泛素e1抑制劑及其製備方法

2023-05-20 06:25:51

專利名稱：泛素e1抑制劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種泛素El抑制劑的化合物及其衍生物和製備方法。
背景技術：
泛素蛋白酶體系統(UPS)，主要包括結合酶(E1，E2和E3)和降解複合物(蛋白酶 體)。El通過其活性半胱氨酸與泛素C端形成一個高能硫酯鍵，從而活化泛素。繼而，該鍵 被轉移到E2的半胱氨酸活性位點。E3與E2相互作用，識別靶蛋白催化所結合的泛素，並 通過異肽鍵將靶蛋白上的賴氨酸殘基轉變成為ε氨基基團。被活化的泛素，也可以與已經 結合於靶蛋白上的泛素結合，最終形成多聚泛素鏈。這些泛素可以通過其7個賴氨酸中的 一個(特別是Κ48和Κ63)進行連接。現已證實，通過Κ48連接的多聚泛素鏈發揮的泛素化 作用，通常介導靶蛋白進入蛋白酶體的降解過程。相比之下，Κ63連接的多聚泛素鏈則通常 在Toll樣受體的結合以及細胞因子誘導的NFk B活化過程中發揮重要作用。在哺乳動物 細胞中，僅存在一種E1、約30種E2和上百種E3。大部分E3具有RING指結構特異性模體， 但其催化機理尚未闡明。因此，阻斷泛素蛋白酶體的最為有效的方法，是抑制El或蛋白酶 體的功能。值得注意的是，雖然通過抑制蛋白酶體的功能可以阻斷泛素作用介導的蛋白降 解作用，但是El功能的抑制還可以進一步阻礙泛素化作用介導的非蛋白降解功能。大量研究結果顯示，多數腫瘤細胞內均存在泛素蛋白酶體系統的異常，人們進一 步通過表達癌基因(c-myc和c-jim)和去穩定化抑癌基因p53的實驗，對該現象進行了證 實。因此，靶向泛素蛋白酶體系統已被認為是一種可用於開發新型抗腫瘤小分子化合物藥 物的可靠途徑。近年來發現了一種可以滲透入細胞的小分子物質，名為PYR-41 (4 [4- (5-硝基-呋 喃基_亞甲基)_3，5- 二氧代-吡唑烷-1-基]-苯甲酸乙酯)，是泛素El的抑制劑。同時 可以在細胞內和體外發揮作用。研究表明它可以通過Michael加成作用攻擊泛素El的活化 半胱氨酸位點，而非E2的半胱氨酸活化位點。PYR-4不僅可以誘導非轉化細胞的生長阻滯， 它還可以引起轉化細胞的凋亡。當PYR-41與轉化後的小鼠胚胎成纖維細胞共同孵育後，該 藥可殺傷具有野生型P53的細胞，而p53陰性的細胞則相對耐受。因此，PYR-41是一種可用 於腫瘤治療研究的新藥。同時，也有報導指出，PYR-41可以通過TNF α和IL-I抑制NF κ B 的活化。這主要是因為它可以抑制TRAF的泛素化作用，該作用可以使I κ B磷酸化。通過 該種作用可以阻斷磷酸化I κ B的泛素化作用。因此，El抑制劑可應用於研究不同細胞中 所存在的泛素化作用，特別是對於那些不參與蛋白酶體降解過程的作用機理的研究，El抑 製劑更是一種極為有用的工具。PYR_41(IC50約為ΙΟμΜ)具有強疏水性，不能很好溶解於 水溶液。而且，根據Lipinski條例，該物質含有不能作為理想藥物的基團。因此，極有必要 研製一種具有良好藥用物理化學特性的泛素El抑制劑藥物，通過動物實驗，深入研究泛素 化作用在不同細胞過程中的功能。腫瘤是目前導致世界人口死亡的主要病因之一。多種腫瘤的治療，急需更為有效、 更為安全的化療方案問世。