説明

タンパク質プレニルトランスフェラーゼの阻害剤

本発明は、新規な化合物に関する。これらの化合物は、GGTase Iの活性を阻害するのに有用となり得る。前記化合物はまた、癌の治療方法の一環としての抗癌治療剤として、並びにアッセイ、及びキット等で使用できる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、NIHにより授与された、助成金第CA32737の政府援助により作製した。よって政府は、本発明において特定の権利を所有し得る。
【背景技術】
【0002】
特定のタンパク質プレニルトランスフェラーゼは、癌の進行に影響を与えてきた。そのようなプレニルトランスフェラーゼの2種類、すなわちタンパク質ファルネシルトランスフェラーゼ(FTase,farnesyltransferase)及びタンパク質ゲラニルゲラニルトランスフェラーゼI型(GGTase I, geranylgeranyltransferase type I)は、構造的に類似した酵素と見なされている。Protein Lipidation (2001) The Enzymes vol. 21.(eds. Tamanoi, F. and Sigman D.S.) Academic Pressを参照されたい。FTaseは、α及びβの2つのサブユニットからなる。その構造は、もっぱらαらせん体からなり、αサブユニットは、ββバレル構造体を形成するβサブユニットの周りに巻き付いている。GGTase Iは、αサブユニットを含有するヘテロ二量体でもあり、FTaseとαサブユニットを共有している。さらに、GGTase IのβサブユニットはFTaseのβサブユニットと著しい類似性を共有している。
【0003】
FTaseは、コレステロール生合成の中間体であるファルネシルピロリン酸から、Ras、Rheb、核ラミナ、CENP−E、F及びタンパク質チロシンホスファターゼpRL1−3などのタンパク質へのC15ファルネシル基の転移を触媒する。Tamanoi, F., Gau, C.L., Edamatsu, H., Jiang, C. and Kato-Stankiewicz, L (2001) Protein farnesylation in mammalian cells, Cell Mol. Life Sci. 58, 1-14を参照されたい。このようなタンパク質は、FTaseにより認識されるCaaXモチーフで終わる。
【0004】
GGTase Iは、ゲラニルゲラニルピロリン酸から、CaaLモチーフで終わるタンパク質への、C20ゲラニルゲラニル基の変換を触媒する。ゲラニルゲラニル化したタンパク質は、Rho、Rac、Cdc42並びにヘテロ三量体Gタンパク質のγサブユニットを含む。
【0005】
FTase及びGGTase Iの癌に対する重要性は、過去10年間述べられてきた。Tamanoi, F., Gau, C.L., Edamatsu, H., Jiang, C. and Kato-Stankiewicz, J. (2001) Protein farnesylation in mammalian cells, Cell Mol.Life Sci. 58、1-14, Carrico, D., Blaskovich, M.A., Bucher, C.J., Sebti, S.M., Hamilton, A.D.(2005) Design, synthesis, and evaluation of potent and selective benzoyleneurea-based inhibitors of protein geranylgeranyltransferase-I, Bioorg. Med. Chem. 13, 677-688; Peterson, Y.K., Kelly, P., Weinbaum, C.A., Casey, P.J. (2006) A Novel Protein Geranylgeranyltransferase-I Inhibitor with High Potency, Selectivity and Cellular Activity, J. Biol. Chem.を参照されたい。
【0006】
FTaseに対する多くの小分子阻害剤が開発され、抗癌剤治療薬として現在臨床試験中のものもある。O'Regan, R.M., Khuri, F.R. (2004) Farnesyl transferase inhibitors: the next targeted therapies for breast cancer? Endocr. Relat. Cancer 11, 191-205; ClinicalTrials.gov:www.clinicaltrials.gov.を参照されたい。ファルネシルトランスフェラーゼ阻害薬(FTI,Farnesyltransferase inhibitor)は、白血病、多発性骨髄腫、グリア芽細胞腫、及び進行性乳癌に対する臨床的活性を示す。Rasタンパク質は、ファルネシル化し、このファルネシル化及びRasタンパク質の膜への会合が、細胞の形質転換能力に肝要である。活性化したH−rasによって引き起こされるマウスモデル系を用いての前臨床試験によって、腫瘍の増殖を阻害するFTIの劇的な能力が明らかになった。しかし、後の研究によって、K−ras4B及びN−rasなどのタンパク質は、FTIの存在下でゲラニルゲラニルトランスフェラーゼI型によって選択的に修飾されるため、FTIは、これらのタンパク質のプレニル化を阻害できないことが実証された。したがって、FTIの効果は、Rheb、CENP−E、F、RhoBなどの他のファルネシル化タンパク質の阻害によるものであると推測される。
【0007】
FTIと比較して、ゲラニルゲラニルトランスフェラーゼI型阻害剤(GGTI,geranylgenranyltransferase type I inhibitor)の開発は、立ち遅れた。わずかの数の化合物しか同定されておらず、これらのほとんどがCaaLペプチドから誘導されたものである。以下を参照されたい:(a)Farnesyltransferase inhibitors in cancer therapy (eds. Sebti, S.M. and Hamilton, A.D.) Humana Press、(b)Oualid, F.E., van den Elst, H., Leroy, I.M., Pieterman, E., Cohen, L.H., Burm, B.E.A., Overkleeft, H.S., van der Marel, G.A., Overhand, M. (2005) A Combinatorial Approach toward the Generation of Ambiphilic Peptide-Based Inhibitors of Protein:Geranylgeranyl Transferase-I, J. Comb. Chem. 7, 703-713、(c)Carrico, D., Blaskovich, M.A., Bucher, C.J., Sebti, S.M., Hamilton, A.D. (2005) Design, synthesis, and evaluation of potent and selective benzoyleneurea-based inhibitors of protein geranylgeranyltransferase-I, Bioorg. Med. Chem. 13, 677-688、(d)Peterson, Y.K., Kelly, P., Weinbaum, C.A., Casey, P.J. (2006) A Novel Protein Geranylgeranyltransferase-I Inhibitor with High Potency, Selectivity and Cellular Activity, J. Biol. Chem.。
【0008】
ケミカルゲノミクスは、医学的に関連する標的の小分子阻害剤を体系的方法で同定することを意図する。ヒトの体の中には10万種を超えるタンパク質が存在し、これらのうちの約10%がヒトの疾患に関与しているが、500種しか薬物標的として活用されていない。したがって、巨大な量の新規な標的が存在し、このような不明な標的の小分子阻害剤の同定が最高に重要である。このような標的に対し小分子化合物を同定する確率を最大にするため、多様な構造上モチーフを有する様々なライブラリが必要である。これが多様性志向の合成(DOS,diversity-oriented synthesis)の目的である。一骨格から誘導される化合物のライブラリを創製することを目指すコンビナトリアルケミストリーとは対照的に、DOSは、異なる三次元構造を有する一連の化合物を生成することを目指す。以下を参照されたい:(a)Richter, H.; Walk, T.; Holtzel, A.; Jung, G. "Polymer Bound 3-Hydroxy-2-methylidenepropionic Acids. A Template for Multiple Core Structure Libraries" J. Org. Chem. 1999, 64, 1362-1365、(b)Purandare, A. V.; Gao, A.; Poss, M. A. "Solid-phase synthesis of 'diverse' heterocycles" Tetrahedron Lett. 2002, 43, 3903-3906、(c)Huang, X.; Liu, Z. "Solid-Phase synthesis of 4(1H)-Quinolone and Pyrimidine Derivatives Based on a New Scaffold-Polymer-Bound Cyclic Malonic Acid Ester" J. Org. Chem. 2002, 67, 6731-6737、(d)Couladouros E. A.; Strongilos, A. T. "Generation of Libraries of Pharmacophoric Structures with Increased Complexity and Diversity by Employing Polymorphic Scaffolds" Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 3677-3680、(e)Bertozzi, F.; Gundersen, B. V.; Gustafsson, M.; Olsson, R. "A Combinatorial Scaffold Approach Based upon a Multicomponent Reaction" Org. Lett. 2003, 5, 1551-1554、(f)Taylor, S. J.; Taylor, A. M.; Schreiber, S. L. "Synthetic Strategy toward Skeletal Diversity via Solid-Supported, Otherwise Unstable Reactive Intermediates" Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 1681-1685。
【0009】
化学物質ライブラリの多様性志向の合成は、医学的に関連する標的に対する小分子阻害剤を同定する強力な手段を提供する。最初にパイロットライブラリからスクリーニングを行い、続いて固相合成を用いて多様化することによって、比較的短期間に酵素の強力な阻害剤を産生することができる。
【0010】
1990年代の後半から、多様性志向の合成を実行しようとするいくつかの試みが報告されてきた。一例は、スクアリン酸を多反応性コア分子として使用することによって、異なるコア構造からなるライブラリを作成することである。以下を参照されたい。Tempest, P.A. and Armstrong, R.W. (1997) Cyclobutenedione derivatives on solid support: Toward multiple core structure libraries. J. Am. Chem. Soc. 119, 7607-7608。しかし、これら例のほんの数例しか実際のライブラリ分析に使用されなかった。(a)Ding, S.; Gray, N. S.; Wu, X.; Ding, Q.; Schultz, P. G. "A Combinatorial Scaffold Approach toward Kinase-Directed Heterocycle Libraries" J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1594-1596、(b)Kwon, O.; Park, S. B.; Schreiber, S. L. "Skeletal Diversity via a Branched Pathway: Efficient Synthesis of 29,400 Discrete, Polycyclic Compounds and Their Arraying into Stock Solutions" J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13402-13404、(c)Burke, M. D.; Berger, E. M.; Schreiber, S. L. "Generating Diverse Skeletons of Small Molecules Combinatorially" Science 2003, 302, 613-618。極端に異なる反応条件により、収率が反応によって大きく異なったため、固相におけるコンビナトリアルケミストリー合成に対するこの方法の適応が妨げられた。
【非特許文献1】Protein Lipidation (2001) The Enzymes vol. 21.(eds. Tamanoi, F. and Sigman D.S.) Academic Press
【非特許文献2】Tamanoi, F., Gau, C.L., Edamatsu, H., Jiang, C. and Kato-Stankiewicz, J. (2001) Protein farnesylation in mammalian cells, Cell Mol. Life Sci. 58, 1-14
【非特許文献3】Carrico, D., Blaskovich, M.A., Bucher, C.J., Sebti, S.M., Hamilton, A.D.(2005) Design, synthesis, and evaluation of potent and selective benzoyleneurea-based inhibitors of protein geranylgeranyltransferase-I, Bioorg. Med. Chem. 13, 677-688
【非特許文献4】Peterson, Y.K., Kelly, P., Weinbaum, C.A., Casey, P.J. (2006) A Novel Protein Geranylgeranyltransferase-I Inhibitor with High Potency, Selectivity and Cellular Activity, J. Biol. Chem.
【非特許文献5】O'Regan, R.M., Khuri, F.R. (2004) Farnesyl transferase inhibitors: the next targeted therapies for breast cancer? Endocr. Relat. Cancer 11, 191-205
【非特許文献6】Farnesyltransferase inhibitors in cancer therapy (eds. Sebti, S.M. and Hamilton, A.D.) Humana Press
【非特許文献7】Oualid, F.E., van den Elst, H., Leroy, I.M., Pieterman, E., Cohen, L.H., Burm, B.E.A., Overkleeft, H.S., van der Marel, G.A., Overhand, M. (2005) A Combinatorial Approach toward the Generation of Ambiphilic Peptide-Based Inhibitors of Protein:Geranylgeranyl Transferase-I, J. Comb. Chem. 7, 703-713
【非特許文献8】Richter, H.; Walk, T.; Holtzel, A.; Jung, G. "Polymer Bound 3-Hydroxy-2-methylidenepropionic Acids. A Template for Multiple Core Structure Libraries" J. Org. Chem. 1999, 64, 1362-1365
【非特許文献9】Purandare, A. V.; Gao, A.; Poss, M. A. "Solid-phase synthesis of 'diverse' heterocycles" Tetrahedron Lett. 2002, 43, 3903-3906
【非特許文献10】Huang, X.; Liu, Z. "Solid-Phase synthesis of 4(1H)-Quinolone and Pyrimidine Derivatives Based on a New Scaffold-Polymer-Bound Cyclic Malonic Acid Ester" J. Org. Chem. 2002, 67, 6731-6737
【非特許文献11】Couladouros E. A.; Strongilos, A. T. "Generation of Libraries of Pharmacophoric Structures with Increased Complexity and Diversity by Employing Polymorphic Scaffolds" Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 3677-3680
【非特許文献12】Bertozzi, F.; Gundersen, B. V.; Gustafsson, M.; Olsson, R. "A Combinatorial Scaffold Approach Based upon a Multicomponent Reaction" Org. Lett. 2003, 5, 1551-1554
【非特許文献13】Taylor, S. J.; Taylor, A. M.; Schreiber, S. L. "Synthetic Strategy toward Skeletal Diversity via Solid-Supported, Otherwise Unstable Reactive Intermediates" Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 1681-1685
【非特許文献14】Tempest, P.A. and Armstrong, R.W. (1997) Cyclobutenedione derivatives on solid support: Toward multiple core structure libraries. J. Am. Chem. Soc. 119, 7607-7608
【非特許文献15】Ding, S.; Gray, N. S.; Wu, X.; Ding, Q.; Schultz, P. G. "A Combinatorial Scaffold Approach toward Kinase-Directed Heterocycle Libraries" J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1594-1596
【非特許文献16】Kwon, O.; Park, S. B.; Schreiber, S. L. "Skeletal Diversity via a Branched Pathway: Efficient Synthesis of 29,400 Discrete, Polycyclic Compounds and Their Arraying into Stock Solutions" J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13402-13404
【非特許文献17】Burke, M. D.; Berger, E. M.; Schreiber, S. L. "Generating Diverse Skeletons of Small Molecules Combinatorially" Science 2003, 302, 613-618。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0011】
したがって、より一貫した反応条件を使用することができ、多様性志向の合成においてより一貫した収率が得られる多反応性コア分子を同定することが未だ必要とされている。新規なGGTI化合物の必要性が存在する。K−Ras4Bに対して特異的なGGTIの必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【0012】
本発明の一部の例示的な実施形態は、式
【0013】
【化1】

【0014】
[式中、Jは、水素であり、又はC−Cのアルキル及びハロゲンからなる群から選択される1〜2個の置換基であり、
Gは、
【0015】
【化2】

【0016】
(式中、Eは、水素、C−Cのアルキル及びハロゲンからなる群から選択される)であり、
Wは、環状、線状、又は分枝の、炭素数2〜8個のアルキル、非置換のフェニル、及びC−Cのアルキル、水素、又はハロゲンで置換されているフェニルからなる群から選択され、
X−Yは、
【0017】
【化3】

