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

en la que L está ausente o se selecciona de C=O, C=S, y SO2, Q está ausente o se selecciona de O, NH, y N- alquilo C 1-6, X es O; R 2 y R 4 se seleccionan cada uno independientemente de alquilo C1-6, hidroxialquilo C1-6, alcoxialquilo C1-6, arilo y aralquilo C 1-6, cualquiera de los cuales está opcionalmente sustituido con uno o más sustituyentes de amida, amina, ácido carboxílico (o una sal del mismo), éster, tiol, o tioéter; R 5 R 6 R 7 es N(R 6 )LQR 7 ; se selecciona de hidrógeno, OH, y alquilo C 1-6, se selecciona de (R 8 O)(R 9 O)P(=O)O-alquilo C1-8-, (R 10 )2N-alquilo C1-12-, (R 10 )3N + -alquilo C1-12-, heterociclilo-, R 8 and R 9 se seleccionan independientemente de hidrógeno, catión de metal, alquilo C1-6, alquenilo C1-6, alquinilo C1-6, arilo, heteroarilo, aralquilo C1-6, y heteroalquilo C1-6, preferiblemente de hidrógeno, catión de metal y alquilo C1-6, o R 8 y R 9 juntos son alquilo C1-6, formando de ese modo un anillo; y cada R 10 se selecciona independientemente de hidrógeno y alquilo C1-6, preferiblemente alquilo C1-6; en la que el término "alquilo Cx-y" se refiere a grupos hidrocarburo saturados, incluyendo grupos alquilo de cadena recta y alquilo de cadena ramificada que contienen de x a y carbonos en la cadena, incluyendo grupos haloalquilo, los términos "alquenilo C2-y" y "alquinilo C2-y" se refieren a grupos alifático insaturados que contienen de 2 a y carbonos en la cadena, incluyendo grupos halogenados y que contienen al menos un doble o triple enlace respectivamente, el término "aralquilo C 1-6" se refiere a un grupo alquilo C 1-6 sustituido con un grupo arilo, y el término "arilo" incluye sistemas de anillos policíclicos que tienen dos o más anillos cíclicos en los que dos o más carbonos son comunes a dos anillos adyacentes en los que al menos uno de los anillos es aromático; con la condición de que cuando R 6 es H o CH3 y Q está ausente, LR 7 no es hidrógeno, alquilo C 1-6 C=O no sustituido, una cadena adicional de aminoácidos, t-butoxicarbonilo (Boc), benzoilo (Bz), fluoren-9-ilmetoxicarbonilo (Fmoc), trifenilmetil(tritilo), benziloxicarbonilo (Cbz), tricloroetoxicarbonilo (Troc); o arilo o heteroarilo sustituido o no sustituido

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Campo Técnico

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

Antecedentes de la invención

En eucariotas, la degradación proteica está mediada de forma predominante a través de la ruta de la ubiquitina en la que las proteínas fijadas como diana para destrucción están ligadas a la ubiquitina polipeptídica de 76 aminoácidos. Una vez fijadas como diana, 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 proteico intracelular, la degradación mediada por proteasoma también desempeña una función principal en muchos procedimientos tales como la presentación del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) de clase I, apoptosis, división celular y activación de NF–κB.

El proteasoma 20S es un complejo de proteasa multicatalítico con forma cilíndrica de 700 kDa comprende 28 subunidades organizadas en cuatro anillos, que desempeña funciones importantes en la regulación del crecimiento celular, presentación del complejo mayor de histocompatibilidad de clase I, apoptosis, procesamiento de antígenos, activación de NF–κB, y transducción de señales pro–inflamatorias. En levadura y otras eucariotas, 7 subunidades α diferentes forman los anillos externos y 7 subunidades β diferentes comprenden los anillos internos. Las subunidades α sirven como sitios de unión para los complejos reguladores de 19S (PA700) y 11S (PA28), así como de barrera física para la cámara proteolítica interna formada por dos anillos de las subunidades β. De esta forma, in vivo, se piensa que el proteasoma existe en forma de una partícula de 26S ("el proteasoma 26S "). Experimentos in vivo han mostrado que la inhibición de la forma 20S del proteasoma se puede correlacionar fácilmente para la inhibición del proteasoma 26S. La escisión de prosecuencias amino–terminales de subunidades β durante la formación de partículas expone residuos amino–terminales de treonina, que sirven como nucleófilos catalíticos. Las subunidades responsables de la actividad catalítica en proteasomas poseen de esta forma un residuo nucleófilo aminoterminal, y estas subunidades pertenecen a la familia de las hidrolasas nucleófilas N–terminales (Ntn) (en las que el residuo 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 PRPP amidotransferasa (GAT), y glucosilasparaginasa bacteriana. Además de las subunidades β expresadas de forma ubiquitinada, los vertebrados superiores también poseen tres subunidades β inducibles por interferón γ (LMP7, LMP2 y MECL1), que remplazan sus homólogos normales, X, Y y Z respectivamente, alterando de esta forma las actividades catalíticas del proteasoma. A través del uso de diferentes sustratos peptídicos, se han definido tres actividades proteolíticas principales para el proteasoma 20S eucariota: actividad tipo quimotripsina (CT–L), que escinde después de residuos hidrófobos grandes; actividad tipo tripsina (T–L), que escinde después de residuos básicos; y actividad hidrolítica de péptidos peptidilglutamil (PGPH), que escinde después de residuos ácidos. También se atribuyen a los proteasomas dos actividades adicionales menos caracterizadas: actividad BrAAP, que escinde después de aminoácidos de cadena ramificada; y actividad SNAAP, que escinde después de aminoácidos neutros pequeños. Parece que diferentes sitios catalíticos contribuyen en las actividades proteolíticas principales del proteasoma, ya que los inhibidores, mutaciones puntuales en subunidades β y el intercambio en subunidades β con inducción por interferón γ alteran estas actividades en varios grados.

