[发明专利]靶向RalGTP酶的抗癌化合物及使用其的方法

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求于2011年12月21日提交的美国临时申请序列号61/578,869的利益，该文献整体引入本文作为参考。

政府利益

本发明是由政府支持在美国国家卫生研究院基金号CA075115,、CA104106和CA143971的资助下完成的。美国政府对本发明中拥有某些权利。

技术领域

本发明涉及治疗化合物、含有其的药物组合物以及它们在预防或治疗癌症中的用途。

发明背景

在癌症中Ras相较于任何其它的癌基因更频繁地发生突变。因此，Ras已成为发展合理设计的抗癌药物的焦点，然而到目前为止尚未成功研发出任何成果。在1989年，一些研究组表明法尼基脂质对Ras蛋白的翻译后修饰对于Ras膜结合和转化必需的。然后纯化并表征法尼基转移酶(FT酶)，随后不久，发现了使用香叶基香叶基脂质修饰Ras的第二种异戊烯基转移酶，香叶基香叶基转移酶-1(geranylgeranyltransferase)(GGTIs)。对GGT酶-I抑制剂(GGTIs)进行了研究，并且表明至少一种此类抑制剂GGTI-2417抑制MiaPaCa2胰腺细胞系在体内增长和存活。但是，这种抑制作用是有限的(modest)，并且没有关于GGTIs的临床试验紧随进行。

RalA和RalB是Ras单体G蛋白家族的旁系同源蛋白，它们具有大约85％的氨基酸同一性，并在细胞内吞、细胞外排、肌动蛋白细胞骨架动力学和转录的调节中起作用。类似Ras，Ral蛋白也已牵涉于肿瘤发生和转移。Ral GTP酶可能以Ras依赖性方式，经由若干胍核苷酸交换因子包括RalGDS激活。以表明Ral通道的激活是人体细胞转化的必要条件(Rangarajan A,Hong SJ,Gifford A,Weinberg RA.Species-and cell type-specific requirements for cellular transformation.Cancer Cell 2004；6:171-83；Hamad NM,Elconin JH,Karnoub AE,et al.Distinct requirements for Ras oncogenesis in human versus mouse cells.Genes Dev 2002；16:2045-57)，(并且Ras介导的转化取决于RalA的激活(Lim KH,Baines AT,Fiordalisi JJ,et al.Activation of RalA is critical for Ras-induced tumorigenesis of human cells.Cancer Cell 2005；7:533-45)。RalA和RalB也在CD24的转录调节中起作用，CD24是膀胱癌和其他癌症中的转移相关基因(Smith SC,Oxford G,Wu Z,et al.The metastasis associated gene CD24is regulated by Ral GTPase and is a mediator of cell proliferation and survival in human cancer.Cancer Res 2006；66:1917-22)。

因此，Ral GTP酶展示了一个令人瞩目的预防和治疗实体瘤和这些癌症的转移的治疗靶点且存在对抑制Ral GTP酶从而治疗和预防癌症的有效方法的需求。

发明概述

本发明提供了能够抑制Ral GTP酶的分子，以及这些分子预防或减缓哺乳动物中癌症生长和转移的治疗用途。

本发明的发明人使用了新型计算机算法来鉴定RalA蛋白晶体结构中的口袋，该口袋位置远离核苷酸结合位点，且在该蛋白的GDP构象(非活性)上呈现而不在GTP构象(活性)上呈现。基于RalA的螺纹状3D模型(RalB未被结晶化)被用来表明，这个口袋是RalA和RalB同源旁系蛋白共有的，从而使得结合该变构位点的小分子能够捕捉非活性构象的RalA或RalB。对500,000个化学实体进行计算机筛选，鉴定出88个能对接到该口袋的高度严格的候选化合物。

用GDP装载的RalB蛋白使用基于组合文库的92,167个成员编码的珠进行的无偏筛选鉴定了11种结合无活性RalB的化合物。计算机测定这些化合物的假定对接位点得到单个位点，其在两种Ral旁系同源蛋白中均存在，与利用RalA结构经过计算机筛选发现的口袋一致。