專利名稱：作為肽酶效應物用于醫學用途的新型化合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及新型化學化合物。并且，本發明涉及所述新型化學化合物，其能夠通過與活性位點的直接作用和/或通過新限定的功能相關的酶結合位點協同地抑制胞外酶二肽基肽酶IV(DPIV)和丙氨酸氨基肽酶N(APN)( “雙重抑制劑”)[歐洲專利申請No. 10156805. 3，2010年3月17日申請]。所述新型化合物對呈現出與二肽基肽酶IV(DPIV)類似的酶作用(“DPIV類似酶作用”)的胞外酶具有作用和/或對具有與丙氨酸氨基肽酶N(APN)類似的酶作用(“APN-類似酶作用”)的胞外酶具有作用。此外，本發明涉及制備新型DPIV和APN的雙重抑制劑的方法。本發明還涉及所述新型化學化合物在醫學領域中的用途。并且，本發明涉及所述新型化學化合物，用于預防和治療顯示出過度免疫應答和具有炎癥起源的疾病、神經病和引起大腦損傷的疾病、腫瘤疾病、皮膚病、I型糖尿病和SARS的用途。
背景技術：
酶二肽基肽酶IV(DPIV，⑶26，EC 3.4.14.5)是普遍存在的絲氨酸蛋白酶，其特異性地催化N-末端第二個位置的脯氨酸之后以及較低程度的丙氨酸之后或限制性地更多氨基酸(如，絲氨酸、蘇氨酸、纈氨酸和甘氨酸)之后的肽水解。屬于具有DPIV類似酶作用的酶基因家族的酶特別地是DP II、DP 8、DP9和FAP/重組成纖維細胞激活蛋白(s 印 rase) [T.Chen 等人Adv. Exp. Med. Biol. 524，79，2003]。吸引素(attractin)(紅木蛋白(Mahagonyprotein))也發現類似于DPIV的底物特異性[J. S. Duke-Cohan等人:J. Immunol. 156，1714，1996]。所述酶也受到DPIV抑制劑的抑制。二肽基肽酶IV以兩種形式存在，在血液和其他體液中以可溶形式存在，在細胞上和組織中以膜結合形式存在。膜結合形式代表99%以上的總DPIV。可溶形式必須被看做是由于膜酶的蛋白分解脫落的人工制品。相同的情況也適用于氨基肽酶N。可溶性和膜結合的DPIV和APN的分子機理以及功能不同。這是由于底物通過位于細胞膜對面的中心孔優先接近膜結合DPIV上的活性位點。DPIV中心孔的分析驚人地顯示出通過離該酶活性位點大約2. 17nm的中心孔內的結合位點，強烈地調節了膜DPIV。該位點的合適配體阻斷底物接近活性位點并調節DPIV的細胞作用，如細胞周期停止于G1/S期和細胞因子產生。因此，占據中心孔結合位點，而不是通過活性位點直接抑制DPIV，是抑制DPIV細胞功能的先決條件[歐洲專利申請No. 10156805. 3]。研究來自大腸桿菌(Escherichia coli)的氨基肽酶N的晶體結構模型，發現了APN 的相似情況[K. Ito 等人，2006，J. Biol. Chem. 281,33664-33676]。屬于丙氨酰氨基肽酶組的(也普遍存在)為主要表現為II型膜蛋白的氨基肽酶N(APN，⑶13，EC 3. 4. 11. 2)，和細胞溶質可溶性丙氨酰氨基肽酶(EC 3. 4. 11. 14，嘌呤霉素-靈敏性氨基肽酶、氨基肽酶PS、腦啡肽降解氨基肽酶)。丙氨酰氨基肽酶(包括上述兩種氨基肽酶)依賴金屬起作用，例如依賴鋅，并催化寡肽N-末端氨基酸后的肽鍵的水解， 在APN的情況下，優選N-末端的丙氨酸[A. J. Barrett等人=Handbook of Proteo-Iytic Enzymes, Academic Press 1998]。氨基肽酶N的所有抑制劑也抑制細胞溶質的丙氨酰氨基肽酶，雖然存在細胞溶質氨基肽酶的特異性抑制劑[M. Komodo等人Bioorg. and Med. Chem. 9，121,2001]。