靶向Ral GTP酶的抗癌化合物及使用其的方法
【專利摘要】本發明提供了通過抑制哺乳動物Ral GTP酶抑制哺乳動物癌癥生長或轉移的方法。本發明還提供了用于本發明方法中的Ral GTP酶的小分子抑制劑，和含有本發明治療有效的化合物的藥物組合物，以及使用它們的方法。
【專利說明】靶向RalGTP酶的抗癌化合物及使用其的方法
[0001] 相關申請的交叉參考
[0002] 本申請要求于2011年12月21日提交的美國臨時申請序列號61/578, 869的利益， 該文獻整體引入本文作為參考。
[0003] 政府利益
[0004] 本發明是由政府支持在美國國家衛生研究院基金號CA075115,、CA104106和 CA143971的資助下完成的。美國政府對本發明中擁有某些權利。

【技術領域】
[0005] 本發明涉及治療化合物、含有其的藥物組合物以及它們在預防或治療癌癥中的用 途。
[0006] 發明背景
[0007] 在癌癥中Ras相較于任何其它的癌基因更頻繁地發生突變。因此，Ras已成為發 展合理設計的抗癌藥物的焦點，然而到目前為止尚未成功研發出任何成果。在1989年，一 些研究組表明法尼基脂質對Ras蛋白的翻譯后修飾對于Ras膜結合和轉化必需的。然后 純化并表征法尼基轉移酶（FT酶），隨后不久，發現了使用香葉基香葉基脂質修飾Ras的 第二種異戊烯基轉移酶，香葉基香葉基轉移酶-I(geranylgeranyltransferase) (GGTIs)。 對GGT酶-I抑制劑（GGTIs)進行了研究，并且表明至少一種此類抑制劑GGTI-2417抑制 MiaPaCa2胰腺細胞系在體內增長和存活。但是，這種抑制作用是有限的（modest)，并且沒 有關于GGTIs的臨床試驗緊隨進行。
[0008]RalA和RalB是Ras單體G蛋白家族的旁系同源蛋白，它們具有大約85%的氨基 酸同一性，并在細胞內吞、細胞外排、肌動蛋白細胞骨架動力學和轉錄的調節中起作用。類 似Ras，Ral蛋白也已牽涉于腫瘤發生和轉移。RalGTP酶可能以Ras依賴性方式，經由若 干胍核苷酸交換因子包括RalGDS激活。以表明Ral通道的激活是人體細胞轉化的必要條 件（RangarajanA,HongSJ,GiffordA,WeinbergRA.Species-andcelltype-specific requirementsforcellulartransformation.CancerCell2004 ；6:171-83；Hamad NMjElconinJHjKarnoubAEjetal.DistinctrequirementsforRasoncogenesisin humanversusmousecells.GenesDev2002;16:2045-57)，（并且Ras介導的轉化取決于 RalA的激活（LimKH，BainesAT，FiordalisiJJjetal.ActivationofRalAiscritical forRas-inducedtumorigenesisofhumancells.CancerCell2005 ;7:533-45)〇RalA和 RalB也在CD24的轉錄調節中起作用，CD24是膀胱癌和其他癌癥中的轉移相關基因（Smith SC,OxfordG，WuZ，etal.ThemetastasisassociatedgeneCD24isregulatedbyRal GTPaseandisamediatorofcellproliferationandsurvivalinhumancancer. CancerRes2006;66:1917-22)。
[0009] 因此，RalGTP酶展示了一個令人矚目的預防和治療實體瘤和這些癌癥的轉移的 治療靶點且存在對抑制RalGTP酶從而治療和預防癌癥的有效方法的需求。
[0010] 發明概述
[0011] 本發明提供了能夠抑制RalGTP酶的分子，以及這些分子預防或減緩哺乳動物中 癌癥生長和轉移的治療用途。
[0012] 本發明的發明人使用了新型計算機算法來鑒定RalA蛋白晶體結構中的口袋，該 口袋位置遠離核苷酸結合位點，且在該蛋白的⑶P構象（非活性）上呈現而不在GTP構象 (活性）上呈現。基于RalA的螺紋狀3D模型（RalB未被結晶化）被用來表明，這個口袋 是RalA和RalB同源旁系蛋白共有的，從而使得結合該變構位點的小分子能夠捕捉非活性 構象的RalA或RalB。對500, 000個化學實體進行計算機篩選，鑒定出88個能對接到該口 袋的高度嚴格的候選化合物。
[0013] 用⑶P裝載的RalB蛋白使用基于組合文庫的92, 167個成員編碼的珠進行的無偏 篩選鑒定了 11種結合無活性RalB的化合物。計算機測定這些化合物的假定對接位點得到 單個位點，其在兩種Ral旁系同源蛋白中均存在，與利用RalA結構經過計算機篩選發現的 口袋一致。
[0014] 因此，本發明的
【發明者】采用的這兩種互補的方法鑒定在兩種旁系同源蛋白中均存 在的相似靶點，所述相似靶點不同于這些蛋白中的核苷酸結合口袋。這些分析鑒定了阻斷 Ral蛋白結合Ral相關的蛋白如exo84、sec5和RalBPl的Ral GTP酶抑制劑。所述經鑒 定的Ral GTP酶抑制劑可用來阻斷GTP結合時RalA相關的構象變化，從而阻斷了效應器接 合（engagement)和下游信號轉導。這些抑制劑與位置遠離核苷酸結合腔的Ral蛋白口袋 結合，所述核苷酸結合腔位于酶的活性位點。此外，其他通過Ral蛋白上的其他結合位點與 Ral結合的Ral結合蛋白，包括蛋白如細絲蛋白A，PLDl和Ζ0ΝΑΒ，在本發明鑒定的抑制劑化 合物的存在下，這些蛋白與與Ral蛋白的結合可能會被阻止。
[0015] 在體外評估化合物在抑制人癌細胞生長，尤其是膀胱癌、胰腺癌、前列腺癌、結腸 癌、皮膚癌和肺癌中的有效性，得到本發明的治療方法。
[0016] 因此，本發明提供了可抑制RalGTP酶的化合物。本發明也提供了含有這些化合 物的藥物組合物。本發明還提供了使用這些化合物和藥物組合物治療或預防癌癥的方法。
[0017] 一項實施方案是，本發明的化合物具有RalGTP酶抑制性活性且具有以下化學結 構（式1):
[0018]

