[发明专利]旋转异构酶活性抑制剂

说明书

相关的申请

本申请是1995年6月7日提交的美国专利申请号08/474,072的部分延续。

发明背景1、发明领域

本发明涉及利用2-哌啶酸衍生的、对FKBP型免疫亲和蛋白具有亲和力的神经营养性化合物作为与免疫亲和蛋白蛋白质相关的酶活性抑制剂，特别是作为肽酰-脯氨酰异构酶或旋转异构酶酶活性抑制剂的方法。2、先有技术的说明

术语免疫亲和蛋白指大量作为免疫抑制剂，如环孢菌素A(CsA)，FK506和雷帕霉素受体的蛋白质。已知的免疫亲和蛋白为亲环蛋白，和FK506结合蛋白，如FKBP。环孢菌素A与亲环蛋白结合，而FK506和雷帕霉素与FKBP结合。这些免疫亲和蛋白-药物复合物干扰各种细胞内信号转导系统，特别是在免疫系统中和在神经系统中。

已知，免疫亲和蛋白具有肽酰-脯氨酰异构酶(PPI酶)或旋转异构酶酶活性。已确定，旋转异构酶活性在免疫亲和蛋白蛋白质顺式和反式并构体互变过程中具有催化作用。

免疫亲和蛋白最先在免疫系统中发现并进行研究。最初，本领域技术人员假定，抑制免疫亲和蛋白旋转异构酶活性导致抑制T细胞增殖，因此引起免疫抑制剂，如环孢菌素A，FK506，和雷帕霉素表现出的免疫抑制作用。进一步研究表明，就免疫抑制剂活性而言，仅仅抑制旋转异构酶活性是不够的。见Schreiber等人，科学1990，250，556-559。但看来免疫抑制是由于免疫抑制药物和免疫亲和蛋白间复合物的形成。已表明，免疫亲和蛋白-药物复合物与三元蛋白质靶的相互作用是其作用方式。见Schreiber等人，细胞，1991，66，807-815。就FKBP-FK506和FKBP-CsA来说，药物-免疫亲和蛋白复合物与钙调磷酸酶结合，抑制T细胞发出的使T细胞增殖的信号。类似地，雷帕霉素-FKBP复合物与RAFT₁/FRAP相互作用并抑制从IL-2受体发出信号。

已发现，在脑神经系统中，存在着高浓度的免疫亲和蛋白。脑神经系统中的免疫亲和蛋白较免疫系统中高出10-50倍。在神经组织中，免疫亲和蛋白似乎影响一氧化一氮的合成，神经递质的释放和神经元突起的延伸。

在体内，一氧化一氮可发挥几种作用。在脑中，一氧化一氮似乎是递质。它是由精氨酸形成的，即通过一氧化一氮合成酶，将精氨酸上的胍基氧化形成一氧化一氮和瓜氨酸。刺激N-甲基-d-天冬氨酸(NMDA)型谷氨酸受体迅速和明显地激活一氧化一氮合成酶并刺激cGMP形成。用精氨酸衍生物如硝基精氨酸抑制一氧化一氮合成酶阻断谷氨酸诱导的cGMP水平升高。一氧化一氮合成酶是钙-钙调节蛋白所需要的酶并且激活N-甲基-d-天冬氨酸受体可刺激一氧化一氮合成酶活性，因为N-甲基-d-天冬氨酸受体具有钙通道，它通过谷氨酸刺激打开，使得钙进入细胞中并激活一氧化一氮合成酶。

谷氨酸是生理性神经递质。然而，当释放过量时，谷氨酸通过N-甲基-d-天冬氨酸受体引起神经毒性。用谷氨酸或N-d-天冬氨酸处理大脑皮层神经培养物可杀死90％神经元并且这些作用可被N-甲基-d-天冬氧酸拮抗剂阻断。认为，N-甲基  d-天冬氨酸神经毒性是血管意外后引起神经损伤的主要原因。一氧化一氮合成酶的磷酸化作用抑制其催化活性。通过促进一氧化一氮合成酶的来说，FK506可在功能上抑制一氧化一氮的形成并且阻断谷氨酸的神经毒性。事实上，在大脑皮层培养物中，低浓度的FK506和环孢菌素A都可以阻断N-甲基-d-天冬氨酸的神经毒性。当雷帕霉素逆转FK506的治疗作用时，FKBP的调节作用是明显的。据推测，几乎可明显地作为免疫抑制剂的FK506在临床上可用于治疗中风病人。

FK506也可以加强与生长有关的蛋白质-43(GAP43)的磷酸化作用。在神经元突出延伸中涉及GAP43并且其磷酸化作用似乎加强该活性.因此，已经使用PCI2细胞核实了FK506，雷帕霉素和环孢菌素A在神经元突出延伸中的作用。PCI2细胞是一系列类似神经元的细胞，当用神经生长因子(NGF)刺激时，它们使轴突延伸。

意外地发现，皮摩尔(10^-12摩尔)浓度的免疫抑制剂如FK506和雷帕霉素刺激轴突在PCI2细胞和感觉神经，即脊根神经节细胞(DRGs)中长出。见Lyons等人，Proc.Natl.Acad Sci.USA，1994，91，3191-3195。在所有动物试验中，FK506可在面神经损伤后，刺激神经再生并可恢复坐骨神经损伤动物的功能。