化合物。本文可按照IUPAC-IUB生化命名委員會(huì)建議的通常已知的三字母符號(hào)或者一字母符號(hào)指代氨基酸。本文中使用的術(shù)語“有效量”指的是足以獲得所需的治療和/或預(yù)防效果的量。在治療或預(yù)防性應(yīng)用的背景下，給藥至對(duì)象的組合物的量將取決于疾病的類型和嚴(yán)重性以及例如平常健康情況、年齡、性別、體重和對(duì)藥物的耐受性的個(gè)體特性。所述量還取決于疾病的程度、嚴(yán)重性和類型。專業(yè)的技術(shù)人員將能夠根據(jù)這些因素和其他因素來確定合適的劑量。所述組合物還可結(jié)合一種或多種其他的治療化合物來給藥?！胺蛛x的”或“純化的”多肽或肽基本上不具有源自細(xì)胞或組織的源(試劑來自于該源)的細(xì)胞材料或其它受污染的多肽，或者當(dāng)化學(xué)合成時(shí)基本上不具有化學(xué)前體或其它的化學(xué)物質(zhì)。例如，分離的芳香族陽離子肽將不具有會(huì)干擾試劑的診斷用途或治療用途的材料。這樣的干擾材料可以包括酶、激素和其他蛋白質(zhì)類的和非蛋白質(zhì)類的溶解物。本文中使用的術(shù)語“多肽”、“肽”和“蛋白質(zhì)”在本文中是可互換的，以表示包括通過肽鍵或改性的肽鍵而互相連接的兩個(gè)或更多個(gè)氨基酸的聚合物，即，肽電子等排體。多肽既指短鏈(通常稱為肽、糖肽或低聚物)也指較長的鏈(通常稱為蛋白質(zhì))。多肽可以包括與20個(gè)基因編碼的氨基酸不同的氨基酸。多肽包括通過諸如翻譯后加工的天然進(jìn)程或本領(lǐng)域中熟知的化學(xué)改性技術(shù)改性的氨基酸序列。本文中使用的術(shù)語“治療”或“減輕”指的是治療處理措施和預(yù)防或防止措施，其中，目的是防止或減緩(減輕)目標(biāo)病癥或失調(diào)。還應(yīng)當(dāng)理解，本文描述的治療或預(yù)防醫(yī)學(xué)病癥的各種模式g在表示“顯著”，其包括完全治療或者預(yù)防以及小于完全治療或者預(yù)防，其中實(shí)現(xiàn)了某種生物學(xué)相關(guān)或醫(yī)學(xué)相關(guān)的結(jié)果。本文中使用的“防止”失調(diào)或病癥指的是相對(duì)于未治療的對(duì)照樣本，化合物降低治 療的樣本的失調(diào)或病癥的發(fā)生率，或者相對(duì)于未治療的對(duì)照樣本延遲失調(diào)或病癥的發(fā)病或者減輕失調(diào)或病癥的ー種或多種癥狀的嚴(yán)重程度。本發(fā)明涉及通過給藥ー些芳香族陽離子肽來治療或防止疾病。所述芳香族陽離子肽可溶于水并且強(qiáng)極性。盡管所述肽具有這些特性，然而所述肽能夠容易地穿過細(xì)胞膜。芳香族陽離子肽通常最少包括通過肽鍵而共價(jià)鍵連接的三個(gè)氨基酸或最少包括通過肽鍵而共價(jià)鍵連接的四個(gè)氨基酸。芳香族陽離子肽中存在的氨基酸的最大數(shù)目為通過肽鍵而共價(jià)鍵連接的大約二十個(gè)氨基酸。適當(dāng)?shù)兀被岬淖畲髷?shù)目為大約12個(gè)、大約9個(gè)或大約6個(gè)。芳香族陽離子肽的氨基酸可以是任何氨基酸。本文中使用的術(shù)語“氨基酸”用來指包括至少ー個(gè)氨基和至少ー個(gè)羧基的任何有機(jī)分子。通常，至少ー個(gè)氨基是相對(duì)于羧基在α位。所述氨基酸可以是天然存在的。例如，天然存在的氨基酸包括通常在哺乳動(dòng)物蛋白中發(fā)現(xiàn)的二十種最常見的左旋(L)氨基酸，即丙氨酸(Ala)，精氨酸(Arg)，天門冬酰胺(Asn)，天門冬氨酸(Asp)，半胱氨酸(Cys)，谷氨酰胺(Gln)，谷氨酸(Glu)，甘氨酸(Gly)，組氨酸(His)，異亮氨酸(He)，亮氨酸(Leu)，賴氨酸(Lys)，蛋氨酸(Met)，苯丙氨酸(Phe)，脯氨酸(Pro)，絲氨酸(Ser)，蘇氨酸(Thr)，色氨酸(Trp)，酪氨酸(Tyr)，和纈氨酸(Val)。其它天然存在的氨基酸包括諸如與蛋白質(zhì)合成無關(guān)的代謝過程中合成的氨基酸。