, 及び


【0018】
(式中、Aは、
【0019】
【化4】

【0020】
と−CO
(式中、Mは、水素及び炭素数1〜2のアルキルからなる群から選択され、
nは、0〜3個の間の炭素であり、
Rは、アミノ酸の任意のα置換基である)とからなる群から選択され、
Zは、S−U
(式中、Uは、炭素数2〜10のアルキルからなる群から選択される)である)からなる群から選択される]を有する化合物及びその化合物の塩に関する。
【0021】
本発明の一部の例示的な実施形態は、式
【0022】
【化5】

【0023】
を有する化合物又はその塩に関する。
【0024】
本発明の一部の例示的な実施形態は、式
【0025】
【化6】

【0026】
を有する化合物又はその塩に関する。
【0027】
本発明の一部の例示的な実施形態は、式
【0028】
【化7】

【0029】
を有する化合物に関する。
【0030】
本発明の一部の例示的な実施形態において、化合物又はその塩は、タンパク質プレニルトランスフェラーゼの活性を阻害する。本発明はまた、本発明の化合物又は塩と、薬学的に許容される担体又は希釈剤とを含む医薬組成物に関する。
【0031】
本発明の一部の例示的な実施形態は、本発明の化合物又は塩を、GGTase Iの活性を阻害するのに十分な量で、細胞に投与することを含む方法に関する。
【0032】
本発明の一部の例示的な実施形態は、本発明の化合物又は塩を、癌細胞の増殖を阻害するのに十分な量で投与することを含む方法に関する。癌は、膵臓癌、白血病、乳癌、肺癌、大腸癌、卵巣癌、胃癌、及び前立腺癌であってよいが、これらに限らない。一部の実施形態では、癌細胞は、GGTase Iで修飾されたタンパク質を含む。
【0033】
本発明の一部の例示的な実施形態は、癌治療を必要としている被検体に、本発明の医薬組成物を、タンパク質プレニルトランスフェラーゼの活性を阻害するのに十分な量で投与することを含む方法に関する。
【0034】
本発明の一部の例示的な実施形態は、本発明の化合物のGGTase Iの阻害活性を測定することを含む方法に関する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0035】
本発明の実施形態を以下に詳細に考察する。実施形態を記述する際、明瞭を期するため、特定の用語を使用している。しかし本発明は、このように選択した特定の用語に限定されることを意図しない。関連分野の当事者は、本発明の趣旨及び範囲から外れることなしに、他の相当する部分が使用可能であり、他の方法が開発されることを認識するであろう。本明細書中に引用されるすべての参照は、それぞれが個別に取り込まれるかのごとく、参照によって取り込まれる。
【0036】
GGTase Iが、抗癌剤の創薬の魅力的な標的でもある理由はいくつかある。第一に、RhoA及びRacなどのRhoタンパク質は、変換を亢進するのに肝要である。実際に、ペプチド模倣のGGTase I阻害剤は、癌細胞の増殖を阻害する見込みを示した。G0/G1期での細胞周期の停止は、GGTase I阻害剤で一貫して観察された。
【0037】
第2に、ゲラニルゲラニル化したタンパク質の1つであるRhoCが、癌転移に関与しているタンパク質として同定された。以下を参照されたい:(a)Clark, E.A., Golub, T.R., Lander, E.S. and Hynes, R.O. (2000) Genomic analysis of metastasis reveals an essential role for RhoC. Nature 406, 466-467、(b)Hakem, A., Sanchez-Sweatman, You-Ten, A., Duncan, G., Wakeham, A., Khokha, R. and Mak, T.W. (2005) RhoC is dispensable for embryogenesis and tumor initiation but essential for metastasis. Genes & Develop. 19, 1974-1979。したがって、RhoCのゲラニルゲラニル化を阻害することによって、RhoCの機能を遮断することは、転移を阻害する有効な方法を提供する。第3に、GGTIは、K−Ras4Bの代わりのプレニル化の阻害に有用となり得る。
【0038】
K−ras4Bのゲラニルゲラニル化を特異的に阻害するが、RhoAのゲラニルゲラニル化を阻害しないGGTIが重要である。なぜなら、GGTIは、現在利用可能なFTIの主要な弱点の一つを克服する方法を提供し得るからである。FTIは、FTaseを強力に阻害できる一方、このタンパク質は、GGTase Iによる修飾を受けるので、K−Rasを阻害することができない。Tamanoi, F., Gau, Edamatsu, H., Jiang, C. and Kato-Stankiewicz, J. (2001) Protein farnesylation in mammalian cells, Cell Mol. Life Sci. 58, 1-44を参照されたい。FTI及びGGTIを組み合わせた使用、並びにFTase及びGGTase Iの両方を阻害することができる2つの特異性を有するFTIの使用が試みられてきた。Lobell, R.B., Liu, D., Buser, C.A., Davide, J.P., DePuy, E., Hamilton, K., Koblan, K.S., Lee, Y.,, Mosser, S., Motzel, S.L., Abbruzzese, J.L., Fuchs, C.S., Rowinsky, E.K., Rubin, E.H., Sharma, S., Deutsch, P.J., Mazina, K.E., Morrison, B.W., Wildonger, L., Yao, S.L. and Kohl, N.E. (2002) Preclinical and clinical pharmacodynamic assessment of L-778,123, a dual inhibitor of farnesyl:protein transferase and geranylgeranyl:protein transferase type-I. Mol. Cancer Ther. 1, 747-758を参照されたい。K−Ras4Bに対する特異性を有するGGTIの生成は、他のゲラニルゲラニル化タンパク質に影響を及ぼさずに、K−Rasの作用を阻害し得る。そのような基質特異性のGGTIは、次いでFTIと組み合わせることによって、すべてのH、N、K−Rasタンパク質を阻害することができる。
【0039】
化学的定義
特に指定のない限り、以下の化学的な定義を、以下のセクションにわたって使用する。
【0040】
本明細書で使用する場合、「アルキル」という用語は、分枝した又は分枝していない炭化水素鎖、好ましくは約1〜約8個の炭素を有する、例えばメチル、エチル、n−プロピル、イソプロピル、n−ブチル、sec−ブチル、iso−ブチル、tert−ブチル、2−メチルペンチルペンチル、ヘキシル、イソヘキシル、ヘプチル、4,4−ジメチルペンチル、オクチル、2,2,4−トリメチルペンチルなどを表わす。「置換されているアルキル」は、1種又は複数の官能基で置換されていてもよいアルキル基を含み、例えばヒドロキシル、ブロモ、フルオロ、クロロ、ヨード、メルカプト又はチオ、シアノ、アルキルチオ、ヘテロシクリル、アリール、ヘテロアリール、カルボキシル、カルバルコイル(carbalkoyl)、アルキル、アルケニル、ニトロ、アミノ、アルコキシル、アミドなどの鎖に結合することによって、例えばトリフルオロメチル、3−ヒドロキシヘキシル、2−カルボキシプロピル、2−フルオロエチル、カルボキシメチル、シアノブチルなどのアルキル基を形成してもよい。「嵩高いアルキル」は、シクロアルキル及び炭素数4〜8個の分枝鎖アルキルを含む。
【0041】
「シクロアルキル」という用語は、単独又は別の基の一部として本明細書中で使用する場合、飽和又は部分的に不飽和の(2個以上の二重結合を含有する)、1〜3個の環を含有する、単環のアルキル、二環のアルキル、及び三環のアルキルを含めた環状炭化水素基を含み、環を形成する合計3〜20個の炭素、環を形成する好ましくは3〜10個の炭素を含み、アリールに対する記載の通り、1個又は2個の芳香環と縮合してもよく、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロデシル、及びシクロドデシル、シクロヘキセニルなどを含む。「置換されているシクロアルキル」は、2個以上の置換基、例えばハロゲン、アルキル、アルコキシ、ヒドロキシ、アリール、アリールオキシ、アリールアルキル、シクロアルキル、アルキルアミド、アルカノイルアミノ、オキソ、アシル、アリールカルボニルアミノ、アミノ、ニトロ、シアノ、チオール及び/又はアルキルチオ及び/又は「置換されているアルキル」の定義に含まれるいずれの置換基などで置換されていてもよいシクロアルキル基を含む。例えば、
【0042】
【化8】

【0043】
などである。
【0044】
特に指定しない限りは、「アルケニル」という用語は、単独又は別の基の一部として本明細書で使用する場合、直鎖内の2〜20個の炭素、好ましくは2〜12個の炭素、より好ましくは2〜8個の炭素の、直鎖又は分枝鎖の基を指し、直鎖内に1種又は複数の二重結合を含む、例えばビニル、2−プロペニル、3−ブテニル、2−ブテニル、4−ペンテニル、3−ペンテニル、2−ヘキセニル、3−ヘキセニル、2−ヘプテニル、3−ヘプテニル、4−ヘプテニル、3−オクテニル、3−ノネニル、4−デセニル、3−ウンデセニル、4−ドデセニル、4,8,12−テトラデカトリエニルなどである。「置換されているアルケニル」は、1種又は複数の置換基、例えば上記の「置換されているアルキル」及び「置換されているシクロアルキル」の定義に含まれている置換基などで置換されていてもよいアルケニル基を含む。
【0045】
「アルキニル」という用語は、単独又は別の基の一部として本明細書で使用する場合、直鎖内の炭素数2〜20、好ましくは炭素数2〜12、より好ましくは炭素数2〜8の、直鎖又は分枝鎖の基を指し、直鎖内に1種又は複数の三重結合を含む、例えば2−プロピニル、3−ブチニル、2−ブチニル、4−ペンチニル、3−ペンチニル、2−ヘキシニル、3−ヘキシニル、2−ヘプチニル、3−ヘプチニル、4−ヘプチニル、3−オクチニル、3−ノニニル、4−デシニル、3−ウンデシニル、4−ドデシニルなどである。「置換されているアルキニル」は、1種又は複数の置換基、例えば上記の「置換されているアルキル」及び「置換されているシクロアルキル」の定義に含まれている置換基などで置換されていてもよいアルキニル基を含む。
【0046】
「アリールアルキル」、「アリールアルケニル」及び「アリールアルキニル」という用語は、単独又は別の基の一部として使用する場合、上述のように、アリール置換基を有するアルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基を指す。例示的なアリールアルキルの例は、ベンジル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、フェネチル、ベンズヒドリル、及びナフチルメチルなどを含むが、これらに限らない。「置換されているアリールアルキル」は、アリール部分が1種又は複数の置換基、例えば上記の「置換されているアルキル」及び「置換されているシクロアルキル」の定義に含まれていた置換基などで置換されていてもよいアリールアルキル基を含む。
【0047】
「アリールアルキル」、「アリールアルケニル」及び「アリールアルキニル」という用語は、単独又は別の基の一部として使用する場合、上述のように、アリール置換基を有するアルキル基、アルケニル基、及びアルキニル基を指す。例示的なアリールアルキルの例は、ベンジル、2−フェニルエチル、3−フェニルプロピル、フェネチル、ベンズヒドリル、及びナフチルメチルなどを含むが、これらに限らない。「置換されているアリールアルキル」は、アリール部分が1種又は複数の置換基、例えば上記の「置換されているアルキル」及び「置換されているシクロアルキル」の定義に含まれていた置換基などで置換されていてもよいアリールアルキル基を含む。
【0048】
「ハロゲン」又は「ハロ」という用語は、本明細書で単独又は別の基の一部として使用する場合、塩素、臭素、フッ素、及びヨウ素を指す。
【0049】
「ハロゲン化したアルキル」、「ハロゲン化したアルケニル」及び「アルキニル」」という用語は、本明細書で単独又は別の基の一部として使用する場合、フッ素、塩素、臭素、フッ素、及びヨウ素から選択される1種又は複数の原子によって置換されている「アルキル」、「アルケニル」及び「アルキニル」を指す。
【0050】
「アリール」又は「Ar」という用語は、本明細書で単独又は別の基の一部として使用する場合、その環部分(1−ナフチル及び2−ナフチルを含めたフェニル又はナフチルなど)に6〜10個の炭素を含有する単環式及び多環式の芳香族基を指し、環状炭素又は複素環(アリール、シクロアルキル、ヘテロアリール又はシクロヘテロアルキルの環など)に融合した1〜3個の追加の環を含んでもよい。
【0051】
「置換されているアリール」は、1種又は複数の官能基、例えばハロ、ハロアルキル、アルキル、ハロアルキル、アルコキシ、ハロアルコキシ、アルケニル、トリフルオロメチル、トリフルオロメトキシ、アルキニル、シクロアルキルアルキル、シクロヘテロアルキル、シクロヘテロアルキルアルキル、アリール、ヘテロアリール、アリールアルキル、アリールオキシ、アリールオキシアルキル、アリールアルコキシ、アルコキシカルボニル、アリールカルボニル、アリールアルケニル、アミノカルボニルアリール、アリールチオ、アリールスルフィニル、アリールアゾ、ヘテロアリールアルキル、ヘテロアリールアルケニル、ヘテロアリールヘテロアリール、ヘテロアリールオキシ、ヒドロキシ、ニトロ、シアノ、アミノ、アミノが1又は2個の置換基(アルキル、アリール又は定義の中で述べられている他の任意のアリール化合物)を含む置換アミノ、チオール、アルキルチオ、アリールチオ、ヘテロアリールチオ、アリールチオアルキル、アルコキシアリールチオ、アルキルカルボニル、アリールカルボニル、アルキルアミノカルボニル、アリールアミノカルボニル、アルコキシカルボニル、アミノカルボニル、アルキルカルボニルオキシ、アリールカルボニルオキシ、アルキルカルボニルアミノ、アリールカルボニルアミノ、アリールスルフィニル、アリールスルフィニルアルキル、アリールスルホニルアミノ又はアリールスルホンアミノカルボニル及び/又は本明細書中で設定した任意のアルキル置換基などで置換されていてもよいアリール基を含む。
【0052】
「複素環式」又は「ヘテロ環」という用語は、本明細書で使用する場合、非置換又は置換されている、安定した5〜10員の単環式の環系を表し、この環系は、飽和又は不飽和であってよく、炭素原子と、N、0又はSから選択される1〜4個のヘテロ原子とからなり、この中で窒素及び硫黄のヘテロ原子が酸化していてもよく、窒素ヘテロ原子は、四級化していてもよい。複素環式の環は、安定な構造をもたらす任意のヘテロ原子又は炭素原子に付加してもよい。そのような複素環式の基の例は、ピペリジニル、ピペラジニル、オキソピペラジニル、オキソピペリジニル、オキソピロリジニル、オキソアゼピニル、アゼピニル、ピロリル、ピロリジニル、フラニル、チエニル、ピラゾリル、ピラゾリジニル、イミダゾリル、イミダゾリニル、イミダゾリジニル、ピリジル、ピラジニル、ピリミジニル、ピリダジニル、オキサゾリル、オキサゾリジニル、イソオキサゾリル、イソキサゾリジニル,モルホリニル、チアゾリル、チアゾリジニル、イソチアゾリル、チアジアゾリル、テトラヒドロピラニル、チアモルホリニル、チアモルホリニルスルホキシド、チアモルホリニルスルホン、及びオキサジアゾリルを含むが、これらに限らない。「複素環式芳香族」という用語は、本明細書で単独又は別の基の一部として使用する場合、窒素、酸素、又は硫黄などの1、2、3又は4個のヘテロ原子を含む5又は7員環の芳香環と、アリール、シクロアルキル、ヘテロアリール又はヘテロシクロアルキル環(例えばベンゾチオフェニル、インドリル)に縮合したような環とを指し、可能なN−オキサイドを含む。「置換されているヘテロアリール」は、1〜4個の置換基、例えば上記の「置換されているアルキル」及び「置換されているシクロアルキル」の定義に含まれている置換基で置換されていてもよいヘテロアリール基を含む。ヘテロアリール基の例は、
【0053】
【化9】

