[发明专利]新衍生物及其作为胱天蛋白酶-2的选择性抑制剂的用途

说明书

本发明涉及式(I)的化合物：其中P₁、P₃、P₄和P₅是氨基酸残基。本发明还涉及式(I)的化合物用作胱天蛋白酶‑2抑制剂及其治疗用途。本发明还涉及使用式(I)的化合物作为活性碱探针以选择性地检测胱天蛋白酶‑2活性。

技术领域

本发明涉及可用作胱天蛋白酶-2的选择性抑制剂的新化合物。本发明还涉及这些化合物的治疗用途及其作为基于胱天蛋白酶-2的活性的探针(ABP)的用途。

背景技术

胱天蛋白酶是细胞内内切蛋白酶家族，其在肽底物裂解开始时使用半胱氨酸残基。众所周知，它们在炎症的调节中具有重要意义，并且在通过细胞凋亡控制程序性细胞死亡中起关键作用。

胱天蛋白酶分为两大类：参与调节炎症过程的胱天蛋白酶(-1，-4，-5，-11，-12)和那些对细胞凋亡的起始和执行至关重要的胱天蛋白酶。细胞凋亡的胱天蛋白酶中有两组，具有长的N末端前结构域(pro-domain)的“启动子”(胱天蛋白酶-2，-8，-9，-10)以及具有短的前结构域的胱天蛋白酶(残基20-30)，其为细胞凋亡的“执行者”(胱天蛋白酶-3，-6，-7)。参与炎症和凋亡启动的胱天蛋白酶具有参与凋亡信号转导的结构单元，例如“死亡效应结构域”(DED)和“胱天蛋白酶募集结构域”(CARD)。这些结构域中的每一个都允许与其他蛋白质配偶体的同型相互作用。

胱天蛋白酶的酶性质由催化二元体(半胱氨酸、组氨酸)的存在决定，其中半胱氨酸充当亲核试剂以引发肽键的裂解。胱天蛋白酶的活性位点是高度保守的，催化半胱氨酸包含在肽序列QACXG(其中X是精氨酸(R)、谷氨酰胺(Q)或甘氨酸(G))和碱性亚位点S1中，这使得它们对天冬氨酸残基后的底物切割具有特异性，除了丝氨酸蛋白酶颗粒酶B外，其在哺乳动物蛋白酶中是独特的。通常，胱天蛋白酶识别四肽基序，可裂解键的N末端中的P1-P4，分别被酶的亚位点S1-S4识别。下游位置天冬氨酸(P'1和P'2)也参与对胱天蛋白酶的识别和特异性。

基于它们优先识别的底物肽序列，胱天蛋白酶被分为三组。第I组胱天蛋白酶(-1，-4和-5)倾向于P4中的疏水残基。虽然第II组(-2，-3，-7)的酶在该位置对天冬氨酸具有强烈的偏好，但第III组(-6，-8，-9，-10)倾向于小脂肪链P4。在第II组中，胱天蛋白酶-2具有独特的识别方式；实际上，它需要识别位置P5处的残基(优选亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸或丙氨酸)以发挥其催化活性。胱天蛋白酶-3和-7也以非强制性方式识别P5残基。

最初命名为Nedd-2，小鼠中的“神经前体细胞表达发育下调2”和人类中的“ICE和CED3同源物”Ich-1，由CASP2基因编码的胱天蛋白酶-2(chr.7q34-q35)，是这个酶家族中最保守的成员。其活性在人类神经元发育过程中受到精细调节。有两种同种型的胱天蛋白酶-2同种型促凋亡2L和2S同种型(截短的)抗凋亡。2L同种型是大多数组织中的主要形式，但2S同种型在脑、骨骼肌和心脏中以相似水平表达。

胱天蛋白酶-2作为启动子胱天蛋白酶不能很好地切割其他胱天蛋白酶，但能够启动线粒体外膜透化，并调节各种应激诱导的信号通路，包括热休克、DNA损伤、线粒体氧化应激和细胞骨架破坏。

除细胞凋亡外，胱天蛋白酶-2参与氧化应激的调节。例如，老年Casp-2-^/-小鼠显示出减少的超氧化物歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性。在某些特定情况下，胱天蛋白酶-2能够作为肿瘤抑制因子。实际上，在致癌应激下(如在Eμ-Myc转基因小鼠模型中)，胱天蛋白酶-2的缺陷增强了肿瘤发生。最近的数据还表明胱天蛋白酶-2可能抑制自噬。