例如，氨基酸ー鳥氨酸和瓜氨酸是在哺乳動(dòng)物新陳代謝的產(chǎn)生尿素期間合成的。天然存在的氨基酸的另ー示例包括羥(基)脯氨酸(Hyp)。所述肽可選地包括ー種或多種非天然存在的氨基酸。最佳地，所述肽不具有天然存在的氨基酸。所述非天然存在的氨基酸可以是左旋(L-)氨基酸、右旋(D-)氨基酸或其混合物。非天然存在的氨基酸是這樣的氨基酸通常不是在生物體的天然代謝過程中合成的，且非天然地出現(xiàn)在蛋白質(zhì)中。此外，非天然存在的氨基酸合適地也不會(huì)由普通的蛋白酶識(shí)別。非天然存在的氨基酸可以存在于肽的任何位置中。例如，非天然存在的氨基酸可以在N末端、C末端或者在N末端和C末端之間的任何位置。例如，非天然的氨基酸可以包括天然氨基酸中不存在的烷基、芳基或烷基芳基。非天然烷基氨基酸的一些示例包括α -氨基丁酸、β -氨基丁酸、Y -氨基丁酸、δ -氨基戊酸和ε-氨基己酸。非天然的芳基氨基酸的一些示例包括鄰氨基苯甲酸、間氨基苯甲酸和對(duì)氨基苯甲酸。非天然的烷基芳基氨基酸的一些示例包括鄰氨基苯こ酸、間氨基苯こ酸和對(duì)氨基苯こ酸、以及Y -苯基氨基丁酸。非天然存在的氨基酸包括天然存在的氨基酸的衍生物。所述天然存在的氨基酸的衍生物可以包括諸如對(duì)天然存在的氨基酸添加一種或多種化學(xué)基團(tuán)。例如，可以將ー種或多種化學(xué)基團(tuán)添加至苯基丙氨酸殘基或酪氨酸殘基的芳香環(huán)的2’、3’、4’、5’或6’位置或者至色氨酸殘基的苯并環(huán)的4’、5’、6’或7’位置。所述基團(tuán)可以是可以添加到芳香環(huán)的任何化學(xué)基團(tuán)。這樣的基團(tuán)的ー些示例包括支鏈的或者無支鏈的C「C4的燒基，比如甲基、こ基、正丙基、異丙基、丁基、異丁基、或叔丁基;C「C4的燒氧基(即燒氧基);氣基！C1-C4的燒基氣基和C1-C4的_■燒基氣基(例如，甲氣基、_■甲氣基);硝基；羥基；鹵素(即氟、氯、溴或碘)。天然存在的氨基酸的非天然存在的衍生物的ー些特定示例包括正纈氨酸(Nva)和正亮氨酸(Nle)。肽中氨基酸的改性的另ー示例是將肽中的天冬氨酸或谷氨酸殘基的羧基衍生化。衍生化的一個(gè)示例是與氨或伯胺或仲胺(例如甲胺、こ胺、ニ甲胺或ニこ胺)的酰胺化。衍生 化的另ー示例包括與諸如甲醇或こ醇進(jìn)行酯化。另一種這樣的改性包括賴氨酸、精氨酸或組氨酸殘基的氨基的衍生化。例如，這些氨基可以被?；＠?，一些合適的?；ū郊柞；蛘甙ㄒ陨咸峒暗腃1-C4的烷基中的任ー烷基的烷酰基，比如こ?；虮；?。非天然存在的氨基酸對(duì)常見的蛋白酶適當(dāng)?shù)貫榈挚剐缘那也幻舾?。?duì)蛋白酶抵抗性的或者不敏感的非天然存在的氨基酸的示例包括以上提及的任ー種天然存在的左旋(L-)氨基酸的右旋(D-)形式以及左旋和/或右旋的非天然存在的氨基酸。盡管右旋氨基酸存在于通過與細(xì)胞的常規(guī)的核糖體蛋白合成方法不同的方法而合成的某些肽抗生素中，但右旋氨基酸通常不存在于蛋白質(zhì)中。本文中使用的右旋氨基酸被認(rèn)為是非天然存在的氨基酸。為了使蛋白酶靈敏度最小,肽應(yīng)當(dāng)具有小于5個(gè)、小于4個(gè)、小于3個(gè)、或小于2個(gè)的由普通蛋白酶識(shí)別的連續(xù)左旋氨基酸，而與氨基酸是否為天然存在無關(guān)。在一個(gè)實(shí)施方式中，肽僅具有右旋氨基酸，而不具有左旋氨基酸。如果肽具有蛋白酶敏感的氨基酸序列，則所述氨基酸中的至少ー個(gè)氨基酸優(yōu)選地為非天然存在的右旋氨基酸，由此提供蛋白酶抗性。蛋白酶敏感序列的示例包括可以由常見的蛋白酶(比如肽鏈內(nèi)切酶和胰蛋白酶)容易地切割的兩個(gè)或更多個(gè)連續(xù)的堿性氨基酸。堿性氨基酸的示例包括精氨酸、賴氨酸和組氨酸。與肽中的氨基酸殘基的總數(shù)目相比，在生理pH，芳香族陽離子肽應(yīng)當(dāng)具有最小數(shù)目的凈正電荷。生理pH的凈正電荷的最小數(shù)目將在下文稱為(pm)。