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CN108026146A - 稳定的抗微生物肽 - Google Patents

稳定的抗微生物肽 Download PDF

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CN108026146A
CN108026146A CN201680050723.XA CN201680050723A CN108026146A CN 108026146 A CN108026146 A CN 108026146A CN 201680050723 A CN201680050723 A CN 201680050723A CN 108026146 A CN108026146 A CN 108026146A
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CN
China
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compound
independently
amino acid
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seq
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Application number
CN201680050723.XA
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English (en)
Inventor
L.D.沃伦斯基
R.穆尔塔达
G.H.伯德
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Dana Farber Cancer Institute Inc
Original Assignee
Dana Farber Cancer Institute Inc
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Publication date
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    • A01N43/90Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators containing heterocyclic compounds having two or more relevant hetero rings, condensed among themselves or with a common carbocyclic ring system
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Abstract

本发明提供了设计和制备用于预防和治疗感染的结构稳定的抗微生物肽的方法。还公开了用于设计稳定的抗微生物肽的方法,所述稳定的抗微生物肽对细菌而言是选择性裂解/细胞毒性的,允许内部使用抗微生物肽而没有哺乳动物膜破坏和细胞毒性。

Description

稳定的抗微生物肽
交叉引用
本申请要求于2015年7月2日提交的美国临时申请第62/188,448号和于2016年2月29日提交的美国临时申请第62/301,518号的权益,其各自通过引用整体并入本文。
发明背景
抗微生物肽(AMP)是进化上保守的形成针对微生物入侵的基本防线的一类蛋白质。这些肽由许多不同的生物体产生,并且已经发现其展现出对细菌、真菌(包括酵母)、原生动物(包括寄生物)和病毒的广谱活性。
可以将AMP分成四个主要结构组:具有二至四个二硫桥的稳定的β-折叠肽;具有单个二硫桥的环肽;α-螺旋肽;和富含精氨酸,甘氨酸,脯氨酸,色氨酸和组氨酸的延伸结构。通常长度为12至50个氨基酸,这些肽通常是具有两亲性质的阳离子的。这些生物物理性质允许它们与细菌膜相互作用,导致膜完整性的破坏或移位至细菌细胞中并破坏细胞内过程。
AMP的α-螺旋结构基序对于AMP与细菌膜相互作用的能力可能是重要的。当结合到膜上时,AMP可以自身移位或插入,并通过桶炉机制(barrel-stove mechanism),地毯状机制(carpet-like mechanism)或环形孔机制(toroidal pore mechanism)使膜透化(permeabilization)。透化和膜完整性破坏的这种过程可以解释α-螺旋AMP的抗微生物性质。
发明概述
本公开提供了与抗微生物肽(AMP)相关(例如,与其共享序列同源性)的结构稳定的肽,以及将这种稳定的肽用作为治疗剂和/或预防剂的方法。还提供了设计稳定的抗微生物肽的方法,所述稳定的抗微生物肽对细菌而言是选择性裂解/细胞毒性的,允许内部使用抗微生物肽,而没有哺乳动物的膜破坏和细胞毒性。
更具体地,本文件提供了具有以下通式(I)的化合物或其药学上可接受的盐:
其中:
每个R1和R2独立地为H、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、环烷基烷基、杂芳基烷基或杂环基烷基,其中的任一个被取代或未被取代;
每个R3独立地是亚烷基,亚烯基或亚炔基,其中的任一个被取代或未被取代;
每个x独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;
每个w和y独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20;
z是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;和
每个Xaa独立地是氨基酸,
其中所述化合物对至少一种微生物展现出抗微生物效应。
在一些方面,x独立地是2,3或6。
此外,本文件另外提供了含有氨基酸的内部交联(ICL)的抗微生物肽(AMP),相对于相应的亲本非内部交联的AMP,通过2、3或6个氨基酸隔开的至少一对(例如,一对或两对)氨基酸的侧链被连接基团R3替换,所述连接基团R3连接该氨基酸对的α碳,使得:
每个R3独立地为亚烷基、亚烯基或亚炔基(例如,C6,C7或C11亚烯基),其任选被例如1-6个R4取代;和
每个R4独立地为-NH3或-OH,其中每个-NH3任选被取代;并且每个R1和R2独立地为C1到C10烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基烷基,杂芳基烷基或杂环基烷基,其中的任一个被取代或未被取代。
在一些方面,ICL AMP包含SEQ ID NO:1-17中任一个的至少18个连续氨基酸或其具有1,2,3,4或5个氨基酸取代的变体,或本文描述的另一种多肽序列,只是:(a)在18个连续氨基酸内,相对于相应的亲本非内部交联的AMP,通过2、3或6个氨基酸隔开的至少一对(例如,一对或两对)氨基酸的侧链被连接基团R3替换,所述连接基团R3连接该氨基酸对的α碳,如通式(I)中所描述,并且氨基酸对中第二个的α碳被R2取代,如通式(I)中所描述。在某些方面,AMP变体包含SEQ ID NO:1-17中任一个的至少18个连续氨基酸,只是:其包括(i)氨基酸至组氨酸的至少一个(例如,1、2、3个)个取代;和/或(ii)至少一个(例如,1、2、3个)个至赖氨酸的氨基酸取代;和/或(iii)至少一个(例如,1、2、3个)至D-丙氨酸的氨基酸取代。
此外,本文件另外提供了含有至少20个氨基酸的内部交联(ICL)抗微生物肽(AMP),相对于相应的亲本非内部交联的AMP,通过2、3或6个氨基酸隔开的至少一对(例如,一对或两对)氨基酸的侧链被连接基团R3替换,所述连接基团R3连接该氨基酸对的α碳,使得:
每个R3独立地为亚烷基、亚烯基或亚炔基(例如,C6,C7或C11亚烯基),其任选被例如1-6个R4取代;
每个R4独立地为-NH3或-OH,其中每个-NH3任选被取代;并且每个R1和R2独立地为C1到C10烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基烷基,杂芳基烷基或杂环基烷基,其中的任一个被取代或未被取代。
任何上述ICL AMP可以具有用0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10个R4取代的R3。每个R4可以是–OH。在一些方面,一个R3是–NH3而另一个是–OH。
任何上述ICL AMP可以包含SEQ ID NO:1-17中任一个(例如SEQ ID NO:1)的至少18个连续氨基酸或其具有1,2,3,4或5个氨基酸取代的变体,或本文描述的另一种多肽序列,只是:(a)在18个连续氨基酸内,相对于相应的亲本非内部交联的AMP,通过2、3或6个氨基酸隔开的至少一对(例如,一对或两对)氨基酸的侧链被连接基团R3替换,所述连接基团R3连接该氨基酸对的α碳,并且其侧链被连接基团R3替换的每对氨基酸的α碳的H任选地独立地被C1-C10烷基,烯基或炔基替换。
任何上述ICL AMP可以包含含有第一表面疏水性斑块(patch)的α-螺旋区域,使得相对于没有替换的亲本AMP,用连接基团的替换保持或导致在肽的α-螺旋区域上在第一表面疏水性斑块和另外的一个或多个表面疏水性斑块之间的不连续(discontinuity)。此外,连接基团可以含有亲水化修饰,例如二羟基化。用连接基团的替换可位于AMP上的第一表面疏水性斑块,另外的表面疏水性斑块,或第一表面疏水斑块和另外的表面疏水斑块上。
任何上述ICL AMP可以含有SEQ ID NO:18-168和170-174中的任一个的序列。它们可以例如包含以下序列:Mag(i+4)1(SEQ ID NO:135),Mag(i+4)2(SEQ ID NO:136),Mag(i+4)4(SEQ ID NO:138),Mag(i+4)5(SEQ ID NO:139),Mag(i+4)6(SEQ ID NO:140),Mag(i+4)11(SEQ ID NO:145),Mag(i+4)15(SEQ ID NO:149),Mag(i+4)16(SEQ ID NO:150),Mag(i+4)2,15(I2K,A9K,G18H)(SEQ ID NO:170),Mag(i+4)2,15(I2K,A9H)(SEQ ID NO:171),Mag(i+4)2,15(I2K,A9H,N21E)(SEQ ID NO:172),Mag(i+4)2,15(I2K,A9H,G18H,N21E)(SEQ IDNO:173),或Mag(i+4)1,15(S8H,A9K,G18H,N21E)(SEQ ID NO:174)。
本文件还提供了治疗或预防微生物感染的方法,该方法包括将有效量的任何上述ICL AMP施用于具有微生物生物体感染或处于具有微生物生物体感染的风险中的受试者。受试者可以是动物或植物。动物可以是哺乳动物,例如人。微生物可以是细菌生物,例如革兰氏阳性细菌生物或革兰氏阴性细菌生物。受试者可以具有细菌性阴道感染或处于具有细菌性阴道感染的风险中。细菌性阴道感染可以包括细菌性阴道病(bacterial vaginosis)。细菌性阴道感染可以包括一种或多种细菌生物的感染,所述细菌生物增加了向所述受试者传播病毒感染的可能性。病毒感染可以是人类免疫缺陷病毒-1(HIV-1)或人类免疫缺陷病毒-2(HIV-2)感染。任何上述ICL AMP可以局部施用,例如施用于阴道。任何上述ICL AMP可以施用于例如肺部。受试者可以包括细菌生物膜(bacterial biofilm)。受试者可以患有囊性纤维化(cystic fibrosis)或处于患有囊性纤维化的风险中。
该方法还包括施用治疗有效量的至少一种抗生素。已确立的抗生素可与ICL AMP协同作用,来抑制或预防微生物生物体感染。ICL AMP和抗生素可协同作用以克服对抗生素的抗性。
本文件的另一个方面是含有上述任何ICL AMP中的一个或多个的组合物。该组合物可以进一步含有食品或饮料。在发酵或灭菌过程之前或过程中,可以将上述任何ICL AMP添加到食品或饮料中。
组合物可以进一步含有医疗或保健设备(hygienic device)。一个或多个ICL AMP可以涂覆或浸渍到医疗或保健设备中。该组合物还可以含有一种或多种抗生素。
本文件还提供了抑制微生物生物体生长或杀死微生物生物体的方法,所述方法包括使微生物生物体与一种或多种任何上述ICL AMP接触。微生物生物体可以是细胞外微生物生物体或细胞内微生物生物体。接触可发生在包含所述微生物生物体的受试者中。或者,该方法可以是体外方法。可以理解的是,该方法可以使用文件中描述的任何特征(例如,上述用于治疗或预防微生物感染的方法的那些)进行。微生物生物体可以是例如结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)。
该文件的另一个特征是制备任何上述ICL AMP的方法,根据通式(I),该方法涉及:合成ICL AMP,确定建立的表面疏水性斑块在肽的α-螺旋区中的位置并选择整数w和y,使得所有氨基酸[Xaa]x位于肽上已建立的表面疏水性斑块内。或者,可以选择整数w和y,使得氨基酸[Xaa]x不连接肽的α-螺旋区域中的两个或更多个已建立的疏水性斑块。此外,该方法可以包括向连接基团添加亲水化修饰,包括例如二羟基化。
该文件的另一个方面是制备任何上述ICL AMP的方法,其可以涉及:合成ICL AMP,使得ICL AMP包含含有第一表面疏水性斑块的α-螺旋区,相对于相应的亲本非内部交联的AMP,用连接基团的替换维持或导致内部交联肽上第一疏水性斑块与一个或多个另外的表面疏水性斑块之间的不连续性。此外,该方法可以包括向连接基团添加亲水化修饰,包括例如二羟基化。
该文件的另一个特征是设计任何上述ICL AMP的方法,其涉及:
-创建一个或多个ICL AMP组(panel),每个组包含多个组成员ICL AMP,在每个组中:(a)由2,3或6个氨基酸隔开的至少一对氨基酸的侧链被连接基团R3替换,所述连接基团连接氨基酸对的α碳;和(b)在每个组的每个成员中,与相关组的其他成员相比,该氨基酸对处于不同的位置;和
-针对以下测试所有组的每个成员:(i)在相关成员的α-螺旋区中的第一表面疏水性斑块和该成员的α-螺旋区上的一个或多个另外的表面疏水性斑块之间不连续性的存在;和(ii)每个组的每个成员能够移位到微生物细胞并溶解或抑制哺乳动物细胞生长的能力。该方法可以进一步涉及制备全部组中的一个或多个成员,其具有相对高的移位至微生物细胞中的能力和无或相对较低的裂解或抑制哺乳动物细胞生长的能力。
该文件的另一个特征是鉴定微生物感染的方法,其涉及:
-将测试介质中的微生物感染的微生物生物体与任何上述ICL AMP接触;和
-通过分析从微生物生物体释放到测试介质中的核酸来鉴定微生物。测试介质可以包括来自具有微生物感染的受试者的组织样品,器官样品或体液样品。介质可以包括已经预先添加了来自具有微生物感染的受试者的组织样品,器官样品或体液样品的培养基。体液可以包括例如血液,尿液,痰和/或粪便。接触可以在体外发生,或在具有微生物感染的受试者中发生。该方法可以进一步包括向含有测试介质或从其获得测试介质的受试者施用适合于所鉴定的微生物生物体的处理(例如,包括任何上述ICL AMP)。
本文件的另一个特征是确定测试介质是否包含微生物生物体的方法,其涉及:
-向疑似含有微生物生物体的介质中递送任何上述ICL AMP;和
-测试已知微生物包括或表达的核酸在测试介质中的存在。测试介质可以包括来自疑似被微生物生物体感染的受试者的组织样品,器官样品或体液样品。测试介质可以包括已经预先添加了来自疑似感染微生物生物体的受试者的组织样品,器官样品或体液样品的培养基。体液可以包括例如血液,尿液,痰和/或粪便。递送可以在体外发生,或者在疑似被微生物生物体感染的受试者中发生。如果发现测试介质含有微生物生物体,则该方法可以进一步包括向含有测试介质或从其获得测试介质的受试者施用适合所述微生物生物体的处理(例如,包括任何上述ICL AMP)。
具有“相对较高的抑制微生物生长的能力”和“相对较低的溶解或抑制哺乳动物细胞生长的能力”的试剂的非限制性实例可以具有在约0.1μM和约50μM之间,或者约0.5μM和约20μM之间的最小抑制浓度(MIC)。本发明化合物的MIC可以为约0.1μM、约0.2μM、约0.3μM、约0.4μM、约0.5μM、约0.6μM、约0.7μM、约0.8μM、约0.9μM、约1μM、约1.1μM、约1.2μM、约1.3μM、约1.4μM、约1.5μM、约1.6μM、约1.7μM、约1.8μM、约1.9μM、约2μM、约2.1μM、约2.2μM、约2.3μM、约2.4μM、约2.5μM、约2.6μM、约2.7μM、约2.8μM、约2.9μM、约3μM、约3.1μM、约3.2μM、约3.3μM、约3.4μM、约3.5μM、约3.6μM、约3.7μM、约3.8μM、约3.9μM、约4μM、约4.1μM、约4.2μM、约4.3μM、约4.4μM、约4.5μM、约4.6μM、约4.7μM、约4.8μM、约4.9μM、约5μM、约5.1μM、约5.2μM、约5.3μM、约5.4μM、约5.5μM、约5.6μM、约5.7μM、约5.8μM、约5.9μM、约6μM、约6.1μM、约6.2μM、约6.3μM、约6.4μM、约6.5μM、约6.6μM、约6.7μM、约6.8μM、约6.9μM、约7μM、约7.1μM、约7.2μM、约7.3μM、约7.4μM、约7.5μM、约7.6μM、约7.7μM、约7.8μM、约7.9μM、约8μM、约8.1μM、约8.2μM、约8.3μM、约8.4μM、约8.5μM、约8.6μM、约8.7μM、约8.8μM、约8.9μM、约9μM、约9.1μM、约9.2μM、约9.3μM、约9.4μM、约9.5μM、约9.6μM、约9.7μM、约9.8μM、约9.9μM、约10μM、约10.5μM、约11μM、约11.5μM、约12μM、约12.5μM、约13μM、约13.5μM、约14μM、约14.5μM、约15μM、约15.5μM、约16μM、约16.5μM、约17μM、约17.5μM、约18μM、约18.5μM、约19μM、约19.5μM、或约20μM。在MIC中,化合物具有针对人红细胞的溶血活性,如在本文方法中描述的体外溶血测定法中测量的,其可以是0-10%,5-10%,0-5%,大约0%,约1%,约2%,约3%,约4%,约5%,约6%,约7%,约8%,约9%,约10%,小于10%,小于9%,小于8%,小于7%,小于6%,小于5%,小于4%,小于3%,小于2%或小于1%。
该文件的特征还在于设计相对于未修饰的抗微生物肽或钉合(stapled)的抗微生物肽具有改善的微生物活性和/或降低的溶血活性的抗微生物肽或钉合的抗微生物肽(STAMP)的方法。该方法涉及以下一种或多种:(i)增加抗微生物肽或钉合的抗微生物肽的净正电荷(例如,通过增加肽中碱性残基,例如赖氨酸的数目,例如通过氨基酸取代进行);(ii)增加组氨酸残基的数目,例如通过氨基酸取代;和/或(iii)降低AMP或STAMP的刚性螺旋度(例如用D-丙氨酸取代氨基酸)。在某些情况下,相对于未修饰的抗微生物肽,AMP或STAMP具有至少一个(例如,1,2,3,4,5个)组氨酸和/或赖氨酸。
如本文所使用,将术语“约”和“大约”定义为在给定值或状态的正负10%以内,优选在所述值或状态的正负5%以内。
除非另外定义,本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。本文描述了用于本发明的方法和材料;也可以使用本领域已知的其他合适的方法和材料。材料,方法和实例仅是说明性的而不是限制性的。将本文提及的所有出版物,专利申请,专利,序列,数据库条目(database entry)和其他参考文件的全部内容通过引用并入本文。在冲突的情况下,以本说明书,包括定义为准。
从下面的详细描述和附图以及从权利要求中,本发明的其它特征和优点将是显而易见的。
附图简述
在附图和整个公开中,用符号“X”表示钉合(staple)。
图1是描述具有所指示的各种钉合和缝合(stitch)的位置的爪蟾抗菌肽(maganin)II氨基酸序列的表图。
图2描述了具有所指示的各种钉合和缝合的位置的pexiganan序列。
图3A描述了与七种钉合的衍生物的序列比对的爪蟾抗菌肽(magainin)II氨基酸序列以显示i,i+7钉合的位置。该图中所示的氨基酸对应于连续编号的SEQ ID NO:134和178-184。
图3B是具有由序列号表示的钉合位置的爪蟾抗菌肽II氨基酸序列的螺旋轮投影(helical wheel projection)。残基A15,N22,K4,K11,A18,H7,K14,G3,M21和K10是亲水性氨基酸,并且残基A8,G1,E19,F12,F5,S23,F16,A9,I2,I20,L6和V17是疏水性氨基酸。
图4A是一系列线图,描绘了在水性溶液中爪蟾抗菌肽II和钉合的类似物的CD谱。
图4B是一系列线图,描绘了在TFE:水(1:1)混合物中爪蟾抗菌肽II和钉合的类似物的CD谱。*表示测得的α螺旋度超过计算出的十一肽标准品的理想α螺旋度。
图5是描述爪蟾抗菌肽II和钉合的类似物的溶血活性的一系列线图。将肽与在磷酸盐缓冲液中的1%(v/v)人红细胞在37℃温育1小时,并且然后分离上清液,在540nm测量释放的血红蛋白的量。相对于未处理的对照计算%溶血。
图6A描述了pexiganan氨基酸序列与钉合的衍生物序列比对以显示i,i+7钉合的位置。该图中所示的氨基酸对应于连续编号的SEQ ID NO:2和185-187。
图6B是具有由序列号表示的钉合位置的pexiganan氨基酸序列的螺旋轮投影。残基A15,K22,K4,K11,K18,K7,K14,G3,K21和K10是亲水性氨基酸和残基K8,G1,I19,F12,F5,F16,A9,I2,L20,G13,和V17是疏水性氨基酸。
图7A是描绘水性溶液中pexiganan和钉合的类似物的CD谱的一系列线图。
图7B是描绘了在TFE:水(1:1)混合物中pexiganan和钉合的类似物的CD谱的一系列线图。
图8是描绘pexiganan和钉合的类似物的溶血活性的一系列线图。将肽与人磷酸盐缓冲液中的1%(v/v)人红细胞一起在37℃温育1小时,并且然后分离上清液,并且在540nm处测定释放的血红蛋白的量。相对于未处理的对照计算%溶血。
