G－蛋白偶联受体的配体的制作方法
专利名称：G－蛋白偶联受体的配体的制作方法
技术领域：
本发明涉及富集G-蛋白偶联类受体(GPCR)成员的激动剂和拮抗剂的化合物文库的生成。
G-蛋白偶联受体(GPCR)类膜蛋白(也称为七种跨膜或7TM受体和蛇根碱受体)的成员响应于多种细胞外信号介导细胞信号传导，包括激素、神经递质、细胞因子、甚至环境物质，例如臭气和味道。响应于配体与受体细胞外部分(最通常为受体蛋白的N-末端)的相互作用，受体暂时转化为活化状态(这种转化通常表示为R+L→R*L，其中R是无活性受体，R*是活化受体，L是配体)。
受体的活化(或R*)构型然后能够相互作用于G-蛋白家族成员。G-蛋白是一大家族三聚的细胞内蛋白质，它们结合鸟嘌呤核苷酸。一旦相互作用于活化受体(很可能通过被称为“碰撞偶联”的机理)，G-蛋白交换所结合的鸟嘌呤二磷酸(GDP)为鸟嘌呤三磷酸(GTP)。以这种GTP-结合的形式，G-蛋白三聚物离解，得到游离的Gα亚单位，和βγ二聚物。Gα和βγ亚单位然后都能参与进一步的信号传导级联。例如，Gα亚单位能够活化腺苷酸环化酶(AC)，从腺苷三磷酸生成环腺苷一磷酸(cAMP)。βγ亚单位能够活化PI-3-激酶家族酶的成员。最终，这些信号能够调控几乎每个方面的细胞行为，从收缩到运动，从代谢到进一步的信号传导。
信号一旦被活化，然后被大量机理缓慢关闭。与Gα亚单位缔合的GTP水解回到GDP，导致Gα和βγ亚单位的重新缔合，生成无活性的三聚的GDP-结合的G-蛋白。GPCR本身也在细胞内C-末端变得磷酸化，防止进一步与G-蛋白相互作用。最终，所结合的配体也可能离解。
这种遗传信号传导途径在哺乳动物生理学中是如此重要和无所不在，以致多达40％获得许可的药物具有GPCR作为它们的分子靶之一。与之相似，细菌已经进化成靶向于G-蛋白信号传导，目的是破坏宿主的生理学和免疫性例如霍乱弧菌(Vibrio cholerae)(负责霍乱的生物体)制造被称为霍乱毒素的蛋白质，它不可逆地抑制一种被称为Gs的广泛分布的G-蛋白的Gα亚单位。与之相似，百日咳博代氏杆菌(Bordetella pertussis)(负责百日咳的生物体)制造被称为百日咳毒素的蛋白质，它对一种不同的G-蛋白Gi具有相似的影响。
一种鉴定调控GPCR信号传导的药物的手段是筛选非常大的随机化合物文库干扰配体与含有重组或纯化GPCR的膜制备物结合的能力。在这类高通量筛选中，已经采取各种方法促进结合的检测。例如，在闪烁近似性测定法中，放射性标记的配体与受体的结合引起放射性核素近似于与受体结合的闪烁剂分子—随着核素衰变，发出能够检测和量化的光。作为替代选择，可以荧光标记配体，借助荧光偏振作用检测结合(依赖于荧光标记的旋转自由度的减少，此时配体一旦与受体结合即被固定)。
尽管这些技术已经在某些场合中取得成功，并且得到前导化合物，随后已被开发为人用药物(例如5HT3受体拮抗剂昂丹司琼，用于治疗偏头痛)，不过仍然仅鉴定了很少(如果有的话)适合于大量GPCR的非肽类激动剂或拮抗剂化合物，即使在药学工业中集中筛选也是如此。例如，GPCR的趋化因子受体家族很少有特异性非肽类拮抗剂，并且没有激动剂。由于趋化因子在免疫调节中扮演核心角色，这类分子将被预期是具有免疫调节性质的极为重要的药物，可用于治疗多种具有炎性组分的疾病。
两种因素限制随机筛选程序的成功可能性首先，有待筛选的化合物空间非常大，并且即使利用最好用的高通量技术和最好的组合化学手段生成不同文库，也仅能研究所有可能的分子结构中的一小部分。其次，即使已经成功地鉴定了前导物，核心药效基因也经常不适合于体内使用—前导化合物及其类似物可能仅是毒性太大了。
这类“消极筛选”范例(检测供试文库阻滞所标记的配体结合的能力)的另一种主要问题是大多数所鉴定的前导物是受体拮抗剂。很少前导物具有任何激动剂活性(正如所预期的，激动剂活性要求结合再转化受体为活化构型的能力，而拮抗剂活性仅仅要求以防止它们相互作用的方式结合受体或配体的能力)，而且生成转化为激动剂的原始拮抗剂前导物类似物是一种“尝试”，成功率非常低。
一种回避这种问题的手段将是用经过预先选择以含有高比例GPCR结合性化合物的分子结构文库代替随机化合物文库。这样一种文库也将理想地包括相似比例的激动剂和拮抗剂，以便二者都能够容易地定位。用在该文库中的基本分子结构也理想地将是无毒的。
是否能够构建接近这些理想性质的真实文库是完全不清楚的。如果可以，这将要求公认的“理想”GPCR底物的存在，它将相互作用于很多不同的GPCR，与它们的天然配体优先性无关。通过改变这种理想化底物的取代作用，有可能赋予对于该种类中一种受体而非所有其他受体的选择性。
这里，我们描述了“理想”的GPCR底物，它们能够用作三维骨架，通过不同方式的取代，可以生成一些不同GPCR的激动剂和/或拮抗剂。本发明也提供所述取代的化合物文库的制备，它们应用在筛选过程中，目的是生成具有任意所述特异性集合的GPCR配体。按照这种方式，现在有可能“拨通”具有已知性质集合的GPCR配体(例如配体具有多巴胺D2受体激动剂活性，与此同时具有5-羟色胺5HT1a受体拮抗剂活性)。相反，从随机文库中凭运气鉴定这类混合型配体是非常罕见的事件。
本发明提供通式(I)化合物及其盐 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；
k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、双环辛基、环己基、环丙基)；或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、具有1至20个碳原子的带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数。
作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基(peptido)原子团)。
这类化合物被描述为α-氨基环内酰胺。这些分子的关键结构特征是环烷基环系中的内酰胺酰胺，其中氨基附着于邻接内酰胺羰基的碳原子(称为α-碳)。
本文所用的术语“α-氨基环内酰胺”和“环烷基环系”涵盖单环和双环的环；若式(I)中的z＝0，这些化合物是α-氨基单环内酰胺；若式(I)中的z＝1-8，这些化合物是α-氨基双环内酰胺。
α-氨基环内酰胺的α-碳可以是不对称的(通式(I)中y＜＞z)，所以，有些根据本发明的化合物具有两种可能的对映体形式，也就是“R”和“S”构型。本发明涵盖这两种对映体形式和这些形式的所有组合，包括外消旋的“RS”混合物。为了简便起见，当没有在结构式中指出具体构型时，应当理解这代表两种对映体形式和它们的混合物。
通式(I)化合物是N-取代的α-氨基环内酰胺或它们药学上可接受的盐。N-取代基是碳酰胺或磺酰胺。邻接碳酰胺羰基或磺酰胺磺酰基的碳原子(“关键”碳)的几何学可能是该分子生物活性的重要所在。N-取代基的属性可以是这样的，以便Y的一个或多个环限制“关键”碳的键角为本质上四面体的(也就是sp3杂化键)。任何取代基R1可以是在环状基团Y的一个或多个环上任意可允许位置上的取代基。特别要注意的是，本发明包括其中“关键碳”是环状基团一部分和本身被取代的化合物。(R1)n的定义涵盖没有取代(也就是R1＝氢)的本发明化合物、具有单取代(也就是R1不是氢，并且n＝1)和多取代(也就是至少两个R1基团不是氢，并且n＝2或以上)的本发明化合物。
本发明也提供药物组合物，包含作为活性成分的通式(I)化合物或其药学上可接受的盐和至少一种药学上可接受的赋形剂和/或载体 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时是1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、双环辛基、环己基、环丙基)；或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团，具有1至20个碳原子；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数。
作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基原子团)。
药学上可接受的盐确切地表示无机酸或有机酸的加成盐，前者例如盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、硫酸盐、磷酸盐、二磷酸盐和硝酸盐，后者例如乙酸盐、马来酸盐、富马酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、甲磺酸盐、对-甲苯磺酸盐、棕榈酸盐和硬脂酸盐。在本发明的范围内，当可以使用时，还有从碱生成的盐，例如钠或钾的氢氧化物。关于药学上可接受的盐的其他实例，可以参见″Saltselection for basic drugs″，Int.J.Pharm.(1986)，33，201-217。
