[发明专利]锁环螺旋肽及合成方法

说明书

设计和生成了干扰蛋白‑蛋白相互作用(PPI)的锁环螺旋肽。制备锁环肽的方法包括提供具有第一氨基酸和第二氨基酸的肽，所述第一氨基酸用水杨醛酯侧基官能化，和所述第二氨基酸用1,2‑羟胺侧基官能化；使第一和第二氨基酸反应生成N,O‑亚苄基缩醛部分；并进行生成的N,O‑亚苄基缩醛部分的酸解以生成锁环肽。在许多形式中，锁环螺旋肽不是疏水性的。

相关申请的交叉参照

本申请要求2015年12月1日提交的美国临时申请号62/261,395的权益。2015年12月1日提交的申请号62/261,395通过引用以其整体并入本文。

发明领域

本公开的发明总体上在官能化肽的领域内且特别是在锁环螺旋肽的领域内。

发明背景

肽是靶向细胞外受体的有价值和有效的药物。它们在调节细胞内过程中的应用受到其无法进入细胞，其不稳定性，以及对蛋白酶的敏感性的阻碍。稳定肽的一个有效策略涉及把它们锁定在特定的耐蛋白酶形状中。α-螺旋是蛋白质的主要结构成分之一，且通常在蛋白质接触的界面处发现，参与各种分子间生物识别事件。然而，α-螺旋肽具有散开和形成无规卷曲的倾向，其在大多数情况下是生物学活性较低的，或甚至是无活性的，且对蛋白水解的降解高度易感。

肽锁环是一个为合成方法创造的术语，所述合成方法使用烯烃复分解反应，用来将存在于肽链中的两个含烯烃的侧链共价连接(J. Org. Chem. (2001) 66(16);Blackwell等, Angew. Chem. Int. Ed. (1994) 37:3281)。利用从烯烃复分解反应生成的烃交联接头将肽锁环，已被证明有助于维持肽的天然构象，尤其是在生理条件下(美国专利号7,192,713; Schafineister等, J. Am. Chem. Soc. (2000) 122:5891-5892;Walensky等, Science (2004) 305:1466-1470)。锁环将肽稳定在与蛋白靶的结合位点匹配的构型，它保护肽避免蛋白水解的作用，并且它使肽能渗透膜(Sun等, Biophys. J. 104(9):1923-1932 (2013))。小分子也是细胞可渗透的，但它们较受限于它们可结合的靶类型。锁环肽比小分子表现出更高的特异性和亲和力，靶向当前疗法无法调节的细胞内控制点。

蛋白-蛋白相互作用(PPI)参与了许多生物过程，因此，干扰PPI的分子的发现在药物发现方面产生一些有吸引力的方法。包括一种经常出现的1-4个螺旋转角(4-15个氨基酸)的蛋白α-螺旋的PPI是很有希望的靶标，因为人们可以设计和制备合成的α-螺旋肽配体作为受体拮抗剂。为提高这些短合成肽在水中的α-螺旋结构稳定性，已经开发了各种共价侧链-侧链连接策略以稳定α-螺旋结构，包括KD内酰胺接头、烃接头、“点击”三唑接头、间-二甲苯硫醚接头、全氟苄基硫醚接头和烷基硫醚接头(图5A-5C和5E-5G)。

这些接头的每一个在某种程度上已显示了成功的应用。例如，KD内酰胺-型肽已被用作HIV和RSV PPI抑制剂，烃-型肽已被开发以促进Bcl2细胞凋亡并抑制HIV-1衣壳组装或NOTCH转录，三唑-型肽已被应用于PTH和β-连环蛋白/Bcl9。

存在各种用于生成锁环肽的策略。主要策略涉及利用半胱氨酸侧链形成二硫桥和硫醚形成(图5D和5H)。其它方法包括闭环复分解；涉及硼化苯丙氨酸衍生物的官能化合成的氨基酸的联芳基连键；或“点击化学(click chemistry)”，藉此叠氮化物和末端或内部炔之间的环加成产生1,2,3-三唑(图5C)。这些合成既昂贵又费力。由于对锁环肽和其它构象受限结构的越来越大的兴趣，已作出许多努力以便为了它们的生成开发可行和通用的备选制备方法。总的说来，上述接头是疏水性的，其通常引起溶解性问题。因此，用于制备锁环肽的改进组成和策略是非常需要的。

本发明的目的是提供具有改进性质，例如较高的亲水性和/或在水溶液中更大溶解度的锁环螺旋肽。

本发明的进一步的目的是提供制备锁环螺旋肽的改进方法。