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CN101784274A - 抑制水肿因子和腺苷酸环化酶的方法和组合物 - Google Patents

抑制水肿因子和腺苷酸环化酶的方法和组合物 Download PDF

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CN101784274A
CN101784274A CN200880024507A CN200880024507A CN101784274A CN 101784274 A CN101784274 A CN 101784274A CN 200880024507 A CN200880024507 A CN 200880024507A CN 200880024507 A CN200880024507 A CN 200880024507A CN 101784274 A CN101784274 A CN 101784274A
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English (en)
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C·H·谢恩
D·陈
S·R·吉尔伯森
M·埃斯特雷拉-希门尼斯
高健
M·A·沃特
J·W·彼得森
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Mission Pharmacal Co
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TAXAS SYSTEM, University of, Regents of
Mission Pharmacal Co
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Abstract

本发明描述了用于治疗和/或预防肠液损失了的小分子及其衍生物。还公开了使用所述分子及其衍生物治疗和/或预防与3′,5′-腺苷一磷酸水平增加相关的病情的方法。本发明特定的组合物也是新颖的。

Description

抑制水肿因子和腺苷酸环化酶的方法和组合物
相关申请的交叉引用
本申请要求2007年7月15日提交的美国临时No.60/944,375和2008年3月10日提交的美国临时No.61/035,269的优先权,二者以其全部内容通过引用并入本文。关于联邦资助的研究或开发的声明
以美国政府授予号NIAID U01AI5385802和DAMD170210699的基金开发本发明。因此,美国政府享有本发明的某些权益。
技术领域
本发明一般地涉及生物病情的治疗和/或化合物。本发明还涉及治疗由3’,5’-腺苷一磷酸水平增加引起的病情的方法以及用于治疗此类病情的组合物。此外,本发明涉及治疗肠液损失的方法。
发明背景
若干疾病的病理涉及在人和非人动物组织中增加3’5’-腺苷一磷酸(cAMP)浓度的因子。在哺乳动物细胞中,这种重要的细胞内介质是通过腺苷三磷酸(ATP)转化成cAMP所形成的;后一反应是通过腺苷酸环化酶催化的。细菌细胞还通过原核型腺苷酸环化酶催化形成cAMP。
组织中cAMP浓度的增加是众多细菌感染的关键因素。例如,由霍乱弧菌产生的细菌毒素以及许多肠产毒性大肠杆菌(ETEC)的菌株刺激了肠上皮细胞腺苷酸环化酶,引起cAMP的细胞内和细胞外水平的增加(图1)。这些作用的生理结果是cAMP对小肠内腔细胞内层的膜中的氯、钾和钠通道的刺激冲击。氯和其它离子的过度分泌使得在小肠内腔中的水和电解质的蓄积达到顶点,这最终造成腹泻。这亦称为霍乱(在霍乱弧菌的情况下)和旅游腹泻或旅行者腹泻(在的情况下大肠杆菌)。
引起组织cAMP增加的其它细菌包括百日咳杆菌,百日咳或百日咳的病原体。这些细菌分泌两种细菌蛋白,它们增加在呼吸道中的cAMP水平。一种致病因子是细菌腺苷酸环化酶,其通过呼吸器官细胞吸收并将呼吸器官ATP转化成cAMP。此外,百日咳杆菌分泌百日咳毒素,其结合呼吸器官细胞并刺激呼吸道细胞中的哺乳动物腺苷酸环化酶(Young and Collier,2007)。增加呼吸道中cAMP需求的这些细菌的生理学意义不完全清楚,但是已知cAMP抑制巨噬细胞(mΦ)和多形核中性白细胞(PMNs)的细菌吞噬作用,这将会限制身体抵抗细胞的保护作用。增加肺cAMP水平的药物会引起气道扩张,这会促进进入肺泡囊和肺泡囊的群集。由于cAMP刺激许多哺乳动物细胞基因的表达,由此形成的蛋白质可增加针对细菌和其它毒素的组织受体的合成。
感染炭疽杆菌的患者中的许多组织水肿要归因于炭疽杆菌水肿毒素,其为水肿因子(EF)和保护性抗原(PA)的组合。后一蛋白使炭疽毒素结合在肺和整个身体的许多其它组织中的靶细胞上的受体(Firoved et al.,2005;Milne et al.,1995)。尽管所有这些实例是细菌感染,已知一些肿瘤类型过度分泌前列腺素(例如,PGE2),其刺激沿着肠道的上皮细胞中的腺苷酸环化酶,以形成过量的cAMP。这些患者事实上有持续的腹泻。抑制腺苷酸环化酶的小分子的所有可能的用途可能尚不明显;然而,用于治疗哮喘患者的许多药物是通过增加cAMP水平以开放气道来起作用的。在用药物例如茶碱(theophyline)医治的患者中,腺苷酸环化酶的小分子抑制剂可用于中和过量的cAMP水平。对于抑制腺苷酸环化酶的小分子可能有多种临床用途。
如上所述,许多致病菌,不论其细胞形态和分类,均产生具有类似功能的毒素,它们通常是编码的质粒。例如,炭疽杆菌,一种革兰氏阳性的、芽孢形成的、杆状细菌,其产生两类增强其致死率的因子,多糖荚膜(Drysdale et al.,2005)和两种蛋白毒素即致死毒素(LT)和水肿毒素(ET)。当注射到小鼠中时两种毒素均是致命性的,并且它们抑制了巨噬细胞、polymorphpneutrophils和淋巴细胞的功能。因此,需要有作为抗生素治疗的添加剂的毒素抑制剂。两种毒素的一种成分是保护性抗原(PA),其能够使细胞进入酶毒素成分致死因子(LF)和水肿因子(EF)中(Abrami et al.,2005)。LF含有金属蛋白酶活性,其对MAP激酶蛋白是特异性的。LF的抑制剂已被鉴别,并且在动物研究中显示为抗生素治疗的有效添加剂(Xiong et al.,2006)。此抑制剂不影响EF的活性,其为由百日咳杆菌产生的腺苷酸环化酶类似物(百日咳的病原体)(Munier etal.,1992;Hewlett et al.,1979;Hewlett et al.,1976)。这些“腺苷酸环化酶”毒素(Drum et al.,2002;Shen et al.,2005)催化细胞内从ATP产生cAMP(Leppla,1982;de Rooij et al.,1998;Lacy et al.,2002;Lacy et al.,2002)。高水平的cAMP扰乱了细胞的水稳态,导致细胞内发信号通路和氯通道刺激的异常(Ajuha et al.,2004;Ascenzi et al.,2002;Petersonet al.2001)。这促进了位于吸入性炭疽患者肺的叶片之间的纵隔的水肿(和扩大(widening))。表皮性炭疽患者经常在损伤附近的显示有组织水肿。会结合EF并预防其细胞内酶活性的抑制剂可降低炭疽杆菌和产生类似毒素的其它细菌所致感染的严重度。本领域目前已知的cAMP抑制剂是有毒性的(Soelaiman et al.,2003),表明需要有当前的发明。
发明概述
本发明的一个实施方案在受试者中治疗和/或预防肠液损失的方法。在一般性的实施方案中,所述组合物包含施用于受试者的治疗有效量的化合物或其药学可接受的盐。在具体实施方案中,所述通式化合物选自:
Figure G2008800245073D00041
其任意组合。在本发明的具体实施方案中,该通式的R基团是环状或双环状的环结构;R1是环状或双环状的环结构;R1’是氢、环状或双环状的环结构;Z选自氢、链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛(aldo)、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基(carboxamido)、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基(sulfonamino)、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基(1,3-dioxylanyl)、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物;W选自CO、NH、亚甲基、硫原子、氧原子和亚硫酰基;X是烷基、氧、酯、胺或酰胺;以及,m和n相同或不同,并且是0或1。在本发明另一具体实施方案中,R是取代或未取代的并且选自苯基、吡喃酮基、吡啶基、咪唑基、1,8-萘啶基和N-氧化吡啶基。在本发明进一步的实施方案中,R被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。在本发明的另一实施方案中,R1被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。在本发明的具体实施方案中,R4是环状或双环状环结构,取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基。在本发明进一步的实施方案中,R4被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
本发明的实施方案是治疗或预防受试者3’,5’-腺苷一磷酸水平增加相关的病情的方法。在一般性实施方案中,所述组合物包含治疗有效量的化合物或其药学可接受的盐被施用于受试者。在具体的实施方案中,所述通式化合物选自:
Figure G2008800245073D00061
Figure G2008800245073D00071
及其任意组合。在本发明的具体实施方案中,该通式的R基团是环状或双环状的环结构;R1是环状或双环状的环结构;R1’是氢、环状或双环状的环结构;X是烷基、氧、酯、胺或酰胺;Z选自氢、链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物;W选自CO、NH、亚甲基、硫原子、氧原子和亚硫酰基;以及,m和n相同或不同,并且是0或1。在本发明另一具体实施方案中,R是取代或未取代的并且选自苯基、吡喃酮基、吡啶基、咪唑基、1,8-萘啶基和N-氧化吡啶基。在本发明进一步的实施方案中,R被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。在本发明的另一实施方案中,R1被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。在本发明的具体实施方案中,R4是环状或双环状环结构,取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基。在本发明进一步的实施方案中,R4被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
在本发明的实施方案中,用于一般性实施方案的化合物选自:FIV-50、FIV-1、FIV-29、FIV-31、FIV-34、FIV-35、FIV-39、FIV-40、FIV-46、FIII-1、FII-1、FI-3、FI-1、FI-2、FIV-54、FIV-58、FIV-55、FIV-53、FIV-67、FIV-70、FIV-65、FIV-68、FIV-66、FIV-61、FIV-60、FIV-64、FIV-71、FIV-46、FIV-72、FIV-73、FIV-49、FIV-75及其任意组合。
在本发明的具体实施方案中,所述治疗肠液损失的方法包括抑制腺苷酸环化酶、水肿因子、CTA1或其任意组合。在另一实施方案中,该肠液损失是由一种或多种病原体造成的。在具体实施方案中,该病原菌是炭疽杆菌、霍乱弧菌、大肠杆菌、百日咳、鼠疫耶尔森氏菌或其任意组合。在进一步的具体实施方案中,当该病原菌是炭疽杆菌时,该方法可进一步包括施用LT抑制药物。在另一具体实施方案中,该LT抑制药物选自乌苯美司(bestatin)、卡托普利(captopril)、阿德福韦及其任意组合。在本发明一般性实施方案中,该肠液损失是由受试者组织中3’,5’-腺苷一磷酸水平增加引起的。在本发明的具体实施方案中,该肠液损失是由癌症引起的。
在本发明的另一实施方案中,该组合物是与一种或多种其它药物组合施用的。在本发明进一步的实施方案中,该药物是该药物是抗生素或抗炎药。在另一实施方案中,所述组合物包含药学可接受的载体。在本发明的另一实施方案中,该组合物通过选自以下的途径施用:饮食、胃肠外、局部、粘膜、吸入及其任意组合。在本发明的具体实施方案中,该化合物是以0.01mM至10mM的剂量投药。在本发明进一步具体的实施方案中,该化合物是以0.1mM至1mM的剂量投药。在本发明的另一实施方案中,该受试者是人。
本发明另一实施方案是一种组合物,其包含选自以下的化合物:FIV-50、FIV-1、FIV-29、FIV-31、FIV-34、FIV-35、FIV-39、FIV-40、FIV-46、FIII-1、FII-1、FI-3、FI-1、FI-2、FIV-54、FIV-58、FIV-55、FIV-53、FIV-67、FIV-70、FIV-65、FIV-68、FIV-66、FIV-61、FIV-60、FIV-64、FIV-71、FIV-46、FIV-72、FIV-73、FIV-49、FIV-75及其任意组合。本发明还包括任意一种或多种上述个别或其组合的化合物。
本发明另一实施方案是一种用于直接或间接治疗和/或预防医学病情的药盒,在受试者中治疗由3’,5’-腺苷一磷酸水平增加引起的肠液损失。在一般性实施方案中,该药盒包含治疗有效量的化合物或其药学可接受的盐被施用于受试者。在具体的实施方案中,所述通式化合物选自:
Figure G2008800245073D00091
Figure G2008800245073D00101
及其任意组合。在本发明的具体实施方案中,该通式的R基团是环状或双环状的环结构;R1是环状或双环状的环结构;R1’是氢、环状或双环状的环结构;X是烷基、氧、酯、胺或酰胺;Z选自氢、链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物;W选自CO、NH、亚甲基、硫原子、氧原子和亚硫酰基;以及,m和n相同或不同,并且是0或1。在本发明另一具体实施方案中,R是取代或未取代的并且选自苯基、吡喃酮基、吡啶基、咪唑基、1,8-萘啶基和N-氧化吡啶基。在本发明进一步的实施方案中,R被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。在本发明的另一实施方案中,R1被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。在本发明的具体实施方案中,R4是环状或双环状环结构,取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基。在本发明进一步的实施方案中,R4被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。该R、R1、R4和Z基团如上文所述在其它实施方案中体现。在具体实施方案中,该药盒进一步包含选自以下的药物:抗生素、抗生素、止泻药和LT抑制药物。在另一一般性实施方案中,该药盒进一步包含药学可接受的载体。
前面已经说明了本发明更为广泛的特征和技术优点,以便使下文本发明的详细描述可以更好地理解。下面描述本发明的其它特征和优点,它们形成本发明权利主张的主题。本领域技术人员将理解,所公开的概念和具体实施方案可以容易地用作修改和设计其它结构的基础,以用于实现本发明相同的目的。本领域技术人员还将理解,此类等同的构成不会脱离所附权利要求书中所述的本发明精神和范围。据认为是本发明特征的所述新颖特征,作为其组织和操作方法,连同其它目的和优点将会在与所附附图一起考虑时根据下文描述更好地理解。然而,可以清楚地理解的是,提供每个图仅仅是用于描述和说明的目的,而不应认为是限定本发明的定义。
附图简述
为了更完全地理解本发明,结合所附附图作以下说明供参考。
图1显示的图是炭疽杆菌的致病作用机制。
图2显示的图是来自霍乱弧菌的霍乱毒素的作用机制。
图3证明炭疽杆菌炭疽EF命名的两种结晶结构(蛋白质数据库(PDB)命名:1K90、1XFV)的金属位点的比较,在百日咳杆菌的结晶结构(1ZOT)中以及在哺乳动物AC结晶结构(1CJV)中:图3A和E显示了EF(来自1K90)的活性位点,具有1种金属(Yb3+)。EF的残基Asp491、Asp493、His577和3’-dATP的α-磷酸根螯合该金属离子。图3B和F显示了EF(来自1XFV)的活性位点,其显示两个Mg离子
Figure G2008800245073D00131
分开。Mg901螯合EF的残基Asp491、Asp493和His577,同时Mg101螯合来自3’-dATP的三个磷酸根的氧原子。3C和G)百日咳杆菌(来自1ZOT)的活性位点,其显示3个Mg离子。Mg902与Asp188相互作用。Mg902与EMA的α-磷酸根相互作用。M9901与Asp188Asp190和该α-磷酸根EMA螯合。图3D和H显示具有2个金属(Zn和Mg)离子的哺乳动物腺苷酸环化酶(来自1CJV)的活性位点。该Mg离子螯合2’3’-ddATP的α,β,γ磷酸根、Asp396和Asp440。该Zn离子螯合2’3’-ddATP的α-磷酸根、Asp396和Asp440。
图4显示了3’dATP、2’3’-ddATP、EMA和PGE2-咪唑的结构。
图5显示了基于片段的药效基团的实例,其可在Sybyl中与UNITY程序使用以执行NCI数据库250,000个以上的化合物的3-D研究。
图6A显示了通过用UNITY筛选NCI数据库获得的前导化合物(结构下面的数字表示NCI编码/FlexX得分)。图6B显示了基于这些前导化合物的片段的实例。此类片段被用于2-D ZINC数据库研究。
图7证明了用于筛选化合物库方案以筛选新颖的EF抑制剂。
图8显示用于设计选择性霍乱毒素抑制剂的CTA1(顶部区域)和ARG(底部区域)。显示NAD对接进入CTA,并且显示GTP对接进入活性位点的ARF中。
图9显示NAD+对接进入CTA1的活性位点。
图10显示了炭疽EF(PDB 1K90)的活性位点以及用于NCI数据库的UNITY研究的片段。图10A显示了EF的活性位点以及在该活性位点中的残基与底物3’dATP之间的氢键相互作用。图10B显示在该活性位点中最佳结合片段的位置。F1:苯基环;F2、F3和F4:羧基;F5:铵基。图10C覆盖了在该结晶结构中的片段和底物类似物,3′dATP。图10D表明了含有两个羧基(F2和F3)和苯基环(F1)作为用于UNITY研究的药效基团的片段组合的实例。
图11显示了一个流程图,其说明用于从来自ZINC数据库的约10,000个起始采样数中筛选19个化合物的最终组。
图12显示了水肿因子的已知抑制剂和底物的自动对接(AutoDock)结果,包括来自以前报道的基于核苷酸的抑制剂(Soleiman)与所选择的19个化合物的比较。注意,与它们通常的对接得分一致,该Soleiman化合物具有相对较低的抑制EF的能力。
图13显示了具有其相应的IC50值的4个化合物。
图14显示了3个选择的化合物与PGE2-咪唑针对它们抑制由水肿毒素(EdTx)诱导的cAMP产物的能力的比较。使RAW 264.7细胞与不同浓度的PGE2-咪唑或抑制剂孵育,然后用30nM PA和7nM EF处理4小时。将IBMX(50μM,磷酸二酯酶抑制剂)加至每个孔中。每个样品处理3份。注意,在此测定法中,所有3个化合物比之于PGE2-咪唑更此活性。所这化合物为表1中的1)FIII-1、2)FII-1和3)FIV-50。
图15显示了在DC-5处理的细胞和另外的化合物之间用给定水肿因子的细胞进行ELISA分析法的cAMP水平的比较。具有两组图片棒的图表显示了在不同pH下的两个独立的分析。所述另外的化合物在图15A中为FIV-61;在图15B中为FIV-39;在图15C中为FIV-67;在图15D中为FIV-65;在图15E中为FIV-70;在图15F中为FIV-68;在图15G中为FIV-66;在图15H中为FIV-64;在图15I中为FIV-54;在15J中为FIV-35;在15K中为FIV-59;在图15L中为FIV-55;在图15M中为FIV-58;在图15N中为FIV-53;在图15O中为FIV-60。
图16显示了在DC-5和另外的化合物之间用给定水肿因子的细胞进行ELISA分析法的cAMP水平的比较。所有化合物pH为~7-8,并且对于所有化合物针对Log正态累积拟合曲线。所述另外的化合物在图16A中为FIV-46;在图16B中为FIV-71;在图16C中为FIV-72;在图16D中为FIV-73;在图16E中为FIV-75;在图16F中为FIV-35。
图17显示了通过修饰FIV-50和FII-1以修饰活性来设计的示例性化合物的结构。
图18显示了设计为更好溶解度和更低毒性以及它们相应计算性计算的致突变性的示例性化合物。
图19显示了具有活性<20μM的示例性FIV-50衍生物。
图20证明了用3个对接程序通过比较3’dATP的最佳排列位置与试验位置使抑制剂PGE2-咪唑对接进入1K90和1XFV中。图20A是用自动对接与1K90对接的PGE2-咪唑;图20B是用LigandFit/Cerius2与1K90对接的PGE2-咪唑;图20C是用FlexX与1K90对接的PGE2-咪唑;图20D是用自动对接与1XFV对接的PGE2-咪唑;图20E是用LigandFit/Cerius2与1XFV对接的PGE2-咪唑;图20F是用FlexX与1XFV对接的PGE2-咪唑;
图21比较了从NCI和ZINC数据库筛选的25个化合物和4个ATP类似物的去质子态和质子态的对接得分,最有活性的EF抑制剂来自由*标记的研究。对于其它已知底物和EF抑制剂的对接得分是通过以下符号表示的:#:CyaA抑制剂EMA。%:ATP;&:3’dATP;$:2’3’ddATP。图21A显示了用自动对接对接进入1K90的化合物。图21B显示了用自动对接对接进入1XFV的化合物。图21C显示了用自动对接对接进入1CJV的化合物。
图22是在EF活性位点中的抑制剂KM011的最低能量自动对接构象。注意甲氧基接近于金属离子,两个环均指向活性位点的内面。在这样的一系列中这是唯一的化合物。图22B 1B显示了与分裂的其它侧结合,为了清淅起见覆盖了ATP类似物位置。
图23显示了一些示例化合物对接位置的覆盖。此处,所有化合物具有指向金属离子的羰基,但是其它的环朝向活性位点的前面。
图24是用霍乱毒素并用化合物PEG-2-咪唑和FI-3的体外细胞外cAMP浓度分析。
图25是用霍乱毒素并用化合物PEG-2-咪唑和FI-1的细胞外cAMP浓度分析。
图26是LDH细胞毒性分析,针对FI-3。
图27是LDH细胞毒性分析,针对FI-1。
图28是LDH细胞毒性分析,针对FI-2。
图29是用霍乱毒素并比较化合物PEG-2-咪唑、FII-1和FIV-50的细胞外cAMP分析。
图30是用EF并比较FIII-1、FIV-50和FII-1的细胞外cAMP分析。
图31是LDH细胞毒性分析,针对FIV-50。
图32是LDH细胞毒性分析,针对FIII-1、FIV-50和FII-1。
图33是用于小鼠ETEC模型试验方法的示意图。
图34显示了在ETEC鼠科动物模型中给定具体剂量的FIV-50的CFU/片段。
图35证明了在ETEC鼠科动物模型中给定FIV-50剂量的肠重量。
图36显示了在ETEC鼠科动物模型中给定FIV-50剂量的重量和长度比率。
图37比较了在ETEC鼠科动物模型中PGE2-咪唑和FIV-50的治疗作用。图37A是肠重量。图37B是重量比长度的比率。
图38显示了在ETEC鼠科动物模型中给定不同剂量的FIV-50的细菌计数。
图39显示了给定ETEC模型和用FIV-50或PGE2-咪唑治疗的鼠科动物肠的显微解剖学。
图40显示了用PGE2-咪唑治疗的CD-1小鼠肠的电子显微镜检查。
图41显示了用PGE2-咪唑治疗的CD-1小鼠肠的32,000X电子显微镜检查。
图42显示了用PGE2-咪唑治疗的CD-1小鼠肠的64,000X电子显微镜检查。
图43显示了用PGE2-咪唑治疗的CD-1小鼠肠的电子显微镜检查。
图44显示了用FIV-50治疗的CD-1小鼠肠的电子显微镜检查。
图45显示了FIV-50治疗小鼠的时间过程的重量/长度。
图46证明了在治疗小鼠小肠中的细菌计数。
图47是口服对比i.p.FIV-50起始剂量治疗小鼠的小肠的平均重量/长度。
图48显示了在小鼠小肠中的细菌计数(ETEC:肠毒性的大肠杆菌;EPEC:致肠病性大肠杆菌;EAEC:肠聚集性大肠杆菌)。
图49证明了在LB+/-FIV-50中的细菌生长速率(另外的菌株)。
图50显示了FIV-50对细菌黏附HeLa细胞的作用(ETEC:肠毒性的大肠杆菌;EPEC:致肠病性大肠杆菌;EAEC:肠聚集性大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌)。
图51显示了FIV-50对细菌黏附HeLa细胞的作用(ETEC:肠毒性的大肠杆菌;EHEC:肠出血性大肠杆菌;EAEC:肠聚集性大肠杆菌、霍乱弧菌)。
图52显示了FIV-50对细菌黏附HeLa细胞的作用(ETEC:肠毒性的大肠杆菌;霍乱弧菌;弗氏志贺氏菌)。
图53证明了FIV-50对细菌黏附Caco-2细胞的作用(ETEC:肠毒性的大肠杆菌;EPEC:致肠病性大肠杆菌;EAEC:肠聚集性大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌)。
图54显示了FIV-50对细菌黏附Caco-2细胞的作用(ETEC:肠毒性的大肠杆菌;EHEC:肠出血性大肠杆菌;霍乱弧菌、弗氏志贺氏菌)。
图55显示了在感染ETEC的小鼠中的细菌计数。
图56证明了在试验性感染CT期间PGE2-咪唑对小鼠肠液损失的作用。
图57显示了在试验性感染CT期间用PGE2-咪唑预-孵育对小鼠肠液损失的作用。
图58证明了在试验性感染CT期间FI-3对小鼠肠液损失的作用。
图59证明了在试验性感染CT期间用FI-3预-孵育对小鼠肠液损失的作用。
图60证明了在试验性感染CT期间FI-2对小鼠肠液损失的作用。
图61显示了在试验性感染CT期间用FI-2预-孵育对小鼠肠液损失的作用。
图62是小鼠肠用FI-2预治疗和治疗后的目视显像。图62A是未治疗(手术前);图62B是用FI-2i.p.预治疗4h的小鼠;图62C是FI-2-预治疗结扎后小鼠;图62D是1%DMSO-治疗小鼠对照,4h;图62E是1%DMSO-治疗小鼠对照,7h;图62F是用FI-2i.p.预治疗5.5h的小鼠;图62G是用FI-2i.p.预治疗7h的小鼠;图62H是用CT-治疗的小鼠环结扎;手术后3h;图62I是用FI-2i.p.预治疗4h然后用CT/FI-2环结扎的小鼠;手术后3h。
图63证明了在试验性感染CT期间FI-1对小鼠肠液损失的作用。
图64显示了在试验性感染CT期间FIV-50对小鼠肠液损失的作用。
图65证明了在试验性感染CT期间用FIV-50预-孵育对小鼠肠液损失的作用。
图66显示了在试验性感染CT期间用FII-1预-孵育对小鼠肠液损失的作用。
图67显示了共价加成形成为中间体的图。
图68显示使用suzuki反应合成化合物的图。
图69显示了显示腺苷酸环化酶抑制活性的一些简单化合物。
图70显示了前列腺素-E2的组氨酸和咪唑加成物
图71是显示单步反应制备乙烯基溴烯酮类(vinyl bromoenones)的方案图。
图72描绘制备化合物FIV-49的合成方法。
发明详述
I.示例性定义
在履行长期的专利法规范中,单词“一”和“一个”当用于本说明书时与该词一起包括,包括权利要求,表示“一个或多个”。本发明的一些实施方案可由或基本上由本发明的一种或多种要素、方法步骤和/或方法组成。要注意,本文描述的任何方法或组合物就本文描述的其它任何方法或组合物而言是可以实现的。
短语″治疗有效量″如用于本文的表示化合物、植物或包含本发明化合物的组合物的量,其对于产生某种需要的治疗作用是有效的,该治疗作用例如治疗(即,预防和/或改善)肠液损失或者cAMP相关的病情,具有适用于任何医学治疗的合理利益/风险比。在一个实施方案中,该治疗有效量足以减小或消除至少一种症状。本领域技术人员理解,尽管该病情未完全根除但部分改善,该量也可以认为是治疗有效的。例如,该病情的蔓延可以被阻止或者被减低,来自该病情的副作用可以部分地被减低或者完全消除,等等。
短语″药学可接受的″用于本文是指那些化合物、材料、组合物和/或剂型,在合理的医学判断范围内它们适用于与人类和动物组织接触而无过度的毒性、刺激性、过敏反应或其它问题或并发症,与合理的利益/风险比相称。
如本文使用的,“结合亲和力”是指两个实体之间的相互作用例如蛋白-蛋白相互作用的强度。结合亲和力有时称之为Ka或者缔合常数,其描述的是两个分离实体呈结合状态的可能性。一般地,该缔合常数是通过多种方法测定的,在所述方法中,使两个分离的实体一起混合,将未结合的部分与结合的分部分离,再测定未结合和结合的浓度。本领域技术人员理解,存在多种测定缔合常数的方法。例如,所述未结合和结合部分可以通过例如吸附、沉淀、凝胶过滤、透析或离心而相互分离。结合和未结合部分的浓度的测定可通过例如测定放射性或荧光来完成。或者,结合亲和力可通过对接或者分子动力学模拟来测定。
如本文使用的,“受试者”是本发明方法的适合的个体。受试者可以是哺乳动物并且在特别的实施方案中是较高级脊椎动物类哺乳类动物的任何成员,包括人类;其特征是活产、体毛、并且在雌性中有分泌乳液以供喂养幼仔的乳腺。另外,哺乳动物的特征是它们能够保持恒定体温,尽管气候条件有改变。哺乳动物的实例是人、猫、狗、牛、小鼠、大鼠和猩猩。受试者还可以称为“患者”或“个体”。
术语″治疗”是指任何过程、作用、应用、治疗等,其中受试者,包括人类,为改善该受试者的病情或者一种或多种与病情相关的症状而直接或间接地接受医学帮助。
术语“癌症”如用于本文的定义为组织的亲生长,包括未受控制的和递增的增加。在本发明一个实施方案中,癌症会导致肠液损失增加。在本发明的另一实施方案中,癌症会引起cAMP水平增加。