药物组合物可以是固体形式，例如粉剂、颗粒剂、片剂、明胶胶囊、脂质体或栓剂。适当的固体载体例如可以是磷酸钙、硬脂酸镁、滑石、糖类、乳糖、糊精、淀粉、明胶、纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷和蜡。其他适当的药学上可接受的赋形剂和/或载体将是本领域技术人员已知的。
根据本发明的药物组合物也可以以液体形式呈递，例如溶液、乳液、悬浮液或糖浆。适当的液体载体例如可以是水、有机溶剂(例如甘油或二醇)以及它们在水中的可变比例混合物。
本发明也提供通式(I)化合物或其药学上可接受的盐的用途，用于制备调节G-蛋白偶联受体(GPCR)类一种或多种成员的活性的药物 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、双环辛基、环己基、环丙基)；
或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团，具有1至20个碳原子；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数。
作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基原子团)。
本发明提供通式(I)化合物或它们药学上可接受的盐的化合物、组合物和用途，其中R1原子团具有“关键”碳，它被相同或不同的选自如下的基团所二取代烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基和烷基氨基原子团。
本发明提供化合物、组合物和用途，其中“关键”碳是手性的。
本发明提供化合物、组合物和用途，其中“关键”碳具有sp3杂化键。
本发明提供化合物、组合物和用途，其中“关键”碳具有本质上四面体的键角。
通式(I)化合物或它们的盐在用于本发明时可以是这样的，Y的一个或多个环限制“关键”碳的键角为本质上四面体的(也就是sp3杂化键)。
在本发明的替代实施方式中，通式(I)是这样修饰的，以便C3-C7烷基桥-(CH2)y-被独立选自下组的桥连基团所代替链烯基、卤代烷基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基、带电烷基羧酸酯和烷基羟基片段，碳链长度为1至8。
本发明提供用途、组合物或化合物，其中y和z是相同的整数1-8，由此该双环内酰胺环是非手性的。
本发明提供用途、组合物或化合物，其中y和z不是相同的整数1-8，由此该双环内酰胺环是手性的。
本发明提供用途、组合物或化合物，其中z是3，y是1或2或4-8，由此该化合物含有7元内酰胺环。
本发明提供用途、组合物或化合物，其中z是2，并且y是1或3-8，由此该化合物含有6元内酰胺环。
根据本发明的通式(I)化合物和它们的盐的实例是4-(金刚烷-1-羰基氨基)-3-氧代-2-氮杂-双环[2.2.2]辛烷5-(金刚烷-1-羰基氨基)-10-氧代-9-氮杂-双环[3.3.2]癸烷4-(2’，2’-二甲基十二烷酰氨基)-3-氧代-2-氮杂-双环[2.2.2]辛烷5-(2’，2’-二甲基十二烷酰氨基)-10-氧代-9-氮杂-双环[3.3.2]癸烷及其盐。
本发明也提供所例证的化合物的磺酰胺类似物也就是式(I)化合物的磺酰基-α-氨基环内酰胺等价物。
本发明包括所定义的化合物、其组合物和用途，其中该化合物是水合或溶剂化的形式。
这里所述的α-氨基环内酰胺的酰胺和磺酰胺衍生物是功能性GPCR激动剂。它们在人血清中是稳定的，所以具有优异的药动学性质；它们是口服可利用的；它们是非常有力的GPCR激动剂；它们的给药在达到最大治疗效果所需的剂量下不与任何显著的急性毒性有关。总之，这些性质提示了α-氨基环内酰胺的酰胺和磺酰胺衍生物代表了一系列富集GPCR激动剂和拮抗剂性质的化合物。
由“关键”碳、羰基或磺酰基、α-氨基和环内酰胺系统(特别是受限制的双环内酰胺环系)组成的核心代表了“理想”GPCR配体的实例。通过改变这种核心的取代作用，有可能比筛选随机化合物文库更加容易地生成具有广泛所需性质的GPCR激动剂和拮抗剂。
结果，本发明还提供由通式(I)化合物类的两种或多种成员组成的文库，通过筛选该文库可以鉴定具有关于调节一种(或多种)GCPR信号传导的特定所需性质集合的分子。然后将利用本领域熟知的方法筛选所述文库对于所述GPCR的拮抗剂或激动剂活性。例如，可以筛选文库的个别文库要素阻滞放射性标记GPCR配体与含有重组或纯化GPCR的膜制备物结合的能力。作为替代选择，可以筛选文库的个别文库要素刺激表达重组GPCR的细胞中产生cAMP的能力。
本发明也提供治疗、改善或预防选自下组的疾病或病症症状的方法高血压、动脉粥样硬化、哮喘、肥胖、神经变性障碍、自身免疫障碍或精神病症，该方法对患者给予有效量的被设计成调节GPCR活性的本发明化合物、组合物或药品。
定义术语“约”表示在所考虑的数值左右的间距。正如本专利申请所使用的，“约X”表示从X减去X的10％到X加上X的10％的间距，优选从X减去X的5％到X加上X的5％的间距。
数字范围在本说明书中的使用旨在在本发明范围内明确包括在该范围内的所有个别整数和在既定范围最宽范围内的上下限数字的所有组合。因此例如，(尤其)关于式I所指定的1至20个碳原子的范围旨在包括4与20之间的所有整数和上下限数字的每种组合的所有子范围，无论明示与否。
本文所用的术语“包含”被理解为表示包含和由......组成。所以，若本发明涉及“包含作为活性成分的化合物的药物组合物”，这种术语旨在涵盖其中可能存在其他活性成分的组合物以及仅由一种所定义的活性成分组成的组合物。
本文所用的术语“肽片段”旨在包括下列20种天然存在的蛋白质生成性氨基酸残基
改性和非寻常氨基酸残基以及拟肽类也打算涵盖在“肽片段”的定义内。
除非另有定义，这里使用的所有科学技术术语都具有通常为本发明所属领域普通专业人员所理解的相同含义。与之相似，所有出版物、专利申请、所有专利和所有其他这里提到的参考文献都引用在此作为参考(只要法律允许)。
下列实施例供阐述上述工艺，绝不应被解释为限制发明的范围。
实施例起始化合物的一般合成工艺按照文献合成(R)与(S)-3-氨基-己内酰胺的盐酸盐和(R，R)与(S，S)-3-氨基-己内酰胺的氢-吡咯烷-5-甲酸盐(cf.Boyle et al.，J.Org.Chem，(1979)，44，4841-4847；Rezler et al.，J.Med.Chem.(1997)，40，3508-3515)。
实施例1 4-(金刚烷-1-羰基氨基)-3-氧代-2-氮杂-双环[2.2.2]辛烷实施例2 5-(金刚烷-1-羰基氨基)-10-氧代-9-氮杂-双环[3.3.2]癸烷实施例3 4-(2’，2’-二甲基十二烷酰氨基)-3-氧代-2-氮杂-双环[2.2.2]辛烷实施例4 5-(2’，2’-二甲基十二烷酰氨基)-10-氧代-9-氮杂-双环[3.3.2]癸烷发明产物的药理研究测定原理AGPCR拮抗作用原则上，可以如下测试本发明化合物对于既定GPCR的拮抗剂活性，在有和没有各种浓度供试化合物的存在下，在就结合而言适当的条件下使受体暴露于已标记的配体。然后量化与受体缔合的标记的量。如果供试化合物能够与已标记的配体竞争结合，那么与受体缔合的标记的量将随着供试化合物浓度增加而降低。从所结合的配体-供试化合物浓度图有可能估计供试化合物的受体结合亲和性。
这样一种测定法因此需要(1)感兴趣的GPCR源。人GPCR总家族每种成员的序列现在可从人基因组序列获得。这类序列可以被克隆到适合的载体中，在适合的细胞类型中表达(例如Jurkat细胞，已知它们事实上不表达内源性GCPR，趋化因子受体CXCR4除外)。利用适合于所用载体的抗生素选择后，可以建立表达高水平选定GPCR的稳定细胞系。
利用一些本领域熟知的方法可以从表达选定GPCR的细胞系制备膜级分。例如，按照Kuo et al.(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1980)777039)，可以将细胞重新悬浮在25mM HEPES缓冲液(pH7.5)中，其中含有0.25M蔗糖、2.5mM MgCl2、2.5mM EGTA和50mM β-巯基乙醇，以及蛋白酶抑制剂，例如PMSF和亮肽素，利用Dounce匀化器分开。然后对悬浮液进行120xg离心，沉淀出未破裂的细胞和大型细胞片段，保留含有小膜片段和胞溶组分的上清液。然后对这种上清液进行100,000xg超离心，形成富集选定GPCR的膜片段沉淀。将沉淀重新悬浮在适当的结合缓冲液中，测定总蛋白质浓度，例如利用商业上可获得的蛋白质测定法，例如Coomassie Plus(Pierce)。调整膜制备物的体积，可以得到标准化的总蛋白质浓度，例如1mg/ml。可以将标准化制备物的等分试样贮存在-85℃下备用。