Existen varios ejemplos de moléculas pequeñas que se han usado para inhibir la actividad del proteasoma; sin embargo, estos compuestos generalmente carecen de la especificidad, estabilidad, o potencia necesarias para explorar y explotar las funciones del proteasoma a nivel celular y molecular. Por lo tanto, la síntesis de inhibidor(es) de moléculas pequeñas con especificidad de sitio aumentada, solubilidad y estabilidad mejoradas, y potencia aumentada es necesaria para permitir la exploración de las funciones del proteasoma a nivel celular y molecular.

Por ejemplo, se desvelan péptidos en forma de inhibidores de proteasoma en el documento WO 01/28579, en Myung J. y col.: “Lack of Proteaseome Active Site Allostery as Revealed by Subunit–Specific Inhibitors”, Molecular Cell, Febrero 2001, volumen 7, nº 2, Febrero 2001 (2001 – 02), páginas 411 – 420 y Kim, K.P. y col., “Proteasome Inhibition by the Natural Products Epoxomicin y Dihydroeponemycin: Insights into Specificity and Potency”, Bio. Org. Med. Chem. Let., volumen 9, 1999, páginas 3335 – 3340.

Sumario de la invención

La invención se refiere a análogos y profármacos de clases de moléculas conocidas como α',β'–epóxidos peptídicos. Se entiende que las moléculas parentales se unen de forma eficaz, irreversible y selectiva a hidrolasas nucleófilas N–terminales (Ntn), y pueden inhibir de forma específica actividades particulares de enzimas que tienen actividad catalítica múltiple.

Una vez que se piensa solamente en disponer de proteínas desnaturalizadas y desplegadas, se reconoce ahora que el proteasoma constituye una maquinaria proteolítica que regula los niveles de diversas proteínas intracelulares a través de su degradación de una forma dependiente de señal. Por consiguiente, existe un gran interés en identificar reactivos que puedan perturbar de forma específica las actividades del proteasoma y otras hidrolasas Ntn y se puedan usar así en forma de sondas para estudiar la función de estas enzimas en procesos biológicos. Los análogos y profármacos para compuestos que fijan como diana las hidrolasas Ntn se desvelan, sintetizan e investigan en la presente memoria descriptiva. Los epóxidos peptídicos que pueden inhibir de forma potente, selectiva e irreversible actividades particulares del proteasoma se desvelan y se reivindican como se define por medio de la fórmula II a continuación.

A diferencia de varios otros inhibidores basados en péptidos, no se espera que los epóxidos peptídicos descritos en la presente memoria descriptiva inhiban de forma sustancial proteasas no proteasómicas tales como tripsina, quimotripsina, catepsina B, papaína, y calpaína en concentraciones de hasta 50 µM. En concentraciones más altas, se puede observar inhibición, pero se podría esperar que fuera competitiva y no irreversible, si el inhibidor solamente compite con el sustrato. También se espera que los epóxidos peptídicos nuevos inhiban la activación NF–κB y estabilicen los niveles p53 en el cultivo celular. Además, se podría esperar que estos compuestos tengan actividad anti–inflamatoria. De ese modo, estos compuestos pueden ser sondas moleculares únicas, que tienen la versatilidad para explorar la función enzimática de Ntn en procedimientos biológicos y patológicos normales.