图9是爪蟾抗菌肽II和使用i+3,i+4和i+7钉合作为单钉合和/或双钉合的各种爪蟾抗菌肽的钉合类似物的氨基酸序列的描述。所示的钉合包含例如两个S5钉合氨基酸以产生i,i+4钉合,一个S5和一个R8对或者一个R5和一个S8对以产生i,i+7钉合,和R5/S5或者R3/S5或者S3/R5对以产生i,i+3钉合。该图中所示的氨基酸对应于连续编号的SEQ ID NO:134和188-252。
图10描述了含有i+3,i+4和i+7钉合的各种pexiganan钉合的类似物的氨基酸序列。箭头表示钉扫描或步行的方向,其中跨越固定数目的氨基酸(例如,2,3或6个)的钉合的位置沿着肽的长度每次向下移动一个氨基酸。
图11是爪蟾抗菌肽II i+4和i+7钉合肽文库成员的氨基酸序列的描述。氨基酸B代表非天然氨基酸正亮氨酸。X,X代表在i,i+4钉合肽中的S5戊烯基丙氨酸对和i,i+7钉合肽中的S5戊烯基和R8辛烯基丙氨酸对。
图12是描述爪蟾抗菌肽II i,i+4钉合肽对大肠杆菌(Escherichia coli),蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)和金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)的最小抑制浓度(MIC)的条形图。未测定超过50μg/mL的MIC值。
图13是描绘爪蟾抗菌肽II i+7钉合肽对大肠杆菌,蜡状芽孢杆菌,铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌的MIC的条形图。未测定超过50μg/mL的MIC值。
图14是柱状图,描绘了在37℃下在1%红细胞悬浮液中1小时的爪蟾抗菌肽II,i+4和i,i+7钉合肽的溶血活性。相对于用1%Triton-X100溶液进行的总裂解将活性标准化。
图15是描绘爪蟾抗菌肽II和选择的i,i+4钉合的肽衍生物的3D表面的一系列分子模型。小图A是描述爪蟾抗菌肽II疏水面的模型。小图B是描绘爪蟾抗菌肽II的亲水面的模型。小图C是描绘Mag(i+4)1疏水面的模型。小图D是描绘Mag(i+4)9疏水面的模型。小图E是描绘Mag(i+4)16疏水面的模型。小图F是描绘Mag(i+4)6的亲水面的模型。以深灰色着色的区域代表高度疏水的残基(I,L,F,M,B);以中灰色着色的区域含有相对较低的疏水性的残基(G,A);以浅灰色着色的区域是带电荷的/亲水性的(H,K,E,N,S);圈出的区域描绘了疏水性的i+4钉合位置。
图16是描述使用氢-氘交换质谱法进行的爪蟾抗菌肽II和钉合的衍生物与脂质体模拟细菌(例如大肠杆菌)或哺乳动物细胞膜的相互作用的特异性的一系列图。
图17描述了爪蟾抗菌肽II(i+4)15赖氨酸扫描文库的成员的氨基酸序列。氨基酸B代表非天然氨基酸正亮氨酸。
图18是爪蟾抗菌肽II(i+4)15谷氨酸扫描文库的成员的氨基酸序列的描述。氨基酸B代表非天然氨基酸正亮氨酸。
图19是爪蟾抗菌肽II(i+4)15组氨酸点突变序列和G13突变体类似物的成员的氨基酸序列的描述。以下符号定义如下:B=正亮氨酸;!=2-氨基异丁酸;&=羟脯氨酸;a=d-丙氨酸;k=d赖氨酸。
图20是第二代爪蟾抗菌肽II双钉合类似物成员的氨基酸序列的描述。氨基酸B代表非天然氨基酸正亮氨酸。
图21描述了pleurocidin-NH2和两种合理设计的双钉合类似物的序列。
图22显示了pleurocidin-NH2和双钉合类似物的3D表面模型。小图A是pleurocidin-NH2的疏水面的模型。小图B是Pleu(i+4)1,15的亲水面的模型。小图C是Pleu(i+4)1,15(A9K)疏水面的模型。以深灰色着色的区域具有高度疏水的残基(F,V,L,Y,W);以浅灰色着色的区域具有相对较低的疏水性残基(G,A,T);以非常浅灰色着色的区域代表带电荷的/亲水性残基(H,K,E,N,S);标有虚线椭圆的区域表示疏水性i+4双钉合的位置;圈出的区域描绘了赖氨酸突变。使用PDB文件1Z64生成表面。
发明详述
稳定的肽
本公开提供了与抗细菌肽(AMP)有关的结构稳定的和微生物选择性的肽(有时称为AMP的稳定的α螺旋或稳定的AMP或STAMP),其包含通过内部(分子内)交联(或钉合)的至少两个经修饰的氨基酸,其中所述至少两个氨基酸通过例如2,3或6个氨基酸隔开。本文中的稳定的肽包括钉合肽,包括具有例如1,2,3,4,5或更多个钉合的肽和/或缝合的肽。
本文的化合物可通过由本发明化合物维持α-螺旋结构而展现α-螺旋稳定性,如通过由圆二色性或NMR测量。例如,在一些方面,与相应的未交联的肽相比,所述化合物展现α螺旋度(helicity)的至少1.25,1.5,1.75或2倍增加,如通过圆二色性所测定的。在一些方面,化合物可以展现约10%,约15%,约20%,约25%,约30%,约35%,约40%,约45%,约50%,约55%,约60,约65%,约70%,约75%,约80%,约85%,约90%,约95%或约100%的螺旋度。
氨基酸是本文肽的结构单元。术语“氨基酸”是指含有氨基和羧基两种以及侧链的分子。适合包括在本文公开的肽中的氨基酸包括但不限于天然α-氨基酸,例如肽中发现的20种常见的天然存在的α-氨基酸(例如Ala(A)、Arg(R)、Asn(N)、Cys(C)、Asp(D)、Gln(Q)、Glu(E)、Gly(G)、His(H)、Ile(I)、Leu(L)、Lys(K)、Met(M)、Phe(F)、Pro(P)、Ser(S)、Thr(T)、Trp(W)、Tyr(Y)、和Val(V))的的D-和L-异构体,非天然α-氨基酸(包括但不限于α,α-双取代和N-烷基化的氨基酸),天然β-氨基酸(例如β-丙氨酸)和非天然β-氨基酸。用于构建本发明肽的氨基酸可以通过有机合成来制备,或通过其他途径获得,诸如例如从天然来源降解或分离。
有许多已知的非天然氨基酸,其中任一种可以包括在本发明的肽中。非天然氨基酸的以下实例是4-羟脯氨酸,锁链素,γ-氨基丁酸,β-氰丙氨酸,正缬氨酸,4-(E)-丁烯基-4(R)-甲基-N-甲基-L-苏氨酸,N-甲基-L-亮氨酸,1-氨基-环丙烷羧酸,1-氨基-2-苯基-环丙烷羧酸,1-氨基-环丁烷羧酸,4-氨基-环戊烯羧酸,3-氨基-环己烷羧酸,4-哌啶基乙酸,4-氨基-1-甲基吡咯-2-羧酸,2,4-二氨基丁酸,2,3-二氨基丙酸,2,4-二氨基丁酸,2-氨基庚二酸,4-(氨基甲基)苯甲酸,4-氨基苯甲酸,邻位-,间位-和对位-取代的苯丙氨酸(例如,用-C(=O)C6H5;-CF3;-CN;-卤素;-NO2;CH3取代),双取代的苯丙氨酸,取代的酪氨酸(例如进一步用-C(=O)C6H5;-CF3;-CN;-卤素;-NO2;CH3取代)和抑胃酶氨酸(statine)。另外,可以将氨基酸衍生化以包括羟基化,磷酸化,磺化,酰化和糖基化的氨基酸残基,等等。
“肽”或“多肽”包含通过肽(酰胺)键连接在一起的氨基酸残基的聚合物。如本文所用的,该术语是指任何大小,结构或功能的蛋白质,多肽和肽。通常,肽或多肽将是有至少三个氨基酸的长度。肽或多肽可以指单个蛋白质或蛋白质的集合。在一些情况下,肽可以仅包括天然氨基酸,即使本领域已知的非天然氨基酸(即,不天然存在但可以掺入到多肽链中的化合物)和/或氨基酸类似物可以备选地使用。而且,肽或多肽中的一个或多个氨基酸可以被修饰,例如通过添加化学实体如糖基,羟基,磷酸基团,法呢基,异法呢基,脂肪酸基团,用于缀合,官能化或其它修饰的接头等修饰。肽或多肽也可以是单分子或者可以是多分子复合物,诸如蛋白质。肽或多肽可以仅是天然存在的蛋白质或肽的片段。肽或多肽可以是天然存在的,重组的或合成的,或其任何组合。“二肽”是指两个共价连接的氨基酸。
在一些方面,本公开提供了包含氨基酸序列GIGKFLHZ1AKKFZ2KAFVZ3EIMNS(SEQ IDNO:1)的内部交联(ICL)肽,其中:
Z1是S或A,并且Z2和Z3独立地是A或G;
以2个,3个或6个氨基酸隔开的两个氨基酸的侧链替换为内部钉合;三个氨基酸的侧链替换为内部缝合;四个氨基酸的侧链替换为两个内部钉合,或者五个氨基酸的侧链替换为内部钉合和内部缝合的组合。
在一些方面,本公开提供了内部交联的多肽,其包含氨基酸序列:GIGKFLKKAKKFGKAFVKILKK(SEQ ID NO:2)
其中:
以2个,3个或6个氨基酸隔开的两个氨基酸的侧链替换为内部钉合;三个氨基酸的侧链替换为内部缝合;四个氨基酸的侧链替换为两个内部钉合,或者五个氨基酸的侧链替换为内部钉合和内部缝合的组合。
在一些情况下,一个或多个(例如1,2,3,4或5个)V,F,I或L替换为非疏水性氨基酸。在一些情况下,本公开的内部交联的多肽包括替换由2,3或6个氨基酸分隔的两个氨基酸的侧链的内部钉合,其包含选自图1或图2中描绘的内部钉合。在一些情况下,替换三个氨基酸的侧链的内部钉合和/或内部缝合包括选自图1和图2的内部缝合。在一些情况下,内部钉合和/或内部缝合包含至少两个内部钉合(替换4个氨基酸的侧链,即每个钉合在由3个氨基酸隔开的两个氨基酸之间)。在一些情况下,内部钉合和/或内部缝合包括至少一个内部钉合和内部缝合的组合。在一些情况下,内部缝合替换第一氨基酸和第二和第三氨基酸的侧链,从而使第一氨基酸(其位于第二和第三氨基酸之间)与第二和第三氨基酸经由内部交联来交联,其中第一和第二氨基酸被2,3或6个氨基酸隔开,第一和第三氨基酸被2,3或6个氨基酸隔开,并且第二和第三氨基酸是不同的氨基酸。在一些方面,替换三个氨基酸的侧链的内部缝合交联由2,3或6个氨基酸隔开的氨基酸对。在一些方面,本公开的内部交联的多肽的四个氨基酸的侧链替换为两个不同的内部钉合。在一些方面,两个不同的内部钉合中的第一个交联由2,3或6个氨基酸隔开的第一对氨基酸,并且至少两个不同的内部钉合中的第二个交联由2,3或6个氨基酸隔开的第二对氨基酸。
在一些情况下,肽可以包括序列中的至少5、至少6、至少7、至少8、至少9、至少10、至少11、至少12、至少13、至少14、至少15、至少16、至少17、至少18、至少19、至少20、至少21、至少22、至少23个或更多个连续的氨基酸(例如,包含所述连续的氨基酸,基本上由所述连续的氨基酸组成或由所述连续的氨基酸组成),所述序列选自:
爪蟾抗菌肽
GIGKFLHSAKKFGKAFVGEIMNS(SEQ ID NO:3)
Pexiganan
GIGKFLKKAKKFGKAFVKILKK(SEQ ID NO:2)
以下其他肽可以通过内部交联进行修饰。在每种情况下,包括交联变体的实例(X表示其侧链已替换为内部钉合的氨基酸)。序列C-末端的“-NH2”表示C-末端氨基酸被酰胺化。序列的C末端的“-COOH”表示C末端氨基酸未被修饰。
Pleurocidin(美洲拟鲽(Winter Flounder)的粘膜)
GWGSFFKKAAHVGKHVGKAALTHYL(SEQ ID NO:4)
GWGSFFKKAAHXGKHVGKXALTHYL(SEQ ID NO:18)
Pardaxin(从红海比目鱼(Red Sea flatfish)分泌物)
GFFALIPKIISSPLFKTLLSAVGSALSSSGEQE(SEQ ID NO:5)
GFFALIPKIISXPLFKTLXSAVGSALSSSGEQE(SEQ ID NO:19)
盲鳗(Hagfish)肠道抗微生物肽(HFIAP)GFFKKAWRKVKHAGRRVLKKGVGRHYVNNWLK(SEQ ID NO:6)
W=溴化的Trp残基
GFFKKAWRKVKHAXRRVLKKXVGRHYVNNWLK(SEQ ID NO:20)
PGQ(来自非洲爪蟾(Xenopus laevis)的分泌物)
GVLSNVIGYLKKLGTGALNAVLKQ(SEQ ID NO:7)
GVLSNVIGYLKKLXTGALNAXLKQ(SEQ ID NO:21)
Buforin II(来自亚洲蟾蜍Bufo bufo garagrizans的胃分泌物)
TRSSRAGLQFPVGRVHRLLRK(SEQ ID NO:8)
TRSSRAGLQFPXGRVHRLXRK(SEQ ID NO:22)
皮抑菌肽(Dermaseptin)(叶泡蛙(Phyllomedusa frog)的皮肤分泌物)
ALWKTMLKKLGTMALHAGKAALGAAADTISQGTQ-NH2(SEQ ID NO:9)
ALWKTMLKKLGTMXLHAGKAXLGAAADTISQGTQ-NH2(SEQ ID NO:23)
Caerin(树蛙Litoria chlori的皮肤腺)
GLFKVLGSVAKHLLPHVVPVIAEKL-NH2(SEQ ID NO:10)
GLFKVLGSVAKHLXPHVVPVXAEKL-NH2(SEQ ID NO:24)
蜂毒肽(Melittin)
GIGAVLKVLTTGLPALISWIKRKRQQ-NH2(SEQ ID NO:11)
GIGAVLKVLTTGXPALISWXKRKRQQ-NH2(SEQ ID NO:25)
杀菌肽(Cecropin)A
KWKLFKKIEKVGQNIRDGIIKAGPAVAVVGQATQIAK-NH2(SEQ ID NO:12)
KWKXFKKIEKXGQNIRDGIIKAGPAVAVVGQATQIAK-NH2(SEQ ID NO:26)
Lycotoxin I
KIKWFKTMKSIAKFIAKEQMKKHLGGE-COOH(SEQ ID NO:13)
KIKWFKTXKSIAKFXAKEQMKKHLGGE-COOH(SEQ ID NO:27)
Styelins B
GFGPAFHSVSNFAKKHKTA-NH2(SEQ ID NO:14)
GFGPXFHSVSNXAKKHKTA-NH2(SEQ ID NO:28)
Clavanin B
VFQFLGRIIHHVGNFVHGFSHVF-NH2(SEQ ID NO:15)
VFQFXGRIIHHXGNFVHGFSHVF-NH2(SEQ ID NO:29)
Cathelicidin A(下面的实例是CP-11,来自牛胃的indolicidin衍生物)
ILKKWPWWPWRRK-NH2(SEQ ID NO:16)
IXKKWPWWXWRRK-NH2(SEQ ID NO:30)
Dermcidin
SSLLEKGLDGAKKAVGGLGKLGKDAVEDLESVGKGAVHDVKDVLDSVL-COOH(SEQ ID NO:17)
SSLLEKGLDGXKKAVGGXGKLGKDAVEDLESVGKGAVHDVKDVLDSVL-COOH(SEQ ID NO:31)
其中所述肽具有增强或稳定的α螺旋二级结构(例如,其中所述肽包括至少一个内部交联)。
表1中的以下另外的肽(SEQ ID NO:32-82,按照从上到下,左列,然后从上到下,右列连续编号)是特定的爪蟾抗菌肽钉合的类似物Mag(i+4)15,Mag(i+4)0,和Mag(i+4)18,以及爪蟾抗菌肽双钉合的类似物Mag(i+4)1,15(A9K)和Mag(i+4)2,15(A9K)。符号“!”代表2-氨基异丁酸;符号“&”代表羟脯氨酸;符号“B”代表正亮氨酸;符号“a”代表D-丙氨酸;符号“k”代表D-赖氨酸。
表1:特定的爪蟾抗菌肽i+4钉合或双钉合的类似物的序列
表2中的下列另外的肽(SEQ ID NO:83-133,按照从上到下,左列,然后从上到下,右列连续编号)是特定的爪蟾抗菌肽i+7钉合的类似物。符号“!”代表2-氨基异丁酸;符号“&”代表羟脯氨酸;符号“B”代表正亮氨酸;符号“a”代表D-丙氨酸;符号“k”代表D-赖氨酸。符号“!”代表2-氨基异丁酸;符号“&”代表羟脯氨酸;符号“B”代表正亮氨酸;符号“a”代表D-丙氨酸;符号“k”代表D-赖氨酸。
表2:特定的爪蟾抗菌肽i+7钉合或双钉合的类似物的序列
作为实例,以上表1中所示的双钉合的爪蟾抗菌肽类似物Mag(i+4)1,15(A9K)对革兰氏阴性菌(包括例如大肠杆菌,铜绿假单胞菌)显示出尤其有效的活性,即使以比其MIC高8倍的浓度,也具有较小的溶血活性。
在一些情况下,肽具有或可被诱导以具有α螺旋二级结构。
在一些情况下,肽是与以下序列相比包括1,2或3个保守取代和/或1或2个非保守取代和/或1或2个插入或缺失的经修饰的肽:
GIGKFLHZ1AKKFZ2KAFZ3EIMNS(SEQ ID NO:1)
其中Z1是S或A;Z2是G或A;Z3是G或A;
其中所述肽具有增强的或稳定的α螺旋二级结构(例如,其中所述肽包括至少一个内部交联);并且其中同一性百分比计算包括交联氨基酸,并且所述交联氨基酸被认为是非保守取代。在一些情况下,内部交联替换由2或3个氨基酸分隔的两个氨基酸的侧链。在一些情况下,内部交联替换由6个氨基酸隔开的两个氨基酸的侧链。在一些情况下,存在两个内部交联,每个替换由3个氨基酸隔开的氨基酸对的侧链,并且每个交联位于所得到的基本上为α-螺旋的肽的基本上相同的面上。
在一些情况下,肽是包括1,2,3,4或5个氨基酸取代(例如,1,2,3,4或5个氨基酸替换为A或1,2,3,4或5个氨基酸是保守取代的)的经修饰的肽。
在一些情况下,稳定的肽可具有与SEQ ID NO:1-17之一至少80%(例如80%,85%,90%,95%,98%,99%,99.5%或100%)的同一性,或可以包括SEQ ID NO:1-17中之一并具有一个或多个(例如1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18个,例如1-2,1-3,1-4或1-5个)保守的氨基酸取代。在一些情况下,氨基酸的侧链取代为通式I。在一些情况下,稳定的肽具有SEQ ID NO:1-17中之一的序列并具有一个或两个钉合(例如,在由2或3个(或6个)氨基酸隔开的两个氨基酸之间的一个钉合,或两个钉合,每一个在由2或3个(或6个)氨基酸隔开的氨基酸之间)。另外,在该稳定的肽中,1,2,3,4或5个氨基酸(其侧链未被替换为钉合)可以替换为保守取代,或者可以替换为A。
在一些情况下,肽被取代以提供以下序列:
ZZZKZZKKZKKZZKZZZKZZKK,其中Z=天然存在的肽的天然氨基酸。
在一些情况下,“保守氨基酸取代”可以包括这样的取代,其中一个氨基酸残基被另一个具有相似侧链的氨基酸残基取代。本领域已经定义了具有相似侧链的氨基酸残基的家族。这些家族包括具有以下侧链的氨基酸:碱性侧链(例如,赖氨酸,精氨酸,组氨酸),酸性侧链(例如,天冬氨酸,谷氨酸),不带电荷的极性侧链(例如,甘氨酸,天冬酰胺,谷氨酰胺,丝氨酸,苏氨酸,酪氨酸,半胱氨酸),非极性侧链(例如,丙氨酸,缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸,脯氨酸,苯丙氨酸,甲硫氨酸,色氨酸),β-分支侧链(例如,苏氨酸,缬氨酸,异亮氨酸)和芳族侧链(例如,酪氨酸,苯丙氨酸,色氨酸,组氨酸)。
用于确定氨基酸序列之间的百分比同一性的方法是本领域已知的。例如,为了最佳比较目而比对序列(例如,为了最佳比对,可以在第一个和第二个氨基酸或核酸序列中的一个或两个中引入缺口,并且为了比较目的,可以忽略非同源序列)。为比较目的而比对的参考序列的长度可以是参考序列长度的至少30%,至少40%,至少50%,至少60%,和至少70%,80%,90%或100%。然后比较相应氨基酸位置或核苷酸位置上的氨基酸残基或核苷酸。当第一个序列中的位置与第二个序列中相应位置被相同的氨基酸残基或核苷酸占据时,则该分子在该位置是相同的。两个氨基酸序列之间的百分比同一性的确定可以使用例如BLAST 2.0程序完成。序列比较使用无缺口的比对并且使用缺省参数(Blossom62矩阵,缺口存在代价(gap existence cost)为11,每个残基缺口的代价(per residue gappedcost)为1,并且λ比率为0.85)进行。在BLAST程序中使用的数学算法描述于例如Altschulet al.(Nucleic Acids Res.25:3389-3402,1997)中。
如上所公开的,本文中的肽包括至少两个经修饰的氨基酸,其共同形成内部(分子内)交联(或钉合),其中所述至少两个经修饰的氨基酸通过以下隔开:(A)两个氨基酸(即,i,i+3,在图1和图2显示为),(B)三个氨基酸(即i,i+4,在图1和图2显示为○),或(C)六个氨基酸(i,i+7,在图1和图2显示为)。
在i和i+3之间交联的情况下,交联可以是例如C7亚烷基或亚烯基。在i和i+4之间交联的情况下,交联可以是例如C8亚烷基或亚烯基。在i和i+7之间交联的情况下,交联可以是例如C11,C12或C13亚烷基或亚烯基。当交联是亚烯基时,可以有一个或多个双键。
在i和i+3之间交联的情况下,交联可以是例如C6,C7或C8亚烷基或亚烯基(例如具有一个双键的C6亚烯基)。在i和i+4之间交联的情况下,交联可以是例如C8亚烷基或亚烯基。在i和i+7之间交联的情况下,交联可以是例如C11,C12或C13亚烷基或亚烯基(例如具有一个双键的C11亚烯基)。当交联是亚烯基时,可以有一个或多个双键。交联可以任选地被选自-OH和-NH3的1-5个取代基取代。
“肽钉合”是由合成方法学创造的术语,其中使用闭环置换反应(ring-closingmetathesis reaction)(RCM)将存在于多肽链中的两个含烯烃的侧链(例如可交联的侧链)共价连接(例如“钉合在一起”)以形成交联环(参见例如Blackwell et al.,J Org Chem.,66:5291-5302,2001;Angew et al.,Chem Int Ed.37:3281,1994)。如本文所用,术语“肽钉合”包括两个(例如,至少一对)含双键的侧链,含三键的侧链,或含双键和含三键的侧链(其可以存在于多肽链中)的连接,使用任何数量的反应条件和/或催化剂来促进这种反应,从而提供单一的“钉合”多肽。术语“多重钉合”的多肽是指含有多于一个单独的钉合的那些多肽,并且可以含有各种间距和组成的两个,三个或更多个独立的钉合。此外,如本文所用,术语“肽缝合”是指单条多肽链中的多个和串联的“钉合”事件以提供“缝合”的(例如,串联或多个钉合)多肽,其中例如两个钉合都与共同的残基相连接。肽缝合例如在WO 2008121767和WO 2010/068684中公开,这两个专利都通过引用整体并入本文。在一些情况下,如本文所使用,钉合可以保留不饱和键或可以减少(例如,如以下在缝合段落描述中所提及的)。