如本文使用的,术语“减少”是指减小肠液损失、炎症应答等,其是与未用本发明化合物治疗相比。因此,本领域技术人员能够确定减少肠液损失相关的症状和/或病情或者cAMP相关病情的范围,其中该受试者接受了本发明的治疗,其是与未治疗和/或会出现其它方面而无干扰相比的。
术语“预防”如用于本文的是指使发展与疾病状态或发展或其它异常或有害病情相关的疾病状态或参数的风险最小化、减小或抑制。
如本文使用的,术语“抑制”是指化合物使蛋白质例如水肿因子阻断、部分阻断、干扰、下降、减小或失活的能力。因此,本领域技术人员理解,术语抑制包括完全和/或部分使蛋白活性丧失。蛋白活性可以被抑制,其方式是通过使化合物结合活性位点,或者通过其它方法,例如使该受抑制的第一蛋白活化的第二蛋白无效。例如,水肿因子活性的完全和/或部分丧失可通过cAMP水平降低、细菌生长降低或者例如粘附、抑制其中的传感、降低腹泻或者流体流入肠、减小体重降低、感染后发烧和/或死亡率来表征。
II.化合物设计的示例性方法
例如,推理性药物设计的一个目标是生产生物活性化合物的结构性类似物或者有望结合给定位置或生物学表面的其它效应子的结构性类似物。通过产生此类类似物,有可能形成这样的药物,其比天然分子更有效或稳定,其对改变有不同的敏感性或者其可影响多种其它分子的功能。在一个方法中,人们能够针对蛋白或其片段生成三维结构。这可通过X-射线结晶分析法、计算机模拟或者通过这两种方法的组合来完成。在一个方法中,前导化合物可类似地被鉴别。一种另选的方法涉及在整个蛋白中随机替换官能团,结果影响到确定的功能。
因此,人们可以设计这样的药物,其具有增加或改善的生物学活性,例如,相对于本发明起始结构有止泻活性。此外,这些化合物的化学特征的知识能够使得计算机应用结构-功能关系预测。
III.与cAMP增加相关的病情
本发明总的实施方案是与cAMP增加相关的病情的治疗和/或预防。本领域技术人员知晓与cAMP增加相关的病情,然而,示例性的病情罗列于下文。在本发明的一些实施方案中,该cAMP病情与病原体感染有关。在具体的实施方案中,该病原菌是炭疽杆菌、霍乱弧菌、大肠杆菌、百日咳杆菌、鼠疫耶尔森氏菌或其任意组合。在本发明的其它实施方案中,该cAMP水平增加与癌症或肿瘤相关。在本发明的其它具体实施方案中,cAMP水平增加与某些药物有关。
A.腺苷酸环化酶和cAMP
腺苷酸环化酶使ATP转化为cAMP,一种用于多种细胞功能的关键的细胞内第二信使,其浓度会响应多种环境刺激而改变。哺乳动物腺苷酸环化酶的调节是通过G蛋白介导的,其用于使许多表面受体在质膜表面与效应器蛋白结合。已针对多种毒素(其直接影响腺苷酸环化酶活性,例如百日咳毒素和炭疽EF;以及间接影响它的那些,例如霍乱毒素)开发了具体的酶分析法。霍乱毒素对肠细胞腺苷酸环化酶亦具有刺激作用(Peterson et al.,1983;Peterson et al.,1988A;Peterson et al.,1988B;Peterson et al.,1989;Rabbani et al.)。
最近,开发了一种针对EF的腺苷酸环化酶活性的新的体外无细胞和基于细胞的酶分析法,并且使用它们检测抑制剂(例如,FIV-50、PGE2-L-组氨酸和PGE2-咪唑),该抑制剂防止细胞内cAMP增加以及纵隔(mediastium)、胸腔和其它组织中的水肿液增加。在肠和肺中,上皮细胞中高水平的cAMP会刺激Cl-分泌。细胞外电解质的净输送会导致经上皮的渗透梯度,这会引起水从细胞中流入间隙区域。尽管已经清楚氯通道可通过cAMP-依赖性蛋白激酶来调节,过去的研究既未鉴别下调节腺苷酸环化酶的药物,也未使这种可能性预先设想为用于控制疾病例如炭疽的策略。尽管这些哺乳动物腺苷酸环化酶亚型受G-蛋白均匀地调节,9种主要的AC亚型的表达模式和其它调节性质广泛地改变,说明了AC反应性的与众不同的细胞-和组织特异性模式。分泌的细菌腺苷酸环化酶(例如,炭疽杆菌EF和百日咳杆菌AC)不受G蛋白调节,并且不是膜结合的。一些哺乳动物AC亚型包括AC4、AC7和AC9的基因在广泛多样的组织中表达;然而,其它AC亚型具有更加受限制的组织分布(Simonds,1999;Patel et al.,2001;Hanoune and Defer,2001;Sunahara et al.,1998)。例如,AC1和AC8仅发现于神经组织中,而AC5主要表达于心和脑(Simonds,1999)。
B.炭疽
炭疽的病原是炭疽杆菌,一种巨大的、革兰氏阳性杆菌,其在不利的环境条件下(例如,营养耗竭)形成芽胞。炭疽杆菌感染是在表皮、肠或吸入性炭疽时发生的。大多数天然感染是表皮型的,原因是与炭疽杆菌-污染的尸体或产品接触。从雾化的炭疽杆菌芽胞产生的感染的最严重形式和最可能的类型是吸入性炭疽,其以流行性感冒样综合征突然开始,接着为高热和胸痛,迅速发展为全身性出血性疾病,有80-100%的死亡率,除非迅速用抗生素治疗(Brachman,1972)。控制炭疽的传统方法是当可能时通过接种疫苗防止感染,或者在感染后通过施用抗生素来防止进一步的细胞生长。Friedlander等人(Friedlander et al.,1993)报道,从暴露于致死剂量的炭疽杆菌之后当天施用若干抗生素(例如,青霉素、环丙沙星和多西环素),在30天治疗期间完全保护了猴子。停药之后各种抗生素均提供了明显长期的保护作用(70-90%);而同时接种疫苗的抗生素治疗动物有100%的保护。然而,在治疗该疾病的吸入型中,症状发生之后,抗生素治疗无足够的效果。近来人患者的令人不安的高死亡率,甚至在医学环境中治疗,表明需要有更好的感染后治疗法。除了为早期吸入性炭疽患者提供可能的治疗法外,在完成抗生素治疗后,在降低从肺中的芽胞开始发育的炭疽杆菌细胞毒性中,阻断EF和LF作用的抑制剂药物可证明是有效的。
炭疽杆菌的毒性依赖于质粒pXO1和pXO2,其针对两种类型的胞外产物即炭疽毒素和抗吞噬性聚-γ-D-谷氨酸荚膜(Brossier et al.,2000)编码基因(Leppla,2000)。在pXO1质粒中编码在非邻近基因上的炭疽毒素组分是水肿因子(EF,89kDa)、致死因子(LF,90kDa)和保护性抗原(PA,83kDa)。针对保护性抗原(PA)的抗体,其使该毒素组分结合与细胞受体结合并使毒素容易进入,保护动物避免感染,表明炭疽准确地分类为毒素介导的疾病;然而,菌血症和败血病是这些疾病感染的非常重要的方面(Leppla,2000)。最近报道,人单克隆抗-PA降低了炭疽杆菌从肺到血液和其它器官的传播(Peterson et al.,2007)。LF是一种Zn++-金属蛋白酶,其可破坏若干促细胞分裂剂-活化的蛋白激酶激酶类包括MAPKK1、MAPKK2、MAPKK3b、MAPKK4、MAPKK6b和MAPKK7b的催化活性(Leppla,2000;Vitale et al.,2000;Pellizzari et al.,1999;Vitale et al.,1998;Pellizzari et al.,2000),并且已知两种蛋白酶抑制剂(例如,乌苯美司、卡托普利)保护巨噬细胞避免体外致死毒素(LeTx)(Inglesby,1999)。重要的是,Merck已开发了一种有效的1fi抑制剂,其在吸入性炭疽中具有治疗益处(Cummings et al.,2002;Shoop et al.,2005;Xiong et al.,2006)。PA组分使EF或LF组分结合到细胞膜,并且使该复合物易位进入真核细胞。因此,该PA组分代表EF和LF的结合域。在吸入性炭疽中,芽胞被深深地吸入肺中,它们在此处发育并引起迅速分化营养细胞。该抗吞噬荚膜保护炭疽杆菌避免被巨噬细胞和多形核中性白细胞吞食。EF和LF的致病机理说明于图1。EdTx和LeTx在炭疽杆菌感染中是重要的致病因子(Brossier et al.,2000;de Vos,1994;Leppla,2000)。Erwin等人(Erwin et al.,2001)观察到,LeTx通过LPS-刺激的巨噬细胞抑制了炎症前细胞因子(例如,TNF<)的产生。在吸入性炭疽期间在吞噬和杀灭肺和纵隔中的炭疽杆菌时,这种对巨噬细胞的功能作用的毒性作用据认为在此疾病的发病机制中是非常重要的。EF是一种钙调节蛋白依赖性腺苷酸环化酶(Leppla,2000),其使腺苷三磷酸(ATP)转化成3’,5’-腺苷一磷酸(cAMP)。尽管称为致死毒素和水肿毒素,这两种蛋白毒素均会引起小鼠死亡(Milne et al.,1995)。
如上文所述,由炭疽杆菌产生的炭疽毒素,炭疽的病原体,是由三种蛋白组成的:致死因子(LF)、保护性抗原(PA)和水肿因子(EF)。这些蛋白协调起效的原因在于吸入性炭疽感染有关的毒性,其如果未迅速治疗的活通常是致命性的(Brachman,1972)。个别地,这三种蛋白是无毒性的,但是PA和LF的组合形成致死毒素(LT),其在注射进入试验性动物中时引起死亡(Brossier et al.,2000)。PA和EF的组合形成水肿毒素(ET),其在感染的位置产生组织水肿。水肿和致死毒素协同(synergize)它们的作用抑制宿主的先天免疫。已经显示,EF或LF基因的缺失会导致炭疽细菌的毒性降低(Brossier et al.,2000)。假定EF是一种腺苷酸环化酶,在发病机制中水肿毒素的作用据认为是损害吞噬细胞功能。针对此原因,小分子EF抑制剂可在吸入性炭疽感染以及其它涉及由于环AMP产生增加的水肿的疾病的治疗中发挥作用。
水肿因子(EF),一种由炭疽杆菌产生的细胞外Ca2+/钙调蛋白-依赖性(Drum et al.,2002;Shen et al.,2005)腺苷酸环化酶毒素,催化细胞内从ATP产生cAMP(de Rooij et al.,1998;Lacy et al.,2002;Leppla et al.,1982)。由cAMP产生增加引起的组织肿胀促进了炭疽感染的致死率。高水平的cAMP扰乱了细胞的水内稳态,导致细胞内发信号途径和氯通道刺激的异常(Ajuja et al;,2004;Ascenzi et al.,2002;Peterson et al.,2001)。虽然水肿难以直接在细胞中观察到(Wu et al.,2003),从ATP生成cAMP可以容易地测定到,当保护性抗原(PA),炭疽毒素细胞的另一组分(Guidi-Rontani et al.,2000),被供学友以使EF转运进入细胞中(Zmuda et al.,2005)。抑制细胞内EF的活性是一种治疗晚期炭疽的途径,并且降低了感染的致死率。EF抑制剂可被用于治疗其它细菌的晚期感染,该其它细菌例如百日咳杆菌(其引起百日咳)和鼠疫耶尔森氏菌(鼠疫),其产生具有相似领域的毒素(Hewlett et al.,1979;Hewlett et al.,1976;Munier et al.,1992)。
与底物类似物和小分子抑制剂复合的EF的最新晶体结构已被鉴定了活性位点残基(Drum et al.,2002;Shen et al.,2005;Shen etal.,2004;Shen et al.,2002;Shen et al.,2004)。然而,在残基的绝对取向和金属离子结合模型中存在一些变异。虽然大体上认可仅有一种与EF蛋白结合的金属(Drum et al.,2002),已设想有第二种可能的催化金属离子,其与ATP底物的磷酸根结合(Shen et al.,2005)。相反,哺乳动物腺苷酸环化酶具有典型的2-金属离子结合位点,两种金属均通过蛋白和底物上的阴离子基团连接(Tesmer et al.,1999)。所有这些结构均利用更大的金属离子。另一个细菌性腺苷酸环化酶毒素的最新结构由百日咳杆菌(PT)产生(PDB文件1ZOT),该结构显示在活性位点有3个Mg离子,其中两个具有与蛋白和核苷酸的配位体,一个接近于磷酸根骨架。所述金属离子固定ATP的位置,以便在ATP的核糖上的3’羟基基团可以在产生cAMP时去质子化。在该活性位点中的若干Lys和Arg残基也接近于ATP的磷酸根氧。哺乳动物酶的活性位点不同,鼓励人们寻找能够特异性结合细菌酶的抑制剂。例如,哺乳动物腺苷酸环化酶(AC)、具有3’-O磷酸根或多磷酸根基团的腺嘌呤核苷酸的P-位点抑制剂(Tesmer et al.,1999;Dessauer and Gilman,19997;Gille et al.,2004;Johnson et al.,1997;Onda et al.,2001)对EF的催化活性无影响(Johnson et al.,1990)。通过组合计算和试验方法鉴别了更多的选择性EF抑制剂,然而,已发现是有毒性的(Soelaiman et al.,2003)。
C.霍乱
霍乱,一种有可能致命的疾病,其是由细菌霍乱弧菌引起的。霍乱的标志性症状是产生水泻,具有无至严重并危及生命的不同程度的脱水。该疾病的发病是突然的,特征是产生水泻而无劳累、下坠或显著的腹痛,紧接着或者有时有呕吐。随着腹泻的持续,严重脱水征候的其它症状例如全身性痛性痉挛和少尿。身体检查显示警戒状态的患者大多数时间会轻视的事实是,脉搏触摸不到并且测不到血压。
霍乱毒素的“A”亚单位(CTA1)是一种活化腺苷酸环化酶的ADP-核糖基转移酶,其依次升高cAMP水平,其扰乱水内稳态并导致水泻。霍乱毒素是一种AB5肠毒素,其结合GM1神经节苷酯。霍乱毒素进一步增加cAMP水平,并且是与霍乱相关的大量液流和电解质释放的主要原因。霍乱引起水泻的机制图解于图2。
D.百日咳
百日咳亦称为百日咳,其是由细菌百日咳杆菌引起的。少于1周到至多3周的孵育期过后显现出百日咳,症状为例如轻的结膜充血、抑郁和低度发热;此后发生干的、非排痰性咳。晚期的特征为血液学特征,称为具有淋巴细胞优势的白细胞增多。总白细胞计数有时超过50,000细胞/mm3,包括T和B细胞的成比例的淋巴细胞增多,并且中性白细胞少许的显著增加。用于试验室诊断的方法在Bordet-Gengou培养基上培养鼻咽化验标本、聚合酶链式反应(PCR)、免疫荧光(DFA)和血清学方法。
百日咳杆菌产生许多生物学活性物质,它们在该疾病中发挥作用。这些物质包括百日咳毒素和腺苷酸环化酶毒素(ACT)。ACT含有腺苷酸环化酶酶性区域,其能够进入哺乳动物细胞,其在那是被内源性钙调蛋白活化以催化从腺苷三磷酸产生cAMP。所造成的超过生理学水平的cAMP累积会导致白细胞功能受损。该毒素是细菌性毒素(包括大肠杆菌溶血素和溶血性巴斯德氏菌白细胞毒素)的RTX家族的成员,并且本身是溶血性的,原因是与血琼脂板上毒性百日咳杆菌有关的溶血环。ACT产生欠缺的百日咳杆菌的菌株在乳鼠中是无毒性的,并且抑制该毒素的抗体增加了通过吞噬细胞摄取细菌。更多的信息可见于感染性疾病的理论和实践(Principles and Practice of Infectious Disease),2000,其全部内容通过引用并入此处。
E.其它
本发明还可用于预防、抑制或治疗细菌感染,包括但不限于,肺炎球菌属、链球菌属的83种或更多不同血清型例如化脓性链球菌、无乳链球菌、马链球菌、犬链球菌、牛链球菌、马肠链球菌、咽峡炎链球菌、血链球菌、唾液链球菌、轻型链球菌、变形链球菌,其它草绿色链球菌、消化链球菌属,链球菌、肠球菌的其它相关的种例如粪肠球菌、屎肠球菌,葡萄球菌例如表皮葡萄球菌、金黄色葡萄球菌,特别是鼻咽部,流感嗜血杆菌,假单胞菌属例如绿脓假单胞菌、类鼻疽假单胞菌、鼻疽假单胞菌,布氏杆菌属例如羊流产布氏杆菌、猪流产布氏杆菌、流产杆菌、百日咳杆菌、脑膜炎萘瑟氏菌、淋病奈瑟氏菌、粘膜炎莫拉菌、白喉杆菌、溃疡棒状杆菌、假结核棒状杆菌、假白喉棒状杆菌、解尿棒状杆菌、溶血棒状杆菌、马棒状杆菌等,单核细胞增多性李司忒氏菌、星形诺卡氏菌,拟杆菌属,放线菌属,梅毒螺旋体,钩端螺旋体属和相关的生物体。本发明还可用于抑制革兰氏阴性菌例如肺炎克雷伯氏杆菌、大肠杆菌、变形菌、粘质沙雷氏菌属、不动杆菌属、鼠疫耶尔森氏菌、土拉热弗朗西丝氏菌、肠道细菌属、假性细菌和军团杆菌属等。此外,证明本发明可用于控制原生动物或由于生物体的肉眼可见感染,该生物体例如隐孢子虫属、贝氏等孢子球虫、鼠弓形体、阴道毛滴虫、圆孢子(Cyclospora)属,例如,以及对于沙眼衣原体和其它衣原体感染例如鹦鹉热衣原体,或者例如肺炎衣原体。本发明另一实施方案是治疗水运(waterborne)疾病例如鼠伤寒沙门氏菌、伤寒沙门菌、病原性大肠杆菌、空肠弯曲杆菌、变形菌属小肠结肠炎耶尔森氏菌、弧菌属副溶血性弧菌、霍乱弧菌,当然,应理解,本发明可以用于无论如何可以影响受试者cAMP水平的任何病原体。比已被描述的多得多的细菌和病毒株存在,本领域技术人员将理解,本发明化合物将抑制某一百分数的这些未知物。
本发明的一个具体实施方案是治疗其它病原体的感染,它们是水运的并且与腹泻性疾病有关。示例性病原体包括醋酸钙不动杆菌、嗜水气单胞菌、温和气单胞菌、豚鼠气单胞菌、空肠弯曲菌肠炎、结肠弯曲杆菌(C.coli)、青紫色素杆菌、柠檬酸细菌属、产气荚膜梭菌,C型,肠道细菌属、大肠杆菌,各种血清型,脑膜脓毒性黄杆菌、土拉热弗朗西丝氏菌、坏死梭形杆菌、克雷白氏杆菌属、出血性黄疸钩端螺旋体和其它钩端螺旋体属、嗜肺性军团病杆菌和其它军团杆菌属、摩根氏菌、结核分支杆菌、海分枝杆菌和其它分枝杆菌属,类志贺氏毗邻单胞菌、类鼻疽假单胞菌、假单胞菌属、肠炎沙门氏菌、梦得维的沙门氏菌B、鼠伤寒沙门氏菌和其它沙门氏菌血清型、甲型和乙型副伤寒沙门氏菌、伤寒沙门菌、粘质沙雷氏菌、粘质沙雷菌、志贺菌属、金黄色葡萄球菌、霍乱弧菌、溶藻弧菌、河流弧菌、拟态弧菌、副溶血性弧菌、嗜盐弧菌(V.vulnificus)和其它弧菌属、小肠结肠炎耶尔森氏菌(参见例如,T.C.Hazen and G.A.Toranzos″Tropical Source Water″p.33 in G.A.McFetersDrinking Water Microbiology[SpringerVerlag New York 1990])。
在本发明的一些实施方案中,所述组合物被用于感染大肠杆菌、鼠伤寒沙门氏菌(S.typimurium)、嗜水气单胞菌和副溶血性弧苗、肺炎克雷伯氏杆菌、小肠结肠炎耶尔森氏菌和霍乱弧菌的受试者。临床应用这些类型的药物的其它疾病包括轮状病毒、AID-相关的腹泻以及肠易激综合征。本发明的其它实例包括用药过量患者的治疗,该药物例如茶碱,其为一种腺苷酸环化酶的抑制剂。另一实施方案是治疗癌症患者的腹泻。
IV.肠液损失
肠液损失的症状是腹泻,其是指经常性的松驰或者液体肠运动,并导致水和盐的显著量的丧失。肠液损失也可能伴随有腹部痛性痉挛、发热、便血、胃气胀、水和盐的显著量的丧失。在发展中国家,急性和严重性腹泻是死亡的常见原因,并且是世界范围内婴儿死亡的主要原因。
在一个实施方案中,肠细菌引起肠液损失症状例如腹泻。肠细菌性病原体对肠粘膜产生多种有害的作用,包括炎症损伤以及从肠上皮运输水和电解质增加。从肠中增加水和电解质转运的基础是离子转移的过度兴奋,其是受环状核苷酸包括cAMP调节的。许多细菌分泌蛋白肠毒素,其刺激粘膜腺苷酸环化酶,其上调节上皮细胞中的cAMP水平。cAMP结合细胞蛋白激酶A,其接着使衬在上皮细胞的氯通道蛋白磷酸化,该氯通道过多地分泌Cl-进入肠内腔,接着为Na+和K+和HCO3 -。在本发明的具体实施方案中,肠液损失是由上文所述方法引起的。
在不同的试验动物中的若干体内分析可用于证明cAMP对肠液转运的作用,在一个实施方案中是通过将小肠环结扎来测定的,该环是麻醉小鼠使用丝线构成的。将肠毒素性(enterotoxinogenic)细菌或者它们分泌的毒素(例如,霍乱毒素)注入该小肠环的内腔。4-6小时后,测定液体累积的体积,并测定环的长度,以em计。在一个实施方案中,结果表示为ml/cm。
在另一实施方案中,使用开放的肠分析,并且小鼠用抗生素治疗以减少小鼠小肠中滞留细菌的种群。未构成结扎,再通过钝的胃饲料针经口施用该细菌或肠毒素。一定时间(12-24小时)之后,整个肠道中液体累积的体积通过解剖该肠道并将其称重来估计的,连同如果剩余有动物尸体的话的重量一起称重。在一个实施方案中,结果表示为肠重比尸体重的比率。
在本发明的另一实施方案中,腺苷酸环化酶的抑制剂减少了cAMP的量,并因此减少了肠环或肠中的肠液量。
在一个实施方案中,本发明涉及肠液损失的治疗或预防。在总的实施方案中,该肠液损失是病原体感染的结果。在具体的实施方案中,该病原菌是炭疽杆菌、霍乱弧菌、大肠杆菌、百日咳杆菌、鼠疫耶尔森氏菌或其任意组合。在其它实施方案中,该肠液损失cAMP水平增加的结果。在另一实施方案中,该肠液损失是癌症造成的。
V.本发明的组合物
术语“衍生物”如本文使用的是一种从类似化合物形成的化合物,或者是可被认为是从另一化合物产生的化合物,如果一个原子被另一原子或原子团置换的话。衍生物也可以指至少理论上可以从前体化合物形成的化合物。
术语“功能活性衍生物”或“功能衍生物”是一种前述定义的衍生物,其保留了从其衍生的化合物的功能。
本发明的实施方案是包含治疗有效量的化合物或其药学可接受的盐的组合物,其中所述通式化合物选自:
Figure G2008800245073D00281
Figure G2008800245073D00291
及其组合,其中,1)R是环状或双环状的环结构;2)R1是环状或双环状的环结构;3)R4是氢、环状或双环状的环结构;4)Z选自氢、链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物;5)W选自CO、NH、亚甲基、硫原子、氧原子和亚硫酰基;以及,6)m和n相同或不同,并且是0或1。
在本发明总的实施方案中,R是取代的或者未取代的并且选自:苯基、吡喃酮基、吡啶基、咪唑基、1,8-萘啶基和N-氧化吡啶基;R1是取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基;R4是环状或双环状环结构,取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基;
在本发明的具体实施方案中,R被选自以下的官能团单、二、三、四或者适宜的五取代的:氢、链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。在本发明的其它具体实施方案中,R1被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。在本发明另一具体实施方案中,R4被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
在本发明的具体实施方案中,该组合物包含包括以下的组的一种或多种:FIV-50、FIV-1、FIV-29、FIV-31、FIV-34、FIV-35、FIV-39、FIV-40、FIV-46、FIII-1、FII-1、FI-3、FI-1、FI-2、FIV-54、FIV-58、FIV-55、FIV-53、FIV-67、FIV-70、FIV-65、FIV-68、FIV-66、FIV-61、FIV-60、FIV-64、FIV-71、FIV-46、FIV-72、FIV-73、FIV-49、FIV-75及其任意组合。
A.化学结构和基团
如本文使用的,术语“生物活性”表示包括酶活性以及结合到其它分子包括抑制剂和底物的活性。
术语“类似物”如本文使用的,理解为一种物质,其在作为“给定化合物”的结构中不但包含相同的主要碳骨架和碳官能度,而且其可可通过掺入一或个多个适宜的取代基例如用杂原子取代碳而模拟该给定化合物。
术语“烷基”如本文使用的,理解为至多7个碳原子的直链或支链。术语“低级烷基”如本文使用的,理解为至多4个碳原子的直链或支链并且是术语“烷基”的亚组。
术语“取代的烷基”如本文使用的,理解为这样的直链或支链,其具有至多7个碳原子,其中一个或多个,并且1、2或3个氢原子可被选自以下的取代基取代:羟基、氨基、氰基、卤素、三氟甲基、-NH(低级烷基)、-N(低级烷基)2、低级烷氧基、低级烷硫基,以及羧基、芳基和杂芳基。
术语“低级烷氧基”和“低级烷硫基”如本文使用的,理解为上文定义的低级烷基,其与氧或硫原子连接。
术语“环烷基”如本文使用的,理解为3至7个碳原子的饱和环。
术语“链烯基”如本文使用的,理解为3至7个碳原子并具有1或2个双键的直链或支链。“链烯基”基团的一些实施方案是3至5个碳原子的直链并具有1个双键。
术语“取代的链烯基”如本文使用的,理解为这种3至7个碳原子并具有1或2个双键的直链或支链,并且其中氢原子已被选自以下的取代基取代:羟基、氨基、卤素、三氟甲基、氰基、-NH(低级烷基)、-N(低级烷基)2、低级烷氧基、低级烷硫基和羧基。
术语“亚烷基”如本文使用的,理解为具有至多7个碳原子二价直链或支链(即-CH2-、-(CH2)2-、-(CH2)3-、-(CH2)4-、-CH2-CH(CH3)-等)。
术语“芳基”如本文使用的,理解为苯基、1-萘基和2-萘基。术语“取代的芳基”如本文使用的,理解为具有选自以下的取代基的苯基、1-萘基和2-萘基:苯基、杂芳基、低级烷基、低级烷氧基、低级烷硫基、卤素、羟基、三氟甲基、氨基、-NH(低级烷基)和-N(低级烷基)2,以及包含选自以下的取代基的单-、二-和三-取代的苯基、1-萘基和2-萘基:甲基、甲氧基、甲硫基、卤素、羟基和氨基。
术语三苯基甲基在本文中缩写为Trt(三苯甲基)。
术语“杂芳基”如本文使用的,理解为5或6个原子的不饱和环,其含有1或2个O-和/或S-原子和/或1至4个N-原子,条件是在该环中杂-原子的总数为4或更少。该杂芳基环是通过可用碳或氮原子的方式连接的。示例性的杂芳基基团包括2-、3-或4-吡啶基,4-咪唑基,4-噻唑基,2-和3-噻吩基,以及2-和3-呋喃基。术语“杂芳基”如本文使用的,还理解为包括双环状环,其中含有上文所定义的O、S和N-原子的该5或6元环与苯或者吡啶环稠合。示例性的双环状环包括但不限于2-和3-吲哚基以及4-和5-喹啉基。该单或双环状杂芳基环还可在可用碳原子处另外被选自以下的取代基取代:低级烷基、卤素、羟基、苄基和环己基甲基。另外,如果该单或双环状环具有可用的N-原子,则此原子还可以被一个N-保护基团取代,该N-保护基团例如N-氨基甲酸酯、N-苯基亚磺酰基、N-苯基磺酰基、N-2,4-二硝基苯基、N-低级烷基、N-苄基或N-二苯甲基或者本领域已知的任何其它可用的基团(T.W.Greene,P.G.M.Wuts:Protective Groups in Organic Synthesis,2nd Edition,JohnWiley & Sons,NY,1991,通过引用并入本文)。
术语“卤素”或“卤素”如本文使用的,理解为氯、溴、氟和碘。
术语“盐(类)”如本文使用的,理解为酸式和/或碱式盐,其是与无机和/或有机酸和碱形成的。两性离子(内或内盐)理解为包括在如本文使用的术语“盐(类)”内,如四价铵盐例如烷基铵盐.还应理解,本发明组合物可以另外地以阴离子或阳离子存在。可以使用非毒性的、药学可接受的盐,尽管其它盐可用于例如在分离或纯化步骤中。
用文提及的化合物的“药学可接受的盐”是酸盐或碱盐,其适用于与人类或动物的组织接触而示过度的毒性或致癌性,并且可以无刺激性、过敏性反应或者其它问题或并发症。此类盐包括碱性残基例如胺类的矿酸盐和有机酸盐,以及酸性残基例如羧酸类的碱盐或有机盐。具体的药用盐包括,但不限于,例如以下的酸的盐:盐酸、磷酸、氢溴酸、苹果酸、羟基乙酸、富马酸、硫酸、氨基磺酸、对氨基苯磺酸、甲酸、对甲苯磺酸、甲磺酸、苯磺酸、乙烷二磺酸、2-羟乙基磺酸、硝酸、苯甲酸、2-乙酰氧基苯甲酸、枸橼酸、酒石酸、乳酸、硬脂酸、水杨酸、谷氨酸、抗坏血酸、巴莫酸、琥珀酸、反丁烯二酸、马来酸、丙酸、羟基马来酸、氢碘酸、苯基乙酸、链烷酸例如乙酸、HOOC-(CH2)n-COOH其中n是0-4等。类似地,药学可接受的阳离子包括,但不限于钠、钾、钙、铝、锂和铵。本领域技术人员理解本文提供的化合物的其它药学可接受的盐包括Remington′s Pharmaceutical Sciences,17th ed.,MackPublishing Company,Easton,Pa.,p.1418(1985)中罗列的那些。一般说来,药学可接受的酸盐或碱盐可从含有碱性或酸性部分的母体化合物通过任何常规化学方法合成。简单地说,此类盐可以通过使这些化合物的游离酸或碱形式与化学计算量的适宜碱或酸在水中或者在有机溶剂中或者在此二者的混合物中进行反应来制备;一般说来,使用非水介质例如乙醚、乙酸乙酯、乙醇、异丙醇或乙腈是具体化的。
酸加成盐的实例包括但不限于乙酸盐、已二酸盐、藻酸盐、天冬氨酸盐、苯甲酸盐、苯磺酸盐、酸式硫酸盐、丁酸盐、枸橼酸盐、樟脑酸盐、樟脑磺酸盐、环戊烷丙酸盐、二葡萄糖酸盐、十二烷基硫酸盐、乙磺酸盐、反丁烯二酸盐、葡糖庚酸盐(glucoheptanoate)、甘油磷酸盐、半硫酸盐、庚酸盐、己酸盐、盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、2-羟基乙磺酸盐、乳酸盐、马来酸盐、甲磺酸盐、2-萘磺酸盐、烟碱酸盐、草酸盐、果胶酯酸盐(pectinate)、过硫酸盐、3-苯基丙酸盐、苦味酸盐、特戊酸盐、丙酸盐、琥珀酸盐、酒石酸盐、硫氰酸盐、甲苯磺酸盐和十一酸盐。
碱式盐的实例包括但不限于铵盐;碱金属盐例如钠盐、锂盐和钾盐;碱土金属盐例如钙盐和镁盐;包含有机碱类例如胺类(例如,二环己基胺,烷基胺类例如t-丁胺和t-戊胺,取代的烷基胺类,芳基-烷基胺类例如苄胺,二烷基胺类,取代的二烷基胺类例如N-甲基葡萄糖胺(特别是N-甲基D-葡萄糖胺),三烷基胺类和取代的三烷基胺类)的盐;包含氨基酸例如精氨酸、赖氨酸等的盐。碱性含氮基团可用试剂而被季铵化,该试剂例如低级烷基卤化物(例如甲基、乙基、丙基和丁基的氯化物、溴化物和碘化物)、二烷基硫酸盐(例如二甲基、二乙基、二丁基和二戊基的硫酸盐)、长链卤化物(例如癸基、月桂基、十四烷基(myrtistyl)和硬脂基的氯化物、溴化物和碘化物)、芳基烷基卤化物(例如苄基和苯乙基溴化物),以及其它本领域已知的。
本发明的前药和溶剂合物也在本文中考虑。术语“前药”如本文使用的,理解为一种化合物,其在施用于受试者时,通过代谢或化学过程经过化学转化而得到本发明化合物或者其盐和/或溶剂合物。本发明化合物的溶剂合物也可以是水合物。
本发明所有可能的立体异构体均考虑在本发明范围内。本发明化合物的单一立体异构体例如可以基本上无其它立体异构体,或者可以是混合的例如为外消旋物或者与其它选择的或者所有其它立体异构体混合。本发明的手性中心可具有S-或R-构型,如由IUPAC 1974Recommendations中定义的。
当有其结合结构的特定基团表示为结合两个配对时,例如-OCH2-,则应理解,两个配对的任一个均可以在一端结合特定基团,而另一个配对必定结合到该特定基团的另一端。