(2)对于选定GPCR具有高亲和性的已标记配体。适合于大多数GPCR的配体在文献中是熟知的。这类配体可以是受体的天然配体(例如多巴胺)，或者它可以是药理工具(例如多潘立酮)。在表1中提供适合于多种普遍研究的GPCR的配体列表，但是将为本领域技术人员所显而易见的是很多这些受体也存在其他适合的配体。最有用于这种目的的配体将对选定受体具有至少1μM的结合亲和性常数，优选小于10nM，更优选小于10nM。
表1
所用缩写(ns)＝非选择性一旦选择了配体，将可能有必要标记该配体，随后可以测定与选定GPCR结合的量(不过也有可能无需标记配体即可进行测定，只要有敏感和精确的测定未结合配体量的方法-例如有可能利用ELISA测定法测量未结合的配体，再推断计算已结合配体的量)。适当的标记配体的方法因该配体的属性而异小分子可以最容易用放射性核素标记，例如3H、14C或35S；肽类可以最容易用共同合成性生物素(随后用已标记的抗生物素蛋白链菌素)、荧光标记物(例如异硫氰酸荧光素)或放射性核素(例如肽中酪氨酸残基的125I-碘化作用)标记；蛋白质可以最容易用荧光标记物(例如异硫氰酸荧光素)或放射性核素(例如蛋白质中酪氨酸残基的125I-碘化作用)标记。
标记的程度(也就是携带标记的样品中的分子比例)必须是充分的，以便能够确定无疑地量化与受体结合的配体的量。
利用这两种组分，有可能测试本发明化合物是否调节与任何既定GPCR结合的配体，这利用本领域熟知的方法。例如，在一系列试管中，将膜制备物与放射性配体混合，后者的浓度接近该配体与选定GPCR结合的亲和性常数。在一些试管中，也加入各种浓度的本发明化合物。在其他试管中，加入阳性对照抑制剂(它可以大大过量于与放射性配体相同的配体，但是没有放射性核素标记物的存在)。通常，在每种条件集合下将准备三支试管。然后温育这些试管，通常在4℃与37℃之间、更通常在室温下温育一段时间，以便在游离与已结合的放射性配体之间达到平衡。通常，这将花费20分钟到4小时，借助本领域熟知的方法可以确定任意既定反应条件集合所需的时间(例如进行时间-过程实验)。一旦达到平衡，有必要测定所结合的放射性配体的量。例如，通过滤器(例如用1％聚乙烯亚胺处理过的GF/C滤器)过滤，可以在溶液中分离膜-结合的受体(加任何已结合的放射性配体)和游离的放射性配体。然后可以将滤器风干，进行闪烁计数，以测定所加入的现与受体结合的放射性配体的比例。
作为替代选择，可以利用商业上可获得的受体筛选工艺对本发明化合物进行筛选(例如由Cerep，128 Rue Danton，Paris，France提供的服务)。这类服务容易鉴定文库、例如用于本发明的文库中调节配体与一种或多种GPCR结合的成员。
利用上述方法鉴定为调节配体与一种或多种GPCR结合的化合物通常将是全拮抗剂。不过，有必要进行功能性测定，目的是确认该化合物的拮抗剂性质。例如，依赖于该GPCR和/或所用配体，将刺激(或抑制)某些第二信使信号，目的是转导存在该配体的信号。响应于该配体的呈递，细胞可以显示和增加(或降低)环腺苷一磷酸(cAMP)、各种含有磷酸化肌醇的化合物(包括I(1，4，5)P3和I(1，3，5)P3)、钙离子、聚腺苷或本领域已知的其他细胞内信使的细胞浓度。全拮抗剂将取消由天然配体导致的细胞内信使的变化，在没有天然配体的存在下则没有影响。明显与之相反，全激动剂将在加入天然配体时没有影响，但是在没有天然配体的加入时模拟由该天然配体导致的细胞内信使的变化。有些化合物、包括本发明化合物，可能是部分拮抗剂、部分激动剂或混合型激动剂/拮抗剂，这依赖于对细胞内信使的影响模式。这类化合物尽管有复杂的药理学定义，不过可能在某些疾病中具有有用的治疗性质，大量成熟的人用药物已知是一种或多种GPCR的部分激动剂、部分拮抗剂或混合型激动剂/拮抗剂。
BGPCR激动作用测试激动剂活性本来就比测试拮抗剂活性更加困难，特别是利用高通量筛选技术。本发明化合物因此很可能特别有用于寻找激动剂而非一般的前导发现文库，因为GPCR激动剂在文库要素中具有更高的发生率。
GPCR激动剂试验原则上需要细胞或器官培养系统，它响应于具有所需生化或生理应答的选定GPCR天然配体。这样一种应答包括但不限于细胞内信使(例如cAMP、IP(1，4，5)P3、钙离子或聚腺苷)的变化、酶活性(例如蛋白激酶、磷酸酶、代谢酶或转运蛋白的活化)的变化、基因表达模式的变化、吞噬作用的改变、蛋白质分泌的改变、增殖速率的改变、肌肉细胞/组织的收缩、神经传递等等。由于这些应答本来就比天然配体与选定GPCR结合在测量上更加复杂，这就是GPCR激动剂测定比拮抗剂测定更有挑战性的原因。
测试本发明化合物是否是一种或多种选定GPCR激动剂所需的一般方法在本领域中是很成熟的。使细胞暴露于各种浓度的供试化合物，例如在细胞培养基中加入各种浓度(例如从约0.1nM至约10mM)化合物在适合的载体(例如DMSO、乙醇或甲醇)中的溶液达一段时间(例如从1分钟至48小时，依赖于所要测量的应答的时间过程)，温度通常为37℃。与之并行地，也使细胞暴露于天然配体，不暴露于任何附加化合物(作为对照细胞)。在温育期结束时，测量本领域已知响应于天然配体与选定GPCR结合而发生的应答。如果本发明化合物是选定GPCR的激动剂，那么对(某些浓度)供试化合物的应答将定性地相似于对天然配体的应答。
适合于特定GPCR激动剂的测定系统的实例如下生长抑素是sstr2和sstr5受体激动剂，它抑制离体垂体细胞分泌生长激素。为了测定本发明化合物是否是sstr2和/或sstr5激动剂，分离大鼠垂体细胞，放置在培养物中。然后单独温育细胞，或者在33nM生长抑素的存在下，或者在约0.1nM至约10mM各种浓度供试化合物的存在下，温度为37℃，时间为24小时。在实验结束时，除去细胞培养基，离心澄清，进行生长激素(GH)测定，例如利用商业上可获得的ELISA或放射性免疫测定法。暴露于生长抑素的细胞将比单独温育的细胞少产生30％至90％的GH。如果本发明化合物是生长抑素受体激动剂，那么GH的水平在暴露于(至少某些浓度)供试化合物的细胞培养基中将低于在单独温育的细胞培养基。通常，从三个重复小孔中收集培养基，这些小孔含有在每种实验条件下等同处理的细胞，以便能够利用适当的统计学检验(例如ANOVA或未成对Student’st-检验)来证明供试化合物引起GH分泌有统计学显著的减少，因此很可能对于选定受体sstr2和/或sstr5具备激动剂活性。
内皮素-1是通过ET-A和/或ET-B受体传导信号的肽，导致血管收缩。为了测定本发明化合物是否是ET-A和/或ET-B激动剂，可以将人主动脉环(从移植供体心脏获得)放置在器官培养物中。然后使这些环暴露于递增浓度的内皮素-1(从0.01nM至100nM)或者递增浓度的供试化合物(从约0.1nM至约10nM)，温度为37℃，每5分钟升高适当成分的浓度。在整个实验中，借助商业上可获得的被设计用于这样一种目的的应变仪测量主动脉环的收缩。暴露于内皮素-1的环将随着内皮素-1的浓度增加而收缩，因此在达到最大浓度之时施加在应变仪上的力将显著高于在加入内皮素-1之前。如果本发明化合物是内皮素受体激动剂，那么施加在应变仪上的力(至少在某些浓度下)也将高于在加入供试化合物之前。通常，在等同的实验条件下将三只或多只独立的动脉环用递增浓度的相同成分处理，以便能够利用适当的统计学检验(例如ANOVA或未成对S tudent’st-检验)来证明供试化合物引起主动脉收缩有统计学显著的增加，因此很可能对于选定受体ET-A和/或ET-B具备激动剂活性。
趋化因子SDF-1α是通过CXCR4受体传导信号的肽，导致白细胞迁移。为了测定本发明化合物是否是CXCR4激动剂，将经过培养的人无限增殖化T-细胞(例如Jurkat细胞)放置在商业上可获得的定制跨孔迁移装置的顶部小孔中。然后使重复的小孔暴露于仅含有培养基的下部室，或者含有75nM SDF-1α的下部室，或者含有各种浓度供试化合物(从约0.1nM至约10mM)的下部室，在37℃下温育一段时间(通常在30分钟与3小时之间)。在温育结束时，存在于下部室中的细胞数量是发生迁移量的量度。下部室中的细胞数可以借助直接肉眼观察来计数，或者借助各种熟知的方法计数，例如与MTT染剂温育，它被转化为不溶性蓝色甲 产物，与细胞的含量成比例。在暴露于含有SDF-1α的下部室的小孔中，下部室中的细胞数将比在含有单独培养基的下部室中的细胞数高2-倍至10-倍。如果本发明化合物是CXCR4激动剂，那么在含有供试化合物的下部室中的细胞数(至少在某些浓度下)也将高于含有单独培养基的下部室。通常，在每种实验条件下等同地处理三只或多只独立的室，以便能够利用适当的统计学检验(例如ANOVA或未成对Student’s t-检验)来证明供试化合物引起白细胞迁移有统计学显著的增加，因此很可能对于选定受体ET-A和/或ET-B具备激动剂活性。
