Compuestos heterocíclicos para la inhibición de PASK.

Un compuesto de fórmula estructural IV:**Fórmula**

o una de sus sales o ésteres,

en donde:

Rz se selecciona de entre OH, NR8, R9, NR8OR9;

R1 se selecciona de entre arilo y heteroarilo, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido con uno o más sustituyentes seleccionados de entre hidrógeno, halo, alquilo, alquenilo, alquinilo, cicloalquilo, haloalquilo, arilo, aralquilo, heterociclilo, heteroarilo, heterarilalquilo, CN, alcoxi, alquilamino, dialquilamino, NHSO2R12, NHSO2NHR12, NHCOR12, NHCONHR12, CONHR12, CONR12aR12b, hidroxi, SO2R12, SO2NHR12, CF3 y OCF3;

R3 se selecciona de entre hidrógeno, hidroxilo, alquilo C1-C5 y alcoxi C1-C5, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido;

R5 y R6 se seleccionan independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-C6, cicloalquilo C1-C7, heterocicloalquilo C1-C7, alquenilo C1-C6, alquinilo C1-C6, arilo, heteroarilo, aralquilo y heteroaralquilo, o tomados en conjunto, R5 y R6 pueden formar un heterocicloalquilo o heteroarilo, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido;

R8 y R9 se seleccionan cada uno independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-C6, arilo, heteroarilo, aralquilo y heteroaralquilo, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido; y

R12 , R12a y R12 b se seleccionan independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-C6, arilo, heteroarilo, aralquilo, CF3 y heteroaralquilo, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido.

Compuestos heterocíclicos para la inhibición de PASK

En la presente memoria se describen nuevos compuestos y composiciones heterocíclicos y su aplicación como medicamentos para el tratamiento de enfermedades. Se describen además métodos de inhibición de la actividad de 5 PAS cinasa (PASK) en un ser humano o animal para el tratamiento de enfermedades tales como la diabetes mellitus.

La regulación del metabolismo del glucógeno es crítica para el mantenimiento de la homeostasis de la glucosa y la energía en los mamíferos. El glucógeno, un polímero grande ramificado de la glucosa, actúa como reserva de carbono y energía en una variedad de organismos. En los mamíferos, las reservas más importantes se encuentran en el hígado y el músculo esquelético (1) . El glucógeno del hígado se necesita para amortiguar eficazmente las concentraciones de glucosa en sangre durante el ayuno, mientras que el glucógeno muscular principalmente se utiliza localmente como combustible para la contracción muscular (2) . La desregulación del metabolismo del glucógeno ha estado implicada en el desarrollo de muchas enfermedades, incluida la diabetes mellitus tipo 2 (3, 4) .

La síntesis de glucógeno se controla principalmente mediante la regulación de la enzima glucógeno sintasa (GYS,

diversas isoformas) , que cataliza la síntesis de glucógeno en grandes cantidades (5, 6, 7) . La isoforma muscular de la glucógeno sintasa (GYS1) se inactiva por fosforilación reversible que se produce en nueve sitios diferentes dentro de la enzima (8, 9, 10) . En la forma mejor caracterizada de glucógeno sintasa, los sitios de fosforilación se agrupan en los extremos N y C (14) . La glucógeno sintasa cinasa-3 (GSK-3) , una cinasa dependiente de la insulina que durante mucho tiempo ha estado implicada en la fosforilación paso a paso de cuatro sitios clave en el extremo C de la glucógeno sintasa incluido Ser-640 (uno de los puntos de fosforilación reguladores endógenos más importantes en glucógeno sintasa de mamífero (15, 32) y Ser-644 (10, 11-13, 24, 25) . GSK-3, sin embargo, no es la única cinasa que fosforila sitios reguladores del terminal C; también existen mecanismos independientes de GSK-3 ya que las sustituciones de serina por alanina en la fosforilación mediada por GSK-3 de los bloques Ser-7 y Ser-10 de los sitios reguladores importantes Ser-640 y Ser-644 y la fosforilación en estos sitios se sigue produciendo. PASK (purine

