Compuestos para la inhibición enzimática del proteosoma.

Un compuesto que tiene una estructura de fórmula I o una de sus sales farmacéuticamente aceptables**Fórmula**

en la que

X es O;

Y es NH, N-alquilo o C(R9)2;

Z es C(R9)2;

R1, R2, R3 y R4 son todos hidrógeno;

R5 y R7 son, independientemente, aralquilo C1-6, que está opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado entre alquilo, amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, carboxiléster, tiol y tioéter;

R6 y R8 son, independientemente, alquilo C1-6, que está opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado entre alquilo, amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, carboxiléster, tiol y tioéter;

cada R9 es hidrógeno;

m es un número entero de 0 a 2; y

n es un número entero de 0 a 2, preferentemente 0 o 1;

con la condición de que el compuesto no sea un compuesto de fórmula:**Fórmula**

Compuestos para la inhibición enzimática del proteosoma Campo técnico

La presente invención se refiere a compuestos y a métodos de inhibición enzimática. En particular, la invención se refiere a métodos terapéuticos basados en la inhibición enzimática.

Antecedentes de la invención

En eucariotas, la degradación de las proteínas está mediada predominantemente por la ruta de la ubiquitina, en la que las proteínas objeto de la destrucción están ligadas al polipéptido ubiquitina de 76 aminoácidos. Una vez atacadas, las proteínas ubiquitinadas sirven después como sustratos para el proteosoma 26S, una proteasa multicatalítica, que escinde las proteínas en péptidos cortos mediante la acción de sus tres actividades proteolíticas principales. Aunque tiene una función general en el recambio de las proteínas intracelulares, la degradación mediada por el proteosoma también desempeña un papel clave en muchos procesos tales como la presentación del complejo principal de histocompatibilidad (MHC) de clase I, la apoptosis, la regulación del crecimiento celular, la activación de NF-kB, el procesamiento de antígenos y la transducción de señales proinflamatorias.

El proteosoma 20S es un complejo proteasa multicatalítico de forma cilindrica de 700 kDa compuesto de 28 subunidades organizadas en cuatro anillos. En levaduras y otros eucariotas, 7 subunidades a diferentes forman los anillos exteriores y 7 subunidades p diferentes comprenden los anillos interiores. Las subunidades a sirven como sitios de unión para los complejos reguladores 19S (PA700) y 11S (PA28), así como sirven como una barrera física para la cámara proteolítica interior formada por los dos anillos de subunidades (3. Así pues, in vivo, se cree que el proteosoma existe como una partícula 26S ("el proteosoma 26S"). Los experimentos in vivo han demostrado que la inhibición de la forma 20S del proteosoma se puede correlacionar muy fácilmente con la inhibición del proteosoma 26S. La escisión de las prosecuencias aminoterminales de las subunidades [3 durante la formación de las partículas expone los restos de treonina aminoterminales, que sirven como nucleófilos catalíticos. Las subunidades responsables de la actividad catalítica en el proteosoma poseen, por tanto, un resto nucleófilo aminoterminal, y estas subunidades pertenecen a la familia de las hidrolasas nucleófilas N-terminales (Ntn) (donde el resto nucleófilo N- terminal es, por ejemplo, Cys, Ser, Thr y otros restos nucleófilos). Esta familia incluye, por ejemplo, penicilina G acilasa (PGA), penicilina V acilasa (PVA), glutamina PRP amidotransferasa y glicosilasparraginasa bacteriana. Además de las subunidades (3 expresadas ubicuamente, los vertebrados superiores también poseen tres subunidades |3 inducibles por el interferón y(LMP7, LMP2 y MECLI), que reemplazan a sus homólogos normales, X, Y y Z respectivamente, modificando así las actividades catalíticas del proteosoma. Mediante el uso de diferentes sustratos peptídicos, se han definido tres actividades proteolíticas principales para el proteosoma 20S eucariota: la actividad de tipo quimiotripsina (CT-L), que escinde detrás de los grandes restos hidrófobos; la actividad de tipo tripsina (T-L), que escinde detrás de los restos básicos; y la actividad que hidroliza el péptido peptidilglutamilo (PGPH), que escinde detrás de los restos ácidos. También se han atribuido al proteosoma dos actividades menos caracterizadas adicionales: la actividad BrAAP, que escinde detrás de aminoácidos de cadena ramificada; y la actividad SNAAP, que escinde detrás de aminoácidos neutros pequeños. Las principales actividades proteolíticas del proteosoma parecen estar asistidas por diferentes sitios catalíticos, dado que los inhibidores, las mutaciones puntuales en las subunidades (3 y el intercambio de subunidades |3 que inducen el interferón y alteran estas actividades en diversos grados.