生物活性胺肾上腺素增加血管平滑肌细胞中cAMP的浓度。为了测定本发明化合物是否是β-肾上腺受体激动剂，分离大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞，放置在培养物中。然后单独温育细胞，或者在33nM肾上腺素激动剂沙丁胺醇的存在下，或者在约0.1nM至约10mM各种浓度供试化合物的存在下，温度为37℃，时间为15分钟。在实验结束时，除去细胞培养基，将细胞在冰冷的缓冲液中洗涤三次，然后在适当的溶解缓冲液中溶解，然后测量cAMP的细胞内浓度，例如进行商业上可获得的ELISA或放射性免疫测定法。暴露于沙丁胺醇的细胞的细胞内cAMP浓度将比暴露于单独培养基的细胞高出15％至150％。如果本发明化合物是β-肾上腺受体激动剂，那么cAMP的细胞内浓度在暴露于供试化合物(至少在某些浓度下)的细胞中将高于在单独温育的细胞中。通常，从含有在每种实验条件下等同处理的细胞的三只重复小孔制备细胞溶解产物，以便能够利用适当的统计学检验(例如ANOVA或未成对Student，s t-检验)来证明供试化合物引起细胞内cAMP浓度有统计学显著的增加，因此很可能对于选定β-肾上腺受体具备激动剂活性。
显然，诸如上述实例的测定法将鉴定选定的GPCR的激动剂，区分本发明化合物与无活性化合物和对选定GPCR具有拮抗剂或部分拮抗剂活性的化合物，但并不必然独特地鉴定选定GPCR作为本发明化合物的分子靶标。例如，被证明与β-肾上腺受体激动剂沙丁胺醇相同程度地升高血管平滑肌细胞中cAMP的本发明化合物可能是β-肾上腺受体GPCR的激动剂，或者它可能是另一种也升高cAMP的GPCR(例如多巴胺D2受体)的激动剂。作为替代选择，在与SDF-1α相似的程度上刺激白细胞迁移的本发明化合物可能是CXCR4的激动剂，或者它可能是另一种刺激白细胞迁移的GPCR(例如C5α受体)的激动剂。验证本发明化合物是否充当分子靶标GPCR的激动剂将需要进行额外的实验，使用已被鉴定对抗选定该GPCR的特异性拮抗剂，或者使用仅表达选定该GPCR的重组细胞系。例如，如果由本发明化合物诱导的白细胞迁移受到在适当浓度下加入的CXCR4-特异性拮抗剂AMD3100的抑制，那么CXCR4是本发明化合物的分子靶标将是合理的结论。与之相似，如果使用表达CXCR4的细胞系观察到由本发明化合物诱导的白细胞迁移，但是在不表达CXCR4的同一细胞系中没有观察到，那么可以合理地得出结论，CXCR4是本发明化合物的分子靶标。
权利要求
1.通式(I)化合物 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、双环辛基、环己基、环丙基)；或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团，具有1至20个碳原子；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数；或者作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基原子团)。
2.药物组合物，包含作为活性成分的通式(I)化合物或其药学上可接受的盐和至少一种药学上可接受的赋形剂和/或载体 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、二环辛基、环己基、环丙基)；或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团，具有1至20个碳原子；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数；或者作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基原子团)。
3.通式(I)化合物或其药学上可接受的盐的用途，用于制备调节G-蛋白偶联受体(GPCR)类的一种或多种成员的活性的药物 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、双环辛基、环己基、环丙基)；或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团，具有1至20个碳原子；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数；或者作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基原子团)。
4.根据任意在先权利要求的化合物、组合物和用途，其中R1原子团具有“关键”碳，它被相同或不同的选自如下的基团所二取代烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基和烷基氨基原子团。
5.根据权利要求4的化合物、组合物和用途，其中该“关键”碳是手性的。
6.根据权利要求4的化合物、组合物和用途，其中该“关键”碳具有sp3杂化键。
7.根据权利要求4的化合物、组合物和用途，其中该“关键”碳具有本质上四面体的键角。
8.根据任意在先权利要求的通式(I)化合物或它们药学上可接受的盐的化合物、组合物和用途，其中Y的一个或多个环限制“关键”碳的键角为本质上四面体的(也就是sp3杂化键)。
9.根据权利要求1的化合物或根据权利要求2的药物组合物或根据权利要求3的用途，其中通式(I)是这样修饰的，以便C3-C7烷基桥-(CH2)y-被独立选自下组的桥连基团所代替链烯基、卤代烷基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基、带电烷基羧酸酯和烷基羟基片段，碳链长度为1至8。
10.根据任意在先权利要求的化合物、组合物或用途，其中y和z是相同的整数，由此α-氨基双环内酰胺环是非手性的。
11.根据任意权利要求1至9的化合物、组合物或用途，其中y和z是不相同的整数，由此α-氨基双环内酰胺环是手性的。
12.根据权利要求11的化合物、组合物或用途，其中z是3，并且y是1或2或4-8，由此该化合物含有7元内酰胺环。
13.根据权利要求11的化合物、组合物或用途，其中z是2，并且y是1或3-8，由此该化合物含有6元内酰胺环。
14.根据权利要求3或9的式(I)化合物的用途，其中所要调节的GPCR选自下组肾上腺素受体、内皮素受体、趋化因子受体、EDG受体、VIP/PECAP受体、多巴胺受体、5-羟色胺受体、嘌呤受体、促代谢性谷氨酸受体、乙酰胆碱受体、C5α受体、fMLP受体、胰高血糖素或GLP受体、NPY受体、MSH受体、糖蛋白激素受体、蛋白酶活化受体(PAR)、生长抑素受体、血管紧张素受体、缩胆囊肽受体或褪黑激素受体。
15.治疗、改善或预防选自下组的疾病或病症症状的方法高血压、动脉粥样硬化、哮喘、肥胖、神经变性障碍、自身免疫障碍或精神病症，该方法对患者给予有效量的如任意权利要求1至13所要求保护的被设计用来调节GPCR活性的化合物、组合物或药物。
16.由文库要素组成或者富集文库要素的文库，所述文库要素是根据任意权利要求1至13的化合物。
17.涉及在测定中使用根据权利要求16的文库的方法，所述测定以筛选鉴定通过GPCR调节传导信号的活性剂为目的。
18.根据权利要求17的方法，其中所鉴定的活性剂是一种或多种GPCR的拮抗剂。
19.根据权利要求17的方法，其中所鉴定的活性剂是一种或多种GPCR的激动剂。
20.根据权利要求17的方法，其中该GPCR选自下组肾上腺素受体、内皮素受体、趋化因子受体、EDG受体、VIP/PECAP受体、多巴胺受体、5-羟色胺受体、嘌呤受体、促代谢性谷氨酸受体、乙酰胆碱受体、C5α受体、fMLP受体、胰高血糖素或GLP受体、NPY受体、MSH受体、糖蛋白激素受体、蛋白酶活化受体(PAR)、生长抑素受体、血管紧张素受体、缩胆囊肽受体或褪黑激素受体。
全文摘要
本发明涉及富集G－蛋白偶联类受体(GPCR)成员的激动剂和拮抗剂的化合物文库的生成。该文库含有通式(I)化合物，其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是－CO－(Y)
文档编号A61P43/00GK101018787SQ200580029598
公开日2007年8月15日 申请日期2005年8月10日 优先权日2004年9月2日
发明者D·J·格兰杰, D·J·福克斯 申请人:剑桥企业有限公司