analog sensitive kinase, PAS kinase) es una serina/treonina cinasa que contiene el dominio PAS y los experimentos genéticos en levadura S. cerevisiae han implicado a PASK como regulador fisiológico de la glucógeno sintasa y la acumulación de glucógeno (16, 17) . Al igual que con todo el sistema de regulación de la glucógeno sintasa, PASK se ha conservado mucho desde la levadura al hombre. PASK humano (hPASK) fosforila la glucógeno sintasa principalmente en Ser-640, produciendo la inactivación casi completa. Es interesante observar que el sitio exacto de la fosforilación dependiente de PASK es similar pero no idéntico en la levadura y la glucógeno sintasa de mamífero (18, 19) ; PASK de levadura fosforila la glucógeno sintasa en el punto análogo a Ser-644, cuatro restos del terminal C (18) . Parece que la región media de hPASK (restos 444-955) es necesaria para la fosforilación eficiente de la glucógeno sintasa in vitro y para la interacción con la glucógeno sintasa en las células: un mutante de hPASK (Δ955) que carece del terminal N no catalítico fue incapaz de fosforilar eficazmente la glucógeno sintasa. Puesto que esta región no es necesaria para la fosforilación de sustratos genéricos, no fisiológicos, tales como las histonas y péptidos sintéticos, se ha propuesto que la región media de hPASK es esencial para la focalización del sustrato. Una región del sustrato similar se ha descubierto en muchas proteína-cinasas (26-29) . A diferencia de GSK-3, la actividad de hPASK ha demostrado ser independiente de la insulina y probablemente regulada por la misma en lugar de por una señal metabólica más directa (23) .

Filtros genéticos y proteómicos que utilizan PASK de levadura identificaron una serie de sustratos e implicaron esta cinasa en la regulación del metabolismo de los carbohidratos y la traducción (18) . Previamente se ha demostrado que PASK de levadura fosforila la glucógeno sintasa in vitro y que cepas que carecen de los genes PASK (pSK1 y PSK2) tenían elevada actividad de glucógeno sintasa y una acumulación de glucógeno de aproximadamente 5 a 10 veces en relación con las cepas naturales, de acuerdo con la capacidad disminuida para fosforilar la glucógeno

sintasa in vivo (18) . Debido a que la síntesis y la traducción de glucógeno son dos procesos estrechamente regulados en respuesta a la disponibilidad de nutrientes y debido a que los dominios PAS están involucrados con frecuencia en la detección metabólica, se ha propuesto una función para PASK en la respuesta celular al estado metabólico. De hecho, se ha demostrado recientemente que PASK de mamíferos desempeña una función en la respuesta celular a los nutrientes. La actividad catalítica de PASK en las células β de los islotes pancreáticos se 50 incrementa rápidamente en respuesta a la adición de glucosa y PASK se necesita para la expresión sensible a la glucosa de algunos genes de células β, incluida la preproinsulina (23) .

La actividad catalítica de PASK no es sensible a la glucosa sola, sin embargo. La interacción entre la región media de hPASK y la glucógeno sintasa está regulada por al menos dos factores. En primer lugar, el dominio PAS de PAS cinasa desempeña una función negativa en la regulación de esta interacción. Si el dominio PAS se suprime o se 55 interrumpe, hPASK se asocia de manera más estable con la glucógeno sintasa. La función de dominio PAS está controlada normalmente por el estado metabólico de la célula huésped, como se ha sugerido para el dominio PAS de PASK (23) . Esta observación plantea la intrigante posibilidad de que la interacción hPASK-glucógeno sintasa está regulada por el estado metabólico de la célula, permitiendo de ese modo una capa adicional de la regulación

metabólica de la síntesis de glucógeno. En segundo lugar, el glucógeno regula negativamente la interacción hPASKglucógeno sintasa, que en un principio parecería contradictorio ya que el glucógeno estimularía de este modo su propia síntesis continua. Es posible, sin embargo, que exista este mecanismo para coordinar espacialmente la síntesis de glucógeno. Cada vez es más evidente que el glucógeno se sintetiza en las células en un modelo espacial

muy organizado (30) . Tal vez una función de hPASK es mantener la glucógeno sintasa libre, deslocalizada en una forma fosforilada, inactiva hasta que se localiza adecuadamente a una partícula de glucógeno existente, adecuadamente organizada. Estos datos sugieren fuertemente que la región media de hPASK desempeña una función importante en la focalización de actividad catalítica de hPASK a sustratos específicos dentro de la célula.