尽管许多肽钉合具有所有的烃交联,但可以使用其他类型的交联或钉合。例如,可以使用含三唑(例如,1,4-三唑或1,5-三唑)的交联(参见例如Kawamoto et al.2012J MedChem.55:1137;WO 2010/060112)。
已经显示使用全烃交联的肽的钉合有助于维持其天然构象和/或二级结构,特别是在生理相关的条件下(参见例如hafmiester et al.,J Am Chem Soc.,122:5891-5892,2000;Walensky et al.,Science,305:1466-1470,2004)。
通过易于具有α-螺旋二级结构的全烃交联将本文的多肽钉合可改善稳定性和各种药代动力学性质。
本文中的稳定的肽包括至少两个内部交联或钉合的氨基酸,其中所述至少两个氨基酸例如被两个氨基酸(即,图1和图2中所示的i,i+3),三个氨基酸(即,图1和图2所示的i,i+4)或六个氨基酸(即,图1和图2所示的i,i+7)隔开。尽管需要至少两个氨基酸来支持内部交联(例如,一个钉合),但是可以在肽中包括另外的内部交联氨基酸对,例如以支持另外的内部交联(例如,多个钉合)。例如,肽可以包括1,2,3,4,5个或更多个钉合。附图中说明了肽钉合的实例。交联的肽(例如钉合的和/或缝合的肽)在本文中通常称为STAMP肽。
备选地或另外地,肽可以包括三个内部交联或缝合的氨基酸,例如产生来自共同起源的两个钉合。肽缝合包括至少三个内部交联的氨基酸,其中三个氨基酸的中间(在此称为核心或中心氨基酸,并且在图1和图2中显示为“i”)与两个侧翼的经修饰的氨基酸中的每一个形成内部交联(在α碳之间)。核心氨基酸的α碳具有与肽中其他氨基酸的α碳内部交联的侧链,其可以是饱和的或不饱和的。与核心氨基酸交联的氨基酸可以以任何方向与核心氨基酸分隔2,3或6个氨基酸(例如,i,i-3,i,i-4,i,i-7,如图1和图2所示,i,i+3,i,i+4,i,i+7,如图1和图2所示,其中“i”为核心氨基酸)。核心的任意侧的氨基酸的数目(例如,核心氨基酸和与核心交联的氨基酸之间)可以相同或不同。
在一些方面,本文的肽可以包括至少一种(例如1,2,3,4或5种)钉合和至少一种(例如1,2,3,4或5种)缝合的组合。
交联的肽(例如钉合的和/或缝合的肽)在本文中通常称为STAMP肽。肽可以包括在图1和图2中所示的一个或多个位置处的交联氨基酸。
在图1和图2中,交联的位置由符号和字母“i”表示。例如,i10(C1)可以通过i+3钉合与F1或G0连接(也称为i-3),或通过i+4钉合与G1或F0连接(也称为i-4),或通过i+7钉合与C2或C0连接(也称为i-7)。当然,i10(C1)可以与例如F1(i+3)和C0(i-7)缝合。
也可以通过钉合扫描来有助于用于修饰的氨基酸的选择(例如,以支持内部交联)。术语“钉合扫描”和“钉合步行”可互换地指钉合的肽文库的合成,其中i和i+3;i和i+4;以及i和i+7单和多个钉合或缝合的位置沿着肽序列的长度向下顺序定位,取样所有可能的位置,以鉴定钉合或缝合的构建体的期望的,有效的,合适的或最佳的性质和活性。附图中说明了钉合扫描方法的示例。
合适的系链(tether)描述在本文和例如US2005/0250680,PCT/US2008/058575,WO2009/108261和WO 2010/148335中。
适用于本文公开的肽的氨基酸侧链是本领域已知的。例如,合适的氨基酸侧链包括甲基(如丙氨酸的α-氨基酸侧链是甲基),4-羟基苯基甲基(如酪氨酸的α-氨基酸侧链是4-羟基苯基甲基)和硫代甲基(thiomethyl)(如半胱氨酸的α-氨基酸侧链是硫代甲基)等。“末端不饱和氨基酸侧链”是指带有末端不饱和部分的氨基酸侧链,诸如取代或未取代的双键(例如烯属)或三键(例如炔属),其参与与多肽链中的其它末端不饱和部分的交联反应。在某些方面,“末端不饱和氨基酸侧链”是末端烯属氨基酸侧链。在某些方面,“末端不饱和氨基酸侧链”是末端炔属氨基酸侧链。在某些方面,“末端不饱和氨基酸侧链”的末端部分不被进一步取代。
如上所述,内部系链或交联可以延伸穿过一个螺旋转角的长度(即,约3.4个氨基酸(即,i,i+3或i,i+4)或两个螺旋转角(即约7个氨基酸(即,i,i+7))。因此,位于i和i+3;i和i+4;或i和i+7的氨基酸是化学修饰和交联的理想候选物(参见图1和图2)。因此,例如,当肽具有序列…Xaa1,Xaa2,Xaa3,Xaa4,Xaa5,Xaa6,Xaa7,Xaa8,Xaa9…(其中“…”表示任选地存在另外的氨基酸)时,Xaa1和Xaa4之间,或Xaa1和Xaa5之间,或Xaa1和Xaa8之间的交联可用作Xaa2和Xaa5之间,或Xaa2和Xaa6之间,或Xaa2和Xaa9之间的交联,等等。
多肽可以在多肽序列内包含多于一个交联,以进一步稳定序列或促进较长多肽区段的稳定化。如果多肽太长而不容易在一份中合成,则可以通过称为天然化学连接的技术将独立合成的交联肽联合(参见例如Bang,et al.,J.Am.Chem.Soc.126:1377)。或者,使用会聚方法常规合成大的肽,由此完全保护的片段在最终的脱保护之后(例如在Fuzeon的工业合成中)特异性且顺序地反应以形成全长所需产物。
化合物
在一些方面,稳定的肽可具有5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29或30个氨基酸。
本发明的特征在于通式(I)的经修饰的多肽或其药学上可接受的盐,
其中:
每个R1和R2独立地为H、或C1至C10烷基、烯基、炔基、芳基烷基、环烷基烷基、杂芳基烷基或杂环基烷基;
每个R3是亚烷基,亚烯基或亚炔基(例如,C6,C7或C11亚烯基),其任选被1-6个R4取代;
每个R4独立地为-NH3或-OH,其中每个-NH3任选被取代;
其中相对于相应的亲本(即,未修饰的)非内部交联的AMP,每个R3替换由2,3或6个氨基酸(即,x=2,3或6)隔开的至少一对(例如一对或两对)氨基酸的侧链。
如上文以及本文中其他地方所使用的,“相应的亲本(即,未修饰的)非内部交联的AMP”可以是野生型AMP或本文件公开的野生型AMP的任何变体,只是这种变体将不包括如本文所述的内部交联。
在通式I的情况下,以下方面在公开的那些中。
在x=2(即i+3连接)的情况下,R3可以是例如C7亚烷基,亚烯基。在亚烯基的情况下,可以有一个或多个双键。在x=6(即i+4连接)的情况下,R3可以是例如C11,C12或C13亚烷基或亚烯基。在亚烯基的情况下,可以有一个或多个双键。在x=3(即i+4连接)的情况下,R3可以是例如C8亚烷基,亚烯基。在亚烯基的情况下,可以有一个或多个双键。
在某些情况下,两个α,α二取代的立体中心(α碳)都处于R构型或S构型(例如,i,i+4交联),或者一个立体中心是R而另一个是S(例如,i,i+7交联)。因此,在将通式I如下描述的情况下,
C’和C”二取代的立体中心可以均是R构型,也可以均是S构型,例如当x是3时。当x是6时,C’二取代的立体中心是R构型,并且C”二取代的立体中心是S构型,或C’二取代的立体中心是S构型并且C”二取代的立体中心是R构型。R3双键(基于上述定义,R3含有烷烃,烯烃或炔烃部分;一般而言,它是烯烃)可以是E或Z立体化学构型。对于通式II中对应于上面刚刚描述的通式中的C’和C”的碳,类似构型是可能的。
在一些情况下,多肽包括这样的氨基酸序列,其除了通过交联替换的氨基酸侧链之外还具有SEQ ID NO:1–17中任一种中的1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11或12个氨基酸变化(例如,保守性氨基酸变化)。
在一些方面,化合物具有通式(II):
其中:
-每个A,C,D和E独立地是天然或非天然氨基酸;
-每个B独立地是天然的或非天然的氨基酸,氨基酸类似物,
[-NH-L4-CO-],[-NH-L4-SO2-],或[-NH-L4-];
-每个R1独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代,或者与R1以及R1和L两者结合的原子一起形成环;
-每个R2独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个是未取代的或取代的,或者与R2以及R2和L两者结合的原子一起形成环;
-每个R3独立地为氢,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,杂烷基,环烷基,杂环烷基,环烷基烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个L独立地为形成大环的接头;
-每个L4独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基(cycloalkylene),杂环亚烷基,亚芳基,杂亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个R4独立地是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任何一个是未取代的或取代的;
-每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,CONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与R1或R2附接的点;
-每个n独立地是1,2,3,4或5;
-每个R7独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有D残基的环状结构的一部分;
-每个R8独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有E残基的环状结构的一部分;
-每个v和w独立地为0-1000,1-1000或3-1000的整数;
-每个x,y和z独立地是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;和
-u是1,2,3,4,5,6,7,8,9或10。
在一些方面,每个v和w独立地为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,或20。在一些方面,每个w独立地为3-1000的整数,例如3-500,3-200,3-100,3-50,3-30,3-20或3-10的整数。在一些方面,w是3-10的整数,例如3-6,3-8,6-8或6-10的整数。在一些方面,w是3。在其他方面,w是6。在一些方面,每个v独立地是1-1000的整数,例如1-500,1-200,1-100,1-50,1-30,1-20或1-10的整数。在某些方面,v是2。
在一个实例中,R1和R2中的至少一个是未被取代的或被卤素取代的烷基。在另一个实例中,R1和R2两者均独立地为未取代的或被卤素取代的烷基。在一些方面,R1和R2中的至少一个是甲基。在其它方面,R1和R2是甲基。
在一些方面,x+y+z是至少2或至少3。在其它方面,x+y+z是1,2,3,4,5,6,7,8,9或10。在一些方面,x+y+z的总和是3或6。在一些方面,x+y+z的总和是3。在其他方面,x+y+z的总和是6。
A,B,C,D或E在大环或大环前体中的每次出现都是独立选择的。例如,当x是3时,由通式[A]x表示的序列涵盖其中氨基酸不相同的方面,例如Gln-Asp-Ala,以及其中氨基酸相同的方面,例如,Gln–Gln–Gln。这适用于指定范围内的任何x,y或z值。类似地,当u大于1时,每种化合物可以涵盖相同或不同的化合物。例如,化合物可以包含含有不同接头长度或化学组成的化合物。
在一些方面,化合物包含二级结构,所述二级结构是其中R8是–H的α-螺旋,以允许螺旋内氢键键合。在一些方面,A,B,C,D或E中的至少一个是α,α-二取代的氨基酸。在一个实例中,B是α,α-二取代的氨基酸。例如,A,B,C,D或E中的至少一个是2-氨基异丁酸。在其他方面,A,B,C,D或E中的至少一个是
在其它方面,选择如从第一个Cα到第二个Cα测量的形成大环的接头L的长度以稳定所需的二级肽结构,例如由该化合物的残基形成的α-螺旋,所述残基包括但不是必需限于第一个Cα到第二个Cα之间的那些。
在一些方面,通式(II)的化合物具有通式(IIa):
其中:
-每个A,C,D和E独立地是天然或非天然氨基酸;
-每个B独立地是天然的或非天然的氨基酸,氨基酸类似物,包括但不限于:氨基酸类似物,[-NH-L4-CO-],[-NH-L4-SO2-],或[-NH-L4-];
-每个L独立地为形成大环的接头;
-每个L’独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任一个未被取代或被取代,或者是键,或者与R1以及R1和L’两者结合的原子一起形成环;
-每个L”独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任一个未被取代或被取代,或者是键,或者与R2以及R2和L”两者结合的原子一起形成环;
-每个R1独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代,或者与L’以及R1和L’两者结合的原子一起形成环;
-每个R2独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个是未取代的或取代的,或者与L”以及R2和L”两者结合的原子一起形成环;
-R3独立地为氢,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,杂烷基,环烷基,杂环烷基,环烷基烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个L4独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基,杂亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个R4是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任何一个是未取代的或取代的;
-每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,CONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与R1或R2附接的点;
-每个n独立地是1,2,3,4或5;
-每个R7独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有D残基的环状结构的一部分;
-每个R8独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有E残基的环状结构的一部分;
-每个v和w独立地为0-1000,1-1000或3-1000的整数;
-每个x,y和z独立地是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;和
-u是1,2,3,4,5,6,7,8,9或10。
在一些方面,L是通式-L1-L2-的形成大环的接头。在一些方面中,L1和L2独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基,杂亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任何一个是未取代的或取代的。
在一个实例中,R1和R2中的至少一个是未被取代的或被卤素取代的烷基。在另一个实例中,R1和R2两者均独立地为未取代的或被卤素取代的烷基。在一些方面,R1和R2中的至少一个是甲基。在其它方面,R1和R2是甲基。
在一些方面,x+y+z是至少2或至少3。在其它方面,x+y+z是1,2,3,4,5,6,7,8,9或10。A,B,C,D或E在大环或大环前体中的每次出现都是独立选择的。例如,当x是3时,由通式[A]x表示的序列涵盖其中氨基酸不相同的方面,例如Gln-Asp-Ala,以及其中氨基酸相同的方面,例如,Gln–Gln–Gln。这适用于指定范围内的任何x,y或z值。类似地,当u大于1时,每种化合物可以涵盖相同或不同的部分。例如,化合物可以包含含有不同接头长度或化学组成的部分。
在一些方面,化合物包含二级结构,所述二级结构是其中R8是–H的-螺旋,以允许螺旋内氢键键合。在一些方面,A,B,C,D或E中的至少一个是α,α-二取代的氨基酸。在一个实例中,B是α,α-二取代的氨基酸。例如,A,B,C,D或E中的至少一个是2-氨基异丁酸。在其他方面,A,B,C,D或E中的至少一个是
在其它方面,选择从第一个Cα到第二个Cα测量的的形成大环的接头L的长度以稳定所需的二级肽结构,例如由该化合物的残基形成的螺旋,包括但不是必需限于第一个Cα到第二个Cα之间的那些。
在一些方面,通式(II)的化合物具有通式(IIb):
其中:
-每个A,C,D和E独立地为氨基酸,其中A,B,C,D和E与交联氨基酸一起形成靶肽的氨基酸序列,所述交联氨基酸通过形成大环的接头L和L’连接;
-每个B独立地为氨基酸,[-NH-L4-CO-],[-NH-L4-SO2-],或[-NH-L4-]
-L是通式-L1-L2-的形成大环的接头;
-每个R1独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代,或者与L以及R1和L两者结合的原子一起形成环;
-每个R2独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个是未取代的或取代的,或者与L以及R2和L两者结合的原子一起形成环;
-R3为氢,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,杂烷基,环烷基,杂环烷基,环烷基烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的;
-L’是通式–L1’–L2’–的形成大环的接头;
-每个R1’独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代,或者与L’以及R1’和L’两者结合的原子一起形成环;
-每个R2’独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个是未取代的或取代的,或者与L’以及R2’和L’两者结合的原子一起形成环;
-L1’,L2’,和L4独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基,杂亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个R4是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任何一个是未取代的或取代的;
-每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,CONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与R1,R2,R1’,或R2’附接的点;
-每个n独立地是1,2,3,4或5;
-每个R7独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有D残基的环状结构的一部分;
-每个R8独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有E残基的环状结构的一部分;
-每个R7’独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有D残基的环状结构的一部分;
-每个R8’独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有E残基的环状结构的一部分;
每个x,y和z独立地为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;
-每个x’,y’和z’独立地为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;
-每个v和w独立地为0-1000,1-1000或3-1000的整数;
-每个v’和w’独立地为0-1000,1-1000或3-1000的整数;和
-每个n是1,2,3,4或5。
在一些方面,x’+y’+z’的总和为1,2,3,4,5,6,7,8,9或10,例如3或6,至少2,或至少3。
在一些方面,化合物具有通式(IIc):
其中:
-每个A,C,D和E独立地是天然或非天然氨基酸;
-每个B独立地是天然的或非天然的氨基酸,氨基酸类似物,[-NH-L4-CO-],[-NH-L4-SO2-],或[-NH-L4-];
-每个R1独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代,或者与R1以及R1和L两者结合的原子一起形成环;
-每个R2独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个是未取代的或取代的,或者与R2以及R2和L两者结合的原子一起形成环;
-每个R3独立地为氢,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,杂烷基,环烷基,杂环烷基,环烷基烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个L独立地为以下通式的形成大环的接头:
-每个L1,L2,和L3独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基,杂亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个R4是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任何一个是未取代的或取代的;
-每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,CONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与R1或R2附接的点;
