[發(fā)明專利]白三烯A4水解酶與環(huán)氧合酶的雙靶標(biāo)抑制劑及其用途

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310033898.8
• 申請(qǐng)日: 2013-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN103965066A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 來(lái)魯華;劉瑩;尚爾昌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): C07C229/64
• 分類號(hào): C07C229/64;C07C229/60;C07C69/84;C07C233/54;C07C227/04;C07C67/31;C07C231/12;C07C231/02;A61K31/245;A61K31/235;A61P29/00;A61P19/02
• 代理公司: 北京萬(wàn)象新悅知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11360
• 代理人: 李稚婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及治療和預(yù)防各種炎癥的藥物，特別涉及一類白三烯A4水解酶與環(huán)氧合酶的雙靶標(biāo)抑制劑及其用途，屬于多功能藥物設(shè)計(jì)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

炎癥是具有血管系統(tǒng)的活體組織對(duì)損傷因子所發(fā)生的防御反應(yīng)，當(dāng)這種防御反應(yīng)過(guò)度激活、失去控制之時(shí)，炎癥因子就會(huì)攻擊損傷人體自身組織，引發(fā)疾病，嚴(yán)重時(shí)可能危及生命。炎癥的產(chǎn)生是一個(gè)多分子參與調(diào)控的復(fù)雜過(guò)程。因此，很多人認(rèn)識(shí)到：在藥物研發(fā)的前期應(yīng)該考慮所選擇的藥物靶標(biāo)在疾病整體網(wǎng)絡(luò)中的作用，利用系統(tǒng)生物學(xué)的手段來(lái)進(jìn)行藥物研發(fā)。這個(gè)新的藥物設(shè)計(jì)理念目前處于探索階段。

發(fā)明人所在課題組從2004年開始探索如何針對(duì)復(fù)雜疾病的分子網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行建模、動(dòng)力學(xué)分析和給藥方案預(yù)測(cè)，提出了針對(duì)疾病相關(guān)分子網(wǎng)絡(luò)尋找最優(yōu)控制方案的計(jì)算方法，和尋找分子網(wǎng)絡(luò)由疾病狀態(tài)向正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變最優(yōu)解決方案的計(jì)算方法MTOI。發(fā)明人利用MTOI研究了與人類炎癥相關(guān)的花生四烯酸(AA)代謝網(wǎng)絡(luò)，指出在該網(wǎng)絡(luò)由疾病狀態(tài)向正常狀態(tài)轉(zhuǎn)變中，有必要進(jìn)行多個(gè)靶點(diǎn)的同時(shí)控制，這類同時(shí)控制多個(gè)靶點(diǎn)的一種抑制劑，叫做多靶標(biāo)抑制劑。

花生四烯酸代謝網(wǎng)絡(luò)是產(chǎn)生炎癥因子的網(wǎng)絡(luò)，該代謝網(wǎng)絡(luò)中的磷脂酶A2(PLA2)、環(huán)氧合酶(COX)、5-脂氧酶(5-LOX)、白三烯A4水解酶(LTA4H)等，分別是抗炎藥物設(shè)計(jì)的重點(diǎn)靶標(biāo)，基于這些靶標(biāo)設(shè)計(jì)得到的高選擇性單靶標(biāo)抑制劑已被廣泛應(yīng)用，其中一部分在臨床中發(fā)揮出顯著療效。在AA代謝網(wǎng)絡(luò)中，磷脂被PLA2水解釋放出花生四烯酸，隨后通過(guò)兩條代謝路徑：(一)經(jīng)由COX通路生成各種前列腺素(PGs)；(二)經(jīng)由LOX通路生成白三烯(LTs)、脂質(zhì)過(guò)氧化物。研究表明，這兩條通路間存在著相互影響，單一抑制一條通路將導(dǎo)致另一條通路炎癥因子表達(dá)量提高。設(shè)計(jì)同時(shí)作用于該網(wǎng)絡(luò)中的兩條通路中的多靶標(biāo)抑制劑可有以下優(yōu)點(diǎn)：