技术领域：
本发明涉及富集G-蛋白偶联类受体(GPCR)成员的激动剂和拮抗剂的化合物文库的生成。
G-蛋白偶联受体(GPCR)类膜蛋白(也称为七种跨膜或7TM受体和蛇根碱受体)的成员响应于多种细胞外信号介导细胞信号传导，包括激素、神经递质、细胞因子、甚至环境物质，例如臭气和味道。响应于配体与受体细胞外部分(最通常为受体蛋白的N-末端)的相互作用，受体暂时转化为活化状态(这种转化通常表示为R+L→R*L，其中R是无活性受体，R*是活化受体，L是配体)。
受体的活化(或R*)构型然后能够相互作用于G-蛋白家族成员。G-蛋白是一大家族三聚的细胞内蛋白质，它们结合鸟嘌呤核苷酸。一旦相互作用于活化受体(很可能通过被称为“碰撞偶联”的机理)，G-蛋白交换所结合的鸟嘌呤二磷酸(GDP)为鸟嘌呤三磷酸(GTP)。以这种GTP-结合的形式，G-蛋白三聚物离解，得到游离的Gα亚单位，和βγ二聚物。Gα和βγ亚单位然后都能参与进一步的信号传导级联。例如，Gα亚单位能够活化腺苷酸环化酶(AC)，从腺苷三磷酸生成环腺苷一磷酸(cAMP)。βγ亚单位能够活化PI-3-激酶家族酶的成员。最终，这些信号能够调控几乎每个方面的细胞行为，从收缩到运动，从代谢到进一步的信号传导。
信号一旦被活化，然后被大量机理缓慢关闭。与Gα亚单位缔合的GTP水解回到GDP，导致Gα和βγ亚单位的重新缔合，生成无活性的三聚的GDP-结合的G-蛋白。GPCR本身也在细胞内C-末端变得磷酸化，防止进一步与G-蛋白相互作用。最终，所结合的配体也可能离解。
这种遗传信号传导途径在哺乳动物生理学中是如此重要和无所不在，以致多达40％获得许可的药物具有GPCR作为它们的分子靶之一。与之相似，细菌已经进化成靶向于G-蛋白信号传导，目的是破坏宿主的生理学和免疫性例如霍乱弧菌(Vibrio cholerae)(负责霍乱的生物体)制造被称为霍乱毒素的蛋白质，它不可逆地抑制一种被称为Gs的广泛分布的G-蛋白的Gα亚单位。与之相似，百日咳博代氏杆菌(Bordetella pertussis)(负责百日咳的生物体)制造被称为百日咳毒素的蛋白质，它对一种不同的G-蛋白Gi具有相似的影响。
一种鉴定调控GPCR信号传导的药物的手段是筛选非常大的随机化合物文库干扰配体与含有重组或纯化GPCR的膜制备物结合的能力。在这类高通量筛选中，已经采取各种方法促进结合的检测。例如，在闪烁近似性测定法中，放射性标记的配体与受体的结合引起放射性核素近似于与受体结合的闪烁剂分子—随着核素衰变，发出能够检测和量化的光。作为替代选择，可以荧光标记配体，借助荧光偏振作用检测结合(依赖于荧光标记的旋转自由度的减少，此时配体一旦与受体结合即被固定)。
尽管这些技术已经在某些场合中取得成功，并且得到前导化合物，随后已被开发为人用药物(例如5HT3受体拮抗剂昂丹司琼，用于治疗偏头痛)，不过仍然仅鉴定了很少(如果有的话)适合于大量GPCR的非肽类激动剂或拮抗剂化合物，即使在药学工业中集中筛选也是如此。例如，GPCR的趋化因子受体家族很少有特异性非肽类拮抗剂，并且没有激动剂。由于趋化因子在免疫调节中扮演核心角色，这类分子将被预期是具有免疫调节性质的极为重要的药物，可用于治疗多种具有炎性组分的疾病。
两种因素限制随机筛选程序的成功可能性首先，有待筛选的化合物空间非常大，并且即使利用最好用的高通量技术和最好的组合化学手段生成不同文库，也仅能研究所有可能的分子结构中的一小部分。其次，即使已经成功地鉴定了前导物，核心药效基因也经常不适合于体内使用—前导化合物及其类似物可能仅是毒性太大了。
这类“消极筛选”范例(检测供试文库阻滞所标记的配体结合的能力)的另一种主要问题是大多数所鉴定的前导物是受体拮抗剂。很少前导物具有任何激动剂活性(正如所预期的，激动剂活性要求结合再转化受体为活化构型的能力，而拮抗剂活性仅仅要求以防止它们相互作用的方式结合受体或配体的能力)，而且生成转化为激动剂的原始拮抗剂前导物类似物是一种“尝试”，成功率非常低。
一种回避这种问题的手段将是用经过预先选择以含有高比例GPCR结合性化合物的分子结构文库代替随机化合物文库。这样一种文库也将理想地包括相似比例的激动剂和拮抗剂，以便二者都能够容易地定位。用在该文库中的基本分子结构也理想地将是无毒的。
是否能够构建接近这些理想性质的真实文库是完全不清楚的。如果可以，这将要求公认的“理想”GPCR底物的存在，它将相互作用于很多不同的GPCR，与它们的天然配体优先性无关。通过改变这种理想化底物的取代作用，有可能赋予对于该种类中一种受体而非所有其他受体的选择性。
这里，我们描述了“理想”的GPCR底物，它们能够用作三维骨架，通过不同方式的取代，可以生成一些不同GPCR的激动剂和/或拮抗剂。本发明也提供所述取代的化合物文库的制备，它们应用在筛选过程中，目的是生成具有任意所述特异性集合的GPCR配体。按照这种方式，现在有可能“拨通”具有已知性质集合的GPCR配体(例如配体具有多巴胺D2受体激动剂活性，与此同时具有5-羟色胺5HT1a受体拮抗剂活性)。相反，从随机文库中凭运气鉴定这类混合型配体是非常罕见的事件。
本发明提供通式(I)化合物及其盐 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；
k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、双环辛基、环己基、环丙基)；或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、具有1至20个碳原子的带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数。
作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基(peptido)原子团)。
这类化合物被描述为α-氨基环内酰胺。这些分子的关键结构特征是环烷基环系中的内酰胺酰胺，其中氨基附着于邻接内酰胺羰基的碳原子(称为α-碳)。
本文所用的术语“α-氨基环内酰胺”和“环烷基环系”涵盖单环和双环的环；若式(I)中的z＝0，这些化合物是α-氨基单环内酰胺；若式(I)中的z＝1-8，这些化合物是α-氨基双环内酰胺。
α-氨基环内酰胺的α-碳可以是不对称的(通式(I)中y＜＞z)，所以，有些根据本发明的化合物具有两种可能的对映体形式，也就是“R”和“S”构型。本发明涵盖这两种对映体形式和这些形式的所有组合，包括外消旋的“RS”混合物。为了简便起见，当没有在结构式中指出具体构型时，应当理解这代表两种对映体形式和它们的混合物。
通式(I)化合物是N-取代的α-氨基环内酰胺或它们药学上可接受的盐。N-取代基是碳酰胺或磺酰胺。邻接碳酰胺羰基或磺酰胺磺酰基的碳原子(“关键”碳)的几何学可能是该分子生物活性的重要所在。N-取代基的属性可以是这样的，以便Y的一个或多个环限制“关键”碳的键角为本质上四面体的(也就是sp3杂化键)。任何取代基R1可以是在环状基团Y的一个或多个环上任意可允许位置上的取代基。特别要注意的是，本发明包括其中“关键碳”是环状基团一部分和本身被取代的化合物。(R1)n的定义涵盖没有取代(也就是R1＝氢)的本发明化合物、具有单取代(也就是R1不是氢，并且n＝1)和多取代(也就是至少两个R1基团不是氢，并且n＝2或以上)的本发明化合物。
本发明也提供药物组合物，包含作为活性成分的通式(I)化合物或其药学上可接受的盐和至少一种药学上可接受的赋形剂和/或载体 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时是1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、双环辛基、环己基、环丙基)；或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团，具有1至20个碳原子；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数。
作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基原子团)。
药学上可接受的盐确切地表示无机酸或有机酸的加成盐，前者例如盐酸盐、氢溴酸盐、氢碘酸盐、硫酸盐、磷酸盐、二磷酸盐和硝酸盐，后者例如乙酸盐、马来酸盐、富马酸盐、酒石酸盐、琥珀酸盐、柠檬酸盐、乳酸盐、甲磺酸盐、对-甲苯磺酸盐、棕榈酸盐和硬脂酸盐。在本发明的范围内，当可以使用时，还有从碱生成的盐，例如钠或钾的氢氧化物。关于药学上可接受的盐的其他实例，可以参见″Saltselection for basic drugs″，Int.J.Pharm.(1986)，33，201-217。