【權利要求】
1. 在個體中預防、治療、改善癌癥或預防癌癥轉移的方法，其包括向有此需要的個體給 予治療有效量的抑制Ral GTP酶的化合物。
2. 權利要求1的方法，其中所述化合物抑制RalA或RalB中的至少一種。
3. 權利要求1的方法，其中所述化合物結合RalGDP且不結合RalGTP。
4. 權利要求1的方法，其中所述化合物為選自W下的至少一種化合物：
(6-氨基-4-(2, 5-二甲氧基苯基）-3-(蔡-2-基）-1,4-二氨化喃并[2, 3-C]化 哇-5-甲膳）；
(11-(2-氯苯基）-1〇-戊醜基-2, 3, 4, 5, 10, 11-六氨-IH-二苯并比,e] [1, 4：]二氮雜 革-1-麗）；
(6-氨基-4- (3, 5-二氯-2-輕基苯基）-3-丙基-1，4-二氨化喃并巧，3-C]化哇-5-甲 膳）；
(2-化-(4-己基苯基）-2-對甲苯基-2, 3, 4, 5-四氨嚼巧-4-基）苯酷）；


(2-(2-(2-甲氧基苯基）-6-(4-甲氧基苯基）-2, 3, 4, 5-四氨嚼巧-4-基）苯酷），和 它們藥學上可接受的對映異構體、非對映異構體、外消旋體和鹽。
5. 權利要求1的方法，其中所述化合物為選自W下的至少一種化合物：
和它們藥學上可接受的對映異構體、非對映異構體、外消旋體和鹽。
6. 權利要求1的方法，其中所述化合物具有W下結構：
和其藥學上可接受的對映異構體、非對映異構體、外消旋體和鹽， 其中： n = O - 5 ； X、Y、Y'、Z和Z'獨立選自C、N或N-氧化物； Ri - Rg獨立地（包括當X，Y或Z為C時）選自氨、團素、-〇H、-〇-Ri〇、Ci-C24焼基、C3-C24 帰基、C4-C24二帰基、〔6-〔24二帰基、Cg-CgA四帰基、Cg-Cis芳基、取代的Cg-Cis芳基、Ci-Cm-焼 氧基、駿基、氯基、Ci-Cm焼醜基氧基、Ci-Ci4焼硫基、Ci-Cm焼基賴醜基、C2-C14焼氧基撰基、 C2-C"焼醜基氨基、S-Ri。、-S〇2-Ri。、-NHSO2R1。和-NHCARio ;且