-每个R7独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有D残基的环状结构的一部分;
-每个R8独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有E残基的环状结构的一部分;
-每个v和w独立地为0-1000,1-1000或3-1000的整数;
-每个x,y和z独立地是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;和
-每个n是1,2,3,4或5。
在一个实例中,R1和R2中的至少一个是未被取代的或被卤素取代的烷基。在另一个实例中,R1和R2两者均独立地为未取代的或被卤素取代的烷基。在一些方面,R1和R2中的至少一个是甲基。在其它方面,R1和R2是甲基。
在一些方面,x+y+z是至少2或至少3。在其它方面,x+y+z是1,2,3,4,5,6,7,8,9或10。A,B,C,D或E在大环或大环前体中的每次出现都是独立选择的。例如,当x是3时,由通式[A]x表示的序列涵盖其中氨基酸不相同的方面,例如Gln-Asp-Ala,以及其中氨基酸相同的方面,例如,Gln–Gln–Gln。这适用于指定范围内的任何x,y或z值。
在一些方面,由E表示的前两个氨基酸中的每一个包含不带电荷的侧链或带负电荷的侧链。在一些方面,由E表示的前三个氨基酸中的每一个包含不带电荷的侧链或带负电荷的侧链。在一些方面,由E表示的前四个氨基酸中的每一个包含不带电荷的侧链或带负电荷的侧链。在一些方面,关于E作为i+1,i+2,i+3,i+4,i+5和/或i+6的氨基酸中的一个或多个或每个包含不带电荷的侧链或带负电荷的侧链。
在一些方面,由E表示的第一C末端氨基酸和/或第二C末端氨基酸包含疏水性侧链。例如,由E代表的第一C-末端氨基酸和/或第二C-末端氨基酸包含疏水性侧链,例如小的疏水性侧链。在一些方面,由E表示的第一C末端氨基酸,第二C末端氨基酸和/或第三C末端氨基酸包含疏水性侧链。例如,由E代表的第一C末端氨基酸,第二C末端氨基酸和/或第三C末端氨基酸包含疏水性侧链,例如小的疏水性侧链。在一些方面,关于E作为i+1,i+2,i+3,i+4,i+5和/或i+6的氨基酸中的一个或多个或每个包含不带电荷的侧链或带负电荷的侧链。
在一些方面,每个w独立地为1至1000的整数。例如,由E表示的第一氨基酸包含小的疏水性侧链。在一些方面,w在2和1000之间。例如,由E表示的第二氨基酸包含小的疏水性侧链。在一些方面,w在3和1000之间。例如,由E表示的第三氨基酸包含小的疏水性侧链。例如,由E表示的第三氨基酸包含小的疏水性侧链。在一些方面,w在4和1000之间。在一些方面,w在5和1000之间。在一些方面,w在6和1000之间。在一些方面,w在7和1000之间。在一些方面,w是在8和1000之间。
在一些方面,化合物包含二级结构,所述二级结构是其中R8是–H的螺旋,以允许螺旋内氢键键合。在一些方面,A,B,C,D或E中的至少一个是α,α-二取代的氨基酸。在一个实例中,B是α,α-二取代的氨基酸。例如,A,B,C,D或E中的至少一个是2-氨基异丁酸。在其他方面,A,B,C,D或E中的至少一个是
在其它方面,选择从第一个Cα到第二个Cα测量的的形成大环的接头L的长度以稳定所需的二级肽结构,例如由该化合物的残基形成的螺旋,包括但不是必需限于第一个Cα到第二个Cα之间的那些。
在一些方面,L是以下通式的形成大环的接头:
在一些方面,L是以下通式的形成大环的接头或其互变异构体(tautomer):
下面显示了形成大环的接头L的示例性方面。
用于形成三唑交联剂的氨基酸根据如下所示的图示表示。除非另外指出,每个氨基酸的α位的立体化学是S。对于叠氮化物氨基酸,所指示的碳原子数是指α-碳与末端叠氮化物之间的亚甲基单元的数目。对于炔烃氨基酸,所指示的碳原子数是α-位和三唑部分之间的亚甲基单元数加上源自炔烃的三唑基团内的两个碳原子。
当形成大环的接头跨越α-螺旋的大约1个转角时,该连接含有大约4个原子到12个原子,大约6个原子到10个原子或大约8个原子。当形成大环的接头跨越α-螺旋的大约2个转角时,连接包含大约7个原子至15个原子,大约9个原子至13个原子或大约11个原子。当形成大环的接头跨越α-螺旋的大约3个转角时,连接包含大约13个原子至21个原子,大约15个原子至19个原子,或大约17个原子。当形成大环的接头跨越α-螺旋的大约4个转角时,连接包含大约19个原子到27个原子,大约21个原子到25个原子或大约23个原子。当形成大环的接头跨越α-螺旋的大约5个转角时,连接包含大约25个原子至33个原子,大约27个原子至31个原子或大约29个原子。当形成大环的接头跨越α-螺旋的大约1个转角时,所得到的大环形成含有大约17个成员到25个成员,大约19个成员到23个成员或大约21个成员的环。当形成大环的接头跨越α-螺旋的大约2个转角时,所得到的大环形成含有大约29个成员至37个成员,大约31个成员至35个成员,或大约33个成员的环。当形成大环的接头跨越α-螺旋的大约3个转角时,所得的大环形成含有大约44个成员至52个成员,大约46个成员至50个成员或大约48个成员的环。当形成大环的接头跨越α-螺旋的大约4个转角时,所得到的大环形成含有大约59个成员至67个成员,大约61个成员至65个成员或大约63个成员的环。当形成大环的接头跨越α-旋螺旋的大约5个转角时,所得到的大环形成含有大约74个成员至82个成员,大约76个成员至80个成员,或大约78个成员的环。
在本文的任何方面中,每个v,w,v’和w’可以独立地为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19,20,21,22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32,33,34,35,36,37,38,39,40,41,42,43,44,45,46,47,48,49或50。在本文的任何方面中,每个v,w,v’和w’可以独立地为0-1000,0-500,0-400,0-300,0-200,0-100,0-50,0-40,0-30,0-25,0-20,0-15,0-10,0-8,0-6,0-5,1-1000,1-500,1-400,1-300,1-200,1-100,1-50,1-40,1-30,1-25,1,-20,1-15,1-10,1-8,1-6,1-5,3-1000,3-500,3-400,3-300,3-200,3-100,3-50,3-40,3-30,3-25,3-20,3-15,3-10,3-8,3-6或3-5。
在一个方面,通式(II)的化合物是:
其中每个R1和R2独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代。
在相关方面,化合物包含通式(II)的结构,其是:
在一些方面,通式(II)的化合物是:
其中每个R1和R2独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,未被取代或被卤素取代。
在相关方面,通式(II)的化合物是:
其中每个R1’和R2’独立地是氨基酸侧链。
在其他方面,通式(II)的化合物是以下所示通式中任一种的化合物:
其中“AA”表示任何天然或非天然的氨基酸侧链,是如上所定义的[D]v或[E]w,并且n是0至20,50,100,200,300,400或500的整数,在一些方面,前面段落中所示的取代基“n”是0。在其它方面,前面段落中所示的取代基“n”是少于50,40,30,20,10,或5。
下面显示了形成大环的接头L的示例性方面。
在其它方面,通式(II)化合物中的[D]和/或[E]被进一步修饰以促进细胞摄取。在一些方面,化合物的脂化或PEG化(PEGylating)促进细胞摄取,增加生物利用率(bioavailability),增加血液循环,改变药代动力学,降低免疫原性和/或降低所需的施用频率。
在其它方面,通式(II)化合物中的[D]和[E]中的至少一个代表包含另外的形成大环的接头的部分,使得所述化合物包含至少两个形成大环的接头。在具体的方面,化合物包含两个形成大环的接头。一方面,u是2。
在一些方面,L是通式–L1–L2–的形成大环的接头。在一些方面,L1和L2独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基,杂亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任一个是未取代的或取代的;每个R4是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任何一个是未取代的或取代的;每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,CONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与R1或R2附接的点;和每个n独立地是1,2,3,4或5。
在本文所述的任何通式的一个方面,L1和L2(单独或组合)形成三唑或硫醚。
在本文所述任何通式的一个方面,L1和L2(单独或组合)不形成三唑或硫醚。
在其它方面,选择从第一个Cα到第二个Cα测量的的形成大环的接头L的长度以稳定所需的二级肽结构,例如由该化合物的残基形成的螺旋,包括但不是必需限于第一个Cα到第二个Cα之间的那些。
在一个实例中,R1和R2中的至少一个是未被取代的或被卤素取代的烷基。在另一个实例中,R1和R2两者均独立地为未取代的或被卤素取代的烷基。在一些方面,R1和R2中的至少一个是甲基。在其它方面,R1和R2是甲基。
在一些方面,x+y+z是至少2或至少3。在其它方面,x+y+z是1,2,3,4,5,6,7,8,9或10。A,B,C,D或E在大环或大环前体中的每次出现都是独立选择的。例如,当x是3时,由通式[A]x表示的序列涵盖其中氨基酸不相同的方面,例如Gln-Asp-Ala,以及其中氨基酸相同的方面,例如,Gln–Gln–Gln。这适用于指定范围内的任何x,y或z值。类似地,当u大于1时,每种化合物可以涵盖相同或不同的化合物。例如,化合物可以包含含有不同接头长度或化学组成的化合物。
在一些方面,化合物包含二级结构,所述二级结构是其中R8是–H的螺旋,以允许螺旋内氢键键合。在一些方面,A,B,C,D或E中的至少一个是α,α-二取代的氨基酸。在一个实例中,B是α,α-二取代的氨基酸。例如,A,B,C,D或E中的至少一个是2-氨基异丁酸。在其他方面,A,B,C,D或E中的至少一个是
在一些方面,w为1至1000。例如,由E表示的第一氨基酸包含小的疏水性侧链。在一些方面,w为2至1000。例如,由E表示的第二氨基酸包含小的疏水性侧链。在一些方面,w为3至1000。例如,由E表示的第三氨基酸可以包含小的疏水性侧链。例如,由E表示的第三氨基酸可以包含小的疏水性侧链。在一些方面,w是从4到1000。在一些方面,w为5至1000。在一些方面,w为6至1000。在一些方面,w为7至1000。在一些方面,w为8至1000。在一些方面,w为3-10,例如3-6,3-8,6-8或6-10的整数。在一些方面,w是3。在其他方面,w是6。在一些方面,v是1-10,例如2-5的整数。在一些方面,v是2。在一些方面,v是3。
在一些方面,由E表示的前两个氨基酸中的每一个包含不带电荷的侧链或带负电荷的侧链。在一些方面,由E表示的前三个氨基酸中的每一个包含不带电荷的侧链或带负电荷的侧链。在一些方面,由E表示的前四个氨基酸中的每一个包含不带电荷的侧链或带负电荷的侧链。
在一些方面,由E表示的第一C末端氨基酸和/或第二C末端氨基酸包含疏水性侧链。例如,由E代表的第一C-末端氨基酸和/或第二C-末端氨基酸包含疏水性侧链,例如小的疏水性侧链。在一些方面,由E表示的第一C末端氨基酸,第二C末端氨基酸和/或第三C末端氨基酸包含疏水性侧链。例如,由E代表的第一C末端氨基酸,第二C末端氨基酸和/或第三C末端氨基酸包含疏水性侧链,例如小的疏水性侧链。
在一些方面,关于第一E作为i+1,i+2,i+3,i+4,i+5和/或i+6的氨基酸中的一个或多个或每个包含不带电荷的侧链或带负电荷的侧链。在一些方面,每个E独立地为选自以下下组的氨基酸:Ala(丙氨酸),D-Ala(D-丙氨酸),Aib(α-氨基异丁酸),Sar(N-甲基甘氨酸)和Ser(丝氨酸)。
在其它方面,通式I,Ia,Ib,或Ic的化合物中的[D]和/或[E]被进一步修饰以促进细胞摄取。在一些方面,化合物的脂化或PEG化促进细胞摄取,增加生物利用率,增加血液循环,改变药代动力学,降低免疫原性和/或降低所需的施用频率。
在其它方面,通式I,Ia,Ib,或Ic的化合物中的[D]和[E]中的至少一个代表包含另外的形成大环的接头的部分,使得所述化合物包含至少两个形成大环的接头。在具体的方面,化合物包含两个形成大环的接头。在一个方面,u是2。
另一方面,本发明提供了通式(III)的化合物:
其中:
-每个A,C,D和E独立地是天然或非天然氨基酸;
-每个B独立地是天然的或非天然的氨基酸,氨基酸类似物,
[-NH-L4-CO-],[-NH-L4-SO2-],或[-NH-L4-];
-每个R1独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代,或者与R1以及R1和L结合的原子一起形成环;
-每个R2独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个是未取代的或取代的,或者与R2以及R2和L结合的原子一起形成环;
-每个R3独立地为氢,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,杂烷基,环烷基,杂环烷基,环烷基烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个L1,L2,L3和L4独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基,杂亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,CONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与R1或R2附接的点;
-每个R4独立地是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任何一个是未取代的或取代的;
-每个R7独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有D残基的环状结构的一部分;
-每个R8独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有E残基的环状结构的一部分;
-每个v和w独立地为0-1000,1-1000或3-1000的整数;
-每个x,y和z独立地是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;
-u是1,2,3,4,5,6,7,8,9或10,和
-每个n独立地是1,2,3,4或5。
在一些方面,选择从第一个α-碳到第二个α-碳测量的形成大环的接头[-L1-S-L2-S-L3-]的长度以稳定所需的二级肽结构,例如由该化合物的残基形成的螺旋(包括但不限于310螺旋或α-螺旋),包括但不是必需限于第一个α-碳到第二个α-碳之间的那些。在一些方面,硫醇部分是氨基酸残基L-半胱氨酸,D-半胱氨酸,α-甲基-L半胱氨酸,α-甲基-D-半胱氨酸,L-高半胱氨酸,D-高半胱氨酸,α-甲基-L-高半胱氨酸或α-甲基-D-高半胱氨酸的侧链。双烷基化试剂具有通式X-L2-Y,其中L2是接头部分,X和Y是被-SH部分置换以与L2形成键的离去基团(leaving group)。在一些方面,X和Y是卤素,如I,Br或Cl。
在其他方面,本发明提供通式(IV)或(IVa)的化合物:
其中:
-每个A,C,D和E独立地是天然或非天然氨基酸;
-每个B独立地是天然的或非天然的氨基酸,氨基酸类似物,
[-NH-L4-CO-],[-NH-L4-SO2-],或[-NH-L4-];
-每个R1独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代,或者是具有E残基的环状结构的一部分;
-每个R2独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个是未取代的或取代的,或者是具有E残基的环状结构的一部分;
-每个R3独立地为氢,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,杂烷基,环烷基,杂环烷基,环烷基烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个L独立地为通式–L1–L2–的形成大环的接头;
-每个L1,L2和L4独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基,杂亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个R4独立地是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任何一个是未取代的或取代的;
-每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,CONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与R1或R2附接的点;
-每个R7独立地为-H,烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,芳基或杂芳基,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个v和w独立地为0-1000,1-1000或3-1000的整数;
-每个x,y和z独立地是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;
-u是1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;和
-每个n独立地是1,2,3,4或5。
在一个实例中,L1和L2(单独或组合)不形成三唑或硫醚。
在一个实例中,R1和R2中的至少一个是未被取代的或被卤素取代的烷基。在另一个实例中,R1和R2两者均独立地为未取代的或被卤素取代的烷基。在一些方面,R1和R2中的至少一个是甲基。在其它方面,R1和R2是甲基。
在一些方面,x+y+z是至少1。在其它方面,x+y+z是至少2。在其它方面,x+y+z是1,2,3,4,5,6,7,8,9或10。A,B,C,D或E在大环或大环前体中的每次出现都是独立选择的。例如,当x是3时,由通式[A]x表示的序列涵盖其中氨基酸不相同的方面,例如Gln-Asp-Ala,以及其中氨基酸相同的方面,这适用于指定范围内的x、y或z的任何值。
在一些方面,化合物包含二级结构,所述二级结构是α-螺旋并且R8是–H,以允许螺旋内氢键键合。在一些方面,A,B,C,D或E中的至少一个是α,α-二取代的氨基酸。在一个实例中,B是α,α-二取代的氨基酸。例如,A,B,C,D或E中的至少一个是2-氨基异丁酸。在其他方面,A,B,C,D或E中的至少一个是
在其它方面,选择从第一个Cα到第二个Cα测量的的形成大环的接头L的长度以稳定所需的二级肽结构,例如由该化合物的残基形成的α-螺旋,包括但不是必需限于第一个Cα到第二个Cα之间的那些。
在一些方面,化合物具有通式(V)或通式(Va)或其药学上可接受的盐:
其中:
-每个Aa,Ca,Da,Ea,Ab,Cb和Db独立地是天然或非天然氨基酸;
-每个Ba和Bb独立地是天然的或非天然的氨基酸,氨基酸类似物,
[-NH-L4-CO-],[-NH-L4-SO2-],或[-NH-L4-];
-每个Ra1独立地为烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代,或H,或者Ra1形成连接到Da或Ea氨基酸中之一的α位的形成大环的接头L’;或者与La一起形成未被取代或被取代的环;
-每个Ra2独立地为烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代,或H,或者Ra2形成连接到Da或Ea氨基酸中之一的α位的形成大环的接头L’;或者与La一起形成未被取代或被取代的环;
-每个Rb1独立地为烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,环烷基烷基,杂烷基或杂环烷基,其中任一个未被取代或被取代,或H,或者Rb1形成连接到Db氨基酸中之一的α位的形成大环的接头L’;或者与Lb一起形成未被取代或被取代的环;
-每个R3独立地为烷基,烯基,炔基,芳基烷基,杂烷基,环烷基,杂环烷基,环烷基烷基,环芳基或杂环芳基,其中任一个是未取代的或取代的,或H;
-每个La独立地为形成大环的接头,并且任选地与未取代或取代的Ra1或Ra2形成环;
-每个Lb独立地为形成大环的接头,并且任选地与未取代或取代的Rb1形成环;
-每个L’独立地为形成大环的接头;
-每个L4独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,环亚芳基,杂环亚芳基或[-R4-K-R4-]n,,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个R4独立地是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,OCO2,NR3,CONR3,OCONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与Ra1,Ra2,或Rb1附接的点;
-每个Ra7独立地为烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,环芳基或杂环芳基,其中任一个是未取代的或取代的;或H;或具有Da氨基酸的环状结构的部分;
