作為突變cftr蛋白的調(diào)節(jié)劑的化合物及其在治療與cftr蛋白失常相關(guān)的疾病中的用途
【專利摘要】本發(fā)明涉及能夠改變突變CFTR蛋白的功能的新的蛋白調(diào)節(jié)劑，以及它們在治療與CFTR蛋白功能失常相關(guān)的疾病中的用途。本發(fā)明提供校正突變CFTR蛋白的細胞變化的組合物、藥物制劑和方法，其中CFTR突變?yōu)橥蛔儭鱂508-CFTR、或另一II型突變。
【專利說明】作為突變CFTR蛋白的調(diào)節(jié)劑的化合物及其在治療與CFTR 蛋白失常相關(guān)的疾病中的用途
[0001] 本申請是2011年6月20日提交的發(fā)明名稱為"作為突變CFTR蛋白的調(diào)節(jié)劑的化 合物及其在治療與CFTR蛋白失常相關(guān)的疾病中的用途"、申請?zhí)枮?201180048679. 6"的發(fā) 明專利申請的分案申請。

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0002] 本發(fā)明涉及能夠改變突變CFTR蛋白的功能的新型蛋白調(diào)節(jié)劑，以及它們在治療 與CFTR蛋白失常（malfunction)相關(guān)的疾病中的用途。本發(fā)明提供校正CFTR突變蛋白的 細胞變化的組合物、藥物制劑和方法，其中CFTR突變是突變Λ F508-CFTR，或另一 II類突 變。

【背景技術(shù)】
[0003] 囊性纖維化（也稱為CF或黏液粘稠病）是人類中最常見的致死性遺傳疾病之一。 CF是遺傳常染色體隱性遺傳疾病，約影響2, 500個活產(chǎn)兒中的1個兒童（1)。CF由cftr基 因突變引起，其中cftr基因編碼具有上皮氯離子通道活性的囊性纖維化跨膜轉(zhuǎn)運調(diào)節(jié)劑 (CFTR蛋白）（2, 3)。作為該蛋白功能受損的結(jié)果，出現(xiàn)與呼吸、消化系統(tǒng)以及男性生殖系統(tǒng) 相關(guān)的嚴重癥狀（4)。截至目前，已經(jīng)確定并描述了 1600多種的CFTR基因突變（5)。
[0004] 基于引起CFTR蛋白失常的分子機制，CFTR基因突變被劃分為五類（6, 7)。I類突 變造成不完整長度的蛋白的形成，并常常涉及活性的完全喪失（例如，G542X)。II類突變 引起內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基體中蛋白的異常成熟（maturation)。這些突變的作用是蛋白的過早 退化（premature degradation)。因此，CFTR并未到達其應(yīng)當發(fā)揮作用的細胞膜處（例如， Λ F508、A 1507、S549R) (8)。具有III類突變的基因產(chǎn)物被適當?shù)睾铣?、轉(zhuǎn)運并結(jié)合到細 胞膜中，但是由于蛋白的異常調(diào)控而具有降低的活性。
[0005] 這些突變經(jīng)常位于一個核苷酸結(jié)合域中（例如，G551D/S)。IV類突變造成跨膜蛋 白的結(jié)構(gòu)異常并因此降低氯通道的傳導(dǎo)（例如，R117H、R334W)。改變mRNA穩(wěn)定性的突變?yōu)?V 類的 CFTR 基因突變（3849+10kbC->T, 5T)。
[0006] 存在于約90%患者（9)的至少一個等位基因中的最普遍突變是CFTR氨基酸序列 第508位苯丙氨酸的缺失（Λ F508CFTR)。這是造成蛋白的過早退化的II類突變的典型實 例（8, 10)。該突變（在氯化物陰離子跨過質(zhì)膜流出細胞（11)以及鈉離子移動入細胞（12) 的那些情形中）與水-電解質(zhì)失調(diào)相關(guān)并造成病理癥狀的出現(xiàn)。一些最嚴重的癥狀包括在 上、下氣道中出現(xiàn)壅塞和黏液黏度增加，引起肺部損傷。這些癥狀創(chuàng)造出對于由例如銅綠假 單胞菌（Pseudomonas aeruginosa)引起的細菌感染的發(fā)展有利的環(huán)境。而且，CFTR蛋白 的失常導(dǎo)致外分泌胰管的阻塞以及相關(guān)的消化疾?。?3)。