本领域公知从立体异构体的外消旋混合物或者非-外消旋混合物制备和/或分离和分离单一立体异构体的方法。例如,光学活性(R)-和(S)-异构体可以使用手性合成子或手性试剂来制备,或者使用常规技术拆分。当需要时,该(R)-和(S)-异构体可通过本领域技术人员已知的方法来拆分,例如通过:形成非对映异构体盐或复合物,其可被分离例如通过结晶;通过形成非对映异构体的衍生物,其可被分离例如通过结晶、气-液或液相色谱法;一个对映异构体与对映异构体-特定试剂的选择性反应例如酶氧化或还原,接着分离该修饰的和非修饰的对映异构体;或者在手性环境下的气-液或液相色谱法,例如在手性载剂例如具有键合手性配体的二氧化硅上或者在手性溶剂存在下。应理解,当通过上文所述的一种分离操作法将需要的对映异构体转化成另一化学实体时,可以要求有其它步骤以释放该需要的对映异构体形式。或者,可以通过不对称合成法使用光学活性试剂、底物、催化剂或溶剂来合成具体的对映异构体,或者通过将对映异构体通过不对称转化而转化成其它对映异构体来合成具体的对映异构体。对于对映异构体的混合物,富含有某一具体对映异构体,则主要成分对映异构体可通过重结晶而被进一步富集(伴有产率损失)。
符号“-“表示单键,“=”表示双键,“≡”表示叁键。当描述一个基团被从其母体式中除去时,符号被用于键的末端,该键理论上被裂开,以便将该基团从其母体结构式中分离出去。
当基团“R”被描述为存在于环系统上时,例如在式
Figure G2008800245073D00352
中,则取代基“R”可以位于该环系统的任一原子上,假定该描述的、隐含的或清楚定义的氢被从一个环原子上取代,只要形成稳定结构。
当基团“R”被描述为存在于稠合环系统上时,例如在式
Figure G2008800245073D00353
中,则取代基“R”可以位于该稠合的环系统的任一原子上,假定该描述的(例如在以上式中的-NH-)、隐含的(例如在以上式中,其中氢未显示,但理解为存在)或清楚定义的(例如当在以上式中,“X”等于-CH-)氢被从一个环原子上取代,只要形成稳定结构。在实例描述中,该“R”基团可以位于该稠合的环系统的任一5-元或6-元环上。在上述式中,例如当y是2时,则两个“R”可以位于该环系统任意两个原子上,仍然假定各自取代该环上的描述的、隐含的或清楚定义的氢。当存在多于一个的这样描述的“漂浮”基团时,例如在式
Figure G2008800245073D00361
中,当有两个基团时,即,该“R”和该键表明与母体结构连接。在此情况下,该“漂浮”基团可以位于该环系统任意原子上,仍然假定各自取代该环上的描述的、隐含的或清楚定义的氢。
当基团“R”被描述为存在于饱和环系统上时,例如在式
Figure G2008800245073D00362
中,当“y”可以为多于一个时,假定各自取代该环上当前的描述的、隐含的或清楚定义的氢,则当所得结构是稳定的时,两个“R”基团可以位于同一碳上。简单实例是当R是甲基时,则在此情况下将会在该描述的环的碳上存在孪位的二甲基。在另一实例中,在同一碳上的两个R基团,包括那个碳,可以形成环,由此与所述的环产生螺环结构。
“烷基”将包括线性、分支或环状烃结构及其组合,包含地。例如,“C8烷基”可以指正辛基、异辛基、环己基乙基等。低级烷基是指1至8个碳原子的烷基基团。低级烷基的实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、异丁基、戊基、环戊基、己基、环己基等。高级烷基是指含有多于6个碳原子的烷基基团。示例性的烷基基团是C20或更低的那些。环烷基是烷基的亚组,并且包括3至13个碳原子的环状烃基。环烷基的实例包括环丙基、环丁基、环戊基、降冰片基、金刚烷基等。在本申请中,烷基是指链烷基、链烯基和炔基残基(及其组合);其将包括环己基甲基、乙烯基、烯丙基、异丁基异戊基(isoprenyl)等。因此当对具有具体数目的碳的烷基残基命名时,具有该碳数目的所有几何异构体均将涵盖;因此“丁基”或“C4烷基″例如表示正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、异丁烯基和丁-2-炔基;“丙基”或“C3烷基″各自包括例如正丙基、丙烯基和异丙基。具有可变数目碳的烷基可以使用作为下标的数字范围来命名,例如,低级烷基等于C1-8烷基。
“亚烷基”是指二价的直链或支链,其仅由碳和氢原子组成,未含有不饱和的并且具有1至10个碳原子,例如,亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚正丁基等。亚烷基是烷基的亚组,是指如烷基那样的相同残基,但具有两个连接点以及特别是完全饱和的。亚烷基的实例包括亚乙基(-CH2CH2-)、亚丙基(-CH2CH2CH2-)、2-二甲基亚丙基(-CH2C(CH3)2CH2-)和2-环己基亚丙基(-CH2CH(C6H13)CH2-)。
“亚烯基(Alkylidene)”是指直链或支链不饱和二价链,其仅由碳和氢原子组成,具有2至10个碳原子,例如,亚乙烯基(ethylidene)、亚丙烯基(propylidene)、亚正丁烯基(n-butylidene)等。亚烯基是烷基的亚组,是指如烷基那样的相同残基,但具有两个连接点以及特别是双键不饱和。该不饱和出现包括至少一个双键,并且双键可以存在于该链的第一碳与其连接的分子的其它碳原子之间。
“亚炔基(Alkylidyne)”是指直链或支链不饱和二价链,其仅由碳和氢原子组成,具有2至10个碳原子,例如,亚丙-2-烯基、亚正丁-1-炔基等。亚炔基是烷基的亚组,是指如烷基那样的相同残基,但具有两个连接点以及特别是叁键不饱和。该不饱和出现包括至少一个叁键,并且叁键可以存在于该链的第一碳与其连接的分子的其它碳原子之间。
以上官能基“亚烷基”、“亚烯基”和“亚炔基”的任一个当任选被取代时,可以含有烷基取代基,该取代基本身含有不饱和。例如,2-(2-苯基乙炔基-丁-3-烯基)-萘(IUPAC命名)含有亚正丁-3-炔基,在所述基团的2位具有乙烯基取代基。
“烷氧基”或“烷氧基”是指基团-O-烷基,例如包括1至8个碳-原子的直线、分支、环状构型,不饱和链,及其组合,其通过氧连接到母体结构上。实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、环丙基氧基、环己基氧基等。低级烷氧基是指含有1至6个碳的基团。
“取代的烷氧基”是指基团-O-(取代的烷基),在该烷基基团上的取代基通常含有多于唯一的碳(由烷氧基定义)。一个示例性的取代的烷氧基基团是″多烷氧基″或者-O-(任选取代的亚烷基)-(任选取代的烷氧基),并且包括基团例如-OCH2CH2OCH3,以及乙二醇醚类例如聚乙二醇和-O(CH2CH2O)xCH3,其中x是约2至约20的整数,在另一实例中,是约2至约10的整数,在进一步的实例中,是约2至约5的整数。另一示例性的取代的烷氧基基团是羟基烷氧基或者-OCH2(CH2)yOH,其中y是例如约1至约10的整数,在另一实例中,y是约1至约4的整数。因此,当基团定义为-OR时,其中“R”是任选取代的烷基,同此基团将包括,但不限于,羟基烷氧基、多烷氧基等等。
“酰基”是指1至10个碳原子的直线、分支、环状构型,饱和、不饱和和芳香性及其组合的基团,其通过羰基官能团连接到母体结构。在该酰基残基中的一个或多个碳可以被氮、氧或硫取代,只要与母体的连接点保持在该碳基上。实例包括乙酰基、苯甲酰基、丙酰基、异丁酰基、叔丁氧基羰基、苄基氧基羰基等。低级-酰基是指含有1至6个碳的基团。
“α-氨基酸”是指天然存在的和商业可得的氨基酸及其光学异构体。典型的天然和商业可得的α-氨基酸是甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、高丝氨酸、苏氨酸、缬氨酸、正缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、正亮氨酸、门冬氨酸、谷氨酸、赖氨酸、鸟氨酸(omithine)、组氨酸、精氨酸、半胱氨酸、高半胱氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸、高苯丙氨酸、苯基甘氨酸、邻-酪氨酸、间-酪氨酸、对-酪氨酸、色氨酸、谷氨酰胺(glutmine)、asparaghe、脯氨酸和羟脯氨酸。“α-氨基酸的侧链”是指在以上定义的a-氨基酸的α-碳上发现的基团,例如,氢(对于甘氨酸)、甲基(对于丙氨酸)、苄基(对于苯丙氨酸)等。
“氨基”是指基团-NH2。“取代的氨基,”是指基团-NHR或-NRR,其中各个R独立地选自以下基团:任选取代的烷基、任选取代的烷氧基、任选取代的芳基、任选取代的杂环基、酰基、羧基、烷氧基羰基、硫烷基、亚磺酰基和磺酰基,例如,二乙基氨基、甲基磺酰基氨基、呋喃基-氧基-磺酰基氨基。
“芳基”是指芳族6-至14-元碳环状环,包括,例如,苯、萘、茚满、四氢萘、芴等。
“芳基烷基”是指一个残基,其中芳基部分通过亚烷基、亚烯基或亚炔基之一连接到母体结构。实例包括苄基、苯乙基、苯基乙烯基、苯基烯丙基等。芳基烷基基团的芳基、亚烷基、亚烯基或亚炔基部分可以是任选取代的。“低级芳基烷基”是指一个芳基烷基,其中该基团的“烷基”部分具有1至8个碳。
“卤素”或“卤代”是指氟、氯、溴或碘。二卤代芳基、二卤代烷基;三卤代芳基等是指被多个卤素取代的芳基和烷基,但未必是多个相同的卤素;因此4-氯-3-氟苯基是在二卤代芳基的范围内。
“杂原子”是指O、S、N或P。
“杂环基”是指稳定的3-至15-元环,其含有碳原子以及1至5个选自氮、磷、氧和硫的杂原子。为了本发明的目的,该杂环基环可以是单环、二环或三环状环系统,其可以包括稠合的或桥接的环系统,可以是芳族的、饱和的或其组合;并且在该杂环基环中的氮、磷、碳或硫原子可任选被氧化成各种氧化态,例如为了本发明的目的并且打消在描述吡啶衍生物等的相应N-氧化物的反复,理解为包括为本发明化合物。此外,该氮原子可任选被季铵化;并且该环可以是部分或完全饱和或者芳香性的。此类杂环基环的实例包括,但不限于,氮杂环丁烷基、吖啶基、苯并间二氧杂环戊烯基、苯并二氧杂环己烷基、苯并呋喃基、咔唑基、噌啉基、二氧戊环基、吲嗪基、萘啶基、全氢氮杂卓基、吩嗪基、吩噻嗪基、吩噁嗪基、酞嗪基、蝶啶基、嘌呤基、喹唑啉基、喹噁啉基、喹啉基、异喹啉基、四唑基、四氢异喹啉基、哌啶基、哌嗪基、2-氧代哌嗪基、2-氧代哌啶基、2-氧代吡咯烷基、2-氧代氮杂卓基、氮杂卓基、吡咯基、4-哌啶酮基、吡咯烷基、吡唑基、吡唑烷基、咪唑基、咪唑啉基、咪唑烷基、二氢吡啶基、四氢吡啶基、吡啶基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、噁唑基、噁唑啉基、噁唑烷基、三唑基、茚满基、异噁唑基、isoxazqlidinyl、吗啉基、噻唑基、噻唑啉基、噻唑烷基、异噻唑基、奎宁环基、异噻唑烷基、吲哚基、异吲哚基、吲哚满基、异吲哚满基、八氢吲哚基、八氢异吲哚基、喹啉基、异喹啉基、十氢异喹啉基、苯并咪唑基、噻二唑基、苯并吡喃基、苯并噻唑基、苯并噁唑基、呋喃基、四氢呋喃基、四氢吡喃基、噻吩基、苯并噻吩基、硫吗啉基、硫吗啉基亚砜、硫吗啉基砜、二氧杂磷杂环戊烷基(Dioxaphospholanyl)和噁二唑基。
“杂脂族环”特别地指非芳族杂环基环系统。
“杂芳基”特别地指芳族杂环基环系统。
“杂环基烷基”是指一个残基,其中杂环基环通过亚烷基、亚烯基或亚炔基之一连接到母体结构。实例包括(4-甲基哌嗪-1-基)甲基、(吗啉-4-基)甲基、2-(噁唑啉-2-基)乙基、4(4-甲基哌嗪-1-基)-2-丁烯基等。芳基烷基基团的杂环基、亚烷基、亚烯基或亚炔基部分可以是任选取代的。“低级杂环基烷基”是指一个芳基烷基,其中该基团的“烷基”部分具有1至8个碳。
术语“亚胺基”是指在碳原子上的取代基,更具体是指双键接氮。例如,亚胺、脒和肟,均含有“亚胺基”基团。
“任选”或“任选地”表示接下来描述的事件或情况可能存在或者可能不存在,并且该描述包括这样的情形,即其中所述的事件或情况在其不是的情况下出现和列举了。本领域技术人员将会理解,关于含有一个或多个取代基的任何基团,此类基团将不引入任何取代基或取代形式(例如,取代的烷基包括任选取代的环烷基基团,其进而定义为任选取代的烷基基团,有可能到无穷),它们是立体化学不适用和/或合成上不可行的。“任选取代的”是指在术语中的所有后续的修饰基团,例如在术语“任选取代的C1-8烷基芳基”中,任选的取代基可出现在分子的“C1-8烷基”和“芳基”部分;并且例如,任选取代的烷基包括任选取代的环烷基基团,其进而定义为包括任选取代的烷基基团,有可能到无穷。如果杂环状环是“任选取代的”,则在该环上的碳和任何杂原子均可在其上被取代。任选的取代基的实例包括,但不限于烷基、卤素、烷氧基、羟基、氧代、氨甲酰基、酰基氨基、磺酰氨基、羧基、烷氧基羰基、酰基、烷硫基、烷基磺酰基、硝基、氰基、氨基、烷基氨基、环烷基等。因此,例如,如果描述基团“-C(O)R”,其中“R”是任选取代的烷基,则“R”将包括,但不限于,-CH2Ph、-CH2CH2OPh、-CH=CHPhCH3、-C3H4CH2N(H)Ph等。
术语“邻”通常用于指两个取代基在苯环上的相对位置;然而,在本申请中,术语“邻”表示用于其它芳香环系统,其中两个取代基位于邻近的碳上。“例如,3-溴-4-氟-噻吩具有溴基和氟基,它们相互间具有邻或者1,2-位关系。
术语“氧代”是指碳原子上的取代基,更具体是指双键连接的氧。例如,氧代吗啉、环己酮、以及酰基基团,均含有″氧代″官能团。
“取代的”烷基、芳基和杂环基分别是指烷基、芳基和杂环基,其中一个或多个(例如至多约5个,在另一个实例中,至多约3个)氢原子被独立地选自以下的取代基取代:任选取代的烷基(例如,氟烷基)、任选取代的烷氧基、亚烷基二氧基(例如亚甲基二氧基)、任选取代的、氨基(例如,烷基氨基和二烷基氨基)、任选取代的脒基、任选取代的芳基(例如,苯基)、任选取代的芳基烷基(例如,苄基)、任选取代的芳基氧基(例如,苯氧基)、任选取代的芳基烷基氧基(例如,苄基氧基)、羧基(-COOH)、烷羧基(carboalkoxy)(即,酰基氧基或-OOCR)、羧基烷基(即,酯类或-COOR)、羧酰胺基、氨基羰基、苄基氧基羰基氨基(CBZ-氨基)、氰基、羰基、卤素、羟基、任选取代的杂环基烷基、任选取代的杂环基、硝基、硫烷基、亚磺酰基、磺酰基和硫代。
“硫烷基”是指以下基团:-S-(任选取代的烷基)、-S-(任选取代的芳基)和-S-(任选取代的杂环基)。
″亚磺酰基”是指以下基团:-S(O)-H、-S(O)-(任选取代的烷基)、-S(O)-任选取代的芳基)和-S(O)-(任选取代的杂环基)。
“磺酰基”是指以下基团:-S(O2)-H、-S(O2)-(任选取代的烷基)、-S(O2)-任选取代的芳基)、-S(O2)-(任选取代的杂环基)、-S(O2)-(任选取代的烷氧基)、-S(O2)-任选取代的芳基氧基)和-S(O2)-(任选取代的杂环基氧基)。
术语“硫代碳(thiono)”是指在碳原子上的取代基,更具体是指双键连接的硫。例如,硫酮和硫代酰胺(thioarnide),均含有“硫代碳”官能团。
对于本文所述的每个反应,“产率”表示为理论产率的百分数。
在一些实施方案中,本领域技术人员将会理解,在芳香系统上的两个相邻基团可以一起稠合,形成环结构。该稠合的环结构可以含有杂原子,并且可以任选被一个或多个基团取代。另外还要指出,此稠合基团的饱和碳(即饱和环结构)可以含有两个取代基。
本发明的一些化合物可具有芳香杂环基环系统的亚胺基、氨基、氧代或羟基取代基。为本发明公开的目的,应理解,此类亚胺基、氨基、氧代或羟基取代基可以它们相应的互变异构形式存在,即分别为氨基、亚胺基、羟基或氧代。
本发明化合物通常使用ACD/Narne(得自加拿大多伦多的Advanced Chemistry Development,Inc.)来命名。此软件根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)、国际生物化学和分子生物学联合会(IUBMB)和化学文摘服务社(CAS)认可的命名规则的系统应用的化学结构来命名。本发明示例性的化合物
下面提供的仅仅是示例性的化合物。本领域技术人员知晓给出以上实施方案,通过本发明可提供其它化合物。化合物也可以参考它们表1所示IUPAC命名。表1
Figure G2008800245073D00431
Figure G2008800245073D00441
Figure G2008800245073D00451
Figure G2008800245073D00461
Figure G2008800245073D00471
Figure G2008800245073D00501
Figure G2008800245073D00511
Figure G2008800245073D00521
Figure G2008800245073D00531
Figure G2008800245073D00541
Figure G2008800245073D00551
Figure G2008800245073D00571
Figure G2008800245073D00591
B.示例性的合成方法
下面是合成芴酮型化合物的示例性方法。以下反应是本领域技术人员已知的,并且包括为实施例,但不限于以下方法。本领域技术人员将理解,还有以下合成方法的备选方案。实验室规模化学法:
Figure G2008800245073D00602
步骤a:酰胺偶合
在100ml圆底烧瓶中加入9-芴酮-1-甲酸(1.02g,4.55mmol,1当量)、(苯并三唑-1-基氧基)-三-(二甲基氨基)磷鎓六氟磷酸盐(BOP)(2.21g,5mmol,1.1当量)和CH3CN(50mL)。然后加入二异丙基乙胺(DIPEA)(13.6mmol,2.38mL,3.0当量),反应混合物变均匀。在室温下搅拌5min后,加入3-氨基苯甲酸甲酯(5mmol,0.76g,1.1当量)。通过TLC和LCMS监测反应。反应完毕时,使产物沉淀出。将沉淀物过滤,用CH2Cl2、H2O洗涤,得到需要的产物,91%产率。步骤b:甲基酯裂解:
向500ml圆底反应烧瓶中加入3-(9-氧代-9H-芴-1-羧酰胺基)苯甲酸甲酯(1.61g,4.5mmol,1当量)、LiOH·H2O(0.57g,13.5mmol,3当量)和THF∶H2O(100mL∶100mL)。使该混合物回流过夜。反应完毕时,通过TLC监测,蒸发溶剂;将该混合物稀释于CH2Cl2,再用0.5MHCl酸化,直至pH=6.然后将沉淀的固体过滤,再用CH2Cl2和H2O洗涤,得到需要的产物,98%产率。过程化学法:
Figure G2008800245073D00611
步骤a:形成酰氯
向干燥并去皮重的并装配有搅拌棒的500ml圆底反应烧瓶中加入3-[(9-氧代-9H-芴-1-羰基)-氨基]-苯甲酸(88.7mmol,19.9g)和亚硫酰二氯(200ml)。使该混合物回流3小时。反应完毕时,通过TLC监测,蒸馏出亚硫酰二氯。使所得固体在真空下干燥过夜,以除去残余量的亚硫酰二氯,得到粗制酰氯,97%产率。步骤b:通过酰氟形成酰胺键
向溶解于120mL干燥的CH2Cl2中的3-氨基苯甲酸(13.4g,97.6mmol,1.1当量)和三乙胺(44.9ml,322mmol,3.3当量)的搅拌的溶液在0℃下滴加9-氧代-9H-芴-1-羰基氯化物(88.7mmol,1当量)在120mL无水CH2Cl2中的溶液。在0℃下持续搅拌1h,再在室温下持续搅拌3h。完毕后,将该反应混合物用100mol CH2Cl2稀释,再通过2N HCl酸化,直至pH=3。过滤沉淀,用H2O、CH2Cl2洗涤,,干燥,得到需要的产物,94%产率。
虽然以上是示例性的方法,本发明组合物及其任何功能活性衍生物可通过适宜的方法获得。在具体的实施方案中,该衍生物是合成的。该衍生物的化学合成法可从容易得到的起始物质应用公知技术。此类合成转化可以包括,但不限于保护、脱保护、氧化、还原、金属催化的C-C交叉偶合、Heck偶合或Suzuki偶合步骤(参见例如,March’sAdvanced Organic Chemistry:Reactions,Mechanisms,and Structures,5thEdition John Wiley and Sons by Michael B.Smith and Jerry March,通过引用完全并入本文)。
VI.组合治疗
在一个实施方案中,本发明化合物可以与其它治疗组合应用。示例性的组合治疗列于下文;然而,本领域技术人员知晓可与本发明组合以给受试者提供另外治疗的其它治疗法。
A.抗菌药物
抗菌药物通常用于减少或防止感染。抗菌药物的非限制性实例包括抗生素类抗菌药物、合成抗菌药物、抗麻风抗菌药物、立克次体抗菌药物、抗结核病抗菌药物或其组合。抗生素是本领域公知的,并且本领域技术人员会知晓使用何种抗生素取决于多种已知因素,例如病原体类型或者感染位置,例如。腹泻性疾病的抗生素治疗也可能是禁忌的,因为这可能导致继发性感染,例如,感染艰难梭状芽胞杆菌或者其它多药耐药细菌、酵母菌或真菌。熟练技术人员会知晓正确的治疗。以下是。以下是示例性的抗菌药物。
a)抗生素类抗菌药物
抗生素类抗菌药物的非限制性实例包括氨基糖苷(例如,阿米卡星、阿布拉霉素、阿贝卡星、班贝霉素、布剔罗星、地贝卡星、双氢链霉素、阿司米星、庆大霉素、异帕米星、卡那霉素、小诺米星、十一烯酸新霉素、奈替霉素、巴龙霉素、核糖霉素、西苏霉素、大观霉素、链霉素、链霉素异烟肼、妥布霉素)、amphenol(例如,叠氮氯霉素、氯霉素、氯霉素棕榈酸酯、氯霉素泛酸酯、氟苯尼考、甲砜霉素)、安沙霉素(例如,利福酰胺、利福平、利福霉素、利福霉素)、β-内酰胺(例如,碳青霉烯、头孢菌素(cephalosphorin)、头霉素、单酰胺菌素、氧头孢烯、青霉素)、林肯酰胺(例如,克林霉素、林可霉素)、大环内酯(例如,阿奇霉素、卡包霉素、克拉红霉素、红霉素阿西曲酯、无味红霉素、葡庚糖酸红霉素、乳糖红霉素、乳糖红霉素、红霉素丙酸酯、红霉素硬脂酸酯、交沙霉素、白霉素、麦迪霉素、醋酸麦迪霉素、竹桃霉素、普利霉素、普利霉素、罗他霉素、罗沙米星、罗红霉素、乙酰螺旋霉素、醋竹桃霉素)、醋竹桃霉素(例如,安福霉素、杆菌肽、卷曲霉素、粘菌素、持久杀菌素、结核放线菌素N、镰孢真菌素(fusagungine)、短杆菌肽、短杆菌肽S、米卡霉素、多粘菌素、多粘菌素B-甲磺酸、普那霉素、瑞斯西丁菌素、替考拉宁、硫链丝菌肽、结核放线菌素、短杆菌酪肽、短杆菌素、万古霉素、紫霉素、紫霉素泛酸盐、维吉霉素、杆菌肽锌)、杆菌肽锌(例如,阿匹四环素、氯四环素、氯莫环素、脱甲氯四环素、脱氧土霉素、胍甲四环素、赖甲环素、甲基氯环素、甲烯土霉素、甲烯土霉素、氧四环素、青四环素、羟哌四环素、吡咯烷甲基四环素、去甲去氧四环素、琥氯霉素吡甲四环素、四环素)或各种抗生素类抗菌药物(例如,环丝氨酸(cycloserin)、莫匹罗星、抗结核菌素)。
碳青霉烯β-内酰胺的非限制性实例包括亚胺培南。头孢菌素β-内酰胺的非限制性实例包括头霉素、头孢羟氨苄、头孢羟氨苄、头孢曲秦、头孢吡酮、头孢唑啉、头孢克肟、头孢甲肟、头孢地嗪、头孢羟苄磺唑、头孢哌酮、头孢哌酮、头孢噻肟、头孢替安、头孢咪唑、头孢匹胺、,头孢泊肟酯、头孢沙定、头孢磺啶、头孢齐定、头孢特仑新戊酯、头孢替唑(cftezole)、头孢布坦、头孢唑肟、头孢曲松、头孢呋新、头孢唑喃、头孢赛曲钠、头孢力新、头孢甘酸、头孢利素、头孢菌素C、头孢噻酚、头孢匹林钠、头孢雷定和pivcefalexin。头霉素β-内酰胺的非限制性实例包括头孢拉宗、头孢美他唑、头孢米诺钠、头孢替坦二钠和头孢西丁。单酰胺菌素β-内酰胺的非限制性实例包括氨曲南、卡芦莫南和替吉莫南。氧头孢烯β-内酰胺的非限制性实例包括头孢佛英和moxolactam。青霉素β-内酰胺的非限制性实例包括氮苄脒青霉素(amidinocillin)、氮苄脒青霉素匹酯(amdinocillin pivoxil)、阿莫西林、氨苄西林、阿帕西林、阿扑西林、迭氮青霉素、阿洛西林、巴氨西林、苄青霉酸、苄青霉素钠、羧苄青霉素、羧苄青霉素苯酯钠、羧茚青霉素、双氯甲氧青霉素、邻氯青霉素、环青霉素、双氯青霉素联苯青霉素钠、依比青霉素、苯氧苄青霉素、氟氯青霉素、海他青霉素、利南西林、甲烯氨苄青霉素、甲氧西林钠、磺唑氨苄青霉素、萘夫西林钠、磺唑氨苄青霉素、萘夫西林钠、苯唑西林、青霉素G双酯、氢碘酸喷沙西林(penethamate hydridide)、青霉素G苯乙苄胺(benethiamine)、苄星青霉素G、二苯甲基胺青霉素G、青霉素G钙、海巴胺青霉素G、青霉素G钾、普鲁卡因青霉素G、青霉素N、青霉素O、青霉素V、苄星青霉素V、海巴胺青霉素V、青哌四环素、氨苯乙基青霉素钾、氧哌嗪青霉素、匹氨青霉素、苯丙青霉素、喹噁啉青霉素、磺苄青霉素、酞氨苄青霉素、替莫西林和替卡西林。
b)合成抗菌药物
合成抗菌药物的非限制性实例包括2,4-二氨基嘧啶类(例如,溴莫普林、四氧普林、甲氧苄氨嘧啶)、硝基呋喃类(例如,呋喃他酮、氯化呋噻咪唑、硝呋拉定、硝呋噁酮、硝呋吗啉、硝呋吡醇、硝呋哒嗪、硝呋妥醇、呋喃妥因)、喹诺酮类和醌类似物(例如,氨氟沙星(amifoxacin)、西诺沙星、环丙沙星、左氟沙星(levofloxin)、双氟哌酸、依诺沙星、氟罗沙星、氟甲喹、洛米沙星、二噁喹酮酸、萘啶酸、氟哌酸、氧氟沙星、奥索利酸、培氟沙星、吡哌酸、吡咯米酸、罗索沙星、替马氟沙星、妥舒沙星(tosulfoxacin))、磺胺类(例如,acetylsulfamehtoxypraxine、乙酰磺胺异噁唑、偶氮磺酰胺、苄磺胺、氯胺-B、氯胺-T、双氯胺T、甲醛磺胺噻唑、N2-甲酰磺胺异二甲嘧啶、N4-β-D-葡萄糖基磺胺、磺胺米隆、4’-(甲基磺酰基)磺胺、ρ-硝基磺胺噻唑、酞磺噻唑、酞磺胺噻唑、柳氮磺胺二甲嘧啶、琥磺噻唑、苯甲酰磺胺、磺胺醋酰、磺胺氯哒嗪、偶氮磺胺、磺胺乙胞嘧啶、磺胺嘧啶、磺胺异戊烯酰、碘胺二甲氧嘧啶、磺胺邻二甲氧嘧啶、磺胺乙噻二唑、磺胺胍、磺胺呱诺、磺胺甲氧吡嗪、磺胺洛西酸、磺胺甲基嘧啶、磺胺对甲氧嘧啶、磺胺甲嘧啶、磺胺甲噻二唑、磺胺甲氧甲嘧啶、磺胺甲基异噁唑、磺胺甲氧哒嗪、磺胺甲氧噻二唑、2,4-二氨基偶氮苯磺酰胺、磺胺二甲噁唑、氨苯磺胺、对氨基苯磺酰胺甲磺酸磺胺甲磺酸三乙醇胺盐、4-磺胺水杨酸、N4-磺胺酰磺胺、磺胺酰脲、N-对氨苯磺酰-3,4-丙谷胺、磺胺硝苯、磺胺异甲基嘧啶、磺胺苯吡唑、磺胺普罗林、磺胺吡嗪、磺胺吡啶、磺胺甲异噻唑、磺胺二乙三嗪、磺胺噻唑、磺胺硫脲、甲磺灭脓-磺胺硫脲复合剂、磺胺二甲异嘧啶、磺胺异噁唑)、砜类(醋氨苯砜、氨苯砜乙酸、醋胺磺氨苯砜钠、氨苯砜、麝酚砜、葡萄糖氨苯砜钠、苯丙砜、琥珀氨苯砜、对氨基苯磺酸、对磺胺酰基苄胺、p,p’-磺酰基二苯胺-N,N’二半乳糖苷(agalactoside)、亚磺氨苯砜钠、噻唑砜),以及各种(miscellaneous)合成抗菌药物(例如,氯苯辛酚、双己咪唑、乌洛托品、脱水亚甲枸橼酸乌洛托品、马尿酸乌洛托品、孟德立酸乌洛托品、磺基水杨酸乌洛托品、硝羟喹啉、异冰片二甲酚)。
c)脂肪平衡(Liprostatic)抗菌药物
抗麻风抗菌药物的非限制性实例包括醋氨苯砜、醋胺磺氨苯砜钠、氯法齐明、氨苯砜、麝酚砜、葡萄糖氨苯砜钠、环戊烯十一烷酸、苯丙砜、琥珀氨苯砜和亚磺氨苯砜钠。d)立克次体抗菌药物立克次体抗菌药物亦称为抗立克次体药的非限制性实例包括对氨基苯甲酸、氯霉素、氯霉素棕榈酸酯、氯霉素泛酸酯和四环素。
e)抗结核病抗菌药物
抗结核病抗菌药物的非限制性实例包括p-氨基水杨酸、p-氨基水杨酸肼、苯酰胺水杨酸、5-溴水杨基氧肟酸、卷曲霉素、氯苯吩嗪、氰乙酰肼、环丝氨酸、二氢链霉素、结核放线菌素N、乙胺丁醇、乙硫异烟胺、4’-甲酰琥珀酰苯胺酸缩氨基硫脲、furonazide、异烟腙葡萄糖醛酸内酯、异烟醇(isobutol)、异烟肼、异烟肼甲磺酸、吗甲吡嗪酰胺、甲氧异烟腙、帕司烟肼(parsiniazide)、苯基氨基水杨酸酯、丙硫异烟胺、吡嗪酰胺、利福平、salinazide、链霉素、舒巴硫腙、磺烟腙、氨苯硫脲、双异戊氧苯硫脲、结核放线菌素、杀结核菌素、抗结核菌素藜芦异烟肼、紫霉素和紫霉素泛酸盐。
B.抗炎药
抗炎药是降低炎症征兆和症状的药物。众多抗炎药对于本领域技术人员而言是已知的。最常用的是非甾体抗炎药(NSAID),其通过抑制前列腺素生成而起效。非限制性实例包括布洛芬、酪洛芬、吡罗昔康、萘普生、萘普生钠、舒林酸、阿司匹林、次水杨酸胆碱、双氟尼酸、噁丙嗪、延释双氯酚酸钠、速释双氯酚酸钾、依托度酸、痛力克、非诺洛芬、氟吡洛芬、吲哚美辛、灭酸盐类、甲氯灭酸盐、甲芬那酸、萘丁美酮、昔康、吡罗昔康、水杨酰水杨酸、托美汀和水杨酸镁。另一组抗炎药包括基于类固醇起效的抗炎药,例如,皮质激素类,其示例为地塞米松、氢化可的松、甲基泼尼松龙、泼尼松和去炎松作为非限制性实例。一些这类抗炎药可以公知商品名得到,例如,包含布洛芬的NSAID包括Advil、Motrin IB、Nuprin;包含扑热息痛的NSAID包括NSAIDTylenol;包含萘普生的NSAID包括Aleve。
C.抗腹泻药
可以与本发明组合使用任何抗腹泻药。示例性的抗腹泻药包括洛哌丁胺、次硝酸铋、次碳酸铋或盐酸小檗碱、双醋苯啶、氢氧化镁、洛哌丁胺、地芬诺酯和丁二酸二辛酯磺酸钠。
D.其它
本领域技术人员会知晓具体的治疗以及可以与本发明组合使用的其它药物。在一个实施方案中,本发明另外包括LT抑制药物。在具体实施方案中,该LT抑制药物选自乌苯美司、卡托普利、阿德福韦及其任意组合。
VII.药物制剂
本发明的药物组合物包含有效量的一种或多种主张权利的发明化合物或者另外的药物,它们溶解或分散于药学可接受的载体中。短语″药学或药理学可接受的”是指分子实体和组合物,它们在适当时候施用于动物例如人时不会产生不良的、过敏的或其它不利的反应。根据本发明公开,含有至少一种发明化合物或另外的活性成分的药物组合物的制剂将是本领域技术人员已知的,示例性的如Remington′sPharmaceutical Sciences,18th Ed.Mack Printing Company,1990,通过引用并入本文。此外,为施用于动物(例如,人),应理解制剂应当是符合无菌、致热原性、一般安全性和纯度标准,如FDA Office of BiologicalStandards所要求的。
如本文使用的,″药学可接受的载体″包括任何和所有溶剂、分散介质、衣材、表面活性剂、抗氧剂、防腐剂(例如,抗菌药物、抗真菌药物)、等渗剂、吸收延迟剂、防腐剂、药物、药物稳定剂、凝胶剂、粘合剂、赋形剂、分散剂、润滑剂、甜味剂、调味剂、染料这样的材料及其组合,它们是本领域技术人员已知的(参见,例如,Remington′sPharmaceutical Sciences,18th Ed.Mack Printing Company,1990,pp.1289-1329,通过引用并入本文)。任何常规载体除非与活性成分不相容,否则就考虑用于该药物组合物。