-每个Rb7独立地为烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,环芳基或杂环芳基,其中任一个是未取代的或取代的;或H;或具有Db氨基酸的环状结构的部分;
-每个Ra8独立地为烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,环芳基或杂环芳基,其中任一个是未取代的或取代的;或H;或具有Ea氨基酸的环状结构的部分;
-每个Rb8独立地为烷基,烯基,炔基,芳基烷基,环烷基,杂烷基,环烷基烷基,杂环烷基,环芳基或杂环芳基,其中任一个是未取代的或取代的;或H;或1-1000个氨基酸残基的氨基酸序列;
-每个va和vb独立地是从0-1000的整数;
-每个wa和wb独立地是从0到1000的整数;
-每个ua和ub独立地为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10,其中ua+ub至少为1;
-每个xa和xb独立地为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;
-每个ya和yb独立地为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;
-每个za和zb独立地为0,1,2,3,4,5,6,7,8,9或10;和
-每个n独立地是1,2,3,4或5。
在一些方面,本发明的化合物具有上面定义的通式或其药学上可接受的盐,其中:
-每个La独立地为通式-L1-L2-的形成大环的接头,并且任选地与未取代或取代的Ra1或Ra2形成环;
-每个Lb独立地为通式-L1-L2-的形成大环的接头,并且任选地与未被取代或取代的Rb1形成环;
-每个L’独立地为通式-L1-L2-的形成大环的接头;
-每个L1和L2独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,环亚芳基,杂环亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个R4独立地是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任何一个是未取代的或取代的;
-每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,OCO2,NR3,CONR3,OCONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与Ra1,Ra2或Rb1附接的点。
在一些方面,该化合物具有上面定义的通式,其中每个La和Lb独立地是含三唑的形成大环的接头。在一些方面,该化合物具有上面定义的通式或其药学上可接受的盐,其中:
-每个La和Lb独立地是以下通式的形成大环的接头:
-每个L1,L2和L3独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,环亚芳基,杂环亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任一个是未取代的或取代的;
-每个R4独立地是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任何一个是未取代的或取代的;
-每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,OCO2,NR3,CONR3,OCONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与Ra1,Ra2或Rb1附接的点;和
-每个n独立地是1,2,3,4或5。
在一些方面,该化合物具有上面定义的通式或其药学上可接受的盐,其中:
-每个La和Lb独立地为通式–L1–SR9R10–L2–SR11R12–L3–的形成大环的接头,其中每个L1,L2和L3独立地为独立地为亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,环亚芳基,杂环亚芳基或[-R4-K-R4-]n,其中任一个是未取代的或取代的;并且每个R9,R10,R11和R12独立地不存在或为O;
-每个R4独立地是亚烷基,亚烯基,亚炔基,杂亚烷基,环亚烷基,杂环亚烷基,亚芳基或杂亚芳基,其中任何一个是未取代的或取代的;
-每个K独立地为O,S,SO,SO2,CO,CO2,OCO2,NR3,CONR3,OCONR3,OSO2NR3,NR3q,CONR3q,OCONR3q,或OSO2NR3q,其中每个R3q独立地为与Ra1,Ra2或Rb1附接的点;和
-每个n独立地是1,2,3,4或5。
在一些方面,所述化合物具有上面定义的通式,其中La和Lb中的一个或两个独立地为含双硫醚的形成大环的接头。在一些方面,每个La和Lb独立地为通式–L1–S–L2–S–L3–的形成大环的接头。
在一些方面,所述化合物具有上面定义的通式,其中La和Lb中的一个或两个独立地为含双砜(sulfone)的形成大环的接头。在一些方面,每个La和Lb独立地为通式–L1–SO2–L2–SO2–L3–的形成大环的接头。
在一些方面,所述化合物具有上面定义的通式,其中La和Lb中的一个或两个独立地为含双亚砜(sulfoxide)的形成大环的接头。在一些方面,每个La和Lb独立地为通式–L1–S(O)–L2–S(O)–L3–的形成大环的接头。
在一些方面,本发明的化合物包含一种或多种二级结构。在一些方面,所述化合物包含为α-螺旋的二级结构。在一些方面,所述化合物包含为β-发夹转角的二级结构。
在一些方面,ua为0。在一些方面,ua为0,并且Lb为使α-螺旋二级结构交联的含有三唑的形成大环的接头。在一些方面,ua是0,并且Lb是使α-螺旋二级结构交联的含烃的形成大环的接头。
在一些方面,ub为0。在一些方面,ua为0,并且Lb为使α-螺旋二级结构交联的含有三唑的形成大环的接头。在一些方面,ub是0,并且La是使α-螺旋二级结构交联的含烃的形成大环的接头。
在一些方面,该化合物仅包含α-螺旋二级结构。
在其它方面,所述化合物包含二级结构的组合,其中所述二级结构是α-螺旋和β-发夹结构。在一些方面,La和Lb是含烃-,三唑或硫的形成大环的接头的组合。在一些方面,所述化合物包含La和Lb,其中La是使β-发夹结构交联的含有烃的形成大环的接头,和Lb是使α-螺旋结构交联的含三唑的形成大环的接头。在一些方面,所述化合物包含La和Lb,其中La是使α-螺旋结构交联的含烃的形成大环的接头,和Lb是使β-发夹结构交联的含三唑的形成大环的接头。在一些方面,所述化合物包含La和Lb,其中La是使α-螺旋结构交联的含有三唑的形成大环的接头,和Lb是使β-发夹结构交联的含烃的形成大环的接头。在一些方面,所述化合物包含La和Lb,其中La是使β-发夹结构交联的含有三唑的形成大环的接头,和Lb是使α-螺旋结构交联的含烃的形成大环的接头。
在某些方面,ua+ub为至少1。在某些方面,ua+ub=2。
在一些方面,ua是1,且ub是1。在一些方面,ua是1,ub是1,La是使α-螺旋二级结构交联的含有三唑的形成大环的接头,和Lb是使α-螺旋二级结构交联的含有三唑的形成大环的接头。在一些方面,ua是1,ub是1,La是使α-螺旋二级结构交联的含有三唑的形成大环的接头,且Lb是使β-发夹二级结构交联的含三唑的形成大环的接头。在一些方面,ua是1,ub是1,La是使β-发夹二级结构交联的含有三唑的形成大环的接头,且Lb是使α-螺旋二级结构交联的含三唑的形成大环的接头。
在一些方面,ua是1,ub是1,La是使α-螺旋二级结构交联的含三唑的形成大环的接头,且Lb是使α-螺旋二级结构交联的含烃的形成大环的接头。在一些方面,ua是1,ub是1,La是使α-螺旋二级结构交联的含三唑的形成大环的接头,且Lb是使β-发夹二级结构交联的含烃的形成大环的接头。在一些方面,ua是1,ub是1,La是使β-发夹二级结构交联的含三唑的形成大环的接头,且Lb是使α-螺旋二级结构交联的含烃的形成大环的接头。
在一些方面,ua是1,ub是1,La是使α-螺旋二级结构交联的含烃的形成大环的接头,且Lb是使α-螺旋二级结构交联的含三唑的形成大环的接头。在一些方面,ua是1,ub是1,La是使α-螺旋二级结构交联的含烃的形成大环的接头,且Lb是使β-发夹二级结构交联的含三唑的形成大环的接头。在一些方面,ua是1,ub是1,La是使β-发夹二级结构交联的含烃的形成大环的接头,且Lb是使α-螺旋二级结构交联的含三唑的形成大环的接头。
在一些方面,ua是1,ub是1,La是使α-螺旋二级结构交联的含三唑的形成大环的接头,且Lb是含硫的形成大环的接头。
在一些方面,ua是1,ub是1,La是含硫的形成大环的接头,且Lb是具有α-螺旋二级结构的含三唑的形成大环的接头。
在一些方面,ua是1,ub是1,La是具有α-螺旋二级结构的含烃的形成大环的接头,且Lb是含硫的形成大环的接头。
在一些方面,ua是1,ub是1,La是含硫的形成大环的接头,且Lb是具有α-螺旋二级结构的含烃的形成大环的接头。
在一些方面,ua是1,ub是1,La是含硫的形成大环的接头,且Lb是含硫的形成大环的接头。
在一些方面,ua是1,ub是1,La是使α-螺旋二级结构交联的含烃的形成大环的接头,且Lb是使α-螺旋二级结构交联的含烃的形成大环的接头。在一些方面,ua是1,ub是1,La是使α-螺旋二级结构交联的含烃的形成大环的接头,且Lb是使β-发夹二级结构交联的含烃的形成大环的接头。在一些方面,ua是1,ub是1,La是使β-发夹二级结构交联的含烃的形成大环的接头,且Lb是使α-螺旋二级结构交联的含烃的形成大环的接头。
在某些方面,Rb1是H。
在一些方面,每个v和w是0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,19或20。在一些方面,w是3-1000的整数,例如3-500,3-200,3-100,3-50,3-30,3-20或3-10的整数。在一些方面,x+y+z的总和是3或6。在一些方面,x+y+z的总和是3。在其他方面,x+y+z的总和是6。
除非另有说明,否则任何化合物(包括化合物,大环前体和其他组合物)也意味着涵盖仅在一个或多个同位素富集的原子的存在上不同的化合物。例如,具有所述结构,只是用氘或氚替换氢或用富含13C或14C的碳替换碳的化合物也在本公开的范围内。
在一些方面,本文公开的化合物可以在构成此类化合物的一个或多个原子处含有非天然比例的原子同位素。例如,化合物可以用放射性同位素,诸如氚(3H),碘-125(125I)或碳-14(14C)放射性标记。在其它方面,一个或多个碳原子被硅原子替换。本文中考虑本文公开的化合物的所有同位素变体,无论是否是放射性的。
本文所述的化合物基于化学,光学,同分异构,对映体(enantiomeric)或非对映体可以具有以下纯度:至少1%的纯度,至少2%的纯度,至少3%的纯度,至少4%的纯度,至少5%的纯度,至少6%的纯度,至少7%的纯度,至少8%的纯度,至少9%的纯度,至少10%的纯度,至少11%的纯度,至少12%的纯度,至少13%的纯度,至少14%的纯度,至少15%的纯度,至少16%的纯度,至少17%的纯度,至少18%的纯度,至少19%的纯度,至少20%的纯度,至少21%的纯度,至少22%的纯度,至少23%的纯度,至少24%的纯度,至少25%的纯度,至少26%的纯度,至少27%的纯度,至少28%的纯度,至少29%的纯度,至少30%的纯度,至少31%的纯度,至少32%的纯度,至少33%的纯度,至少34%的纯度,至少35%的纯度,至少36%的纯度,至少37%的纯度,至少38%的纯度,至少39%的纯度,至少40%的纯度,至少41%的纯度,至少42%的纯度,至少43%的纯度,至少44%的纯度,至少45%的纯度,至少46%的纯度,至少47%的纯度,至少48%的纯度,至少49%的纯度,至少50%的纯度,至少51%的纯度,至少52%的纯度,至少53%的纯度,至少54%的纯度,至少55%的纯度,至少56%的纯度,至少57%的纯度,至少58%的纯度,至少59%的纯度,至少60%的纯度,至少61%的纯度,至少62%的纯度,至少63%的纯度,至少64%的纯度,至少65%的纯度,至少66%的纯度,至少67%的纯度,至少68%的纯度,至少69%的纯度,至少70%的纯度,至少71%的纯度,至少72%的纯度,至少73%的纯度,至少74%的纯度,至少75%的纯度,至少76%的纯度,至少77%的纯度,至少78%的纯度,至少79%的纯度,至少80%的纯度,至少81%的纯度,至少82%的纯度,至少83%的纯度,至少84%的纯度,至少85%的纯度,至少86%的纯度,至少87%的纯度,至少88%的纯度,至少89%的纯度,至少90%的纯度,至少91%的纯度,至少92%的纯度,至少93%的纯度,至少94%的纯度,至少95%的纯度,至少96%的纯度,至少97%的纯度,至少98%的纯度,至少99%的纯度,至少99.1%的纯度,至少99.2%的纯度,至少99.3%的纯度,至少99.4%的纯度,至少99.5%的纯度,至少99.6%的纯度,至少99.7%的纯度,至少99.8%的纯度或至少99.9%的纯度。纯度可以通过例如HPLC,MS,LC/MS,熔点或NMR来评估。
两个或多个肽可以共享一定程度的同源性。一对肽可以具有例如多达约20%的成对同源性,多达约25%的成对同源性,多达约30%的成对同源性,多达约35%的成对同源性,多达约40%的成对同源性,多达约50%的成对同源性,多达约55%的成对同源性,多达约60%的成对同源性,多达约65%的成对同源性,多达约70%的成对同源性,约75%成对同源性,多达约80%成对同源性,多达约85%成对同源性,多达约90%成对同源性,多达约95%成对同源性,多达约96%成对同源性,多达约97%成对同源性,多达约98%成对同源性,多达约99%成对同源性,多达约99.5%成对同源性或多达约99.9%成对同源性。一对肽可以具有例如至少约20%成对同源性,至少约25%成对同源性,至少约30%成对同源性,至少约35%成对同源性,至少约40%成对同源性,至少约45%成对同源性,至少约50%成对同源性,至少约55%成对同源性,至少约60%成对同源性,至少约65%成对同源性,至少约70%成对同源性,至少约70%约75%成对同源性,至少约80%成对同源性,至少约85%成对同源性,至少约90%成对同源性,至少约95%成对同源性,至少约96%成对同源性,至少约97%成对同源性,至少约98%成对同源性,至少约99%成对同源性,至少约99.5%成对同源性,至少约99.9%成对同源性。
可以使用各种方法和软件程序来确定两种或更多种肽之间的同源性,诸如NCBIBLAST,Clustal W,MAFFT,Clustal Omega,AlignMe,Praline或另一种合适的方法或算法。
在一些方面,所述化合物包含至少一个螺旋基序,诸如310或α-螺旋基序。例如,通式I,II或III化合物中的A,B和/或C包括一个或多个螺旋。一般而言,螺旋包括每个转角的3至4个氨基酸残基。在一些方面,化合物的螺旋包括1至5个转角,并因此包括3至20个氨基酸残基。在一个具体的方面,螺旋包括1个转角,2个转角,3个转角,4个转角或5个转角。在一些方面,形成大环的接头稳定化合物内包含的螺旋基序。因此,在一些方面,选择从第一个α-碳到第二个α-碳的形成大环的接头L的长度以增加螺旋的稳定性。在一些方面,形成大环的接头跨越螺旋的1个转角至5个转角。在一些方面,形成大环的接头跨越螺旋的大约1个转角,2个转角,3个转角,4个转角或5个转角。在一些方面,形成大环的接头的长度为螺旋的每个转角的大约或螺旋的每个转角的大约当形成大环的接头跨越螺旋的大约1个转角时,长度等于大约5个碳-碳键到13个碳-碳键,大约7个碳-碳键到11个碳-碳键,或大约9个碳-碳键。当形成大环的接头跨越螺旋的大约2个转角时,长度等于大约8个碳-碳键到16个碳-碳键,大约10个碳-碳键到14个碳-碳键,或大约12个碳-碳键。当形成大环的接头跨越螺旋的大约3个转角时,长度等于大约14个碳-碳键到22个碳-碳键,大约16个碳-碳键到20个碳-碳键,或大约18个碳-碳键。当形成大环的接头跨越螺旋的大约4个转角时,长度等于大约20个碳-碳键到28个碳-碳键,大约22个碳-碳键到26个碳-碳键,或大约24个碳-碳键。当形成大环的接头跨越螺旋的大约5个转角时,长度等于大约26个碳-碳键到34个碳-碳键,大约28个碳-碳键到32个碳-碳键,或者大约30个碳-碳键。当形成大环的接头跨越螺旋的大约1个转角时,连接(linkage)包含大约4个原子至12个原子,大约6个原子至10个原子或大约8个原子。当形成大环的接头跨越螺旋的大约2个转角时,连接包含大约7个原子至15个原子,大约9个原子至13个原子或大约11个原子。当形成大环的接头跨越螺旋的大约3个转角,连接包含大约13个原子至21个原子,大约15个原子至19个原子或大约17个原子。当形成大环的接头跨越螺旋的大约4个转角,连接包含大约19个原子至27个原子,大约21个原子至25个原子或大约23个原子。当形成大环的接头跨越螺旋的大约5个转角时,连接包含大约25个原子至33个原子,大约27个原子至31个原子或大约29个原子。当形成大环的接头跨越螺旋的大约1个转角时,所得到的大环形成含有以下成员的环:大约17个成员至25个成员,大约19个成员至23个成员或大约21个成员。当形成大环的接头跨越螺旋的大约2个转角时,所得到的大环形成含有以下成员的环:大约29个成员到37个成员,大约31个成员到35个成员或大约33个成员。在形成大环的接头跨越螺旋的大约3个转角时,所得到的大环形成含有以下成员的环:大约44个成员至52个成员,大约46个成员至50个成员或大约48个成员。当形成大环的接头跨越螺旋的大约4个转角时,所形成的大环形成含有以下成员的环:大约59至67个成员,大约61至65个成员或大约63个成员。当形成大环的接头跨越螺旋的大约5个转角时,所得到的大环形成含有以下成员:大约74个成员至82个成员,大约76个成员至80个成员或大约78个成员。
肽可以含有一个或多个不对称中心,并因此以以下形式出现:任何存在的烯烃的外消旋物和外消旋混合物,单一对映异构体,单独的非对映异构体和非对映异构体混合物以及几何异构体(例如Z或顺式,和E或反式)。例如,本文公开的肽可以以特定的几何或立体异构体形式存在,包括例如顺式和反式异构体,R-和S-对映异构体,非对映异构体,(D)-异构体,(L)-异构体,其外消旋混合物,以及其其它混合物。对映异构体可以不含(例如基本上不含)其相应的对映体,和/或也可以是光学富集的。如本文所用,“光学富集”是指化合物由显著相当大比例的一种对映异构体组成。在某些方面,基本上不含是指组合物含有以重量计至少约90%的优选对映体。在其它方面,该化合物由以重量计至少约95%,98%,或99%的优选的对映异构体构成。优选的对映异构体可以使用本领域已知的技术从外消旋混合物中分离,所述技术包括但不限于例如手性高压液相色谱(HPLC)和手性盐的形成和结晶,或通过不对称合成制备(参见,例如Jacques,et al,Enantiomers,Racemates andResolutions(Wiley Interscience,New York,1981);Wilen,S.H.,et al.,Tetrahedron33:2725(1977);Eliel,EX.Stereochemistry of Carbon Compounds(McGraw-Hill,NY,1962);Wilen,S.H.Tables of Resolving Agents and Optical Resolutions p.268(EX.Eliel,Ed.,Univ.of Notre Dame Press,Notre Dame,IN 1972)。这些化合物的所有这些异构形式都明确地包括在本发明中。
肽也可以表示为多种互变异构形式,在这种情况下,本发明明确包括本文所述化合物的所有互变异构形式(例如平衡的异构体(例如酮-烯醇),其中多个位点的烷基化可产生位置异构体(regioisomer)),位置异构体和本文公开的化合物的氧化产物(本发明明确地包括所有这样的反应产物)。这些化合物的所有这些异构形式都是以全部晶体形式包括在内。
术语“卤素”是指氟,氯,溴或碘的任何基团。术语“烷基”是指含有指定数目的碳原子的可以是直链或支链的烃链。例如,C1-C10指示该基团可以具有1至10(包括在内)个碳原子。在没有任何数字名称的情况下,“烷基”是其中具有1至20(包括在内)个碳原子的链(直链或支链)。术语“亚烷基”是指二价烷基(即,即-R-)。
术语“烯基”是指具有一个或多个以Z或E几何构型的碳-碳双键的可以是直链或支链的烃链。烯基部分含有指定数量的碳原子。例如,C2-C10表示该基团可能具有2至10(包括在内)个碳原子。术语“低级烯基”是指C2-C8烯基链。在没有任何数字名称的情况下,“烯基”是其中具有2至20(包括在内)个碳原子的链(直链或支链)。
术语“炔基”是指具有一个或多个碳-碳三键的可以是直链或支链的烃链。炔基部分含有指定数量的碳原子。例如,C2-C10表示该基团可能具有2至10(包括在内)个碳原子。术语“低级炔基”是指C2-C8炔基链。在没有任何数字名称的情况下,“炔基”是其中具有2至20(包括在内)个碳原子的链(直链或支链)。
术语“芳基”是指其中每个环的0、1、2、3、4或5个原子可被取代基取代的6-碳单环或10-碳二环芳族环系。芳基的实例包括苯基,萘基等。术语“芳基烷基”或术语“芳烷基”是指被芳基取代的烷基。术语“芳基烷氧基”是指被芳基取代的烷氧基。
如本文使用的,术语“环烷基”包括具有3至12个碳,优选3至8个碳,更优选3至6个碳的饱和的和部分不饱和的环烃基,其中所述环烷基另外可以任选地被取代。优选的环烷基包括但不限于环丙基,环丁基,环戊基,环戊烯基,环己基,环己烯基,环己二烯基,环庚基,环庚二烯基,环庚三烯基,环辛基,环辛烯基,环辛二烯基,环辛三烯基和环辛炔基(cyclooctynyl)。
