Compuestos para la inhibición de enzimas.

Un compuesto que tiene una estructura de fórmula (I) o una sal farmacéuticamente aceptable delmismo:

en la que

L se elige de entre C≥O y C≥S;

X se elige de entre O, S, NH, y N-alquilo C1-6;

Z está ausente, es alquilo C1-6, o alcoxi C1-6;

R1, R2, y R3 se elige cada uno independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-6, alquenilo C1-6, alquinilo C1-6,hidroxialquilo C1-6, alcoxialquilo C1-6, arilo, aralquilo C1-6, heteroarilo, heterociclilo, heterocicloalquilo C1-6,heteroaralquilo C1-6, carbociclilo y carbociclolalquilo C1-6;

R4 se elige de entre hidrógeno, aralquilo C1-6 y alquilo C1-6;

R5 es heteroarilo; y

R6 y R7 se eligen independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-6 y aralquilo C1-6.

Compuestos para la inhibición de enzimas

Antecedentes de la invención [0001] En eucariotas, la degradación de las proteínas está mediada predominantemente por la vía de la ubiquitina, en la que las proteínas marcadas para su destrucción se unen al aminoácido 76 del polipéptido ubiquitina. Una vez marcadas, las proteínas ubiquitinadas sirven entonces como sustratos para el proteosoma 26S, una proteasa multicatalítica, que escinde las proteínas en péptidos cortos mediante la acción de sus tres principales actividades proteolíticas. Aunque con una función general en el recambio proteico intracelular, la degradación mediada por el proteosoma también juega un papel clave en muchos procesos, tales como la presentación del complejo mayor de histocompatibilidad (MHC) de clase I, la apoptosis, la división celular y la activación del NF-KB.

El proteosoma 20S es un complejo de una proteasa multicatalítica con forma cilíndrica de 700 kDa formado por 28 subunidades organizadas en cuatro anillos que juegan importantes papeles en la regulación del crecimiento celular, en la presentación del complejo mayor de histocompatibilidad de clase I, en la apoptosis, en el procesado de antígenos, en la activación del NF-KB y en la transducción de señales proinflamatorias. En levaduras y en otros eucariotas, 7 subunidades a diferentes forman los anillos exteriores, y 7 subunidades º diferentes comprenden los anillos interiores. Las subunidades a sirven como sitios de unión para los complejos reguladores 19S (PA700) y 11 S (PA28) , así como una barrera física para la cámara proteolítica interior formada por los dos anillos de subunidades º. Por lo tanto, in vivo, se cree que el proteosoma existe como una partícula 26S ("el proteosoma 26S") . Algunos experimentos in vivo han demostrado que la inhibición de la forma 20S del proteosoma puede correlacionarse fácilmente con la inhibición del 26S. La escisión de las prosecuencias amino terminales de las subunidades º durante la formación de la partícula exponen los residuos de treonina amino terminales, que sirven como nucleófilos catalíticos. Las subunidades responsables de la actividad catalítica en el proteosoma poseen por tanto un residuo nucleófilo amino terminal, 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 otras fracciones nucleófilas) . Esta familia incluye, por ejemplo, la acilasa de penicilina G (PGA) , la acilasa de penicilina V (PVA) , la amidotransferasa de glutamina PRPP (GAT) y la glucosilasparraginasa bacteriana. Además de las subunidades º expresadas ubiquitinamente, los vertebrados superiores también poseen tres subunidades º inducibles por el interferón γ (LMP7, LMP2 y MECL1) , que sustituyen a sus homólogos normales, X, Y y Z, respectivamente, alterando por tanto las actividades catalíticas del proteosoma. Mediante el uso de diferentes sustratos peptídicos, se han definido tres actividades proteolíticas principales para el proteosoma eucariota 20S: la actividad de tipo quimotripsina (CT-L) , que escinde después de grandes residuos hidrófobos; la actividad de tipo tripsina (T-L) , que escinde después de residuos básicos; y la actividad hidrolizante del péptido peptidilglutamilo (PGPH) , que escinde después de residuos ácidos. También se han descrito dos actividades adicionales menos caracterizadas del proteosoma: la actividad BrAAP, que escinde después de aminoácidos de cadena ramificada; y la actividad SNAAP, que escinde después de pequeños aminoácidos neutros. Las principales actividades proteolíticas del proteosoma parecen estar contribuidas por diferentes sitios catalíticos, dado que los inhibidores, las mutaciones puntuales en las subunidades º y el intercambio de las subunidades º inducibles por el interferón γ, alteran estas actividades en diversos grados.

