用于迅速加速性纤维肉瘤多肽的靶向降解的化合物和方法与流程

本说明书提供了包含靶蛋白结合部分和e3泛素连接酶结合部分的双官能化合物，以及相关的使用方法。双官能化合物可用作靶向泛素化的调节剂，尤其是关于迅速加速性纤维肉瘤(raf)蛋白，它们被根据本公开的双官能化合物降解和/或以其他方式抑制。

背景技术：

1、大多数小分子药物在紧密和明确界定的口袋中结合酶或受体。另一方面，由于其大接触表面以及所牵涉的浅沟或平坦界面，蛋白质-蛋白质相互作用众所周知难以使用小分子靶向。e3泛素连接酶(其中数百种在人中已知)赋予关于泛素化的底物特异性，并且因此，由于其对于某些蛋白质底物的特异性，是比一般蛋白酶体抑制剂更有吸引力的治疗靶。e3连接酶配体的开发已证明是挑战性的，部分是由于它们必须破坏蛋白质-蛋白质相互作用的事实。然而，最近的发展已提供了与这些连接酶结合的特异性配体。例如，自从发现第一个小分子e3连接酶抑制剂nutlin以来，已报道了靶向e3连接酶的另外化合物，但该领域仍是发展不完全的。例如，自从发现第一个小分子e3连接酶小鼠双微体2同源物(mdm2)抑制剂nutlin以来，已报道了靶向mdm2(即人双微体2或hdm2)e3连接酶的另外化合物(j.di等人，current cancer drug targets(2011),11(8),987-994)。

2、肿瘤抑制基因p53在响应于dna损伤或应激的细胞生长停滞和凋亡中起重要作用(a.vazquez等人，nat.rev.drug.dis.(2008),7,979-982)，并且p53的失活被认为是肿瘤细胞存活的主要途径之一(a.j.levine等人，nature(2000),408,307-310)。在癌症患者中，约50％发现具有p53突变((m.hollstein等人，science(1991),233,49-53)，而在具有野生型p53的患者中常常发现mdm2通过p53和mdm2的蛋白质相互作用下调p53(p.chene等人，nat.rev.cancer(2003),3,102-109)。在没有致癌应激信号的正常细胞条件下，mdm2使p53保持在低浓度。响应于dna损伤或细胞应激，p53水平增加，并且由于来自p53/mdm2自动调节系统的反馈回路，这也导致mdm2的增加。换句话讲，p53在转录水平调节mdm2，并且mdm2在其活性水平调节p53(a.j.levine等人，genes dev.(1993)7,1126-1132)。

3、若干机制可以解释mdm2对p53的下调作用。首先，mdm2与p53的n-末端结构域结合并阻断p53响应基因的表达(j.momand等人，cell(1992),69,1237-1245)。其次，mdm2将p53从细胞核运送到细胞质以促进蛋白降解(j.roth等人，embo j.(1998),17,554-564)。最后，mdm2具有将泛素缀合至p53的内在e3连接酶活性以通过泛素依赖性26s蛋白酶体系统(ups)进行降解(y.haupt等人，nature(1997)387,296-299)。这样，因为mdm2起e3连接酶的作用，将mdm2募集到引起疾病的蛋白质并实现其泛素化和降解是用于药物发现的受到高度关注的方法。

4、具有令人兴奋的治疗潜力的一种e3连接酶是von hippel-lindau(vhl)肿瘤抑制因子，e3连接酶复合物vcb的底物识别亚基，其也由延伸蛋白b和c、cul2和rbx1组成。vhl的主要底物是缺氧诱导因子1α(hif-1α)，其是响应低氧水平上调基因例如促血管生成生长因子vegf和红血细胞诱导细胞因子促红细胞生成素的转录因子。生成针对e3连接酶的底物识别亚基的von hippel-lindau(vhl)的第一个小分子配体，并且获得晶体结构，证实该化合物模拟转录因子hif-1α(vhl的主要底物)的结合模式。

