Procedimiento novedoso.

Un procedimiento de identificación de compuestos con un peso molecular en el intervalo de 100 a 750 que inhiben la unión del primer y/o segundo bromodominios de BRD-2 a 4 humanos a restos de lisina acetilados de sus proteínas fisiológicas asociadas que comprende seleccionar aquellos compuestos que pueden:

a) formar una interacción de tipo enlace de hidrógeno en la que el compuesto acepta un enlace de hidrógeno procedente del grupo NH2 de la cadena secundaria del resto asparagina que se encuentra en:**Fórmula**

b) acepta un enlace de hidrógeno mediado por agua en el que el compuesto acepta un enlace de hidrógeno que procede de una molécula de agua que está a su vez unida mediante un enlace de hidrógeno al hidroxilo de la cadena secundaria del resto tirosina que se encuentra en**Fórmula**

c) que también pueden formar una interacción de Van der Waals con una región de unión lipófila de una bolsa de unión de tal manera que uno o más átomos pesados de dichos compuestos se encuentran a una distancia de 5A de cualquiera de los átomos pesados de los siguientes restos del bromodominio que definen la bolsa de unión:**Fórmula**

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2010/066714.

Solicitante: GLAXOSMITHKLINE LLC.

Nacionalidad solicitante: Estados Unidos de América.

Dirección: Corporation Service Company, 2711 Centreville Road, Suite 400 Wilmington, Delaware 19808 ESTADOS UNIDOS DE AMERICA.

Inventor/es: BAMBOROUGH,PAUL, CHUNG,CHUN-WA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación o análisis de materiales por métodos... > G01N33/68 (en los que intervienen proteínas, péptidos o aminoácidos)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > BIOQUIMICA; CERVEZA; BEBIDAS ALCOHOLICAS; VINO; VINAGRE;... > MICROORGANISMOS O ENZIMAS; COMPOSICIONES QUE LOS... > Enzimas, p. ej. ligasas (6.; Proenzimas; Composiciones... > C12N9/12 (transfieren grupos que contienen fósforo, p. ej. Quinasas (2.7))

PDF original: ES-2539964_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento novedoso Campo de la invención

La presente invención se refiere a un procedimiento para la identificación de moléculas pequeñas que inhiben la unión del primer y segundo bromodominios (BD1 y 2, conocidos también como los bromodominios del extremo N y del extremo C) de las proteínas BRD-2 a 4 de la familia BET humana, a restos de lisina acetilados de sus proteínas fisiológicas asociadas, a composiciones farmacéuticas que contienen dichos compuestos y a su uso en terapia.

Antecedente de la invención

Los genomas de organismos eucariotas están muy organizados en el interior del núcleo de la célula. Las largas hebras del ADN dúplex se enrollan alrededor de un octómero de proteínas histona (que comprende más usualmente dos coplas de hlstonas H2A, H2B H3 y H4) para formar un nucleosoma. Después, esta unidad básica se comprime adicionalmente mediante la agregación y el plegamiento de nucleosomas para formar una estructura de cromatina muy condensada. Es posible una variedad de diferentes estados de condensación, y el apretamiento de esta estructura varía durante el ciclo celular, siendo más compacta durante el procedimiento de división celular. La estructura de la cromatina tiene una función crítica en la regulación de la transcripción génica, que no se puede producir eficazmente a partir de cromatina muy condensada. La estructura de cromatina está controlada por una serie de modificaciones posteriores a la traducción de las proteínas histona, de forma notable en las histonas H3 y H4, y de manera más común en las colas de histonas que se extienden más allá del núcleo de la estructura del nucleosoma. Estas modificaciones incluyen acetilación, metilación, fosforilación, ubiquitinación, SUMOilación. Estas marcas epigenéticas son escritas y borradas por enzimas específicas, que colocan las etiquetas en restos específicos de la cola de histona, formando por tanto un código epigenético que la célula interpreta a continuación para permitir la regulación específica del gen de la estructura de cromatina y de esta manera la transcripción.

La acetilación de la histona está asociada más normalmente con la activación de la transcripción génica, ya que la modificación suaviza la interacción del ADN y del octómero de histona cambiando las fuerzas electrostáticas. Además de este cambio físico, proteínas específicas se unen a los restos de lisina acetilados en las histonas para leer el código epigenético. Los bromodominios son dominios pequeños (-11 aminoácidos) diferentes de las proteínas que se unen a restos de lisina acetilados de forma habitual pero no exclusiva en el contexto de las histonas. Existe una familia de alrededor de 5 proteínas conocidas por contener bromodominios, y tienen una variedad de funciones en la célula.

