[发明专利]新型半胱氨酸天冬氨酸广谱蛋白酶抑制剂及其制备方法和用途

说明书

技术领域

本发明属于药物化学领域，具体涉及一种半胱氨酸天冬氨酸广谱蛋白酶抑制剂及其制备方法和在药物方面的用途。

背景技术

细胞凋亡(apoptosis)或程序化细胞死亡(programmed cell death，PCD)，是多细胞有机体为调控机体发育，维护内环境稳定基因控制的细胞主动死亡过程。细胞凋亡是以细胞核浓缩、染色体DNA被以核小体为单位切成梯状片段(ladder)、细胞缩小，最终形成细胞凋亡小体等形态变化为特征。细胞凋亡的重要标志是caspase酶的激活。caspase是一组存在于胞质溶胶中的结构上相关的半胱氨酸蛋白酶，它们可特异地断开天冬氨酸残基后的肽键。切割的结果是使某些蛋白活化或失活，由此引发CASPASE级联反应。CASPASE级联反应将导致细胞由正常功能的细胞变成凋亡细胞。正常的细胞凋亡发生于各种生命体，并且有助于保持生命体的内稳性(homeostasis)。但是不正常的细胞凋亡往往就和恶性疾病联系在一起，特别是肝脏疾病。

针对细胞凋亡抑制剂在药物方面的应用已经有诸多的报道。例如：最原型的caspase抑制剂Z-VAD-FMK曾被应用于各种动物实验和各种细胞凋亡有关的研究，比方说肝脏损伤。最近几年对其他新型caspase抑制剂的研究表明，它们能有效的治疗啮齿目动物的肝脏疾病。这些前期研究表明广谱caspase抑制剂将非常有可能用于治疗人类的肝脏疾病。在很多常见肝脏疾病中，对肝细胞通常都能检测到异常高的细胞凋亡活性。这些疾病包括肝移植后的损伤，酒精性肝炎，威尔逊氏病，以及最常见的病毒性肝炎(B，C型)等。

作为细胞凋亡的最重要一环，Caspase和炎症以及细胞死亡密切相关，所以，以Caspase成为目标物的药物大多都有非常好的应用前景。病毒性肝炎(B型和C型)就是一个很好的例子。正是基于这个基本的论断，位于美国圣地亚哥的Idun Pharmaceuticals成功的研发了，IDN-6556，一种广谱caspase抑制剂，并获得了FDA的Orphan Drug认证。现在这个药在进行二期临床。主要面向病人就是丙型病毒性肝炎患者和肝移植后的肝损伤患者，该药物能够有效减少这类病人的血浆ALT活性。这是第一种应用在人体上的caspase抑制剂药物。所有的临床试验数据表明，该药物效力强，见效快，而且主要在肝脏富集，是非常有前途推向市场的新药。Orphan Drug认证是FDA为了鼓励制药公司研发面向较小市场的新药而制定的规范。虽然病毒性肝炎在美国是个小市场，但是在中国就是一个很大的市场，这类新药的研制必定会带来可观的利润。

发明内容

本发明的目的是在现有技术的基础上，提供一种新型的对乙型肝炎具有治疗活性的半胱氨酸天冬氨酸广谱蛋白酶抑制剂。

我们利用高通量虚拟筛选及合理设计的方法先进行药物先导物的发现，针对疾病相关的几类蛋白质靶标开展药物设计、合成及生物活性评价。同时着重研究药物设计中的难点问题，从事计算生物，药物辅助设计和分子模拟的研究。应用同源建模原理建立生物大分子模型，采用生物大分子三维结构的分子对接方法来研究小分子与生物大分子结合的三维结构和结合的强度。并根据现有药物的结构、理化性质与活性关系的分析建立定量构效关系、药效基团模型和分子动力模型，运用先进的虚拟筛选技术从数据库搜寻新药。

我们应用了先进的新药模拟筛选技术--计算机辅助药物设计(CADD)，以人类Capase-3和天然多肽(N-acetyl-L-tyrosyl-L-valyl-L-alanyl-L-aspartic acid)的共晶体结构为参照，并选取IDN-6556和其他机构非常相似的Caspase抑制剂及其实验结果作为起点，来进行新的药物分子的筛选。通过CADD技术对候选结构的药物活性进行半定量的预测，通过空间和数字模拟找出和受体结合最佳的分子，进而筛选出和参照结构有相近甚至更好生物活性的目标分子，一些预测并无很好生物活性的分子在进行生物试验之前就直接被淘汰，大大节省了时间和金钱。因为我们同时了解已知活性的目标分子(IDN-6556和其他相似抑制剂)和受体的性质(Caspase)，我们就可以同时运用两种不同的方法(基于配体的和基于受体的设计)进行筛选，这样也大大曾加了结果的可靠性。我们最终锁定了的非常有前途的活性结构，在酶试验和细胞试验中，新设计的活性化合物和临床药物IDN-6556有更低的IC50，并且比动物实验药物Q-VD-OPH更好的IC50。

本发明的目的可以通过以下措施达到：