【0054】
などを含む。
【0055】
I. [パイロットライブラリの作成及びスクリーニング]
多様性志向の合成に付随する問題を克服するために、アレノエートを多反応性コア分子として使用し、同様の反応条件(ホスフィン触媒反応)下でアレノエート(allenoates)と反応させる別グループの構成単位(イミン、アルデヒド及びマレイミド)を使用する手法を開発した。これにより、ジヒドロピロール及びテトラヒドロピリジンを初めとする多様な化合物が生成された。
【0056】
アレノエートを多反応性コア分子として用いて、パイロットライブラリを構築した。このパイロットライブラリにおいて、タンパク質ファルネシルトランスフェラーゼ(FTase)を阻害する化合物、すなわちファルネシルトランスフェラーゼ阻害剤(FTI)と、タンパク質ゲラニルゲラニルトランスフェラーゼI型(GGTase I)を阻害する化合物、すなわちゲラニルゲラニルトランスフェラーゼI型阻害剤(GGTI)とをスクリーニングした。このような酵素は、Ras、Rheb、及びRhoなどのシグナル伝達タンパク質の修飾を触媒するので、小分子阻害剤は、抗癌治療剤となり得る。4,314種の化合物を合成し、改善した阻害効力を有する化合物に関してスクリーニングした。以下でさらに考察する通り、このような化合物の構造活性の関係に関する研究において、最初にヒットした骨格(scaffold)環構造の芳香族置換に関する特定の置換パターンの重要性が指摘された。
【0057】
[アレノエートの化学的性質に基づくパイロットライブラリの構築]
ホスフィン触媒作用条件下で、アレノエートをイミン、アルデヒド、及びマレイミドと反応させることにより、ジヒドロピロール、テトラヒドロピリジン、二環のスクシンイミド、ジオキサンイリデン、及びジヒドロフランを含めた一連の化合物を生成することによって、パイロットライブラリを構築した。パイロットライブラリ用に生成した171の化合物を図1に例示する。
【0058】
[タンパク質ゲラニルゲラニルトランスフェラーゼI型の新規な阻害剤の同定]
パイロットライブラリにおいて、タンパク質ゲラニルゲラニルトランスフェラーゼI型の阻害剤をスクリーニングした。タンパク質プレニルトランスフェラーゼアッセイは、濾過結合を用いて行った。2つの異なる基質RhoA及びK−Ras4Bをアッセイに使用した。RhoAは、CaaLモチーフで終わり、GGTase Iの独占的基質であるのに対し、K−Ras4Bは、CaaXモチーフで終わり、GGTase I及びFTaseの両方で修飾されている。CaaXモチーフに近接した一続きのリジンからなる多塩基のドメインの存在によって、GGTase IによるこのCaaXモチーフの認識が可能となる。したがって、RhoA及びK−Ras4Bは、この酵素の2つの非常に異なる基質であり、1つの基質が別の基質に対して引き起こす反応に対し、優先的な阻害を示す小分子阻害剤を同定することは興味深い。
【0059】
この171種の化合物のパイロットライブラリのスクリーニングの結果、図2に示す3つのグループの化合物が同定された。アッセイにおいて濃度を100μMに固定し、RhoA(縦軸)とK−Ras4B(横軸)との阻害について、結果をプロットした。P2−D5、P2−D7、P2−D8、P2−D9及びP2−D10を含有する化合物のグループは、RhoA及びK−Ras4Bを基質として用いる場合と同様にGGTase Iを阻害する。C2でアリール置換基が欠損しているP2−D5以外は、これらは、2,6−ジアリール−N−トシル−1,2,5,6−テトラヒドロピリジン−3−カルボン酸である。第2のグループの化合物、P2−F10、P2−F12、P2−G3、及びP2−G6は、K−Ras4Bを基質として用いた場合、いくらかより強い阻害を示す。特にP2−F10は、K−Ras4Bを基質として用いた場合は、GGTase Iの有意な阻害を実証する一方で、RhoAを基質として用いた場合、実質上何の阻害も観察されなかった。既知のGGTI化合物であるGGTI−298及びGGTI−2166は、RhoAによって生じるGGTase Iの活性を、K−Ras4Bによって生じるGGTase I活性よりもわずかに良く阻害するということを指摘するのは価値がある(図17)。この化合物のグループは、5−アルキル−2−アリール−N−トシ(tosy)−2,5−ジヒドロピロール−3−カルボン酸の構造を有するが、これは、以前に記述したテトラヒドロピリジンモチーフとは異なる。
【0060】
上記2グループと異なる別の化合物も同定した。P1−F10と標識したこの化合物は、基質としてRhoAを用いた場合にはGGTase−Iを阻害したが、K−Ras4Bを基質として用いた場合は、実質上何の阻害も見られなかった。同定したGGTIは、同じ濃度でFTaseを阻害しなかった。
【0061】
一部の化学物質は、高濃度で凝集体を形成し、このような凝集体は、様々な酵素反応を阻害することが報告された。以下を参照されたい。(a)McGovern, S.L., Caselli, E., Grigorieff, N. and Shoichet, B.K. (2003) A common mechanism underlying promiscuous inhibitors from virtual and high-throughput screening. J. Med. Chem. 45, 1712-1722。(b)McGovern, S.L., Helfand, B.T., Feng, B. and Shoichet, B.K. (2003) A specific mechanism of nonspecific inhibition. J. Med. Chem. 46, 4265-4272。この可能性を排除するために、このような凝集体の形成を阻止することができる清浄剤を付加できる。図3からわかるように、観察されたGGTase Iの阻害は、清浄剤の存在(0.01%TritonX-100)に影響されなかった。同様に、観察されたすべての阻害は、清浄剤の存在下で再現することができた。
【0062】
[タンパク質ファルネシルトランスフェラーゼの新規な阻害剤の同定]
このパイロットライブラリをさらに特徴づけるために、タンパク質ファルネシルトランスフェラーゼの阻害剤を同定した。これは、基質タンパク質としてK−Ras4Bと、トリチウム標識したファルネシルピロリン酸([H]FPP,franesylpyrophosphate)と、タンパク質ファルネシルトランスフェラーゼとを用いて実施した。Finegold, A.A., Johnson, D.I., Farnsworth, C.C., Gelb, M.H., Judd, S.R., Glomset, J.A. and Tamanoi, F. (1991) Protein geranylgeranyltransferase of Saccharomyces cerevisiae is specific for Cys-Xaa-Xaa-Leu motif and requires the CDC43 gene product but not the DPRI gene product. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 88, 4448-4452を参照されたい。このスクリーニングにより、図4に示す6種のヒットした化合物を同定した。興味深いことに、化合物P1−E11、P1−F1、及びP1−F2は、上でGGTI化合物として同定したものとはっきり異なる共通構造を含有している。一方で、化合物P1−F11、P2−B7、及びP2−E9の構造は、GGTIのものと類似している。FTI P1−F11は、GGTI P1−F10と類似しており、FTI P2−B7は、GGTI P2−C10と類似している。FTI P2−E9は、GGTI P2−G3と同様である。一部のGGTI及びFTI化合物の類似性は、この2種の密接に関連した酵素間に共通な構造上の特徴があることを示唆している可能性がある。前記の通り、FTase及びGGTase Iは、同様の三次元構造を有し、αサブユニットを共有している。一方では、FTaseに特異的な阻害剤は、この2種の酵素間で異なる領域(複数可)があることを認識し得る。ここで同定するFTIは、FTaseを阻害する濃度ではGGTase Iの阻害が弱くなることを示している。
【0063】
[化合物ライブラリのさらなる多様化及び改善したGGTI化合物の同定]
本明細書中に記載する多様性志向のライブラリを用いることの利点は、リード化合物に関連する多数の化合物を速く合成することが可能なことである。固体担体の分割プール合成は、空間的に分離した多数の化合物を生成する最も速く、最も効果的な方法の一つである。以下を参照されたい。(a)Furka, A.; Sebestyen, F.; Asgedom, M.; Dibo (1988), in Highlights of Modern Biochemistry, Proceedings of the 14th International Congress of Biochemistry, Prague, Czechoslovakia (VSP, Utrecht, Netherlands), 13, 47。(b)Furka, A.; Sebestyen, F.; Asgedom, M.; Dibo (1991), Int. J. Pept. Protein Res. 37, 487。(c)Houghton, R. A.; Pinilla, C.; Blondelle, S. E.; Appel, J. R.; Dooley, C. T.; Cuervo, J. H. (1991) "Generation and use of synthetic peptide combinatorial libraries for basic research and drug discovery" Nature 354, 84-86。(d)Lam, K. S.; Salmon, S. E.; Hersh, E. M.; Hruby, V. J.; Kazmierski, W. M.; Knapp, R. J. (1991) "A new type of synthetic peptide library for identifying ligand-binding activity" Nature 354, 82-84。(e)Obrecht, D.; Villalgordo, J. M. (1998) Solid-Supported Combinatorial and Parallel Synthesis of Small-Molecular-Weight Compound Libraries, Elsevier Science Ltd, Oxford。IRORI社製 NanoKanシステム又はSynPhase(商標)ランタンを使用することにより、化学コード化の必要がなく、ビーズを用いる場合よりも所与の化合物に対してより多くの物質が提供される。このようなシステムについてのより詳しい情報は、www.discoverypartners.com/products/irori_tech_nanokan.html又はwww.synphase.com/combichem/lanterns.htmlで見ることができる。SynPhaseランタンを使用することに決定したが、一当業者として、本明細書中に記載の本発明は、SynPhaseランタン(Mimotopes Pty社, Victoria, Australiaから市販されている)の使用に限定されないことを理解されたい。
【0064】
このSynPhaseランタンは、見かけは円柱状の強固及び非反応性のベースポリマー上にグラフトした移動可能な表面ポリマー(ポリスチレンなど)からなる。SynPhaseランタンは、3つの異なるサイズがそろっており、添加量は、15μmol、35μmol、及び75μmolである。典型的なアッセイには、1nmolの小さい有機の分子が必要とされることから、15〜75μmolの化合物は、複数のアッセイ用に十分なだけの量の化学物質を提供する。グラフトした移動相の下にランタンの強固なポリマーの支持体があるので、秤量の必要がなく、樹脂に比べて取り扱いが簡単である。
【0065】
4,314種もの化合物へと多様化した全体の反応配列を図5に示す。ポリマー支持体上の合成経路の検証は、樹脂結合したアレノエート2及び3の形成とともに開始される。最適の添加手順により、アレン酸は、Mukaiyama試薬を用いてWang樹脂1でグラフトしたSynPhase-PSランタンのベンジルアルコールと結合した。以下を参照されたい。(a)Mukaiyama, T.; Usui, M.; Shimada, E.; Saigo, K. (1975) "A Convenient Method for the Synthesis of Carboxylic Esters" Chem. Lett. 1045-1048。(b)Mukaiyama, T.; Toda, H.; Kobayashi, S. (1976) "Betaine as an Effective Acid Captor: A Convenient Method for the Synthesis of Carboxylic Esters" Chem. Lett. 13-14。(c)Saigo, K.; Usui, M.; Kikuchi, K.; Shimada, E.; Mukaiyama, T. (1977) "New Method for the Preparation of Carboxylix Esters" Bull. Chem. Soc. Jpn. 50, 1863-1866。ポリマーで支持されたアレノエート2及び3とN−スルホニル−アリールイミンとの間のホスフィン触媒による環化反応は、順調に進行し、ポリマー結合のジヒドロピロール4及びテトラヒドロピリジン5が得られた。ヘテロ環4及び5はその樹脂が切断され、フラッシュカラムクロマトグラフィー(FCC,flash column chromatography)を経て、酸6及び7が91〜92%の収率(理論的添加量15DM/ランタン)で得られた。n−ブチルリチウムを塩基として用いて、4及び5へのチオールのマイケル付加反応により8及び9を得て、これらをトリフルオロ酢酸(TFA,trifluoroacetic acid)の仲介により切断すると、10及び11が生じた。Miyata, O.; Shinada, T.; Ninomiya, I.; Naito, T.; Date, T.; Okamura, K.; Inagaki, S. (1991) "Stereospecific Nucleophilic Addition Reactions to Olefins. Addition of Thiols to α,β-Unsaturated Carboxylic Acid Derivatives" J. Org. Chem. 56, 6556-6564を参照されたい。10及び11の相対的な立体化学をX線結晶解析で確認した。5にTebbe反応を行うことにより、5つの固体結合のエノールエーテル12が得られ、これを塩化水素(HCl)の影響下でポリマー支持体から切断することによって、全収率92%で13を生成した。以下を参照されたい。(a)Ball, C. P.; Barrett, A. G. M.; Commercon, A.; Compere, D.; Kuhn, C.; Roberts, R. S.; Smith, M. L.; Venier, O. (1998) "Chameleon Catches in Combinatorial Chemistry: Tebbe Olefination of Polymer Supported Esters and the Synthesis of Amines, Cyclohexanones, Enones, Methyl Ketones and Thiazoles" Chem. Commun. 2019-2020。(b)Barrett, A. G. M.; Procopiou, p. A.; Voigtmann, U. (2001) "Solid-Phase Synthesis of Isoxazoles Using Vinyl Ethers as Chamelon Catches" Org. Lett. 3, 3165-3168。(d)Mori, A.; Yamamoto, H. (1985) "Resolution of Ketones via Chiral Acetals. Kinetic Approach" J. Org. Chem., 50, 5444-5446。(e)Lienhard, G. E.; Wang, T. (1969) "On the Mechanism of Acid-Catalyzed Enolization of Ketones" J. Am. Chem. Soc. 91, 1146-1153。
【0066】
