2，5-二氨甲基吡嗪类化合物、其药物组合物、制备方法和用途
【专利摘要】本发明公开了一种2,5-二氨甲基吡嗪类化合物、其药物组合物、制备方法和用途。该类化合物可作为抑制剂用于抑制HIV整合酶与LEDGF/p75间的蛋白-蛋白相互作用及HIV整合酶的二聚化，并进而制备用于治疗艾滋病的药物，用于艾滋病治疗。
【专利说明】2，5-二氨甲基吡嗪类化合物、其药物组合物、制备方法和用途
【技术领域】
[0001]本发明涉及生物医药领域，更具体而言，本发明涉及2，5- 二氨甲基吡嗪类化合物、其药物组合物、制备方法和用途。该类化合物可作为抑制剂用于抑制HIV整合酶与LEDGF/p75间的蛋白-蛋白相互作用及HIV整合酶的二聚化，并进而制备用于治疗艾滋病的药物，用于艾滋病治疗。
【背景技术】
[0002]晶状体上皮源性生长因子(lensepithelium derived growth factor, LEDGF)属肝癌衍生生长因子(hepatoma-derived growth factor, HDGF)相关蛋白(HRP)家族，将它加入晶状上皮细胞、成纤维细胞、角质化细胞的培养基中，可促进细胞生长，延长细胞寿命(Poeschla E M.1ntegrase, LEDGF/p75and HIV replication.Cell Mol LifeSci, 2008, 65:1403-1424.)。LEDGF与已发现的转录协同激活因子p75为同一种蛋白，因此称为LEDGF/p75。但它既不是一种生长因子，也不是特异在晶状上皮细胞中表达，而是广泛存在于人体各种细胞中。LEDGF/p75在特异性皮炎、哮喘、间质性膀胱炎等多种炎症发生时作为一种核自身抗原，导致自身免疫反应，诱导细胞程序性死亡，与一些自身免疫性疾病相关(Ganapathy V, Casiano C A.Autoimmunity to the nuclear autoantigenDFS70(LEDGF):what exactly are the auto-antibodies trying to tell us?ArthritisRheum, 2004, 50:684-688.)。早期研究还表明LEDGF/p75为转录辅助因子PC4的相互作用蛋白，后来发现它可通过激活应激蛋白和抗细胞调亡蛋白(如热休克蛋白27/90、抗氧化蛋白2)的表达,保护细胞免于压力应激条件诱导的细胞死亡(Shinohara T, Singh DP, Fatma N.LEDGF, a survival factor, activates stress-related genes.Prog Retin EyeRes, 2002, 21:341-358.)。因此，LEDGF/p75对细胞存活与凋亡起着重要调节作用。
[0003]LEDGF/p75在免疫共沉淀过表达整合酶的细胞核提取物中被发现，引起人们极大关注。进一步研究发现，LEDGF/p75将整合酶链合到DNA/染色体上，促进链转移和整合的完成，是HIV-1整合过程中第I个被发现的细胞辅助因子。
[0004]LEDGF/p75属肝癌衍生生长因子(HDGF)相关蛋白(HRP)家族，现已发现6个HRP家族成员:HDGF、HRPl、HRP2、HRP3、LEDGF/p75 和 LEDGF/p52。在基因结构上，HRP 家族 N 端都含有I个PWffP区域，其中LEDGF/p75和HRP2的C端都有I个进化保守序列可与HIV-1整合酶结合，称为整合酶结合域(integrase-binding domain, IBD)。LEDGF/p75由530个氨基酸残基组成，根据其功能可以划分为2个区域，N端DNA/染色体结合区和C端整合酶结合区。
[0005]将可编码荧光蛋白和打靶LEDGF/p75基因的shRNA慢病毒载体转导进入⑶4+细胞，强化RNA干扰基因抑制，使⑶4+细胞感染HIV-1水平下降10~30倍(LlanoM, Saenz D T, Meehan A, et al.An essential role for LEDGF/p75in HIV integration.Science, 2006,314:461-464.) ;CD4+细胞中过表达绿色荧光蛋白_整合酶结合域(IBD)的融合蛋白与LEDGF/p75竞争结合整合酶，使HIV-1感染水平下降7倍，且传代病毒中出现整合酶 CDD 区域突变的耐受毒株(HombrouckA, De Rijck J, Hendrix J, et al.Virusevolution reveals an exclusive role for LEDGF/p75in