[0007] CFTR是具有1480個氨基酸并被分類為ABC (ATP結(jié)合盒）轉(zhuǎn)運子的糖蛋白。該蛋 白由5個結(jié)構(gòu)域構(gòu)成。有兩個核苷酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域（NBDl和NBD2)，調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域（RD)和兩個 結(jié)構(gòu)跨膜域（TMDl和TMD2)。蛋白活性由催化調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)域（RD)的磷酸化的cAMP依賴型蛋 白激酶（PKA)調(diào)控，還通過將兩個ATP分子結(jié)合至NBDl和NBD2結(jié)構(gòu)域而進行調(diào)控（14)。
[0008] 在公開物W02005120497(US20080319008)中，描述了增加CFTR突變蛋白的活性 (離子轉(zhuǎn)運）的化合物及其用途。該發(fā)明還提供增加CFTR突變蛋白（S卩，Λ F508CFTR、 G551D-CFTR、G1349D-CFTR或D1152H-CFTR)的離子轉(zhuǎn)運活性的組合物、藥物制劑和方法，其 可用于治療囊性纖維化（CF)。本發(fā)明的組合物和藥物制劑可以包括一種或多種含苯基甘氨 酸的化合物或含磺胺的化合物或其類似物或衍生物。
[0009] 在公開物W02009051910中，描述了增加CFTR突變蛋白的離子轉(zhuǎn)運活性的化合物 及其用途。該發(fā)明提供用于增加突變CFTR的活性的組合物、藥物制劑和方法。組合物、藥 物制劑和方法可用于與突變CFTR相關(guān)的研宄和疾病治療，例如囊性纖維化。該發(fā)明的組合 物和藥物制劑可以包括一個或多個含有苯基甘氨酸的化合物，或其類似物或衍生物。
[0010] 專利公開US5948814描述染料木黃酮（genistein)化合物在治療CF中的用途。描 述了一種通過在含有突變CFTR的細胞中產(chǎn)生CFTR功能來治療囊性纖維化的方法以及用于 治療的治療組合物。治療方法包括對患有囊性纖維化的患者施用有效量的染料木黃酮、或 染料木黃酮類似物和衍生物。
[0011] 在專利申請US20040006127中，描述了用于活化氯化物的方法。熒光素和衍生物 在包括人類的有生命動物體的癥狀的疾病治療中有用，該疾病響應(yīng)于CFTR氯通道的活化， 例如囊性纖維化、彌散性支氣管擴張、肺部感染、慢性胰腺炎、男性不育和長QT綜合癥。
[0012] 在公開物TO2006101740(US20080318984)中，描述了用于校正CFTR突變蛋白的細 胞變化的化合物及其用途。該發(fā)明提供用于校正CFTR突變蛋白（例如，Λ F508CFTR)的細 胞加工的組合物、藥物制劑和方法，其可用于治療囊性纖維化。該發(fā)明的組合物和藥物制劑 可以包括一種或多種含有氨基苯并噻唑的化合物、含有氨基芳基噻唑的化合物、含有喹唑 啉基氨基嘧啶酮的化合物、含有雙氨基甲基雙噻唑的化合物、或含有苯基氨基喹啉的化合 物、或其類似物或衍生物。
[0013] 在公開物W02009051909中，描述了改善CFTR突變蛋白的細胞變化的化合物及其 用途。該發(fā)明提供用于增加突變CFTR的活性的組合物、藥物制劑和方法。該組合物、藥物 制劑和方法可用于與突變CFTR相關(guān)的研宄和疾病治療，例如囊性纖維化。該發(fā)明的組合物 可以包括一種或多種該發(fā)明的包含雙噻唑的化合物、或其類似物或衍生物。