GGTIのヒットの類似体を合成するための反応経路を固体担体上に検証した後(図5の6及び7参照)、構成単位を購入/作製した。構成単位の調製に関与した化学反応は以下の通りである(図6)。γ置換のアレン酸17は、対応するγ置換のアレノエート16から誘導され、γ置換のアレノエート16は、次にホスホラン14及び酸塩化物15の間の反応によって生成した。Lang, R. W.; Hansen, H.-J. (1990) "α-Allenic Esters from α-Phosphoranylidene Esters and Acid Chlorides: Ethyl 2,3-Pentadienoate" Org. Synth. Coll. Vol. 7, 232-235を参照されたい。ホスホラン14をアルキルハロゲン化物18で処置すると、ハロゲン化ホスホニウム19が得られた。ハロゲン化ホスホニウム19を、トリエチルアミン(2当量)及び塩(1当量)で処置し、α置換のアレノエート20へと変換させた。Scholz, D.; Weber-Roth, S.; Macoratti, E.; Francotte, E. (1999) "Expedient Synthesis of α-substituted α, β-unsaturated γ-amino acids (dipeptide memetics); Wittig reaction of α-amino aldehydes with α-substituted alkoxycarbonylphosphoranes" Synth. Commun. 29, 1143-1155を参照されたい。
【0067】
α置換のアレン酸21をエステル20のけん化によって調製した。適切なスルホンアミド22と、アルデヒド23と、触媒の酸との還流しているトルエン混合物から水を共沸除去することによって、N−スルホニルイミン24が形成した。以下を参照されたい:(a)McKay, W. R.; Proctor, G. R. (1981) "Removal of toluene-p-sulfonyl groups from sulfonamides. Part 4. Synthesis of phenylglyoxal imine monomers" J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1, 2435-2442、(b)Jennings, W. B.; Lovely, C. J. (1991) "The titanium tetrachloride induced synthesis of N-phosphinoylimines and N-sulfonylimines directly from aromatic aldehydes" Tetrahedron, 47, 5561-5568、(c)Love, B. E.; Raje, P. S.; Williams II, T. C. (1994) "Preparation of N-Tosylaldimines" Synlett 493-494、(d)Bilodeau, M. T.; Cunningham, A. M. (1998) "Solid-Supported Synthesis of Imidazoles: A strategy for Direct Resin-Attachment to the Imidazole Core" J. Org. Chem. 63, 2800-2801、(e)Chemla, F.; Hebbe, V.; Normant, J.-F. (2000) "An Easy Synthesis of Aliphatic and Aromatic N-Sulfonyl Aldimines" Synthesis, 75-77。
【0068】
図6で例示するように合成した構成単位を図7(γ−置換アレン酸17)、図8(α−置換アレン酸21)、及び図9(N−スルホニルイミン24)に示す。ライブラリ合成のために購入したその他の構成単位であるチオールを図10に示す。
【0069】
構成単位の合成が完了すると、これらの構成単位をGGTIの集中ライブラリの合成に取り込むかどうか試験によって決定する。最終の粗製生成物が高純度(1H NMR及びLC/MS分析による)となる可能性のあるものだけをライブラリの合成に使用するように構成単位を選択した。ライブラリの合成に選択された構成単位及び結果として得た化合物の数を図11に示す。特別の反応条件が必要な骨格は、別に作図している。
【0070】
2−アリール−N−スルホニル−2,5−ジヒドロピロール−3−カルボン酸(R1=Hが6つ)の合成に対して、30種のイミン(C01−C03、C06、C09−C16、C18、C19、C23、C24、C26−C31、C33、C36、C40−C44、C46)が、満足な結果を出し、30種の2−アリール−N−スルホニル−2,5−ジヒドロピロール−3−カルボン酸が生じた(図11A)。
【0071】
5−アルキル−2−アリール−N−スルホニル−2,5−ジヒドロピロール−3−カルボン酸6の合成に対して、10種のアレン酸(A02−A11)及び21種のイミン(C01−C03、C06、C09−C14、C16、C20、C23、C24、C26、C27、C29、C30、C33、C40、C41)を選択することによって、210(10×21)種の5−アルキル−2−アリール−N−スルホニル−2,5−ジヒドロピロール−3−カルボン酸がもたらされた(図11B)。
【0072】
5−アルキル−2−アリール−4−メルカプト−N−スルホニル−2,5−ジヒドロピロール−3−カルボン酸10に対して、7種のアレン酸(A05−A11)、25種のイミン(C01−C06、C09−C14、C16、C20、C21、C23、C24、C26、C27、C29、C30、C33、C35、C40、C41)、及び19種のチオール(E01、E02、E04、E06、E07、E16−E25、E28−E30、E32)を選択することによって、3,325(7×25×19)種の5−アルキル−2−アリール−4−メルカプト−N−スルホニル−2,5−ジヒドロピロール−3−カルボン酸が生じた(図11C)。
【0073】
6−アリール−N−スルホニル−1,2,5,6−テトラヒドロピリジン−3−カルボン酸7(R3=H)に対して、26種のイミン(C01−C06、C10、C12、C15、C16、C20、C21、C24、C25、C30、C33−C43)の選択が、26種の6−アリール−N−スルホニル−1,2,5,6−テトラヒドロピリジン−3−カルボン酸をもたらした(図11D)。
【0074】
3−アシル−6−アリール−N−スルホニル−1,2,5,6−テトラヒドロピリジン13に対して、25種のイミン(C01−C06、C10−C12、C15、C16、C20、C21、C24、C25、C30、C33−C43、C46)が満足な結果を提供し、これが25種の3−アシル−6−アリール−N−スルホニル−1,2,5,6−テトラヒドロピリジンをもたらした(図11E)。
【0075】
2,6−ジアリール−N−スルホニル−1,2,5,6−テトラヒドロピリジン−3−カルボン酸7に対して、11種のD−置換されているアレン酸(B02−B12)及び31種のイミン(C01−C06、C09−C13、C15、C19−C21、C23、C24、C26−C28、C30、C33、C35、C37−C43、C46)を選択し、結果として341(11×31)種の2,6−ジアリール−N−スルホニル−1,2,5,6−テトラヒドロピリジン−3−カルボン酸をもたらした(図11F)。
【0076】
6−アリール−4−メルカプト−N−スルホニル−ピペリジン−3−カルボン酸11に対して、21種のイミン(C01−C06、C10−C12、C15、C20、C25、C30、C35、C37−C41、C43、C46)及び17種のチオール(E01、E02、E04−E07、E09、E15、E16、E18、E21−E25、E28、E30)を選択し、357(21×17)種の6−アリール−4−メルカプト−N−スルホニル−ピペリジン−3−カルボン酸が得られた(図11G)。ライブラリのための化合物の合計数は、したがって4,314種の化合物となる。
【0077】
次のステップは、ヘテロ環ライブラリの分割プールの合成である(図5に示す)。提案するライブラリ合成の第一の分割ステップは、23の異なるアレン酸を、Wang樹脂のベンジルアルコールへ結合させることである。第2の分割ステップにおいて、樹脂に結合したアレノエート(MCM)は、求核のホスフィン触媒作用条件下でイミンと反応し、2つの特徴的ヘテロ環4及び5を生成する。最後の分割ステップは、チオールを用いての立体選択性のマイケル付加反応において、α、β不飽和エステル部分(MCF)を使用することによって、構造上の多様性をさらに増加させ、追加の2骨格、8及び9を得ることを含む。樹脂結合したヘテロ環4を有する240のランタン、5を有する357のランタン、8を有する3,325のランタン、及び9を有する357のランタンを個々のバイアルへ挿入し、塩化メチレン中の2.5%TFAで切断することによって、相当するカルボン酸を得た。ポリマー結合したヘテロ環5を有する25のランタンは、Tebbe試薬で処理し、エノールエーテル12を得て、これをアセトン中の0.1N HClで切断することによって25のエノン13を得た。樹脂結合のアレノエートを使用することによって、分割プール形式での、複素環式化合物の固相組合せ合成が促進された。SynPhase(商標)ランタンを使用することによって、化学コード化の必要性が緩和され、所与の化合物に対してより多くの物質が提供される。(a)Gerritz, S. W.; Norman, M. H.; Barger, L. A.; Berman, J.; Bigham, E. C.; Bishop, M. J.; Drewry, D. H.; Garrison, D. T.; Heyer, D.; Hodson, S. J.; Kakel, J. A.; Linn, J. A.; Marron, B. E.; Nanthakumar, S. S.; Navas, F. J., III. (2003) "High-Throughput Manual Parallel Synthesis Using SynPhase Crowns and Lanterns" J. Comb. Chem. 5, 110-117.(b)Feliu, L.; Subra, G.; Martinez, J.; Amblard, M. (2003) "Spiroimidazolidinone Library Derivatives on SynPhase Lanterns" J. Comb. Chem. 5, 356-361を参照されたい。添加量が15μmolのL−シリーズランタンをライブラリ合成に使用した。ライブラリの個々のメンバーの合成に使用した構成単位の識別情報は、有色のスピンドル及びコッグでコード化した。
【0078】
4,314の小分子を取得し、K−Ras4B及びRhoAに対するGGTase Iに対するその阻害活性を検査した。テトラヒドロピリジン及びピペリジン骨格を含有するライブラリのすべてのメンバーをスクリーニングした。このようなメンバーは、化合物7、11、及び13の749個に相当する。50μMの濃度で、80%を超えるGGTase Iの活性阻害性を示しているGGTI化合物を、図12、13及び14に示す。各表の第一の区画は、例示的な骨格の構造を含有する。各表の第一の列及び第一の段は、表に示したGGTI化合物の生成に使用される構成単位のリストである。GGTI構造の下の対の数字は、GGTI化合物存在下での、タンパク質K−Ras4B/RhoAに対するGGTase I活性の%である。数字が小さいほど、阻害がよいことを示す。両タンパク質に対する10%未満の活性(90%を超えた阻害)に下線を引いている。K−Ras4BよりもRhoAに対して有意に良い阻害は、括弧で囲っている。
【0079】
10のα−置換アレン酸(出現回数順でB06>B05>B07>B04=B02=B10>B03=B08=B09=B11)及び7のイミン(C40>C13>C15>C12=C27>C30=C24)を含有する2,6−ジアリール−N−スルホニル−1,2,5,6−テトラヒドロピリジン−3−カルボン酸7は、顕著な阻害活性を示す(図12)。
【0080】
個々の化合物の阻害活性の測定については、図19−1〜19−27を参照されたい。ラベル」の段は、各化合物の各登録に対する注釈(例えば、B01C01Tは、B01及びC01並びにTebbe反応で生成された化合物を意味し、BO1C0IE21は、構成単位B01、COI、及びE21で生成された化合物を意味する)を提供する。「Kras」の段は、その登録化合物の存在下で、タンパク質K−Ras4Bに対するGGTase Iの活性の%を提供する。
【0081】
GGTase Iの活性の%は、以下の通り測定した:1mMの濃度のDMSO中の各化合物を含有する希釈標準溶液を調製した。希釈標準溶液をGGTase I反応混合物に加え、化合物の最終濃度を50μMとする。GGTase I活性を、GGTase Iの存在下で、K−Ras4B又はRhoAタンパク質を有する[H]GGPPをインキュベートし、ろ紙にスポッティングすることによって基質タンパク質に取り込まれた放射能を検査することによってアッセイした。TCA、エタノール及びアセトンで洗浄後、フィルターに保持された放射能を、シンチレーションカウンターの使用によって測定した。DMSO存在下でのGGTase I活性を、100%の数値として取り、化合物の存在下での活性を、100%数値と比較した場合のパーセント活性として示した。図12の中の表は、367の化合物から選択された24の2,6−ジアリール−N−スルホニル−1,2,5,6−テトラヒドロピリジン−3−カルボン酸7を示す。エノン13は、活性のあるものがなく、カルボン酸部分がGGTI活性に重要であることを示した。6−アリール−4−メルカプト−N−スルホニルピペリジン−3−カルボン酸11に対して、4−メルカプト置換基がGGTase阻害活性の賦与に重大であるように見えた。4−フェネチルチオ部分(E15)を有する21の化合物のうちの16の化合物が活性を示した(図13)。4−クロロベンジルチオ置換基は、2番であった。この4−クロロベンジルチオ部分を含有する21の化合物のうちの12の化合物が活性を示した。4−ベンジルチオ置換基も優れていた。4−ベンジルチオ基を有する21のうちの7のピペリジンが活性を示した。出現率がより低い4−メルカプト置換基は、図14に概要を述べる。17のうちの9のチオール(E15>E09>E06>>E22>E05=E23=E21=E30>E24)が、GGTIに現れた。21のうちの19のイミン(C15>C12=C41>C40>C01=C11>C05=C10=C30=C35=C37=C38>C02、C03、C04、C06、C39=C43)が、GGTIに現れた。4のイミン、C15、C12、C41、及びC40は、3つを超えるGGTI化合物に現れたので、特に興味深い。これは、357の化合物のうちの47の6−アリール−4−メルカプト−N−スルホニル−ピペリジン−3−カルボン酸に匹敵する。このような71のGGTIが、K−Ras4BよりもRhoAに対してより良い阻害性を示した。中には、K−Ras4BよりもRhoAに対して100倍強い阻害活性を示したものもあった(例えば、化合物P4−G5=B01C15E05)。
【0082】
2つの化合物の阻害の用量依存を図15に示す。RhoAを基質に用いた場合のGGTase Iの阻害に対するIC50値は、P3−D9及びP3−E5では、それぞれ5及び7DMであった(P3−D9及びP3−E5の構造に関しては、図12を参照されたい)。同じ反応条件下で、既知のGGTI、GGTI−298及びGGTI−2166に対してそれぞれ、IC50値1.6及び0.5DMを測定した。P3−D9及びP3−E5によるGGTase I阻害への特異性を検査した。図16からわかるように、濃度を100μMに増加した場合でも、このような化合物によるFTase活性の阻害は観察されなかった。対照化合物として使用したFTI化合物(BMS225975)は、FTaseを阻害したが、GGTase Iを阻害しなかった。GGTI−298は、GGTase Iを阻害したが、FTaseではほとんど阻害は観察されなかった(P5−H6及びGGTI−298の構造に関しては、図17を参照されたい)。
【0083】
基質特異的なGGTI化合物の同定
発明者らによるスクリーニングによって、ある特定の基質を用いて、GGTaseの優先的な阻害を示す化合物の同定に至った。図17は、RhoA主導による活性よりもK−Ras4B主導によるGGTase I活性に対しより強い阻害性を再現性よく示したGGTI化合物の一覧である。例えば、新規な化合物P4−F1は、K−Ras4B主導によるGGTase I活性を阻害するが、RhoA主導によるGGTase I活性は阻害しない。
【0084】
図12の構造の分析は、GGTI活性をさらに改善するため、B02〜B07及び新しいイミンC47〜C49からなる2,6−ジアリール−N−スルホニル−1,2,5,6−テトラヒドロピリジン−3−カルボン酸7のライブラリが構築されることを示唆している(図18)。図13及び14のGGTI化合物を精査により、B01、新しいイミンC47〜C51、及びチオール(E15>E09>E06>>E22>E05)で構築された6−アリール−4−メルカプト−N−スルホニル−ピペリジン−3−カルボン酸11のライブラリがGGTI活性のさらなる改善のための次のステップであろうことが示された。
【0085】
II.GGTI化合物
本明細書中に記載したライブラリスクリーニング及び他のアッセイを通して、GGTase Iを阻害できる多数の化合物が同定された。このような化合物は、式
【0086】
【化10】