肽中的氨基酸殘基的總數(shù)目將在下文稱為(r)。下文討論的凈正電荷的最小數(shù)目都是在生理pH。本文中使用的術(shù)語“生理pH”指的是哺乳動(dòng)物體的組織和器官的細(xì)胞中的正常pH。例如，人的生理pH通常為約7. 4，而哺乳動(dòng)物中的正常生理pH可以為從約7. O至約7. 8的任一 pH。本文中使用的“凈電荷”指的是存在于肽中的氨基酸所攜帶的正電荷的數(shù)目和負(fù)電荷的數(shù)目的之間的平衡。在本說明書中，應(yīng)當(dāng)理解，凈電荷是在生理pH下測定的。在生理pH帶正電的天然存在的氨基酸包括左旋賴氨酸、左旋精氨酸和左旋組氨酸。在生理pH帶負(fù)電的天然存在的氨基酸包括左旋天冬氨酸和左旋谷氨酸。通常地，肽具有帶正電的N-末端氨基和帶負(fù)電的C-末端羧基。所述電荷在生理pH相互抵消。作為計(jì)算凈電荷的示例，肽Tyr-Arg-Phe-Lys-Glu-His-Trp-D-Arg具有ー個(gè)帶負(fù)電的氨基酸(即Glu)和四個(gè)帶正電的氨基酸(B卩，兩個(gè)Arg殘基、ー個(gè)Lys和ー個(gè)His)。因此，以上的肽具有3個(gè)凈正電荷。在一個(gè)實(shí)施方式中，芳香族陽離子肽的生理pH的凈正電荷的最小數(shù)目(Pni)和氨基酸殘基的總數(shù)目(r)之間具有某種關(guān)系，其中，3pm是小于或等于r+Ι的最大數(shù)。在該實(shí)施方式中，凈正電荷的最小數(shù)目(Pm)和氨基酸殘基的總數(shù)目(r)之間的關(guān)系如下表I.氨基酸數(shù)目和凈正電荷(3pm<p+l)
(r) ] 3 [ 4「5 "I 6 [ 7「8 "j 9 j 10「11「12] 13「14「15] 16[ 17「18] 19[ 20
(Pm)I 12223334445556667 在另ー實(shí)施方式中，芳香族陽離子肽的凈正電荷的最小數(shù)目(Pm)和氨基酸殘基的總數(shù)目(r)之間具有某種關(guān)系，其中，2pm是小于或等于r+Ι的最大數(shù)。在該實(shí)施方式中，凈正電荷的最小數(shù)目(Pm)和氨基酸殘基的總數(shù)目(r)之間的關(guān)系如下表2.氨基酸數(shù)目和凈正電荷(2pm彡p+1)
Cr) ] 3 [ 4「5 "I 6 [ 7「8 "j 9 j 10「11「12] 13「14「15] 16[ 17「18] 19[ 20(Pm) .2233445566778899 10 10在一個(gè)實(shí)施方式中，凈正電荷的最小數(shù)目(Pni)和氨基酸殘基的總數(shù)目(r)相等。在另ー實(shí)施方式中，肽具有三個(gè)或四個(gè)氨基酸殘基，其凈正電荷的最小數(shù)目為I、適當(dāng)?shù)貎粽姾傻淖钚?shù)目為2且更優(yōu)選地凈正電荷的最小數(shù)目為3。還重要的是，芳香族陽離子肽相比于凈正電荷的總數(shù)目(pt)具有最小數(shù)目的芳香基團(tuán)。芳香基團(tuán)的最小數(shù)目在下文將稱為(a)。具有芳香基團(tuán)的天然存在的氨基酸包括氨基酸一組氨酸、色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸。例如，六肽Lys-Gln-Tyr-D-Arg-Phe-Trp具有2個(gè)凈正電荷(由賴氨酸殘基和精氨酸殘基提供)以及三個(gè)芳香基團(tuán)(由酪氨酸殘基、苯丙氨酸殘基和色氨酸殘基提供)。芳香族陽離子肽還應(yīng)當(dāng)在芳香基團(tuán)的最小數(shù)目(a)和生理pH的凈正電荷的總數(shù)目(Pt)之間具有某種關(guān)系，其中，除了當(dāng)Pt為I時(shí)a也可為I之外，3a是小于或等于pt+l的最大數(shù)。在該實(shí)施方式中，芳香基團(tuán)的最小數(shù)目(a)和凈正電荷的總數(shù)目(pt)之間的關(guān)系如下表3.芳香基團(tuán)和凈正電荷(3a彡pt+l或a=pt = I)