chromosomal tethering ofHIV.PLoS Pathog, 2007，3:418-430.);不能与 LEDGF/p75 结合的整合酶 Q168 突变病毒株则无法完成复制(Emiliani S, Mousnier A, Busschots K, et al.1ntegrase mutantsdefective for interaction with LEDGF/p75are impaired in chromosome tetheringand HIV-1r印lication.J Biol Chem, 2005, 280:25517-25523.)D 这些研究充分证明了LEDGF/p75是HIV-1的复制和感染必需的细胞辅助因子。LEDGF/p75在HIV整合过程中发挥多种作用，在其他慢病毒中类似(Busschots K, Vercammen J, Emiliani S，et al.Theinteraction of LEDGF/p75with integrase is lentivirus-specific and promotes DNAbinding.J Biol Chem, 2005，280:17841-17847.)。LEDGF/p75 蛋白-整合酶相互作用使整合酶免于遍在蛋白化作用(ubiquitination)及体内蛋白酶体的降解(Llano M, DelgadoS, Vanegas M, et al.LEDGF/p75prevents proteasomal degradation of HIV-1integrase.J Biol Chem, 2004，279:55570-55577.)。LEDGF/p75在整合酶的核转运过程中也发挥一定作用。更重要的是，LEDGF/p75利于整合酶与核染色质的相互作用，促进病毒整合过程的进行。在体外试验中，该辅助因子不但激发整合酶的链转移活性，而且可使整合酶与DNA的结合力提高 30 多倍(Busschots K, Vercammen J, Emiliani S，et al.The interaction ofLEDGF/p75with integrase is lentivirus-specific and promotes DNA binding.J BiolChem, 2005，280:17841-17847.)。所以，LEDGF/p75 是 HIV-1 复制必需的细胞辅助因子。
[0006]异种蛋白进入细胞后会立即被泛素标记，然后由蛋白酶体降解，而LEDGF/p75可与整合酶相结合而防止整合酶水解，提高其稳定性(Llano M, Delgado S，VanegasM, et alLEDGF/p75prevents proteasomal degradation of HIV-lintegrase.J BiolChem, 2004, 279:55570-55577.)。在p75缺陷的细胞系中整合酶mRNA的水平正常，但检测不到整合酶。在这些细胞系中恢复表达P75，整合酶的细胞浓度相应恢复正常，或者过表达绿色荧光蛋白-整合酶结合域(IBD)的融合蛋白也能使整合酶水平恢复正常。
[0007]Bushman实验室对人类基因组大量的HIV整合位点进行了统计学分析，结果发现富含AT的活性转录单位(transcrip`tion units, TUs)是HIV-1整合优先发生区域，这与LEDGF/p75的AT-钩基序对富含AT的DNA序列的特殊亲和力一致(Schr^derARff, ShinnP, Chen H, et al.HIV-1integration in the human genome favors activegenes and local hotspots.Cell, 2002，110:521-529.)。现在普遍认为某些细胞因子将整合酶链接到特定的DNA整合位点上，使病毒DNA优先整合到这些特定的序列上，导致出现了某些整合高频的基因座(locus)。这种由宿主决定整合位点的现象在整合机制中常见，例如，与逆转录病毒类似的酵母转座子Ty3通过与转录因子TFIIIB或TFIIIC相互作用，而整合到聚合酶III转录起始位点附近的一两个核苷酸处(Kirchner J, ConnollyCM, Sandmeyer SB.Requirement of RNA-polymerase III transcription factorsfor in vitro positionspecific integration of a retrovirus-1 ike element.Science, 1995, 267:1488-1491.)