[發明專利]GPX4蛋白靶向降解嵌合體及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202210534055.5
• 申請日: 2022-05-17
• 公開（公告）號: CN114957231A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 葛璟燕;胡詩琪;朱立權
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: C07D409/14
• 分類號: C07D409/14;A61K31/454;A61P35/00;A61P25/16
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 李世玉

本發明公開了一種GPX4蛋白靶向降解嵌合體及其制備方法與應用，本發明基于GPX4抑制劑ML?162和E3泛素連接酶CRBN蛋白配體開發了一種新的谷胱甘肽過氧化物酶蛋白靶向降解嵌合體。本發明蛋白靶向降解嵌合體能夠結合GPX4蛋白并引發有效降解，可以顯著下調GPX4蛋白的水平，并且促進脂質體的產生，引起細胞鐵死亡。在HT1080細胞系中，PD分子對GPX4的降解能力超過了ML?162(DC₅₀:PD?4＝0.13μM；PD?P2＝0.21μM；ML?162,5μM)，為GPX4的抑制提供了新的藥物形式。式(Ⅰ)中，R為C2?C11的直鏈烷基或烷氧基。

(一)技術領域

本發明屬于醫藥領域，特別涉及一類谷胱甘肽過氧化物酶4(GPX4)蛋白靶向降解嵌合體及其制備方法與在研究鐵死亡與治療相關疾病方面的應用。

(二)背景技術

程序性細胞死亡有多種方式，包括細胞凋亡和細胞焦亡等。鐵死亡，又稱鐵依賴程序性壞死，由大量脂質過氧化介導的膜損傷引起的，是一種新型非凋亡型細胞程序性死亡方式。它的特征是鐵積累和脂質過氧化。其中，GPX4活性降低，使得細胞抗氧化能力降低，從而引起脂質過氧化水平增加，活性氧增加，最終導致鐵死亡。因此GPX4是鐵死亡的核心調控蛋白。

GPX4是一種硒蛋白，能有效還原小分子過氧化物和某些脂質過氧化物，并抑制脂質過氧化。GPX4的活性增加，磷脂過氧化氫可以在金屬離子(如鐵)的存在下引發催化反應，最終導致細胞死亡。然而，GPX4在細胞中的表達下調，使得細胞對鐵死亡更敏感，因此抑制GPX4的活性可促進細胞鐵死亡；相反，如果GPX4表達上調，會產生對鐵死亡的耐受性。目前已發現的GPX4抑制劑是通過含有的烷化基團氯乙酰共價結合(硒代)半胱氨酸殘基從而抑制GPX4，并引發鐵死亡，如ML-162。

蛋白靶向降解嵌合體(Proteolysis-Targeting Chimeras,PROTACs)是一種雙功能分子，可同時結合E3泛素連接酶和靶蛋白。一旦形成三元復合物(靶蛋白-PROTACs-E3)，暴露在目標蛋白上的賴氨酸將被E3泛素連接酶泛素化，從而降解靶蛋白。PROTACs，有別于傳統小分子占有驅動的抑制機制，它不需要直接抑制目標蛋白的活性，只需要提供一定的結合活性，并利用的泛素-蛋白酶體系誘導蛋白質降解，是一種以事件驅動為主的藥理學作用模式。這種選擇性降解蛋白質來達到控制蛋白質命運的方式，很好地解決了小分子抑制劑的局限性，是一種新型的藥物發現技術。迄今為止，PROTACs技術可用于靶向多種蛋白質，包括轉錄因子、酶和調控蛋白。

目前市場上僅有抑制GPX4活性的小分子抑制劑，但缺乏能夠降解GPX4的小分子藥物，不能使得細胞中GPX4含量降低。本發明設計合成了一類小分子抑制劑，它們能夠利用細胞內的泛素-蛋白酶體系統，達到降低細胞內GPX4的表達，并引起細胞的鐵死亡。

(三)發明內容

本發明目的是提供一種GPX4蛋白靶向降解嵌合體及其制備方法與應用，本發明通過一系列的連接臂將GPX4抑制劑ML-162和E3泛素連接酶CRBN配體連接獲得能夠靶向降解GPX4蛋白的嵌合體(PROTACs)，該蛋白靶向降解嵌合體是一種雙功能小分子，能夠靶向降解GPX4蛋白，并引起細胞的鐵死亡，因而可以用于治療與GPX4活性、表達量相關的疾病。

為實現以上技術目的，本發明采用以下技術方案：

本發明提供一種式(Ⅰ)所示GPX4蛋白靶向降解嵌合體(簡稱PD分子)，

式(Ⅰ)中，R任一化學上可行的連接結構，優選為C2-C11的直鏈烷基或烷氧基，更優選為乙烷、己烷、3,6-二氧雜辛烷、3,6,9-三氧雜十一烷。

進一步，優選式(Ⅰ)所示GPX4蛋白靶向降解嵌合體為下列之一：

本發明還提供有一種所述GPX4蛋白靶向降解嵌合體的制備方法，所述方法按如下步驟進行：