JP4160401B2 - C−junn末端キナーゼ(jnk)および他のタンパク質キナーゼのインヒビター - Google Patents
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Description
本願は、2001年3月29日に出願された米国仮特許出願60/279,961(この内容は、本明細書中に参考として援用される)に対して優先権を主張する。
(発明の技術分野)
本発明は、プロテインキナーゼのインヒビター、特に、マイトジェン活性化プロテイン(MAP)キナーゼファミリーのメンバーである、c−Jun N末端キナーゼ(JNK)およびキナーゼのSrcファミリーのインヒビターに関する。JNKをコードする多数の異なる遺伝子およびアイソフォームがある。JNKファミリーのメンバーは、環境ストレスおよび炎症誘発性サイトカインに対する応答でのシグナル伝達を調節し、そして多数の異なる障害の媒介において役割を有することに関与するとされている。Srcファミリーのメンバーは、多数のヒト疾患に関与する。本発明はまた、GSK3キナーゼおよびCDK2キナーゼのインヒビターに関する。このGSK3キナーゼは、糖尿病および他の障害に関与し、CDK2キナーゼは、細胞分裂周期の調節において役割を果たす。本発明はまた、本発明のインヒビターを含む薬学的組成物、ならびに種々の障害の処置および予防においてこれらの組成物を利用する方法を提供する。
哺乳動物細胞は、細胞外シグナル調節化キナーゼ(ERK)、p38 MAPキナーゼおよびc−Jun N末端キナーゼ(JNK)を含む、マイトジェン活性化プロテイン(MAP)キナーゼファミリーのメンバーによって媒介される、活性化シグナル伝達カスケードによる細胞外刺激に応答する。MAPキナーゼ(MAPK)は、増殖因子、サイトカイン、UV照射、およびストレス誘導因子を含む、種々のシグナルによって活性化される。MAPKは、セリン/スレオニンキナーゼであり、そしてこれらの活性化は、活性化ループにおけるThr−X−Tyrセグメントでのスレオニンおよびチロシンの二重リン酸化によって生じる。MAPKは、転写因子を含む、種々の基質をリン酸化し、この転写因子は、次に特定のセットの遺伝子の発現を調節し、このようにして、刺激に対する特異的な応答を媒介する。
現在、本発明の化合物およびそれらの薬学的組成物が、c−Jun N末端キナーゼ(JNK)、Src、Lck、GSK3、およびCDK2のインヒビターとして効果的であることが知られている。これらの化合物は、以下の一般式IおよびII:
本発明は、以下の式Iおよび式IIの化合物:
各々のWは、独立して、窒素またはCHより選択され;
R1、R2、およびR3の各々は、独立して、ハロゲン、QR、Q(n)CN、Q(n)NO2、またはQ(n)Ar2より選択され;ここで:
R1およびR2またはR2およびR3は、必要に応じて一緒になって、窒素、酸素、または硫黄から独立して選択される0〜3個のヘテロ原子を有する4〜8員の、飽和であるか、部分的に不飽和であるか、または完全に不飽和の環を形成し;
nは、0または1であり;
Qは、C1〜4アルキリデン鎖であり、ここでQの1つのメチレン単位は、必要に応じてO、S、NR、NRCO、NRCONR、NRCO2、CO、CO2、CONR、OC(O)NR、SO2、SO2NR、NRSO2、NRSO2NR、C(O)C(O)、またはC(O)CH2C(O)により置換されており;
各々のRは、独立して、水素または必要に応じて置換されたC1〜C4脂肪族より選択され、ここで:
同じ窒素原子に結合された2つのRは、必要に応じて、窒素原子と一緒になって、窒素、酸素、または硫黄から独立して選択される1〜2個の追加のヘテロ原子を有する、3〜7員の、飽和であるか、部分的に不飽和であるか、または完全に不飽和の環を形成し;
R4は、Ar1、T−Ar2、またはT(n)−Ar3であり;
Tは、C1〜2アルキリデン鎖であり、ここでTの1つのメチレン単位は、必要に応じてO、NR、NRCO、NRCONR、NRCO2、CO、CO2、CONR、OC(O)NR、SO2、SO2NR、NRSO2、NRSO2NR、C(O)C(O)、またはC(O)CH2C(O)により置換されており;
Ar1は、5〜6員の単環式であるか、または8〜10員環の二環式の、飽和であるか、部分的に不飽和であるか、完全に不飽和である環系であり;ここで:
Ar1は、必要に応じて、5つまでの置換基で置換されており、ここで第一の置換基は、RXまたはR5より選択され、ここで任意の追加の置換基が、独立して、R5より選択され;
各々のRXは、独立して、窒素、酸素、または硫黄より選択される0〜3個のヘテロ原子を有する5〜6員のアリール環より選択され、ここで:
RXは、必要に応じて1〜3つのR5で置換されており;
各々のR5は、独立して、R、ハロゲン、NO2、CN、OR、SR、N(R)2、NRC(O)R、NRC(O)N(R)2、NRCO2R、C(O)R,CO2R、C(O)N(R)2、OC(O)N(R)2、SOR、SO2R、SO2N(R)2、NRSO2R、NRSO2N(R)2、C(O)C(O)R、またはC(O)CH2C(O)Rより選択され;
Ar2は、窒素、酸素、または硫黄から独立して選択される0〜3個のヘテロ原子を有する、5〜6員の、飽和であるか、部分的に不飽和であるか、または完全に不飽和の単環式環、あるいは、窒素、酸素、または硫黄から独立して選択される0〜5個のヘテロ原子を有する、8〜10員の、飽和であるか、部分的に不飽和であるか、または完全に不飽和の二環式環系であり;ここで:
Ar2は、必要に応じて、5つまでの置換基で置換されており、ここで第一の置換基は、RXまたはR5より選択され、ここで任意の追加の置換基が、独立して、R5より選択され;
Ar3は、0〜2個の窒素を有する6員のアリール環であり、
ここで:
Ar3は、1つのZ−R6基で置換されており、そして必要に応じて1〜3つのR5で置換されており;
Zは、C1〜C6のアルキリデン鎖であり、ここで2つまでの隣接しないZのメチレン単位は、必要に応じて、CO、CO2、COCO、CONR、OCONR、NRNR、NRNRCO、NRCO、NRCO2、NRCONR、SO、SO2、NRSO2、SO2NR、NRSO2NR、O、S、またはNRによって置換されており;そして
R6は、Ar2、R、ハロゲン、NO2、CN、OR、SR、N(R)2、NRC(O)R、NRC(O)N(R)2、NRCO2R、C(O)R,CO2R、OC(O)R、C(O)N(R)2、OC(O)N(R)2、SOR、SO2R、SO2N(R)2、NRSO2R、NRSO2N(R)2、C(O)C(O)R、またはC(O)CH2C(O)Rより選択され;
ただし:
(i)R4が2つのORで置換されているフェニルである場合、Rは、水素ではなく、これらの2つのORは、同時にメタおよびパラ以外で、フェニル環上の位置を占め;
そして
(ii)この化合物は、式IIIの化合物:
ここで:
Aは、ハロゲン、CN、OC(O)NH2、CO2R10、COR10、SO2N(R10)2、N(R10)2、OR10、またはフルオロアルキルより選択される1つ以上の基で置換されたフェニル環であり、ここで
各々のR10は、独立して、水素または必要に応じてNH2、NH(C1〜C7アルキル)、もしくはN(C1〜C7アルキル)2で置換されたC1〜C7アルキル基より選択され;そして
Bは、ハロゲン、CN、OC(O)NH2、CO2R10、COR10、SO2N(R10)2、N(R10)2、OR10、またはフルオロ(C1〜C7アルキル)より選択される。
好ましい実施形態は、式I−aまたはII−aの化合物:
(実施例7)
(JNK3タンパク質のクローニング、発現および精製)
公開されたJNK3α1 cDNAを参照(query)として使用するESTデータベースのBLAST検索により、ヒトJNK3α1の全体のコード配列を含むESTクローン(#632588)を同定した。pfuポリメラーゼ(Strategene)を使用するポリメラーゼ連鎖反応(PCR)を使用して、NcoI部位およびBamHI部位においてpET−15B発現ベクターにクローニングするために、このcDNAに制限部位を導入した。このタンパク質をE.coliで発現させた。発現された全長タンパク質(Met1〜Gln422)の低い溶解度に起因して、40位のSer残基(Ser40)で始まるN末端短縮タンパク質を生成した。この短縮は、JNK1タンパク質およびJNK2タンパク質のSer2に対応し、そしてメチオニン残基(開始)およびグリシン残基の前にくる。このグリシン残基を、発現ベクターにクローニングするためのNcoI部位を導入するために加える。さらに、回折品質の結晶を生じる構築物を同定するために、系統的C末端短縮をPCRにより実行した。このような構築物の1つは、JNK3α1のアミノ酸残基Ser40〜Glu402をコードし、そしてMet残基およびGly残基の前にある。