現有結果表明，靶向泛素蛋白酶體系統是研發新型腫瘤治療策略的有效途徑。泛素El抑制劑可以用於抑制泛素化作用介導的蛋白降解和泛素化作用介 導的非降解功能。特別是在抑制劑阻斷NFk B活性的過程中，該抑制劑可以殺死含有p53 的轉化細胞，這一結果顯示，該抑制劑可能具有治療腫瘤的潛在特性；同時，它也是一種可 用於研究泛素蛋白酶體系統作用機理的重要工具。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種製備泛素El抑制劑的方法，繼而可以依該物質為先 導，便於深入對其進行藥物治療應用的研究。本發明的階段性成果及啟示根據PYR-41的結構，以小鼠泛素El催化區為基礎， 使用泛素C端的5個胺基酸殘基組成的肽與其進行空間對接。如

圖1所示，該肽結合於El 催化區域中間的大中心裂口部位。與以往研究一致的是泛素的C端與El形成硫酯結構，甘 氨酸的COOH基團位置很接近活化的半胱氨酸(圖1A)。與泛素五肽相似的是，在空間接入 實驗中，PYR-41也接入到泛素El的中間大裂隙中(如圖IB和C)。PYR-41在裂隙中存在 3個可能的結合方式(圖1B)，其中一個位於PYR-4的親核受體部分。該位點十分接近於活 化的半胱氨酸位點(圖1C)。以上發現為PYR-41共價修飾泛素El的觀點以及合理設計新 型抑制劑藥物，提供了可靠的分子結構基礎。本發明是這樣實現的該泛素El抑制劑，是根據PRY-41 (4[4_(5_硝基-呋喃基_亞甲基)_3，5_ 二氧 代-吡唑烷-ι-基]-苯甲酸乙酯)的結構，採用液相有機合成的方法製備成具有不同替代 基團的系列化合物Y-I-苯吡唑烷-3，5- 二酮及其相關衍生物。所說系列化合物Y-I-苯吡唑烷-3，5- 二酮及其相關衍生物，包括4-((-5_硝基 呋喃-2-烴基)亞甲基)-1-苯吡唑烷-3，5- 二酮；4- (4-乙氧基-3-甲氧苯亞甲基)-1-苯 吡唑烷_3，5-二酮；4-(亞萘基-1-基亞甲基)-1_苯吡唑烷-3，5-二酮；1-苯基-4-(2，4， 6_三甲氧苯亞甲基)吡唑烷_3，5-二酮；4-(4-氯苯)-1_苯基吡唑烷-3，5-二酮；4_(4_(苯 甲氧基)-3_甲氧苯亞甲基)-1-苯吡唑烷-3，5- 二酮；N-(4-((3，5- 二氧代-1-苯吡唑 烷-4-亞基)甲基)苯基)乙醯胺；4-(4-( 二甲氨基)苯亞甲基)-1_苯基吡唑烷-3，5-二 酮；4-(環丙烷六亞甲基)-1_苯基吡唑烷-3，5- 二酮。 該系列化合物及其衍生物，採用液相有機合成的方法製備，製備方法如下1.通過鹽酸胼與無水碳酸鈉反應產生胼取代產物(ii)，收率為85-95% ；2，胼取代產物(ii)與醯基氯(iv)反應產生醯化胼(例如甲基-3-氧 代-3-(2-苯胼)丙酸(iii))使用吡啶作為鹼基，回收率為60-70% ；3.來源於化合物(iii) 1-苯吡唑烷_3，5-二酮(ν)，在酒精中與氫氧化鈉反應，使 化合物(iii)環合，回收率為40-50% ；4. PYR-41的預測類似物(vii)通過吡唑烷二酮(ν)與一分子醛反應合成，回收率 為 30-55% ο5.上述反應中，加入苯胼和4-乙氧基-3-甲氧苯甲醛，便可以獲得PYR-41的類似 物4-(4-乙氧基-3-甲氧苯亞甲基)-1_苯吡唑烷-3，5-二酮(vii)。如下述路線I，III，IV所示，Y-I-苯吡唑烷_3，5_ 二酮，即為本發明中所述的化合 物分子式(其中Y為不同的取代基團)。方案II所述產物4-(4-乙氧基-3-甲氧苯亞甲