一、同時(shí)抑制兩條代謝途徑產(chǎn)生的炎癥因子白三烯和前列腺素，增加抗炎效果，避免了因一條代謝途徑的抑制導(dǎo)致另一條代謝途徑的激活的情況。

二、多靶標(biāo)抑制劑對(duì)單一酶的抑制效果較單靶標(biāo)抑制劑小，所引起的副作用也較小(例如雙靶標(biāo)抑制劑達(dá)布菲隆，抑制效果與已上市藥物吲哚美辛相當(dāng)，已被證明不具有腸胃毒性)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供白三烯A4水解酶與環(huán)氧合酶的雙靶標(biāo)抑制劑，包括這類抑制劑的制備方法，用于治療和預(yù)防各種炎癥。

我們將基于片段藥物研究策略(Fragment Based Drug Design，F(xiàn)BDD)與藥物從頭設(shè)計(jì)方法(Drug de novo Design)相結(jié)合建立了一套有效的多靶標(biāo)藥物研究策略FdenoD。將這一策略運(yùn)用于COX-2與LTA4H雙功能抑制劑設(shè)計(jì)，成功得到一系列結(jié)構(gòu)新穎的COX-2與LTA4H雙功能抑制劑。

首先，根據(jù)3規(guī)則要求，在充分考慮已有構(gòu)效關(guān)系研究的基礎(chǔ)上，將已有COX與LTA4H的單功能抑制劑拆分為分子量在300以內(nèi)的片段分子，通過(guò)商業(yè)購(gòu)買及簡(jiǎn)單的有機(jī)合成策略建立一個(gè)由21個(gè)片段分子組成的微型片段庫(kù)。然后，在較高濃度下(0.5～1mM)測(cè)定片段庫(kù)中分子對(duì)COX-2及LTA4H的抑制活性，得到6個(gè)具有雙功能抑制活性的先導(dǎo)片段。接著，運(yùn)用AutoDock4.0將雙功能片段分子對(duì)接到兩個(gè)靶標(biāo)中，選取多個(gè)打分較高的合理構(gòu)象作為種子構(gòu)象，運(yùn)用LigBuilder3.0進(jìn)行衍生設(shè)計(jì)。在第一輪的設(shè)計(jì)中，控制所增加分子量在50以內(nèi)，從打分排名在前1000的設(shè)計(jì)分子中挑選6個(gè)代表性結(jié)構(gòu)進(jìn)行合成及活性測(cè)定。在這一輪優(yōu)化中得到1個(gè)雙功能活性分子進(jìn)行后續(xù)第二輪LigBuilder3.0設(shè)計(jì)。在第二輪的設(shè)計(jì)結(jié)果中，抽取公共骨架2-羥基-5-氨基苯甲酸-3-苯基丙基酯(PKUMDL_AAD_101)進(jìn)行合成及活性評(píng)價(jià)?；钚越Y(jié)果顯示PKUMDL_AAD_101具有較高COX-2及LTA4H雙功能抑制活性。分析PKUMDL_AAD_101與靶標(biāo)結(jié)合模式，如圖1所示，苯甲酰核心苯環(huán)上的極性基團(tuán)在兩個(gè)靶標(biāo)中都有著關(guān)鍵的作用，如氨基與LTA4H的Glu296和COX-2的Tyr355形成氫鍵，羥基與LTA4H的Arg563和COX-2的Ser530形成氫鍵；而另一苯環(huán)疏水基團(tuán)的引入則有助于提高與兩個(gè)靶標(biāo)的結(jié)合能力。基于這些結(jié)構(gòu)信息，我們?cè)O(shè)計(jì)合成了一系列2-羥基-5-氨基苯甲酸-3-苯基丙基酯及其類似物(PKUMDL_AAD_102-224)。

本發(fā)明提供的白三烯A4水解酶與環(huán)氧合酶的雙靶標(biāo)抑制劑具體如下結(jié)構(gòu)通式：

通式(I)