术语“杂芳基”是指芳族5-8元单环,8-12元双环或11-14元三环系统,其中如果是单环,则具有1-3个杂原子,如果是双环则具有1-6个杂原子,或者如果是三环,则具有1-9个杂原子,所述杂原子选自O,N或S(例如分别为单环,双环或三环的情况下,碳原子和1-3、1-6或1-9个N,O或S的杂原子),其中每个环的0、1、2、3或4个原子可以被取代基取代。杂芳基的实例包括吡咯基,吡啶基,呋喃基(furyl)或呋喃基(furanyl),咪唑基,1,2,3-三唑基,1,2,4-三唑基,苯并咪唑基,哒嗪基,嘧啶基,苯硫基,喹啉基,吲哚基,噻唑基,噁唑基,异噁唑基等。术语“杂芳基烷基”或术语“杂芳烷基”是指被杂芳基取代的烷基。术语“杂芳基烷氧基”是指被杂芳基取代的烷氧基。
术语“杂环基”是指非芳族5-8元单环,8-12元双环或11-14元三环系统,其中如果是单环,则具有1-3个杂原子,如果是双环则具有1-6个杂原子,或者如果是三环,则具有1-9个杂原子,所述杂原子选自O,N或S(例如分别为单环,双环或三环的情况下,碳原子和1-3、1-6或1-9个N,O或S的杂原子),其中每个环的0、1、2或3个原子可以被取代基取代。杂环基的实例包括哌嗪基,吡咯烷基,二噁烷基,氮杂环丙稀基,oxiryl,thiiryl,吗啉基,四氢呋喃基等。
术语“取代基”是指在烷基,环烷基,芳基,杂环基或杂芳基上在该基团的任何原子上的“被取代”的基团。合适的取代基包括但不限于卤素,羟基,巯基,氧代,硝基,卤素烷基,烷基,芳基,芳基,芳烷基,烷氧基,硫代烷氧基,芳基氧基,氨基,烷氧基羰基,酰胺基(amido),羧基,烷基磺酰基,烷基羰基,叠氮基和氰基。
尽管已经描述了烃系链,但也可以设想其他链系。例如,系链可以包括醚,硫醚,酯,胺或酰胺部分中的一种或多种。在一些情况下,可以将天然存在的氨基酸侧链掺入到系链中。例如,系链可以与官能团偶联,所述官能团诸如丝氨酸中的羟基,半胱氨酸中的巯基,赖氨酸中的伯胺,天冬氨酸或谷氨酸中的酸或天冬酰胺或谷氨酰胺中的酰胺。因此,有可能使用天然存在的氨基酸来创建系链,而不是使用通过偶联两个非天然存在的氨基酸而形成的系链。也可以将单个非天然存在的氨基酸与天然存在的氨基酸一起使用。
进一步设想可以改变系链的长度。例如,当期望对二级α-螺旋结构提供较高程度的约束时,可以使用较短长度的系链,而在一些情况下,希望对二级α-螺旋提供较少的约束,并由此可能需要更长的系链。
此外,虽然已经描述了跨越氨基酸i到i+3,i到i+4和i到i+7的系链的实例,以提供主要在α螺旋的单个面上的系链,但可合成跨越多个氨基酸的任何组合的系链。
在一些情况下,在所述多肽中使用α二取代的氨基酸以改善α螺旋二级结构的稳定性。然而,α-二取代的氨基酸不是需要的,并且也可以设想使用单-α取代基(例如在栓系的氨基酸中)的情况。
钉合的多肽可以包括药物,毒素,聚乙二醇的衍生物;第二多肽;碳水化合物等。当聚合物或其他试剂连接到钉合的多肽时,可能希望组合物是基本上同质的。
聚乙二醇(PEG)部分的加入可以改善多肽的药代动力学和药效学性质。例如,聚乙二醇化可以减少肾清除率并且可以导致更稳定的血浆浓度。PEG是水溶性聚合物并且可以表示为与多肽连接,如以下通式:
XO--(CH2CH2O)n--CH2CH2—Y,其中n为2至10,000且X为H或末端修饰,例如C1-4烷基;和Y是与多肽的氨基(包括但不限于赖氨酸的epsilon胺或N端)的酰胺,氨基甲酸酯或脲连接。Y也可以是与硫醇基(包括但不限于半胱氨酸的硫醇基)的马来酰亚胺连接。其他将PEG与多肽直接或间接连接的方法是本领域普通技术人员已知的。PEG可以是直链或支链的。包括各种官能化衍生物的各种形式的PEG是可商购的。
可以使用在主链中具有可降解连接的PEG。例如,可以制备具有经受水解的酯连接的PEG。具有可降解的PEG连接的缀合物描述于例如WO 99/34833,WO 99/14259和U.S.6,348,558中。
在某些方面,大分子聚合物(例如PEG)通过中间接头附接于本文的试剂。在某些方面,接头由通过肽键连接的1至20个氨基酸组成,其中氨基酸选自20个天然存在的氨基酸。正如本领域技术人员所熟知的,这些氨基酸中的一些可以是糖基化的。在其它方面,1至20个氨基酸选自甘氨酸,丙氨酸,脯氨酸,天冬酰胺,谷氨酰胺和赖氨酸。在其他方面,接头由大多数在空间上不受阻碍的氨基酸,诸如甘氨酸和丙氨酸组成。非肽接头也是可能的。例如,可以使用烷基接头诸如-NH(CH2)nC(O)-,其中可以使用n=2-20。这些烷基接头还可以被任何非空间位阻基团取代,所述非空间位阻基团如低级烷基(例如C1-C6)低级酰基,卤素(例如Cl,Br),CN,NH2,苯基等。美国专利号5,446,090描述了双功能PEG接头及其在形成在每个PEG接头末端具有肽的缀合物中的用途。
合成本文所述化合物的方法是本领域已知的。然而,可以使用以下示例性方法。将理解,各个步骤可以以交替的顺序或次序进行以产生期望的化合物。可用于合成本文所述化合物的合成化学转换(Synthetic chemistry transformation)和保护基团方法学(保护和脱保护)是本领域已知的,并且包括例如在以下描述的那些:诸如R.Larock,Comprehensive Organic Transformations,VCH Publishers(1989);T.W.Greene andP.G.M.Wuts,Protective Groups in Organic Synthesis,3d.Ed.,John Wiley and Sons(1999);L.Fieser and M.Fieser,Fieser and Fieser's Reagents for OrganicSynthesis,John Wiley and Sons(1994);和L.Paquette,ed.,Encyclopedia of Reagentsfor Organic Synthesis,John Wiley and Sons(1995),及其后续版本。
本发明的肽可以通过本领域普通技术人员熟知的化学合成方法来制备。参见例如Fields et al.,Chapter 3in Synthetic Peptides:A User's Guide,ed.Grant,W.H.Freeman&Co.,New York,N.Y.,1992,p.77。因此,肽可以使用固相合成的自动Merrifield技术(其中α-NH2通过t-Boc保护)或使用侧链保护的氨基酸的Fmoc化学在例如Applied Biosystems Peptide Synthesizer Model 430A或431上合成。
制备本文所述的肽的一种方式是使用固相肽合成(SPPS)。C-末端氨基酸通过与接头分子形成的酸不稳定键附接到交联聚苯乙烯树脂上。这种树脂在用于合成的溶剂中是不溶的,使得洗去过量的试剂和副产物是相对简单快速的。N-末端用Fmoc基团保护,Fmoc基团在酸中是稳定的,但是可通过碱除去。任何侧链官能团都用碱稳定的而酸不稳定的基团保护。
通过使用天然化学连接将各个合成的肽结合在一起可以制备较长的肽。或者,较长的合成肽可以通过公知的重组DNA技术合成。这些技术提供在具有详细方案的众所周知的标准手册中。为了构建编码本发明肽的基因,优选地用对于其中待表达基因的生物体来说最优的密码子,将氨基酸序列反向翻译以获得编码氨基酸序列的核酸序列。接下来,通常通过合成编码肽和任何调控元件(根据需要)的寡核苷酸来制备合成基因。将合成基因插入合适的克隆载体中并转染到宿主细胞中。然后在适合所选表达系统和宿主的合适条件下表达所述肽。通过标准方法纯化和表征肽。
例如使用可从Advanced Chemtech获得的高通量多通道组合合成仪(high-throughput multiple channel combinatorial synthesizer),可以以高通量组合方式制备肽。
可以将肽键替换为例如以下各项,来增加肽的生理稳定性:反向倒置键(retro-inverso bond)(C(O)-NH);还原的酰胺键(NH-CH2);硫代亚甲基键(S-CH2或CH2-S);氧代亚甲基键(O-CH2或CH2-O);乙烯键(CH2-CH2);硫代酰胺键(C(S)-NH);反式烯烃键(CH=CH);氟取代的反式烯烃键(CF=CH);酮亚甲基键(C(O)-CHR)或CHR-C(O)(CH=CH),其中R为H或CH3;和氟代酮亚甲基键(C(O)-CFR或CFR-C(O),其中R是H或F或CH3
可以通过以下进一步修饰多肽:乙酰化,酰胺化,生物素化,肉桂酰化(cinnamoylation),法尼基化,荧光素化(fluoresceination),甲酰化,豆蔻酰化(myristoylation),棕榈酰化,磷酸化(Ser,Tyr或Thr),硬脂酰化,琥珀酰化和磺化。如上所指出的,肽可以与以下缀合:例如聚乙二醇(PEG)缀合;烷基(例如,C1-C20直链或支链烷基);脂肪酸基团;及其组合。
含有不同长度的烯属侧链的α,α-二取代的非天然氨基酸可通过已知方法合成(参见例如Williams et al.J.Am.Chem.Soc.,113:9276,1991;Schafmeister et al.,J.Am.Chem Soc.,122:5891,2000;和Bird et al.,Methods Enzymol.,446:369,2008;Birdet al,Current Protocols in Chemical Biology,2011)。对于使用i连接i+7钉合(稳定的螺旋的两个转角)的肽,a)使用一个S5氨基酸和一个R8氨基酸或b)使用一个S8氨基酸和一个R5氨基酸。除了起始手性辅助物赋予R-烷基-立体异构体之外,使用相同的路径合成R8。而且,使用8-碘辛烯(8-iodooctene)代替5-碘戊烯(5-iodopentene)。使用MBHA树脂上的固相肽合成(SPPS)在固体支持物上合成抑制剂(参见例如WO 2010/148335)。
Fmoc保护的α-氨基酸(不是烯属氨基酸Fmoc-S5-OH,Fmoc-R8-OH,Fmoc-R8-OH,Fmoc-S8-OH和Fmoc-R5-OH),2-(6-氯-1-H-苯并三唑-1-基)-1,1,3,3-四甲基胺六氟磷酸盐(HCTU)和Rink Amide MBHA可购自例如Novabiochem(San Diego,CA)。二甲基甲酰胺(DMF),N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP),N,N-二异丙基乙基胺(DIEA),三氟乙酸(TFA),1,2-二氯乙烷(DCE),异硫氰酸荧光素(FITC)和哌啶可购自例如Sigma-Aldrich。本领域已报道烯属氨基酸的合成(参见例如Williams et al.,Org.Synth.,80:31,2003)。
本发明的化合物可以通过以下来修饰:追加适当的官能性来增强选择的生物学性质(包括例如疏水性和/或疏水性斑块的位置/出现)。这样的修饰是本领域已知的,并且包括以下那些:增加生物渗透到给定生物区室(例如血液,淋巴系统,中枢神经系统),增加口服利用度,增加溶解度以允许注射施用,改变代谢和改变排泄的速率。
相对于哺乳动物膜对微生物膜具有选择性的稳定的AMP(即,能够杀死或抑制微生物生长的肽,同时还具有相对低的裂解或抑制哺乳动物细胞生长的能力的肽)与相应亲本(即,即未修饰的)非内部交联的肽对相同的一种或多种微生物的MIC相比,可以例如具有对一种或多种微生物的低约1.5倍,低约2倍,低约2.5倍,低约3倍,低约4倍,高于约5倍低约6倍,低约7倍,低约8倍,低约9倍,低约10倍,低约15倍,或低约20倍的MIC。相比于哺乳动物膜,对微生物膜有选择性的抗微生物肽可具有以下的MIC:例如约1μg/mL,约2μg/mL,约3μg/mL,约4μg/mL,约5μg/mL,约6μg ml,约7μg/mL,约8μg/mL,约9μg/mL,约10μg/mL,约12μg/mL,约14μg/mL,约16μg/mL,约18μg/mL,约20μg/mL,约22μg/mL,约24μg/mL,约26μg/mL,约28μg/mL或约30μg/mL。在RBC溶血活性测定中,当以某一浓度,例如大于或约等于其对一种或多种微生物的MIC的1倍,1.5倍,2倍,2.5倍,3倍,4倍,5倍,6倍,7倍,8倍,9倍,或者10倍施用时,相比于哺乳动物膜,对微生物膜有选择性的抗微生物肽可以裂解,例如小于约50%,小于约40%,小于约30%,小于约25%,小于约20%,小于约15%,小于约10%,小于约5%,小于约2.5%,小于约2%或小于约1%的红细胞(RBC)。
为了避免哺乳动物细胞溶解性质并产生微生物选择性稳定的(例如钉合的)AMP,本文中任何稳定的(例如钉合的)AMP可以包括含有第一表面疏水性斑块的α-螺旋区。在这些稳定的AMP中,通过连接基团(例如,通式(I)中的R3)替换相关的氨基酸对导致α-螺旋区中的第一表面疏水性斑块和另外的一个或多个(例如2、3、4、5、6、8或10)表面疏水性斑块之间的不连续性。参见例如实施例11。参考通式(I),这种稳定的AMP可以通过以下制备:例如确定在稳定的AMP的α-螺旋区中确立的表面疏水性斑块的位置,并且选择整数w和y使得所有氨基酸[Xaa]x位于确立的表面疏水性斑块内。在用于产生微生物选择性结构稳定的AMP的另一种替代方法中,再次参考通式(I),确定在稳定的AMP的α-螺旋区中确立的两个或更多个(例如3、4、5、6、8或10)表面疏水性斑块的位置,并且选择整数w和y,使得氨基酸[Xaa]x不连接在稳定的AMP的α-螺旋区中确立的两个或更多个(例如3、4、5、6、8或10)。
制备上述选择性和内部交联(ICL)抗微生物肽(AMP)的另一种方法涉及合成ICLAMP,使得ICL AMP包括包含第一表面疏水性斑块的α-螺旋区,并且通过连接基团(例如,通式(I)中的R3)替换相关的氨基酸对维持或导致相对于相应的亲本非内部交联的AMP,ICLAMP上的第一表面疏水性斑块和一个或多个(例如2、3、4、5、6、8或10)另外的表面疏水性斑块之间的不连续性。
该文件还包括设计内部交联(ICL)抗微生物肽(AMP)的方法,其包括:(a)创建一个或多个ICL AMP组,每个组包含多个组成员ICL AMP,在每个组中:(a)由2,3或6个氨基酸隔开的至少一对氨基酸的侧链被连接基团R3(参见通式(I))替换,所述连接基团连接氨基酸对的α碳;和(b)在每个组的每个成员中,与相关组的其他成员相比,该氨基酸对处于不同的位置;以及(b)-针对以下测试所有组的每个成员:(i)在相关成员的α-螺旋区中的第一表面疏水性斑块和该成员的α-螺旋区上的一个或多个另外的表面疏水性斑块之间存在不连续;和(ii)每个组的每个成员杀死或抑制微生物(例如,本文公开的那些中的任一种,诸如细菌)生长,和裂解哺乳动物细胞或抑制哺乳动物细胞的生长的能力。该方法可进一步包括制备具有杀死微生物(例如细菌)或抑制微生物(例如细菌)生长的相对较高的能力和裂解或抑制哺乳动物(例如,人)细胞生长的相对较低的能力的所有组的一个或多个成员。测量化学和生物试剂杀死微生物和/或抑制微生物的生长以及裂解人类细胞(例如,红细胞,白细胞或上皮细胞)或抑制人类细胞(例如,红细胞,白细胞或上皮细胞)生长的能力的方法在本领域是公知的(参见,例如本文的实施例)。
可以使用本领域中通常已知的技术来鉴定肽或蛋白质内的疏水性斑块,所述技术包括例如计算预测/模拟(例如,使用ExPASy ProtScale,Scooby-域预测,PSIPRED,KyteDoolittle作图,和/或SPLIT)和/或肽或蛋白质的结构的实验测定(例如,使用涉及NMR光谱法,电子显微法,同源建模,小角度X射线和/或中子散射(SAXS/SANS)和/或X射线晶体学的技术)。
本发明化合物的药学上可接受的盐包括衍生自药学上可接受的无机和有机的酸和碱的那些盐。合适的酸盐的实例包括乙酸盐,己二酸盐,苯甲酸盐,苯磺酸盐,丁酸盐,柠檬酸盐,双葡糖酸盐,十二烷基硫酸盐,甲酸盐,延胡索酸盐,乙醇酸盐,半硫酸盐(hemisulfate),庚酸盐,己酸盐,盐酸盐,氢溴酸盐,氢碘酸盐,乳酸盐,马来酸盐,丙二酸盐,甲磺酸盐,2-萘磺酸盐,烟酸盐,硝酸盐,棕榈酸盐(palmoate),磷酸盐,苦味酸盐,三甲基乙酸盐,丙酸盐,水杨酸盐,琥珀酸盐,硫酸盐,酒石酸盐,甲苯磺酸盐,三氟甲磺酸盐和十一烷酸盐。衍生自适宜的碱的盐包括碱金属(例如钠)盐,碱土金属(例如镁)盐,铵盐和N-(烷基)4 +盐。本发明还设想了本文公开的化合物的任何碱性含氮基团的季铵化(quaternization)。水或油溶性或分散性产品可以通过这种季铵化获得。
适合于获得(例如,合成),钉合和纯化本文公开的肽的方法在本领域中也是已知的(参见,例如Bird et.al.,Meth Enzymol.,446:369-386(2008);Bird et al,CurrProtoc Chem Biol.,2011;Walensky et al.,Science,305:1466-1470(2004);Schafmeister et al.,J Am Chem Soc.,122:5891-5892(2000);2010年3月18日提交的美国专利申请序列号12/525,123,;和2010年5月25日授权的美国专利号7,723,468,将其中的每个的全部内容通过引用并入本文),并且在本文中进行了描述(参见例如,实施例1)。
在一些方面,肽基本上不含未钉合的肽污染物或是分离的。纯化肽的方法包括,例如,在固相支持物上合成肽。环化后,可分离固相支持物并悬浮于溶剂的溶液诸如DMSO,DMSO/二氯甲烷混合物或DMSO/NMP混合物中。DMSO/二氯甲烷或DMSO/NMP混合物可以包含约30%,40%,50%或60%的DMSO。在一个具体的方面,使用50%/50%DMSO/NMP溶液。该溶液可以温育1、6、12或24小时的时间,然后可以用例如二氯甲烷或NMP洗涤树脂。一方面,树脂用NMP洗涤。可以进行将惰性气体振荡并且鼓泡到溶液中。
例如,可以使用下述方法测定本发明的交联多肽的性质。
测定α-螺旋度的测定法:将化合物溶于水性溶液(例如,pH 7的5mM磷酸钾溶液或蒸馏水中,浓度为25-50μM)。使用标准测量参数(例如温度20℃;波长190-260nm;步进分辨率0.5nm;速度20nm/秒;累积10次;响应1秒;带宽1nm;路径长度(path length)0.1cm)),在分光偏振计(例如Jasco J-710,Aviv)上获得圆二色性(CD)。通过将平均残基椭圆率除以模型螺旋十肽的报道值来计算每种肽的α-螺旋含量(Yang et al.,Methods Enzymol.130:208(1986))。
测定熔解温度(Melting Temperature)(Tm)的测定法:将交联的或未修饰的模板肽溶解在蒸馏的H2O或其它缓冲液或溶剂(例如最终浓度为50μM)中,并且使用标准参数(例如,波长222nm;步进分辨率,0.5nm;速度,20nm/秒;累积10次;响应1秒;带宽1nm;升温速度:1℃/分钟;路径长度0.1cm),通过在分光偏振计(例如Jasco J-710,Aviv)上测量温度范围(例如4-95℃)上椭圆率的变化来测量Tm。
体外蛋白酶抗性测定法:肽主链的酰胺键易于被蛋白酶水解,从而使肽化合物易受体内的快速降解。然而,肽螺旋形成通常掩埋和/或扭曲和/或屏蔽酰胺主链,并由此可以防止或基本上阻止蛋白水解切割。本发明的化合物可以进行体外酶促蛋白水解(例如胰蛋白酶,胰凝乳蛋白酶,胃蛋白酶),以评估与相应的未交联或备选钉合的多肽相比降解速率的任何变化。例如,将化合物和相应的未交联的多肽与胰蛋白酶琼脂糖一起温育,并且在各个时间点通过离心使反应淬灭,并且随后进行HPLC注射以在280nm处通过紫外线吸收定量残留的底物。简言之,将化合物和肽模拟物(peptidomimetic)前体(5mcg)与胰蛋白酶琼脂糖(Pierce)(S/E~125)温育0、10、20、90和180分钟。反应通过桌面高速离心来淬灭;通过在280nm处检测的基于HPLC的峰来定量分离的上清液中剩余的底物。蛋白水解反应展示一级动力学,并且速率常数k由ln[S]对时间的图确定。
化合物和/或相应的未交联的多肽可以分别与新鲜的小鼠,大鼠和/或人血清(例如1-2mL)在37℃下温育例如0、1、2、4、8和24小时。不同大环化合物浓度的样品可以通过用血清连续稀释来制备。为了确定完整化合物的水平,可以使用以下程序:例如,通过将100μL血清转移到2ml离心管中,随后加入10μL 50%甲酸和500μL乙腈并在4+/-2℃以14,000RPM离心10分钟来提取样品。然后将上清液转移到新的2ml管中并在Turbovap上在N2<10psi,37℃下蒸发。样品在100μL的50:50的乙腈:水中重构并进行LC-MS/MS分析。用于测试离体稳定性的等同或类似程序是已知的,并且可用于确定血清中大环化合物的稳定性。
体内蛋白酶抗性测定法:肽钉合的关键益处是将体外蛋白酶抗性转化为显著改善的体内药代动力学。例如,使用先前公开的方法(参见例如Bird et al.,PNAS,2010),针对体内的蛋白酶稳定性筛选具有有效和选择性的抗微生物活性的结构稳定的AMP。
药物组合物
可以将本文公开的一种或多种稳定化肽(例如SEQ ID NO:1-17中的一种或多种)配制成为药物组合物或者供药物组合物中使用。这些组合物可以配制为或者修改为供通过任何路径,例如由美国食品药品管理局(FDA)批准的任何路径,施用给受试者。示例性的方法在FDA的标准数据手册(DSM)中有描述。
本发明的药物组合物可以以以下方式施用:例如口服,肠胃外,通过吸入喷雾或雾化器,局部,直肠,经鼻,经颊(buccally),阴道,通过植入型药盒(implanted reservoir),通过注射(例如静脉内,动脉内(intra-arterially),真皮下(subdermally),腹膜内,肌内和/或皮下),在眼用制剂中,或通过透粘膜(transmucosal)施用。合适的剂量的范围可以是约0.001至约100mg/kg体重,或者根据具体药物的要求。本发明的药物组合物可以含有任何常规的无毒的药学上可接受的载体,佐剂或媒介物。在一些情况下,可以用药学上可接受的酸,碱或缓冲剂调节制剂的pH,以增强配制的化合物或其递送形式的稳定性。如本文使用的,术语“肠胃外”包括皮下,皮内,静脉内,肌内,关节内,动脉内,滑膜内,胸骨内,鞘内,病灶内和颅内注射或输注技术。备选地或另外地,本发明可以根据FDA DSM中描述的任何方法施用。
