[发明专利]开发用于生物医学应用的小分子肽缀合物的方法

说明书

相关申请

本申请要求2015年1月20日提交的美国临时申请62/105585的优先权，其全部内容并入本文。

技术领域

本申请涉及一种新颖的平台技术，涉及发现的针对蛋白质-蛋白质/肽药物靶标的小分子片段，导致确定使用酰胺偶联的小分子先导化合物。

技术背景

蛋白质-蛋白质相互作用(PPI)药物靶标由于其广泛且相对无特征的结合位点而难以定位。它们通常被称为药物发现中的“高悬的果实”或“无成药性的”目标。对低悬的果实或更容易地靶向药物靶点的巨大努力已经达到饱和。人们对可以快速识别PPI抑制剂开发的高质量和多样化的化学起点的新技术的兴趣越来越高。传统的小分子筛选技术，如高通量筛选(HTS)通常识别具有不良物理化学性质的大型和复杂分子，特别是对于PPI药物靶标。这些命中通常是非特异性结合的，需要广泛的药物化学努力才能提高其效力和药物性质。传统的基于片段的药物设计(FBDD)在命中发现中已经成功地针对了较易的药物靶标，如激酶和水解酶。然而，PPI药物发现中的FBDD方法是非常具有挑战性的，因为鉴定小分子片段对广泛的PPI结合位点的弱/中等结合是困难的。

Smith等(Organic Letters 2002,4：4041-4044)提供了小分子-肽缀合物的设计。然而，这项研究并没有设计这样的缀合物的文库，并且将整个缀合物用作药物/小分子，这使得它成为一种拟肽方法。

US20110118126提供了筛选结合靶标的化合物的方法，其中具有预选的诱饵部分的诱饵片段与多个(多元)片段反应以形成小分子配体。本申请描述了通过硫化物键将分子与靶蛋白结合后快速筛选大量化学分子来鉴定最佳命中分子的方法。

本发明是一种新颖的平台技术，本文称为“Smip”平台，其采用针对目的蛋白质-肽/蛋白质-蛋白质靶标同时通过酰胺键连接于相互作用肽的小分子片段的芯片高通量筛选。这导致小分子肽缀合物(SMPC)文库的产生。顶级对接的SMPC命中被选中并合成。然后使用传统的生物化学检测方法对SMPC命中对感兴趣的目标进行筛选。在对SMPC命中鉴定后，将连接到最佳SMPC命中的小分子片段进一步演化成针对目的靶标的小分子先导/抑制剂。

与传统的基于片段的筛选技术相比，所述高通量筛选形式确保了广泛的化学空间的探索，同时显著减少了筛选的时间和成本。此外，通过用胺封端的片段替代肽的初始小分子的易多样化将减少用于产生先导的药物化学的负担。

发明内容

本发明提供了一种新颖的“Smip”平台，其采用针对目的蛋白质/肽/蛋白质-蛋白质靶标，同时通过酰胺键附着于相互作用肽的小分子片段的芯片高通量筛选。

一方面，本发明是一种开发小分子先导化合物的方法，其包括通过芯片高通量筛选或小分子片段与肽的芯片高通量偶合来产生小分子-肽缀合物(SMPC)的文库。

另一方面，所述小分子片段经由酰胺键连接到肽上。

在另一方面，本发明提供了一种产生SMPC文库的方法，其包括通过酰胺键将小分子片段与肽进行芯片高通量偶合。

还提供了SMPC在固体表面上合成。固体表面为任意固体膜。固体表面也选自由纤维素、金和玻璃载玻片构成的组。

另一方面，使用高通量肽微阵列合成SMPC。

本发明还提供了一种用于产生小分子-肽缀合物微阵列的方法，其中所述微阵列的范围为至少两个和最多十亿个小分子肽缀合物。

本申请中公开的开发小分子先导化合物的方法包括以下步骤：

a)对针对蛋白质-肽或蛋白质-蛋白质靶标的小分子片段进行芯片高通量筛选；

b)通过酰胺键将小分子片段连接到肽上产生SMPC文库；

c)选择和合成SMPC命中；

d)筛选针对目的靶标的SMPC以鉴定小分子片段命中；和

e)将所述小分子片段转化为相应靶标的小分子先导化合物。

本发明还提供了一种产生SMPC的高通量文库的方法，其包括通过将小分子构件偶合到肽而合成固体表面上的高通量肽微阵列。小分子构件与肽的偶联是通过酰胺偶联。此外，在固定在固体表面上的同时完成小分子与肽的偶合。

SMPC与固体表面的偶联是使用选自生物素、PEG和任何固体小分子接头的接头。

本发明还提供包含通过本申请中公开的方法合成的SMPC的组合物。

设想本发明的SMPC肽微阵列可用于生物化学和生物物理测定。

本发明的SMPC在表面等离子体共振中连接于金表面。