(JNK3の活性化)
5mgのJNK3を、100mM NaCl、5mM DTT、20mM MgCl2および1mM ATPを含有する50mM HEPES緩衝液(pH7.5)に0.5mg/mlまで希釈した。GST−MKK7(DD)を1:2.5のGST−MKK7:JNK3のモル比で添加した。25℃で30分間のインキュベーションの後、この反応混合物を、Centriprep−30(Amicon,Beverly,MA)で限外濾過によって5倍に濃縮し、10mlまで希釈し、そしてさらに1mM ATPを添加した。この手順を3回繰り返して、ADPを除去し、ATPを補充した。ATPの最終添加は、5mMであり、そしてこの混合物を、4℃で一晩インキュベートした。
(JNK阻害アッセイ)
化合物を、分光光度的な共役酵素アッセイによってJNK3の阻害についてアッセイした。このアッセイにおいて、活性化されたJNK3(10nM)の一定の濃度を、10mM MgCl2、2.5mMホスホエノールピルベート、200μM NADH、150μg/mLピルベートキナーゼ、50μg/mL乳酸デヒドロゲナーゼ、および200μM EGFレセプターペプチドを含有する0.1M HEPES緩衝液(pH7.5)を含有する緩衝液中30℃で10分間、DMSO中に溶解した種々の濃度の潜在的なインヒビターとインキュベートした。このEGFレセプターペプチドは、配列KRELVEPLTPSGEAPNQALLRを有し、そしてJNK3触媒化キナーゼ反応におけるホスホリルアクセプターである。この反応を、10μM ATPの添加により開始し、そしてアッセイプレートを、30℃に維持した分光光度計のアッセイプレート区画に挿入した。340nmの吸光度の減少を、時間の関数としてモニターした。インヒビター濃度の関数としての速度データを、Kiを決定するための競合的阻害速度論モデルにあてはめた。
(Src阻害アッセイ)
化合物を、バキュロウイルス細胞から発現させ、精製した全長組換えヒトSrcキナーゼ(Upstate Biotechnology,カタログ番号14−117に由来)のインヒビターとしてアッセイした。ATPからGlu:Tyr=4:1の組成のランダムポリGlu−Tyrポリマー基質(Sigma、カタログ番号P−0275)のチロシンへの33Pの取り込みを追跡することによって、Srcキナーゼ活性を、モニターした。最終濃度のアッセイ成分は、以下の通りであった:0.05M HEPES(pH7.6)、10mM MgCl2、2mM DTT、0.25mg/ml BSA、10μM ATP(1〜2μCi 33P−ATP/反応)、5mg/mlポリGlu−Tyr、および1〜2単位の組換えヒトSrcキナーゼ。代表的なアッセイにおいて、ATPを除く全ての反応成分を、予め混合し、そしてアッセイプレートウェル中に等分にした。DMSO中に溶解したインヒビターを、このウェルに添加して、2.5%の最終DMSO濃度を与えた。33P−ATPを用いた反応を開始する前に、このアッセイプレートを、30℃で10分間インキュベートした。反応の20分後、この反応を、20mM Na3PO4を含有する150μlの10%トリクロロ酢酸(TCA)でクエンチした。次いで、このクエンチしたサンプルを、フィルタープレート減圧マニホールド上に設置した96ウェルフィルタープレート(Whatman,UNI−Filter GF/F Glass Fiber Filter,カタログ番号7700−3310)に移した。フィルタープレートを、20mM Na3PO4を含有する10% TCAで4回、次いでメタノールで4回洗浄した。次いで、200μlのシンチレーション流体を、それぞれのウェルに添加した。プレートを、密封し、そしてフィルターに結合した放射能の量を、TopCountシンチレーションカウンターによって定量化した。
(Lck阻害アッセイ)