En el documento WO 01/28579, en Elofsson M. et ai: "Towards Subunit-Specific Proteasome Inhibitors: Synthesis and Evaluation of Peptide a',(3'-epoxyketones", Chemistry and Biology, volumen 6, N2 11, 1995, páginas 811-822; en Myung J. et al.: "Lack of Proteasome Active Site Allostery as Revealed by Subunit-Specific Inhibitors", Molecular Cell, Volumen 7, N2 2, febrero de 2001, páginas 411-420; y en Myung et al.: "The Ubiquitin-Proteasome Pathway and Proteasome Inhibitors", Medicinal Research Reviews, Volumen 21,N2 4, julio de 2001, páginas 245-273, se desvelan, por ejemplo, péptidos e inhibidores del proteosoma.

Hay varios ejemplos de moléculas pequeñas que se han usado para inhibir la actividad del proteosoma; sin embargo, en general, estos compuestos carecen de la especificidad, la estabilidad o la potencia necesarias para explorar y aprovechar los papeles del proteosoma a nivel celular y molecular. Por lo tanto, se requiere la síntesis de inhibidor(es) de molécula pequeña con mayor especificidad de sitio, mejor estabilidad y solubilidad, y mayor potencia para permitir la exploración de los papeles del proteosoma al nivel celular y molecular.

Sumario de la invención

En el presente documento, se describen clases de moléculas conocidas como péptidos a,(3-epóxidos y péptidos a,(3-aziridinas. Se entiende que las moléculas precursoras se unen eficaz, irreversible y selectivamente a las hidrolasas nucleófilas N-terminales (Ntn), y pueden inhibir específicamente determinadas actividades de enzimas que tienen actividad catalítica múltiple.

Antes se pensaba que simplemente disponía de proteínas desnaturalizadas y mal plegadas, pero hoy en día se admite que el proteosoma constituye una maquinaria proteolítica que regula los niveles de diversas proteínas intracelulares a través de su degradación de una manera dependiente de la señal. Por consiguiente, hay un gran interés en identificar los reactivos que pueden perturbar específicamente las actividades del proteosoma y otras hidrolasas Ntn y, por lo tanto, que se puedan usar como sondas para estudiar el papel de estas enzimas en los procesos biológicos. En el presente documento, se describen, sintetizan e investigan compuestos dirigidos a las hidrolasas Ntn. Se describen epóxidos peptídicos y aziridinas peptídicas que pueden inhibir determinadas actividades del proteosoma de manera potente, selectiva e irreversible.

A diferencia de otros varios inhibidores basados en péptidos, no se espera que los epóxidos peptídicos y la aziridinas peptídicas descritos en el presente documento inhiban sustancialmente las proteasas no proteosómicas tales como la tripsina, la quimiotripsina, la catepsina B, la papaína y la calpaína a concentraciones de hasta 50 pM. A concentraciones superiores, se puede observar la inhibición, pero cabría esperar que fuera competitiva y no irreversible si el inhibidor simplemente compite con el sustrato. También se espera que los epóxidos peptídicos y las aziridinas peptídicas novedosos inhiban la activación de NF-kB y estabilicen los niveles de p53 en cultivo celular. Además, cabría esperar que estos compuestos tuvieran actividad antiinflamatoria. Así pues, estos compuestos pueden ser sondas moleculares únicas, que tienen la versatilidad de explorar la función de enzimas Ntn en procesos biológicos y patológicos normales.