(pt) 丨_ 1|" 2|" 31 4] 5] 6] 7] δ 9 101" 111" 12] 13 Γ 14丨_ 15] 16 Γ 17「18] 19 [ 20(a)11112223 3' 3 4 4 4 5 5 5 6 6 6 7在另ー實(shí)施方式中，芳香族陽離子肽在芳香基團(tuán)的最小數(shù)目(a)和凈正電荷的總數(shù)目(Pt)之間具有某種關(guān)系，其中，2a是小于或者等于pt+l的最大數(shù)。在該實(shí)施方式中，芳香氨基酸殘基的最小數(shù)目(a)和凈正電荷的總數(shù)目(pt)之間的關(guān)系如下表4.芳香基團(tuán)和凈正電荷(2a彡pt+l或a=pt=l)
權(quán)利要求
1.一種芳香族陽離子肽，所述芳香族陽離子肽選自以下物質(zhì)D-Arg-Dmt-Lys-Trp-NH2 ；D-Arg-Trp-Lys-Trp-NH2 ；D-Arg-Dmt-Lys-Phe-Met-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Lys(N a Me)-Phe-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Lys-Phe(NMe)-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Lys (NaMe) -Phe (NMe) -NH2 ；H-D-Arg (NaMe) -Dmt (NMe) -Lys (NaMe) -Phe (NMe) -NH2 ；D-Arg-Dmt-Lys-Phe-Lys-Trp-NH2 ；D-Arg-Dmt-Lys-Dmt-Lys-Trp-NH2 ；D-Arg-Dmt-Lys-Phe-Lys-Met-NH2 ；D-Arg-Dmt-Lys-Dmt-Lys-Met-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Lys-Phe-Sar-Gly-Cys-NH2 ；H-D-Arg-Ψ [CH2-NH] Dmt-Lys-Phe-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Ψ [CH2-NH] Lys-Phe-NH2 ；H-D-Arg-Dmt-Lys Ψ [CH2-NH] Phe-NH2 ;以及H-D-Arg-Dmt-Ψ [CH2-NH] Lys-Ψ [CH2-NHjPhe-NH20
2.一種藥物組合物，所述藥物組合物包括權(quán)利要求I所述的芳香族陽離子肽及其藥學(xué)上可接受的鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的藥物組合物，其中，所述藥物組合物還包括藥學(xué)上可接受的載體。
4.一種用于減少有需要的哺乳動(dòng)物中的氧化損傷的方法，所述方法包括將有效量的一種或多種根據(jù)權(quán)利要求I所述的芳香族陽離子肽給藥至所述哺乳動(dòng)物。
5.一種用于減少有需要的哺乳動(dòng)物中的經(jīng)受線粒體通透性轉(zhuǎn)變(MPT)的線粒體的數(shù)量或者預(yù)防有需要的哺乳動(dòng)物中的線粒體通透性轉(zhuǎn)變的方法，該方法包括將有效量的一種或多種根據(jù)權(quán)利要求I所述的芳香族陽離子肽給藥至所述哺乳動(dòng)物。
全文摘要
本發(fā)明提供了芳香族陽離子肽組合物和使用該芳香族陽離子肽組合物預(yù)防或治療疾病的方法。該方法包括將有效量的芳香族陽離子肽給藥至有需要的所述對(duì)象。
文檔編號(hào)A61P39/06GK102834408SQ201180007135
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2011年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月25日
發(fā)明者黑茲爾·H·司徒, 彼得·W·席勒 申請(qǐng)人:康奈爾大學(xué), 蒙特利爾臨床研究所