與DPIV相同，鑒定了 APN分子的兩種接近途徑。除了活性位點，通過對接方法 (docking approaches)識別了中心孔內用于底物和抑制劑的結合位點，該另一個位點位于鄰近膜的APN的N-末端部分的對面[H. B. Rasmussen等人，2003，Nat. Struct. Biol. 10， 3-5 ； Ito 等人，2006，J. Biol. Chem. 281,33664-33676 ；參考 2010 年 3 月 17 日提交的歐洲專利申請No. 10156805. 3]。APN抑制劑結合該中心孔結合位點(離接近位點1. 51nm)，與DPIV 的情況相同，在空間上阻斷底物接近APN的活性位點。因此，通過這種肽酶的這些中心孔結合位點也調節APN的功能特性。
圖1中通過圖顯示了 APN和DPIV的兩種接近途徑的相對位置。對于兩組酶，DPIV以及APN，在不同的細胞系統中證明了重要的生物功能。這對于如下的系統特別真實免疫系統[S. Ansorge 等人，2009，Clin. Chem. Lab. Med. 47，253-261 ； U. Lendeckel 等人Intern. J. Mol. Med. 4，17，1999 ；Τ. Kahne 等人Intern. J. Mo 1. Med. 4, 3，1999 ；I. De Meester 等人=Advanc. Exp. Med. Biol. 524，3，2002 ；國際專利申請 No. WO 01/89，569 ；國際專利申請 No. WO 02/053，170 ；國際專利申請 No. PCT/EP 03/07, 199]；神經元系統[國際專利申請No.W002/053，169和德國專利申請No. 10337074. 9]；成纖維細胞 [德國專利申請No. 10330842. 3]；角質形成細胞[國際專利申請No. W002/053，170]；皮脂腺的細胞(sebaceous gland cells)/皮脂腺細胞(sebocytes)[國際專利申請No. PCT/EP 03/02, 356]；腫瘤以及病毒引起的感染，例如冠狀病毒引起的感染[D. P. Kontoyiarmis等人Lancet 361，1558，2003]。血液中可溶性DPIV特異性滅活內分泌激素GIP和GLP的能力導致用于治療葡萄糖代謝失調的新型治療概念的發展[D. M. Evans =Drugs 5，577，2002]。對于兩組酶，已知不同的抑制劑[綜述參見D.M. Evans :Drugs 5,577,2002 ；^P 見 M. -C. Foumie-Zaluski 禾口 B. P. Roques 見 J. Langner and S. Ansorge :Ectopeptidases, Kluwer Academic/P 1 enumPub 1 ishers, p. 51,2002]。大部分是基于對可溶性肽酶的作用，而不是對膜結合細胞DPIV和APN的作用。丙氨酰氨基肽酶和二肽基肽酶IV的單獨抑制以及具有類似底物特異性的酶的抑制，特別是這兩組酶的酶組合抑制，導致免疫細胞和其他細胞(例如，皮膚細胞和腫瘤細胞)中的DNA合成的強烈抑制，并因此導致細胞增殖的強烈抑制以及導致細胞因子產生的變化，特別是導致免疫抑制細胞因子TGF-β 1的誘導[國際專利申請No. WO 01/89，569 ；國際專利申請No. WO 02/053, 170]以及導致THl型(例如，白細胞間介素_2 (IL-2))、ΤΗ2型 (例如白細胞間介素-4(IL-4)和TH17型(例如，IL-17)炎癥細胞因子的產生和釋放的抑制[國際專利申請No. WO 02/053, 170和德國專利申請No. 10102392. 