如本文所用的,包括本文所述通式的化合物的本发明化合物定义为包括其药学上可接受的衍生物或前体药物。“药学上可接受的衍生物或前体药物”是指本文公开的化合物或试剂的任何药学上可接受的盐,酯,酯的盐或其它衍生物,其在施用于接受者时能够(直接或间接地)提供本发明的化合物。特别有利的衍生物和前体药物是以下那些:当将这样的化合物施用于哺乳动物时(例如通过允许口服施用的化合物更容易地被吸收到血液中)增加本发明化合物的生物利用度,或者相对于亲本种类增强亲本化合物向生物区室(例如脑或淋巴系统)的递送。优选的前体药物包括衍生物,其中将增强含水可溶性或通过肠膜的主动转运的基团附加到本文所述通式的结构上。
在一些情况下,药物组合物可以包括有效量的一种或多种稳定的肽。如本文中所使用的,术语“有效量”和“治疗有效的”是指一种或多种本文所述的化合物或药物组合物在被利用的一定时间内(包括急性或慢性施用,和周期性或连续施用)内能够在其施用的具体情形下导致预期的效果或生理结果(例如,治疗感染)的量或浓度。
本文的方法考虑施用有效量的化合物或化合物组合物以实现期望或陈述的效果。典型地,本发明的药物组合物将每天施用约1至约6次,或者,备选地,作为连续输注施用。这种施用可以用作慢性或急性疗法。可以与载体材料组合以产生单一剂型的活性成分的量将根据所治疗的宿主和特定的施用模式而变化。典型的制剂将含有约5%至约95%的活性化合物(w/w)。或者,这样的制剂含有约20%至约80%的活性化合物。
可以使用各种技术来确定剂量。所选的剂量水平可以取决于多种因素,所述因素包括例如所利用的特定化合物的活性,施用途径,施用时间,所利用的特定化合物的排泄或代谢速率,治疗持续时间,与所利用的具体化合物组合使用的其它药物,化合物和/或材料,正在治疗的患者的年龄,性别,体重,状况,一般健康状况和/或既往病史等医学领域众所周知的因素。剂量值也可以随要缓解的病症的严重性而变化。对于任何特定的受试者,可根据个体需要以及施用或监督组合物施用的人员的专业判断随时间调整具体的剂量方案。
在一些方面,本公开化合物的合适日剂量可以是这种化合物的量,其是有效产生治疗效果的最低剂量。这种有效剂量通常取决于上述因素。在给定患者中将产生最有效治疗的任何特定化合物的精确的施用时间和量将取决于特定化合物的活性,药代动力学和生物利用度,患者的生理状况(包括年龄,性别,疾病类型和阶段,一般身体状况,对给定剂量和药物类型的响应),施用途径等。
医师或兽医可以开出所需药物组合物的有效量。例如,医师或兽医可以以低于实现所需治疗效果所需的水平的水平来开始给药药物组合物中使用的本公开的化合物,并逐渐增加剂量直至达到所需效果。
本文所述的药物组合物可以是适合单次施用的精确剂量的单位剂型。在单位剂型中,将制剂分成含有适量的一种或多种化合物的单位剂量。单位剂量可以是含有不连续量的制剂的包装形式。非限制性实例是小瓶或安瓿中的液体。含水悬浮液组合物可以包装在单剂量的不可重新封闭的容器中。可以使用多剂量可重新封闭的容器,例如与防腐剂结合使用。用于肠胃外注射的制剂可以以单位剂型呈现,例如在安瓿瓶中,或在具有防腐剂的多剂量容器中。
本文的化合物可以以以下范围的量存在于组合物中:约1mg至约2000mg;约100mg到约2000mg;约10mg至约2000mg;约5mg至约1000mg,约10mg至约500mg,约50mg至约250mg,约100mg至约200mg,约1mg至约50mg,约50mg至约50mg约100mg,约100mg至约150mg,约150mg至约200mg,约200mg至约250mg,约250mg至约300mg,约300mg至约350mg,约350mg至约400mg,约400mg至约450mg,约450mg至约500mg,约500mg至约550mg,约550mg至约600mg,约600mg至约650mg,约650mg至约700mg,约700mg至约750mg,约750mg至约800mg,约800mg至约850mg,约850mg至约900mg,约900mg至约950mg,或约950mg至约1000mg。
本文的化合物可以以以下的量存在于组合物中:约1mg,约2mg,约3mg,约4mg,约5mg,约10mg,约15mg,约20mg,约25mg,约30mg,约35mg,约40mg,约45mg,约50mg,约55mg,约60mg,约65mg,约70mg,约75mg,约80mg,约85mg,约90约95mg,约100mg,约125mg,约150mg,约175mg,约200mg,约250mg,约300mg,约350mg,约400mg,约450mg,约500mg,约550mg,约600mg,约650mg,约700mg,约750mg,约800mg,约850mg,约900mg,约950mg,约1000mg,约1050mg,约1100mg,约1150约1200mg,约1250mg,约1300mg,约1350mg,约1400mg,约1450mg,约1500mg,约1550mg,约1600mg,约1650mg,约1700mg,约1750mg,约1800mg,约1850mg,约1900mg,约1950mg或约2000mg。
在一些方面,可以以药物的量除以受试者的质量表示剂量,例如每千克受试者体重的药物的毫克数。在一些方面,化合物以以下范围的量施用:约5mg/kg至约50mg/kg,250mg/kg至约2000mg/kg,约10mg/kg至约800mg/kg,约50mg/kg至约400mg/kg,约100mg/kg至约300mg/kg或约150mg/kg至约200mg/kg。
剂量可以基于患者的每千克体重的化合物的量。或者,主题公开的剂量可以通过参考化合物的血浆浓度来确定。例如,可以使用最大血浆浓度(Cmax)和从时间0到无穷大的血浆浓度-时间曲线下的面积(AUC)。
在一些方面,受试者是人受试者,并且施用的化合物的量是每千克人受试者体重0.01-100mg。例如,在各种实例中,施用的化合物的量为约0.01-50mg/kg,约0.01-20mg/kg,约0.01-10mg/kg,约0.1-100mg/kg,约0.1-50mg/kg,约0.1-20mg/kg,约0.1-10mg/kg,约0.5-100mg/kg,约0.5-50mg/kg,约0.5-20mg/kg,约0.5-10mg kg,约1-100mg/kg,约1-50mg/kg,约1-20mg/kg,约1-10mg/kg人受试者的体重。在一个方面中,施用约0.5mg-10mg化合物人受试者的每千克体重。在一些实例中,施用的化合物的量为人受试者的每千克体重约0.16mg,约0.32mg,约0.64mg,约1.28mg,约3.56mg,约7.12mg,约14.24mg或约20mg的人受试者的每千克体重。在一些实例中,施用的化合物的量为约0.16mg,约0.32mg,约0.64mg,约1.28mg,约3.56mg,约7.12mg或约14.24mg人受试者的每千克体重。在一些实例中,施用的化合物的量为约0.16mg人受试者的每千克体重。在一些实例中,施用的化合物的量为约0.32mg人受试者的每千克体重。在一些实例中,施用的化合物的量为约0.64mg/kg人受试者的每千克体重。在一些实例中,施用的化合物的量为约1.28mg人受试者的每千克体重。在一些实例中,施用的化合物的量为约3.56mg人受试者的每千克体重。在一些实例中,施用的化合物的量为约7.12mg/kg人受试者的每千克体重。在一些实例中,施用的化合物的量为约14.24mg人受试者的每千克体重。
在一些方面,每周两次施用约0.5-约20mg或约0.5-约10mg化合物每千克人受试者体重。例如大约每周两次施用约0.5-约1mg,约0.5-约5mg,约0.5-约10mg,约0.5-约15mg,约1-约5mg,约1-约10mg,约1-约15mg,约1-约20mg,约5-约10mg,约1-约15mg,约5-约20mg,约10-约15mg,约10-约20mg或约15-约20mg的化合物的每千克人受试者体重。在一些实例中,每周两次施用约1mg,约1.5mg,约2mg,约2.5mg,约3mg,约3.5mg,约4mg,约4.5mg,约5mg,约5.5mg,约6mg,约6.5mg,约7mg,约7.5mg,约8mg,约8.5mg,约9mg,约9.5mg,约10mg,约10.5mg,约11mg,约11.5mg,约12mg,约12.5mg,约13mg,约13.5mg,约14mg,约14.5mg,约15mg,约15.5mg,约16mg,约16.5mg,约17mg,约17.5mg,约18mg,约18.5mg,约19mg,约19.5或约20mg化合物每千克人受试者体重。在一些实例中,施用的化合物的量为人受试者的每千克体重的约1.25mg,约2.5mg,约5mg,约10mg或约20mg,并且每周施用两次该化合物。在一些实例中,施用的化合物的量为人受试者的每千克体重的约1.25mg,约2.5mg,约5mg或约10mg。该化合物可以每周施用一次,每周两次,每周三次,四次,五次,六次或七次。该化合物可以每3周施用一次。
在一些方面,化合物在一段时期内逐步施用。所需量的化合物例如可以在约0.1h-24h的时期内逐步施用。在一些情况下,所需量的化合物在0.1小时,0.5小时,1小时,1.5小时,2小时,2.5小时,3小时,3.5小时,4小时,4.5小时,5小时,6小时h,7h,8h,9h,10h,11h,12h,13h,14h,15h,16h,17h,18h,19h,20h,21h,22h,23小时或24小时的时期内逐步施用。在一些实例中,期望量的化合物在0.25-12小时的时期内,例如0.25-1小时,0.25-2小时,0.25-3小时,0.25-4小时,0.25-6小时,0.25-8小时或0.25-10小时的时期内逐步施用。在一些实例中,所需量的化合物在0.25-2小时的时期内逐步施用。在一些实例中,所需量的化合物在0.25-1h的时期内逐步施用。在一些实例中,所需量的化合物在0.25小时,0.3小时,0.4小时,0.5小时,0.6小时,0.7小时,0.8小时,0.9小时,1.0小时,1.1小时,1.2小时,1.3小时h,1.4h,1.5h,1.6小时,1.7小时,1.8小时,1.9小时或2.0小时的时期内逐步施用。在一些实例中,所需量的化合物在1小时的时期内逐步施用。在一些实例中,所需量的化合物在2小时的时期内逐步施用。
根据需要,化合物的施用可以持续。在一些方面,本公开的一种或多种化合物施用了超过1天,超过1周,超过1个月,超过2个月,超过3个月,超过4个月,超过5个月,更多6个月以上7个月以上8个月以上9个月以上10个月以上11个月以上12个月以上13个月以上14个月以上15个月以上超过16个月,超过17个月,超过18个月,超过19个月,超过20个月,超过21个月,超过22个月,超过23个月或超过24个月。在一些方面,本公开的一种或多种化合物施用了小于1周,小于1个月,小于2个月,小于3个月,小于4个月,小于5个月,小于6个月,小于少于7个月,少于8个月,少于9个月,少于10个月,少于11个月,少于12个月,少于13个月,少于14个月,少于15个月,少于16个月,少于小于17个月,小于18个月,小于19个月,小于20个月,小于21个月,小于22个月,小于23个月或小于24个月。
在一些方面,化合物在28天周期的第1、8、15和28天施用。在一些方面,化合物在28天周期的第1、8、15和28天施用,并且施用持续两个周期。在一些方面,化合物在28天周期的第1、8、15和28天施用,并且施用持续三个周期。在一些方面,化合物在28天周期的第1、8、15和28天施用,并且施用持续4、5、6、7、8、9、10或更多个周期。
在一些方面,化合物在21天周期的第1、8、11和21天施用。在一些方面,化合物在21天周期的第1、8、11和21天施用,并且施用持续两个周期。在一些方面,化合物在21天周期的第1、8、11和21天施用,并且施用持续三个周期。在一些方面,化合物在21天周期的第1、8、11和21天施用,并且施用持续4、5、6、7、8、9、10或更多个周期。
在一些方面,本公开的一种或多种化合物在持续的基础上长期施用。在一些方面,持续施用本公开的一种或多种化合物,直到证明疾病进展,不可接受的毒性或患者或医师决定停止施用。
本发明的药物组合物可以包括一种或多种肽药学上可接受的载体和/或媒介物(vehicle)。在一些情况下,药物可以还包括一种或多种额外的治疗剂,所述治疗剂的量对实现疾病或疾病症状的调节是有效的。这样的另外的治疗剂可以包括本领域已知的抗微生物剂(例如抗生素)。当共同施用时,本发明的钉合AMP与抗微生物剂一起产生机理上相加的或协同的抗微生物效应。例如,这可能是由于结构上稳定的AMP刺穿原本有抵抗力的细菌膜以允许替代的抗生素和药物形式的进入。理解的是,相同的另外的治疗剂可以施用为化学结合(共价或非共价)到合适的钉合肽的复合体。
适合与本文公开的钉合肽共同施用的抗生素的实例包括但不限于以下:喹诺酮类(quinolone)(例如,左氧氟沙星(levofloxacin)、诺氟沙星(norfloxacin)、氧氟沙星(ofloxacin)、环丙沙星(ciprofloxacin)、培氟沙星(perfloxacin)、洛美沙星(lomefloxacin)、氟罗沙星(fleroxacin)、司帕沙星(sparfloxacin)、格帕沙星(grepafloxacin)、曲伐沙星(trovafloxacin)、克林沙星(clinafloxacin)、吉米沙星(gemifloxacin)、依诺沙星(enoxacin)、西他沙星(sitafloxacin)、那氟沙星(nadifloxacin)、托磺沙星(tosulfloxacin)、cinnoxacin、罗索沙星(rosoxacin)、米洛沙星(miloxacin)、莫西沙星(moxifloxacin)、加替沙星(gatifloxacin)、cinnoxacin、依诺沙星(enoxacin)、氟罗沙星(fleroxacin)、洛美沙星(lomafloxacin)、洛美沙星(lomefloxacin)、米洛沙星(miloxacin)、萘啶酸(nalidixic acid)、那氟沙星(nadifloxacin)、奥索利酸(oxolinic acid)、培氟沙星(pefloxacin)、pirimidic acid、吡哌酸(pipemidic acid)、罗索沙星(rosoxacin)、芦氟沙星(rufloxacin)、替马沙星(temafloxacin)、托氟沙星(tosufloxacin)、曲伐沙星(trovafloxacin)、贝西沙星(besifloxacin));β-内酰胺类,包括头孢菌素,(例如头孢乙腈(cefacetrile)、头孢克肟(cefixime)、头孢羟氨苄(cefadroxil)、头孢来星(cefaloglycin)、头孢洛宁(cefalonium)、头孢噻啶(cefaloridine)、头孢噻吩(cefalotin)、头孢匹林(cefapirin)、头孢卡品(cefcapene)、头孢达肟(cefdaloxime)、头孢地尼(cefdinir)、头孢托仑(cefditoren)、头孢曲嗪(cefatrizine)、头孢他美(cefetamet)、头孢氮氟(cefazaflur)、头孢西酮(cefazedone)、头孢唑林(cefazolin)、cefaradine、头孢沙定(cefroxadine)、头孢替唑(ceftezole)、头孢特仑(cefteram)、头孢布烯(ceftibuten)、头孢噻呋(ceftiofur)、头孢噻林(ceftiolene)、头孢唑肟(ceftizoxime)、头孢克洛(cefaclor)、头孢丙烯(cefprozil)、头孢呋辛(cefuroxime)、头孢唑喃(cefuzonam)、头孢甲肟(cefmenoxime)、头孢地嗪(cefodizime)、头孢噻肟(cefotaxime)、头孢维星(cefovecin)、头孢咪唑(cefpimizole)、头孢匹罗(cefpirome)、头孢喹肟(cefquinome)、头孢比普(ceftobiprole)、头孢泊肟(cefpodoxime)、头孢他啶(ceftazidime)、头孢洛林(ceftaroline)、cefclidine、头孢吡肟(cefepime)、头孢瑞南(cefluprenam)、头孢噻利(cefoselis)、头孢唑兰(cefozopran)、头孢氨苄(cephalexin)、头孢噻啶(cephaloridine)、头孢孟多(cefamandole)、头孢磺啶(cefsulodin)、头孢尼西(cefonicid)、cefoperazine、头孢哌酮(cefoperazone)、头孢罗奇(cefoprozil)、头孢曲松(ceftriaxone)),青霉素类和青霉素衍生物(例如,青霉素G、青霉素V、普鲁卡因青霉素(procaine penicillin)、苄星青霉素(benzathine penicillin)、苄星青霉素(benzathinebenzylpenicillin)、氨苄青霉素(ampicillin)、依匹西林(epicillin)、阿莫西林(amoxicillin)、苄基青霉素(benzylpenicillin)、氯甲西林(clometocillin)、苯氧基甲基青霉素、苯唑西林(oxacillin)、甲氧西林(methicillin)、双氯西林(dicloxacillin)、氟氯西林(flucloxacillin)、替莫西林(temocillin)、阿洛西林(azlocillin)、羧苄青霉素(carbenicillin)、ricarcillin、美洛西林(mezlocillin)、哌拉西林(piperacillin)、阿帕西林(apalcillin)、海他西林(hetacillin)、巴氨西林(bacampicillin)、磺苄西林(sulbenicillin)、mecicilam、pevmecillinam、环己西林(ciclacillin)、talapicillin、阿扑西林(aspoxicillin)、阿度西林(azidocillin)、邻氯青霉素(cloxacillin)、萘夫西林(nafcillin)、匹氨西林(pivampicillin)、培那西林(penamecillin)、美西林(mecillinam)、丙匹西林(propicillin)、非奈西林(pheneticillin)、ticarcillintemocillin),碳青霉烯类(carbapenems)(例如,噻烯霉素(thienamycin)、头茂培南(tomopenem)、来那培南(lenapenem)、泰比培南(tebipenem)、阿祖培南(razupenem)、亚胺培南(imipenem)、美罗培南(meropenem)、厄他培南(ertapenem)、多利培南(doripenem)、帕尼培南(panipenem)(倍他米隆(betamipron))、比阿培南(biapenem)),碳头孢烯类(carbacephems)(例如,氯碳头孢(loracarbef))、青霉烯类(penems)(例如,法罗培南(faropenem))、头霉素类(cephamycins)(例如,头孢拉宗(cefbuperazone)、头孢美唑(cefmetazole)、头孢米诺(cefminox)、头孢替坦(cefotetan)、头孢西丁(cefoxitin))、单菌胺类(monobactams)(例如,氨曲南(aztreonam)、诺卡菌素A(nocardicinA)、野火菌毒素(tabtoxin)、替吉莫南(tigemonam))、和oxacephems(例如,氟氧头孢(flomoxef)、拉氧头孢(latamoxef));脂肽抗生素类(例如,安福霉素(amphomycin)、天冬菌素(aspartocin)、短杆霉素(brevistin)、蜡状菌素A(cerexinA)、蜡状菌素B(cerexinB)、双霉素(glumamycin)、天冬霉素(laspartomycin)、津枝霉素(tsushimycin)、沙阿霉素(zaomycin)、达托霉素(daptomycin));多粘菌素(polymyxin)抗生素(例如,多粘菌素B,粘菌素(colistin)(多粘菌素E)),多粘菌素M);氨基糖苷类(例如,庆大霉素(gentamicin)、阿米卡星(amikacin)、妥布霉素(tobramycin)、地贝卡星(debekacin)、卡那霉素(kanamycin)、新霉素(neomycin)、奈替米星(netilmicin)、巴龙霉素(paromomycin)、紫苏霉素(sisomycin)、壮观霉素(spectinomycin)、链霉素(streptomycin));糖肽类(例如,万古霉素(vancomycin)、替考拉宁(teicoplanin)、特拉万星(telavancin)、雷莫拉宁(ramoplanin)、达托霉素(daptomycin)、decaplanin、博来霉素(bleomycin);大环内酯类(例如,阿奇霉素(azithromycin)、克拉霉素(clarithromycin)、红霉素、非达霉素(fidaxomicin)、泰利霉素(telithromycin)、碳霉素(carbomycin)A、交沙霉素(josamycin)、吉他霉素(kitasamycin)、麦迪霉素(midecamycin)/醋酸麦迪霉素(midecamycinacetate)、竹桃霉素(oleandomycin)、索利霉素(solithromycin)、螺旋霉素(spiramycin)、醋竹桃霉素(troleandomycin)、泰乐菌素(tylosin)/tylocine、罗红霉素(roxithromycin)、地红霉素(dirithromycin)、醋竹桃霉素(troleandomycin)、壮观霉素(spectinomycin)、酒霉素(methymycin)、新酒霉素(neomethymycin)、erythronolid、巨大霉素(megalomycin)、苦霉素(picromycin)、那波霉素(narbomycin)、竹桃霉素(oleandomycin)、三乙酰基竹桃霉素(triacetyl-oleandomycin)、laukamycin、久慈霉素(kujimycin)A、白环霉素(albocyclin)、烬灰霉素(cineromycin)B);安沙霉素类(Ansamycins)(例如,曲张链菌素(streptovaricin)、格尔德霉素(geldanamycin)、除莠霉素(herbimycin)、利福霉素(rifamycin)、利福平(rifampin)、利福布汀(rifabutin)、利福喷丁(rifapentine)、利福昔明(rifamixin));利奈唑胺(linezolid);普那霉素(pristinamycin);和磺酰胺类(例如,磺胺(sulfanilamide)、sulfacetarnide、磺胺吡啶(sulfapyridine)、磺胺噻唑(sulfathiazole)、磺胺嘧啶(sulfadiazine)、磺胺甲基嘧啶(sulfamerazine)、磺胺二甲嘧啶(sulfadimidine)、磺胺索嘧啶(sulfasomidine)、柳氮磺胺吡啶(sulfasalazine)、磺胺米隆(mafenide)、磺胺甲恶唑(sulfamethoxazole)、磺胺甲氧基哒嗪(sulfamethoxypyridazine)、磺胺二甲氧嘧啶(sulfadimethoxine)、磺胺均三嗪(sulfasymazine)、磺胺多辛(sulfadoxine)、磺胺林(sulfametopyrazine)、磺胺胍(sulfaguanidine)、琥珀磺胺噻唑(succinylsulfathiazole)、邻苯二甲酰基磺胺噻唑(phthalylsulfathiazole))。