化合物を、ウシ胸腺から精製したLckキナーゼ(Upstate Biotechnology、カタログ番号14−106に由来)のインヒビターとしてアッセイした。ATPからGlu:Tyr=4:1の組成のランダムポリGlu−Tyrポリマー基質(Sigma、カタログ番号P−0275)のチロシンへの33Pの取り込みを追跡することによって、Lckキナーゼ活性を、モニターした。最終濃度のアッセイ成分は、以下の通りであった:0.05M HEPES(pH7.6)、10mM MgCl2、2mM DTT、0.25mg/ml BSA、10μM ATP(1〜2μCi 33P−ATP/反応)、5mg/mlポリGlu−Tyr、および1〜2単位のlckキナーゼ。代表的なアッセイにおいて、ATPを除く全ての反応成分を、予め混合し、そしてアッセイプレートウェル中に等分にした。DMSO中に溶解したインヒビターを、このウェルに添加して、2.5%の最終DMSO濃度を与えた。33P−ATPを用いた反応を開始する前に、このアッセイプレートを、30℃で10分間インキュベートした。反応の20分後、この反応を、20mM Na3PO4を含有する150μlの10%トリクロロ酢酸(TCA)でクエンチした。次いで、このクエンチしたサンプルを、フィルタープレート減圧マニホールド上に設置した96ウェルフィルタープレート(Whatman,UNI−Filter GF/F Glass Fiber Filter,カタログ番号7700−3310)に移した。フィルタープレートを、20mM Na3PO4を含有する10% TCAで4回、次いでメタノールで4回洗浄した。次いで、200μlのシンチレーション流体を、それぞれのウェルに添加した。プレートを、密封し、そしてフィルターに結合した放射能の量を、TopCountシンチレーションカウンターによって定量化した。
(GSK−3阻害アッセイ)
化合物を、標準的な共役酵素アッセイ(Foxら、(1998)Protein Sci 7,2249)を用いて、グリコゲンシンターゼキナーゼ3(GSK−3)を阻害するそれらの能力について以下の様式でスクリーニングした。アッセイについて、0.1M HEPES 7.5、10mM MgCl2、25mM NaCl、2.5mMホスホエノールピルベート、300μM NADH、1mM DTT、30μg/mL ピルベートキナーゼ、10μg/mL乳酸デヒドロゲナーゼ、300μMペプチド(HSSPHQp−SEDEEE,American Peptide,Sunnyvale,CA)、および60nM GSK−3を含有するストック緩衝溶液を、DMSO中30μMの化合物の溶液に添加し、そして得られた混合物を、30℃で5分間インキュベートした。この反応を、10μM ATPの添加によって開始した。反応速度を、Molecular Devicesプレートリーダー(Sunnyvale,CA)を使用して、30℃で読取時間5分間にわたって340nm(nM)で吸光度をモニターすることによって得た。IC50を、インヒビター濃度の関数として、速度データから決定した。
(CDK2阻害アッセイ)
化合物を、標準的な共役酵素アッセイ(Foxら、(1998)Protein Sci 7,2249)を用いて、CDK2を阻害するそれらの能力について以下の様式でスクリーニングした。
Claims (13)
- 式Iまたは式II:
の化合物あるいはその薬学的に受容可能な塩であって、
ここで:
各Wは、窒素またはCHから独立して選択され;
R 1、R2、およびR3は、メチル、OH、OCH 3 、OCH 2 CH 3 、NHCOMe、NH 2 、NH(C 1〜4 脂肪族)、N(C 1〜4 脂肪族) 2 、O(CH 2 ) 2 モルホリン−4−イル、O(CH 2 ) 2 NH 2 、O(CH 2 ) 2 NH(C 1〜4 脂肪族)、O(CH 2 ) 2 N(C 1〜4 脂肪族) 2 、ブロモ、クロロ、またはフルオロから独立して選択されるか;あるいは
R1およびR2、またはR2およびR3は、一緒になって、
を形成し;
R4は、置換された、フェニル環、シクロヘキシル環、ナフチル環、ピリジル環、ピリミジニル環、トリアジニル環、チアゾリル環、チアジアゾリル環、ピラゾリル環、イソオキサゾリル環、インダゾリル環、またはベンズイミダゾリル環であり;
ここで、前記環は、クロロ、フルオロ、ブロモ、メチル、エチル、t−ブチル、イソプロピル、シクロプロピル、CN、ニトロ、OMe、OEt、CF 3 、NH 2 、ベンジル、ベンジルオキシ、OH、メチレンジオキシ、SO 2 NH 2 、フェノキシ、O−ピリジニル、SO 2 フェニル、ニトロフェノキシ、アミノフェノキシ、S−ジメチルピリミジン、NHフェニル、NH−メトキシフェニル、ピリジニル、アミノフェニル、フェノール、クロロ−フルオロ−フェニル、ジメチルアミノフェニル、CF 3 −フェニル、ジメチルフェニル、クロロフェニル、フルオロフェニル、メトキシフェノキシ、クロロフェノキシ、エトキシフェノキシ、またはフルオロフェノキシから独立して選択される1〜3個の基で置換されており;