En un aspecto, la invención proporciona análogos y profármacos de inhibidores que comprenden un anillo de tres elementos que contiene un heteroátomo como se define por la fórmula II a continuación. Estos inhibidores pueden inhibir la actividad catalítica de enzimas de hidrolasas nucleófilas N–terminales (por ejemplo, el proteasoma 20S, o el proteasoma 26S) cuando dicho inhibidor está presente en concentraciones por debajo de aproximadamente 50 µM. En lo que se refiere al proteasoma 20S, los inhibidores particulares de hidrolasa inhiben la actividad tipo quimotripsina del proteasoma 20S cuando el inhibidor está presente en concentraciones por debajo de aproximadamente 5 µM, y no inhibe la actividad tipo tripsina o actividad PGPH del proteasoma 20S cuando está presente en concentraciones por debajo de aproximadamente 5 µM. El inhibidor de hidrolasa es una cetona α',β'– epoxi peptídica y el péptido puede ser un tetrapéptido. El tetrapéptido puede incluir cadenas laterales ramificadas o no ramificadas tales como hidrógeno, alquilo C1–6, hidroxialquilo C1–6,... [Seguir leyendo]

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

**(Ver fórmula)**

en la que

L está ausente o se selecciona de C=O, C=S, y SO2,

Q está ausente o se selecciona de O, NH, y N– alquilo C 1–6,

X es O;

R 2 y R 4 se seleccionan cada uno independientemente de alquilo C1–6, hidroxialquilo C1–6, alcoxialquilo C1–6, arilo y aralquilo C 1–6, cualquiera de los cuales está opcionalmente sustituido con uno o más sustituyentes de amida, amina, ácido carboxílico (o una sal del mismo), éster, tiol, o tioéter;

R 5 es N(R6)LQR 7 ;

R6 se selecciona de hidrógeno, OH, y alquilo C 1–6,

R 7 se selecciona de (R8O)(R9O)P(=O)O–alquilo C1–8–, (R10)2N–alquilo C1–12–, (R10)3N+–alquilo C1–12–, heterociclilo–,

R 8 and R 9 se seleccionan independientemente de hidrógeno, catión de metal, alquilo C1–6, alquenilo C1–6, alquinilo C1–6, arilo, heteroarilo, aralquilo C1–6, y heteroalquilo C1–6, preferiblemente de hidrógeno, catión de metal y alquilo C1–6, o R 8 y R 9 juntos son alquilo C1–6, formando de ese modo un anillo; y

cada R10 se selecciona independientemente de hidrógeno y alquilo C1–6, preferiblemente alquilo C1–6;

en la que el término “alquilo Cx–y" se refiere a grupos hidrocarburo saturados, incluyendo grupos alquilo de cadena recta y alquilo de cadena ramificada que contienen de x a y carbonos en la cadena, incluyendo grupos haloalquilo, los términos "alquenilo C2–y" y "alquinilo C2–y" se refieren a grupos alifático insaturados que contienen de 2 a y carbonos en la cadena, incluyendo grupos halogenados y que contienen al menos un doble o triple enlace respectivamente, el término "aralquilo C 1–6" se refiere a un grupo alquilo C 1–6 sustituido con un grupo arilo, y el término “arilo” incluye sistemas de anillos policíclicos que tienen dos o más anillos cíclicos en los que dos o más carbonos son comunes a dos anillos adyacentes en los que al menos uno de los anillos es aromático;

con la condición de que cuando R6 es H o CH3 y Q está ausente, LR 7 no es hidrógeno, alquilo C 1–6 C=O no sustituido, una cadena adicional de aminoácidos, t–butoxicarbonilo (Boc), benzoilo (Bz), fluoren–9–ilmetoxicarbonilo (Fmoc), trifenilmetil(tritilo), benziloxicarbonilo (Cbz), tricloroetoxicarbonilo (Troc); o arilo o heteroarilo sustituido o no sustituido.

2. Una composición farmacéutica que comprende un compuesto de la reivindicación 1 y un vehículo farmacéuticamente aceptable.

3. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en la inhibición de hidrolasa nucleófila N–terminal.

4. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en el tratamiento de inflamación.

5. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en la inhibición o reducción de infección por VIH.

6. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en el tratamiento de enfermedades neurodegenerativas.

7. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en el tratamiento de enfermedades de desgaste muscular.

8. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en el tratamiento de cáncer.

5 9. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en el tratamiento de enfermedades infecciosas crónicas.

10. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en el tratamiento de fiebre.

11. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en el tratamiento de afecciones inmunorrelacionadas.

12. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en el tratamiento de desnervación o lesión nerviosa.

13. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en la modificación del nivel de expresión génica viral en 10 un sujeto.

14. Un compuesto de la reivindicación 1 para su uso en la alteración de la variedad de péptidos antigénicos producidos por el proteasoma en un organismo.