8 ；S. Ansorge等人， 2009，Clin. Chem. Lab. Med. 47，253-261]。而且，DPIV能夠滅活血管活性腸肽(VIP)、垂體腺苷酸環化酶-活化多肽(PACAP)以及神經肽Y(NPY)，其各自具有免疫抑制和神經保護或神經發生特性。VIP還已經顯示在體外和體內激活 T 調節細胞(Treg) (P. Anderson 和 E. Gonzalez-Rey, 2010, Mol. Cell.Biol. 30，2537-2551 ；Ε. Gonzalez-Rey 等人，2007，Ann. Rheum. Dis. 66，70-76 ;J. Holler等人，2008，J. Immunol. 181,6909-6912 ;J.-R. Zhou 等人，2008，Neurosci. Bull. 24，155-159)。因此，這些細胞因子滅活的抑制保護它們以免失去其免疫抑制和神經保護特性，并且誘導抗炎和神經保護狀態，這是神經退化病(如多發性硬化、帕金森病和阿爾茨海默氏病)治療的先決條件。丙氨酰氨基肽酶的抑制劑實現調節T細胞中TGF-βΙ強烈誘導[國際專利申請No. PCT/EP03/07, 199]和調節T細胞的免疫抑制表型的激活[德國專利申請No. 102006703942]。在神經元系統中，通過兩種酶系統的抑制證明了急性和慢性腦損傷過程的減輕或阻滯[國際專利申請No. WO 02/053，169和德國專利申請No. 10337074. 9]。而且，對于成纖維細胞[德國專利申請No. 10330842. 3]、角質形成細胞[國際專利申請No. WO02/053, 170)和皮脂腺細胞[國際專利申請No.PCT/EP 03/02，356]，證明了丙氨酰氨基肽酶N和DPIV的組合抑制實現了細胞生長的抑制和細胞因子產生的變化。這產生了驚人的事實丙氨酰氨基肽酶和二肽基肽酶IV以及具有類似酶作用的酶在不同的器官和細胞系統中執行基本的中心生物功能。因此，這兩組酶的組合抑制，特別是通過中心孔結合位點，代表用于治療各種(大多數情況)慢性炎癥疾病和腫瘤疾病的新的有效的治療原理。在公認的動物模式中，申請人同時顯示出，也在體內，特別地組合給予兩組所述肽酶的抑制劑，導致對不同細胞系統的生長抑制和過度免疫應答、慢性炎性過程和腦損傷的抑制[國際專利申請No. WO 01/89，569]。單獨給予單一的已知抑制劑導致減弱的作用。之前報道的結果主要是通過單獨的丙氨酰氨基肽酶N和二肽基肽酶IV的已知抑制劑得到的，但特別通過兩組酶的抑制劑的組合得到，所述抑制劑在文獻中描述，并且部分可購得。在文獻EP-A 1948627 (W0-A 2007/057，128)中，報道了新型、主要是非肽的低分子量物質，其可以用作前藥，并且在生理和病理條件下作為有效的藥劑或有效藥劑的混合物，其以雙重的方式，抑制丙氨酰氨基肽酶N和具有類似底物特異性的酶，并且抑制二肽基肽酶IV和具有類似底物特異性的酶。前藥的轉化是通過-S-S-或-Se-Se-橋的還原進行的，優選通過細胞硫醇(帶有-SH-基團的化合物)進行。在2009年9月2日提交的歐洲專利申請No. 0916^69. 9中，報道了另一組用于醫學用途的新型多功能肽酶抑制劑。
發明內容
本發明的目的是提供新型化學化合物。本發明的另一個目的是提供適宜作為上述兩組肽酶的雙重抑制劑的新型化學化合物，上述兩組肽酶即(ia) 二肽基肽酶IV(DPIV)以及(ib)具有類似于二肽基肽酶IV(DPIV)的酶作用(“DPIV類似酶作用”)的肽酶和/或(iia)丙氨酰氨基肽酶N(APN)以及(iib)具有類似于丙氨酰氨基肽酶N(APN)的酶作用(“APN-類似酶作用”)的肽酶。本發明進一步目的是提供適合于醫學領域中應用的新型化學化合物。