【0087】
[式中、Jは、水素であり、又はC−Cのアルキル及びハロゲンからなる群から選択される1〜2個の置換基であり、
Gは、
【0088】
【化11】

【0089】
(式中、Eは、水素、C−Cのアルキル及びハロゲンからなる群から選択される)であり、
Wは、環状、線状、又は分枝の、炭素数2〜8のアルキル、非置換のフェニル、及びC−Cのアルキル、水素、又はハロゲンで置換されているフェニルからなる群から選択され、
X−Yは、
【0090】
【化12】

, 及び

【0091】
(式中、Aは、
【0092】
【化13】

【0093】
と−CO
(式中、Mは、水素及び炭素数1〜2のアルキルからなる群から選択され、
nは、0〜3個の間の炭素であり、
Rは、アミノ酸の任意のα置換基である)とからなる群から選択され、
Zは、S−U
(式中、Uは、炭素数2〜10のアルキルからなる群から選択される)である)からなる群から選択される]を有する。
【0094】
一部の実施形態では、このような化合物は、骨格6、7、及び10に基づいてよい。このような骨格は、以下の構造を有する。
【0095】
【化14】





【0096】
骨格6に構築される化合物は、R1、P、及びR3に置換基を含み得る。R1は、線状又は分枝の、炭素数2〜6のアルキル、非置換のフェニル、及びC−Cのアルキル、水素、又はハロゲンで置換されているフェニルからなる群から選択してもよい。一部の実施形態では、R1は、tert−ブチル、シクロペンチルメチル、又は別の嵩高いアルキル、又はシクロアルキル基である。R1は、本明細書中では、Wとしても表わされる。
【0097】
一部の実施形態では、Pは保護基である。多くの保護基をPで使用してもよいが、以下の保護基が好ましい。
【0098】
【化15】

【0099】
Pは、本明細書中では、Gとしても表される。一部の実施形態では、Eは、水素、C−Cのアルキル、及びハロゲンからなる群から選択される。一部の実施形態では、Eはメチル基である。
【0100】
R3は、非置換のフェニル又は置換のフェニル環である。置換(Jとしても表わされる)は、フェニル環上の任意の位置であってよい。一部の実施形態では、Jは水素であり、又はC−Cのアルキル及びハロゲンからなる群から選択される1〜2個の置換基である。
【0101】
骨格6から構築してもよい化合物の一実施形態は、化合物UC−22(P5−H6とも呼ばれる)。この化合物は、以下の化学構造を有する。
【0102】
【化16】

【0103】
骨格6に基づく、GGTase I活性を阻害する一部の例示的な化合物を、表1に挙げる。
【0104】
【表1】

【0105】
骨格6に基づくことができるさらなる当該化合物を図2に挙げる。このような化合物は、P2−F10、P2−F12、P2−G3、及びP2−G6を含む。
【0106】
一部の実施形態において、GGTase I阻害性の化合物は、骨格7に基づくことができる。骨格7に基づく化合物は、R3、P、及びR2で置換基を含んでもよい。R3は、線状又は分枝の、炭素数2〜6のアルキル、非置換のフェニル、及びC−Cのアルキル、水素、又はハロゲンで置換されているフェニルからなる群から選択される。R3は、本明細書中では、Wとしても表わされる。
【0107】
一部の実施形態では、Pは、上述の通り保護基である。
【0108】
R2は、非置換のフェニル又は置換のフェニル環であってよい。この置換(Jとしても表わされる)は、フェニル環上の任意の位置であってよい。一部の実施形態では、Jは水素であり、又はC−Cのアルキル及びハロゲンからなる群から選択される1〜2個の置換基である。
【0109】
骨格7に基づくことのできる化合物の一実施形態は、化合物UC−23である(P3−ESとも呼ばれる)。この化合物は、以下の化学構造を有する。
【0110】
【化17】

【0111】
骨格7に基づく、GGTase Iの活性を阻害する一部の例示的な化合物には表2に挙げたものがある。
【0112】
【表2】

【0113】
骨格7に基づくことができるさらなる重要な化合物を図2に挙げる。このような化合物は、P2−D5、P2−D7、P2−D8、P2−D9、及びP2−D10を含む。
【0114】
骨格10を元に構築してもよい化合物は他にもある。骨格10を元に構築される化合物は、RI、P、R3、及びSR4の位置に置換基を含み得る。R1は、線状又は分枝の、炭素数1〜6のアルキル、非置換のフェニル、及びC−Cのアルキル、水素、又はハロゲンで置換されているフェニルからなる群から選択されてよい。R1は、本明細書中では、Wとしても表わされる。
【0115】
一部の実施形態では、Pは上述の通り保護基である。
【0116】
R3は、非置換のフェニル又は置換のフェニル環であってよい。置換(Jとしても表わされる)は、フェニル環の任意の位置であってよい。一部の実施形態では、Jは水素であり、又はC−Cのアルキル及びハロゲンからなる群から選択される、1−2個の置換基である。
【0117】
SR4は、チオールとして表すことができ、R4は、水素、炭素数2〜10のアルキルからなる群から選択される。
【0118】
骨格10を用いて構築された、GGTase I活性を阻害する一部の例示的な化合物には表3に挙げたものがある。
【0119】
【表3】



【0120】
本明細書中に挙げた骨格に基づく化合物は、例えば、図6に例示する合成方法を用いて調製してもよい。しかし一当業者として、他の合成方法も使用することができ、本発明は図6に例示する方法に限らないことを認識されたい。
【0121】
例示的な化合物mP5−H6を含めて他の化合物を以下の合成方法を用いて調製することができる。
【0122】
【化18】

【0123】
化合物mP5−H6は、この合成方法を用いて調製した。化合物mP5−H6は、上記の合成方法に示された構造を有し、以下の例に示されるGGTase Iの阻害活性を示す。
【0124】
本明細書中で記載する方法を用いて他の化合物も調製できる。一部の実施形態では、このような化合物は以下の化学構造を有する。
【0125】
【化19】