，酵母转座子Ty5通过与Sir4p C端部分结合而整合到端粒的异染色质DNA或不发生交配型转换的沉默暗盒序列(Zhu Y, Dai J, FuerstPG, et al.Controlling integration specificity of yeast retrotransposon.ProcNatl Acad Sci USA, 2003，100:5891-5895.)。与酵母转座子的整合机制类似，整合酶可与LEDGF/p75结合的慢病毒亚科在整合时对TUs序列表现出高度选择性，如人免疫缺陷病毒(HIV)、猴免疫缺陷病毒(SIV)、猫免疫缺陷病毒(FIV)。而不能与LEDGF/p75结合的逆转录病毒(如莫洛尼鼠白血病病毒(MLV))对TUs序列仅有一般选择性，而对启动序列和CpG岛具有高度选择性；猴泡沫病毒(SFV)也对启动序列与富含GC的CpG岛(CpGisland)有较高选择性；鸟肉瘤白细胞病毒(ASLV)对整合位点无特殊选择性(MaeleB,Busschots K, Vandekerckhove L, et al.Cellular co-factors of HIV-1integration.Trends BiochemSci, 2006, 31:98-105.Mitchell RS,Beitzel BF,Schroder ARff,etal.Retroviral DNA integration:ASLV, HIV, and MLV show distinct target sitepreferences.PLoS Biol, 2004，2:1127-1137.)。另外，敲除 LEDGF/p75 基因使 HIV 病毒整合受阻而影响复制，残余的少量的整合对TUs的选择性大大下降，而对CpG岛和启动序列的选择性提高，这与其他不能结合LEDGF/p75的逆转录病毒整合位点的选择性相似(Shun MC, Raghavendra NK, VandegraaffN.LEDGF/p75functions downstream frompreintegration complex formation to effect gene-specific HIV-1integration.Genes Dev,2007,21:1767-1778.Marshall HM, Ronen K,Berry C, et al.Role ofPSIPI/LEDGF/p75 in lentiviral infectivity and integration targeting.PLoSOne, 2007,2:1-13.)。大量试验证明整合酶通过LEDGF/p75链接到DNA特异的序列(TUs)上进行整合，导致了 HIV整合序列的选择性，这方面的研究为其链合机制提供了有力的证据。 [0008]HIV的整合酶可催化:V加工和链转移两个过程，整合酶的二聚体将HIV-1cDNA的U3、U5末端分别去掉I个3' -GT 二核苷酸，形成可与染色体DNA相匹配的交错切口。然后连接在cDNA两端的两个整合酶二聚体齐聚化形成整合酶四聚体，相关病毒和宿主因子进入形成整合前复合物(pre-1ntegration complex, PIC),该反应在胞楽；中发生。整合前复合物进入细胞核，并在整合酶的催化下完成链转移。在体内，整合酶的二聚体可以将HIV-lcDNA的一端整合到宿主DNA,称为半整合(half-site integration);而整合酶四聚体可将HIV-1cDNA 的两端都整合到宿主 DNA,称为全整合(full-site integration)。Raghavendra观察到LEDGF/p75促进HIV cDNA的半整合而抑制全整合，并通过试验证明了 LEDGF/p75可能干扰整合酶的多聚化，但不影响整合前复合物的催化活性。因此推测，LEDGF/p75在整合酶四聚体和整合前复合物形成之后发挥作用，支持了 LEDGF/p75结合到DNA/染色体上作为一种链合因子的观点(Raghavendra NK, Engelman A.LEDGF/p75 interferes with theformation of synaptic nucleoprotein complexes that catalyze full-site HIV-1DNAintegration in vitro:1mplications for the mechanism of viral cDNA integration.Virology, 2007，360:1-5.)?