[0014] CFTR蛋白中的苯丙氨酸508出現(xiàn)在CFTR的NBDl結(jié)構(gòu)域的表面。當前的結(jié)構(gòu)和生 物物理研宄顯示，在野生型結(jié)構(gòu)域蛋白與可能影響CFTR蛋白的折疊動力學(xué)和熱力學(xué)穩(wěn)定 性的Λ F508突變結(jié)構(gòu)域之間沒有顯著差異。解析的兩個結(jié)構(gòu)域的晶體結(jié)構(gòu)僅在應(yīng)由F508 占據(jù)的位點旁的氨基酸的整組（reorganization)上顯示出微小的差異（10)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0015] 本發(fā)明的目的是提供校正突變CFTR蛋白的細胞加工的組合物、藥物制劑和方法。 如在X射線結(jié)果中所觀察到的，F(xiàn)508缺失對NBDl結(jié)構(gòu)域的結(jié)構(gòu)具有微小影響，并且F508缺 失解釋不了突變和原始形式的CFTR蛋白在細胞中表現(xiàn)的巨大差異。出于本發(fā)明的目的，將 兩種形式的蛋白的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)進行計算機模擬（被設(shè)計為用來確定NBDl的動態(tài)特性）。在本 發(fā)明中使用分子動力學(xué)方法。該方法是基于形成模擬系統(tǒng)和求解運動方程的原子間相互作 用的迭代計算（15)。這些模擬（對于NBDl的兩個研宄形式）根據(jù)初始物理假設(shè)（即所謂 的軌跡）得出可以被目標蛋白采用的結(jié)構(gòu)組。
[0016] 基于對兩個結(jié)構(gòu)域的分子動力學(xué)軌跡的分析，可以分離出突變蛋白構(gòu)象，其顯著 不同于被野生型蛋白采用的構(gòu)象狀態(tài)。構(gòu)象在蛋白表面上具有兩個大口袋，位于ATP結(jié)合 位點的兩側(cè)。該構(gòu)象的蛋白結(jié)構(gòu)被用來開發(fā)用于校正Λ F508-CFTR活性的化合物。
[0017] 在本發(fā)明中已經(jīng)以方法的最高效率達成了對于本發(fā)明目的的實現(xiàn)，以及與現(xiàn)有技 術(shù)中描述的實際用于囊性纖維化治療的化合物相關(guān)的問題的解決。
[0018] 本發(fā)明的主題涉及通式（I)的化合物，突變CFTR蛋白的調(diào)節(jié)劑：
[0019]

【權(quán)利要求】
1. 一種通式（II)的化合物：
其互變異構(gòu)體、E和Z幾何異構(gòu)體、任選活性形式例如對映體、非對映體和它們的外消 旋體形式、或立體異構(gòu)形式的混合物或其藥學(xué)可接受鹽或其復(fù)合物； 其中Q1和Q2獨立地選自：C、CH、N、NH; 其中A是具有0?3個獨立選擇的雜原子的融合五元環(huán)，其中所述雜原子包括氮、硫或 氧； 其中R4、R5和R6表示任選的取代基，其獨立地選自：-0RB、-0C( = 0)RC、-0C( = 0) 0RB、-0C( = 0)N(RA)RA'、-C( = 0)RC、-C( = 0)N(RA)RA'、-C( = 0)N(0RB)RA、-C( = 0) orb>-c( =S)RC,-c( =o)c( =o)rc,-ch2orb,-ch2ch2orb,-ch2n(ra)ra\-ch2ch2n(ra)ra'、-ch2och2rc、-ch2n(ra)CH2Rc、-srd、-s( =o)rd、-so2rd、-so2n(ra)ra'、-so3rb、-n(ra)c(= 0)Rc,-N(Ra)C( = 0)0Rb,-N(Ra)C( = 0)N(R/ )R/\-N(RA)S02RD,-N(RA)S02N(R/ )R/\-N(RA)RA'、-N(RA)C( = 0)RC、-N(RA)C( = 0)0RB、-N(RA)N(RA'）RA"、-N(RA'）N(RA)C( = 0)RC、-CN、 -CF3、-CHF2、-CH2F、-NH2、-SCN、-S02CN、-F、-Cl、、-I、-P03H2、-0P03H2，其可以任選地次于有 支鏈或無支鏈的其中n是1?4的整數(shù)；有支鏈或無支鏈的E或Z幾何構(gòu)象 的_CnH(2n_3)Rc，其中n為2?5的整數(shù)；有支鏈或無支鏈的-CnH(2n_5)Rc，其中n為2?5的整 數(shù)； 其中Z2選自：單鍵、-N(RA'）-、-S-、燒基燒基-C(=o)-、-s( =o)-、-oc( =o)-、-c( =o)n(ra'）-、-oc( =o)n(ra'）-、-c( =0) o-、-so2-、-so2n(ra'）-、-n(ra'）so2-、-n(ra'）so2n(ra"）、-ch2o-、-n(ra'）c( =o)-、-n(ra'） c( = 〇)〇-、-n(ra'）c( =o)n(ra"）-、-c( =o)c( = 〇)-、-n(ra'）c( = 〇)〇-、-n(ra'） n(ra"）-、-n(ra'）n(ra"）c( =o)-、-c( =o)n(ra'）n(ra"）-、-ch2n(ra'）-、-ch2ch2o-、-ch2c H2N(Ra'）-、-CH20CH2-、-CH2N(Ra'）CH2-;有支鏈或無支鏈的-CnH2n-，其中n為 1 ?5 的整數(shù)； 有支鏈或無支鏈的E或Z幾何構(gòu)象的-CnH(2n_2)-，其中n是2?5的整數(shù)；有支鏈或無支鏈 的-CnH(2n_4)_，其中n是2?5的整數(shù)； 其中R7獨立地選自：-H、芳環(huán)或雜芳環(huán)； 其中Z3選自：單鍵、雙鍵、-N(RA'）-、-S-、燒基燒基-C(=o)-、-c( =s)-、-oc( =o)-、-c( =o)n(ra'）-、-oc( =o)n(ra'）-、-c( =0) o-、-so2-、-so2n(ra'）-、-n(ra'）so2-、-n(ra'）so2n(ra'）、-ch2o-、-n(ra'）c( =o)-、-n(ra'） c( = 〇)〇-、-n(ra'）c( =o)n(ra"）-、-c( =o)c( = 〇)-、-n(ra'）c( = 〇)〇-、-n(ra'） n(ra"）-、-n(ra'）n(ra"）c( =o)-、-c( =o)n(ra'）n(ra"）-、-ch2n(ra'）-、-ch2ch2o-、-ch2c H2N(Ra'）-、-CH20CH2-、-CH2N(Ra'）CH2-;有支鏈或無支鏈的-CnH2n-，其中n為 1 ?5 的整數(shù)； 有支鏈或無支鏈的E或Z幾何構(gòu)象的-CnH(2n_2)-，其中n是2?5的整數(shù)；有支鏈或無支鏈 的-CnH(2n_4)_，其中n是2?5的整數(shù)； 其中R8選自：H、0、S、芳環(huán)或雜芳環(huán)；有支鏈或無支鏈的-CnHten+1)，其中n為1?5的整 數(shù)；有支鏈或無支鏈的E或Z幾何構(gòu)象的，其中n是2?5的整數(shù)；有支鏈或無支 鏈的 _CnH(2n_3)， 其中n是2?5的整數(shù)； 其中RA、RA'、RA" 各自獨立地選自：-H、低級烷基、-CN、-CF3、-CHF2、-CH2F、-0H; 其中RB獨立地選自：-H、低級烷基、-CN、-CF3、-CHF2、-CH2F、-CH2C1、-CH2Br、-CH2I; 其中Rc獨立地選自：-H、低級烷基、-CN、-CF3、-CHF2、-CH2F、-CH2Cl、-CH2Br、-CH2I、-F、-C 1、_Br、_I、_NH2; 其中Rd獨立地選自：-H、低級烷基； 其中所述五元環(huán)A為選自以下的部分：
且其中排除化合物6-[ (4-氧-1H-喹啉-3-基）羰基氨基]-1H-吲哚-4-羧酸乙酯， 所述化合物作為突變CFTR蛋白的調(diào)節(jié)劑，用于制備治療與CFTR蛋白失常相關(guān)的疾病 的藥物。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的化合物，具有通式（Ila)或（lib):