La familia BET de proteínas que contienen el bromodominio comprende 4 proteínas (BRD-2, BRD-3, BRD-4 y BRD-t) que contienen bromodominios en tándem (BD1 y 2) que se pueden unir a dos restos de lisina acetilados en estrecha vecindad, aumentando la especificidad de la interacción. Se ha notificado que BRD-2 y BRD-3 se asocian a histonas junto con genes que se transcriben activamente y pueden estar implicados en el alargamiento de la transcripción (Leroy y col, Mol. Cell. 28 3(1 ):51 -6), mientras de BRD-4 parece estar implicado en el reclutamiento del complejo pTEF-B para los genes inducibles, dando como resultado la fosforilación de la ARN polimerasa y un resultado aumentado de la transcripción (Hargreaves y col, Cell, 29 138(1): 129-145). Se ha notificado también que BRD4 o BRD3 pueden fusionarse con NUT (proteína nuclear del testículo) formando oncogenes de fusión novedosos, BRD4-NUT o BRD3-NUT, en formas muy malignas de neoplasias epiteliales (French y col. Cáncer Research, 23, 63, 34-37 y French y col. Journal of Clinical Oncology, 24, 22 (2), 4135-4139). Los datos sugieren que las proteínas de fusión BRD-NUT contribuyen a la carcinogénesis (Oncogene, 28, 27, 2237-2242). BRD-t se expresa únicamente en los testículos y los ovarios. Se ha notificado que todos los miembros de la familia ejercen alguna función de control o ejecución de aspectos del ciclo celular, y se ha mostrado que permanecen en el complejo con cromosomas durante la división celular -sugiriendo un papel en el mantenimiento de la memoria epigenética. Además, algunos virus utilizan estas proteínas para vincular sus genomas a la cromatina de la célula hospedadora como parte del procedimiento de la replicación vírica (You y col Cell, 24 117(3):349-6).

Umehara y col resolvieron la estructura cristalina mediante rayos X de BD1 de BRD-2 humano cuando se une a un resto lisina con histona acetilada (Banco de datos cristalográfico de proteínas, entrada 2dvq) y demostraron que el resto lisina acetilado acepta un enlace de hidrógeno procedente del grupo NH2 de la cadena secundaria de ASN 156 y acepta también un enlace de hidrógeno procedente de una molécula de agua que está a su vez unida mediante un enlace de hidrógeno al hidroxilo de la cadena secundaria de TYR113. Dichos autores también predijeron los restos de aminoácidos que definen la bolsa de reconocimiento de la acetil lisina del primer bromodominio (BD1) de BRD-2 humano (documento JP28-156311, The Institute of Physical and Chemical Research (RIKEN)). Los inventores han identificado ahora moléculas pequeñas que inhiben la unión de BD1 y 2 de las proteínas BRD-2 a 4 de la familia BET humana a restos de lisina acetilados de sus proteínas fisiológicas asociadas, Los estudios mediante cristalografía de rayos X de estas moléculas, cuando se unen a estos bromodominios de BET, han permitido a los inventores identificar retrospectivamente los sitios de unión clave implicados en esta interacción. Esta información se puede usar en el diseño lógico de fármacos de pequeñas moléculas adicionales que pueden inhibir la unión del primer y/o segundo bromodominio de BRD2 a 4 humano, a restos de lisina acetilados de sus proteínas fisiológicas asociadas.

Sumario de la invención

En un primer aspecto de la presente invención, se proporciona un procedimiento para la identificación de moléculas pequeñas, especialmente en compuestos con un peso molecular en el intervalo de 1 a 75, que inhiben la unión del primer y/o segundo bromodominio de BRD-2 a 4 humano a restos de lisina acetilados de sus proteínas 5 fisiológicas asociadas que comprende seleccionar aquellos compuestos que pueden:

a) formar una interacción de tipo enlace de hidrógeno en la que el compuesto acepta un enlace de hidrógeno procedente del grupo NH2 de la cadena secundaria del resto asparagina que se encuentra en:

BD1 de BRD-2

BD2 de BRD-2

BD1 de BRD-3

BD2 de BRD-3

BD1 de BRD-4

BD2 de BRD-4

ASN156

ASN429

ASN116

ASN391

ASN14

ASN433

o

b) acepta un enlace de hidrógeno mediado por agua en el que el compuesto acepta un enlace de hidrógeno que 1 procede de una molécula de agua que está a su vez unida mediante un enlace de hidrógeno al hidroxilo de la cadena secundaria del resto tirosina que se encuentra en

BD1 de BRD-2

BD2 de BRD-2

BD1 de BRD-3

BD2 de BRD-3

BD1 de BRD-4

BD2 de BRD-4

TYR113

TYR386

TYR73

TYR348

TYR97

TYR39

Y

c) que también pueden formar una interacción de Van der Waals con una región de unión lipófila... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un procedimiento de identificación de compuestos con un peso molecular en el intervalo de 1 a 75 que inhiben la unión del primer y/o segundo bromodominios de BRD-2 a 4 humanos a restos de lisina acetilados de sus proteínas fisiológicas asociadas que comprende seleccionar aquellos compuestos que pueden:

a) formar una interacción de tipo enlace de hidrógeno en la que el compuesto acepta un enlace de hidrógeno

procedente del grupo NH2 de la cadena secundaria del resto asparagina que se encuentra en:

BD1 de BRD-2

BD2 de BRD-2

BD1 de BRD-3

BD2 de BRD-3

BD1 de BRD-4

BD2 de BRD-4

ASN156

ASN429

ASN116

ASN391

ASN14

ASN433

o

b) acepta un enlace de hidrógeno mediado por agua en el que el compuesto acepta un enlace de hidrógeno que procede de una molécula de agua que está a su vez unida mediante un enlace de hidrógeno al hidroxilo de la 1 cadena secundaria del resto tirosina que se encuentra en

BD1 de BRD-2

BD2 de BRD-2

BD1 de BRD-3

BD2 de BRD-3

BD1 de BRD-4

BD2 de BRD-4

TYR113

TYR386

TYR73

TYR348

TYR97

TYR39

y

c) que también pueden formar una interacción de Van der Waals con una región de unión lipófila de una bolsa de unión de tal manera que uno o más átomos pesados de dichos compuestos se encuentran a una distancia de 5A de cualquiera de los átomos pesados de los siguientes restos del bromodominio que definen la bolsa de unión:

BD1 de BRD-2

BD2 de BRD-2

BD1 de BRD-3

BD2 de BRD-3

BD1 de BRD-4

BD2 de BRD-4

TRP97

TRP37

TRP57

TRP332

TRP81

TRP374

PR98

PR371

PR58

PR333

PR82

PR375

ASP161

ASP434

ASP121

GLU396

ASP145

GLU438

ILE162

VAL435

ILE122

VAL397

ILE146

VAL439

MET165

MET438

MET125

MET4

MET149

MET442

2. Un procedimiento de identificación de compuestos con un peso molecular en el intervalo de 1 a 75 que inhiben la unión del primer y/o segundo bromodominios de BRD-2 a 4 humanos a restos de lisina acetilados de sus proteínas fisiológicas asociadas que comprende seleccionar aquellos compuestos que pueden:

a) formar una interacción de tipo enlace de hidrógeno en la que el compuesto acepta un enlace de hidrógeno 2 procedente del grupo NH2 de la cadena secundaria del resto asparagina que se encuentra en:

BD1 de BRD-2

BD2 de BRD-2

BD1 de BRD-3

BD2 de BRD-3

BD1 de BRD-4

BD2 de BRD-4

ASN156

ASN429

ASN116

ASN391

ASN14

ASN433

y

b) acepta un enlace de hidrógeno mediado por agua en el que el compuesto acepta un enlace de hidrógeno que procede de una molécula de agua que está a su vez unida mediante un enlace de hidrógeno al hidroxilo de la cadena secundarla del resto tirosina que se encuentra en

BD1 de BRD-2

BD2 de BRD-2

BD1 de BRD-3

BD2 de BRD-3

BD1 de BRD-4

BD2 de BRD-4

TYR113

TYR386

TYR73

TYR348

TYR97

TYR39

y

c) que también pueden formar una interacción de Van der Waals con una región de unión lipófila de una bolsa de unión de tal manera que uno o más átomos pesados de dichos compuestos se encuentran a una distancia de 5A

de cualquiera de los átomos pesados de los siguientes restos del bromodominlo que definen la bolsa de unión:

BD1 de BRD-2

BD2 de BRD-2

BD1 de BRD-3

BD2 de BRD-3

BD1 de BRD-4

BD2 de BRD-4

TRP97

TRP37

TRP57

TRP332

TRP81

TRP374

PR98

PR371

PR58

PR333

PR82

PR375

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MET165

MET438

MET125

MET4

MET149

MET442

3. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de la reivindicación 1 o la reivindicación 2 en el que la etapa (c) requiere que los compuestos puedan formar una interacción de Van der Waals con una región de unión lipófila de 5 una bolsa de unión de tal manera que uno o más átomos pesados de dichos compuestos estén a una distancia de 7,5 A de al menos un átomo pesado de cada uno de los 3 restos de lisina relacionados para un bromodominio dado

BD1 de BRD-2

BD2 de BRD-2

BD1 de BRD-3

BD2 de BRD-3

BD1 de BRD-4

BD2 de BRD-4

PR98

PR371

PR58

PR333

PR82

PR375

ASP161

ASP434

ASP121

GLU396

ASP145

GLU438

ILE162

VAL435

ILE122

VAL397

ILE146

VAL439

4. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3 en el que la etapa (a) y/o (b) se realiza en primer lugar para permitir la identificación de un fragmento del compuesto, antes de que se realice la etapa (c)

para modificar el fragmento identificado en las etapas (a) y/o (b) para proporcionar un compuesto con un peso molecular en el intervalo de 1 a 75 que inhiba la unión del primer y/o el segundo bromodominios de BRD-2 a 4 humanos a restos de lisina acetilados de sus proteínas fisiológicas asociadas.

5. Un procedimiento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para la identificación de los compuestos con un peso molecular en el intervalo de 1 a 5.