En un primer aspecto, la presente invención proporciona un compuesto de fórmula I:

I

en la que X es O;

YesNH, N-alquilo o C(R9)2;

Z es C(R9)2;

R1, R2, R3 y R4 son todos hidrógeno;

R5 y R7 son, independientemente, aralquilo C1-6, que está opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado entre alquilo, amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, carboxiléster, tiol y tioéter;

R6 y R8 son, independientemente, alquilo C1-6, que está opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado entre alquilo, amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, carboxiléster, tiol y tioéter;

R9 es, en cada caso, hidrógeno;

m es un número entero de 0 a 2; y

n es un número entero de 0 a 2, preferentemente 0 o 1;

con la condición de que el compuesto no sea un compuesto de fórmula:

Preferentemente, Y se selecciona entre A/-alquilo y CH2. Preferentemente, Y se selecciona entre N-alquilo y CH2, Z es CH2, tanto m como n son 0. En una preferencia alternativa, Y se selecciona entre A/-alquilo y CH2, Z es CH2, m es 0, y n es 2 o 3.

En otro aspecto, la invención proporciona composiciones farmacéuticas que incluyen un vehículo farmacéuticamente aceptable y una cantidad farmacéuticamente eficaz del inhibidor de hidrolasa, que mejoran los efectos de la enfermedad neurodegenerativa (tal como la enfermedad de Alzheimer),... [Seguir leyendo]

1. Un compuesto que tiene una estructura de fórmula I o una de sus sales farmacéuticamente aceptables

en la que

X es O;

Y es NH, N-alquilo o C(R9)2¡

Z es C(R9)2;

R1, R2, R3 y R4 son todos hidrógeno;

R5 y R7 son, independientemente, aralquilo Ci-6, que está opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado entre alquilo, amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, carboxiléster, tiol y tioéter;

R6 y R8 son, independientemente, alquilo Ci-6, que está opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado

entre alquilo, amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, carboxiléster,

tiol y tioéter;

cada R9 es hidrógeno;

m es un número entero de 0 a 2; y

n es un número entero de 0 a 2, preferentemente 0 o 1;

con la condición de que el compuesto no sea un compuesto de fórmula:

2.

3.

4.

Un

Un

Un

compuesto

compuesto

compuesto

de la reivindicación 2, en el que Z es CH2, y tanto m como n son 0. de la reivindicación 2, en el que Z es CH2, m es 0 y n es 2 o 3.

5. Un compuesto de la reivindicación 1 que tiene la siguiente estructura:

o

o una de sus sales farmacéuticamente aceptables.

6. Un compuesto de la reivindicación 1 que tiene una estructura de fórmula V o una de sus sales farmacéuticamente aceptables:

V

en la que

X es O;

R1, R2, R3 y R4 son todos hidrógeno;

R5 y R7 son, independientemente, aralquilo c entre alquilo, amida, amina, ácido carboxílico tiol y tioéter;

R6 y R8 son, independientemente, alquilo entre alquilo, amida, amina, ácido carboxílico tiol y tioéter; y

q es un número entero de 0 a 3.

1-6, que está opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado 3 o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, carboxiléster,

i-6, que está opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado 0 una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, carboxiléster,

7. Un compuesto de la reivindicación 6 que tiene una estructura de fórmula VI o una de sus sales farmacéuticamente

X es O;

R1, R2, R3 y R4 son todos hidrógeno;

R6 y R8 son, independientemente, alquilo Ci_6, que está opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado entre alquilo, amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo, carboxiléster, tiol y tioéter; y

q es un número entero de 0 a 3.

8. Un compuesto de la reivindicación 7, en el que R6 y R8 son, en cada caso, ¡sobutilo.

9. Una composición farmacéutica que comprende un compuesto de cualquier realización anterior y un vehículo farmacéuticamente aceptable.

10. Un compuesto de cualquier reivindicación anterior para su uso en el tratamiento de la inflamación, enfermedades neurodegenerativas, enfermedades de atrofia muscular, cáncer, enfermedades infecciosas crónicas, una afección hiperproliferativa, inactividad muscular, o afecciones relacionadas con el sistema inmune, inhibición o reducción de la infección por VIH, alteración del nivel de expresión del gen viral en un sujeto o alteración de la variedad de péptidos antigénicos producidos por el proteosoma en un organismo.

aceptables:

VI

en la que