此外，本發明的目的是提供新型化學化合物，其適合于用于預防和治療顯示出過度免疫應答和具有炎癥起源的疾病、神經病和引起大腦損傷的疾病、腫瘤疾病、皮膚病、I型糖尿病和SARS的用途。驚人地，發現申請人在他們抑制胞外肽酶的研究中發現的新物質能夠特異性抑制二肽基肽酶IV和丙氨酰氨基肽酶N，因此，在一種物質中結合兩組肽酶協同的(“雙重”)抑制的能力。當然，本發明的新型物質可以單獨抑制一種肽酶，即，(ia) 二肽基肽酶IV(DPIV) 以及(ib)具有類似于二肽基肽酶IV(DPIV)的酶作用(“DPIV類似酶作用”)的肽酶或(iia) 丙氨酰氨基肽酶N (APN)以及(iib)具有類似于丙氨酰氨基肽酶N (APN)的酶作用(“APN-類似酶作用”)的肽酶。此外，本發明驚人地發現所述新型化合物不僅能夠與這些肽酶的活性位點相互作用，而且也可以，或作為選擇地，能夠與這些肽酶的中心孔結合位點相互作用。如對于DPIV 所示的，位于細胞膜對面的中心孔入口的前廳處的該結合位點有助于底物接近酶的活性位點。該位點的占據在空間上阻斷了底物接近活性位點并抑制細胞酶的功能。該結合位點介導細胞DPIV的自體空間調節，并且是其調節細胞功能的最關鍵的靶位點，如生長調節和細胞因子產生[歐洲專利申請No. 10156805. 3，2010年3月17日提交]。同時，對于丙氨酰氨基肽酶N，也發現了相似的機理。相應的數據是基于來自大腸桿菌的 APN 的晶體結構[K. Ito 等人，2006，J. Biol. Chem. 281,33664-33676]。應當提及的是，與APN和DPIV的“傳統”抑制劑形成對比，傳統抑制劑通過抑制常數(如IC50值)來限定[詳見以上提及的專利申請]，如此處所述的與細胞肽酶的中心孔結合位點相互作用的抑制劑/配體的主要特征在于對接方法。用于這些特征的酶常規試驗尚無可隨意使用的。因此，這些特性主要通過配體和DPIV或APN各自的中心孔結合位點之間相互作用的自由能(千卡/摩爾)來限定。為了闡明DPIV以及APN的空間抑制，對于不具有酶抑制和與活性位點相互作用的潛能的抑制劑物質的兩種酶的中心孔途徑的阻斷示例性地顯示在圖2中。在兩個實施例中，中心孔結合位點被各自酶的潛在抑制劑占據；在DPIV情況中，為西他列汀 (sitagliptin)，在 APN 情況中，為苯丁抑制素(Bestatin)。此外，本發明驚人地發現新型化學物質本身可以用于，而且也可以用作其他物質的起始材料用于，預防和治療具有過度免疫應答的疾病(自體免疫疾病、過敏癥和移植排斥、膿毒癥)、其他慢性炎癥疾病(包括動脈硬化)、神經病和大腦損傷(特別是多發性硬化、阿爾茨海默氏病和帕金森病)、皮膚病(特別是痤瘡和牛皮癬)、腫瘤疾病和特異性病毒感染(特別是SARS)以及I型糖尿病。這些肽酶抑制劑/配體的新型化學實體用于預防和/或治療各種炎癥疾病和腫瘤疾病中的基本原理如下炎癥疾病所有炎癥疾病的特征在于物理、生物或化學激發的免疫系統的激活。免疫應答的第一步對于抗原是先天性和非特異性的。接著是抗原特異性的、適應性的免疫應答。同樣在慢性炎癥的情況中，公認免疫應答對于來自體外的或來自自體的抗原都是特異性的，其沒有排除非特異性的相互作用。除了通過非特異性細胞(如粒細胞和巨噬細胞)激活的非特異性應答以外，抗原特異性T和B淋巴細胞是特異性免疫應答的主要細胞工具。關鍵的過程是抗原特異性T和B淋巴細胞的激活和克隆擴增/增殖，以得到用于足夠免疫應答的足夠高的細胞潛能。后者接著是炎癥細胞因子的產生，并且最終通過抗炎細胞因子終止該過程。在慢性炎癥疾病的情況中，終止沒有適當地運行。這導致免疫細胞的持久增殖和炎癥細胞因子的持續產生，其隨后通過這些致病免疫細胞破壞相關細胞和組織。顯著地，還公知通過表征為所謂的“激活標記”的APN/⑶13和DPIV/t^6的表達上調來完成免疫系統的激活。