Dado que hPASK se ha implicado recientemente en la detección de glucosa y la transcripción sensible glucosa,

parece probable que la señalización de la glucosa por medio de hPASK afecta el metabolismo del glucógeno in vivo. Está bien demostrado que la alteración en el metabolismo del glucógeno es una de las señas de identidad tanto de la diabetes tipo 1 y del tipo 2 (20) como de las afecciones relacionadas (21) , incluida una panoplia de afecciones cardiovasculares potencialmente mortales (22) . Utilizando ratones PASK1, se ha demostrado además que PASK es de hecho necesaria para la secreción normal de insulina por las células β pancreáticas y que la supresión de PASK produce resistencia casi completa a los fenotipos causados por un régimen alimenticio con alto contenido en grasas, incluidos la obesidad, resistencia a la insulina y la acumulación hepática de grasa. Por lo tanto, la inhibición de PASK comprendería un sistema para el control metabólico de la utilización y el almacenamiento de la glucosa en células de mamífero y ofrecería un nuevo método para tratar enfermedades metabólicas incluidas pero no limitadas a la diabetes y sus complicaciones, el síndrome metabólico, resistencia a la insulina y varias afecciones cardiovasculares.

Las señas de identidad del cáncer, crecimiento excesivo e hiperproliferación celular, requieren la síntesis rápida de todos los materiales celulares, incluidos las proteínas y los lípidos. Ambos procesos sintéticos son controlados, en cierta medida, por PASK. Como resultado de estas observaciones, es posible que la inhibición de PASK podría ser una estrategia terapéutica... [Seguir leyendo]

1. Un compuesto de fórmula estructural IV:

o una de sus sales o ésteres, en donde:

Rz se selecciona de entre OH, NR8, R9, NR8OR9; R1 se selecciona de entre arilo y heteroarilo, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido con uno o más sustituyentes seleccionados de entre hidrógeno, halo, alquilo, alquenilo, alquinilo, cicloalquilo, haloalquilo, arilo, aralquilo, heterociclilo, heteroarilo, heterarilalquilo, CN, alcoxi, alquilamino, dialquilamino, NHSO2R12, NHSO2NHR12, NHCOR12, NHCONHR12, CONHR12, CONR12aR12b, hidroxi, SO2R12, SO2NHR12, CF3 y OCF3;

R3 se selecciona de entre hidrógeno, hidroxilo, alquilo C1-C5 y alcoxi C1-C5, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido;

R5 y R6 se seleccionan independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-C6, cicloalquilo C1-C7, heterocicloalquilo C1-C7, alquenilo C1-C6, alquinilo C1-C6, arilo, heteroarilo, aralquilo y heteroaralquilo, o tomados en conjunto, R5 y R6 pueden formar un heterocicloalquilo o heteroarilo, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido;

R8 y R9 se seleccionan cada uno independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-C6, arilo, heteroarilo, aralquilo y heteroaralquilo, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido; y

R12 , R12a y R12 b se seleccionan independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-C6, arilo, heteroarilo, aralquilo, CF3 y heteroaralquilo, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido.

2. El compuesto tal como se refiere en la reivindicación 1 en donde R1 es fenilo y tiene uno o más sustituyentes seleccionados de entre hidrógeno, halo, alquilo, alquenilo, alquinilo, cicloalquilo, haloalquilo, arilo, aralquilo, heterociclilo, heteroarilo, heteroarilalquilo, CN, alcoxi, alquilamino, dialquilamino, NHSO2R12, NHSO2NHR12, NHCOR12, NHCONHR12, CONHR12, CONR12aR12b, hidroxi y OCF3; y

R12, R12a y R12 b se seleccionan independientemente de entre hidrógeno, alquilo C1-C6, arilo, heteroarilo, aralquilo y 25 heteroaralquilo, cualquiera de los cuales puede estar opcionalmente sustituido.

3. El compuesto tal como se refiere en la reivindicación 1 en donde R5 y R6 son independientemente alquilo C1-C6.

4. El compuesto tal como se refiere en la reivindicación 1 en donde R3 es hidrógeno.

5. El compuesto tal como se refiere en la reivindicación 4 en donde R5 y R6 son independientemente alquilo C1-C6.

6. Un compuesto tal como se refiere en la reivindicación 1 para su utilización en la preparación de un medicamento 30 para la prevención o tratamiento de una enfermedad o afección que mejora por la inhibición de PASK.

7. Un compuesto tal como se refiere en la reivindicación 1 para su utilización en un método de tratamiento de una enfermedad que comprende la administración de una cantidad terapéuticamente eficaz de dicho compuesto como los descritos anteriormente a un paciente en necesidad del mismo.

8. El compuesto para su utilización tal como se refiere en la reivindicación 7, en donde dicha enfermedad se 35 selecciona de entre cáncer y una enfermedad metabólica.

9. El compuesto tal como se refiere en la reivindicación 1, en donde el compuesto es ácido 2- (4-fluorofenil) -3 (isopropil (metil) amino) quinoxalina-6-carboxílico.