En años recientes, el proteosoma se ha convertido en un objetivo atractivo para la intervención 45 terapéutica en cáncer, alteraciones inmunitarias y autoinmunes, inflamación, estados isquémicos, alteraciones neurodegenerativas y otras enfermedades. Hasta la fecha, el único inhibidor del proteosoma aprobado por la FDA es bortezomib (VELCADE™) , sin embargo, otros muchos inhibidores del proteosoma están siendo evaluados actualmente en ensayos clínicos. Hasta ahora, todos estos inhibidores terapéuticos del proteosoma se administran actualmente por vía IV. Las aplicaciones clínicas de los inhibidores del proteosoma en el tratamiento de cánceres 50 hematológicos, tales como mieloma y linfoma, están restringidas en parte por la necesidad de frecuentes administraciones IV, y podrían mejorar mediante una administración oral (PO) . Sin embargo, debido a la naturaleza peptídica de estas moléculas, la exposición sistémica tras la administración PO de estos inhibidores está limitada por varios factores que incluyen el pH gástrico, las peptidasas gástricas e intestinales, las bombas de eflujo, la excreción biliar y las actividades metabólicas intestinal y hepática.

Los procedimientos usados para superar la susceptibilidad de los péptidos de ser degradados enzimáticamente y para mejorar la absorción en el torrente sanguíneo desde el tracto digestivo han incluido la elaboración de análogos que tienen una estructura menos peptídica y que son de tamaño reducido. Se considera que dichos procedimientos tendrán éxito cuando el análogo peptídico consiga unos niveles sanguíneos satisfactorios tras su administración oral, o en el caso de los inhibidores del proteosoma, cuando la actividad del proteosoma en sangre se reduzca satisfactoriamente.

Las técnicas mencionadas anteriormente se han aplicado en la preparación de análogos de los 5 inhibidores del proteosoma del péptido epoxicetona, haciéndolos así biodisponibles por vía oral.

Resumen de la Invención [0006] La invención se refiere a unas clases de moléculas conocidas como a’, ’-epóxidos peptídicos y a’, ’

aziridinas peptídicas. Se entiende que las moléculas parentales se unen eficaz, irreversible y selectivamente a las hidrolasas núcleofilas N-terminales (Ntn) , y pueden inhibir específicamente actividades particulares de las enzimas con múltiples actividades catalíticas.

Aunque una vez se pensó que el proteosoma simplemente se deshacía de las proteínas desnaturalizadas y mal plegadas, ahora se reconoce como una maquinaria proteolítica constituyente que regula los niveles de diversas proteínas intracelulares a través de su degradación de una forma dependiente de señales. Por lo tanto, existe un gran interés en identificar reactivos que puedan alterar específicamente las actividades del proteosoma y de otras hidrolasas Ntn, y usarse por tanto como sondas para estudiar el papel de estas enzimas en los procesos biológicos. En este documento se describen y se investigan compuestos que se dirigen a las Ntn. Se desvelan y se reivindican epóxidos peptídicos y azaridinas peptídicas que pueden inhibir potente, selectiva e irreversiblemente las actividades del proteosoma en particular.

Al contrario que muchos otros inhibidores basados en péptidos, no se espera que los epóxidos peptídicos y las azaridinas peptídicas descritos en este documento inhiban sustancialmente las proteasas no 25 proteosómicas tales como tripsina, quimotripsina, catepsina B, padolor y calpaína a unas concentraciones de hasta 50 μM. A unas concentraciones mayores puede observarse inhibición, pero se esperaría que fuera competitiva y no irreversible, si el inhibidor simplemente compite con el sustrato. También se espera que los nuevos epóxidos peptídicos y azaridinas peptídicas inhiban la activación del NF-KB y estabilicen los niveles de la p53 en un cultivo celular. Además, se esperaría que estos compuestos tuvieran una actividad antiinflamatoria. Por lo tanto, estos compuestos pueden ser unas sondas moleculares únicas, que tengan la versatilidad de explorar la función enzimática Ntn en procesos biológicos normales y patológicos.