本发明化合物可包含不同类型的载体,这取决于其是否以以固体、液体或气雾剂形施用,以及是否对于施用途径要求无菌如注射剂。本发明可静脉内、皮内、经皮、鞘内、动脉内、腹膜内、鼻内、阴道内、直肠内、局部、肌内、皮下、粘膜、经口、局部、局部部位、吸入(例如,气雾吸入)、注射、输注、连续输注、直接局部浸浴靶细胞、经导管、经灌洗施用,以乳膏、液体组合物(例如,脂质体)施用,或者通过其它方法或者前述任何组合施用,这是本领域技术人员已知的(参见,例如,Remington′s Pharmaceutical Sciences,18th Ed.Mack Printing Company,1990,通过引用并入本文)。
本发明组合物可以以游离碱、中性或盐形式配制在组合物中。药学可接受的盐,包括酸加成盐,例如与蛋白质性质的组合物的游离氨基基团形成的那些,或者其是与无机酸形成的,该无机酸例如盐酸或磷酸;或者是与那些有机酸形成的,该有机酸例如乙酸、草酸、酒石酸或扁桃酸。与游离羧基形成的盐也可以从无机碱衍生得到,该无机碱例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵、氢氧化钙或氢氧化铁;或者从那些有机碱衍生得到,该有机碱例如异丙胺、三甲胺、组氨酸或普鲁卡因。在配制制剂时,将以与剂型相容的方式施用溶液,并且其量为治疗有效的。在各种剂型中容易施用制剂,例如配制的供胃肠外施用的例如可注射溶液,或者供递送到肺的气雾剂,或者配制成供饮食品施用例如药物释放胶囊等。
进一步根据本发明,适用施用的本发明组合物提供于药学可接受的载体中,有或无惰性稀释剂。该载体应是可同化的,并且包括液体、半固体即糊剂或固体载体。除非任何常规介质、试剂、稀释剂或载体对受试者有害或者对包含于其中的组合物的治疗活性有害,否则其用于可施用组合物以用于实施本发明方法是适宜的。载体或稀释剂的实例包括脂肪、油、水、盐水溶液、脂类、脂质体、树脂、粘合剂、填充剂等,或其组合。该组合物还可以包含多种抗氧剂以阻止一种或多种成分的氧化。此外,防止微生物活动可通过引入防腐剂例如各种抗菌药物和抗真菌药,包括但不限于对羟苯甲酸酯(例如,对羟苯甲酸甲酯、对羟苯甲酸丙酯)、三氯叔丁醇、苯酚、山梨酸、硫柳汞或其组合。
根据本发明,该组合物是以任何常规和实用方式组合,即通过溶解、混悬、乳化、混合、包囊、吸附等。此类操作对于本领域技术人员而言是常规的。
在本发明的实施方案中,使该组合物与半固体或固体载体充分组合或混合。该混合可以以任何常规方式例如研磨来进行。也可以将稳定剂加至该混合过程中以便保护该组合物而避免丧失治疗活性,即,在胃中变性。用于该组合物的稳定剂的实例包括缓冲剂,氨基酸类例如甘氨酸和赖氨酸,碳水化合物例如右旋糖、甘露糖、半乳糖、果糖、乳糖、蔗糖、麦芽糖、山梨醇、甘露醇等。
在进一步的实施方案中,本发明可涉及药物脂质载剂组合物的用途,该药物脂质载剂组合物包括本发明化合物和/或组合物、一种或多种脂质、以及水性溶剂。如本文使用的,术语“脂质”定义为包括特征为水中不溶并且可用有机溶剂萃取任何范围内的物质。此广泛种类的化合物是本领域技术人员公知的,正如术语“脂质”被用于本文的,其不限于任何特定结构。实例包括含有长链脂肪族烃及其衍生物的化合物。脂类可以是天然出现的,或者是合成的(即,由人为设计或产生的)。然而,脂质通常是生物制备。生物脂质是本领域技术人员公知的,并且包括例如中性脂肪、磷脂、磷酸甘油酯类、类固醇类、萜类、溶血脂质(lysolipids)、糖鞘脂类、糖脂类、sulphatides、与醚和酯连接的脂肪酸的脂质和可聚合脂质,及其组合。然而,不同于本文具体描述的、本领域技术人员理解为脂类的那些化合物也是本发明的组合物和方法所涵盖的。
本领域技术人员熟悉可用于将组合物分散到脂质载剂中的技术范围。例如,可以将本发明化合物分析在含有脂质的溶液中,用脂质溶解、与脂质混合、与脂质组合、与脂质共价键合、作为混悬物包括于脂质中,用胶束或脂质体包含或复合,或者另外地通过本领域技术人员已知的任何方式与脂质或脂质结构缔合。分散可以产生或可以不产生脂质体构型。
施用于动物患者的本发明组合物的确切剂量可由身体和生理因素例如体重、病情严重度、所治疗疾病类型、以前或同时治疗干扰、患者自发病和施用途径来决定。取决于剂量和施用途径,优选剂量和/或有效量的施用次数可根据受试者的应答而改变。在任何情况下,负责施药的医生将会确定组合物中活性成分的浓度以及针对个体受试者的适宜剂量。
在某些实施方案中,药物组合物可包含,例如,至少约0.1%的活性化合物.在其它实施方案中,活性化合物可包含约2%至约75%的单位重量,或者约25%至约60%,例如,以及从其中引出的任何范围。自然地,的活性化合物在每一治疗有用组合物中的量是以这样的方式制备的,即在任何给定化合物的单位剂量中获得适宜的剂量。例如溶解度、生物利用度、生物半衰期、施用途径、产品货架期以及其它药理学考量的因素将受本领域技术人员在制备此类药物制剂时考虑,并且像这样,多种剂量和治疗方案均是期望的。
在其它非限制性实例中,每次施用剂量还可包括约1微克/kg/体重,约5微克/kg/体重,约10微克/kg/体重,约50微克/kg/体重,约100微克/kg/体重,约200微克/kg/体重,约350微克/kg/体重,约500微克/kg/体重,约1毫克/kg/体重,约5毫克/kg/体重,约10毫克/kg/体重,约50毫克/kg/体重,约100毫克/kg/体重,约200毫克/kg/体重,约350毫克/kg/体重,约500毫克/kg/体重,至约1000mg/kg/体重或更多,以及从其中引出的任何范围。在从本文所列数值引出范围的非限制性实例中,根据上文所述数值,约5mg/kg/体重至约100mg/kg/体重,约5微克/kg/体重至约500毫克/kg/体重等的范围可以被施用。
A.饮食组合物和配方
在本发明的某些实施方案中,将本发明化合物配制成通过饮食途径施用。饮食途径包括所有可能的施用途径,其中该组合物直接与消化道接触。特别地,本文公开的药物组合物可以经口、颊、直肠或舌下施用。这样,这些组合物可以与惰性稀释剂或者与可同化的可食用载体配制,或者它们可以被包裹在硬-或软壳明胶胶囊中,或者它们可以被压制成片,或者它们可以直接与饮食食物掺合。
在某些实施方案中,活性化合物可以与赋形剂掺合,并且用于可吸收的片剂、口含片、糖锭、胶囊、酏剂、混悬剂、糖浆剂、薄片剂(wafers)等的形式(Mathiowitz et al.,1997;Hwang et al.,1998;美国专利No.5,641,515;5,580,579和5,792,451,各自以其全部内容通过引用特别地引入本文)。片剂、糖锭、丸剂、胶囊等也可以含有下列物质:粘合剂例如西黄蓍胶、阿拉伯胶、玉米淀粉、明胶或其组合;赋形剂例如磷酸二钙、甘露醇、乳糖、淀粉、硬脂酸镁、糖精钠、纤维素、碳酸镁或其组合;崩解剂例如,玉米淀粉、土豆淀粉、海藻酸或其组合;润滑剂例如硬脂酸镁;甜味剂例如蔗糖、乳糖、糖精或其组合;调味剂例如薄荷、冬青油、樱桃调味剂、橙调味剂等。当剂量单位形式是胶囊时,其除了以上类型的物质以外还可含有液体载体。多种其它物质可以以衣材存在或者另外地修饰该剂量单位的物理形式。例如,片剂、丸剂或胶囊可以用虫胶、糖或者这二者包裹。当该剂型是胶囊时,其除了以上类型的物质以外还可含有载体例如液体载体。明胶胶囊、片剂或丸剂可以完全被包裹。肠溶衣材可以防止该组合物在pH为酸性的胃或者较上的肠中变性。参见,例如,美国专利No.5,629,001。在达到小肠时,其中的碱性pH溶解衣材,使得该组合物释放并被专门的细胞吸收,例如肠上皮细胞和派伊尔氏淋巴集结M细胞(Peyer′s patch M cells)。酏剂的糖浆可含有活性化合物、作为甜味剂的蔗糖、作为防腐剂的对羟苯甲酸甲酯和丙酯、染料和调味剂,例如樱桃或橙调味剂。当然,用于制备任何剂量单位形式的任何物质均应是药学纯的并且在应用量下基本上是无毒性的。此外,活性化合物可以掺入到缓释制剂和配方中。
对于口服施用,本发明组合物可以另外地与一种或多种赋形剂掺合呈漱口剂、洁牙剂、口腔片、口腔喷剂或舌下口服-施用配方的形式。例如,制备漱口剂可以将活性成分掺入到需要量的适宜溶剂硼酸钠溶液(Dobell′s溶液)中。另外,活性成分可以被掺入到口服溶液例如含有硼酸钠、甘油和碳酸氢钾的口服溶液中,或者分散在洁牙剂中,或者以治疗有效量加至组合物中,该组合物可包括水、粘合剂、磨粉、调味剂、发泡剂和保湿剂。或者,该组合物可以呈片剂或溶液剂的形式,其可置于舌下或者溶解在口中。
适用于饮食的其它方式另外的配方制剂包括栓剂。栓剂是不同重量和形状的固体剂型,通常是含药的,用于插入到直肠中。插入之后,栓剂软化,熔化或溶解在空腔液体中。一般说来,对于栓剂,传统的载体可包括例如,聚烯基醇类、甘油三酯酯类或其组合。在某些实施方案中,栓剂可以从混合物形成,该混合物例如含有活性成分的范围为约0.5%至约10%,在某些实施方案中约1%至约2%。
B.胃肠外用组合物和配方制剂
在进一步的实施方案中,本发明化合物可以通过胃肠外途径施用。如本文使用的,术语“胃肠外”包括作为消化道旁路的途径。特别地,本文公开的药物组合物可以经例如但不限于静脉内、皮内、肌内、动脉内、鞘内、皮下或腹膜内施用,美国专利No.6,613,308、5,466,468、5,543,158;5,641,515;和5,399,363(各自以其整体通过引用特别地并入本文)。
作为游离碱或药理学可接受的盐的活性化合物的溶液可以被制备在水中,适当地与表面活性剂例如羟丙基纤维素混合。分散液也可以在甘油、液状聚乙二醇及其混合物以及在油中制备。在贮藏和使用的常规条件下,这些制剂含有防腐剂以防止微生物生长。适用注射使用的药物剂型包括无菌水溶液或分散液以及无菌粉末以供临时制备无菌可注射溶液或分散液(美国专利5,466,468,以其整体通过引用特别地并入本文)。在所有情况下,该剂型必需是无菌的,并且必需是流动的以达到容易以可注射存在的程度。其在制备和贮藏条件下必需是稳定的,并且必需以抗微生物例如细菌和真菌的污染作用来保存。该载体可以是溶剂或者是分散介质,其含有例如水、乙醇、多元醇(即,甘油、丙二醇和液状聚乙二醇等),其适宜的混合物和/或植物油。可以通过应用涂覆例如磷脂来维持适宜的流动性,在分散液的情况下通过维持需要的粒度来维持适宜的流动性,以及通过使用表面活性剂来维持适宜的流动性。微生物活性的预防可以引入各种抗菌药物和抗真菌药,例如,对羟基苯甲酸酯类、三氯叔丁醇、苯酚、山梨酸、硫柳汞等。在许多情况下,可以使用等渗剂,例如糖类或氯化钠。可注射组合物的延长吸收可通过在组合物中使用延迟吸收剂例如单硬脂酸铝和明胶。
例如,对于以水溶液胃肠外施用,该溶液必要时应适当地被缓冲,并且液体稀释剂首先用足量的盐水或葡萄糖使之等渗。这些特别的水溶液尤其适用于静脉内、肌内、皮下和腹膜内施用。在本上下文中,可使用的无菌水性介质是本领域技术人员根据本发明而已的。例如可以将一个剂量溶解于等渗NaCl溶液中,再添加皮下输注液或者在计划输注的位置注射(参见例如,″Remington′s Pharmaceutical Sciences″15th版,第1035-1038和1570-1580页)。剂量上的某些变化将会必要地想到的,这取决于被治疗受试者的病情。在任何情况下,负责施药的人针对个体受试者确定适宜剂量。此外,对于给人施用,制剂应当符合FDA Officeof Biologics standards所要求的无菌、致热原性、一般安全性和纯度标准。
无菌可注射溶液的制备是通过将活性化合物掺入到需要量的适宜溶剂中,该溶剂中根据需要含有上文所列的多种其它成分,按着过滤除菌。一般地,分散液的制备是通过将多种除菌活性成分掺入到无菌载剂中,该载剂含有基本的分散介质以及需要的来自上文所列的其它成分。在用于制备无菌可注射溶液的无菌粉末的情况下,两种示例性的制备方法真空干燥和冷冻干燥技术,它们从其先前除菌过滤溶液得到活性成分加上任何另外需要的成分的粉末。使粉末化组合物与液体载体例如水或盐水溶液组合,使用或不用稳定剂。
C.各种药物组合物和制剂配方
在本发明的其它实施方案中,可以配制本发明活性化合物以供通过多种各种途径施用,例如,局部(即,经皮)施用、粘膜施用(鼻内、阴道等)和/或吸入。
用于局部施用的药物组合物可包括配制成用于医疗应用的活性化合物,例如软膏剂、糊剂、乳膏剂和粉末剂。软膏剂包括所有油脂性的、吸附作用的、乳剂型的和水溶性基质的组合物,以供局部施用,而乳膏剂和洗剂是仅包括乳剂基质的组合物。局部施用的医药可含有渗透促进剂,以有助于活性成分通过皮肤吸收。适宜的渗透促进剂包括甘油、醇类、烷基甲基亚砜类、吡咯烷酮类和luarocapram。用于局部应用的组合物的可能基质包括聚乙二醇、羊毛脂、冷霜和凡士林以及任何其它适宜的吸收剂、乳剂和水溶性软膏基质。局部制也可包括乳化剂,凝胶剂和必要的抗菌性防腐剂以保护活性成分并提供均质混合物。本发明的经皮施用也可包括使用“贴片”。例如,该贴片可以以预定速率并在固定时间内以持续的方式提供一种或多种活性物质。
在某些实施方案中,药物组合物可以通过滴眼液、鼻喷剂、吸入和/或其它气雾剂投药载剂投药。通过鼻喷雾剂直接向肺投予组合物的方法已描述于例如美国专利No.5,756,353和5,804,212(各自以其整体通过引用特别地并入本文)。同样,使用鼻内微粒树脂(Takenaga et al.,1998)和溶血磷脂酰-甘油(lysophosphatidylglycerol)化合物(美国专利No.5,725,871,以其整体通过引用特别地并入本文)投药也是药学领域公知的。同样,以聚四氟乙烯载体基质的形式经粘膜投药描述于美国专利No.5,780,045(以其整体通过引用特别地并入本文)。
术语气雾剂是指分散于液化或压力气体抛射剂中的液体粒子的细微分散固体的胶体系统。用发明供吸入用的典型气雾剂由活性成分在液体抛射剂或液体抛射剂和适宜溶剂的混合物中的混悬液组成。适宜的抛射剂包括烃类和烃醚类。适宜的容器将根据抛射剂压力需要而改变。气雾剂的施用将根据受试者的年龄、体重、以及症状的严重性和反应而改变。
VIII.药盒
本发明所述任何组合物被包含在药盒中。在非限制性实例中,本发明组合物、液体和/或添加剂可被包含在药盒中。因此该药盒将包含适宜的容器形式,本发明的本发明组合物和液体和/或添加剂。
该药盒式可包括本发明的适宜的分剂量组合物,液体和/或添加剂组合物,有标签或无标签,可以用于制备供检测分析的标准曲线。该药盒的组分可以被包装在水性介质或者冷冻干燥形式中。药盒的容器形式通常包括至少一个瓶子、试管、细颈瓶、小瓶、注射剂或其它容器,组分可被置于该容器中,并且适当地分等份。当在该药盒式在有多于一种的组分时,该药盒还将通常含有第二、第三或其它另外的容器,该另外的组分可以分别置于该另外的容器中。然而,各种组分组合可以包括在瓶子中。本发明的药盒还通常包括含有本发明化合物、液体、添加剂的形式,以及供商业销售的密闭限制的任何其它试剂容器。此类容器可包括注射或吹模塑料容器,其中固定有需要的瓶子。
本发明的治疗药盒是包含本发明化合物或其药学可接受的盐、蛋白质、多肽、肽、抑制剂、基因、载体和/或其它效应子的药盒。此类药盒通常含有,在适宜的容器形式中,在药学可接受的制剂配方中的本发明化合物或其药学可接受的盐的药学可接受的制剂配方。该药盒可具有单一容器形式,和/或其可具有分离的容器形式以用于每一化合物。
当该药盒式的组分以一种和/或多种液体溶液提供时,该液体溶液是水性溶液,也可使用无菌水溶液。该组合物还可配制在可注射组合物中。在此情况下,该容器形式本身是注射器、吸量管和/或其它此类装置,该制剂配方可从其中施用于身体的受感染区域,注射进入动物和/或甚至施用于该药盒的其它组分和/或与该药盒的其它组分混合。
然而,该药盒的组分可以以干燥粉末提供。当试剂和/或组分以干燥粉末提供时,该粉末可以通过添加适宜的溶剂来复溶(reconstitute)。可以想到该溶剂还可以在另一容器形式中提供。
该容器形式通常至少一个瓶子、试管、细颈瓶、小瓶、注射剂或其它容器,在制剂配方中的本发明化合物可被置于该容器中,并且适合于分配药物。该药盒还可包含第二容器形式,其用于包含无菌的、药学可接受的缓冲剂和/或其它稀释剂。
本发明的药盒还通常包括含有供商业销售的密闭限制的小瓶的形式,例如注射或吹模塑料容器,其中固定有需要的瓶子。
不论容器的数量和形式,本发明药盒还可包含,和/或用其包装的,有助于使注射/施用和/或放置最终的本发明化合物在动物身体内的器具。此具器可以是注射器、吸管、镊子和/或任何此类医学上允许的投药工具。
尽管本发明及其益处已作详细描述,其应理解为各种变化、取代和改变可以在本文中进行而不脱离所附权利要求定义的本发明精神和范围。此外,本申请的范围将不限于在本说明书中描述的物质、形式、方法和步骤的方法过程、机械、制造、组合物的具体实施方案。本领域技术人员根据本发明公开将容易理解,可以根据本发明使用现已存在或以后开发的、执行与本文所述实施方案基本上相同功能或者实现与本文所述实施方案基本上相同结果的物质、形式、方法或步骤的方法过程、机械、制造、组合物。相应地,所附权利要求将包括在此类物质、形式、方法或步骤的方法过程、机械、制造、组合物的范围内。
实施例
包括以下实施例以证实本发明的实施方案。本领域技术人员将理解,以下实施例中公开的技术表示本发明人发现的在实施本发明中的功能完完善的技术,因此可以认为以其实施组成组成优选方式。然而,根据本发明公开,本领域技术人员理解,在公开的具体实施方案中可以进行许多改变,并且仍然获得相同或相似的结果而不会脱离本发明的精神和范围。实施例1使用的蛋白质数据库结构以及活性位点区域
1)1K90(Drum et al.,2002):与钙调蛋白和具有分辨率
Figure G2008800245073D00751
和R-值0.225的不可环化的核苷酸类似物3′-脱氧-ATP(3′dATP)复合的炭疽水肿因子(EF)的腺苷酸环化酶域的晶体结构。该不可环化的3’dATP位于底物结合袋,其显示于图3(A和E)。在1K90中,金属为Yb3+,一种结晶添加剂,而不是Mg2+,假定的生理金属离子。这一个Yb3+与来自残基Asp491(Yb-O距离:
Figure G2008800245073D00752
Asp493
Figure G2008800245073D00753
和His577(Yb-N:
Figure G2008800245073D00754
的2个荷负电的羧基配位,并且与来自3’-dATP(Yb-O:的α-磷酸根基团的荷负电的氧原子配位。除了与Yb3+形成配位键外,最值得注意的磷酸根相互作用是通过Lys 346(其与来自磷酸根的全部三个氧原子接触,Lys346与α-、β-和γ-磷酸根之间的氢键距离分别为约
Figure G2008800245073D00756
Figure G2008800245073D00757
和Arg 329(其与β-磷酸根相互作用,氢键长度2.19)以及Lys 372和Ser 354(其分别以氢键
Figure G2008800245073D00758
Figure G2008800245073D00759
与γ-磷酸根相互作用)实现的。
2)1XFV(Shen et al.,2005):与钙调蛋白和具有分辨率和R-值0.263的不可环化的核苷酸类似物3′dATP复合的炭疽水肿因子的晶体结构。两个镁离子,其相互距离为约
Figure G2008800245073D007511
位于EF和ATP的催化位置。像1K90那样,该不可环化的3’-dATP位于底物结合袋,其显示于图3(B和F)。在这两个金属离子中,一个与残基Asp491、Asp493、His577以及来自3’dATP的磷酸根基团的荷负电的氧原子配位。另一个仅与3’dATP的荷负电的氧原子配位,并且与该蛋白不具有任何直接的相互作用。因此,当使PGE2-咪唑与1XFV对接时,除去不具有该蛋白的配体的金属离子。残基Lys346、Arg329、Lys372与3’dATP的荷负电的氧原子氢键结合。
3)1CJV(Tesmer et al.,1999):Gs-α与哺乳动物腺苷酸环化酶的催化域的复合物以及与具有分辨率
Figure G2008800245073D007512
和R-值0.203人β-L-2′,3′-双脱氧腺苷三磷酸(2’3’-ddATP)的复合物的晶体结构。活性位点显示于图3(C和G)。在哺乳动物腺苷酸环化酶(来自1CJV)的活性位点,有两个金属离子(Zn和Mg),它们距离3.68远。残基Asp396和Asp440提供了桥接羰基,并且位于所述金属之间以使两个金属螯合。除了与所述残基形成配位键以外,该Mg离子还与来自2’3’-ddATP的三个磷酸根的氧原子形成配位键,而Zn离子仅与来自α-磷酸根基团的氧原子形成配位键。
4):1ZOT:百日咳杆菌的腺苷酸环化酶毒素与具有分辨率
Figure G2008800245073D00761
和R-值0.252的腺嘌呤-9-基-乙氧基甲基-羟基膦基-二磷酸盐(EMA)的复合物的晶体结构。三个镁离子(Mg901、Mg902和Mg903)发现于活性位点。除了与来自残基Asp190和Asp188的2个荷负电的羧基配位外,Mg901还与α-磷酸根的一个氧原子配位。Mg903与α-磷酸根的其它氧原子配位。在该磷酸根周围,有四个正电荷残基:Arg41、Lys58、Lys65和Lys84。仅有Lys65与γ-磷酸根基团具有强烈的相互作用。图3显示了所述四个蛋白活性位点。
对照配体(图4):3d’ATP、2’3’ddATP和EMA是ATP的不可环化的核苷酸类似物。PGE2-咪唑是一种用于水肿因子的已知抑制剂。所有羧基和磷酸根基团是去质子化的。对于所有1K90的对接,Yb3+被Mg2+取代。用自动对接以及不同金属离子和电荷进行的试验显示,在配体的评分和等级方面存在有相对较小的差别。PGE2-咪唑是如先前所述合成的并且冷冻保存。
哺乳动物腺苷酸环化酶(图3D、图3H)具有真正的2个金属离子活性位点。键合Zn2+和Mg2+均具有与蛋白和底物的配体。该Mg2+离子螯合2’3’-ddATP、Asp396和Asp440的α、β、γ磷酸根。Zn2+离子螯合2’3’-ddATP、Asp396和Asp440的α-磷酸根。
实施例2
对接程序和方法
1)自动对接版本号3.0.5)(Brisson et al.,2004;Morris et al.,1996):为了测定研究参数,使用Lamarckian遗传算法(Lamarckian GeneticAlgorithm,LGA),GA运行数目为200,群体大小为100。使用AutoGrid定义活性位点。栅格大小设定为90×90×90点,栅格间距为
Figure G2008800245073D00762
根据相应晶体结构的配体的中心设定为栅格盒中心(grid box center)。从晶体结构中除去配体和溶剂,剩余的G蛋白模型被用于对接程序。最佳排列构象选自具有最低结合能量的构象。对于在1CJV中的Zn离子,其参数设定为半径
Figure G2008800245073D00771
孔深度0.35kcal/mol以及电荷:+0.95e。
2)LigandFit/Cerius2版本号4.10)(Venkatachalam et al.,2003):程序是以Cerius2版本号4.10)完成的。由DockScore评价模式。存在有两类的DockScore,其中一个基于力场,另一个基于分段线性电位(Piecewise Linear Potential,PLP)。根据PLP DockScore选择最佳排列模式。除去配体和溶剂之后得到蛋白模型。活性位点的定义基于werebased on the ligand in the晶体结构中的配体。‘节省模式的最大(Max)数’设定为100。‘计划能量栅格应用’设定为PLP v.1。
3)FlexX(Rarey et al.,1996;Bohm,1992;Bohm,1994;Bohm,1996;Bohm,1998),以sybyl7.0完成:构象的exceCyaAthe数设定为100,其它缺省设置用于对接。对于FlexX对接,最佳排列模式选自FlexX得分。配体的有效电荷是由SYBYL程序分配的。
FlexX.FlexX(Rarey et al.,1996;Bohm,1992;Bohm,1994;Bohm,1996;Bohm,1998;Jones et al.,1997)被用于与EF对接,从NCI数据库的UNITY研究获得的化合物。由于包括在SYBYL中,FlexX使用渐进式构造算法(incremental construction algorithm),其中配体在可旋转的键处分解成分离的片段。然后选择碱基片段并通过使用称为模式群集(pose clustering)的技术置于该活性位点中(Rarey et al.,1996)。然后将配体的其它部分以使与该蛋白最大的相互作用的方式加入。使用缺省对接设置,不同的是构象设定数为100。金属的有效电荷是由SYBYL程序分配的。
自动对接。使得自ZINC数据库筛选的化合物与EF对接,其使用自动对接版本3.0.5(其证明更准确(Chen et al.,2007),并且在平等用于多重对接时比FlexX更容易执行),自动对接(Morris et al.,1998;Morris et al.,1996),得到三种不同对接的算法:模拟退火(simulated annealing,SA)、遗传算法(GA)和“Lamarckian”遗传算法(LGA),将其用于这些研究中。对接的构象是通过得分函数来标定的,该得分函数包括术语范德华力、氢键和静电相互作用,加上配体的内能。为了初始筛选,使用缺省参数(10次叠代)。使其增加至60次叠代,并产生对比。对于最终得分,次叠代次数设定为200,群体大小设为100。从晶体结构中除去配体和溶剂分子,以获得对接栅格,并使用AutoGrid定义活性位点。栅格大小设定为90×90×90点,栅格间距为
Figure G2008800245073D00781
使栅格盒定位于配体离相应晶体结构复合物的中心。对于在PDB 1CJV中的Zn2+离子,如Hu et al.(Hu et al.,2003;Hu et al.,2004)所述设定参数:
Figure G2008800245073D00782
孔深度=0.35kcal/mol,电荷=+0.95。Mg2+离子使用如自动对接程序中定义的琥珀势场电位(Amber force field potential)。绝对的但非相对对接能分配给镁的电荷改变的。分配+0.8的局部电荷,原因是如果有效电荷设定为+1.2,则配体和配体的羧基的相互作用估计过高,并造成非常短的O-Mg距离。使具有最低结合能的构象用于分析在活性位点中的配置。
不同活性位点的对接得分:对接/结合值是相对的,取决于该活性位点,并且对于酶而言可能不直接与Km值有关。然而与给定活性位点具有较高结合/对接能的化合物比之于已知配体(例如ATP及其类似物以及EF抑制剂,PGE2咪唑)比之于具有较低值的那些更可能发挥抑制剂的功能。当为了更长对接选择化合物时,使用后者的结合能作为对接能的截止值。
实施例3
药效基团设计方法
片段数据库。约60个小分子的由3-D结构组成的片段数据库(MOL2文件安装于SYBYL),含有氢键供体/受体或者疏水性部分,具有至多一个可旋转的键。这些是通常可离子化的分子,或者选自SYBYL片段数据库。
HINT得分:亲水相互作用(Hydropathic INTeractions),或HINT,程序(Fornabaio et al.,2003;Fornabaio et al.,2004;Cozzini et al.,2002)利用试验性溶剂分隔数据作为用于计算自由能得分的经验性分子相互作用模型的基础,其显示准确地重复结合的试验性测定结果(Fornabaio et al.,2003;Fornabaio et al.,2004;Cozzini et al.,2002)。“亲水”相互作用是非共价相互作用例如氢键合、酸/碱比率、Coulombic和疏水性相互作用。HINT计算是所有原子对之间亲水相互作用的总和:B=∑∑bijbij=SiaiSjajRijTij+rij
其中bij是原子i和j之间的相互作用得分,S是溶剂可及表面积,a是疏水原子常数,Rij和rij是i和j之间距离的函数,Tij是值为1和-1的逻辑函数,取决于相互作用两极原子的特征。特别地,不同于500的HINT得分与约1kcal/mol的能量差别相应。
Ab intio药效基团设计:药效基团设计的目的是寻找具有可变距离限制的片段的支架,其将最佳地填充该活性位点。每个分子在EF(PDB 1K90)的活性位点中的片段数据库的该最佳结合位置是通过翻译和旋转该片段而获得的,其中使用以前报道的算法(Kellogg and Chen,2004),这样实现了该片段和活性位点的相应作用的该最佳HINT得分。保存了具有该受体的最佳HINT得分的小分子的配位物。将具有最佳相互作用能的分子掺入到该受体中,以便阻断在活性位点中的此区域。然后使所述片段重新对接进入此化合物受体,以发现第二最佳结合位置,该位置与以前结合片段不会在空间上产生冲突。具有最适HINT得分的5个片段环绕EF的晶体结构中的3’dATP位置,但是还显示在此周围的其它可能的强相互作用位置。在该显示的相对位置处的这些5个片段的不同组合被用于鉴别若干药效基团,这样给定的药效基团包括3或4个片段。
实施例4
数据库筛选方法
使用如上获得的药效基团进行UNITY(在SYBYL中,来自Tripos)研究。除去在该片段中的所有氢原子,并且将距离限制(即在图5显示的该构型结合片段的重原子之间的距离)自动地从用于开始该3DUNITY研究的PDB文件中提取。例如,一个限制是在图5的药效基团中的以埃
Figure G2008800245073D00791
表示的距离,该距离在苯基环(疏水位置)的中心与羧基(氢键受体)的两个氧的中点之间。该3D-药效基团研究是在含有~250,000结构的、在SYBYL作为整体的NCI-2000数据库中进行的。将在该数据库中的所有化合物从其2-D形式通过SYBYL的CONCORD模块转换为3-D结构保存。尽管对每一个条目仅保存一个构象,UNITY使用了构象上针对配体的可弯曲的3D研究算法,这样,具有匹配构象的分子可以被鉴别而不管所保存的构象。
然后基于对接能量选择与药效基团相似的化合物。使用FlexX使该化合物对接进入EF活性位点,并选择具有最低ChemScore的那些(图6A)。然后使化合物进分解成基于与金属和活性位点的主要相互作用例如氢键结合、疏水性相互作用和金属配位相互作用来选择的2-D片段(图6B),再用于寻找ZINC数据库。为方便起见在此ZINC为使用数据库的2D研究。
ZINC(Irwin et al.,2005)是2.7百万以上的商业可得化合物的网络数据库。通过在提供的分子编辑器中绘制结构,将来自NCI数据库的FlexX计算鉴别的该化合物的2-D片段输入到ZINC数据库研究。基于自动对接和FlexX得分对化合物分类以用于结合靶酶。
实施例5
计算机设计方法的概述