5、cereblon是人中由crbn基因编码的蛋白质。crbn直向同源物从植物到人都是高度保守的，这强调了它的生理重要性。cereblon与受损的dna结合蛋白1(ddb1)、cullin-4a(cul4a)和cullin调节剂1(roc1)形成e3泛素连接酶复合物。这种复合物使许多其他蛋白质泛素化。通过尚未完全阐明的机制，靶蛋白的cereblon泛素化导致成纤维细胞生长因子8(fgf8)和成纤维细胞生长因子10(fgf10)的水平增加。fgf8依次又调节许多发育过程，例如肢体和听泡形成。净结果是这种泛素连接酶复合物对于胚胎中的肢体生长是重要的。在不存在cereblon的情况下，ddb1与ddb2形成复合物，所述ddb2充当dna损伤结合蛋白。

6、凋亡抑制蛋白(iap)是参与抑制细胞凋亡(即细胞死亡)的蛋白质家族。人类iap家族包括8名成员，许多其他生物具有iap同源物。iap包含e3连接酶特异性结构域以及识别底物并促进其泛素化的杆状病毒iap重复(bir)结构域。iap促进泛素化并且可以直接结合和抑制半胱天冬酶。半胱天冬酶是实施细胞凋亡的蛋白酶(例如半胱天冬酶-3、半胱天冬酶-7和半胱天冬酶-9)。因此，通过半胱天冬酶的结合，iap抑制细胞死亡。然而，促凋亡刺激可导致线粒体蛋白diablo(也称为第二线粒体衍生的半胱天冬酶激活剂或smac)和htra2(也称为omi)的释放。diablo和htra2的结合似乎阻断了iap活性。

7、smac与基本上所有已知的iap相互作用，包括xiap、c-iap1、c-iap2、nil-iap、bruce和存活蛋白。成熟smac的前四个氨基酸(avpi)与iap的一部分结合，这被认为是阻断iap的抗凋亡作用所必需。

8、双官能化合物(诸如美国专利申请公布2015-0291562和2014-0356322(以引用方式并入本文)中描述的那些)用于将内源蛋白质募集到e3泛素连接酶上以进行降解。确切地说，本公布提供了双官能或蛋白分解靶向嵌合(protac)化合物，其适用作多种多肽和其他蛋白质的靶向泛素化调节剂，所述多肽和其他蛋白质在靶向泛素化之后被双官能化合物降解和/或以其他方式抑制。

9、本领域一直需要有效治疗与迅速加速性纤维肉瘤(raf)过表达或聚集或者raf(例如组成型活性raf)过度激活相关的疾病。例如，当前的braf抑制剂(例如，维莫非尼和达拉非尼)仅靶向v600突变体braf。因此，始终需要具有对当前市售的药剂不敏感的不同braf突变的疾病或病症(例如，黑素瘤、肺癌、胰腺癌和/或结直肠癌)。此外，可能会响应于braf/mek抑制剂治疗而出现抗性突变。例如，p61剪接变体可能在用braf/mek抑制剂疗法治疗的黑素瘤患者中出现，这使得这些患者没有临床选择。当前市售的药剂也结合野生型braf并引起其反常激活，从而导致临床并发症。此外，通过与craf异源二聚化发出信号的低活性iii类braf突变家族占非小细胞肺癌(nsclc)中braf突变的40％，并且偶尔出现在其他癌症中，不能被任何当前批准的或临床阶段的braf抑制剂所靶向。

10、因此，非特异性作用以及不能靶向和调节raf仍然是有效治疗发展的障碍。所以，有效靶向raf(例如，有效抑制和/或降解braf的突变形式，同时保留野生型braf)并且利用或加强vhl、cereblon、mdm2和iap的底物特异性的小分子治疗剂将是非常有用的。