药物组合物可以是固体形式，例如粉剂、颗粒剂、片剂、明胶胶囊、脂质体或栓剂。适当的固体载体例如可以是磷酸钙、硬脂酸镁、滑石、糖类、乳糖、糊精、淀粉、明胶、纤维素、甲基纤维素、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷和蜡。其他适当的药学上可接受的赋形剂和/或载体将是本领域技术人员已知的。
根据本发明的药物组合物也可以以液体形式呈递，例如溶液、乳液、悬浮液或糖浆。适当的液体载体例如可以是水、有机溶剂(例如甘油或二醇)以及它们在水中的可变比例混合物。
本发明也提供通式(I)化合物或其药学上可接受的盐的用途，用于制备调节G-蛋白偶联受体(GPCR)类一种或多种成员的活性的药物 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、双环辛基、环己基、环丙基)；
或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团，具有1至20个碳原子；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数。
作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基原子团)。
本发明提供通式(I)化合物或它们药学上可接受的盐的化合物、组合物和用途，其中R1原子团具有“关键”碳，它被相同或不同的选自如下的基团所二取代烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基和烷基氨基原子团。
本发明提供化合物、组合物和用途，其中“关键”碳是手性的。
本发明提供化合物、组合物和用途，其中“关键”碳具有sp3杂化键。
本发明提供化合物、组合物和用途，其中“关键”碳具有本质上四面体的键角。
通式(I)化合物或它们的盐在用于本发明时可以是这样的，Y的一个或多个环限制“关键”碳的键角为本质上四面体的(也就是sp3杂化键)。
在本发明的替代实施方式中，通式(I)是这样修饰的，以便C3-C7烷基桥-(CH2)y-被独立选自下组的桥连基团所代替链烯基、卤代烷基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基、带电烷基羧酸酯和烷基羟基片段，碳链长度为1至8。
本发明提供用途、组合物或化合物，其中y和z是相同的整数1-8，由此该双环内酰胺环是非手性的。
本发明提供用途、组合物或化合物，其中y和z不是相同的整数1-8，由此该双环内酰胺环是手性的。
本发明提供用途、组合物或化合物，其中z是3，y是1或2或4-8，由此该化合物含有7元内酰胺环。
本发明提供用途、组合物或化合物，其中z是2，并且y是1或3-8，由此该化合物含有6元内酰胺环。
根据本发明的通式(I)化合物和它们的盐的实例是4-(金刚烷-1-羰基氨基)-3-氧代-2-氮杂-双环[2.2.2]辛烷5-(金刚烷-1-羰基氨基)-10-氧代-9-氮杂-双环[3.3.2]癸烷4-(2’，2’-二甲基十二烷酰氨基)-3-氧代-2-氮杂-双环[2.2.2]辛烷5-(2’，2’-二甲基十二烷酰氨基)-10-氧代-9-氮杂-双环[3.3.2]癸烷及其盐。
本发明也提供所例证的化合物的磺酰胺类似物也就是式(I)化合物的磺酰基-α-氨基环内酰胺等价物。
本发明包括所定义的化合物、其组合物和用途，其中该化合物是水合或溶剂化的形式。
这里所述的α-氨基环内酰胺的酰胺和磺酰胺衍生物是功能性GPCR激动剂。它们在人血清中是稳定的，所以具有优异的药动学性质；它们是口服可利用的；它们是非常有力的GPCR激动剂；它们的给药在达到最大治疗效果所需的剂量下不与任何显著的急性毒性有关。总之，这些性质提示了α-氨基环内酰胺的酰胺和磺酰胺衍生物代表了一系列富集GPCR激动剂和拮抗剂性质的化合物。
由“关键”碳、羰基或磺酰基、α-氨基和环内酰胺系统(特别是受限制的双环内酰胺环系)组成的核心代表了“理想”GPCR配体的实例。通过改变这种核心的取代作用，有可能比筛选随机化合物文库更加容易地生成具有广泛所需性质的GPCR激动剂和拮抗剂。
结果，本发明还提供由通式(I)化合物类的两种或多种成员组成的文库，通过筛选该文库可以鉴定具有关于调节一种(或多种)GCPR信号传导的特定所需性质集合的分子。然后将利用本领域熟知的方法筛选所述文库对于所述GPCR的拮抗剂或激动剂活性。例如，可以筛选文库的个别文库要素阻滞放射性标记GPCR配体与含有重组或纯化GPCR的膜制备物结合的能力。作为替代选择，可以筛选文库的个别文库要素刺激表达重组GPCR的细胞中产生cAMP的能力。
本发明也提供治疗、改善或预防选自下组的疾病或病症症状的方法高血压、动脉粥样硬化、哮喘、肥胖、神经变性障碍、自身免疫障碍或精神病症，该方法对患者给予有效量的被设计成调节GPCR活性的本发明化合物、组合物或药品。
定义术语“约”表示在所考虑的数值左右的间距。正如本专利申请所使用的，“约X”表示从X减去X的10％到X加上X的10％的间距，优选从X减去X的5％到X加上X的5％的间距。
数字范围在本说明书中的使用旨在在本发明范围内明确包括在该范围内的所有个别整数和在既定范围最宽范围内的上下限数字的所有组合。因此例如，(尤其)关于式I所指定的1至20个碳原子的范围旨在包括4与20之间的所有整数和上下限数字的每种组合的所有子范围，无论明示与否。
本文所用的术语“包含”被理解为表示包含和由......组成。所以，若本发明涉及“包含作为活性成分的化合物的药物组合物”，这种术语旨在涵盖其中可能存在其他活性成分的组合物以及仅由一种所定义的活性成分组成的组合物。
本文所用的术语“肽片段”旨在包括下列20种天然存在的蛋白质生成性氨基酸残基
改性和非寻常氨基酸残基以及拟肽类也打算涵盖在“肽片段”的定义内。
除非另有定义，这里使用的所有科学技术术语都具有通常为本发明所属领域普通专业人员所理解的相同含义。与之相似，所有出版物、专利申请、所有专利和所有其他这里提到的参考文献都引用在此作为参考(只要法律允许)。
下列实施例供阐述上述工艺，绝不应被解释为限制发明的范围。
实施例起始化合物的一般合成工艺按照文献合成(R)与(S)-3-氨基-己内酰胺的盐酸盐和(R，R)与(S，S)-3-氨基-己内酰胺的氢-吡咯烷-5-甲酸盐(cf.Boyle et al.，J.Org.Chem，(1979)，44，4841-4847；Rezler et al.，J.Med.Chem.(1997)，40，3508-3515)。
实施例1 4-(金刚烷-1-羰基氨基)-3-氧代-2-氮杂-双环[2.2.2]辛烷实施例2 5-(金刚烷-1-羰基氨基)-10-氧代-9-氮杂-双环[3.3.2]癸烷实施例3 4-(2’，2’-二甲基十二烷酰氨基)-3-氧代-2-氮杂-双环[2.2.2]辛烷实施例4 5-(2’，2’-二甲基十二烷酰氨基)-10-氧代-9-氮杂-双环[3.3.2]癸烷发明产物的药理研究测定原理AGPCR拮抗作用原则上，可以如下测试本发明化合物对于既定GPCR的拮抗剂活性，在有和没有各种浓度供试化合物的存在下，在就结合而言适当的条件下使受体暴露于已标记的配体。然后量化与受体缔合的标记的量。如果供试化合物能够与已标记的配体竞争结合，那么与受体缔合的标记的量将随着供试化合物浓度增加而降低。从所结合的配体-供试化合物浓度图有可能估计供试化合物的受体结合亲和性。
这样一种测定法因此需要(1)感兴趣的GPCR源。人GPCR总家族每种成员的序列现在可从人基因组序列获得。这类序列可以被克隆到适合的载体中，在适合的细胞类型中表达(例如Jurkat细胞，已知它们事实上不表达内源性GCPR，趋化因子受体CXCR4除外)。利用适合于所用载体的抗生素选择后，可以建立表达高水平选定GPCR的稳定细胞系。
利用一些本领域熟知的方法可以从表达选定GPCR的细胞系制备膜级分。例如，按照Kuo et al.(Proc.Natl.Acad.Sci.USA(1980)777039)，可以将细胞重新悬浮在25mM HEPES缓冲液(pH7.5)中，其中含有0.25M蔗糖、2.5mM MgCl2、2.5mM EGTA和50mM β-巯基乙醇，以及蛋白酶抑制剂，例如PMSF和亮肽素，利用Dounce匀化器分开。然后对悬浮液进行120xg离心，沉淀出未破裂的细胞和大型细胞片段，保留含有小膜片段和胞溶组分的上清液。然后对这种上清液进行100,000xg超离心，形成富集选定GPCR的膜片段沉淀。将沉淀重新悬浮在适当的结合缓冲液中，测定总蛋白质浓度，例如利用商业上可获得的蛋白质测定法，例如Coomassie Plus(Pierce)。调整膜制备物的体积，可以得到标准化的总蛋白质浓度，例如1mg/ml。可以将标准化制备物的等分试样贮存在-85℃下备用。