将与底物类似物和小分子抑制剂复合的炭疽EF的晶体结构用于鉴别活性位点残基(Drum et al.,2002;Shen et al.,2005;Shen et al.,2004;Shen et al.,2002;Shen et al.,2004)。由于哺乳动物AC的活性位点不同于毒素,将抑制剂设计成特异性结合炭疽EF。从ATP开始(Tesmer et al.,1999;Johnson et al.,1997;Wang et al.,2007;Gottle etal.,2007)或者通过大量文库存的分子对接(Soelaiman et al.,2003),以前研究已鉴定了核苷-样腺苷酸环化酶的抑制剂。为了扩展所考虑的分子类型,并选择更特别的抑制剂,根据炭疽EF的晶体结构使用基于新生(denovo)方法的片段(drum et al.,2002;Shen et al.,2005;Guo et al.,2004),以确定会最佳结合到该活性位点的框架分子(3D-药效基团)。将其用于筛选在NCI数据库中的~250,000个化合物。选择选自NCI数据库中的化合物,它们具有比之于核苷酸类似物抑制剂和PGE2-咪唑即一种诱发水肿的毒素的有效抑制剂(Peterson et al.,2001)的那些更好的FlexX对接得分。选择来自这些化合物的二维(2-D)片段,并用于研究ZINC数据库(Irwin and Shoichet,2005)。从约10,000个化合物的初始名单中,使用自动对接以选择约100个化合物,它们具有对EF的良好分子对接/结合得分。根据小的分子重量和logP值进一步选择这些化合物,购买了19个化合物,并对它们抑制哺乳动物细胞中的EF-诱导的cAMP生成的能力进行分析。该操作法的基本步骤总结于图7。将此相同的方法用于CTA1以设计和对接配体(图8和图9)。
实施例6
水肿因子药效基团筛选的准备(PREPERATION)
将以结构为基础的,不需要天然底物的知识的更新方法被用于鉴别非-核苷EF抑制剂。使小分子片段的库与存在于晶体结构中的EF-活性位点以及组装进入3D-药效基团的HINT得分最高的那些对接。对于使用UNITY程序,距离限制是基于在活性位点中的中间片段距离提取出的那些(+/-给定公差)。
药效基团设计的标的是寻找具有可变距离限制的片段支架,其会最好地填充该活性位点。在EF(PDB 1K90)的活性位点的片段数据库中每个分子的最佳结合位置,是通过翻译和旋转该片段而获得的,以便实现用于该片段和活性位点的相互作用的最佳HINT得分。保存与该受体具有最佳HINT得分的小分子的配合物。将具有最佳相互作用能的该分子掺入到该受体中,以便阻断在该活性位点中的区域。然后将该片段重新对接进入此化合物受体,以发现第二最佳结合位置,该位置与以前结合片段不会在空间上产生冲突。具有最适HINT得分(图10b)的5个片段覆盖晶体结构中的3’dATP位置(图10c)。在该显示的相对位置处的这些5个片段的不同组合被用于鉴别若干药效基团,这样给定的药效基团包括3或4个片段(图10d)。
进行片段库寻找和对接,对于该显示的位置和无中间片段空间位阻,使用具有HINT得分大于700的5个片段,以定义用于NCI数据库的UNITY研究的药效基团(图5)。所述片段在一定程度上覆盖在活性位点中的底物类似物3’dATP的位置(图4);该最强结合片段F1是苯基环,其准确地位于嘌呤环的中心,而片段F2、F3和F4是羧基,邻近它的是位于邻近的磷酸根基团。片段F2是在金属离子与EF活性位点中的Lys346的氢键距离之内,同时F3和F4与Arg329相互作用。片段F5含有铵基,其与Glu588相互作用。
采用UNITY(在SYBYL中,来自Tripos)的NCI数据库研究是使用上文所述的药效基团进行的。然后基于对接能选择最相似于该药效基团的化合物。在限制距离公差之内匹配该药效基团的总计82个化合物得自NCI数据库筛选。使用FlexX使所述化合物对接进入EF活性位点,并选择具有最低ChemScore的那些(图6A)。对接的分析产生其它概要的片段和基团,它们与EF具有强的相互作用。然后这些化合物进一步分解成2-D片段(图6B),获得子结构以研究该ZINC数据库。基于与该金属和该活性位点的主要相互作用选择该子结构,该相应作用例如氢键、疏水和金属配位相互作用,并且用于寻找该ZINC数据库。
例如,对接结果显示,图6A中化合物V的个别区域,在该羧基/羰基基团与该结合金属离子或该EF、Arg329、Lys346、Lys353的荷正电残基之间形成强大的、离子性增强的氢键。对位和间位-氨基苯甲酸V和VI(图6B),当对接进入该活性位点时也具有高HINT能量的那些化合物的结构,因此被选择用于ZINC库的2D筛选。
为了寻找比该NCI数据库中可得到的更为宽范围的化学空间,使用从最初药效基团筛选中获得的该子结构,以从更大的ZINC数据库中获得化合物列表。使用在此网址提供的研究工具,用图6B子结构的研究包括在该ZINC数据库中的约10,000个化合物范围内。使用ZINC工具将化合物保存成MOL2格式文件。将图6B中的初始药效基团和片段用于该ZINC数据库中的相关化合物研究。这些研究产生约10,000个化合物,根据它们与EF活性位点在硅中(in silico)结合的能力对它们进行分类。使用自动对接排列所述化合物,其在对接底物中与炭疽EF(PDB 1K90和PDB 1XFV)以及哺乳动物AC(PDB 1CJV)进行的非常充分。
实施例7
为进一步研究筛选FIII-1、FIV-50和FII-1
一些研究显示,自动对接的缺省条件示给予具有已知抑制剂的不可用结果。因此,使用该化合物的亚组进行一系列对照试验,以测试该金属离子上的电荷效应(Chen et al.,2007,以其全文通过引用并入本文)以及有关如何根据它们的对接得分对化合物进行分类的叠代次数。这些结果显示,对于从多种化合物中选择具有最低结合得分的化合物而言,60次叠代是充分的,但是为了获得最低能量和最准确的定位,人们需要使用相当长的对接时间。最低能量始终发现于约200次叠代。多步骤策略(图11)被用于加速该计算。对于10次(缺省)或者60次遗传算法(GA)叠代,对全部10,000个化合物进行对接。使用-14kcal/mol的结合能截止值(当3’dATP与EF对接时的最低结合能),以区分活性化合物和与活性位点具有合理结合的那些。如果当该对接运行更长时(对于10次GA运行的第一次操作为431个采样数,相对而言,对于60次GA运行的第二次操作为671个采样数),更多化合物低于该阈能。然后为了更高准确度用升高到200次的GA运行数重新对接全部这些化合物,结合能截止值变为-16kcal/mol以获得更多的活性化合物。此步骤从两个初始列表中分别产生81个和100个采样数。这些结果显示,尽管使用更高初始对接时间获得了更多低能量化合物,最终的差异仅仅是关于具有相对更高能量值的化合物。
比较具有最有利的自动对接得分的100个化合物(即,具有低于或等于-16kcal/mol结合能的那些)的性质和结构。图12显示了19个化合物的自动对接得分,以及前面选择的抑制剂、ATP及其类似物的对照的自动对接得分。
在ZINC数据库中的2.7百万个以上的化合物中的约10,000个化合物具有相似的分子框架。使用显示实现最大准确度的方法(即,与在该复合物的晶体结构中对ATP类似物试验确定的位置匹配的对接位置有多好),根据它们的对接得分排列这些化合物。
实施例8
抑制水肿因子CAMP生成的体外分析
来自实施例7的3个化合物比PGE2-咪唑对照具有更好的活性,并且衍生自该起始三个化合物的复合化合物也具有改善的活性。使该化合物的抑制活性与以前已知的抑制剂PGE2-咪唑(Peterson et al.,2001)的抑制活性进行比较,该PGE2-咪唑以100μM的范围在细胞中抑制EF-诱发的cAMP生成(图13)。来自上文所列的这3个化合物具有十分不同的分子结构,这些化合物具有低的μmol范围的IC50值(图13):3-[(9-氧代-9H-芴-1-羰基)-氨基]-苯甲酸(FIV-50,在表1中;ZINC#75209;1.7-5μM)、4-(3-甲氧基-苯基)-3a,4,5,9b-四氢-3H-环戊烯并[c]喹啉-8-甲酸(FII-1;ZINC #75022;1.8-7μM)、和4-[(蒽-9-基甲叉)-氨基]-2-羟基-苯甲酸(FIII-1;ZINC #132715;9μM)。尽管它们有不同的结构,它们没有一个类似于ATP,这些化合物的全部3个充分覆盖了初始药效基团,并且对接到与EF复合物的晶体结构中ATP的位置接近的位置。在所有3个化合物中的共有子结构是:平面的芳香族结构,它们对接在靠近ATP的(平面)嘌呤(以及苯片段F1位置的中心)的位置;以及羧基(其大约对应于羧基片段F2),其在该对接中与金属离子和EF中的荷正电侧链相互作用。FIV-50的IC50值范围为0,291至12.26,均值为4.74,标准偏差为4.37。3个初始化合物中没有一个与任何已知药物或代谢物相似。然而,通过分析测定10,000个化合物的多样性文库,FII-1与试验鉴定的磷酸酶抑制剂家族具有某种相似性(Brisson et al.,2004)。
图3E、3F和图14描述了3个活性化合物的最低能量对接构象与初始药效基团和EF晶体结构中的ATP类似物的药效基团相符是如何的好。对这些化合物进行进一步设计以增强药学性质,并且针对这些衍生物的活性分析见于图15A-O和图16A-D。
实施例9
FIV-50的重新设计
用于重新设计化合物的三种方法已作探讨,根据是:1)从ZINC中重新筛选化合物,其与FIV-50在结构上接近,或者其含有具有良好的有机合成可能性的构件块;2)使用程序Leapfrog或者通过基于初始药效基团的手法,在特定位置添加片段;和3)具有化学绘图化合物,其在逻辑上是下一代并且易于合成。在这些情况的每一种中,通过它们的自动对接以及结合的GOLD得分选择化合物。
用GOLD(Chemscore)和自动对接,使1954个联苯基(diphenyl)ZINC化合物对接。多于60个化合物比初始化合物(FIV-50)具有更好的ChemScore。然而,仅有1个化合物比该初始化合物具有更好的自动对接得分。该数据显示,在该自动对接得分与该GOLD ChemScore之间存在非线性关系。具有良好自动对接得分的所述联苯基化合物亦具有良好的GOLD ChemScore。但是某此具有良好ChemScore的化合物没有良好的自动对接得分。
还对接了选自ZINC的特别符合该药效基团的大量的化合物。将在SYBYL中执行的UNITY程序应用于研究该ZINC数据库,其含有约4.6百万个化合物,对于以药效基团为基础的片段匹配的化合物(采样数)。将该ZINC数据库中的所有化合物以mol2格式下载,然后转换成通过UNITY程序使用的格式。距离限制加入该片段,再针对与该药效基团匹配的化合物运行该UNITY程序以研究该ZINC数据库中的化合物。总计获得约20,000个采样数,然后使用3种不同的程序将它们与制备的CTA活性位点对接。将通过用UNITY筛选该ZINC数据库获得的采样数用自动对接3、4和GOLD对接。为了得到准确的自动对接结果,运行数应当为200,其会每个化合物占用0.5~1小时。因此,将运行数设定为10的最初20,000个采样数对接。然后为了准确对接通过设定运行数至200来选择约2,000个化合物(~10%)。获得了多于100个化合物,它们具有比底物NAD+更好的自动对接4得分;并且获得了多于100个化合物,它们具有比NAD+更好的自动对接3得分。来自自动对接3、自动对接4和GOLD的得分相互之间没有良好的相关性。根据全部这3个评分函数,没有化合物排列到前10位。
以下表2显示了本发明示例性化合物的多种经计算确定的值。还显示了通过cAMP-特异性ELISA(Assay Designs,Ann Arbor,MI)确定的、试验产生的IC50值。表2
          自动对BE                                                  IC50          接4       (AD3)     DE(AD3)    GOLD     cLogP   MW
FIV-50    -11.8     -14.3     -14.49     31.97    4.29    343       1.7-9.0
FIV-1     -11.45    -14.54    -14.87     29.4     4.19    373       5.8
FIV-29    -11.18    -15.22    -14.68     37.09    2.72    372       ND
FIV-31    -12.75    -15.13    -14.86     33.48    3.26    373       ND
FIV-34    -11.74    -14.83    -14.45     34.66    3.57    358       ND
FIV-35    -11.33    -14.53    -14.58     34.69    3.99    359       6.2
FIV-39    -12.09    -14.4     -14.67     32.58    3.99    359       5.6
FIV-40    -11.43    -14.84    -15.03     33.02    3.57    358       ND
FIV-46    -8.87     -15.33    -14.93     32.77    3.56    358       ND
FI-3      -5.8      -8.31     -8.28      27.43    2.22    203.2     30
FI-1      -7.33     -10.5     -5.16      26.09    3.14    268.3     20
FI-2      -7.81     -11.5     -6.11      27.92    4.2     296.3     28
FII-1     -11.58    -16.76    -16.03     34.16    4.52    340.4     44
FIII-1    -10.59    -14.02    -14.02     33.15    3.36    320.67    20
FIV-54    -8.32     -7.04     -7.04      27.16    5.06    371.4     12.9
FIV-58    -8.06    -16.99    -17.21    26.29    4.64    387.4    7.2
FIV-55    -11.99   -18.91    -17.96    33.67    4.61    356.4    11.4
FIV-53    -8.61    -16.98    -17.06    32.06    4.45    373.4    ND
FIV-67    -7.86    -16.01    -15.34    26.35    5.6     383.3    6.9
FIV-70    -7.92    -12.57    -11.1     28.97    4.47    358.8    50
FIV-65    -7.51    -16       -15.91    32.17    4.77    342.4    1.5
FIV-68    -9.68    -17.52    -17.7     32.56    3.15    341.4    2.71
FIV-66    -7.81    -15.65    -13.93    29.82    5.27    345.4    ND
FIV-61    -7.06    -11.7     -11.3     30.84    4.77    299.3    28.6
FIV-60    -7.59    -12.18    -12.09    31.03    5.45    351.8    3.8
FIV-64    -12.65   -15.72    -15.49    35.55    4.7     344.3    ND
实施例10修饰化合物以增加溶解度并降低有毒副作用的示例性方法将化合物提交给有机化学毒性分析网站,其通过用户绘制的化合物来预测具有毒性(致诱变性、致瘤性、刺激性和致生殖性)作用的可能性。根据比较已知毒性化合物与公认安全(GRAS)的药物来运算,并说明认为怀疑的用户-特异性分子的片段。
预测过程位于使用户绘制的结构中的毒性预警增加的结构片段的预计算组的可能的问题中心。该毒性片段列表是从具有已知毒性(例如致突变性)的RTECS数据库的碎片化合物组合的。将每个分子首先在每一个可旋转的键上切割,产生一组核心片段。接着将这些片段用于重建所有可能的更大片段,其是原始分子的子结构。还测定了在3000个认为大多无毒性作用的、商业药物的列表中的毒性结构的出现频率。如果发现经常为有害化合物的子结构但从不或者很少为商业药物则将该片段认为一风险因子。该位置显示已知致诱变性、刺激性或致瘤性化合物的约80%被认为是它们的方法,并且仅鉴定约10%的GRAS化合物具有潜在毒。
表3列出了FIV-50和FII-1的结果。根据此分析,可能引起致突变性和刺激性副作用的FIV-50和FII-1区域确实在该侧链上,特别是在该苯环本身,而非该氧基芴或环戊基喹诺酮环上。表3显示了FIV-50和FII-1的估计的副作用、对接得分和计算的logP。表3
  化合物   致突变性   致肿瘤性   刺激作用   生殖作用   ADk4   AD3(BE)   AD3(DE)   cLogP
  FIV-50   高风险   低风险   中度风险   低风险   -11.93   -18.95   -19.4   4.29
  FII-1   低风险   低风险   低风险   高风险   -11.64   -178   -17.02   3.59
然后通过引导改变使副作用最小化并使logP值降低以增加溶解度但不降低结合亲和力来改变面貌FIV-50和FII-1的结构。图17列出了由修饰的FIV-50和FII-1获得的化合物的结构,将它们转化使得它们的估计的致突变性、致肿瘤性、刺激性和生殖作用成为低风险。另外的FIV-50衍生物列于图18。FII-1的对接图显示,环戊基喹诺酮环上的羧基接近于该金属离子,并且该活性可通过添加这里的再另一羧基而增强。所设计的化合物14的副作用(包括致突变性和刺激作用)期望是低的,并且它们的溶解度(计算logP),除了化合物1以外,比之于FIV-50的溶解度好。对于大多数部分,该对接得分不受该添加的影响。
以在FIV-50的苯甲酸部分上的修饰设计其它化合物,以使金属离子结合最佳化。在这里,使用了基于测试各种影响羧酸的离子电位(或pKa)的取代基的方法。根据到目前为止实施和测试的修饰(图19),很少有清楚显示大多数活性化合物确实是更好的金属螯合剂。
表4显示了各种致突变性测定进行计算的结果。表4
            致突变性    致瘤性    刺激性    生殖性
FIV-50      高          低        中        低
FIV-1       中          低        低        低
FIV-29      低          低        低        低
FIV-31      低          低        低        低
FIV-34      高          高        中        低
FIV-35      低          低        低        低
FIV-39      低          低        低        低
FIV-40      中          低        低        低
FIV-46      中          低        低        低
FI-3      低    低    低    低
FI-1      低    低    低    高
FI-2      低    低    低    高
FIII-1    高    低    低    低
FII-1     低    低    低    高
FIV-54    低    低    低    低
FIV-58    低    低    低    低
FIV-55    低    低    低    低
FIV-53    低    低    低    低
FIV-67    低    低    低    低
FIV-70    低    低    低    低
FIV-65    高    低    高    低
FIV-68    低    低    低    低
FIV-66    低    低    低    低
FIV-61    低    低    低    低
FIV-60    低    低    低    低
FIV-64    *     *     *     *
实施例11
对接程序的比较
比较自动对接、LigandFit/Cerius2和FlexX对接程序,其方式是使用三种它们正确测定炭疽杆菌的水肿因子(EF)的底物和抑制剂的相互作用的能力的测定法。在第一测定法中,测定了由三种程序测定的底物类似物(3’-dATP或2’,3’-ddATP)的最低能量位置与EF的两种不同共-晶体结构之间的RMSD。该最低能量自动对接簇还与晶体结构位置接近。虽然所有的相互关系相对较弱,该自动对接程序与试验结果最符合。
虽然这些程序均显示对各种计划有用,尚不清楚哪种方法最适合于在它们的活性位点具有金属离子的对接蛋白,例如EF和PT。在已知底物和EF抑制剂与四个蛋白活性位点的对接中的自动对接LigandFit/Cerius2和FlexX的操作的比较显示于图20。通过比较EF和CYAA的活性位点中的ATP类似物(3’dATP或2’,3’-ddATP)的对接位置与通过X-射线结晶法试验确定的对接位置,以评价该对接准确度。还比较了该程序是如何与这些细菌AC毒素、PGE2-咪唑的已知抑制剂对接的(Peterson et al.,2001)。作为最终对照,将ATP类似物和PGE2-咪唑对接进入哺乳动物腺苷酸环化酶的活性位点,其具有完全不同的活性位点。这确定了:1)在预测底物相互作用模式中哪种对接程序更准确;2)确定G蛋白-配体与金属离子-配体相互作用的程序之间的差异。结果显示,该自动对接程序对于筛选化合物库以选择细菌性腺苷酸环化酶毒素的抑制剂是适当的。此外,已发现,根据它们的对接得分的该三种最佳化合物在生物分析中全部是有效的。
实施例12
式I型结构的对接
在EF的体外cAMP分析中和在霍乱毒素中FI-3化合物具有最连贯的活性。如下表5所示,此化合物具有中等得分,而与该得分程序或者是否对接进入炭疽水肿因子的两种晶体结构(PDB文件名为1K90和1XFV)任一种的活性位点无关。相对不利于能量值(能量越低,与靶的预期结合越紧)是由于KM11的相对较小的尺寸。要注意,也许是由于该较小的尺寸,对于位置中的化合物的两个环(图22)均深深地结合进入该活性位点袋中,并且特别地接近于该金属离子。来自MEJ的最新活性化合物(图23)具有更为扩展的构象。选择的分析结果(IC50)显示于表5。表5
  FI-1   20.4μM   >100
  FI-2   21.4μM   27.3uM
  FI-3   38.8μM   64.1uM   29.85   11.1   29.44
实施例13
生物分析示例性的物质和方法
在生物分析中用作阳性对照的PGE2-咪唑是如先前所述合成的(Peterson et al.,2001),并且冷冻保存。PGE2-咪唑首先鉴定为霍乱毒素活性的抑制剂(Peterson et al.,2001),但是还显示在μM的范围内是一种炭疽EF的有效抑制剂。其它化合物得自国立癌症研究所(NCI)或者购自Asinex、Ryan Scientific、Sigma-Aldrich、TimTec,或者如所讨论的来合成的。将化合物溶解于细胞培养介质或DMSO中,并且其中必要时用少量的NaOH或HCl使pH设定为中性。
FIV-50的溶解条件:在药用级的净DMSO中,取具有最低水含量的化合物。将其溶解成至少100mM。为了稀释在缓冲液或水中,对于每mM的FIV-50使用1-2毫当量的NaOH(这样,对于每μl的在DMSO中的100mM溶液,使用1-2μl的0.1N NaOH)。
细胞培养。使鼠科动物单核细胞/巨噬细胞(RAW 264.7)在含有Dulbecco改良Eagle培养基(DMEM)(Mediatech,Inc.,Herndon,VA)的T75烧瓶中在37℃、5%CO2下繁殖。该培养基含有10%胎牛血清(FBS)、100μg/ml青霉素/链霉素和L-谷氨酰胺。
EF的细胞分析:在48孔组织培养板中,使细胞辅板1x106细胞/孔于DMEM中,该DMEM含有10%FBS、100μg/ml青霉素/链霉素和L-谷氨酰胺并有异丁基甲基黄嘌呤(IBMX)(50μM)IBMX,并在37℃、5%CO2下使其粘附过夜。将PGE2-咪唑、PA(2.5μg/ml)和EF(0.625μg/ml)用分析介质稀释,该分析介质含有DMEM(无酚红)以及100μg/ml青霉素/链霉素和L-谷氨酰胺。将介质从细胞中吸出,并用含有PA和EF或其它cAMP生成G蛋白的不同浓度的PGE2-咪唑或感兴趣的化合物置换。然后在37℃、5%CO2下将板孵育4小时。孵育之后,除去培养上清液(细胞外cAMP),再转移到用于cAMP测定的新的48孔板中。
cAMP测定。在该培养上清中的细胞外cAMP浓度用来自Assay Designs,Inc.(Ann Arbor,Michigan)cAMP-特异性ELISA根据制造商的说明书测定。以前的毒性作用的分析已显示,cAMP的细胞外水平比cAMP的细胞内水平比更可靠。描述核甘酸外流机制的最新报道进一步支持了此分析法的用途(Lin et al.,2008)。
细胞毒性作用的估计。针对细胞毒性测定所有化合物,排除测定浓度范围内(至多100μM)引起的任何细胞毒性响应。肉眼观察对照细胞(化合物,未加PA/EF)测定细胞毒性,并通过从鼠科动物单核细胞-巨噬细胞系(RAW 264.7;American Type Culture Collection,Manassas,VA)中乳酸脱氢酶(LDH)的酶释放来定量测定细胞毒性(Peterson et al.,2006)或者通过MTT分析测定细胞毒性,其是基于通过增殖细胞(细胞毒性化合物随药物浓度增加而减少MTT摄取)吸收3-(4,5-二甲基噻唑基-2)-2,5-二苯基四唑鎓溴化物(MTT)的比色测定法(Peterson et al.,2007)。对于LDH分析,使RAW 264.7细胞在增补10%胎牛血清、100μg/ml青霉素-链霉素和2mM L-谷氨酰胺的Dulbecco改良必需培养基(Mediatech,Inc.,Herndon,VA)中在37℃、5%CO2下使用组织培养烧瓶繁殖。接着,将细胞辅板于96-孔平底组织培养板(Corning)中,密度为1x106细胞/ml,再在37℃、5%CO2下培养过夜。测定细胞毒性,为从巨噬细胞释放进入细胞培养上清中的LDH酶的量的函数。化合物的不同稀释液在37℃、5%CO2下培养4h。使用CytoTox 96非放射性细胞毒性分析试剂盒(Promega,Madison,WI),测定释放进入巨噬细胞的培养上清中的LDH,并通过测定在490nm波长处的吸收值定量。培养介质的颜色增加是细胞毒性的指标。
对于MTT分析,使用购自American Type CultureCollection(Manassas,VA)的试剂盒。将J774A.1鼠科动物单核细胞/巨噬细胞-样细胞(ATCC)以5x105细胞/ml辅板,并在37℃、5%CO2过夜下生长到60对80%融合。将每种化合物的两倍稀释液加至细胞中,再培养4h。培养之后,将10μl/孔的黄色四唑鎓MTT盐加至细胞中,放置2h。通过代谢活性细胞减少盐。使所得细胞内紫色甲月替在以MTT分析试剂盒提供的清洁试剂(ATCC目录号30-1010K)中溶解过夜。在570nm下测定反应产物,定量。颜色减少是细胞毒性的指标。
实施例14
体外用霍乱毒素抑制CAMP生成
由于该体内分析使用霍乱毒素(AB5肠毒素)通过增加cAMP以诱导液体和电解质分泌,并且由于其确实通过不同于炭疽杆菌水肿因子的途径,开始研究以确定这些化合物是否还会在体外分析中抑制霍乱毒素。对于这些研究,使用了RAW264.7细胞。使它们如上文所述繁殖。
用于分析的平板培养细胞。使用血细胞计数器进行细胞计数,并且在48孔组织培养板中每孔辅板1x106细胞。在37℃、5%CO2下,使细胞粘附在塑料上过夜。
细胞分析。在一个新的48孔板中,实施试验条件以转换成含有细胞的48孔板。计算毒素和抑制剂浓度,并使体积蒸馏到该48孔板中。然后将试验条件转换到该含有细胞的48孔板中,再在37℃、5%CO2下使板培养4小时。4小时培养结束时,除去培养上清(细胞外cAMP)再转移到新的48孔板中。使用分析设计的相关-EIA直接cAMP试剂盒,以双份定量测定来自上清的细胞外cAMP的量。
图24和25是来自FI-3和FI-1的数据。在此分析法中,FI-3抑制了霍乱毒素诱导的cAMP,但不完全抑制PGE2-咪唑。进一步显示,FI-1不抑制由霍乱毒素诱导的cAMP(图25)。
实施例15
用LDH对化合物毒性研究
在将示例性的化合物使用于小鼠回肠回路模型之前,开始研究以确定示例性的化合物是否在体外对细胞有细胞毒性(LDH分析)。
LDH分析。简而言之,将鼠科动物单核细胞/巨噬细胞(RAW264.7)辅板到96-孔板的组织培养板中,每孔5x105细胞/ml。在37℃/5%CO2下使细胞粘附到该板上过夜。次日,用澄清的DMEM(200ul)漂洗细胞。在分别的管中制备试验品的稀释液,并加至细胞中。将溶菌(Lysis)缓冲溶液加至标有“100%溶菌”的孔中,再使细胞在37℃/5%CO2下培养3小时。以200xg将板离心5分钟,再将50μl的上清液加至另一无菌96孔组织培养板中。将基质Mix加至每孔中,再使之在室温下无光线下培养至少30分钟。向每孔中加入中止溶液,再在490nm处读板。
应当指出,没有一种测试的化合物在所用的体外LDH分析中是有细胞毒性的(图26、图27、图28)。尽管在每一分析中FI-1均不抑制体外cAMP的累积,但还是在体内分析中对它进行了测试。在LDH分析中没有一个化合物是有细胞毒性的。
EdTx和CT分析产生的数据显示于图29和图30。注意,cAMP释放的抑制作用与PGE2-咪唑的抑制作用相比相等或者更好。这些化合物的两个在体外LDH分析中均无细胞毒性(图31和图32)。
实施例16
FIV-50的肠毒性大肠杆菌小鼠体外研究