技术实现思路

1、本公开描述了双官能化合物及其使用方法，所述双官能化合物用于将内源蛋白质募集到e3泛素连接酶上以进行降解。确切地说，本公开提供了双官能或蛋白分解靶向嵌合(protac)化合物，其适用作多种多肽和其他蛋白质的靶向泛素化调节剂，所述多肽和其他蛋白质在靶向泛素化之后被如本文所述的双官能化合物降解和/或以其他方式抑制。本文所提供化合物的优势在于，与来自几乎任何蛋白质类别或家族的靶向多肽的降解/抑制一致，可以存在广谱药理学活性。此外，本说明书提供了使用有效量的如本文所述的化合物治疗或改善疾病病症(例如，癌症(例如，肾细胞癌、胰腺癌、结直肠癌、肺癌、卵巢癌、甲状腺癌、毛细胞型星形细胞瘤、前列腺癌、胃癌、肝细胞癌和黑素瘤)、心面皮肤综合征、1型神经纤维瘤病、costello综合征、noonan综合征、leopard(雀斑、心电图异常、眼距过宽、肺动脉狭窄、生殖器异常、生长迟缓、耳聋)综合征)的方法。

2、因此，在一个方面，本公开提供了双官能或protac化合物，该化合物包含e3泛素连接酶结合部分(即，e3泛素连接酶的配体或“ulm”基团)和靶蛋白结合部分(即，蛋白质/多肽靶向配体或“ptm”基团)，使得靶蛋白/多肽被置于泛素连接酶附近以实现该蛋白的降解(和抑制)。在一个优选的实施方案中，ulm(泛素化连接酶调节剂)可以是von hippel-lindaue3泛素连接酶(vhl)结合部分(vlm)，或cereblon e3泛素连接酶结合部分(clm)，或小鼠双微体2同源物(mdm2)e3泛素连接酶结合部分(mlm)，或iap e3泛素连接酶结合部分(即“ilm”)。例如，双官能化合物的结构可以描绘为：

3、

4、如本文所示的ptm和ulm部分(例如，vlm、clm、mlm或ilm)的相应位置以及其数目仅为了举例而提供，并非旨在以任何方式限制所述化合物。如本领域技术人员所理解的，可以合成如本文所述的双官能化合物，使得各个官能部分的数目和位置可以根据需要而变。

5、在某些实施方案中，双官能化合物还包含化学接头(“l”)。在该实例中，双官能化合物的结构可以描绘为：

6、

7、其中ptm是蛋白质/多肽靶向部分，l是接头，例如将ptm偶联至ulm的键或化学基团，并且ulm是iap e3泛素连接酶结合部分，或von hippel-lindau e3泛素连接酶(vhl)结合部分(vlm)，或cereblon e3泛素连接酶结合部分(clm)，或小鼠双微体2同源物(mdm2)e3泛素连接酶结合部分(mlm)。

8、例如，双官能化合物的结构可以描绘为：

9、

10、其中：ptm是蛋白质/多肽靶向部分；“l”是偶联ptm和vlm、clm、mlm、ilm或它们的组合中的至少一种的接头(例如键或化学接头基团)；vlm是与vhl e3连接酶结合的vonhippel-lindau e3泛素连接酶结合部分；clm是与cereblon结合的cereblon e3泛素连接酶结合部分；mlm是mdm2e3泛素连接酶结合部分；并且ilm是与iap结合的iap结合部分。

11、在某些优选的实施方案中，ilm是avpi四肽片段。因此，在某些另外的实施方案中，双官能化合物的ilm分别包含氨基酸丙氨酸(a)、缬氨酸(v)、脯氨酸(p)和异亮氨酸(i)或它们的非天然模拟物。在另外的实施方案中，avpi四肽片段的氨基酸通过酰胺键(即，-c(o)nh-或-nhc(o)-))彼此连接。

12、在某些实施方案中，如本文所述的化合物包含多个独立选择的ulm、多个ptm、多个化学接头或它们的组合。

13、在某些实施方案中，ilm包含化学部分，例如本文所述的那些。

14、在另外的实施方案中，vlm可以是羟脯氨酸或其衍生物。此外，其他设想的vlm包含在美国专利申请公布no.2014/03022523中，如上所述，该申请公布全文并入本文。

15、在一个实施方案中，clm包含衍生自酰亚胺、硫代酰亚胺、酰胺或硫代酰胺的化学基团。在一个具体实施方案中，化学基团是邻苯二甲酰亚胺基团或其类似物或衍生物。在某些实施方案中，clm是沙利度胺、来那度胺、泊马度胺、其类似物、其电子等排物或其衍生物。其他设想的clm在美国专利申请公布no.2015/0291562中有所描述，该申请公布全文并入本文。