4基)-1-苯吡唑烷-3，5- 二酮，即為該化合物的其中一種具體分子式。
權利要求
泛素E1抑制劑，其特徵在於根據PRY 41(4[4 (5 硝基 呋喃基 亞甲基) 3，5 二氧代 吡唑烷 1 基] 苯甲酸乙酯)的結構，採用液相有機合成的方法製備成具有不同替代基團的系列化合物Y 1 苯吡唑烷 3，5 二酮及其相關衍生物。
2.根據權利要求1所述泛素El抑制劑，其特徵在於，所說系列化合物Y-I-苯吡唑 烷-3，5-二酮及其相關衍生物，包括4-((-5_硝基呋喃-2-烴基)亞甲基)-1-苯吡 唑烷-3，5-二酮；4-(4_乙氧基-3-甲氧苯亞甲基)-1_苯吡唑烷-3，5-二酮；4_(亞萘 基-1-基亞甲基)-1_苯吡唑烷-3，5- 二酮；1-苯基-4-(2，4，6-三甲氧苯亞甲基)吡唑 烷-3，5-二酮；4-(4-氯苯)-1_苯基吡唑烷-3，5-二酮；4-(4-(苯甲氧基)-3-甲氧苯亞 甲基)-1-苯吡唑烷-3，5-二酮；N-(4-((3，5-二氧代-1-苯吡唑烷-4-亞基)甲基)苯 基)乙醯胺；4- (4- ( 二甲氨基)苯亞甲基)-1-苯基吡唑烷-3，5- 二酮；4-(環丙烷六亞甲 基)-1-苯基吡唑烷-3，5- 二酮。
3.根據權利要求1所述泛素El抑制劑的製備方法，其特徵在於，依下述步驟進行1)通過鹽酸胼與無水碳酸鈉反應，產生胼取代產物(ii)，收率為85-95%；2)胼取代產物(ii)與醯基氯(iv)反應，產生醯化胼，使用吡啶作為鹼基，回收率為 60-70% ；3)來源於化合物(iii)的1-苯吡唑烷_3，5-二酮(ν)，在酒精中與氫氧化鈉反應，使 化合物(iii)環合，回收率為40-50% ；4)PYR-41的預測類似物(vii)通過吡唑烷二酮(ν)與一分子醛反應合成，回收率為 30-55% ο5)在上述4的反應中，加入苯胼和4-乙氧基-3-甲氧苯甲醛，便獲得PYR-41的類似物 4-(4-乙氧基-3-甲氧苯亞甲基)-1_苯吡唑烷-3，5-二酮(Vii)0
4.根據權利要求1所述泛素El抑制劑，其特徵在於，所說的化合物，包括化合物本身及 其相關鹽化，溶劑化，水化，多形變體或前體藥物。
全文摘要
本發明涉及泛素E1抑制劑及其製備方法，根據PRY-41(4[4-(5-硝基-呋喃基-亞甲基)-3，5-二氧代-吡唑烷-1-基]-苯甲酸乙酯)的結構，採用液相有機合成的方法製備成具有不同替代基團的系列化合物Y-1-苯吡唑烷-3，5-二酮及其相關衍生物(如4-(4-乙氧基-3-甲氧苯亞甲基)-1-苯吡唑烷-3，5-二酮等)。本發明的泛素E1抑制劑，可以用於抑制泛素化作用介導的蛋白降解和泛素化作用的非降解功能，特別是在抑制劑阻斷NFκB活性的過程中，該抑制劑可以殺死含有p53的轉化細胞，即，該抑制劑可能具有治療腫瘤的潛在特性，也可作為研究泛素蛋白酶體系統作用機理的重要工具。
文檔編號C07D405/06GK101961331SQ20101025775
公開日2011年2月2日 申請日期2010年8月19日 優先權日2010年8月19日
發明者劉鐳, 李衛星, 王天欣 申請人:西安傑諾瓦生物科技有限公司