Un compuesto que tiene una estructura de fórmula III o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo,

en la que X es O; R 1 , R 2 , R 3 y R 4 son todos hidrógeno; R 5 y R 7 son independientemente aralquilo C1-6 opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado de amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable de los mismos, éster carboxílico, tiol y tioéter; y R 6 y R 8 son independientemente alquilo C1-6 sustituido con un grupo seleccionado de amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable de los mismos, éster carboxílico, tiol y tioéter; en donde el término "alquilo C1-6" se refiere a grupos hidrocarburo saturados, incluyendo grupos alquilo de cadena lineal y grupos alquilo de cadena ramificada que contienen de 1 a 6 átomos de carbonos en la cadena, incluyendo grupos haloalquilo, el término "aralquilo C1-6" se refiere a un grupo alquilo C1-6 sustituido con un grupo arilo y el término "arilo" incluye sistemas de anillo policíclicos que tienen dos o más anillos cíclicos en los que dos o más carbonos son comunes a dos anillos contiguos de los que al menos uno de los anillos es aromático

Campo técnico

Esta invención se refiere a compuestos y procedimientos para inhibición enzimática. En particular, la invención se refiere a compuestos para usar en procedimientos terapéuticos basados en inhibición enzimática.

Antecedentes de la invención

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

El proteasoma 20S es un complejo proteasa multicatalítico de forma cilíndrica de 700 kDa constituido por 28 subunidades organizadas en cuatro anillos. En levadura y otros eucariotas, 7 subunidades á diferentes forman los anillos exteriores y 7 subunidades â diferentes forman los anillos interiores. Las subunidades á 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 â. Así, in vivo, se cree que el proteasoma existe como una partícula de 26S (“el proteasoma 26SLos experimentos in vivo han mostrado que la inhibición de la forma de 20S del proteasoma puede correlacionar muy fácilmente con inhibición del proteasoma 26SLa escisión de las prosecuencias aminoterminales de las subunidades â durante la formación de partículas expone los residuos de treonina aminoterminales, que sirven como los nucleófilos catalíticosLas subunidades responsables para la actividad catalítica en proteasomas poseen así un residuo nucleófilo aminoterminal y estas subunidades pertenecen a la familia de hidrolasas nucleófilas N-terminales (Ntn) (donde el residuo N-terminal nucleófilo 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 â expresadas ubicuamente, los vertebrados superiores poseen también tres subunidades â inducibles por interferón-ã (LMP7, LMP2 y MECL1), que reemplazan sus homólogos normales, X, Y y Z respectivamente, alterando así las actividades catalíticas del proteasoma. A través del uso de diferentes sustratos peptídicos, se han definido tres actividades proteolíticas principales para el proteasoma 20S de eucariotas: la actividad similar a quimiotripsina (CTL), que escinde después de grandes residuos hidrófobos; la actividad similar a tripsina (T-L), que escinde después de los residuos básicos; y la actividad que hidroliza péptido peptidilglutamilo (PGPH), que escinde después de residuos ácidos. Dos actividades menos caracterizadas adicionales se han adscrito al proteasoma: la actividad BrAAP, que escinde después de aminoácidos ramificados; y la actividad SNAAP, que escinde después de aminoácidos neutrales pequeños. Las actividades proteolíticas del proteasoma principales parecen estar contribuidas por diferentes sitios catalíticos, dado que los inhibidores, las mutaciones puntuales en las subunidades â y el intercambio de subunidades â que induce interferón-ã alteran estas actividades en diversos grados.

Hay varios ejemplos de moléculas pequeñas que se han usado para inhibir la actividad del proteasoma; sin embargo, estos compuestos carecen generalmente de la especificidad, la estabilidad o la potencia necesarias para explorar y explotar los papeles del proteasoma a nivel celular y molecularPor lo tanto, la síntesis de inhibidor(es) de molécula pequeña con especificidad de sitio incrementada, estabilidad y solubilidad mejorada y potencia incrementada se necesita para permitir la exploración de los papeles del proteasoma al nivel cellular y molecular.

Por ejemplo, péptidos como inhibidores de proteasoma se revelan en el documento W001/28579, en Elofsson M. y col.: "Towards Subunit-Specific Proteasome Inhibitors: Synthesis and Evaluation of Peptide Alpha',Beta'-Epoxyketones", Chemistry and Biology, Current Biology, Londres, GB, volumen 6, n.º: 11, 1995, páginas 811-822; Myung J. y col.: "Lack of Proteasome Active Site Allostery as Revealed by Subunit-Specific Inhibitors", Molecular Cell, febrero de 2001, volumen 7, n.º: 2, febrero de 2001 (2001-02), páginas 411-420; y Myung y col.: "The Ubiquitin-Proteasome Pathway and Proteasome Inhibitors", Medicinal Research Reviews, Nueva York, NY, US, volumen 21, n.º: 4, julio de 2001 (2001-07), páginas 245-273. Además, los péptidos como compuestos para inhibición de enzimas se revelan en el documento W02005/105827, publicado el 10 de noviembre de 2005.

Resumen de la invención

La invención se refiere a clases de moléculas conocidas como péptidos á',â'-epóxidos. Las moléculas parentales se entienden para unir eficientemente, irreversiblemente y selectivamente a las hidrolasas nucleófilas N-terminales (Ntn) y pueden inhibir específicamente las actividades particulares de enzimas que tienen actividad catalítica múltiple.