此实施例的试验设计演示于图33。简而言之,在-48小时时,用补充链霉素和果糖的无菌水供应小鼠。感染之前12小时移除食物。在-3至-1小时时,i.p.注射组胺H2受体拮抗剂,以抑制胃中酸的生成。在0小时时,使小鼠孵育400μM的待测化合物,并灌胃给予肠毒性的大肠杆菌(ETEC)(1x1008)。在从开始孵育时起的12、24、36和60小时时,使动物通过i.p.接受等份的测试化合物;在24、48或72小时时,用异氟烷和颈脱位法使动物安乐死。测定肠的重量和长度,重量分析法估计液体含量,计数肠中的细菌数。
不同剂量的FIV-50:DC-4治疗对于在72小时时从肠液中回收的、甚至是浓度为0.1mM的细菌(ETEC)的量具有抑制作用(图34)。在FIV-50存在下、当在感染后72小时测定时,液体增量(通过肠的重量估计)减少(图35)。尽管使用重量/长度比的各组之间差异不如重量强,其在科学文献中更常见的是与液体损失到肠长度上有关。由于用ETEC治疗的小鼠肠膨胀,该比率代表了基于重量和长度的液体的真实减少(图36)。
测定FIV-50与PGE2-咪唑比较的作用。使用8只动物,每组4只:(1)阴性对照CD-1小鼠组+GSNO+PBS;(2)CD-1+ETEC细菌;(3)CD-1+ETEC细菌+0.1mM FIV-50;(4)CD-1+ETEC细菌+1mMPGE2-咪唑。在0h时使动物接受ETEC(1x10^8)+/-FIV-50(0.1mM)或者PGE2-咪唑(0.1mM)。在12、24、36、48和60h时给予FIV-50或PGE2-咪唑i.p.加强剂量,然后在72h时安乐死。在感染后72h获得数据。通过双尾学生氏t-检验对独立的样品分析肠重量、肠重量/长度比和肠液中的菌落形成单位(CFU)。
在FIV-50-和PGE2-咪唑-治疗小鼠中观察到肠重量减小(表示液体累积)(图37A)。在ETEC+FIV-50-治疗的动物中观察到更大的重量减小。该作用在FIV-50-治疗中比PGE2-咪唑治疗中更为显著。尽管计算的重量/长度比的差异无统计学差异,在FIV-50-治疗的动物中对总液体累积的作用仍然明显(图37A)。
两种化合物均对在感染后72小时时从肠液中回收的细菌有影响(图38)。这些结果表明,肠中ETEC细菌寄居和持续的能力在PGE2-咪唑或FIV-50存在时减小。如果细菌不能寄居,则它们会从肠中清洗出去。
组织的初始检查显示,小肠表面的完整性在仅ETEC处理的动物中改变,如微绒毛长度缩短和坏死组织所证明的(图39,上图)。相反,肠的完整性在孔V-50-及PGE2-咪唑-治疗的动物中未受损(亦被ETEC感染)(图39,中图和下图)。
仅感染ETEC的小鼠的小肠的超微结构研究,证明微绒毛破坏和细胞死亡(图40)。对照组织(未受感染的)被用于比较。图41和42证明了由于细菌毒性所致组织破坏的更多实例(更高倍放大,分别为32,000X和64,000X)。当用ETEC感染的动物亦用PGE2-咪唑治疗时,肠上皮屏障的完整性得以维持(图43)。还以EM图像进行了观察,细胞微绒毛看上去相当完整(小范围的微绒毛破坏),但未发现细胞杀灭的证据。在感染ETEC和接受FIV-50的CD1小鼠中,肠上皮屏障完整性完全得以维持(图44)。如在EM图像上观察到的,细胞的微绒毛是完整的(无微绒毛损坏的迹象),并且也明显无细胞杀灭的证据。微观上,在防止组织避免ETEC损伤中,FIV-50比之于PGE2-咪唑更为有效。
在ETEC-感染的动物中观察到小肠微绒毛的破坏。在PGE2-咪唑中明显有该损伤的减小,但该保护作用在FIV-50-治疗的动物中更明显。在用PGE2-咪唑或FIV-50治疗的动物中未观察到毒性的证据(无出血,肠上皮的完整性得以维持,明显无细胞死亡)。
FIV-50治疗后的时间过程:使用32只动物:(1)每组4只CD-1小鼠,在24h时,(n=8);(2)每组4只小鼠,在48h时(n=8);(3)每组8只小鼠,在72h时(n=16)。在0h时动物接受ETEC(1x108)+/-FIV-50(0.1mM)。在12、24、36、48和60h时施用FIV-50加强剂量。在24、48和72h时将各组动物处以安乐死。在感染之后的24h(每组4只小鼠)、48h(每组4只小鼠)和72h(每组8只小鼠)获得数据。肠重量、肠重量/长度比和肠液中的菌落形成单位(CFU)是通过双尾学生氏t-检验针对独立的样品进行分析的。
在用FIV-50治疗的动物中,液体累积的瞬间升高于24h时观察到(图45)。此液体累积逐渐减少在一段时间是显著的(24-72hr)。在ETEC+FIV-50之间在72h时观察到无统计学意义。注意:观察到当FIV-50为新配制的时候获得的更显著的作用。
对肠液中的细菌计数,原始数据包括来自所选择的动物,以证实ETEC-治疗(ETEC)与ETEC-治疗+FIV-50的动物(FIV-50)之间在感染后不同的24、48和72h时的显著差异。此处提供的数据仅是72h的(P<0.01,用FIV-50对比ETEC治疗的动物)(图46)。观察到回收的细菌的数目有3-log差异。
FIV-50治疗的比较-口服对比i.p.治疗:为了评价在液体中在24h时的初始峰是否是对于通过口服途径施用FIV-50,将这些动物与仅通过i.p.途径接受FIV-50的ETEC-感染的动物相比。使用72只动物,(1)24只CD-1小鼠接受ETEC(n=8(24h)、8(48h)和8(72h));(2)24只CD-1小鼠接受ETEC+FIV-50口服和i.p.(n=8(24h)、8(48h)和8(72h));(3)24只CD-1小鼠接受ETEC+FIV-50仅i.p.(n=8(24h)、8(48h)和8(72h));在0h时接受ETEC(1x10^8)+/-FIV-50(0.1mM)的动物(口服)。仅在12h之后i.p.接受FIV-50开始的一组,在12、24、36、48和60h时给予FIV-50i.p.加强剂量。在24、48和72h时使动物安乐死。在感染后24h(每组4只小鼠)、48h(每组4只小鼠)和72h(每组8只小鼠)获得数据。肠重量/长度比通过是通过双尾学生氏t-检验针对独立的样品进行分析的。
在ETEC-治疗的+FIV-50-口服动物(FIV-50口服)中在24h时观察到液体累积增加(*P<0.05)(图47)。初始口服接种的排除减少了液体累积。在此试验中在48h时观察到FIV-50的最大作用(P<0.01)。然而,在感染后72h,在FIV-50口服治疗动物中液体累积低于对照(ETEC)。
存在或不存在FIV-50时的细菌生长动力学:为了测定肠内寄居的差异是否归因于由FIV-50杀灭有机体,进行了一系列的体外研究以确立FIV-50的抗菌作用。使ETEC H10507或其它肠细菌的培养物(病原性大肠杆菌和沙门氏菌的分离物)生长于Luria-Bertani(LB)肉汤中,存在或不存在0.1mM的FIV-50。通过以1小时的增量达6小时来测定600nm处的吸收度以监测菌株生长,并通过在0和6h时的系列稀释和辅板定量以评价生长速度。培养物的光密度直接与细菌的菌落形成单位/ml相对应:1OD600=8x108个细菌。
在缺乏或存在FIV-50的情况下观察到显示FIV-50对生长无影响(因生长速度无差异)的数据(图48)。因此,肠内寄居中观察到的作用不是由于由FIV-50杀灭有机体。图49类似于以前的幻灯片,在用或不用FIV-50培养的细菌中观察到生长无差异。
细菌黏附培养的上皮细胞:为了进一步确定FIV-50对细菌黏附是否有效,设计了一项试验以评价体外对组织培养细胞的黏膜附。在37℃下使细菌静止生长于LB肉汤中过夜,以约10∶1的重复感染接种到半融合培养的上皮细胞单层(HeLa细胞,exp 6;Caco-2细胞,exp7),生长于24-孔微量滴定板中。使用之前,使细胞用无菌磷酸盐缓冲盐水(PBS,pH 7.4),再补充以DMEM(Dulbecco氏最低必需培养基,组织培养基)。在37℃和5%CO2下使细菌和细胞培养3小时,然后使细胞用1mL的PBS洗涤5次。为了对大肠杆菌黏附进行量化,使细胞用200μl的在PBS缓冲液中的0.1%Triton X-100复原,再辅板到含有适宜抗生素的Luria琼脂平板上。数据以从一式三份孔中回收黏附细菌的CFU/mL表达,并且代表至少两个在一式三份中分别进行的试验。
黏附减少仅在ETEC中观察到(无统计学显著性)(图50)。因此,结果表明,FIV-50不干扰在体外细菌与细胞的结合,并且支持了体内研究中对黏附的抑制作用的重要性可能是由于腺苷酸环化酶抑制作用。使1x106HeLa细胞感染1x107细菌+/-FIV-50,再在3h之后对黏附定量。(HeLa细胞是一种用于细菌黏附分析的标准细胞系)。图51类似于以前的幻灯片,仅在ETEC中观察到黏附减少。在其它株中黏附稍微增加无统计学显著性。FIV-50不干扰细菌与细胞的结合或者预防细菌生长。使1x106HeLa细胞用1x107细菌+/-FIV-50感染,再在3h之后对黏附定量。图52类似于两个以前的幻灯片,在ETEC中观察到黏附减少,但在此情况下,两种不同ETEC株的黏附减少,而且相同作用未在其它病原体中观察到(未产生LT毒素)。使1x106HeLa细胞感染1x107细菌+/-FIV-50,再在3h之后对黏附定量。还测试了FIV-50对细菌黏附Caco-2细胞FIV-50的作用。在此情况下,在用FIV-50培养的细菌样品中观察到无黏附减少,不同的是,FIV-50-处理的细胞中观察到黏附稍微增加(无统计学显著性)(图53)。该作用可能是由于使用的细胞类型以及在细胞上缺少适当的受体。使1x106Caco-2细胞感染1x107细菌+/-FIV-50,再在3h之后对黏附定量(Caco-2细胞是一种还用于细菌黏附分析的结肠细胞系)。图54类似于以前的试验,观察到无黏附减少,不同的是,FIV-50-处理的样品中观察到稍微增加。孵育3h之后获得了此数据,可能的是,针对这些细胞的作用需要更长的孵育时间。使1x106Caco-2细胞感染1x107细菌+/-FIV-50,再在3h之后对黏附定量。
比较FIV-50治疗作用(FIV-50仅通过口服或i.p.途径;定义毒性):为了评价肠中FIV-50的存在是否会产生对组织的任何毒性作用,比较接受以下的动物:仅ETEC、仅FIV-50、ETEC+FIV-50(仅口服途径)、和ETEC+FIV-50(仅i.p.途径)。使用32只动物(每组8只动物):(1)CD-1小鼠,仅接受ETEC;(2)CD-1小鼠,仅接受FIV-50;(3)CD-1小鼠,接受ETEC+FIV-50仅口服;(4)CD-1小鼠,接受ETEC+FIV-50仅i.p.。在0h时,使动物接受ETEC(1x10^8)+/-FIV-50(0.1mM)(口服或i.p.)。一组仅接受FIV-50口服(无ETEC)FIV-50i.p.或口服加强剂量在12、24、36、48和60h施用。在24和72h时使动物安乐死。针对毒性体征(炎症、液体累积、出血等)分析感染后24h(每组4只小鼠)和72h(每组4只小鼠)获得的数据,并在两个时间点均测定细菌计数。对独立的样品通过双尾学生氏t-检验分析数据。
在任何测试条件下均观察到无出血或炎症的症状。如在前面试验中报道的,在24h时观察到液体累积(ETEC+FIV-50口服感染)。与对照动物相比,肠组织是正常的(未感染的或者接受FIV-50)。在ETEC感染的动物中细菌计数复原,在用FIV-50治疗的小鼠中获得细菌计数减少(图55)。在仅接受FIV-50的动物中无细菌复原。
如本文所示,使限制营养的、抗生素-治疗小鼠模型以及用FIV-50和PGE2-咪唑进行的研究最优化。此外,在用肠毒性的大肠杆菌的试验性感染期间,已确认FIV-50抑制肠液损失,但此化合物在感染早期增加了液体累积,这可能是由于施用方式。FIV-50对ETEC寄居小肠的能力有影响。此外,组织和显微数据证实,用FIV-50治疗不会损害肠结构。体外黏附分析证实,FIV-50影响了ETEC结合,但未显示在其它病原体中的类似作用。
实施例17
用霍乱毒素对小鼠研究式1型化合物
试验操作和总体结果的总结。当接种到小鼠的结扎肠环中时,霍乱毒素(CT)会由于液体累积而引起显著膨胀。为了确定PGE2-L-组氨酸或其它化合物是否降低CT-诱导的PGE2活性,使用试验性霍乱的鼠科动物模型。小鼠肠结扎环分析是在成年Swiss-Webster小鼠(6-8周龄)中进行的,该小鼠是购买的,并且住于无病原体的动物设备中。简而言之,在手术之前给予小鼠水但不给予食物,以减少小肠中的食物含量。在异氟烷∶乙醇混合物麻醉下进行腹侧正中线切口,以暴露小肠。在每只小鼠中得到单个5-8cm的小肠片段,用00Vicryl缝合结扎。通过注射在100μl磷酸盐缓冲盐水(PBS)和牛血清白蛋白(BSA)中的有或没有200μM PGE2的CT(1μg),或者注射在100μl的PBS+BSA中的100-200μM不同测试化合物(FI-3、FI-2、FI-1、FIV-50和FII-1),来攻击肠。将包括动物的对照组接种在PBS/BSA中的PGE2-咪唑或不同的测试类似化合物,或者接种1%二甲基亚砜(DMSO;用于使不同化合物进入溶液中)。观测6h之后,通过颈脱臼使动物安乐死,并取出肠环。在一些试验中,在手术之前,使动物接受腹膜内注射100-200μM的PGE2-咪唑或者不同的类似化合物作为预治疗。测定腔液的量,并以μl/cm表示。通过对独立的样品进行双尾学生氏t-检验或者通过Dunnett氏多组比较测试,以分析液体累积。
在试验性霍乱的鼠科动物模型中,通过PGE2-咪唑和PGE2-咪唑类似物引起的变化的总结,显示于表6。表6
  测试化合物   试验条件   液体累积减少   毒性
  PGE2-咪唑   未预-孵育   否
  4h预-孵育,有化合物   否
  FI-3   未预-孵育   否
  4h预-孵育,有化合物   是
  FI-2   未预-孵育   否
  4h预-孵育,有化合物   否
  FI-1   未预-孵育   否   是
  FIV-50   未预-孵育   是   否
  4h预-孵育,有化合物   否
  FII-1   未预-孵育   否*   否
使鼠科动物模型最优化,在试验性感染CT期间PGE2-咪唑具有抗肠液损失的保护作用。对使用PGE2-咪唑的感染CT的鼠科动物模型中的研究作进一步的优化。
如图56中显示的,在试验性CT感染之后PGE2-咪唑有效地减少了肠液损失。此试验重复至少两次,代表性的试验显示于图56。作为对照试验,用单独的PGE2-咪唑或者用PBS+BSA进行感染,并且证明,在试验性安排下,这些化合物在不存在CT时不会引起液体累积。
然后测定用PGE2-咪唑预-孵育是否会增强该化合物的抗分泌作用。在攻击之前4小时,将在200μl PBS中的40μg的PGE2-咪唑通过腹腔途径施用。如图57所示,在用CT试验性感染之后,用PGE2-咪唑预-孵育会显著减少肠液的累积。结果是以两个不同的日子进行的两个独立的试验的典型代表。
这些结果显示,PGE2-咪唑显著地抑制霍乱毒素诱导的肠分泌,并且将该试验性模型最优化,以测试鉴定在体外具有增加活性的哪种类似物在体内感染中更有效。
在试验性感染CT期间,FI-3也具有抗肠液损失的保护作用,但显示出毒性作用。测试的第一类似物为FI-3,其以前已显示出具有剂量依赖活性,并且减小了由炭疽杆菌水肿毒素引起的体外细胞外cAMP累积。
类似于用PGE2-咪唑获得的结果,用CT感染之后,FI-3产生有效的并且显著的肠液累积的减少(图58,两个独立试验的代表)。然而,观察到一些用CT+FI-3混合物治疗的动物在试验结束前6h时死亡。此外,在存活的动物中,观察到结扎的环变发炎,并从肠腔中收集到血液。在某些情况下,在该环中观察到血凝块和液体累积。
进行另一试验,该试验中,对感染时使用FI-3治疗的动物与感染前4小时接受I.P.给予FI-3的动物进行了比较。如图59所示,不管时间有预-孵育多少均未观察到在不同治疗组中有统计学显著性差异。而且,在试验终点之前有动物死亡,并且若干接受FI-3治疗的动物显示有水肿、出血和液体累积。
下一试验的化合物是另一PGE2-咪唑类似物FI-2,其在体外显示出cAMP抑制活性,虎有最小的细胞毒性作用。最初分析显示,FI-2可能是有希望的化合物,其在CT试验性感染之后减少了肠液的累积(图60)。用FI-2时水肿不是普遍存在的,然而,在环和腹膜腔观察到有血液累积。FI-2保护性地抗肠液损失,但对动物有高度毒性。
要注意的一方面是,FI-2要求添加DMSO以便得到溶液,并且此溶液在体内可能有潜在毒性。如图60中所证实的,用1%DMSO注射结扎的环会引起轻微的液体累积(然而,进一步的试验证实,DMSO不是毒性的来源)。
类似于用FI-3研究,对在感染时用CT处理的动物与接受I.P的动物进行了比较。如图61所示,当该预治疗动物与CT-对照比较时,观察到液体累积减少(尽管无统计学显著性)。然而,在整个孵育的6小时存活的动物数目减少一半,这不是由于anathetic的手术,而是与该化合物的毒性作用有关。接受FI-2治疗的存活动物显示出肠出血、微血管破坏以及在某些情况下有液体累积。
启动进一步的研究,以研究在用FI-2治疗的动物中观察到的毒性作用。动物用FI-2、用1%DMSO单独、或用CT/FI-2预治疗,然后在不同时间点处死动物,以观察和记录肠结构的变化、液体累积、以及因用FI-2经腹腔注射(ip.)预治疗而对腹膜腔的损伤。如图62观察到的,格子A中,肠的颜色(“粉红色”)以及完整的血液供应(静脉和动脉)表示完整的小鼠肠。相反,由用FI-2预治疗的动物获得的肠在肠成环手术之前4h变得有脆性,并且甚至在手术前观察到有出血(格子B),结扎后观察到有广泛出血(格子C)。为了排除用于溶解FI-2的DMSO而导致出血的可能性,给小鼠i.p.注射以1%DMSO,再孵育4h(格子D)或7h(格子E)。肠的完整性仍然是完整的,并且观察到无毒性。相反,流向以FI-2并孵育5.5h(格子F)或7h(格子G)的小鼠肠在颜色和肠组织方面显示出剧烈的变化。此外,血液供给被中断,甚至粪便也显示出“绿色/黄色”的变色(格子F)。
为了证实试验操作,将对照动物肠结扎,再将霍乱毒素(CT)注入环中。手术后3h之后,在该环中观察到液体累积(格子h)。相反,动物用FI-2预治疗,然后注射含有CT-FI-2的溶液,显示液体累积减少,但观察到大量出血以及肠结构破坏。此外,在腹膜内和肺腔中观察到有出血(格子I)。总之,该试验证实,虽然FI-2在减少由CT诱导的液体累积中是有效的,但其对动物还是有毒性的。
FI-1,一种类似于FI-2的化合物,未减少液体累积并且仍然有毒性。为了确定FI-2观察到的毒性是否是由于该化合物的结构引起,在该环模型中测试了一种类似化合物FI-1(图63)。
与FI-2化合物相反,FI-1不会引起液体累积减少,反而会引起轻微增加。此外,在注射此化合物的那些动物中观察到有与FI-2类似的毒性作用。结果显示,类似的化合物结构可能会在肠腔和肠环中产生类似的毒性作用,但在有关液体累积方面它们未显示相同的作用。
FIV-50保护性的抑制肠液损失,并且在动物中不会显示任何明显的毒性作用。体外测试了体内发现其为水肿毒素和霍乱毒素的有效抑制剂的化合物。测试的第一化合物是FIV-50,其在体外试验中非常有效,无明显的细胞毒作用。
第一组试验显示,在用CT试验性感染之后,FIV-50有效地减少了肠液的累积(图64)。在单独用FIV-50治疗的动物中不存在水肿,显示出此化合物在测试条件下无毒性。在一些动物中,在肠环中观察到血液累积。
进行接下来的试验,其中动物在环结扎之前用化合物FIV-50预治疗,由于以前的化合物在第一试验中无明显毒性,如果它们使用i.p.途径用于预治疗时会显示出毒性。如图65显示的,当预治疗动物与CT-对照比较时观察到明显的液体累积减少。几乎所有的动物存活了孵育的整个6小时,并且观察到无与该化合物预治疗有关的毒性作用症状。若干接受FIV-50预治疗的存活动物显示肠中有血,并且与单用CT治疗的对照动物相比环中的血液累积更为普遍。
FII-1在肠液损失方面产生的轻微的减少,但无实质性的作用,因为当该化合物与用于调节容积以用于注射的缓冲溶液混合时其从溶液中淅出来。从体内研究测试鉴别而来的第二化合物为FII-1。此化合物在体外试验中亦有效,并且无明显细胞毒性作用。
当动物单独接受该化合物时,FII-1未引起明显的液体累积减少,反而造成液体累积轻微增加(图66)。观察到毒性作用;然而,要重点指出的是,该FII-1化合物在与加样缓冲液(PBS和BSA)混合时其从溶液中淅出来。
对试验性霍乱的鼠科动物模型以及用PGE2-咪唑及其它类似物进行的研究进行优化。已证实,PGE2-咪唑在试验性感染CT期间具有抑制肠液损失的保护作用。此外,FI-3和FI-2亦可以减少肠液损失。化合物FIV-50是一种在鼠科动物环模型中有效的有希望的类似物。最后,用FII-1开始研究,结果显示此化合物也是一种抑制剂。实施例18本发明的实例化合物和合成
最初发现有效的分子是环戊烯酮的胺加成物PGA2。它是导致合成一系列环烯酮类化合物的简单胺加成物的第一结构(图67)。当活化时,发现此类型的加成物就它们的可逆反应方面是不稳定的。因此,开发了一系列新的化合物,其中的碳-氮键被碳-碳键代替,该碳-碳键对不希望的消除反应不敏感。这些分子被设计成含有杂环状环,非常像原始咪唑加成物。在针对它们的合成开发化学方法时,这些结构构成了第一组合成和测试的化合物之一。已发现了一些用原始前导物发现的具有活性途径的化合物。
新的杂环连接的bC-N键:最初发现有效的分子是环戊烯酮的胺加成物PGA2。它是导致合成一系列环烯酮类化合物的简单胺加成物的第一结构(图67)。当活化时,发现此类型的加成物就它们的可逆反应方面是不稳定的。因此,开发了一系列新的化合物,其中的碳-氮键被碳-碳键代替,该碳-碳键对不希望的消除反应不敏感。这些分子被设计成含有杂环状环,非常像原始咪唑加成物。在针对它们的合成开发化学方法时,这些结构构成了第一组合成和测试的化合物之一。已发现了一些用原始前导物发现的具有活性途径的化合物。此项工作已在前面的报告中讨论。
执行合成稳定的杂环状加成物的另一方法。由于该原始的加成物不稳定会消除,设计一组分子,它们将该杂环与sp2杂化碳连接。对于这些具有与sp2杂化碳连接的C-N键的化合物是不可能经历消除的,因为此反应会形成在小的五或六元环上形成炔。环戊烯酮和环已烯酮加成物均被合成和分析。有趣的是,这些化合物在抑制炭疽水肿因子和霍乱毒素方面是无活性的。
三环结构最初测定的该结构类型是非常简单的。假如分析结果在10μmol范围显示为平台,则决定合成一系列具有与该母体环状酮连接的第二环的化合物,同时保持了在早期筛选中发现的最佳药效基团。这些分子具有与该环已烯酮核在5位连接的第二环(图68)。购买氟苯和呋喃环己-1,3-环二酮类化合物,并开发将它们在两个步骤中转化成需要的分子化学方法。在最初分析中,该对氟苯基衍生物被证明显示出有希望的活性。然而,在肠环分析法中发现它是有毒性的。
根据计算的新前导物。与进行的医药化学结合,在酶活性位点执行分子模型,企图发现有可能作为抑制剂的新的结构类型。分析来自该分子模型中的化合物,发现具有有希望的活性。基于此前导物,合成了三种新的化合物(图69)。在一个实施方案中,这些结构提供了达到具有更好活性和生理学性质的新化合物。
企图发现具有更好溶解度的衍生物,基于芴酮前导物合成了一系列分子。合成这些分子的目标是改善活性、溶解度并知晓更多关于分子的结效关系。合成苯酰胺类化合物(FI-10和FI-11)主要是改善系统的溶解度。合成联苯基形式以改善溶解度,同时保留更加类似于芴酮的疏水性质。合成具有药效基团同时具有另外的官能团的优点的分子。此方法的目标是鉴别这样的化合物,它们通过与第二结合位置相互作用而具有增加的活性。虽然在该分析是有效的,已证明它们是有毒性的。此外,通过一种分子模型方法,鉴别了两种结构类型,在体内分析中具有证明它们有令人希望的活性。
实施例19
实施例20的方法
一般方法:用于此类反应的所有溶剂在使用前均被干燥,除非有说明。使用硅胶60F24预涂布板(250μm厚)进行薄层色谱法。使用230-400目硅胶60进行柱色谱法。在Varian 300MHz光谱仪上获得NMR光谱;以δ单位报告化学位移,其相对于在0.00ppm处的四甲基硅烷(TMS)信号。偶合常数以Hz报告。高-分辨率质谱是通过俄亥俄州大学的质谱学和蛋白组学实验室(mass spectrometry & proteomics facility)提供.
用于合成溴烯酮16和21的一般操作法:将三苯膦(14.4g,55mmol,1.1当量)稀释于80mL的无水苯中。在冰浴中将该溶液冷却至0℃,应用加样漏斗滴加1M Br2/苯溶液(55mmol,1.1当量)。在加溴时,使该混合物温热至室温,再通过注射器加入三乙胺(7.8mL,55mmol,1.1当量),接着快速添加1,3-二酮(7.0g,50mmol,1.0当量)在二氯甲烷中的混悬液。然后使该混合物在室温下搅拌过夜。在旋转蒸发仪上除去溶剂,再将残余物稀释于CH2Cl2中,吸附在硅胶上,然后用0-50%乙酸乙酯-己烷洗脱进行快速色谱法,以良好的产率得到溴烯酮。
Suzuki偶合的一般操作法:给微波瓶装入搅拌棒、溴烯酮(100mg,1当量)、硼酸或酯(12当量)和乙醇(4mL)。向该溶液中加入1M K2CO3(1.2当量),接着添加聚合物承载的钯(FC 1001,0.8mol%Pd)催化剂。使反应经过以下微波条件:功率250W,温度110℃,ramp时间1:00min,时间维持5min,能量Max开(连续空气冷却)。然后使反应冷却至室温,再通过硅藻土柱塞过滤,使用乙酸乙酯或二氯甲烷洗脱。在旋转蒸发器上蒸发溶剂。将该残余物稀释于二氯甲烷,再用盐水洗涤。将有机层经MgSO4干燥,再将该残余物通过自动硅胶色谱法纯化,得到需要的产物,中等至良好的产率。
Figure G2008800245073D01041
3-溴环己-2-烯酮。在氮气氛下,向250mL含有搅拌棒的圆底烧瓶中加入17.72g的三苯膦(67.57mmol)和60mL的无水苯。在冰-水浴中搅拌反应并冷却至0℃。将溴(3.50mL,68.11mmol)经30min滴加至充分搅拌的溶液中。添加之后,在室温下使反应搅拌另一小时,再通过注射器加入9.5mL的三乙胺(67.60mmol),接着加入1,3-环己烷二酮(5.125g,在25mL的CHCl3中,45.71mmol)的溶液。在室温和氮气下将反应搅拌12小时。通过使该混合物经过含有3cm硅胶的过滤漏斗来处理该反应,再用醚(50mL)洗涤。浓缩滤液,再通过快速色谱法在Biotage系统上纯化,洗脱采用0%至50%乙酸乙酯/己烷。收集产物级分,浓缩,得到无色油状物(5.634g,70%).(参见JOC 1982,47,2829.)1H NMR(CDCl3,300MHz):δ2.07(五重峰,J=6.3Hz,2H),2.41(t,J=6.3Hz,2H),2.81(t,J=6.3Hz,2H),6.46(t,J=1.8Hz,1H).13C NMR(CDCl3,75MHz):δ23.0,36.3,36.4,132.4,150.0,196.0。
3-溴-2-甲基环戊-2-烯酮。使250mL圆底烧瓶在烘箱中干燥并在真空下冷却。向该烧瓶中加入25.03g的PPh3Br2(59.31mmol),再将该烧瓶置于氮气氛下。通过注射器添加无水苯(150mL)。再将该溶液搅拌20min,然后添加Et3N(8.40mL,59.76mmol)。添加之后,将2-甲基-环戊烷二酮(5.23g,46.66mmol)加至该搅拌的溶液中。将反应搅拌12小时,再通过使该淡橙色反应混合物经过装有硅胶的过滤漏斗来处理该反应。将滤液收集到圆底烧瓶中,再将硅胶用另外的20mL的醚洗涤。减压除去溶剂,再将该化合物通过真空蒸馏(42-43℃,0.1mm Hg)纯化,得到淡黄色油状物(4.10g,50%)。(参见Synthetic Communications 1975,5(3),193-199).1H NMR(CDCl3,300MHz):δ1.79(t,J=2.4Hz,3H),2.54-2.57(m,2H),2.90-2.95(m,2H).13C NMR(CDCl3,75MHz):δ10.0,35.1,35.8,141.3,156.1,204.0。
Figure G2008800245073D01051
3-苯基环己-2-烯酮(FI-4)。给微波瓶装入搅拌棒、3-溴环己-2-烯酮(65mg,1当量,0.37mmol)、苯基硼酸(55mg,1.2当量,0.45mmol)和乙醇(4mL)。向该溶液中加入1M K2CO3(1.2当量,0.45mmol),接着添加聚合物承载的钯FC 1001(27mg,3mol%Pd)催化剂。使反应经过以下微波条件:功率250W,温度110℃,ramp时间1:00min,时间维持5min,能量Max开(连续空气冷却)。然后使反应冷却至室温,再通过硅藻土柱塞过滤,使用乙酸乙酯洗脱。在旋转蒸发器上蒸发溶剂。将残余物稀释于二氯甲烷,再用盐水洗涤。有机层用MgSO4干燥,再将该残余物通过自动硅胶色谱法使用梯度洗脱液(0至20%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到需要的产物为白色固体(48mg,75%产率)。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ7.50-7.53(m,2H),7.36-7.41(m,3H),6.40(t,J=1.4Hz,1H),2.76(td,J=6.9,1.2Hz,2H),2.48(t,J=6.9Hz,2H),2.14(五重峰,J=6.9Hz,2H).13C(75MHz,CDCl3):199.6,159.6,138.6,129.8,128.6,125.9,125.3,37.3,28.1,22.9.LCMS(ESI):质量计算值(C12H12O)m/z172.09;测得值[M+H]+:m/z 173.17。
Figure G2008800245073D01052
3-吡啶-3-基-环己-2-烯酮(FI-5)。如上文所述从3-溴环己-2-烯酮和3-吡啶基硼酸制备。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(20至60%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到产物(42mg,54%)为暗橙色固体。1HNMR(300MHz,CDCl3):δ7.80(ddd,J=7.8,2.4,1.5Hz,1H),7.34(ddd,J=7.8,4.5,0.6Hz,1H),6.41(t,J=1.5Hz,1H),2.78(t,J=5.8Hz,2H),2.51(t,J=6.6Hz,2H),2.19(五重峰,J=6.2Hz,2H).13C(75MHz,CDCl3):199.2,156.5,150.8,147.3,133.4,126.6,123.6,37.4,28.0,22.9.LCMS(ESI):质量计算值(C11H11NO)m/z 173.08;测得值[M+H]+:m/z174.16。