Ri。為任選被選自W下的I至3個基團取代的苯基或蔡基；Ci-Ce焼基、Ce-Ci。芳基、Ci-Ce 焼氧基、團素和C4-C2。輕基雜芳基，其中所述雜原子選自硫、氮和氧。
7. 權利要求1的方法，其中所述化合物具有W下結構：
和它們藥學上可接受的對映異構體、非對映異構體、外消旋體和鹽， 其中： n = 0-5 ； A、B、M和D獨立選自C、N或N-氧化物； Ri、R2、Rs、Rg、Rii、而2、Ri3獨立地（包括當B、M和D為碳時）選自氨、團 素、-〇H、-〇-Ri4,焼基、C3-C24 帰基、C4-C24 -帰基、Cg-CgA 二帰基、Cg-CgA 四帰基、Cg-Cis 芳基、取代的Ce-Cis芳基、Ci-Cm焼氧基、駿基、氯基、Ci-Cm焼醜基氧基、Ci-Ci4焼硫基、Ci-Cw 焼基賴醜基、C2-C14焼氧基撰基、C2-C14焼醜基氨基、S-Ri4、-S〇2-Ri2、-N服〇2而4和-NHCO2R14 ; 且 Ri4為被1至3個選自W下的基團取代的苯基或蔡基；Ci-Ce-焼基、Ce-Ci。芳基、Ci_Ce焼 氧基和團素，W及C4-C2。輕基雜芳基，其中所述雜原子選自硫、氮和氧。
8. 權利要求1的方法，其中向哺乳動物給予在藥物組合物中的所述化合物。
9. 權利要求8的方法，其中所述藥物組合物為適于胃腸外或口服給藥的單相藥物組合 物，其基本上由治療有效量的所述化合物和藥學上可接受的載體組成。
10. 權利要求8的方法，其中所述化合物與一種或多種香葉基香葉基轉移酶I型（GGT 酶-I)抑制劑、手術、化療、放療、免疫療法或它們的組合一起給予。
11. 化合物，其具有W下結構：

和其藥學上可接受的對映異構體、非對映異構體、外消旋體和鹽， 其中： N = O-S; X、Y、Y'、Z和Z'獨立選自C、N或N-氧化物； Ri-Rg獨立地（包括當X、Y或Z為碳時）選自氨、團素、-OH、-0-Ri。、C1-C24焼基、C3-C24 帰基、C4-C24二帰基、〔6-〔24二帰基、Cg-CgA四帰基、Cg-Cis芳基、取代的Cg-Cis芳基、Ci-Cm焼 氧基、駿基、氛基、焼醜基氧基、焼硫基、焼基賴醜基、Cg-Cu焼氧基撰基、 C2-C"焼醜基氨基、S-Ri。、-S〇2-Ri。、-NHSO2R1。和-NHCARio ;且 Rio為任選被1至3個選自W下的基團取代的苯基或蔡基；Ci-Ce-焼基、Ce-Ci。芳基、Ci-Ce 焼氧基、團素和C4-C2。輕基雜芳基，其中所述雜原子選自硫、氮和氧。
12.具有下列結構的化合物和它們藥學上可接受的對映異構體、非對映異構體、外消旋 體和鹽：
其中： n = 0-5 ； A、B、M和D獨立選自C、N或N-氧化物； Ri、R2、Rs、Rg、而1、而2、R。獨立地（包括當B、M和D為碳時）選自氨、團素、-0H、-0-Ri4、

〔1-〔24 焼基、C3-C24 帰基、C4-C24 二帰基、〔6-〔24 二帰基、〔8-〔24 四帰基、Cg-Cis 芳基、取代的 Cg-Cis 芳基、Ci-Ci4焼氧基、駿基、氛基、Ci-Ci4焼醜基氧基、Ci-Ci4焼硫基、Ci-Ci4焼基賴醜基、Cg-Cy 焼氧基撰基、C2-C14焼醜基氨基、S-Ri4、-S〇2-Ri2、-N服〇2而4和-N肥〇2而4 ;且 Ri4為被1至3個選自W下的基團取代的苯基或蔡基；Ci-Ce-焼基、Ce-Ci。芳基、Ci_Ce焼 氧基和團素，W及C4-C2。輕基雜芳基，其中所述雜原子選自硫、氮和氧。
13. 藥物組合物，其包含權利要求4-7與10-12任一項中的至少一種化合物和至少一種 藥物賦形劑。
14. 藥物包裝，其包含權利要求13的藥物組合物。
15. 藥物試劑盒，其含有權利要求13的藥物組合物、組合物的處方信息和容器。
16. 抑制Ral-GTP酶蛋白結合活性的方法，其包括將Ral蛋白與阻斷Ral蛋白構象變化 的化合物接觸，其中Ral蛋白構象的變化在GTP結合之后。
17. 權利要求16的方法，其中所述化合物為權利要求4-7和10-12任一的化合物。
18. 權利要求16的方法，其中所述化合物中斷Ral蛋白與至少一種選自exo84、sec5和 RalBPl的Ral相關蛋白的結合。
19. 權利要求18的方法，其中所述化合物中斷Ral蛋白與至少一種選自細絲蛋白A、 PLDl和ZONAB的Ral相關蛋白的結合。
20. 治療患者癌癥的方法，其包括抑制患者中選自exo84、sec5、RalBPU細絲蛋白A、 PLDl和ZONAB的Ral蛋白的結合。
21. 權利要求20的方法，其中在權利要求4-7和10-12任一項的化合物存在下，抑制個 體中的所述蛋白結合。
【文檔編號】A61K31/4162GK104271132SQ201280070263
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2012年12月21日 優先權日:2011年12月21日
【發明者】D.西奧多斯卡, M.F.威姆佩, D.羅斯, S.梅魯, M.A.施瓦茨, P.賴甘 申請人:科羅拉多大學董事會法人團體, 弗吉尼亞大學專利基金會, 美國印第安納大學研究和技術公司