16、在某些实施方案中，mlm可以是nutlin或其衍生物。此外，其他设想的mlm包含在2016年7月11日提交的美国专利申请15/206,497中，如上所述，该专利申请全文并入本文。在某些另外的实施方案中，双官能化合物的mlm包含化学部分，例如取代的咪唑啉、取代的螺-吲哚酮、取代的吡咯烷、取代的哌啶酮、取代的吗啉酮、取代的吡咯并嘧啶、取代的咪唑并吡啶、取代的噻唑并咪唑啉、取代的吡咯并吡咯烷酮和取代的异喹啉酮。

17、在另外的实施方案中，mlm包含上述核心结构，其中相邻的双芳基取代以顺式或反式构型定位。

18、在某些实施方案中，“l”是键。在另外的实施方案中，接头“l”是具有1至20范围内的线性非氢原子数的连接子。连接子“l”可包含但不限于官能团，例如醚、酰胺、烷烃、烯烃、炔烃、酮、羟基、羧酸、硫醚、亚砜和砜。接头可包含芳族、杂芳族、环状、双环和三环部分。卤素如cl、f、br和i的取代可包含在接头中。在氟取代的情况下，可包含单个或多个氟。

19、在某些实施方案中，vlm是反式-3-羟脯氨酸的衍生物，其中反式-3-羟脯氨酸中的氮和羧酸都被官能化为酰胺。

20、在某些实施方案中，clm是哌啶-2,6-二酮的衍生物，其中哌啶-2,6-二酮可以在3-位被取代，并且3-取代可以是具有c-n键或c-c键的双环杂芳族。clm的实例可以是但不限于泊马度胺、来那度胺和沙利度胺以及它们的衍生物。

21、在另一方面，本说明书提供了治疗组合物，其包含有效量的如本文所述化合物或其盐形式和药学上可接受的载体。治疗组合物调节患者或受试者(例如动物，例如人)中的蛋白质降解，并且可以用于治疗或改善通过降解的蛋白质调节的疾病状态或状况。在某些实施方案中，如本文所述的治疗组合物可用于实现所关注蛋白质的降解，以治疗或改善疾病，例如癌症。在又一方面，本公开提供了泛素化/降解细胞中的靶蛋白的方法。在某些实施方案中，该方法包括施用如本文所述的双官能化合物，该双官能化合物包含优选通过接头部分连接的ilm和ptm、ptm和vlm、或ptm和clm、或ptm和mlm，如本文其他地方所述，其中vlm/ilm/clm/mlm通过接头偶联至ptm以靶向与ptm结合的蛋白质以进行降解。类似地，ptm可通过接头偶联至vlm或clm或mlm或ilm以靶向蛋白质或多肽进行降解。当靶蛋白被置于e3泛素连接酶附近时，将发生靶蛋白的降解，从而导致靶蛋白的作用的降解/抑制和蛋白质水平的控制。通过本公开提供的蛋白质水平的控制提供了疾病状态或状况的治疗，其通过降低患者细胞中该蛋白质的水平而通过靶蛋白调节。

22、在另一方面，本说明书提供了用于治疗或改善受试者或患者(例如动物，例如人类)的疾病、病症或其症状的方法，该方法包括向有需要的受试者施用组合物，该组合物包含有效量(例如治疗有效量)的本文所述化合物或其盐形式，和药学上可接受的载体，其中所述组合物能够有效治疗或改善受试者的疾病或病症或其症状。

23、在另一方面，本说明书提供了使用根据本公开的化合物鉴别生物系统中的所关注蛋白质降解的影响的方法。

24、前述一般实用领域仅为了举例而给出，并且不希望对本公开的范围和所附权利要求书构成限制。根据本权利要求、说明书和实例，本领域普通技术人员将了解与本公开的组合物、方法和方法相关的另外目的和优点。例如，本公开的各个方面和实施方案可以众多组合利用，所有这些组合都由本说明书明确地加以考虑。这些另外的方面和实施方案明确地包含在本公开的范围内。本文用于阐明本公开的背景并且在特定情况下提供关于实践的另外细节的出版物和其他材料以引用方式并入。