但し:
(i)R4が、2つのORで置換されたフェニルであり、Rが水素でない場合、2つのORは、同時にメタおよびパラではないフェニル環上の位置を占め;そして
(ii)該化合物が、式III
の化合物以外であり、ここで:
Aは、ハロゲン、N(R10)2 またはOR 10 から選択される1つ以上の基で置換されたフェニル環であり、ここで
各R10は、水素、またはNH2、NH(C1〜C7アルキル)もしくはN(C1〜C7アルキル)2で必要に応じて置換されたC1〜C7アルキル基から独立して選択され;そして
Bは、ハロゲン、SO2N(R10)2、N(R10)2、OR10またはフルオロ−(C1〜C7)アルキル基から選択される、
化合物。 - 請求項1または2のいずれか1項に記載の化合物および薬学的に受容可能なキャリア、アジュバント、またはビヒクルを含む、組成物。
- 請求項3に記載の組成物であって、抗増殖剤、抗炎症剤、免疫調節剤、神経栄養性因子、心臓血管疾患を処置するための薬剤、肝臓疾患を処置するための薬剤、抗ウイルス剤、血液障害を処置するための薬剤、糖尿病を処置するための薬剤、または免疫不全障害を処置するための薬剤から選択されるさらなる治療剤をさらに含有する、組成物。
- 生物学的サンプルにおいて、JNK3キナーゼ活性、GSK−3キナーゼ活性、CDK2キナーゼ活性、Lckキナーゼ活性、またはSrcキナーゼ活性を阻害することにおいて使用するための、請求項1または2のいずれか1項に記載の化合物。
- 患者における、JNK3媒介疾患または状態、GSK−3媒介疾患または状態、CDK2媒介疾患または状態、Lck媒介疾患または状態、またはSrc媒介疾患または状態を処置するかあるいは該疾患または状態の重篤度を減少させることにおいて使用するための、請求項3に記載の組成物。
- 患者において、炎症性疾患、自己免疫疾患、破壊性骨疾患、神経変性疾患、発作における再灌流/虚血、心不全、脈管形成障害、器官低酸素症、脈管過形成、心臓肥大、トロンビン誘導血小板凝集、または炎症誘発性サイトカインに関連する状態から選択される疾患または状態を処置するかあるいは該疾患または状態の重篤度を減少させることにおいて使用するための、請求項3に記載の組成物。
- 患者において、高カルシウム血症、骨粗しょう症、変形性関節症、骨転移の対症療法、慢性関節リウマチ、炎症性腸疾患、多発性硬化症、乾癬、狼瘡、対宿主性移植片病、T細胞媒介性過敏性疾患、橋本甲状腺炎、ギヤン−バレー症候群、慢性閉塞性肺障害、接触皮膚炎、パジェット病、喘息、虚血または再灌流障害、アレルギー疾患、アトピー性皮膚炎、あるいはアレルギー性鼻炎から選択される疾患または状態を処置するかあるいは該疾患または状態の重篤度を減少させることにおいて使用するための、請求項3に記載の組成物。
- 患者において、糖尿病、アルツハイマー病、ハンチントン病、パーキンソン病、AIDS関連痴呆、筋萎縮性側索硬化症(AML)、多発性硬化症(MS)、精神分裂病、心筋細胞肥大、または禿頭症から選択される疾患または状態を処置するかあるいは該疾患または状態の重篤度を減少させることにおいて使用するための、請求項3に記載の組成物。
- CDK2の阻害により癌細胞のそれらの増殖期への移行をブロックすることにより癌を処置するかまたは癌の重篤度を減少させることにおいて使用するための、請求項1または2のいずれか1項に記載の化合物;または請求項3に記載の組成物。
- 抗増殖剤、抗炎症剤、免疫調節剤、神経栄養性因子、心臓血管疾患を処置するための薬剤、肝臓疾患を処置するための薬剤、抗ウイルス剤、血液障害を処置するための薬剤、糖尿病を処置するための薬剤、または免疫不全障害を処置するための薬剤から選択されるさらなる治療剤と共に使用するための、請求項3に記載の組成物であって、ここで:
該さらなる治療剤が、処置される疾患に適切であり;そして
該さらなる治療剤が、単一投薬形態として該組成物とともに使用されるか、または複数投薬形態の一部として該組成物とは別々に使用される、
組成物。 - 移植可能デバイスをコーティングするための組成物であって、該組成物が、請求項1に記載の化合物および該移植可能デバイスをコーティングするのに適切なキャリアを含有する、組成物。
- 請求項12に記載の組成物でコーティングされた、移植可能デバイス。
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