En un aspecto, la invención proporciona inhibidores que comprenden un heteroátomo que contiene tres miembros anulares. Estos inhibidores pueden inhibir la actividad catalítica de las enzimas hidrolasas nucleófilas 35 N-terminales (por ejemplo, el proteosoma 20S o el proteosoma 26S) cuando dicho inhibidor está presente a unas concentraciones por debajo de aproximadamente 50 μM. Con respecto al proteosoma 20S, los inhibidores de la hidrolasa en particular inhiben la actividad de tipo quimotripsina del proteosoma 20S cuando el inhibidor está presente a unas concentraciones por debajo de aproximadamente 5 μM, y no inhiben la actividad de tipo quimotripsina ni la actividad... [Seguir leyendo]

1. Un compuesto que tiene una estructura de fórmula (I) o una sal farmacéuticamente aceptable del

mismo:

en la que L se elige de entre C=O y C=S; 10 X se elige de entre O, S, NH, y N-alquilo C1-6; Z está ausente, es alquilo C1-6, o alcoxi C1-6; R1, R2, y R3 se elige cada uno independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-6, alquenilo C1-6, alquinilo C1-6, 15 hidroxialquilo C1-6, alcoxialquilo C1-6, arilo, aralquilo C1-6, heteroarilo, heterociclilo, heterocicloalquilo C1-6, heteroaralquilo C1-6, carbociclilo y carbociclolalquilo C1-6; R4 se elige de entre hidrógeno, aralquilo C1-6 y alquilo C1-6; 20 R5 es heteroarilo; y R6 y R7 se eligen independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-6 y aralquilo C1-6.

2. Un compuesto de la reivindicación 1, en el que Z está ausente. 25

3. Un compuesto de la reivindicación 1 ó 2, en el que R4, R6, y R7 se eligen independientemente de entre hidrógeno y metilo.

4. Un compuesto de la reivindicación 1 ó 2, en el que L es C=O. 30

5. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que R1, R2 y R3 se eligen independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-6, alquenilo C1-6, alquinilo C1-6, hidroxialquilo C1-6, alcoxialquilo C16, aralquilo C1-6, heterocicloalquilo C1-6, heteroaralquilo C1-6 y carbociclolalquilo C1-6.

6. Un compuesto de la reivindicación 5, en el que cualquiera de R1, R2, y R3 son independientemente alquilo C1-6.

7. Un compuesto de la reivindicación 6, en el que cualquiera de R1, R2, y R3 se eligen independientemente de entre metilo, etilo, propilo, isopropilo, butilo, sec-butilo e isobutilo. 40

8. Un compuesto de la reivindicación 5 en el que cualquiera de R1, R2, y R3 son independientemente propargilo.

9. Un compuesto de la reivindicación 5, en el que cualquiera de R1, R2, y R3 son independientemente 45 hidroxialquilo C1-6.

10. Un compuesto de la reivindicación 9, en el que cualquiera de R1, R2, y R3 se eligen independientemente de entre hidroximetilo e hidroxietilo.

11. Un compuesto de la reivindicación 5, en el que cualquiera de R1, R2, y R3 son independientemente alcoxialquilo C1-6.

12. Un compuesto de la reivindicación 11, en el que cualquiera de R1, R2, y R3 se eligen independientemente de entre metoximetilo y metoxietilo.

13. Un compuesto de la reivindicación 5, en el que cualquiera de R1, R2, y R3 son independientemente heteroaralquilo C1-6.

14. Un compuesto de la reivindicación 13, en el que cualquiera de R1, R2, y R3 se eligen independientemente de entre imidazolilmetilo, pirazolilmetilo y tiazolilmetilo y piridiletilo. 10

15. Un compuesto de la reivindicación 5, en el que cualquiera de R1, R2, y R3 son independientemente ciclohexilmetilo.

16. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, en el que R1, R2, y R3 son todos 15 diferentes.

17. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que al menos uno de R1 y R2 se elige de entre hidroxialquilo C1-6 y alcoxialquilo C1-6.

18. Un compuesto de la reivindicación 17, en el que al menos uno de R1 y R2 es alcoxialquilo C1-6.

19. Un compuesto de la reivindicación 18, en el que al menos uno de R1 y R2 se elige de entre metoximetilo y metoxietilo.

20. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 ó 17 a 19, en el que R3 se elige de entre alquilo C1-6 y aralquilo C1-6.

Un compuesto de la reivindicación 20, en el que R3 es alquilo C1-6.

22. Un compuesto de la reivindicación 21, en el que R3 se elige de entre metilo, etilo, isopropilo, sec-butilo e isobutilo.

23. Un compuesto de la reivindicación 22, en el que R3 es isobutilo. 35 24. Un compuesto de la reivindicación 20, en el que R3 es aralquilo C1-6.

25. Un compuesto de la reivindicación 24, en el que R3 es fenilmetilo.

26. Un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, en el que R5 es heteroarilo de 5 ó 6 40 miembros.

27. Un compuesto de la reivindicación 26, en el que R5 se elige de entre isoxazol, isotiazol, furano, tiofeno, oxazol, tiazol, pirazol o imidazol.

28. Un compuesto de la reivindicación 27, en el que R5 se elige de entre isoxazol, furano o tiofeno.

29. Un compuesto de la reivindicación 28, en el que R5 es furano o tiofeno.

30. Un compuesto de la reivindicación 29, en el que R5 es furan-3-ilo o tien-2-ilo no sustituido. 50

31. Un compuesto de la reivindicación 28, en el que R5 es isoxazol-3-ilo o isoxazol-5-ilo.

32. Un compuesto de la reivindicación 31, en el que R5 es isoxazol-3-ilo que tiene un sustituyente en la

posición 5. 55

33. Un compuesto de la reivindicación 31, en el que R5 es isoxazol-5-ilo que tiene un sustituyente en la posición 3.

34. Un compuesto de la reivindicación 32 ó 33, en el que el sustituyente se elige de entre alquilo C1-6,

ácido carboxílico, aminocarboxilato, d-flalquilaminocarboxilato, alquilcarboxilato C1-6, heteroaralquilo C1-6, aralquilo C1-6, heterocicloalquilo C1-6, y carbocicloalquilo C1-6.

35. Un compuesto de la reivindicación 34, en el que el sustituyente se elige de entre metilo, etilo, 5 isopropilo y ciclopropilmetilo.

36. Un compuesto de la reivindicación 34, en el que el sustituyente se elige de entre heteroaralquilo C1-6 y heterocicloalquilo C1-6.

37. Un compuesto de la reivindicación 36, en el que el sustituyente es 1, 2, 4-triazol-5-ilmetilo.

38. Un compuesto de la reivindicación 36, en el que el sustituyente es azetidin-1-ilmetilo.

39. Un compuesto de la reivindicación 36, en el que el sustituyente es 15

en el queW es O, NR, o CH2, y R es H o alquilo C1-6. 20 40. Un compuesto de la reivindicación 39, en el que W es O.

41. Un compuesto de la reivindicación 36, en el que el sustituyente se elige de entre alcoxi C1-6 y alcoxialquilo C1-6.

42. Un compuesto de la reivindicación 41, en el que el sustituyente se elige de entre metoxi, etoxi, metoximetilo y metoxietilo.

43. Un compuesto de la reivindicación 36, en el que el sustituyente se elige de entre ácido carboxílico,

aminocarboxilato, alquilaminocarboxilato C1-6, aminocarboxilato (alquilo C1-6) 2 o alquilcarboxilato C1-6. 30

44. Un compuesto de la reivindicación 43, en el que el sustituyente es carboxilato de metilo.

45. Un compuesto elegido de entre

46. Un compuesto de la reivindicación 1 que tiene la formula:

o una sal farmacéuticamente aceptable del mismo.

47. Una composición farmacéutica que comprende un compuesto de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 46 y un diluyente o portador farmacéuticamente aceptable. 15

48. Una composición farmacéutica de la reivindicación 47, que es biodisponible por vía oral.

49. Composición farmacéutica de la reivindicación 47 ó 48 para su uso en el tratamiento de inflamación, enfermedad neurodegenerativa, enfermedades de atrofia muscular, cáncer, enfermedades infecciosas crónicas, un

estado hiperproliferativo, inactividad muscular, estados relacionados con el sistema inmunitario; para su uso en la inhibición o la reducción de la infección por VIH; para su uso en la afectación del nivel de expresión génica vírica en un sujeto; o para su uso en la alteración de varios péptidos antigénicos producidos por el proteosoma en un organismo.