其中，Q1、Q2、Q3、Q4、Q5表示任選的取代基，其獨立地選自：-〇RB、-〇C( = 0)RC、-0C(= 0)0RB、-0C( = 0)N(RA)RA'、-C( = 0)RC、-C( = 0)N(RA)RA'、-C( = 0)N(0RB)RA、-C( = 0) 0Rb>-C( =S)RC,-C( = 0)C( = 0)RC,-CH20Rb,-CH2CH20Rb,-CH2N(Ra)Ra\-CH2CH2N(Ra) ra'、-ch2och2rc、-ch2n(ra)CH2Rc、-srd、-s( =o)rd、-so2rd、-so2n(ra)ra'、-so3rb、-n(ra)c(= 0)Rc,-N(Ra)C( = 0)0Rb,-N(Ra)C( = 0)N(R/ )R/\-N(RA)S02RD,-N(RA)S02N(R/ )R/\-N(RA)Ra'、-N(Ra)C( = 0)Rc、-N(Ra)C( = 0) 0Rb、-N(Ra)N(R/ )Ra"、-N(R/ )N(Ra)C( = 0)Rc、-N02、 -CN、-CF3、-CHF2、-CH2F、-NH2、-SCN、-S02CN、-F、-Cl、-Br、-I;有支鏈或無支鏈的-CnH2nRc，其中 n為1?5的整數(shù);有支鏈或無支鏈的E或Z幾何構(gòu)象的-CnH(2n_2)Rc，其中n是2?5的整 數(shù)；有支鏈或無支鏈的_CnHten_4凡，其中n是2?5的整數(shù)；-P03H2;-0P0 3H2。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的化合物，所述化合物由以下結(jié)構(gòu)表示：
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的化合物，其對突變CFTR蛋白起作用，其中所述CFTR 突變是突變AF508-CFTR、或另一II型突變，并且其中突變AF508-CFTR、或另一II型突變 與CFTR蛋白失常有關(guān)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的化合物，其中所述與CFTR蛋白失常相關(guān)的疾病為囊性纖維 化。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)劑，其特征在于，所述調(diào)節(jié)劑對CFTR依賴型跨細胞膜離 子轉(zhuǎn)運起作用，且/或所述調(diào)節(jié)劑具有增加到達細胞表面的突變CFTR蛋白的數(shù)量的能力。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)劑，其特征在于，所述調(diào)節(jié)劑對突變CFTR蛋白的結(jié)構(gòu)具 有穩(wěn)定作用，且/或所述調(diào)節(jié)劑將與引起突變CFTR過早降解的細胞蛋白的相互作用阻斷。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的調(diào)節(jié)劑，其特征在于，所述調(diào)節(jié)劑對突變CFTR蛋白起作用，其 中所述CFTR突變是突變AF508-CFTR、或另一II型突變。
【文檔編號】C07D473/22GK104478882SQ201410601164
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2011年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2010年9月14日
【發(fā)明者】奧多拉茲奇 N., 杰倫凱維奇 P., 維喬雷克 G., 埃德爾曼 A., 通德萊爾 D., 弗里奇 J. 申請人:波蘭科學(xué)院生物化學(xué)與生物物理研究所