Hace tiempo se pensó que disponía meramente de proteínas desnaturalizadas y mal plegadas, ahora a se admitee que el proteasoma constituye una maquinaria proteolítica que regula los niveles de proteínas intracelulares diversas a través de su degradación de una manera dependiente de señal. Así, hay gran interés en identificar los reactivos que pueden perturbar específicamente las actividades del proteasoma y otras hidrolasas Ntn y por lo tanto usarse como sondas para estudiar el papel de estas enzimas en procedimientos biológicos. En el presente documento se describen, sintetizan e investigan compuestos que tienen como objetivo las hidrolasas Ntn. Se describen y reivindican los epóxidos peptídicos que pueden inhibir actividades del proteasoma particulares potentemente, selectivamente e irreversiblemente.

A diferencia de varios otros inhibidores basados en péptidos, no se espera que los epóxidos peptídicos descritos en el presente documento inhiban sustancialmente proteasas no proteasómicas tales como tripsina, quimiotripsina, catepsina B, papaína y calpaína a concentraciones de hasta 50 ìM. A concentraciones más altas, la inhibición se puede observar, pero se esperaría que fuera competitiva y no irreversible, si el inhibidor simplemente compite con el sustrato. Se espera también que los epóxidos peptídicos novedosos inhiban activación de NF-KB y estabilicen niveles de p53 en cultivo celular. Además, se esperaría que estos compuestos tengan actividad anti-inflamatoria. Así, 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 aspecto, la invención proporciona inhibidores que comprenden un anillo de tres miembros que contiene heteroátomo como se define por la fórmula III más adelante. Estos inhibidores pueden inhibir actividad catalítica de las enzimas hidrolasas nucleófilas N-terminales (por ejemplo, el proteasoma 20S, o el proteasoma 26S) cuando dicho inhibidor está presente a concentraciones por debajo de aproximadamente 50 ìM. Con respecto al proteasoma 20S los inhibidores de hidrolasa particulares inhiben actividad similar a quimiotripsina del proteasoma 20S cuando el inhibidor está presente a concentraciones por debajo de aproximadamente 5 ìM y no inhiben actividad similar a tripsina o actividad PGPH del proteasoma 20S cuando el inhibidor está presente a concentraciones por debajo de aproximadamente 5 ìM. El inhibidor de hidrolasa es un péptido á',â'-epoxicetona. El péptido puede incluir cadenas laterales ramificadas y no ramificadas tales como alquilo C1.6, hidroxialquilo C1.6, alcoxialquilo C1.6, arilo, aralquilo C1.6, alquilamida C1.6, alquilamina C1.6, ácido carboxílico C1.6, éster carboxílico C1.6, alquiltiol C1.6, o alquiltioéter C1.6, por ejemplo isobutilo, fenilmetilo y 2-feniletilo. El á'-carbono de la á',â'-epoxicetona puede ser un átomo de carbono quiral, tal como un carbono configurado (R) o â, según éstos se definen... [Seguir leyendo]

1. Un compuesto que tiene una estructura de fórmula III o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo,

**(Ver fórmula)**

en la que

5 X es O;

R1, R2, R3 y R4 son todos hidrógeno;

R5 y R7 son independientemente aralquilo C1-6 opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado de amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable de los mismos, éster carboxílico, tiol y tioéter; y

R6 y R8 son independientemente alquilo C1-6 sustituido con un grupo seleccionado de amida, amina, ácido 10 carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable de los mismos, éster carboxílico, tiol y tioéter;

en donde el término "alquilo C1-6" se refiere a grupos hidrocarburo saturados, incluyendo grupos alquilo de cadena lineal y grupos alquilo de cadena ramificada que contienen de 1 a 6 átomos de carbonos en la cadena, incluyendo grupos haloalquilo, el término "aralquilo C1-6" se refiere a un grupo alquilo C1-6 sustituido con un grupo arilo y el término "arilo" incluye sistemas de anillo policíclicos que tienen dos o más anillos cíclicos en los que dos o más carbonos son comunes a dos anillos contiguos de los que al menos uno de los anillos es aromático.

2. Un compuesto de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene una estructura de fórmula IV o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo,

**(Ver fórmula)**

en el que X es O; R1, R2, R3 y R4 son todos hidrógeno; R6 y R8 están independientemente seleccionados de alquilo C1-6 opcionalmente sustituido con un grupo seleccionado

de amida, amina, ácido carboxílico o una sal farmacéuticamente aceptable de los mismos, éster carboxílico, tiol y tioéter.

25 3. Un compuesto de la reivindicación 2, en el que R6 y R8 son ambos isobutilo.

4. Un compuesto de la reivindicación 2, que tiene la siguiente estructura

5. Una composición farmacéutica que comprende un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 y un vehículo farmacéuticamente aceptable.

6. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para usar en el tratamiento de inflamación.

5 7. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para usar en inhibir o reducir infección por VIH.

8. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para usar en el tratamiento de enfermedad neurodegenerativa.

9. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para usar en el tratamiento de enfermedades amiotróficas.

**(Ver fórmula)**

10 10. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para usar en el tratamiento de cáncer.

11. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para usar en el tratamiento de enfermedades infecciosas crónicas.

12. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para usar en el tratamiento de una afección hiperproliferativa.

15 13. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para usar en el tratamiento de inactividad muscular.

14. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 o para usar en tratamiento de afecciones relacionadas con el sistema inmune.

15. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para usar en afectar el nivel de expresión génica 20 viral en un sujeto.

16. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 para usar en alterar la diversidad de péptidos antigénicos producidos por el proteasoma en un organismo.