(2)对于选定GPCR具有高亲和性的已标记配体。适合于大多数GPCR的配体在文献中是熟知的。这类配体可以是受体的天然配体(例如多巴胺)，或者它可以是药理工具(例如多潘立酮)。在表1中提供适合于多种普遍研究的GPCR的配体列表，但是将为本领域技术人员所显而易见的是很多这些受体也存在其他适合的配体。最有用于这种目的的配体将对选定受体具有至少1μM的结合亲和性常数，优选小于10nM，更优选小于10nM。
表1
所用缩写(ns)＝非选择性一旦选择了配体，将可能有必要标记该配体，随后可以测定与选定GPCR结合的量(不过也有可能无需标记配体即可进行测定，只要有敏感和精确的测定未结合配体量的方法-例如有可能利用ELISA测定法测量未结合的配体，再推断计算已结合配体的量)。适当的标记配体的方法因该配体的属性而异小分子可以最容易用放射性核素标记，例如3H、14C或35S；肽类可以最容易用共同合成性生物素(随后用已标记的抗生物素蛋白链菌素)、荧光标记物(例如异硫氰酸荧光素)或放射性核素(例如肽中酪氨酸残基的125I-碘化作用)标记；蛋白质可以最容易用荧光标记物(例如异硫氰酸荧光素)或放射性核素(例如蛋白质中酪氨酸残基的125I-碘化作用)标记。
标记的程度(也就是携带标记的样品中的分子比例)必须是充分的，以便能够确定无疑地量化与受体结合的配体的量。
利用这两种组分，有可能测试本发明化合物是否调节与任何既定GPCR结合的配体，这利用本领域熟知的方法。例如，在一系列试管中，将膜制备物与放射性配体混合，后者的浓度接近该配体与选定GPCR结合的亲和性常数。在一些试管中，也加入各种浓度的本发明化合物。在其他试管中，加入阳性对照抑制剂(它可以大大过量于与放射性配体相同的配体，但是没有放射性核素标记物的存在)。通常，在每种条件集合下将准备三支试管。然后温育这些试管，通常在4℃与37℃之间、更通常在室温下温育一段时间，以便在游离与已结合的放射性配体之间达到平衡。通常，这将花费20分钟到4小时，借助本领域熟知的方法可以确定任意既定反应条件集合所需的时间(例如进行时间-过程实验)。一旦达到平衡，有必要测定所结合的放射性配体的量。例如，通过滤器(例如用1％聚乙烯亚胺处理过的GF/C滤器)过滤，可以在溶液中分离膜-结合的受体(加任何已结合的放射性配体)和游离的放射性配体。然后可以将滤器风干，进行闪烁计数，以测定所加入的现与受体结合的放射性配体的比例。
作为替代选择，可以利用商业上可获得的受体筛选工艺对本发明化合物进行筛选(例如由Cerep，128 Rue Danton，Paris，France提供的服务)。这类服务容易鉴定文库、例如用于本发明的文库中调节配体与一种或多种GPCR结合的成员。
利用上述方法鉴定为调节配体与一种或多种GPCR结合的化合物通常将是全拮抗剂。不过，有必要进行功能性测定，目的是确认该化合物的拮抗剂性质。例如，依赖于该GPCR和/或所用配体，将刺激(或抑制)某些第二信使信号，目的是转导存在该配体的信号。响应于该配体的呈递，细胞可以显示和增加(或降低)环腺苷一磷酸(cAMP)、各种含有磷酸化肌醇的化合物(包括I(1，4，5)P3和I(1，3，5)P3)、钙离子、聚腺苷或本领域已知的其他细胞内信使的细胞浓度。全拮抗剂将取消由天然配体导致的细胞内信使的变化，在没有天然配体的存在下则没有影响。明显与之相反，全激动剂将在加入天然配体时没有影响，但是在没有天然配体的加入时模拟由该天然配体导致的细胞内信使的变化。有些化合物、包括本发明化合物，可能是部分拮抗剂、部分激动剂或混合型激动剂/拮抗剂，这依赖于对细胞内信使的影响模式。这类化合物尽管有复杂的药理学定义，不过可能在某些疾病中具有有用的治疗性质，大量成熟的人用药物已知是一种或多种GPCR的部分激动剂、部分拮抗剂或混合型激动剂/拮抗剂。
BGPCR激动作用测试激动剂活性本来就比测试拮抗剂活性更加困难，特别是利用高通量筛选技术。本发明化合物因此很可能特别有用于寻找激动剂而非一般的前导发现文库，因为GPCR激动剂在文库要素中具有更高的发生率。
GPCR激动剂试验原则上需要细胞或器官培养系统，它响应于具有所需生化或生理应答的选定GPCR天然配体。这样一种应答包括但不限于细胞内信使(例如cAMP、IP(1，4，5)P3、钙离子或聚腺苷)的变化、酶活性(例如蛋白激酶、磷酸酶、代谢酶或转运蛋白的活化)的变化、基因表达模式的变化、吞噬作用的改变、蛋白质分泌的改变、增殖速率的改变、肌肉细胞/组织的收缩、神经传递等等。由于这些应答本来就比天然配体与选定GPCR结合在测量上更加复杂，这就是GPCR激动剂测定比拮抗剂测定更有挑战性的原因。
测试本发明化合物是否是一种或多种选定GPCR激动剂所需的一般方法在本领域中是很成熟的。使细胞暴露于各种浓度的供试化合物，例如在细胞培养基中加入各种浓度(例如从约0.1nM至约10mM)化合物在适合的载体(例如DMSO、乙醇或甲醇)中的溶液达一段时间(例如从1分钟至48小时，依赖于所要测量的应答的时间过程)，温度通常为37℃。与之并行地，也使细胞暴露于天然配体，不暴露于任何附加化合物(作为对照细胞)。在温育期结束时，测量本领域已知响应于天然配体与选定GPCR结合而发生的应答。如果本发明化合物是选定GPCR的激动剂，那么对(某些浓度)供试化合物的应答将定性地相似于对天然配体的应答。
适合于特定GPCR激动剂的测定系统的实例如下生长抑素是sstr2和sstr5受体激动剂，它抑制离体垂体细胞分泌生长激素。为了测定本发明化合物是否是sstr2和/或sstr5激动剂，分离大鼠垂体细胞，放置在培养物中。然后单独温育细胞，或者在33nM生长抑素的存在下，或者在约0.1nM至约10mM各种浓度供试化合物的存在下，温度为37℃，时间为24小时。在实验结束时，除去细胞培养基，离心澄清，进行生长激素(GH)测定，例如利用商业上可获得的ELISA或放射性免疫测定法。暴露于生长抑素的细胞将比单独温育的细胞少产生30％至90％的GH。如果本发明化合物是生长抑素受体激动剂，那么GH的水平在暴露于(至少某些浓度)供试化合物的细胞培养基中将低于在单独温育的细胞培养基。通常，从三个重复小孔中收集培养基，这些小孔含有在每种实验条件下等同处理的细胞，以便能够利用适当的统计学检验(例如ANOVA或未成对Student’st-检验)来证明供试化合物引起GH分泌有统计学显著的减少，因此很可能对于选定受体sstr2和/或sstr5具备激动剂活性。
内皮素-1是通过ET-A和/或ET-B受体传导信号的肽，导致血管收缩。为了测定本发明化合物是否是ET-A和/或ET-B激动剂，可以将人主动脉环(从移植供体心脏获得)放置在器官培养物中。然后使这些环暴露于递增浓度的内皮素-1(从0.01nM至100nM)或者递增浓度的供试化合物(从约0.1nM至约10nM)，温度为37℃，每5分钟升高适当成分的浓度。在整个实验中，借助商业上可获得的被设计用于这样一种目的的应变仪测量主动脉环的收缩。暴露于内皮素-1的环将随着内皮素-1的浓度增加而收缩，因此在达到最大浓度之时施加在应变仪上的力将显著高于在加入内皮素-1之前。如果本发明化合物是内皮素受体激动剂，那么施加在应变仪上的力(至少在某些浓度下)也将高于在加入供试化合物之前。通常，在等同的实验条件下将三只或多只独立的动脉环用递增浓度的相同成分处理，以便能够利用适当的统计学检验(例如ANOVA或未成对S tudent’st-检验)来证明供试化合物引起主动脉收缩有统计学显著的增加，因此很可能对于选定受体ET-A和/或ET-B具备激动剂活性。
趋化因子SDF-1α是通过CXCR4受体传导信号的肽，导致白细胞迁移。为了测定本发明化合物是否是CXCR4激动剂，将经过培养的人无限增殖化T-细胞(例如Jurkat细胞)放置在商业上可获得的定制跨孔迁移装置的顶部小孔中。然后使重复的小孔暴露于仅含有培养基的下部室，或者含有75nM SDF-1α的下部室，或者含有各种浓度供试化合物(从约0.1nM至约10mM)的下部室，在37℃下温育一段时间(通常在30分钟与3小时之间)。在温育结束时，存在于下部室中的细胞数量是发生迁移量的量度。下部室中的细胞数可以借助直接肉眼观察来计数，或者借助各种熟知的方法计数，例如与MTT染剂温育，它被转化为不溶性蓝色甲 产物，与细胞的含量成比例。在暴露于含有SDF-1α的下部室的小孔中，下部室中的细胞数将比在含有单独培养基的下部室中的细胞数高2-倍至10-倍。如果本发明化合物是CXCR4激动剂，那么在含有供试化合物的下部室中的细胞数(至少在某些浓度下)也将高于含有单独培养基的下部室。通常，在每种实验条件下等同地处理三只或多只独立的室，以便能够利用适当的统计学检验(例如ANOVA或未成对Student’s t-检验)来证明供试化合物引起白细胞迁移有统计学显著的增加，因此很可能对于选定受体ET-A和/或ET-B具备激动剂活性。
