[发明专利]用于抑制蛋白酶体的化合物

说明书

本申请是申请号为200580033600.7母案的分案申请。该母案的申请日为2005年8月8日；发明名称为“用于抑制蛋白酶体的化合物”。相关申请

本申请要求2004年8月6日申请的美国临时专利申请60/599401以及2004年9月14日申请的美国临时专利申请60/610001的优先权，并且本申请是2005年4月14日申请的美国专利申请11/106879的部分继续申请。所有以上申请的全部公开内容通过引用结合到本申请中。

技术领域

本发明涉及用于酶抑制的化合物和方法。本发明特别涉及基于酶抑制作用的治疗方法。

背景技术

在真核生物中，蛋白质的降解主要是通过泛蛋白途径介导的，其中需要破坏的靶蛋白与76个氨基酸的多肽泛蛋白相连接。一旦与靶蛋白连接，泛蛋白化蛋白质就充当26S蛋白酶体的底物，26S蛋白酶体是一种多催化功能蛋白酶，通过其三种主要的蛋白水解活性将蛋白质切割成为短肽。尽管蛋白酶体介导的降解在胞内蛋白质更新中具有基本功能，但是它在I类主要组织相容性复合体(MHC)呈递、细胞凋亡、细胞生长调节、NF-κB激活、抗原加工以及促炎信号转导等许多过程中都具有关键性作用。

20S蛋白酶体是一种700kDa圆柱形多催化功能蛋白酶复合体，由28个亚基组成，这28个亚基构成4个环。在酵母和其它真核生物中，7个不同的α亚基构成外环，7个不同的β亚基构成内环。α亚基作为19S(PA700)和11S(PA28)调节复合体的结合位点，也是2个β亚基环构成的内部蛋白水解腔的物理屏障。因此，一般认为蛋白酶体在体内以26S颗粒(“26S蛋白酶体”)存在。体内实验已经证明，抑制20S形式的蛋白酶体，很容易与抑制26S蛋白酶体联系起来。在颗粒形成期间，切割β亚基氨基端前序列后，用作催化亲核基团的氨基端苏氨酸残基被暴露出来。因此，蛋白酶体中负责催化活性的亚基具有氨基端亲核残基，这些亚基属于N端亲核(Ntn)水解酶家族(例如，亲核N端残基为Cys、Ser、Thr和其它亲核部分)。该家族包括例如青霉素G酰基转移酶(PGA)、青霉素V酰基转移酶(PVA)、谷氨酰胺PRPP酰胺转移酶(GAT)和细菌糖基天冬酰胺酶。高等脊椎动物除了具有普遍表达的β亚基以外，还具有三种γ-干扰素-诱导性β亚基(LMP7、LMP2和MECL1)，它们分别替代其正常对应物X、Y和Z，由此改变蛋白酶体的催化活性。通过利用不同的肽底物，已定义了真核生物20S蛋白酶体的三种主要蛋白水解活性：胰凝乳蛋白酶样活性(CT-L)，它在大的疏水残基后切割；胰蛋白酶样活性(T-L)，它在碱性残基后切割；肽基谷氨酰肽水解活性(PGPH)，它在酸性残基后切割。蛋白酶体还有另外两个次要的特征性活性：BrAAP活性，它在支链氨基酸后切割；SNAAP活性，它在小的中性氨基酸后切割。蛋白酶体的主要蛋白水解活性似乎是受益于不同的催化位点，因为抑制剂、β亚基中的点突变以及γ干扰素诱导性β亚基互换使这些活性发生不同程度的变化。

虽然有多种用于抑制蛋白酶体活性的小分子实例，但是这些化合物通常缺乏开发利用细胞水平和分子水平上的蛋白酶体作用所必需的特异性、稳定性或功效。因此，需要合成位点特异性增加、稳定性和溶解性改善以及功效提高的小分子抑制剂，以研究细胞水平和分子水平上的蛋白酶体作用。

发明内容

本发明涉及通常称为肽α′，β′-环氧化物和肽α′，β′-氮丙啶的分子。我们认为母体分子可有效地、不可逆地、选择性地与N端亲核(Ntn)水解酶结合，并且可以特异性地抑制具有多催化活性的酶的某些特殊活性。

曾经认为，蛋白酶体仅仅负责破坏变性蛋白和错折叠蛋白，但是现在认为蛋白酶体是组成型蛋白水解机器，通过信号依赖性方式的降解作用来调节各种胞内蛋白水平。因此，非常有益的是，鉴定出能够特异性干扰蛋白酶体活性和其它Ntn水解酶活性的试剂，从而用作探针以研究这些酶在生物过程中的作用。本文描述、合成并研究了靶向Ntn水解酶的化合物。本文公开了能够有效地、选择性地、不可逆地抑制特定蛋白酶体活性的肽环氧化物和肽氮丙啶，并且要求保护这些化合物。