[发明专利]具有DUB抑制剂活性的取代氰基吡咯烷

说明书

本发明涉及一类式(Ia)、(Ib)和(Ic)的取代氰基吡咯烷，具有充当脱泛素化酶、尤其是泛素C端水解酶30或泛素特异性肽酶30(USP30)抑制剂的活性，可用于各种治疗领域包括牵涉线粒体功能障碍的病况和癌症。

本发明涉及一类取代的氰基吡咯烷，其具有脱泛素化酶、尤其是泛素C端水解酶30或泛素特异性肽酶30(USP30)的抑制剂活性；其用途；制备其的方法和含有所述抑制剂的组合物。这些抑制剂用于包括癌症和牵涉线粒体功能障碍的病况的各种治疗领域。

泛素是由76个氨基酸组成的小蛋白质，其对于在细胞中调节蛋白质功能是重要的。泛素化和脱泛素化是酶促介导的过程，其使得泛素通过脱泛素化酶(DUBs)共价结合靶标蛋白质或者从靶标蛋白质裂解，人类细胞中存在大约95种DUBs，基于序列同源性划分为各子家族。USP家族的特征是其共有的Cys和His区，其含有对其DUB活性关键的Cys和His残基。泛素化和脱泛素化过程已牵涉于许多细胞功能的调节中，包括细胞循环进展，细胞凋亡，细胞表面受体的修饰，DNA转录和DNA修复的调节。从而，泛素系统已牵涉于许多疾病状态的发病机理中，包括炎症，病毒感染，代谢功能障碍，CNS障碍，和肿瘤生成。

泛素是线粒体动力学的主要调节剂。线粒体是动力学细胞器，其生物起源、融合和分裂事件通过翻译后调节经由许多关键因子比如线粒体融合蛋白的泛素化来调节。虽然泛素连接酶比如parkin泛素连接酶已知使得许多线粒体蛋白质泛素化，直至最近脱泛素化酶还是难于把握。USP30是线粒体外膜中存在的517个氨基酸的蛋白质(Nakamura et al.,MolBiol 19:1903-11,2008)。它是携带线粒体寻址信号且已显示使许多线粒体蛋白质脱泛素化的唯一脱泛素化酶。已展示的是，USP30对抗parkin泛素连接酶介导的线粒体自噬并且USP30活性的降低能够援救线粒体自噬中parkin泛素连接酶介导的缺陷。

线粒体功能障碍能够定义为是减少的线粒体含量(线粒体自噬或线粒体生物起源)，是氧化磷酸化和线粒体活性降低，但还是反应性氧类(ROS)产生的调节。于是，线粒体功能障碍在很大数量的衰老过程和病理学状况中扮演角色，包括但不限于神经变性疾病(例如帕金森病(PD)，阿尔茨海默病，亨廷顿舞蹈病，肌萎缩性侧索硬化(ALS)，多发性硬化)，癌症，糖尿病，代谢性疾病，心血管病，精神病学疾病(例如精神分裂症)，和骨关节炎。

例如，帕金森病在全世界影响大约1千万人(帕金森病基金会)并且特征是黑质中的多巴胺能神经元损失。PD的精确机理是不清楚的；然而线粒体功能障碍越来越多地被认为是PD中多巴胺能神经元易感性的关键决定因素并且是家族和散发病以及毒素诱导的帕金森症的特征。Parkin泛素连接酶是已牵涉早期发作型PD的许多蛋白质中的一种。虽然绝大多数PD病例与α-突触核蛋白缺陷有关，10％的帕金森症病例与特定基因缺陷有关，其中之一就是泛素E3连接酶parkin泛素连接酶中的缺陷。Parkin泛素连接酶和蛋白质激酶PTEN-诱导的推定激酶1(PINK1)合作地将受损线粒体的线粒体膜蛋白质泛素化，引起线粒体自噬。线粒体自噬失调引起增加的氧化应激，其已描述为PD的特征。因此抑制USP30可以是治疗PD的有用策略。例如，具有导致活性降低的parkin泛素连接酶突变的PD患者能通过抑制USP30得到治疗性补偿。

已报告的是，USP30的耗尽增强线粒体的线粒体自噬清除以及增强parkin泛素连接酶诱导的细胞死亡。USP30也已显示调节BAX/BAK-依赖性的细胞凋亡，其独立于parkin泛素连接酶过表达。USP30的耗尽使得癌细胞对BH-3模拟物比如ABT-737敏化，而不需要parkin泛素连接酶过表达。从而，USP30的抗凋亡作用已被展示和因此USP30是抗癌疗法的潜在靶标。

在批准蛋白酶体抑制剂硼替佐米用于治疗多发性骨髓瘤之后，泛素-蛋白酶体系统已成为有意义的癌症治疗靶标。用硼替佐米的扩展治疗受到与其有关的毒性和药物抗性的限制。然而，靶向蛋白酶体上游的泛素-蛋白酶体途径的特定方面比如DUBs的治疗策略经预测具有更佳的耐受(Bedford et al.,Nature Rev 10:29-46,2011)。