Figure G2008800245073D01061
3-二苯并呋喃-4-基-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和二苯并呋喃-4-硼酸合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至20%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到产物(141mg,83%)为白色固体。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ7.91(d,J=6.9Hz,2H),7.30-7.58(m,5H),6.90(s,1H),2.97(t,J=4.7Hz,2H),2.56(t,J=6.1Hz,2H),2.21(五重峰,J=5.8Hz,2H).13C(75MHz,CDCl3):200.1,156.2,155.9,153.3,128.6,127.7,125.6,125.3,124.0,123.5,123.2,123.0,122.0,120.7,111.9,37.7,29.0,23.2.HRMS(LCT电喷射法):质量计算值(C18H14O2+Na)m/z 285.0891;测得值[M+Na]+:m/z285.0895。
Figure G2008800245073D01062
3-苯并[b]噻吩-2-基-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和苯并噻吩-2-硼酸合成。通过自动快速色谱法纯化,得到产物(134mg,89%)为白色固体。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ7.73-7.82(m,2H),7.58(s,1H),7.31-7.39(m,2H),6.46(s,1H),2.87(td,J=5.9,1.2Hz,2H),2.51(t,J=6.3Hz,2H),2.18(五重峰,J=6.3Hz,2H).13C(75MHz,CDCl3):199.3,152.5,142.6,140.2,139.8,126.3,125.04,125.0,124.9,124.6,122.5,37.6,27.9,22.8.HRMS(LCT电喷射法):质量计算值(C14H12OS+Na)m/z 251.0507;测得值[M+Na]+:m/z251.0501。
Figure G2008800245073D01071
3-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-环己-2-烯酮。向50mL含有搅拌棒的圆底烧瓶中加入0.152g的3-溴环己-2-烯酮(0.868mmol)、0.216g的1-甲基-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊-2-基)-1H-吡唑(1.04mmol)、5mL的THF、4.0mL的2.0M KF溶液的水溶液和0.139g的5%Pd披活性炭(Degussa型E105 CA/W,7.5mol%)。将反应搅拌,置于氮气下,再在油浴中冷却至60℃过夜。经TLC监测反应未完全,因此使温度升高到80℃,再加热另外的18小时。再通过使该粗制混合物经过硅藻土柱塞过滤并用二氯甲烷(2次,用5mL)萃取来处理该反应。将有机相合并,用硫酸钠干燥,过滤,再在减压下浓缩。使该混合物经过Fisher PrepSep SCX柱,用8mL的CH2Cl2洗脱,接着用5mL的甲醇/氨(7N)洗脱。该级分不纯,因此使用快速色谱法在Biotage系统上利用梯度洗脱液(0%至80%乙酸乙酯/己烷)完成纯化。合并产物组分,浓缩,得到白色粉末(45mg,29%)。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ2.09(五重峰,J=6.3Hz,2H),2.41-2.46(m,2H),2.63(t,J=6.3Hz,2H),3.92(s,3H),6.26(t,J=2.4Hz,1H),7.57(s,1H),7.69(s,1H).13C NMR(CDCl3,75MHz):δ22.5,27.9,37.4,39.4,121.5,128.6,137.6,151.9,199.3.LCMS(ESI):质量计算值(C10H12N2O)m/z 176.09;测得值[M+H]+:m/z 177.08。
Figure G2008800245073D01081
3-(6-甲氧基-吡啶-2-基)-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和6-甲氧基-2-吡啶硼酸N-苯基二乙醇胺酯合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至80%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到产物(156mg,89%)为白色粉末。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ2.15(五重峰,J=6.3Hz,2H),2.50(t,J=6.3Hz,2H),2.86(td,6.3,1.5Hz,2H),3.95(s,3H),6.75(dd,J=8.4,0.6Hz,1H),6.91(t,J=1.5Hz,1H),7.18(dd,7.5,0.6Hz,1H),7.59(td,J=7.5,0.6Hz,1H).13CNMR(CDCl3,75MHz):δ22.7,26.2,37.7,53.3,112.2,114.1,126.1,138.8,152.6,157.7,163.2,200.5.LCMS(ESI):质量计算值(C12H13NO2)m/z203.09;测得值[M+H]+:m/z 204.05。
Figure G2008800245073D01082
3-噻唑-2-基-环己-2-烯酮。向100mL含有搅拌棒的圆底烧瓶中加入0.185g的锌粉(2.83mmol)和3mL的N,N-二甲基乙酰胺。将烧瓶置于氮气下,再通过注射器加入0.08mL的TMS-氯化物(0.63mmol)和0.05mL的1,2-二溴乙烯(0.58mmol)。将反应搅拌5min,再通过注射器加入0.09mL的2-溴噻唑(0.998mmol)。在室温和氮气下将反应搅拌1小时。向另外的100mL含有搅拌棒的圆底烧瓶中加入0.124g的3-溴环己-2-烯酮(0.708mmol)和0.024g的Pd(PPh3)2Cl2(4.8mol%)以及10mL的无水THF。将前面制备的有机锌物料滴加入该烯酮溶液中,使用配有棉塞的注射器除去过量的锌。在60℃油浴中并在氮气氛搅拌下下,将反应加热过夜。通过将该溶液转移到含有10mL的饱和氯化锭溶液的瓶子中来处理该反应,再将该产物用乙酸乙酯(2次,用8mL)萃取。用硫酸钠干燥有机层,过滤,在减压下浓缩溶剂。产物通过快速色谱法使用Biotage系统利用梯度洗脱液(0%至80%乙酸乙酯/己烷)纯化。合并产物级分,浓缩,得到淡黄色固体(35mg,28%)。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ2.17(五重峰,J=6.3Hz,2H),2.52(t,J=6.3Hz,2H),2.97(td,J=6.3,1.5Hz,2H),6.69(br s,1H),7.45(d,J=3.0Hz,1H),7.93(d,J=3.0Hz,1H).13C NMR(CDCl3,75MHz):δ22.4,27.0,37.8,121.4,126.6,144.4,151.7,166.7,199.4.LCMS(ESI):质量计算值(C9H9NOS)m/z 179.04;测得值[M+H]+:m/z 180.03。
3-噻吩-3-基-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和3-噻吩硼酸合成。产物通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至50%乙酸乙酯/己烷)纯化。收集级分并从己烷和乙酸乙酯中重结晶之后,分离黄色固体,得到0.086g的无色针状物(72%)。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ2.13(五重峰,J=6.3Hz,2H),2.47(t,J=6.3Hz,2H),2.76(dd,J=6.3,1.2Hz,2H),6.39(t,J=1.2Hz,1H),7.31-7.36(m,2H),7.55(dd,J=2.7,1.5Hz,1H).13C NMR(CDCl3,75MHz):δ22.6,27.8,37.4,123.8,124.9,125.0,126.6,140.5,153.3,199.9.LCMS(ESI):质量计算值(C10H10OS)m/z 178.05;测得值[M+H]+:m/z179.04。
Figure G2008800245073D01092
3-噻吩-2-基-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和2-噻吩硼酸合成。通过使产物经过小硅胶柱塞使用二氯甲烷洗脱,再从己烷和乙酸乙酯中重结晶来纯化该产物,得到淡黄色结晶固体(125mg,83%)。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ7.42(d,J=5.4Hz,1H),7.36(d,J=3.3 Hz,1H),7.08(t,J=3.9Hz,1H),6.41(s,1H),2.79(t,J=6.3Hz,2H),2.46(t,J=6.3Hz,2H),2.14(五重峰,J=6.3Hz,2H)。13C NMR(CDCl3,75MHz):δ199.2,152.3,142.6,128.7,128.2,127.2,122.7,37.3,28.1,22.5.LCMS(ESI):质量计算值(C10H10OS)m/z178.05;测得值[M+H]+:m/z 179.04。
Figure G2008800245073D01101
3-呋喃-3-基-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和呋喃-3-硼酸合成。通过硅胶柱色谱法使用梯度洗脱液(0至30%醚/己烷)纯化,得到产物(13mg,16%)为白色固体。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ7.70(s,1H),7.44(t,J=1.9Hz,1H),6.59(t,J=1.1Hz,1H),6.24(s,1H),2.63(td,J=5.7,1.1Hz,2H),2.46(t,J=6.3Hz,2H),2.11(五重峰,J=6.3Hz,2H).13C(75MHz,CDCl3):200.1,152.0,144.6,142.4,126.0,123.3,107.6,37.6,27.5,22.7.HRMS(LCT电喷射法):质量计算值(C10H10O2+Na)m/z 185.0578;测得值[M+Na]+:m/z 185.0574。
Figure G2008800245073D01102
3-(6-甲氧基-吡啶-3-基)-2-甲基-环戊-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴-2-甲基环戊-2-烯酮和6-甲氧基吡啶-3-硼酸合成。通过自动快速色谱法纯化,得到产物(138mg,92%)为白色固体。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ8.41(d,J=2.2Hz,1H),7.77(dd,J=8.5,2.5Hz,1H),6.83(d,J=8.5Hz,1H),3.99(s,3H),2.92-2.87(m,2H),2.56-2.53(m,2H),1.99(t,J=1.9Hz,3H).13C(75MHz,CDCl3):δ208.9,164.4,162.6,146.4,137.4,135.9,125.4,110.9,53.8,33.8,28.7,10.2.LCMS(ESI):质量计算值(C12H13NO2)m/z 203.09;测得值[M+H]+:m/z204.09。
Figure G2008800245073D01111
3-(3-甲氧基-苯基)-环己-2-烯酮(FI-15)。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和3-甲氧基苯基硼酸合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至80%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到产物(141mg,88%)为淡黄色固体。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ7.30(t,J=8.0Hz,1H),7.10(dd,J=8.0,0.8Hz,1H),7.03(t,J=2.2Hz,1H),6.93(dd,J=8.3,2.5Hz,1H),6.39(bs,1H),3.82(s,3H),2.75(td,J=6.1,0.8Hz,2H),2.48(t,J=6.3Hz,2H),2.14(五重峰,J=6.1Hz,2H)。
Figure G2008800245073D01112
3-喹啉-6-基-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和6-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊-2-基)喹啉合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(40至100%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到产物(164mg,88%)为白色粉末。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ8.92(dd,J=4.2,1.5Hz,1H),8.17(d,J=7.8Hz,1H),8.11(d,J=9.0Hz,1H),7.95(d,J=2.1Hz,1H),7.86(dd,J=9.0,2.4Hz,1H),7.43(dd,J=8.4,4.5Hz,1H),6.54(s,1H),2.89(t,J=6.3Hz,2H),3.53(t,J=6.3Hz,2H),2.21(pent,J=6.3Hz,2H).13C NMR(CDCl3,75MHz):δ199.4,158.3,151.2,148.6,136.7,136.5,129.9,127.8,126.8,126.3,125.7,121.7,37.3,28.2,22.8.LCMS(ESI):质量计算值(C15H13NO)m/z223.10;测得值[M+H]+:m/z 224.80。
Figure G2008800245073D01113
3-(1H-吲哚-5-基)-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和吲哚-5-硼酸频哪醇酯合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液纯化,得到产物(151mg,83%)为淡黄色固体。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ8.68(bs,1H),7.86(d,J=0.3Hz,1H),7.37-7.44(m,2H),7.25(dd,J=3.3,2.5Hz,1H),6.59(t,J=2.5Hz,1H),6.51(t,J=1.1Hz,1H),2.88(td,J=6.3,1.4Hz,2H),2.51(t,J=6.3Hz,2H),2.18(五重峰,J=6.0Hz,2H).13C(75MHz,CDCl3):200.1,161.5,136.7,130.1,127.9,125.4,123.7,120.2,119.1,111.3,103.3,37.3,28.5,23.0.HRMS(LCT电喷射法):质量计算值(C14H13NO+Na)m/z234.0895;测得值[M+Na]+:m/z 234.0897。
Figure G2008800245073D01121
3-苯并[1,3]二氧杂环戊烯-5-基-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和3,4-亚甲基二氧基苯基硼酸合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至80%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到产物(164mg,85%)为白色固体。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ7.07-7.00(m,2H),6.81(d,J=8.0Hz,2H),6.31(s,1H),5.99(s,2H),2.70(t,J=5.5Hz,2H),2.45(t,J=6.3Hz,2H),2.12(五重峰,J=6.3Hz,2H).13C(75MHz,CDCl3):199.7,159.0,149.2,148.2,132.8,124.2,120.7,108.4,106.3,101.6,37.4,28.3,23.0.LCMS(ESI):质量计算值(C13H12O3)m/z 216.08;测得值[M+H]+:m/z 216.95。
Figure G2008800245073D01122
3-(3-羟基-苯基)-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和3-羟基苯基硼酸合成。通过自动快速色谱法纯化,得到产物(83mg,64%)为淡黄色固体。1H NMR(300MHz,CD3OD):δ7.22(t,J=7.8Hz 1H),7.05(ddd,J=7.8,1.5,0.9Hz,1H),6.98(t,J=1.5Hz,1H),6.83(ddd,J=8.1,2.4,1.2Hz,1H),6.31(t,J=1.2Hz,1H),2.79(td,J=6.0,1.5Hz,2H),2.46(t,J=6.0Hz,2H),2.12(五重峰,J=6.6Hz,2H).13C(75MHz,CD3OD):202.5,163.4,158.8,141.3,130.7,125.2,118.4,118.2,113.8,38.1,29.2,23.9.LCMS(ESI):质量计算值(C12H12O2)m/z 188.08;测得值[M+H]+:m/z 189.0。
Figure G2008800245073D01131
3-(1H-吲哚-5-基)-5,5-二甲基-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴-5,5-二甲基-环己-2-烯酮和吲哚-5-硼酸频哪醇酯合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至80%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到产物(177mg,95%)为灰白色固体。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ8.97(bs,1H),7.84(s,1H),7.39(d,J=1.2Hz,2H),7.22(dd,J=3.0,2.1Hz,1H),6.56(dd,J=3.0,2.1Hz,1H),6.49(t,J=1.5Hz,1H),2.74(d,J=1.2Hz,2H),2.35(s,2H),1.25(s,3H),1.14(s,3H).13C(75MHz,CDCl3):200.4,159.5,136.8,130.2,127.9,125.5,122.4,120.1,119.1,111.3,103.1,50.9,42.6,33.8,28.4,24.9.HRMS(LCT电喷射法):质量计算值(C16H17NO+Na)m/z 262.1208;测得值[M+Na]+:m/z262.1204。
Figure G2008800245073D01132
3-(6-甲氧基-吡啶-2-基)-2-甲基-环戊-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴-2-甲基环戊-2-烯酮和6-甲氧基-2-吡啶硼酸N-苯基二乙醇胺酯合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至50%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到产物(94mg,69%)为淡黄色固体。1HNMR(CDCl3,300MHz):δ7.64(dd,J=8.4,7.5Hz,1H),7.17(d,J=7.2Hz,1H),6.75(d,J=8.1Hz,1H),3.97(s,3H),3.00-2.95(m,2H),2.56-2.53(m,2H),2.20(t,J=2.1Hz,3H).13C NMR(CDCl3,75MHz):δ210.2,163.2,152.0,138.8,138.6,129.1,116.1,111.7,53.6,33.9,27.7,10.6.LCMS(ESI):质量计算值(C12H13NO2)m/z 203.09;测得值[M+H]+:m/z204.04。
Figure G2008800245073D01141
2-甲基-3-喹啉-6-基-环戊-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴-2-甲基环戊-2-烯酮和吲哚-5-硼酸频哪醇酯合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(40至100%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到产物(146mg,78%)为白色固体。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ8.95(dd,J=4.2,1.5Hz,1H),8.21(d,J=7.5Hz,1H),8.16(d,J=8.7Hz,1H),7.95(d,J=2.1Hz,1H),7.86(dd,J=8.7,1.8Hz,1H),7.45(dd,J=8.1,4.2Hz,1H),3.01-3.05(m,2H),2.59-2.62(m,2H),2.05(t,J=2.1Hz,3H).13C NMR(CDCl3,75MHz):δ209.3,165.2,151.3,148.1,137.4,136.4,134.6,129.8,128.4,127.9,127.0,121.8,34.1,29.5,10.2.LCMS(ESI):质量计算值(C15H13NO)m/z 223.10;测得值[M+H]+:m/z223.74。
Figure G2008800245073D01142
2-甲基-3-(1-甲基-1H-吡唑-4-基)-环戊-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴-2-甲基环戊-2-烯酮和1-甲基-4-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊-2-基)-1H-吡唑合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至100%乙酸乙酯/己烷)纯化,再进一步重结晶,得到产物(21mg,16%)为白色固体。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ7.80(s,1H),7.70(s,1H),2.84-2.80(m,2H),2.52-2.48(m,2H),1.95(t,J=2.1Hz,3H).LCMS(ESI):质量计算值(C10H12N2O)m/z176.09;测得值[M+H]+:m/z 177.09。
Figure G2008800245073D01151
2-甲基-3-吡啶-3-基-环戊-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴-2-甲基环戊-2-烯酮和3-吡啶硼酸合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至100%乙酸乙酯/己烷)纯化,再进一步重结晶,得到产物(38mg,31%)为棕色油。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ8.78(s,1H),8.63(br d,J=3.6Hz,1H),7.82(dt,J=8.1,2.1Hz,1H),7.40(dd,J=8.1,4.8Hz,1H),2.91-2.96(m,2H),2.56-2.59(m,2H),1.98(t,J=2.1Hz,3H).13C NMR(CDCl3,75MHz):δ208.8,162.5,150.1,148.3,137.9,134.5,129.1,123.4,33.9,29.0,9.9.LCMS(ESI):质量计算值(C11H11NO)m/z 173.08;测得值[M+H]+:m/z 174.07。
3-(1H-吲哚-5-基)-2-甲基-环戊-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴-2-甲基环戊-2-烯酮和5-(4,4,5,5-四甲基-1,3,2-二氧杂硼杂环戊-2-基)-1H-吲哚合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至100%乙酸乙酯/己烷)纯化,再进一步重结晶,得到产物(138mg,92%)为淡黄色固体。1H NMR(CDCl3,300MHz):δ7.86(s,1H),7.47-7.39(m,2H),7.27(t,J=3.0Hz,1H),6.62(t,J=2.1Hz,1H),3.02-2.97(m,2H),2.57-2.54(m,2H),2.05(t,3H,J=1.8).13C NMR(CDCl3,75MHz):δ210.0,168.3,136.2,134.5,128.2,127.8,125.3,121.9,120.6,111.1,103.4,34.2,29.7,10.5.LCMS(ESI):质量计算值(C14H13NO)m/z 211.10;测得值[M+H]+:m/z 212.03。
Figure G2008800245073D01161
3-二苯并呋喃-4-基-5,5-二甲基-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴-5,5-二甲基环己-2-烯酮和二苯并呋喃-4-硼酸合成。通过自动快速色谱法纯化,得到产物(192mg,96%)为白色固体。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ7.93(dd,J=7.4,1.1Hz,1H),7.92(ddd,J=7.7,0.8,0.6Hz,1H),7.59(d,J=8.3Hz,1H),7.51-7.43(m,2H),7.34(t,J=7.7Hz,1H),7.33(t,J=7.4Hz,1H),6.91(t,J=1.4Hz,1H),2.85(d,J=1.4Hz,2H),2.42(s,2H),1.19(s,6H).13C(75MHz,CDCl3):δ200.3,156.0,153.9,153.4,127.7,127.6,125.6,125.3,124.3,123.6,123.2,123.0,122.0,120.7,112.0,51.3,43.0,34.2,28.7.HRMS(LCT电喷射法):质量计算值(C20H18O2+Na)m/z 313.1204;测得值[M+Na]+:m/z313.1201。
Figure G2008800245073D01162
3-(2-甲氧基-苯基)-环己-2-烯酮。根据Suzuki偶合中描述的一般性操作,从3-溴环己-2-烯酮和2-甲氧基苯基硼酸合成。通过自动快速色谱法使用梯度洗脱液(0至80%乙酸乙酯/己烷)纯化,得到产物(166mg,98%)为淡黄色油。1H NMR(300MHz,CDCl3):δ7.32(ddd,J=8.3,7.4,1.9Hz,1H),7.18(dd,J=7.7,1.9Hz,1H),6.96(dd,J=7.4,1.1Hz,1H),6.91(d,J=8.5Hz,1H),6.18(t,J=1.8Hz,1H),3.83(s,3H),2.73(td,J=6.1,1.4Hz,2H),2.48(t,J=6.3Hz,2H),2.14-2.06(m,2H)。
实施例20
小分子抑制剂的合成和筛选
这些分子得自前列腺素PGE2的组氨酸和咪唑加成物减少霍乱毒素-攻击的小鼠的净分泌响应以及对炭疽水肿因子(一种钙调蛋白-依赖性腺苷酸环化酶)的直接作用的最初发现。本文检测的简单烯酮化合物是通过钯-催化的Suzuki反应制备的。
开发本文报道的分子的最初前导物来自Peterson的报告,其中前列腺素E2(PGE2)的组氨酸和咪唑加成物(图70)减少用霍乱毒素(CT)攻击的小鼠小肠的净分泌响应(Peterson et al.,2001)。已有报道,在体外PGE2与L-组氨酸或咪唑孵育时,形成共价加成物,推测PGA2作为中间体媒介物(图67)。发现这些加成物是观察到的抗分泌活性的成因。接下来的研究揭示,咪唑-前列腺素加成物不但有抗哺乳动物腺苷酸环化酶的活性,而且有抗炭疽的水肿因子的活性。用这些衍生物作为前导化合物,已经通过合成一系列相关化合物为开发新颖小分子EF抑制剂作出了努力。
注意到PGE2-L-组氨酸和PGE2-咪唑,检测了一系列咪唑的简单烯酮加成物。在开发新抑制剂分子中要考虑的一个问题是,最初的前导化合物是不稳定的,会消除β-位的胺,接着重新形成PGA2(图67)。虽然知道胺加成物的可逆性质将是存在的一个问题,对检查此加成物作出判断,因为它们容易得到。有趣的是,一些这类非常简单的化合物(图68)显示出腺苷酸环化酶抑制活性,与PGE2咪唑加成物那样具有相同的效能范围(100-500μM)。在最初试验中,该环己酮加成物显示比五元环化合物更具活性。然而,这些观察结果不是结论性的,因为它们可能有以下事实的偏见:六元环加成物显示对咪唑的消除比之于五元环衍生物更稳定。