[0009]目前高效抗逆转录病毒疗法使用的抗HIV感染药物主要是蛋白酶抑制剂和逆转录酶抑制剂，这两类药物极易产生耐药性和毒性，寻找新作用机制和不易产生耐药性的药物是当今抗艾滋病药物研究的首要任务。LEDGF/p75在体内与HIV-1整合酶相结合，是其整合过程必需的细胞辅助因子，对HIV的复制和感染有重要作用，因此LEDGF/p75在抗HIV治疗策略中成为药物研究的理想靶点。
[0010]所以，开发出能够抑制HIV整合酶与LEDGF间的蛋白-蛋白相互作用及HIV整合酶的二聚化并具有潜在药物用途的抑制剂对艾滋病的治疗显得十分重要。
【发明内容】
[0011]本发明的一个目的是提供一种2，5- 二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物，其可作为HIV整合酶与LEDGF间的蛋白-蛋白相互作用及HIV整合酶二聚化的抑制剂。
[0012]本发明的另一个目的是提供上述化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物的制备方法。
[0013]本发明的又一个目的是提供一种包含治疗有效量的一种或多种所述化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物的药物组合物。
[0014]本发明的还一个目的是提供所述化合物作为HIV整合酶与LEDGF间的蛋白-蛋白相互作用及HIV整合酶二聚化的抑制剂的用途，以及在制备治疗艾滋病的药物中的用途。
[0015] 本发明的又一个目的是提供一种治疗艾滋病的方法。
[0016]在本发明的第一个方面，提供了一种如下通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物:
[0017]
【权利要求】
1.一种如下通式I所示的2，5- 二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物:
2.根据权利要求1所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物: 其中， 在R1和R4的定义中，所述5到12元杂环基含有1-5个N原子，更优选含有1-2个N原子；和/或，所述的取代基选自下列基团=C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、C1-C4烷氨基、C1-C4烷基氧基羰基、C3-C6环烷基、C6-C10芳基、卤基、吗啉基、氰基C1-C4亚烷基、-NO2，优选地，所述取代基选自下列基团:甲基、乙基、氯、溴、-NO2、甲氧基、乙氧基、氰基亚乙基、氰基亚甲基、叔丁氧基擬基、环丙基、苯基和吗琳基； 或者，R4为NR5R6,其中，R5和R6相同或不同，并且各自独立地为氢或C1-C6烷基，优选为氢或C1-C4烷基，更优选为氢、甲基或乙基，或者R5和R6与其相连的氮原子一起形成5元至7元的取代或未取代的哌啶基，更优选为甲基哌啶。
3.根据权利要求1所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物: 其中， 在R1和R4的定义中，所述C5-C12芳基为C6-Cltl芳基，更优选为苯基；和/或，所述5到12元杂环基为6至10元杂环基。
4.根据权利要求1所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物: 其中， R2和R3相同或不同，并且各自独立地为氢或C1-C4烷基，优选为氢或甲基。
5.根据权利要求1所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物: 其中， η为0-2,优选η为0-1 ;和/或 m为0-5，优选m为0-2，更优选m为0-1。
6.根据权利要求1所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物: 其中， 在上述R1和R4的定义中，所述芳基或杂环基选自下列基团:
7.根据权利要求1所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物，其中，所述化合物如下通式IV所示:
8.根据权利要求1所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物，其中，所述化合物选自下列化合物: N，N' _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(N-甲基-5，6，7，8-四氢喹啉_8_胺)， N-甲基-N-((5-((3-(2-甲基哌啶-1-基)丙基氨基)甲基)吡嗪-2-基)甲基)-5，6，7,8-四氢喹啉-8-胺， ^-((5-((甲基(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基)氨基)甲基)吡嗪-2-基)甲基)-N4，N4-二丙基丁烧_1, 4- 二胺， N-甲基-N-((5-((吡啶-2-基甲基氨基)甲基)吡嗪-2-基)甲基)_5，6，7，8-四氢喹啉-8-胺， N，K -(1,4-亚苯基二(亚甲基))二(N-甲基-5，6，7，8-四氢喹啉_8_胺)， N，K _(吡嗪-2，5-二基二(亚甲基))二(N-甲基-1-(3-甲基吡啶-2-基)甲胺)， N，N' _(吡嗪-2，5-二基二(亚甲基))二(N-甲基-1-(吡啶-2-基)甲胺)， N，N'-(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(1-(3，5-二氯吡啶-2-基)-N-甲基甲胺)，N，N'-(吡嗪-2，5-二基二(亚甲基))二(5，6，7，8-四氢喹啉_8_胺)， N，N'-(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(1-(3-溴吡啶-2-基)-N-甲基甲胺)， N，K _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(1-(3-乙基吡啶-2-基)-N-甲基甲胺)，N1，N1-二甲基-N2-((5-((甲基(5，6，7，8-四氢喹啉-8-基)氨基)甲基)吡嗪_2_基)甲基)乙烧-1，2-二胺， N, N' _(吡嗪-2，5- 二基二(亚甲基))二(N-甲基-3-硝基吡啶-2-胺)， N，N' _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(N-甲基-1-苯基甲胺)， N，K _(吡嗪-2，5-二基二(亚甲基))二(N-甲基-1-(3-苯基吡啶-2-基)甲胺)， N，N' _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二吡啶-2-胺， N，N'-(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(1-(5-溴吡啶-2-基)-N-甲基甲胺)，N，N'-(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(1-(6-溴吡啶-2-基)-N-甲基甲胺)，N1Ni _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(1-(6-甲氧基吡啶-2-基)-N-甲基甲胺)，.3，3' -(2，2' _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(甲基氨基二基)二(亚甲基)二(吡啶_3，2-二基))二丙臆， N，N' _(吡嗪_2，5-二基二 (亚甲基))二(N-甲基-5，6，7，8-四氢咪唑[1，2_a]吡唳_8_胺), N，K _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(N-甲基-1-(喹啉-2-基)甲胺)， N，K _(吡嗪-2，5-二基二(亚甲基))二(1-(1H-苯并咪唑-2-基)-N-甲基甲胺)，.3，3' _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(甲基氨基二基)二(亚甲基)二(1H-吲哚-1-羧酸叔丁酯)， . 3-((((5-((((1Η-吲哚-3-基)甲基)(甲基)氨基)甲基)吡嗪-2-基)甲基)(甲基)氨基)甲基)-1H-吲哚-1-羧酸叔丁酯， N1Ni _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(1-(1H-吲哚-3-基)-N-甲基甲胺)， N，N' _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(5，6，7，8-四氢咪唑[1，2_a]吡啶_8_胺)， N，V _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(N-甲基-1-(3-吗啉基吡啶-2-基)甲胺)， N1Ni _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(1-(3-环丙基吡啶-2-基)-N-甲基甲胺)， N，N' _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(N-甲基-1-(吡啶-3-基)甲胺)， N，N'-(吡嗪-2，5-二基二(亚甲基))二(N-甲基-1-(吡啶-4-基)甲胺)，和 N，N' _(吡嗪_2，5-二基二(亚甲基))二(N-甲基-2-(吡啶-2-基)乙胺)。
9.一种制备根据权利要求1所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物的方法，该方法包含下列步骤，如下面流程所示:
10.一种制备根据权利要求7所述的通式IV所示的2，5- 二氨甲基吡嗪类化合物的方法，该方法包含下列步骤，如下面流程所示:
11.一种药物组合物，其包含治疗有效量的一种或多种根据权利要求1-8中任一项所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物，和任选的其它药物活性成分和/或药学上可接受的载体。
12.根据权利要求1-8中任一项所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物的用途，其作为抑制HIV整合酶与LEDGF/P75间的蛋白-蛋白相互作用及HIV整合酶的二聚化的抑制剂的用途。
13.根据权利要求1-8中任一项所述的通式I所示的2，5-二氨甲基吡嗪类化合物或其药学上可接受的盐、酯、前药或水合物的用途，其在制备治疗艾滋病的药物中的用途。
【文档编号】A61K31/5377GK103570688SQ201210251598
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2012年7月19日 优先权日:2012年7月19日
【发明者】龙亚秋, 曹斌 申请人:中国科学院上海药物研究所