最常見的慢性炎癥疾病是-自體免疫疾病組，例如多發性硬化、動脈硬化、牛皮癬、帕金森病和類風濕性關節炎，只是提及了近百種這樣疾病中的一些突出的疾病。-過敏癥組，例如支氣管哮喘和枯草熱；-異源移植的排斥；和-其他(尚未完全了解)炎癥疾病，如阿爾茨海默氏病和糖尿病。由于引起所有炎癥疾病的共同機理，目前公認抵制或處理這些作用的最有效方法之一是抑制激活的淋巴細胞的增殖和抑制炎癥細胞因子(例如，IL-2、IL-17、IL-4)的產生以及誘導抗炎癥細胞因子(例如，TGF-β 1、II-10、NPY、II-16)的產生。通過淋巴細胞生長的抑制起作用的藥物中廣泛認可的免疫抑制物質是環孢霉素A(CyCl0Sp0rine Α)、Π(506和雷帕霉素(rapamycin)。所有三種化合物通過結合于稱為親免素(immimophilins)的胞內蛋白家族的成員發揮它們的藥物作用，形成干擾對于淋巴細胞克隆擴增重要的信號通路的復合物[Immunobiology, 2001, C. Janaway 等人，“ Immunobiology，，，Garland Publishing，Churchill Livingstone，p565_566]。DPIV和APN的抑制劑/配體也滿足這些需求并且是有前景的新一類的用于治療炎癥疾病的物質[S. Ansorge 等人，2009，Clin. Chem. Lab. Med. 47，253-261 ；Τ. Kahne等人，1999，Int. J. Mol. Med. 1999，3-15 ；U. Lendeckel 等人，1999，Int. J. Mol. Med. 1999，17-27 ；D. Μ. Τ. Yu等人，2010, FEBS J. 2010，1-19)]。已經提出了證據所有DPIV和APN抑制劑，即使它們的分子具有非常不同的化學結構并且彼此不同，如果它們顯示出與這些肽酶的活性位點和/或中心孔結合位點的充分相互作用，則能夠抑制DNA合成并滿足這些需要來進行，[S. Ansorge 等人，2009，Clin. Chem. Lab. Med. 47，253-261 ；歐洲專利申請 No. 10156805. 3,2010年3月17日提交]。腫瘤疾病腫瘤的特征在于不受控制的細胞生長和DNA合成，以及過度激活的血管新生，即為生長中的腫瘤細胞提供營養必需的小血管的產生。大部分腫瘤細胞在其表面上表達DPIV或/和APN。顯著地，DPIV和APN抑制劑/配體能夠抑制腫瘤細胞的DNA合成[D. Μ. T. Yu等人，2010，FEBS J. 2010，1-19 ；N. Petrovic等人，2004,見N. Hooper 禾口 U. Lendeckel, Aminopeptidases in biology and diseases,Kluwer Academic/Plenum Publishers, New York, ρ 179-200]。特別地，APN 抑制劑顯示出是血管生成的強烈拮抗劑[R. Pasqualini 等人，2000，Cancer Res. 60，722-727 ；R. Rangel等人，2007，Proc. Nat. Acad. Sci. 104，4588-4593 ；N. Petrovic 等人，2004，見N. Hooper 和U. Lendeckel, Aminopeptidases in biology and diseases, Kluwer Academic/PlenumPublishers, New York pl79_200]。因此，DPIV和APN的抑制劑/配體滿足抗爭腫瘤的主要需求，因為它們通過各自代表性的抑制劑或配體與這些肽酶的活性位點和/或中心孔結合位點的相互作用而抑制腫瘤細胞的DNA合成、血管生成和轉移。驚人地發現這種能力與抑制劑/配體分子的特異性分子結構無關。本發明涉及通式(I)的化合物，