生物活性胺肾上腺素增加血管平滑肌细胞中cAMP的浓度。为了测定本发明化合物是否是β-肾上腺受体激动剂，分离大鼠胸主动脉血管平滑肌细胞，放置在培养物中。然后单独温育细胞，或者在33nM肾上腺素激动剂沙丁胺醇的存在下，或者在约0.1nM至约10mM各种浓度供试化合物的存在下，温度为37℃，时间为15分钟。在实验结束时，除去细胞培养基，将细胞在冰冷的缓冲液中洗涤三次，然后在适当的溶解缓冲液中溶解，然后测量cAMP的细胞内浓度，例如进行商业上可获得的ELISA或放射性免疫测定法。暴露于沙丁胺醇的细胞的细胞内cAMP浓度将比暴露于单独培养基的细胞高出15％至150％。如果本发明化合物是β-肾上腺受体激动剂，那么cAMP的细胞内浓度在暴露于供试化合物(至少在某些浓度下)的细胞中将高于在单独温育的细胞中。通常，从含有在每种实验条件下等同处理的细胞的三只重复小孔制备细胞溶解产物，以便能够利用适当的统计学检验(例如ANOVA或未成对Student，s t-检验)来证明供试化合物引起细胞内cAMP浓度有统计学显著的增加，因此很可能对于选定β-肾上腺受体具备激动剂活性。
显然，诸如上述实例的测定法将鉴定选定的GPCR的激动剂，区分本发明化合物与无活性化合物和对选定GPCR具有拮抗剂或部分拮抗剂活性的化合物，但并不必然独特地鉴定选定GPCR作为本发明化合物的分子靶标。例如，被证明与β-肾上腺受体激动剂沙丁胺醇相同程度地升高血管平滑肌细胞中cAMP的本发明化合物可能是β-肾上腺受体GPCR的激动剂，或者它可能是另一种也升高cAMP的GPCR(例如多巴胺D2受体)的激动剂。作为替代选择，在与SDF-1α相似的程度上刺激白细胞迁移的本发明化合物可能是CXCR4的激动剂，或者它可能是另一种刺激白细胞迁移的GPCR(例如C5α受体)的激动剂。验证本发明化合物是否充当分子靶标GPCR的激动剂将需要进行额外的实验，使用已被鉴定对抗选定该GPCR的特异性拮抗剂，或者使用仅表达选定该GPCR的重组细胞系。例如，如果由本发明化合物诱导的白细胞迁移受到在适当浓度下加入的CXCR4-特异性拮抗剂AMD3100的抑制，那么CXCR4是本发明化合物的分子靶标将是合理的结论。与之相似，如果使用表达CXCR4的细胞系观察到由本发明化合物诱导的白细胞迁移，但是在不表达CXCR4的同一细胞系中没有观察到，那么可以合理地得出结论，CXCR4是本发明化合物的分子靶标。
权利要求
1.通式(I)化合物 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、双环辛基、环己基、环丙基)；或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团，具有1至20个碳原子；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数；或者作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基原子团)。
2.药物组合物，包含作为活性成分的通式(I)化合物或其药学上可接受的盐和至少一种药学上可接受的赋形剂和/或载体 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、二环辛基、环己基、环丙基)；或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团，具有1至20个碳原子；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数；或者作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基原子团)。
3.通式(I)化合物或其药学上可接受的盐的用途，用于制备调节G-蛋白偶联受体(GPCR)类的一种或多种成员的活性的药物 其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是-CO-(Y)k-(R1)n或SO2-(Y)k-(R1)n；k是0或1；Y是环烷基或多环烷基(例如金刚烷基、金刚烷甲基、双环辛基、环己基、环丙基)；或者Y是环烯基或多环烯基；每个R1独立地选自氢或者烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基或带电烷基羧酸酯原子团，具有1至20个碳原子；或者每个R1独立地选自氟、氯、溴、碘、羟基、氧基烷基、氨基、氨基烷基、氨基二烷基、带电氨基三烷基或羧酸酯原子团；n是1至m的任意整数，其中m是环状基团Y上可允许的最大取代数；或者作为替代选择，R1可以选自肽基原子团，例如具有1至4个肽片段，通过肽键连接在一起(例如1至4个氨基酸残基的肽基原子团)。
4.根据任意在先权利要求的化合物、组合物和用途，其中R1原子团具有“关键”碳，它被相同或不同的选自如下的基团所二取代烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、链烯基、炔基和烷基氨基原子团。
5.根据权利要求4的化合物、组合物和用途，其中该“关键”碳是手性的。
6.根据权利要求4的化合物、组合物和用途，其中该“关键”碳具有sp3杂化键。
7.根据权利要求4的化合物、组合物和用途，其中该“关键”碳具有本质上四面体的键角。
8.根据任意在先权利要求的通式(I)化合物或它们药学上可接受的盐的化合物、组合物和用途，其中Y的一个或多个环限制“关键”碳的键角为本质上四面体的(也就是sp3杂化键)。
9.根据权利要求1的化合物或根据权利要求2的药物组合物或根据权利要求3的用途，其中通式(I)是这样修饰的，以便C3-C7烷基桥-(CH2)y-被独立选自下组的桥连基团所代替链烯基、卤代烷基、烷基氨基、烷基氨基烷基、烷基氨基二烷基、带电烷基氨基三烷基、带电烷基羧酸酯和烷基羟基片段，碳链长度为1至8。
10.根据任意在先权利要求的化合物、组合物或用途，其中y和z是相同的整数，由此α-氨基双环内酰胺环是非手性的。
11.根据任意权利要求1至9的化合物、组合物或用途，其中y和z是不相同的整数，由此α-氨基双环内酰胺环是手性的。
12.根据权利要求11的化合物、组合物或用途，其中z是3，并且y是1或2或4-8，由此该化合物含有7元内酰胺环。
13.根据权利要求11的化合物、组合物或用途，其中z是2，并且y是1或3-8，由此该化合物含有6元内酰胺环。
14.根据权利要求3或9的式(I)化合物的用途，其中所要调节的GPCR选自下组肾上腺素受体、内皮素受体、趋化因子受体、EDG受体、VIP/PECAP受体、多巴胺受体、5-羟色胺受体、嘌呤受体、促代谢性谷氨酸受体、乙酰胆碱受体、C5α受体、fMLP受体、胰高血糖素或GLP受体、NPY受体、MSH受体、糖蛋白激素受体、蛋白酶活化受体(PAR)、生长抑素受体、血管紧张素受体、缩胆囊肽受体或褪黑激素受体。
15.治疗、改善或预防选自下组的疾病或病症症状的方法高血压、动脉粥样硬化、哮喘、肥胖、神经变性障碍、自身免疫障碍或精神病症，该方法对患者给予有效量的如任意权利要求1至13所要求保护的被设计用来调节GPCR活性的化合物、组合物或药物。
16.由文库要素组成或者富集文库要素的文库，所述文库要素是根据任意权利要求1至13的化合物。
17.涉及在测定中使用根据权利要求16的文库的方法，所述测定以筛选鉴定通过GPCR调节传导信号的活性剂为目的。
18.根据权利要求17的方法，其中所鉴定的活性剂是一种或多种GPCR的拮抗剂。
19.根据权利要求17的方法，其中所鉴定的活性剂是一种或多种GPCR的激动剂。
20.根据权利要求17的方法，其中该GPCR选自下组肾上腺素受体、内皮素受体、趋化因子受体、EDG受体、VIP/PECAP受体、多巴胺受体、5-羟色胺受体、嘌呤受体、促代谢性谷氨酸受体、乙酰胆碱受体、C5α受体、fMLP受体、胰高血糖素或GLP受体、NPY受体、MSH受体、糖蛋白激素受体、蛋白酶活化受体(PAR)、生长抑素受体、血管紧张素受体、缩胆囊肽受体或褪黑激素受体。
全文摘要
本发明涉及富集G－蛋白偶联类受体(GPCR)成员的激动剂和拮抗剂的化合物文库的生成。该文库含有通式(I)化合物，其中y是1至8的任意整数；z是0至8的任意整数，其条件是y和z不能同时为1；X是－CO－(Y)
文档编号A61P43/00GK101018787SQ200580029598
公开日2007年8月15日 申请日期2005年8月10日 优先权日2004年9月2日
发明者D·J·格兰杰, D·J·福克斯 申请人:剑桥企业有限公司
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