【0126】
nは1〜3として示される一方、一部の実施形態では、nは0となり得る。他の実施形態では、nは1、2、又は3である。
【0127】
本明細書中の化合物は、本明細書中に記載の合成方法を用いて作製し得る。当業者の1人として、ライブラリの一部として叙述及び記載されている様々な置換基を各骨格に加えることによって、本発明の範囲内に入る化合物を生成することができることを理解されたい。例えば、その置換基が、本明細書中の骨格に叙述されているか否かにかかわらず、表1、2、及び3に例示されている置換基を骨格6、7、又は10に配置してもよい。
【0128】
一当業者として、本明細書中に記載の化合物は、塩の形態(例えばナトリウム、カリウム、又は他の薬学的に許容される塩)又は結晶の形態で使用し得ることを理解されたい。一部の化合物、例えば、mP5−H6については、従来の方法を用いて容易に塩を調製することはできないが、一当業者として、塩を調製する代替法を使用してもよいことを理解されたい。本明細書中に記載の化合物の塩又は結晶の形態は、医薬組成物の一部として有用となり得る。
【0129】
III. [医薬組成物]
本発明の化合物は、本明細書中に定義する通り、本発明の化合物の治療有効量と、薬学的に許容される担体又は希釈剤を用いて調製された医薬組成物として有用である。
【0130】
本発明の化合物は、医薬組成物として配合することができ、治療を必要とする被検体、例えばヒトの患者などの哺乳動物などへ選択された投与経路に適応した様々な形態、例えば、経口により、経鼻により、腹腔内に、又は非経口的に、静脈内、筋肉内、局所的若しくは皮下の経路から、或いは組織への注射などで投与することができる。
【0131】
化合物を投与するのに適切な経口の形態は、ロゼンジ、トローチ、錠剤、カプセル剤、発泡性錠剤、口腔内崩壊錠、胃での保持時間を増加するように設計された浮動性錠剤、口腔パッチ、及び舌下錠を含む。
【0132】
本発明の化合物は、例えば経口的に、不活性な希釈剤若しくは吸収できる食用の担体などの薬学的に許容される媒体と組み合わせて、又は吸入法若しくは吹送法により全身に投与される。これらは、コーティングされているか又はコーティングされていない硬質又は軟質のシェルのゼラチンカプセル剤内に封入するか、圧縮して錠剤とするか、或いは患者の食事の食べ物に直接取り込んでもよい。経口による治療投与のために、化合物を1種又は複数の賦形剤と組み合わせ、摂取可能な錠剤、口腔内錠、トローチ、カプセル剤、エリキシル剤、懸濁液、シロップ、ウェーハなどの形態で使用してもよい。ヒトへの投与に適切な組成物に対して、「賦形剤」という用語は、本明細書中にその全体が参照により組み込まれている、Remington:The Science and Practice of Pharmacy, Lippincott Williams & Wilkins, 21st ed.(2006)(これよりRemington'sと称す)に記載されている成分を含むことを意図するが、これに限らない。
【0133】
化合物は、微粉末にした不活性担体と組み合わせて、被検者に吸入又は通気してもよい。そのような組成物及び製剤は、少なくとも化合物を0.1%含有すべきである。組成物及び製剤のパーセンテージは、もちろん変更し得るが、所与の単位剤形の重量の約2%〜約60%の間にあるのが有利となり得る。そのような治療上有用な組成物中の化合物の量は、有効投与量の水準が得られるようなものである。
【0134】
錠剤、トローチ、丸剤、カプセル剤などは、以下も含有し得る。ガムトラガカント、アカシア、コーンスターチ、若しくはゼラチンなどの結合剤、リン酸二カルシウムなどの賦形剤、コーンスターチ、ジャガイモデンプン、アルギン酸などの崩壊剤、マグネシウムステアリン酸などの潤滑剤、及びショ糖、フルクトース、ラクトース、若しくはアスパルテームなどの甘味料、又はハッカ、ウインターグリーン油、若しくはサクランボ香料などの香料を加えてもよい。単位剤形がカプセル剤である場合、上記種類の物質に加えて、植物油又はポリエチレングリコールなどの液体の担体を含有してもよい。シロップ又はエリキシル剤は、活性化合物と、甘味剤としてショ糖又はフルクトースと、保存剤としてメチル及びプロピルパラベンと、サクランボ又はオレンジ香料などの色素及び香料とを含有してもよい。
【0135】
様々な他の物質が、コーティングとして、さもなければ固体の単位剤形の物理的形態を改変するために存在し得る。例えば、錠剤、丸剤、又はカプセル剤は、ゼラチン、ワックス、セラック、又は糖などでコーティングしてもよい。もちろん、任意の単位剤形を調製するのに使用したいかなる物質も、薬学的に許容され、その使用量において実質的に無毒であるべきである。
【0136】
加えて化合物は、徐放用の製剤及び手段に取り込んでもよい。例えば化合物を、時間放出カプセル剤、時間放出錠剤、及び時間放出丸剤に取り込んでもよい。一部の実施形態において、組成物は、発泡性の錠剤、口腔内崩壊錠、胃での保持時間を増加するよう設計されている浮動性の錠剤、口腔パッチ、及び舌下錠からなる群から選択される剤形を用いて投与する。
【0137】
化合物はまた、点滴又は注射によって静脈内又は腹腔内に投与し得る。化合物の溶液は、水中で調製でき、任意選択で無毒性の界面活性剤と混合できる。分散液を、グリセロール、液体ポリエチレングリコール、トリアセチン、及びこれらの混合物、並びにオイルの中で調製することもできる。普通の保存及び使用状態で、このような調製物は、保存剤を含有して微生物の増殖を阻止することができる。
【0138】
注射又は点滴に適切な医薬剤形は、無菌の注射可能又は点滴可能な溶液又は分散液の即時調合に適応していて、任意選択でリポソーム内にカプセル化されている化合物を含む、無菌の水溶液、又は分散液、又は無菌の粉末を含むことができる。いずれの場合でも、最終的な剤形は、無菌の液体で、製造及び保存の状態で安定しているべきである。液体の担体又は媒体は、例えば、水、エタノール、ポリオール(例えば、グリセロール、プロピレングリコール、液体ポリエチレングリコールなど)、植物油、無毒性グリセリルエステル、及びこれらの適切な混合物を含む溶媒又は液体の分散性媒体であってよい。適切な流動性は、例えば、リポソームの形成によって、分散液の場合は必要な粒度の維持によって、又は界面活性剤の使用によって維持できる。
【0139】
微生物の作用の予防は、様々な抗菌及び抗かび剤、例えば、パラベン、クロロブタノール、フェノール、ソルビン酸、チメロサール、などによってもたらすことができる。多くの場合、等張剤、例えば、糖、緩衝液又は塩化ナトリウムを含むことが好ましい。組成物に吸収を遅らせる薬剤、例えば、モノステアリン酸アルミニウム及びゼラチンを使用することによって、注射可能な組成物の吸収の延長を引き起こすことができる。
【0140】
無菌の注射可能な溶液は、適切な溶媒内に、上に列挙した他の様々な成分と共に必要な量の化合物を取り込み、必要に応じて次に濾過滅菌をすることによって調製される。無菌の注射可能な溶液を調製するための無菌の粉末の場合、好ましい調製方法は、真空乾燥及び凍結乾燥の技法であり、これによって活性成分に加えて事前に無菌濾過した溶液中に存在する、任意の所望する追加成分の粉末が産生する。
【0141】
局所的投与に対しては、化合物は、純粋な形態で投与してもよい。しかし一般的には、固体又は液体であってよい、皮膚科学的に許容される担体と組み合わせて、組成物又は製剤として皮膚に投与するのが望ましいであろう。
【0142】
有用な固体の担体は、細かく分割した固体、例えば、タルク、粘土、微晶質のセルロース、シリカ、アルミナなどを含む。他の固体の担体は、無毒性の高分子ナノ粒子又は微小粒子を含む。有用な液体の担体は、水、アルコール又はグリコール又は水/アルコール/グリコールのブレンドを含み、この中で化合物は、任意選択で非毒性の界面活性剤の援助のもと、有効な濃度で溶解又は分散することができる。香料及び追加の抗菌剤などのアジュバントを加えることによって、所与の使用に対して特性を最適化することができる。生成した液体組成物は、吸収剤パッドから適用でき、包帯及び他の包帯剤に含浸させるために使用することができるか、又はポンプ型若しくはエアロゾル噴霧器を用いて患部に噴霧することができる。
【0143】
合成ポリマー、脂肪酸、脂肪酸の塩及びエステル、脂肪性アルコール、加工したセルロース又は加工したミネラル物質などの増粘剤も、液体の担体と共に使用することによって、拡散できるペースト、ゲル、軟膏、セッケンなどを形成して、使用者の皮膚へ直接適用することができる。
【0144】
皮膚へ化合物を送達するために使用することができる有用な皮膚科的組成物の例は、当分野で知られている。例えば、すべてが参照により本明細書に組み込まれている、Jacquet et al.(米国特許第4608392号)、Geria(米国特許第4992478号)、Smith et al.(米国特許第4559157号)及びWortzman(米国特許第4820508号)を参照されたい。
【0145】
式Iの化合物の有用な投与量は、動物モデルのインビトロ活性、及びインビボ活性を比較することによって求めることができる。マウス及び他の動物からヒトまでにおける有効投与量の推定の方法は、当分野で知られおり、例えば参照により本明細書に組み込まれている米国特許第4938949号を参照されたい。
【0146】
例えば、ローションなどの液体組成物中の化合物の濃度は、約0.1〜25重量%又は約0.5〜10重量%であってよい。ゲル又は粉末などの半固体又は固体組成物の濃度は、約0.1〜5重量%、又は約0.5〜2.5重量%であってよい。
【0147】
治療に使用するのに必要な化合物の量は、選択した特定の塩ばかりでなく、投与の経路、治療している病状の性質、及び患者の年齢及び状態によって変わるが、最終的にはその担当の内科医又は臨床医の裁量によるものとする。
【0148】
本発明の薬剤の投与の有効量及び経路は従来の通りである。薬剤の正確な量(有効量)は、被検体によって異なり、例えば、被検体の種、年齢、体量及び全般的又は臨床上の状態、処置する任意の障害の重症度又は機序、使用する特定の薬剤又は媒体、投与の方法及び計画などに依存する。治療有効量は、当業者に既知の従来の手順により経験的に決定することができる。例えば、The Pharmacological Basis of Therapeutics, Goodman and Gilman, eds., Macmillan Publishing Co., New Yorkを参照されたい。例えば、有効量は、細胞培養アッセイ又は適切な動物モデルのいずれかにおいて最初に推定し得る。動物モデルを使用して、適切な濃度範囲及び投与経路を決定し得る。次にそのような情報を使用して、ヒトにおける投与のための有用な投与量及び経路を決定することができる。治療量は、匹敵する治療薬に対する投与量と一致させることによって選択することもできる。
【0149】
一部の実施形態において、本明細書中に記載の医薬組成物は、その化合物の治療上有効量を含有している。「有効量」又は「治療有効量」という用語は、本明細書で使用する場合、単回投与の後、但しこの場合単回投与は1回又は複数回の投与単位を含む、或いは連続投与の後、例えば、治療期間中又は治療期間終了時に、意図する目的を達成するのに有効な活性化合物の量を指す。したがって、例えば本明細書中に開示する化合物の「治療有効量」という用語は、癌の治療法に使用する場合、そのような治療が必要な哺乳動物に投与した場合、癌の発生を減らすか又は阻止する化合物の投与量を指す。治療有効量は、被検体の要求に応じて変わることになるが、この量は、例えば内科医などの当業者が容易に決定できる。
【0150】
特定の様式の投与及び投与計画は、担当の臨床医が、その症例の詳細(例えば、被検体、疾患、関っている疾患の状態、治療が予防的なものであるかどうかなど)を考慮に入れて選択することになる。治療は、化合物(複数可)を、1日単位又は数日単位の量で、数日から数ヶ月、又は数年にも渡る期間の間投与することを含み得る。
【0151】
しかし一般的には、適切な投与量は、一日あたり体重1kgにつき約0.001〜約100mg/kg、例えば、約0.01〜約100mg/kgの範囲内、例えば、1キログラムあたり約0.1mgより多いか、又は一日あたり、レシピエントの体重1キログラムにつき約1〜約10mgの範囲となるであろう。例えば、適切な投与量は、一日あたり、体重1kgにつき約1mg/kg、10mg/kg、又は50mg/kgであってよい。
【0152】
化合物は、単位剤形で投与するのが好都合である。単位剤形は、例えば、1単位剤形あたり、0.05〜10000mg、0.5〜10000mg、5〜1000mg、又は約100mgの活性成分を含有する。一部の実施形態において、投与単位は、約1mg、約10mg、約25mg、約50mg、約75mg、約100mg、約150mg、約200mg、約250mg、約300mg、約350mg、約400mg、約450mg、約500mg、約750mg、又は約1000mgの活性成分を含有する。
【0153】
化合物は、投与することによって、血漿中のピーク濃度、例えば、約0.5〜約75μM、約1〜50μM、約2〜約30μM、又は約5〜約25μMを達成することができる。望ましい典型的血漿中濃度は、0.25、0.5、1、5、10、25、50、75、100又は200μM以下を含む。例えば、血漿濃度は、約1〜100マイクロモル又は約10〜約25マイクロモルであってよい。これは、例えば化合物の0.05〜5%溶液を、任意選択で生理食塩水中に入れて静脈内注射することによって、又は約1〜100mgの化合物を含有するボーラスとして経口的に注射することによって達成できる。望ましい血中濃度は、体重1kgあたり、毎時約0.00005〜5mg、例えば0.00005、0.0005、0.005、0.05、0.5、又は5mg/kg/hr以上を得るように、連続した点滴により維持してよい。或いは、そのような濃度は、体重1kgあたり約0.0002〜20mg、例えば、体重1kgあたり0.0002、0.002、0.02、0.2、2、20、又は50mg以上の化合物を含有する断続的な点滴により得ることができる。
【0154】
化合物は、単回用量、又は適切な間隔で投与する分割用量として、例えば1日あたり2、3、4回又はこれより多くの分割用量で提供するのが好都合である。分割用量は、それ自体をさらに分割してもよい。例えば、吸入器からの複数回の吸入など、緩く間隔をあけて数回の個別投与へとさらに分割してもよい。
【0155】
IV.[治療方法、アッセイ、及びキット]
本発明の一部の実施形態は、本明細書中に記載の化合物を使用する方法を対象とする。このような化合物は、以下の例及び本明細書を通して例示するように、少なくともGGTase Iの活性を阻害することによりシグナル伝達タンパク質のゲラニルゲラニル化を阻害するのに有用である。しかし、本明細書中に記載したGGTIなどは、いくつものシグナル伝達タンパク質のゲラニルゲラニル化を阻害できるため、本明細書中に記載した化合物は、広範囲なヒト癌の治療に有効である。例えば、mP5−H6は、白血病の細胞系(ジャーカット)、乳癌細胞系(BT474及びMDA−MB231)及び膵癌細胞系(Pane−1及びMiaPaCa2)の増殖を阻害する。
【0156】
最近の研究(Lim, K-H et al., Current Biology 16, 2385, Lim, K-H et al., Cancer Cell 7, 533)において、膵癌におけるRalA及びRalBタンパク質(両方ともゲラニルゲラニル化)の重要性が確立したので、膵癌は特に興味深い。RalAは、膵癌からの細胞系のパネル内で一般的に活性化されている。siRNAを用いての研究において、RalAの阻害が腫瘍増殖を減少させたことが示された。RalBは、転移に重要なことが判明した。興味深いことに、このRalA活性化は、膵癌症例の80%を超える症例に見られるK−ras活性化の下流で生じる。K−rasのプレニル化は、GGTI及びFTIの組合せによって阻害できるので、GGTIは、膵癌に対して特に重要となり得る。
【0157】
GGTIは、乳癌細胞の増殖を阻害することが示された(Vogt, A. et al., J. Biol. Chem. 272, 27224)ので、乳癌もまた興味深い。これには、G1相細胞の蓄積及びp21の増加が伴う。加えて、ゲラニルゲラニル化したタンパク質Rac3は、乳癌細胞内で活性化しすぎることが報告されている(Mira J-P et al., PNAS 97, 185)。最後に、siRNAによるRhoA又はRhoCの阻害は、インビトロ及びインビボの乳癌細胞の増殖及び侵襲性を阻害した(Pille, J-Y et al., Molecular Therapy 11, 267)。
【0158】
GGTIはまた、癌転移を阻害する上で貴重である。これは、ゲラニルゲラニル化タンパク質が転移に果たす重要な役割を果たすという所見に基づく。上で考察したRalBに加えて、別のゲラニルゲラニル化タンパク質RhoCが、癌転移に本質的な役割を果たす(Hakem A. et al., Genes & Deli. 19, 1974、Clark, E.A. et al., Nature 406, 532)。
【0159】
従って、この化合物を癌を治療する方法に使用することができる。一部の実施形態において、癌を治療する方法は、治療を必要とする被検体に本明細書中に記載した化合物又は塩を投与することによって、タンパク質プレニルトランスフェラーゼを阻害することを含む。癌を治療する方法は、GGTas I、例えば、癌細胞中のRhoタンパク質の活性化、例えば、RhoA及びRacなどを取り込むシグナル伝達経路を介して活性化する任意の癌に適用することができる。一部の実施形態において、癌は、膵臓癌、白血病、乳癌、及び前立腺癌からなる群から選択される。一部の実施形態において、癌は、膵臓、白血病、乳癌、前立腺癌、大腸癌、卵巣癌、肺癌、及び胃癌からなる群から選択される。
【0160】
本明細書中に記載の化合物は、本明細書中に記載の化合物を細胞に投与することによって、GGTase Iの活性を阻害する方法にも有用である。このような方法は、インビボ又はインビトロのいずれかで適用することができる。例えば、このような化合物は、そのような治療を必要とする被検体において、GGTase Iの活性を阻害することに関連する治療目的に使用することができる。このような化合物は、そのような治療学を開発することを意図する研究の方法、例えば、本明細書中に記載のライブラリスクリーニングの一部分としても使用することもできる。
【0161】
本明細書中に記載の化合物は、細胞分裂を阻害することによって癌細胞の増殖を阻害する方法においても有用である。このような方法は、独立型の治療又は細胞傷害の治療若しくは外科手順と共に使用することができる。本明細書中に記載の化合物は、腫瘍を取り出す手術の後、又は腫瘍細胞を死滅させることを目的とする化学療法の後で投与することによって、これらの治療で取り損ねた恐れのある任意の癌細胞の増殖を制御することができる。このような化合物をこのような実施形態において投与する場合、化合物は寛解の可能性を減少させることを目的とする予防策として機能し得る。
【0162】
本明細書中の化合物は、化合物のGGTase I阻害活性を測定するアッセイにも有用である。例えば、本明細書中に開示された化合物は、新化合物の潜在的なGGTase I阻害活性を評価する対照化合物として使用することができる。本明細書中に開示される化合物は、本明細書中に開示される方法での使用のための治療化合物を決定するアッセイの一部としても使用することができる。
【0163】
本発明はまた、薬学的に許容される剤形の形態又は化合物として、本発明の化合物を含むキットを提供する。このようなキットは、1種又は複数の成分の医薬剤形が充填されている1種又は複数の容器を含む。
【0164】
一部の実施形態において、キットは、剤形又は化合物のための容器を含む。適切な容器は、例えば、ビン、ボックス、ブリスターカード、ホイルパケット、又はその組合せを含む。任意選択でキットは、剤形を適切に投与するため又は化合物を適切に用いるための指示も、例えば、アッセイの一部として含有する。キットは、不正に開封できないように工夫されているか、又は不正開封が生じたかどうか示すように設計することもできる。任意選択で、キットは、剤形又は化合物を別の医薬組成物又は化合物、例えば、FTIと一緒に含有できる。
【0165】
任意選択で、キット内の容器(複数可)に注意書き又は印刷した指示書を添付することができる。そのような印刷した指示書は、医薬品又は生物学的製剤の製造、使用、又は販売を規制している政府機関によって定められた形式であってよく、そのような注意書きは、本明細書中に記載の化合物及び剤形で治療できる可能性のある病状を治療するためのヒトへの投与に対し、その製造、使用、又は販売を規制する政府機関からの認可を反映するものである。一部の実施形態において、キットは、例えば、病状又は疾患を治療するための剤形の使用に関する情報を提供する印刷物、又は例えば、病状又は疾患を治療するための剤形の使用に関する情報を提供する記録済み媒体デバイス、又は投与計画書をさらに含む。
【0166】
「印刷物」は、例えば、本、冊子体、パンフレット又はチラシのうちの一つであってよい。印刷物には、病状又は疾患を治療するため、例えば、タンパク質のGGTase I修飾が関与している癌を治療するために、本明細書中に記載の剤形の使用を記載することができる。可能な様式は、箇条書き、よくある質問(FAQ)のリスト、又はチャートを含むがこれらに限らない。さらに、与える情報は、絵、グラフィックス、又は他の記号を用いて非テキストによって例示することができる。
【0167】
「記録済み媒体デバイス」は、例えば、映像媒体デバイス、例えばビデオテープカセット、DVD(デジタルビデオディスク)、映写スライド、35mmムービー、又は他の任意の映像媒体などであってよい。或いは録画済み媒体デバイスは、対話式ソフトウェアアプリケーション、例えばCD−ROM(コンパクトディスク−読み出し専用メモリー)又はフロッピー(登録商標)ディスクなどであってよい。或いは記録済み媒体デバイスは、例えば、レコード、オーディオカセット、又はオーディオコンパクトディスクなどのオーディオ媒体デバイスであってよい。記録済み媒体デバイスに含有されている情報は、病状又は疾患を治療するため、例えばタンパク質のGGTase I修飾が関与している癌を治療するために、本明細書中に記載の剤形及び化合物の使用を記載することができる。
【0168】
「投与計画書」は、例えば、週単位、月単位、数ヶ月単位、年単位、又は数年単位の計画書であってよい。投与計画書は、投与量を監視したり、投与した量を記録したり、又は本明細書中に記載された通り定期的に投与される剤形を服用している場合の将来の事象に備えるための日記として使用することができる。或いは、投与計画書は、カレンダーとすることができ、カレンダーは、製剤がいつ服用され、いつ服用されなかったかを監視する手段を提供する。この種類の投与計画書は、患者自身への薬物の投与スケジュールが独特である患者に対して特に有用である。さらに、投与計画書は、薬物を患者自身で投与しており、忘れやすくなった高齢者、子供達、又は他の患者グループに対して有用となり得る。当業者は、本明細書中に記載の化合物及び剤形と共に使用するのに適切であろう多様な計画手段を認識することになる。
【0169】
キットは、キットの他の構成要素を保存するための容器も含むことができる。そのような容器は、例えば、バッグ、箱、エンベロープ又は本明細書中に記載の化合物及び剤形と共に使用するのに適切であろう他の任意の容器とすることができる。容器は、各構成要素及び/又は本発明の剤形に付随してもよい任意の投与手段を収容するのに十分大きいことが好ましい。しかしながら、患者のポケット本、ブリーフケース、又はポケットに隠すことができるより小さな容器の方が、望ましい場合もある。
【0170】
一部の実施形態において、本発明は、本明細書中に記載の医薬剤形を含むキットを含む。一部の実施形態において、キットは、使用に対する印刷された指示をさらに含む。一部の実施形態において、キットは、本明細書中に開示される組成物を服用することによって援助される可能性のある病状を治療又は予防するために、印刷物、記録済み媒体デバイス、又は本発明の医薬剤形の使用を記述している投与計画書をさらに含む。
【0171】
一部の態様において本発明は、本明細書中に記載の医薬剤形を、それを必要とする患者に送達し、
(a)コンピュータで読取り可能な保存媒体に、医薬剤形を処方することが承認されている内科医の身元を登録するステップと、
(b)医薬剤形に付随して生じるリスクに関し、カウンセリング情報を患者に提供するステップと、
(c)そのリスクにもかかわらず医薬剤形を受けるという、患者からインフォームドコンセントを入手するステップと、
(d)インフォームドコンセントを入手した後で、コンピュータで読取り可能な媒体で、患者を登録するステップと、
(e)患者が医薬剤形を手に入れることを許可するステップとを含む方法を提供する。
【0172】
本方法の一部の実施形態において、医薬剤形を手に入れる方法は、処方箋である。
【0173】
本発明のさらなる他の態様は、本明細書中に記載の医薬剤形に関し、消費者を教育する方法を含み、この方法は、経口の医薬剤形を消費者情報と共に、販売場所で消費者に分配するステップを含む。
【0174】
一部の実施形態において、消費者情報は、英語テキスト、外国語テキスト、視覚映像、チャート、電話の録音、ウェブサイト、及び活動中のカスタマーサービス代理店の連絡先からなる群から選択される様式で提示される。一部の実施形態において、消費者情報は、使用説明書、適切な使用年齢、指標、禁忌、適切な投薬、警告、電話番号、又はウェブサイトのアドレスである。
【0175】
一部の実施形態において、消費者を教育する方法は、医薬剤形に関する消費者からの質問に回答する立場にある関係者に専門情報を提供するステップをさらに含む。一部の実施形態において関係者は、内科医、内科助手、看護師、開業医、薬剤師、又はカスタマーサービス代理店である。
【0176】
一部の実施形態において、医薬剤形の配布先は、薬剤師又は医療提供者のいる場所である。
【実施例1】
【0177】
ポリマー結合のアレノエートのホスフィン触媒作用の第1の実施例及びタンパク質ゲラニルゲラニルトランスフェラーゼI型(GGTase−I)の強力な阻害剤の開発のためのコンビナトリアルライブラリ方式を報告する。
【0178】
138個のヘテロ環の収集物について、K−Ras4B又はRhoAをゲラニルゲラニル化するヒトGGTase−Iの活性を阻害する能力をスクリーニングした。精製したGGTase−Iを、基質タンパク質K−Ras4B又はRhoA、[H]GGPP、及び前記138の化合物でインキュベーションを行った。30分後トリチウム標識したゲラニルゲラニル基の取り込みの度合いをシンチレーションカウンターを用いて測定した。
【0179】
以下の化合物1番及び2番を含めたいくつかの化合物が、GGTIとして同定された。
【0180】
【化20】