權利要求
1.通式⑴的化合物
2.具有根據權利要求1所述的通式(1)的化合物，所述化合物是以下表1的化合物
3.根據權利要求1和2任意一項所述的化合物，其在醫學領域中用途。
4.根據權利要求1和2任意一項所述的化合物，其作為二肽酰肽酶IV和具有類似酶作
5.根據權利要求1和2任意一項所述的化合物，其在體外和體內抑制DNA合成和炎癥細胞因子產生以及刺激抗炎癥細胞因子產生的用途。
6.根據權利要求1和2任意一項所述的化合物，其用于預防和治療自體免疫疾病、具有過度免疫應答和/或炎癥起源的疾病，包括動脈硬化、神經元疾病、大腦損傷、皮膚病、腫瘤疾病、移植排斥、移植對宿主疾病和病毒-或細菌-引起的疾病的用途。
7.根據權利要求6所述的化合物，其中所述疾病或病癥是多發性硬化、克羅恩病、潰瘍性結腸炎、1型糖尿病、類風濕性關節炎、動脈硬化、動脈炎癥、支架-再狹窄和其他自體免疫疾病以及炎癥疾病。
8.根據權利要求6所述的化合物，其中所述疾病或病癥是腫瘤以及轉移。
9.根據權利要求6所述的化合物，其中所述疾病或病癥是皮膚-和粘膜-相關的疾病、 牛皮癬、痤瘡以及具有高增殖和改變的成纖維細胞分化狀況的皮膚病、良性纖維化和硬化性皮膚病以及高增殖的惡性成纖維細胞病癥。
10.根據權利要求6所述的化合物，其中所述疾病或病癥是支氣管哮喘和其他過敏性疾病以及慢性梗阻性肺病。
11.根據權利要求6所述的化合物，其中所述疾病或病癥是急性神經元疾病、缺血性-或出血性-卒中后的缺血引起的大腦損傷、顱腦損傷、心搏停止、心臟病發作或作為心外手術干預的結果、慢性神經元疾病，例如，阿爾茨海默氏病)、Pick-病、漸進性上核癱瘓、 皮質基底核退化、額顳癡呆、帕金森病，尤其是與染色體17相關的帕金森病、亨廷頓病、朊病毒引起的病癥或疾病和肌萎縮性側索硬化。
12.根據權利要求6所述的化合物，其中所述疾病或病癥是異基因或異種基因移植器官、組織和細胞，如骨髓、腎臟、心臟、肝、胰腺、皮肽或干細胞、和支架、關節移植物，如膝關節移植物、臀關節移植物、骨移植物、心臟起搏器或其他植入物、氣管球囊的排斥，以及移植對宿主疾病。
13.根據權利要求6所述的化合物，其中所述疾病或病癥是炎癥傳染病，如瘧疾、嚴重急性呼吸綜合癥、膿毒癥和膿毒癥樣病癥。
14.根據權利要求1至13任意一項所述的通式(I)化合物，其結合一種或多種藥學上可接受的載體、輔助物質和/或佐劑。
15.一種藥物制劑，其包含至少一種根據權利要求1或權利要求2所述的通式(I)化合物，任選結合一種或多種藥學上可接受的載體、輔助物質和/或佐劑。
16.根據權利要求15中所述的藥物制劑，其進一步包含至少一種另外的藥學上有效的化合物。
17.一種化妝品制劑，其包含至少一種根據權利要求1或權利要求2所述的通式(I)化合物，任選結合一種或多種化妝品上可接受的載體、輔助物質和/或佐劑。
全文摘要
本發明涉及作為肽酶效應物用于醫學用途的新型化合物。本發明進一步涉及通式(I)的化合物或其與有機和/或無機酸的酸式加成鹽；以及通式(I)的化合物在醫學領域中的用途，尤其是用于在體外和體內抑制DNA合成和炎癥細胞因子產生以及刺激抗炎癥細胞因子產生。本發明還涉及包含至少一種通式(I)的化合物，任選與一種或多種藥學上可接受的載體、輔助物質和/或佐劑一起的藥學上有效的組合物，或包含至少一種通式(I)的化合物，任選與一種或多種化妝品上可接受的載體、輔助物質和/或佐劑一起的化妝品上有效的組合物。
文檔編號C07D209/20GK102372713SQ201110219990
公開日2012年3月14日 申請日期2011年7月28日 優先權日2010年7月29日
發明者A·亨堡, H·尤利烏斯, K·諾德霍夫, M·特格爾, S·安佐格, U·班克 申請人:Imtm股份有限公司