由于胺加成物的不稳定性质,决定检测具有经碳-碳键连接的杂环的分子。有许多方法可用于此类分子的合成。在环己烯酮上尝试咪唑鎓铜酸盐的加成(Tatsuta et al.,1995;Krik,1978)。然而我们铜酸盐化学的最初应用证实,每个铜酸盐加成需要其本身反应条件的设定。这排除了它作为提供容易得到许多不同衍生物的方法。使用Heck反应的尝试也证明是有问题的。环己烯酮与乙烯基或芳基溴化物之间的该Heck反应通常产生饱和和不饱和产物的混合物。已证明这些物质要分离这些物质是困难的,因此该方法不考虑为适用于希望容易获得各种化合物。
合成并分析了许多选择的化合物。已发现,这些分的不饱和形式具有与饱和加成物相比拟的抑制剂活性。因此,决定合成初级靶的不饱和形式。这容许使用用于它们的合成的Suzuki反应(图68)。对于总体期望的分子,该Suzuki反应显示是一种良好的选择。有超过500种的商业可得的硼酸类和酯类,并且必要的乙烯基溴烯酮类可以在简单步骤中从1,3-二酮类化合物得到(图71)(Piers and NAgakura,1975)。容易得到的两种主要的起始物质使得各种不同结构类型得以合成和测试(表7)。表7烯酮加成物的产率和选择活性
Figure G2008800245073D01181
Figure G2008800245073D01191
*IC-50为未测定。a.)纯化形式的化合物光谱数据是在以前的实施例中得到的。
在以前的工作中合成了24种烯酮类化合物。该Suzuki反应是通过多种不同的钯催化剂来催化的,用FC1007提供了最连贯的结果(Wang and Sauer,2004;Sauer et al.,2003)。反应在微波条件下进行(250瓦特,110℃,10分钟)。产率范围为从低到相当好,未尝试优化反应条件。在所有情况下,通过柱色谱法纯化样品,以除去任何金属基污染物和其它杂质。
在全细胞中测试该分子,以测定它们抑制通过炭疽水肿因子产生cAMP的能力。可以看到,2-甲基环戊烯酮的甲氧基吡啶加成物(FI-14和FI-21)具有良好的活性,同时该环己烯酮类似加成物(FI-9)是无活性的。环己烯酮类的碘加成物(FI-17)也显示出与最佳化合物可比拟的活性。
此实施例确立了构效关系。已确定,仅环状酮和烯酮加成物是有活性的。活性结构的非环状形式无活性。在分子中显示需要酮官能团,在该分子中的酮还原成醇时无活性。此外,仅有芳族杂环加成物是有活性的。简单胺类的加成未提供抑制剂。
β-溴烯酮类化合物与硼酸类化合物的Suzuki反应提供了用于筛选的需要的化合物。使用相同方法可以合成这些分子的其它形式。
合成方法的另一实例可见于图72。
参考文献
本文提及的所有专利和出版物以其全部内容通过引用并入本文。本文引用的参考文献的全部引文在以下罗列中提供。美国专利5,466,468美国专利5,629,001美国专利6,613,308美国专利5,466,468美国专利5,543,158美国专利5,641,515美国专利5,399,363美国专利5,466,468美国专利5,756,353美国专利5,804,212美国专利5,725,871美国专利5,780,045美国专利5,641,515美国专利5,580,579美国专利5,792,451Abrami L,Reig N,van der Goot FG.Anthrax toxin:the long andwinding road that leads to the kill.Trends Microbiol 2005;13(2):72-78.Abramova,FA,LM Grinberg,OV Yampolskaya,and DH Walker.1993Pathology of inhalational anthrax in 42 cases from the Sverdlovsk outbreakof 1979.Proc.Natl.Acad.Sci.90:2291-94.Ahuja,N.;Kumar,P.;Bhatnagar,R.,The adenylate cyclase toxins.Crit Rev.Microbiol.2004,30,(3),187-196.Ascenzi,P.;Visca,P.;Ippolito,G.;Spallarossa,A.;Bolognesi,M.;Montecucco,C.,Anthrax toxin:a tripartite lethal combination.FEBS Lett.2002,531,(3),384-388.Bissantz,C.;Folkers,G.;Rognan,D.,Protein-based virtual screeningof chemical databases.1.Evaluation of different docking/scoringcombinations.J.Med.Chem.2000,43,(25),4759-4767.Bohm,H.J.,Prediction of binding constants of protein ligands:a fastmethod for the prioritization of hits obtained from de novo design or 3Ddatabase search programs.J.Comput.Aided Mol.Des.1998,12,(4),309-323.Bohm,H.J.,LUDI:rule-based automatic design of new substituentsfor enzyme inhibitor leads.Comput.Aided Mol.Des.1992,6,(6),593-606.Bohm,H.J.,Computational tools for structure-based ligand design.Prog.Biophys.Mol.Biol.1996,66,(3),197-210.Bohm,H.J.,The development of a simple empirical scoring functionto estimate the binding constant for a protein-ligand complex of knownthree-dimensional structure.J.Comput.Aided Mol.Des.1994,8,(3),243-256.Bohm,H.J.,Prediction of binding constants of protein ligands:a fastmethod for the prioritization of hits obtained from de novo design or 3Ddatabase search programs.J.Comput.Aided Mol.Des.1998,12,(4),309-323.Brachman,P.S.1972.Anthrax.In:Infectious Diseases,chapter 80,pp757-762,ed.P.D.Hoeprich.Harper& Rowe,New York.Brisson,M.;Nguyen,T.;Vogt,A.;Yalowich,J.;Giorgianni,A.;Tobi,D.;Bahar,I.;Stephenson,C.R.J.;Wipf,P.;Lazo,J.S.,Discovery andcharacterization of novel small molecule inhibitors of human Cdc25B dualspecificity phosphatase.Molecular Pharmacology 2004,66,(4),824-833.Brooijmans,N.;Kuntz,I.D.,Molecular recognition and dockingalgorithms.Annu.Rev.Biophys.Biomol.Struct.2003,32,335-373.Brossier,F,M Weber-Levy,M Mock,and J Sirard.2000.Role of toxinfunctional domains in anthrax pathogenesis.Infect.Immun.68:1781-86.Chen,D.L.;Menche,G.;Power,T.D.;Sower,L.;Peterson,J.W.;Schein,C.H.,Accounting for ligand-bound metal ions in docking smallmolecules on adenylyl cyclase toxins.Proteins-Structure Function andBioinformatics 2007,67,(3),593-605.Chopra,A.K.;Gorenstein,D.Biochimica et Biophys Acta 2001,1537,27-41.Cozzini,P.;Fornabaio,M.;Marabotti,A.;Abraham,D.J.;Kellogg,G.E.;Mozzarelli,A.,Simple,intuitive calculations of free energy of bindingfor protein-ligand complexes.1.Models without explicit constrained water.J.Med.Chem.2002,45,(12),2469-2483.Cummings RT,SP Salowe,BR Cunningham,J Wiltsie,YW Park,LMSonatore,D Wisniewski,CM Douglas,JD Hermes,and EM Scolnick.2002.A peptide-based fluorescence resonance energy transfer assay for Bacillusanthracis lethal factor protease.PNAS.99:10:6603-6606.Dessauer,C.W.;Gilman,A.G.,The catalytic mechanism ofmammalian adenylyl cyclase.Equilibrium binding and kinetic analysis ofP-site inhibition.J.Biol.Chem.1997,272,(44),27787-27795.Drum,C.L.;Yan,S.Z.;Bard,J.;Shen,Y.Q.;Lu,D.;Soelaiman,S.;Grabarek,Z.;Bohm,A.;Tang,W.J.,Structural basis for the activation ofanthrax adenylyl cyclase exotoxin by calmodulin.Nature 2002,415,(6870),396-402.Drysdale M,Heninger S,Hutt J,Chen YH,Lyons CR,Koehler TM.Capsule synthesis by Bacillus anthracis is required for dissemination inmurine inhalation anthrax.Embo Journal 2005;24(1):221-227.Erwin,J.L.,L.M.DaSilva,S.Bavari,S.F.Little,A.M.Friedlander,andT.C.Chanh.2001.Macrophagederived cell lines do not expressproinflammatory cytokines after exposure to Bacillus anthracis lethal toxin.Infect.Immun.69:1175-1177.Firoved,AM,GF Miller,M Moayeri,R Kakkar,Y Shen,JF Wiggins,EM McNally,W-J Tang,and SH Leppla.2005.Bacillus anthracis edematoxin causes extensive tissue lesions and rapid lethality in mice.Amer.J.Path.167:5:1309-1320.Fornabaio,M.;Cozzini,P.;Mozzarelli,A.;Abraham,D.J.;Kellogg,G.E.,Simple,intuitive calculations of free energy of binding forprotein-ligand complexes.2.Computational titration and pH effects inmolecular models of neuraminidase-inhibitor complexes.J.Med.Chem.2003,46,(21),4487-4500.Fornabaio,M.;Spyrakis,F.;Mozzarelli,A.;Cozzini,P.;Abraham,D.J.;Kellogg,G.E.,Simple,intuitive calculations of free energy of bindingfor protein-ligand complexes.3.The free energy contribution of structuralwater molecules in HIV-1 protease complexes.J.Med.Chem.2004,47,(18),4507-4516.Friedlander,A.M,S.L.Welkos,M.L.Pitt,J.W.Ezzell,P.L.Worsham,K.J.Rose,B.E.Ivins,J.R.Lowe,G.B.Howe,P.Mikesell,et al.1993.Postexposure prophylaxis against experimental inhallation anthrax.J.Infect.Dis.167:1239-1243.Friesner,R.A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Claims (79)

1.在患者中治疗和/或预防肠液损失的方法,该方法包括给所述患者施用包含治疗有效量的化合物或其药学可接受的盐的组合物,其中所述化合物选自下列通式化合物及其任何组合:
式I                            式II
Figure F2008800245073C00012
式III                         式IV
Figure F2008800245073C00013
式V                               式VI
Figure F2008800245073C00014
式VII                               式VIII
Figure F2008800245073C00015
式IX
其中:
1)R是环状或双环状环结构;
2)R1是氢、环状或双环状的环结构;
3)R2是氢、烷基、环状或双环状的环结构;
4)R3是氢或烷基;
5)R5是氢、烷基、环状或双环状的环结构;
6)X是烷基、氧、酯、胺或酰胺
7)Z选自氢、链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物;
8)W选自CO、NH、亚甲基、硫原子、氧原子和亚硫酰基;和,
9)n是0、1或者大于1。
2.权利要求1的方法,其中R是取代或未取代的并且选自苯基、吡喃酮基、吡啶基、咪唑基、1,8-萘啶基和N-氧化吡啶基。
3.权利要求2的方法,其中R被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
4.权利要求1的方法,其中R1是取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基。
5.权利要求4的方法,其中R1被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
6.权利要求1的方法,其中R4是环状或双环状环结构,取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基。
7.权利要求6的方法,其中R4被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
8.权利要求1的方法,其中该化合物选自FIV-50、FIV-1、FIV-29、FIV-31、FIV-34、FIV-35、FIV-39、FIV-40、FIV-46、FIII-1、FII-1、FI-3、FI-1、FI-2、FIV-49、FIV-54、FIV-58、FIV-55、FIV-53、FIV-67、FIV-70、FIV-65、FIV-68、FIV-66、FIV-61、FIV-60、FIV-64、FIV-71、FIV-46、FIV-72、FIV-73、FIV-75及其任意组合。
9.权利要求1的方法,其中该方法包括抑制腺苷酸环化酶、水肿因子、CTA1或其任意组合。
10.权利要求1的方法,其中该肠液损失是病原体感染的结果。
11.权利要求10的方法,其中该病原菌是炭疽杆菌、霍乱弧菌、大肠杆菌、百日咳杆菌、鼠疫耶尔森氏菌或其任意组合。
12.权利要求1的方法,其中该肠液损失是由受试者组织中3’,5’-腺苷一磷酸水平增加引起的。
13.权利要求1的方法,其中该肠液损失是由癌症引起的。
14.权利要求1的方法,其中该组合物是以与一种或多种其它药物组合施用的。
15.权利要求1的方法,其中该组合物进一步包含抗生素或抗炎药。
16.权利要求1的方法,其中所述组合物包含药学可接受的载体。
17.权利要求1的方法,其中该化合物是以0.001mM至10mM的剂量投药的。
18.权利要求17的方法,其中该化合物是以0.1mM至1mM的剂量投药的。
19.权利要求1的方法,其中该受试者是人。
20.权利要求1的方法,其中该组合物通过选自以下的途径施用:饮食、胃肠外、局部、粘膜、吸入及其任意组合。
21.在患者中治疗和/或预防与3’-5’-腺苷一磷酸水平增加有关的疾病的方法,该方法包括给所述患者施用包含治疗有效量的化合物或其药学可接受的盐的组合物,其中所述化合物选自下列通式化合物及其任何组合:
Figure F2008800245073C00041
式I                              式II
Figure F2008800245073C00051
式III                             式IV
Figure F2008800245073C00052
式V                                式VI
Figure F2008800245073C00053
式VII                                式VIII
Figure F2008800245073C00054
式IX
其中:
1)R是环状或双环状环结构;
2)R1是氢、环状或双环状的环结构;
3)R2是氢、烷基、环状或双环状的环结构;
4)R3是氢或烷基;
5)R5是氢、烷基、环状或双环状的环结构;
6)X是烷基、氧、酯、胺或酰胺
7)Z选自氢、链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物;
8)W选自CO、NH、亚甲基、硫原子、氧原子和亚硫酰基;和,
9)n是0、1或者大于1。
22.权利要求21的方法,其中R是取代的或者未取代的并且选自:苯基、吡喃酮基、吡啶基、咪唑基、1,8-萘啶基和N-氧化吡啶基。
23.权利要求22的方法,其中R被选自以下的官能团单、二、三、四或者适宜的五取代的:氢、链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
24.权利要求21的方法,其中R1是取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基。
25.权利要求21的方法,其中R1被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
26.权利要求21的方法,其中R4是环状或双环状环结构,取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基。
27.权利要求26的方法,其中R4被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
28.权利要求21的方法,其中该化合物选自FIV-50、FIV-1、FIV-29、FIV-31、FIV-34、FIV-35、FIV-39、FIV-40、FIV-46、FIV-49、FIII-1、FII-1、FI-3、FI-1、FI-2、FIV-54、FIV-58、FIV-55、FIV-53、FIV-67、FIV-70、FIV-65、FIV-68、FIV-66、FIV-61、FIV-60、FIV-64、FIV-71、FIV-46、FIV-72、FIV-73、FIV-75及其任意组合。
29.权利要求21的方法,其中该化合物抑制腺苷酸环化酶、水肿因子、CTA1或其任意组合。
30.权利要求21的方法,其中该病情是病原体感染的结果。
31.权利要求26的方法,其中该病原菌是炭疽杆菌、霍乱弧菌(V.cholere)、大肠杆菌、百日咳杆菌、鼠疫耶尔森氏菌或其任意组合。
32.权利要求27的方法,其中该病原菌是炭疽杆菌并且该方法进一步包括施用LT抑制药物。
33.权利要求28的方法,其中该LT抑制药物选自乌苯美司、卡托普利、阿德福韦及其任意组合。
34.权利要求21的方法,其中所述组合物包含药学可接受的载体。
35.权利要求21的方法,其中该化合物是以0.001mM至10mM的剂量投药的。
36.权利要求35的方法,其中该化合物是以0.1mM至1mM的剂量投药的。
37.权利要求21的方法,其中该受试者是人。
38.权利要求21的方法,其中该组合物通过选自以下的途径施用:饮食、胃肠外、局部、粘膜、吸入及其任意组合。
39.一种组合物,其包含选自以下的化合物:FIV-1、FIV-29、FIV-31、FIV-34、FIV-35、FIV-39、FIV-40、FIV-46、FI-3、FI-1、FI-2、FIV-49、FIV-54、FIV-58、FIV-55、FIV-53、FIV-67、FIV-70、FIV-65、FIV-68、FIV-66、FIV-61、FIV-60、FIV-64、FIV-71、FIV-46、FIV-72、FIV-73、FIV-75及其组合。
40.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-1。
41.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-29。
42.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-31。
43.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-34。
44.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-35。
45.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-39。
46.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-40。
47.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-46。
48.权利要求39的组合物,其中该化合物是FI-3。
49.权利要求39的组合物,其中该化合物是FI-1。
50.权利要求39的组合物,其中该化合物是FI-2。
51.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-54。
52.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-58。
53.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-55。
54.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-53。
55.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-67。
56.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-70。
57.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-65。
58.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-68。
59.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-66。
60.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-61。
61.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-60。
62.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-64。
63.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-71。
64.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-46。
65.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-72。
66.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-73。
67.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-49。
68.权利要求39的组合物,其中该化合物是FIV-75。
69.权利要求39的组合物,其是已配制的药物组合物制剂。
70.一种用于在患者中治疗肠液损失的药盒,所述药盒包括包含治疗有效量的化合物或其药学可接受的盐的组合物,其中所述化合物选自下列通式化合物及其任何组合:
Figure F2008800245073C00091
式I                            式II
Figure F2008800245073C00092
式III                          式IV
Figure F2008800245073C00101
式V                             式VI
Figure F2008800245073C00102
式VII                            式VIII
式IX
其中,
1)R是环状或双环状环结构;
2)R1是氢、环状或双环状的环结构;
3)R2是氢、烷基、环状或双环状的环结构;
4)R3是氢或烷基;
5)R5是氢、烷基、环状或双环状的环结构;
6)X是烷基、氧、酯、胺或酰胺
7)Z选自氢、链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物;
8)W选自CO、NH、亚甲基、硫原子、氧原子和亚硫酰基;和,
9)n是0、1或者大于1。
71.权利要求70的药盒,其中R是取代或未取代的并且选自苯基、吡喃酮基、吡啶基、咪唑基、1,8-萘啶基和N-氧化吡啶基。
72.权利要求71的药盒,其中R被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
73.权利要求70的药盒,其中R1是取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基。
74.权利要求73的药盒,其中R1被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
75.权利要求70的药盒,其中R4是环状或双环状环结构,取代或未取代的并且选自苯基、吡啶基和呋喃基。
76.权利要求75的药盒,其中R4被选自下列的官能基单、二、三、四或适当的五取代:链烯基、炔基、苯基、苄基、卤素、氟、氯、溴、碘、羟基、酮基、氧代、醛、碳酸根、羧基、烷氧基、酯、羧酰胺基、氨基、铵基、亚氨基、亚胺基、叠氮基、偶氮、氰氧基、异氰基、异氰氧基、异氰硫基、硝基氧基、氰基、亚硝基氧基、硝基、亚硝基、4-吡啶基、3-吡啶基、2-吡啶基、硫醚、磺酰基、磺基、亚磺酰基、巯基、硫烷基、硫氢基、磺酰基氨基、氰硫基、烷基氨基、羟基酰胺酸、甲基、乙基、1,3-二氧环戊基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、未取代或取代的分支或未分支的烷基、(C1-C3)链烯基、未取代或取代的分支或未分支的芳基、未取代或取代的分支或未分支的烷基芳基、未取代或取代的分支或未分支的碳水化合物及其任意组合。
77.权利要求70的药盒,其中该化合物选自FIV-50、FIV-1、FIV-29、FIV-31、FIV-34、FIV-35、FIV-39、FIV-40、FIV-46、FIII-1、FII-1、FI-3、FI-1、FI-2、FIV-54、FIV-58、FIV-55、FIV-53、FIV-67、FIV-70、FIV-65、FIV-68、FIV-66、FIV-61、FIV-60、FIV-64、FIV-49、FIV-75及其任意组合。
78.权利要求70的药盒,进一步包含选自抗生素、止泻药和LT抑制药物的药物。
79.权利要求70的药盒,进一步包含药学可接受的载体。
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