【0181】
有望な主要GGTI化合物の発見及びその適度の活性により、より良い阻害剤を探求する上で、類似構造の効果的及び迅速な合成及び評価の発展が保証された。固体担体としてSynPhase(商標)ランタンを用いて、短期で、モジュール式の合成経路(スキーム1)を計画した。ポリマー支持体上の合成経路の検証は、樹脂結合したアレノエート5の形成と共に開始された。固体支持体へのアレン酸の添加量は、以前には報告されていない。アレン酸4は、Mukaiyama試薬、及び4a/bに対してはHuinig's塩基で、又は4c/dに対してはEtNを用いて、Wang樹脂3でグラフトしたSynPhase-PSランタンのベンジルアルコール単位に結合させた。無修飾のWang樹脂を直接使用したため、固体支持体上で実行される合成作業の数が最小化できる。加えて、発明者らの戦略により、トリフルオロ酢酸(TFA)で仲介された簡単な切断で、GGTIの鍵となる官能基であるカルボン酸基の放出が可能となった。
【0182】
【化21】









【0183】
固体結合したポリマー支持によるアレノエート5とN−トシルイミンとの間のホスフィン触媒した環化反応は順調に進行した。アレノエート5a及び5bは、ベンゼン中のN−トシルトルアルジイミン及び50mol%のPPh(5aに対して)又はPBu3(5bに対して)で60℃で処置することにより、ポリマー結合のジヒドロピロール6を得た。50mol%のPBuの存在下で、室温での、それぞれ2及び4日間に渡る5c及び5dとN−トシルトルアルジイミンとの反応物から、テトラヒドロピリジン7が形成した。ヘテロ環6及び7は、DCM中の2.5%TFAを用いて樹脂から切断し、クロマトグラフィーでの精製後、カルボン酸8及び9を、91〜94%の収率(理論的添加量15μmol/ランタンに基づく)で、高いジアステレオ選択性(8bに対してdr=99:1、9bに対して93:7)を得た。
【0184】
6及び7におけるα,β不飽和のエノアート官能基を利用して、モジュール性及び類似体の数をさらに増加させた。例えば、n−ブチルリチウムを塩基として用いて6及び7に対しチオールのマイケル付加反応を行い、それぞれ10及び11を得て、これらをTFA−仲介により切断すると、それぞれ12及び13が、77〜95%の収率(スキーム2)で生成した。このような2段階の結果は、高いジアステレオ選択性が起こり、5置換のピロリジン12及び3置換のピペリジン13が、単一のジアステレオ異性体の生成物として得られた。明らかに、ジヒドロピロール6及びテトラヒドロピリジン7の両方において、チオールは、既存の置換基とは反対側に付加した。しかし興味深いことに、生成したαカルバニオンのプロトン付加により、付加したβ−メルカプト基にアンチ(10に対し)及びシン(11に対し)の付加が起こった。
【0185】
【化22】

【0186】
固相反応条件をうまく確立してから、次にα及びγ置換のアレン酸構成単位(スキーム3)を調製した。EtN(1当量)の存在下で、ホスホラン14及び酸塩化物15(1当量)を反応させることにより、アレノエート16を得て、これを加水分解して、γ置換のアレン酸Aとした。ホスホラン14をアルキルハロゲン化物17で処置すると、ホスホニウム塩18が生じ、これをEtN(2当量)及び塩化アセチル(1当量)で処置すると、α−置換のアレノエート19へと変換した。α−置換のアレン酸Bをエステル19のけん化を介して調製した。トルエン還流下での適切なスルホンアミド20、アルデヒド21、及びBF−OEtの混合物からの水の共沸除去を介するだけで、N−スルホニルイミンCが形成した。チャート1は、スキーム3に例示されているように合成した構成単位と市販のチオール構成単位Dを表す。
【0187】
スキーム3 構成単位の調製
【0188】
【化23】

【0189】
構成単位を試験して、その粗製の切断生成物が高い純度及び立体選択性(H NMRスペクトル及びLCMS分析から判断)を提供したものだけを、GGTI類似体ライブラリの合成に使用するようにした。11種のγ置換のアレン酸A及び12種のα置換のアレン酸Bを充填し、スキーム1が示す通り、触媒量のホスフィンの存在下で、イミンC02と反応させた。TFAでの切断並びに23の環化反応生成物6及び7の純度及びジアステレオ選択性の分析(H NMR及びLCMSスペクトル)を行った後、A10を除く各アレン酸が、単一の同定可能な化合物(dr≧12:1、H NMR)を高純度(72〜100%、LCMS/UV210)で産生したことが判明した。アレン酸A01、A05、B01、及びB05から誘導した樹脂結合のアレノエートが選択され、ホスフィン触媒による環化反応(A01、A02〜A11、B01、及びB02〜B12は異なる環化反応条件が必要なため)における46種のイミンの反応性及び立体選択性を評価した。純度>70%及びdr>9:1という判断基準を用いて、アレノエートA01に対して30(46のうち)種のイミンの構成単位、A05に対し21種、B01に対して25種、B05に対して31種を選択した。
【0190】
【表4】

【0191】
チオールのマイケル付加反応に対し、3つの構成単位すべてを以下の通り試験した。適切なアレン酸を選ぶため、上で合成した23種の環化反応生成物を、ベンゼンチオール、トルエンチオール、又はベンジルチオールを用いてのマイケル付加の対象とした。切断した生成物の分析により、8(23のうち)種のアレン酸が適切な候補であると示された。イミンを選択するため、A05及びB01を用いての46のイミンの環化反応生成物を試験した。なぜならアレン酸A01〜04及びB02〜B12は、マイケル付加配列から除外されたからである。選択されたイミンの数は、A05に対して25(46のうち)種であり、B01に対して21であった。環化反応生成物6及び7(スキーム2)を使用してチオールを選んだ。様々なチオールに対し、異なる反応時間及び温度が要求された。広範な最適化を行い、ジヒドロピロール6に対して19(32のうち)種のチオール、テトラヒドロピリジン7に対して17種を選択した。選択した構成単位を組み合わせた結果、4288種の化合物が調製された。
【0192】
選択された構成単位を用いて、SynPhaseランタン上で、4288種のGGTI類似体の分割プール合成を開始した。ライブラリの合成の前に、有色スピンドル及びコッグをランタンに挿入することによって、タギングを実施した。14Mukaiyama試薬(スキーム1)を用いて、23種のアレン酸A及びBをWang樹脂3上に添加した。生成したアレノエート添加のランタン5をプールして、アレン酸の各群(A01、A02〜A11、B01、及びB02〜B12)に対するイミンの数に対応する数のフラスコに分割した。240種のジヒドロピロール添加のランタン6及び366種のテトラヒドロピリジン添加のランタン7のセットを取り分けて、分割した。3325種のジヒドロピロール結合のランタン6及び357種のテトラヒドロピリジン結合のランタン7のセットをさらに19及び17のフラスコへとそれぞれ分割し、チオールのマイケル反応(スキーム2)の対象とした。
【0193】
4288のランタンを4288のバイアルへ挿入し、CHCl中の2.5%TFAで12時間の間処置した。次いでランタンを取り除き、CHClですすいだ。生成した溶液を濃縮し、さらにCHClと共に共蒸発させ、効果的にTFAを取り出した。切断した化合物を秤量し、CHCl中に再び溶解した。各化合物の一部分(2μmol)を54の96穴のプレートへ移動し(各穴につき80の化合物、各プレートの穴2段は、その後のアッセイで対照化合物を収容するよう空けておいた)、溶媒を蒸発させた。生成物をDMSO中で再び溶解し、GGTase−Iに対する活性と同じアッセイ法で解析した。
【0194】
インビトロのアッセイで、活性のある化合物について、RhoA及びK−Ras4Bの両方のゲラニルゲラニル化を阻害する能力を求めた。これまでに得たうちで最高の活性のいくつかを示した2つの化合物(22及び23)を以下(a)に示す。このような化合物は、GGTase−Iの特異的な阻害を示した。すなわち、これらの化合物は、GGTase−Iを90%を超えて阻害した濃度において、FTaseを阻害しなかった。
【0195】
【化24】

【0196】
図33は、ゲラニルゲラニル化したRhebの量を定性的に検出している細胞可溶化物のウェスタンブロットを示す。ディスクリプタP及びUは、処理済み及び未処理のRhebをそれぞれ意味する。
【0197】
最後に、化合物22(UC−22としても知られている)及び23(UC−23としても知られている)のインビボの効果を調査した。ヒト胎児の腎細胞(HEK)293を、Rhebタンパク質のゲラニルゲラニル化形状を発現するRheb−CSVL構造物で形質移入した。このタンパク質のゲラニルゲラニル化の阻害は、SDSのポリアクリルアミドゲル上の可動性のシフトから検出できる。未処理の形状はゆっくりと移動性するバンドとして見える。図33は、化合物22又は23で細胞を処理した結果、ゆっくりと移動するバンドが出現したことを示す(化合物22及び23のレーンを有するDMSOレーンを参照されたい)。既知のGGTI(GGTI298、GGTI2166)を対照化合物として使用した。このような結果は、化合物22及び23が、細胞内のゲラニルゲラニル化を阻害することを示唆している。
【実施例2】
【0198】
図20A〜20Cの例示の通り、化合物P3−E5及びP5−H6は、特異的にGGTase Iを阻害する。グラフは、GGTase−I(A)、FTase(B)、GGTase−II(C)の酵素活性に対するP3−E5及びP5−H6の効果を例示している。2種の化合物の濃度を変更しながら、各酵素反応に加えた。FTase(タンパク質ファルネシルトランスフェラーゼ)アッセイは、K−Ras4Bを基質タンパク質として、FTase(JENA Bioscience社製、San Diego, CA)及び[3H]ファルネシルピロリン酸を用いて行った。インキュベーションは、37℃で30分間行った。
【0199】
GGTase−lのアッセイは、RhoAを基質タンパク質として、GGTase−I(JENA Bioscience社製)及び[3H]ゲラニルゲラニルピロリン酸を用いて行った。インキュベーションは、37℃で30分間行った。GGTase−II(又はRabGGTase)のアッセイは、YPT1を基質タンパク質として、GGTase−II(Calbiochem社製、San Diego、CA)及びREP1(Calbiochem社製)及び[3H]ゲラニルゲラニルピロリン酸を用いて行った。インキュベーションは、37℃で30分間行った。図20D〜20Fは、タンパク質結晶のエックス線回折研究から得られる、GGTase I(D)、FTsse(E)、及びGGTase II(F)の三次元構造を示す。
【実施例3】
【0200】
図21A〜21Dに例示の通り、P3−E5及びP5−H6は、基質タンパク質と競うが、GGPPとは競わない。図21のグラフは、P3−E5(左)及びP5−H6(右)によるGGTase−Iの阻害に関する基質の速度カーブから得た二重逆数プロットを示す。上部の図は、RhoAタンパク質の濃度を固定し、GGPP濃度を変化させた場合を示す。下の図は、GGPP 濃度を固定し、RhoAタンパク質濃度を変化させた場合を示す。以下のスケールを使用してグラフを作成した。Y軸:l/v、fmol/min、X軸:l/s、mM。
【実施例4】
【0201】
図22A及び22Bで例示する通り、P3−E5は細胞内のゲラニルゲラニル化を阻害する。Myc−HAでタグをつけたRheb−CVSL(上部)又はMyc−HAでタグをつけたRheb−WT(下部)を発現するヒト胎児の腎細胞(HEK)293を、P3−E5で48時間処置し、次いで溶解した。その細胞可溶化物を、SDSポリアクリルアミドゲル上で流し、抗−Myc又は抗アクチン抗体を用いてイムノブロットした。そのディスクリプタP及びUは、処理済み及び未処理のRhebをそれぞれ意味する。同様の結果が、P5−H6でも得られたが、図22には示されていない。
【実施例5】
【0202】
図23に例示の通り、P3−E5及びP5−H6は、K562細胞の増殖を阻害する。K562細胞は、ヒト赤白血病細胞の細胞系である。K562細胞を、P3−E5、P5−H6、又はGGTI−298(図27に例示の、既知のGGTI化合物)で72時間処置し、次いで細胞カウントキット8(Dojindo社製、Gaithersburg, MD)を用いて細胞数をカウントした。DMSO対照化合物及び既知のGGTI化合物と比べての細胞生存度を図23にプロットした。P3−E5及びP5−H6の両方が、K562細胞の増殖を阻害していることがわかる。
【実施例6】
【0203】
図24Aに例示の通り、P3−E5は、K562細胞におけるG1の停止を誘発する。K562細胞は、示された濃度(mM)のP3−E5(0〜10mMの範囲)又はGGTI−298(0〜10mMの範囲)で48時間の間処置した。細胞周期プロファイルをフローサイトメトリーで監視した。細胞周期の各時期における細胞のパーセンテージを異なる色で示す。赤:G0/G1期、黒色:S期、グレイ:G2/M期。P5−H6で同様の結果を得た。
【0204】
単一の理論に縛られることは望まないが、図24Bは、GGTIの細胞周期効果を説明する例示的機序を例示している。RhoAは、p21WAFの発現を阻害することが知られている。GGTIは、RhoAのゲラニルゲラニル化を阻害することによって機能し、p21WAFの発現を増加させることになる。その結果G1が停止する可能性がある。
【実施例7】
【0205】
図25に例示の通り、mP5−H6は、インビボでゲラニルゲラニル化を阻害する。Myc−HAタグをつけたRheb−CVSL(上部)又はMyc−HAタグをつけたRheb−WT(下部)を発現するヒト胎児の腎細胞(HEK)293をmP5−H6a(mP5−H6とも呼ばれる)又はGGTI−298で48時間処理し、次いで溶解した。可溶化液をSDSポリアクリルアミドゲル上に流し、抗Myc又は抗アクチンの抗体でイムノブロットした。処理済み及び未処理のRhebは、図22に示す通り、この実施例に記載の方法で使用してもよい。
【実施例8】
【0206】
図26に示す通り、mP5−H6は、P5−H6に比べて、増殖を阻害する作用強度が増加している。Panc−1細胞(膵癌細胞系)及びジャーカット細胞(T細胞白血病)を12.5μMのP5−H6又は12.5μMのmP5−H6aで、72時間の間処理した。細胞数を実施例5に記載の通りカウントした。グラフは、mP5−H6aが、P5−H6よりも強くPanc−1細胞及びジャーカット細胞の増殖を阻害することを示している。
【0207】
本明細書に例示及び考察された実施形態は、本発明を作製及び使用する上で発明者が知る最良の方法を当業者に教示することのみを意図する。本明細書の中に、本発明の範囲を制限すると考えられるものは何もないものとする。提示したすべての例は、例示的で非限定的なものである。本発明の実施形態は、本発明から逸脱することなく、上記教示を考慮に入れて当業者らにより認識されるように、修正又は変更してもよい。したがって具体的に記載するものとは別の方法で、特許請求の範囲及びその相当部分の範囲内で本発明を実行してもよいことを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【0208】
【図1】化合物のパイロットライブラリを示している。
【図2】パイロットライブラリから同定したGGTIの構造を示している。
【図3】GGTI効果は、清浄剤の添加に影響されないことを図解している。
【図4】パイロットライブラリから同定したFTIの構造を示している.
【図5】合成のステップの図を示している。(a)アレン酸、Mukaiyama試薬、DIPEA又はEtN、DCMを室温で12時間、(b)PPH又はPBu、イミン、ベンゼン、又はDCMを室温又は60℃で、(c)2.5%TFA/DCMを12時間、(d)チオール、n−BuLiを−25℃、THFというステップを含んでもよい。
【図6】構成単位の調製における化学的ステップの図を示している。
【図7】γ置換のアレン酸の構成単位を示している。
【図8】α置換のアレン酸の構成単位を示している。
【図9】N−スルホニルイミンの構成単位を示している。
【図10】チオールの構成単位を示している。
【図11A】図11Aから図11Hは、ライブラリ化合物の構造及び数を示している。
【図11B】図11Aから図11Hは、ライブラリ化合物の構造及び数を示している。
【図11C】図11Aから図11Hは、ライブラリ化合物の構造及び数を示している。
【図11D】図11Aから図11Hは、ライブラリ化合物の構造及び数を示している。
【図11E】図11Aから図11Hは、ライブラリ化合物の構造及び数を示している。
【図11F】図11Aから図11Hは、ライブラリ化合物の構造及び数を示している。
【図11G】図11Aから図11Hは、ライブラリ化合物の構造及び数を示している。
【図11H】図11Aから図11Hは、ライブラリ化合物の構造及び数を示している。
【図12】GGTI活性を有するテトラヒドロピリジン骨格化合物を示している。
【図13】GGTI活性を有するピペリジン骨格化合物を示している。
【図14】GGTI活性を有するピペリジン骨格化合物を示している。
【図15】図15A、図15Bは、2種のGGTI化合物によるGGTase I阻害の用量依存を示している。
【図16】3種の化合物によるGGTase阻害及びFTase阻害の比較を示している。
【図17A】図17A、図17Bは、K−Ras4B主導のGGTase I活性を優先的に阻害するGGTI化合物を示している。
【図17B】図17A、図17Bは、K−Ras4B主導のGGTase I活性を優先的に阻害するGGTI化合物を示している。
【図18】SAR分析に基づく集中的な将来のライブラリを示している。
【図19−1】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−2】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−3】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−4】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−5】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−6】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−7】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−8】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−9】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−10】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−11】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−12】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−13】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−14】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−15】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−16】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−17】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−18】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−19】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−20】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−21】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−22】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−23】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−24】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−25】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−26】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図19−27】図19−1から図19−27は、個々の化合物のKras阻害活性の測定結果を示している。
【図20】図20Aから図20Cは、P3−E5及びP5−H6によるGGTase Iの特異的な阻害を図解している。図20Dから図20Fは、GGTase I(D)、FTase(E)、及びGGTase II(F)の構造を示している。
【図21】図21Aから図21Dは、GGTIは、基質タンパク質と競うが、GGPPとは競わないことを例示している。図21Eは、スキームを示している。
【図22】図22A、図22Bは、P3−E5で処置した細胞におけるゲラニルゲラニル化の阻害を示している。
【図23】GGTIによるK562細胞での増殖の阻害を図解している。
【図24】図24Aは、GGTIが、K562細胞でのG1細胞周期の停止を誘発することを図解している。図24Bは、スキームを示している。
【図25】図25A、図25Bは、mP5−H6が、インビボでゲラニルゲラニル化を阻害するのを図解している。
【図26】mP5−H6が、Panc−1及びジャーカット細胞の増殖を阻害する作用強度を増加させることを図解している。
【図27】本発明の例示的なGGTI(mP5−H6、P5−H6、及びP3−E5)及びいくつかの他のGGTI化合物を図解している。
【図28】ジヒドロピロール骨格6を有するGGTIの構造を図解している。
【図29A】図29Aから図29Cは、ピロリジン骨格10を有するGGTIの構造を図解している。
【図29B】図29Aから図29Cは、ピロリジン骨格10を有するGGTIの構造を図解している。
【図29C】図29Aから図29Cは、ピロリジン骨格10を有するGGTIの構造を図解している。
【図30A】図30Aから図30Eは、化合物のライブラリの構造及びメンバーを図解している。
【図30B】図30Aから図30Eは、化合物のライブラリの構造及びメンバーを図解している。
【図30C】図30Aから図30Eは、化合物のライブラリの構造及びメンバーを図解している。
【図30D】図30Aから図30Eは、化合物のライブラリの構造及びメンバーを図解している。
【図30E】図30Aから図30Eは、化合物のライブラリの構造及びメンバーを図解している。
【図31】GGTIを合成する方法を図解している。
【図32】本発明の例示的な化合物に対する式を図解している。
【図33】化合物22及び23を用いての、ゲラニルゲラニル化したRhebを有する細胞可溶化物のウェスタンブロットを示している。

【特許請求の範囲】
【請求項1】

【化1】


[式中、Jは、水素であり、又はC−Cのアルキル及びハロゲンからなる群から選択される1〜2個の置換基であり、
Gは、
【化2】


(式中、Eは、水素、C−Cのアルキル及びハロゲンからなる群から選択される)であり、
Wは、環状、線状、又は分枝の、炭素数2〜8のアルキル、非置換のフェニル、及びC−Cのアルキル、水素、又はハロゲンで置換されているフェニルからなる群から選択され、
X−Yは、
【化3】

, 及び



(式中、Aは、
【化4】


と−CO
(式中、Mは、水素及び炭素数1〜2のアルキルからなる群から選択され、
nは、0〜3個の炭素であり、
Rは、アミノ酸の任意のα置換基である)とからなる群から選択され、
Zは、S−U
(式中、Uは、炭素数2〜10のアルキルからなる群から選択される)である)からなる群から選択される]を有する化合物及び該化合物の塩。
【請求項2】
X−Yが、
【化5】


であり、Aが−COHである、請求項1に記載の式を有する化合物又はその塩。
【請求項3】
Wがtert−ブチルであり、Eがメチルである、請求項2に記載の化合物又はその塩。
【請求項4】
Jが1個のハロゲン置換基である、請求項2に記載の化合物又はその塩。
【請求項5】
Wがtert−ブチルであり、Eがメチルであり、Jが塩素である、請求項2に記載の化合物又はその塩。
【請求項6】
X−Yが、
【化6】


であり、Aが−COHである、請求項1に記載の式を有する化合物又はその塩。
【請求項7】
Wがハロゲンで置換されているフェニルであり、Eがメチルである、請求項6に記載の化合物又はその塩。
【請求項8】
Jが1個のハロゲン置換基である、請求項6に記載の化合物又はその塩。
【請求項9】
Wが塩素で置換されているフェニルであり、Eがメチルであり、Jが塩素である、請求項6に記載の化合物又はその塩。
【請求項10】
X−Yが、
【化7】


であり、
Aが、
【化8】


である、請求項1に記載の式を有する化合物又はその塩。
【請求項11】
Wがtert−ブチルであり、Eがメチルである、請求項10に記載の化合物。
【請求項12】
Jが1個のハロゲン置換基である、請求項10に記載の化合物。
【請求項13】
Wがtert−ブチルであり、Eがメチルであり、Jが塩素である、請求項10に記載の化合物。
【請求項14】
Gが、
【化9】


である、請求項1に記載の化合物又はその塩。
【請求項15】

【化10】


を有する化合物又はその塩。
【請求項16】

【化11】


を有する化合物又はその塩。
【請求項17】

【化12】


を有する化合物。
【請求項18】
化合物又はその塩が、タンパク質プレニルトランスフェラーゼの活性を阻害する、請求項1〜17のいずれかに記載の化合物。
【請求項19】
請求項1に記載の化合物又は塩と、薬学的に許容される担体又は希釈剤とを含む医薬組成物。
【請求項20】
請求項1に記載の化合物又は塩を、GGTase Iの活性を阻害するのに十分な量で、細胞に投与するステップを含む方法。
【請求項21】
請求項1に記載の化合物又は塩を、癌細胞の増殖を阻害するのに十分な量で投与するステップを含む方法。
【請求項22】
癌が、膵臓癌、白血病、乳癌、肺癌、大腸癌、卵巣癌、胃癌、及び前立腺癌からなる群から選択される、請求項21に記載の方法。
【請求項23】
癌細胞が、GGTase Iで修飾されたタンパク質を含む、請求項21に記載の方法。
【請求項24】
癌治療を必要とする被検体に対して、請求項10に記載の医薬組成物を、タンパク質プレニルトランスフェラーゼの活性を阻害するのに十分な量で投与するステップを含む方法。
【請求項25】
癌が、膵臓癌、白血病、乳癌、肺癌、大腸癌、卵巣癌、胃癌、及び前立腺癌からなる群から選択される、請求項24に記載の方法。
【請求項26】
タンパク質プレニルトランスフェラーゼがGGTase Iである、請求項24に記載の方法。
【請求項27】
癌細胞が、GGTase Iで修飾されたタンパク質を含む、請求項24に記載の方法。
【請求項28】
請求項1に記載の化合物のGGTase I阻害活性を測定することを含む方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11A】
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【図11B】
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【図11C】
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【図11D】
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【図11E】
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【図11F】
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【図11G】
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【図11H】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17A】
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【図17B】
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【図18】
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【図19−1】
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【図19−2】
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【図19−3】
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【図19−4】
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【図19−5】
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【図19−6】
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【図19−7】
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【図19−8】
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【図19−9】
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【図19−10】
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【図19−11】
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【図19−12】
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【図19−13】
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【図19−14】
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【図19−15】
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【図19−16】
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【図19−17】
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【図19−18】
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【図19−19】
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【図19−20】
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【図19−21】
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【図19−22】
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【図19−23】
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【図19−24】
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【図19−25】
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【図19−26】
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【図19−27】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【図25】
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【図26】
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【図27】
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【図28】
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【図29A】
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【図29B】
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【図29C】
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【図30A】
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【図30B】
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【図30C】
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【図30D】
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【図30E】
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【図31】
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【図32】
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【図33】
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【公表番号】特表2009−530392(P2009−530392A)
【公表日】平成21年8月27日(2009.8.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2009−501558(P2009−501558)
【出願日】平成19年3月22日(2007.3.22)
【国際出願番号】PCT/US2007/007135
【国際公開番号】WO2007/111948
【国際公開日】平成19年10月4日(2007.10.4)
【出願人】(506064119)ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティー オブ カリフォルニア (15)
【Fターム(参考)】