当本发明的组合物包含本文所述通式的化合物与一种或多种另外的治疗剂或预防剂的组合时,化合物和另外的试剂两者应当以在单一疗法方案中通常施用的剂量的约1%至约100%之间,或约5%至约95%之间的剂量水平存在。另外的试剂可以作为多剂量方案的一部分与本发明的化合物分别施用。或者,那些试剂可以是单一剂型的一部分,与本发明化合物在单一组合物中混合在一起。
术语“药学上可接受的载体或佐剂”是指可以和本发明的化合物一起施用给患者的载体或佐剂,它们不会破坏本发明肽的药理活性,并且在施用足以输送治疗量的化合物的剂量下没有毒性。
可以在本发明的药物组合物中使用的药学上可接受的载体、佐剂和媒介物包括,但不仅限于,离子交换剂,氧化铝,硬脂酸铝,卵磷脂,自乳化药物输送系统(SEDDS)如D-α-生育酚琥珀酸聚乙二醇1000琥珀酸酯,在药物剂型中使用的表面活性剂如吐温或其它类似的高分子输送基质,血清蛋白质如人血清白蛋白,缓冲物质如磷酸盐、甘氨酸、山梨酸、山梨酸钾,饱和植物油脂肪酸的偏甘油酯混合物,水,盐或电解质,例如硫酸鱼精蛋白、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾、氯化钠、锌盐,胶体二氧化硅,硅酸镁,聚乙烯吡咯烷酮,纤维素类物质,聚乙二醇,羧甲基纤维素钠,聚丙烯酸酯,蜡,聚乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物,聚乙二醇和羊毛脂。也可以有利地使用环糊精如α-,β-,和γ-环糊精,用以提高本文中所述剂型化合物的输送。
本发明的药物组合物可以含有任何常规的无毒的药学上可接受的载体,佐剂或媒介物。在一些情况下,制剂的pH可以用药学上可接受的酸、碱或缓冲液调节,以提高制剂化合物或其输送形式的稳定性。本文使用的术语肠道外的包括肠胃外,硬膜外,皮下,皮内,静脉内,肌内,关节内,动脉内,滑膜内,胸骨内,鞘内,内损伤和内颅内注射或输注技术。
本公开化合物的有效量可以通过任何可接受的施用方式以单剂量或多剂量施用。无论选择何种施用途径,将本公开的化合物和/或本公开的药物组合物配制成药学上可接受的剂型。根据本公开的化合物可以以任何方便的方式配制,通过与其它药物类似的方式施用于人或兽医学。一方面,本公开提供了药物制剂,其包含与一种或多种药学上可接受的载体(添加剂)和/或稀释剂一起配制的治疗有效量的一种或多种上述化合物。在一个方面,将本文所述的一种或多种化合物配制为肠胃外施用以用于肠胃外施用,本文公开的一种或多种化合物可以配制成水性或非水性溶液,分散液,悬浮液或乳液或无菌粉末,其可以是在使用前重建成无菌注射液或分散液。这样的制剂可以包含糖,醇,抗氧化剂,缓冲剂,抑菌剂,使制剂与预期的接受者的血液等渗的溶质或助悬剂或增稠剂。这些组合物还可以含有佐剂,诸如防腐剂,润湿剂,乳化剂和分散剂。通过包含各种抗菌剂和抗真菌剂,例如对羟基苯甲酸酯,氯丁醇,苯酚山梨酸等,可以确保防止微生物对主题化合物的作用。将等渗剂诸如糖,氯化钠等包含在组合物中也是希望的。另外,通过将延迟吸收的试剂诸如单硬脂酸铝和明胶包括在内可以引起可注射药物形式的延长吸收。根据需要,该制剂可以在使用前用例如等渗盐水性溶液或葡萄糖溶液稀释。在一些实例中,化合物配制成水性溶液并且静脉内施用。
药物组合物可以处于用于注射的溶液或粉末形式。这些组合物可以根据本领域已知的技术使用合适的分散剂或润湿剂(例如吐温80)和悬浮剂加以制备。无菌的可注射制备物也可以是用无毒的胃肠外可接受的稀释剂或溶剂制备的无菌可注射溶液或悬浮液,例如1,3-丁二醇中的溶液。可以使用的可接受介质和溶剂包括甘露醇、水、林格氏溶液和等张氯化钠溶液。此外,无菌不挥发油在传统上用作溶剂或悬浮介质。为了这个目的,任何品牌的不挥发油均可使用,包括合成的单甘油酯或二甘油酯。脂肪酸,例如油酸及其甘油衍生物,可用于制备注射剂,同样可以使用天然的可药用的油,例如橄榄油或蓖麻油,特别是它们的聚氧乙烯化形式。这些油溶液或悬浮液也可以含有长链醇稀释剂或分散剂,或者通常在制备可药用的剂量形式例如乳液和/或悬浮液时使用的羧甲基纤维素或类似的分散剂。为了制剂的目的,也可以使用其它通常使用的表面活性剂,例如吐温或司盘(Span),和/或其它在制造可药用的固体、液体或其它剂量形式时通常使用的类似的乳化剂或生物利用度增强剂。
药物组合物能够以任何经口可接受的剂量形式经口给药,包括但不仅限于,胶囊、药片、乳剂和水悬浮液、分散液和溶液。在使用药片用于经口给药时,通常使用的载体包括乳糖和玉米淀粉。通常还会添加润滑剂,例如硬脂酸镁。对于胶囊形式的经口给药,可用的稀释剂包括乳糖和干燥的玉米淀粉。当经口给予水成悬浮液和/或乳剂时,活性成分可以被悬浮或溶解在油相中,并与乳化剂和/或悬浮剂组合。如果需要,可以添加某些甜味剂和/或芳香剂和/或着色剂。
本发明的药物组合物还可以以用于直肠施用的栓剂的形式施用。这些组合物可通过将本发明化合物与合适的无刺激性赋形剂混合来制备,所述赋形剂在室温下为固体,但在直肠温度下为液体,并由此将在直肠中融化以释放活性组分。这样的材料包括但不限于可可脂,蜂蜡和聚乙二醇。
或者/另外,药物组合物可以通过鼻气溶胶(nasal aerosol)或吸入给药。这些组合物的制备是根据药物制剂领域众所周知的技术,并可以被制备成生理盐水溶液,采用苯甲醇或其它合适的防腐剂,用以提高生物利用度的吸附促进剂,碳氟化合物,和/或其它本领域已知的助溶剂或分散剂。
在一些情况下,本文公开的一种或多种肽可以缀合至例如载体蛋白。这种缀合的组合物可以是单价或多价的。例如,缀合的组合物可以包括与载体蛋白偶联的本文公开的一种肽。或者,缀合的组合物可以包括与载体缀合的本文公开的两种或多种肽。
如本文所用,当两个实体彼此“缀合”时,它们通过直接或间接共价或非共价相互作用连接。在某些方面,该缔合是共价的。在其他方面,该缔合是非共价的。非共价相互作用包括氢键,范德华相互作用,疏水相互作用,磁相互作用,静电相互作用等。间接共价相互作用是两个实体,任选地通过连接基团来共价连接。
载体蛋白可以包括增加或增强受试者中免疫原性的任何蛋白质。示例性的载体蛋白在本领域中进行了描述(参见,例如Fattom et al.,Infect.Immun.,58:2309-2312,1990;Devi et al.,Proc.Natl.Acad.Sci.USA 88:7175-7179,1991;Li et al.,Infect.Immun.57:3823-3827,1989;Szu et al.,Infect.Immun.59:4555-4561,1991;Szuet al.,J.Exp.Med.166:1510-1524,1987;和Szu et al.,Infect.Immun.62:4440-4444,1994)。聚合的载体可以是含有一个或多个伯氨基和/或仲氨基,叠氮基或羧基的天然或合成材料。载体可以是水溶性的。
治疗方法
本公开包括使用本文的肽用于预防和/或治疗感染的方法。如本文使用的,术语“治疗”是指部分或完全缓解,抑制,改善和/或减轻受试者所患有的疾病或病症。这意味着疾病或病症(例如癌症)的一种或多种症状得到改善的任何方式或以其他方式有益地改变的任何方式。如本文所用,改善特定病症(例如,感染)的症状是指可以归因于本发明的组合物和方法的治疗或与本发明的组合物和方法的治疗有关的任何减轻,无论所述减轻是永久的还是暂时的,持续的或短暂的。在一些方面,相对于治疗前微生物细胞或生物体的数量,治疗可以促进或导致例如微生物细胞或生物体(例如在受试者体内)的数量的减少;相对于治疗前的微生物细胞或生物体(例如在受试者中)的生存力(例如平均值/平均生存力),微生物细胞或生物体(例如在受试者中)的生存力(例如平均值/平均生存力)降低;和/或相对于治疗前受试者的症状,受试者中与一种或多种感染相关的一种或多种症状的减少。
细菌内部交联的AMP的实例是以下各项有活性的,包括但不限于:葡萄球菌(例如,金黄色葡萄球菌(S.aureus),中间葡萄球菌(S.intermedius),表皮葡萄球菌(S.epidermidis),和其它凝固酶阴性葡萄球菌(coagulase negative Staphylococci)),奈瑟球菌(Neisseriae)(例如,淋病奈瑟球菌(N.gonorrheae)和脑膜炎奈瑟球菌(N.meningitidis)),链球菌(Streptococci)(例如,A组链球菌(Group A Streptococcus)(例如,化脓性链球菌(S.pyogenes)),B组链球菌(Group B Streptococcus)(例如,无乳链球菌(S.agalactiae)),C组链球菌(Group C Streptococcus),G组链球菌(Group GStreptococcus),肺炎链球菌(S.pneumoniae),和绿色链球菌(viridans Streptococci)),沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis),Treponemae(例如,T.pallidum,T.pertenue,和T.cerateum),嗜血杆菌(Haemophilus bacteria)(例如,杜克嗜血杆菌(H.ducreyi),流感嗜血杆菌(H.influenzae),和埃及嗜血杆菌(H.aegyptius)),博德特氏菌(Bordetellae)(例如,百日咳杆菌(B.pertussis),副百日咳杆菌(B.parapertussis),和支气管炎杆菌(B.bronchiseptica)),阴道加德纳菌(Gardnerella vaginalis),芽孢杆菌(Bacillus)(例如,炭疽芽孢杆菌(B.anthracis)和蜡状芽孢杆菌(B.cereus)),分枝杆菌(Mycobacteria)(例如,结核分枝杆菌(M.tuberculosis)和麻风杆菌(M.leprae)),单核细胞增生利斯特菌(Listeria monocytogenes),伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi),胸膜肺炎放线杆菌(Actinobacillus pleuropneumoniae),幽门螺杆菌(Helicobacter pylori),梭菌(Clostridium)(例如,产气荚膜梭菌(C.perfringens),败血性梭菌(C.septicum),诺维氏菌(C.novyi),和破伤风梭菌(C.tetani)),大肠杆菌(Escherichia coli),牙龈卟啉单胞菌(Porphyromonas gingivalis),霍乱弧菌(Vibrio cholerae),沙门氏菌(Salmonellabacteria)(例如,肠炎沙门氏菌(S.enteriditis),鼠伤寒沙门氏菌(S.typhimurium),和伤寒沙门氏菌(S.typhi)),志贺氏菌(Shigella bacteria),弗朗西斯氏菌(Francisellabacteria),耶尔森菌(Yersinia bacteria)(例如鼠疫耶尔森菌(Y.pestis)和小肠结肠炎耶尔森菌(Y.enterocolitica)),伯克霍尔德氏菌(Burkholderia bacteria),假单胞菌(Pseudomonas bacteria),和布鲁氏菌(Brucella bacteria)。支原体生物体AMP对于以下各项是有活性的,包括例如,肺炎链球菌(M.pneumoniae),发酵支原体(M.fermentans),人型支原体(M.hominis)和穿通支原体(M.penetrans)。
真菌(包括酵母)生物体内部交联的AMP的实例对下列各项是有活性的,包括但不限于:白色念珠菌(Candida albicans),其它念珠菌属种(Candida species),新型隐球菌(Cryptococcus neoformans),荚膜组织胞浆菌(Histoplasma capsulatum),和卡氏肺囊虫(Pneumocystis carinii)。
原生动物寄生物内部交联的AMP的实例是对下列各项是有活性的,包括但不限于:阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis),恶性疟原虫(Plasmodium falciparum),间日疟原虫(P.vivax),卵形疟原虫(P.ovale),三日疟原虫(P.malariae),溶组织内阿米巴(Entamoeba histolytica),布氏弓形虫(Toxoplasma brucei),刚地弓形虫(Toxoplasmagondii),和利什曼原虫(Leishmania major)。
可以针对下列各项利用病毒内部交联的AMP的实例,包括但不限于:人类免疫缺陷病毒(HIV)1和2(human immunodeficiency virus(HIV)1and 2),人类嗜淋巴细胞病毒(human lymphotropic virus(HTLV)),麻疹病毒(measles virus),狂犬病毒(rabiesvirus),A,B,和C型肝炎病毒,轮状病毒(rotaviruses),鼻病毒(rhinoviruses),流感病毒(influenza virus),副流感病毒(parainfluenza virus),呼吸道合胞病毒(respiratorysyncytial virus),腺病毒(adenoviruses),细小病毒(parvoviruses)(例如,细小病毒B19(parvovirus B19)),玫瑰疹病毒(roseola virus),肠道病毒(enteroviruses),乳头瘤病毒(papilloma viruses),逆转录病毒(retroviruses),疱疹病毒(herpesviruses)(例如,单纯疱疹病毒(herpes simplex virus),水痘带状疱疹病毒(varicella zoster virus),Epstein Barr病毒(Epstein Barr virus(EBV)),人巨细胞病毒(human cytomegalovirus(CMV)),(6,7和8型人疱疹病毒),痘病毒(poxviruses)(例如,大天花(variola major)和小天花(variola minor),牛痘(vaccinia),和猴痘病毒(monkeypox virus)),猫白血病病毒(feline leukemia virus),猫免疫缺陷病毒(feline immunodeficiency virus)和猴免疫缺陷病毒(simian immunodeficiency virus)。
可以通过本文的组合物,制剂和/或方法治疗的病症包括但不限于感染性疾病。感染性疾病可以由病原体引起,诸如细菌,病毒,真菌或寄生物。在一些方面,传染性疾病可以从人传递到人。在一些方面,传染病可以通过昆虫或动物咬伤传播。在一些方面,感染性疾病可以通过摄取污染的食物或水或暴露于环境中的生物体而获得。可以通过疫苗预防一些感染性疾病。
在具体的方面,可通过本文所述的组合物,制剂和/或方法治疗的感染性疾病包括但不限于以下:不动杆菌感染(Acinetobacter infections),放线菌病(Actinomycosis),非洲昏睡病(African sleeping sickness)(非洲锥虫病(African trypanosomiasis)),AIDS(获得性免疫缺陷综合征(Acquired immunodeficiency syndrome)),阿米巴病(Amebiasis),无形体病(Anaplasmosis),血管圆线虫病(Angiostrongyliasis),异尖线虫病(Anisakiasis),炭疽(Anthrax),溶血隐秘杆菌感染(Arcano bacteriumhaemo lyticuminfection),阿根廷出血热(Argentine hemorrhagic fever),蛔虫病(Ascariasis),曲霉病(Aspergillosis),星状病毒感染(Astrovirus infection),巴贝西虫病(Babesiosis),蜡状芽孢杆菌感染(Bacilluscereus infection),细菌性肺炎(Bacterial pneumonia),细菌性阴道病(Bacterial vaginosis),拟杆菌感染(Bacteroides infection),小袋虫病(Balantidiasis),巴尔通体病(Bartonellosis),贝蛔虫感染(Baylisascarisinfection),BK病毒感染(BK virus infection),黑色发结节病(Black piedra),Blastocystosis,芽生菌病(Blastomycosis),玻利维亚出血热(Bolivian hemorrhagicfever),肉毒中毒(Botulism)(和婴儿肉毒中毒(Infant botulism)),巴西出血热(Brazilian hemorrhagic fever),布鲁菌病(Brucellosis),黑死病(Bubonic plague),伯克霍尔德氏菌感染(Burkholderia infection),布路里溃疡(Buruli ulcer),Caicivirus感染(诺如病毒(Norovirus)和沙波病毒(Sapovirus)),弯曲菌病(Campylobacteriosis),念珠菌病(Candidiasis)(念珠菌病(Moniliasis);鹅口疮(Thrush)),毛细线虫病(Capillariasis),卡里翁病(Carrion’s disease),猫抓病(Cat-scratchdisease),蜂窝组织炎(Cellulitis),查加斯病(Chagas Disease)美洲锥虫病(Americantrypanosomiasis),软性下疳(Chancroid),水痘(Chickenpox),基孔肯雅热(Chikungunya),衣原体(Chlamydia),肺炎衣原体感染(Chlamydophila pneumoniaeinfection)(台湾急性呼吸道疾病(Taiwan acute respiratory agent)或TWAR),霍乱(Cholera),色真菌病(Chromoblastomycosis),壶菌病(Chytridiomycosis),支睾吸虫病(Clonorchiasis),艰难梭菌结肠炎(Clostri diumdifficile colitis),球孢子菌病(Coccidioidomycosis),科罗拉多蜱传热(Colorado tick fever(CTF)),普通感冒(Commoncold)(急性病毒性鼻咽炎(Acute viral rhinopharyngitis);急性鼻卡他),克雅氏病(Creutzfeldt-Jakobdisease(CJD)),克里米亚-刚果出血热(Crimean-Congo hemorrhagicfever(CCHF)),隐球菌病(Cryptococcosis),隐孢子虫病(Cryptosporidiosis),皮肤幼虫游行病(Cutaneous larva migrans(CLM)),环孢子虫病(Cyclosporiasis),囊虫病(Cysticercosis),巨细胞病毒感染(Cytomegalovirus infection),登革热(Denguefever),Desmodesmus感染,Dientamoebiasis,白喉(Diphtheria),裂头绦虫病(Diphyllobothriasis),麦地那龙线虫病(Dracunculiasis),埃什拉病毒出血热(Ebolahemorrhagic fever),包虫病(Echinococcosis),埃里希体病(Ehrlichiosis),蛲虫病(Enterobiasis)(蛲虫感染(Pinworm infection)),肠球菌感染(Enterococcusinfection),肠病毒感染(Enterovirus infection),流行性斑疹伤寒(Epidemic typhus),传染性红斑病(Erythema infectiosum)(第五疾病(Fifth disease)),幼儿急疹(Exanthemsubitum)(第六疾病(Sixth disease)),片吸虫病(Fasciolasis),姜片虫症(Fasciolopsiasis),致死性家族性失眠症(Fatal familial insomnia(FFI)),丝虫病(Filariasis),产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)导致的食物中毒,自由生活阿米巴感染(Free-living amebic infection),梭状杆菌感染(Fusobacterium infection),气性坏疽(Gas gangrene)(梭菌性肌坏死(Clostridial myonecrosis)),地霉病(Geotrichosis),Gerstmann--Scheinker综合征(GSS),贾第虫病(Giardiasis),鼻疽(Glanders),颚口线虫病(Gnathostomiasis),淋病(Gonorrhea),肉芽肿(Granulomainguinale)(杜诺凡病(Donovanosis)),A组链球菌感染(Group A streptococcalinfection),B组链球菌感染(Group B streptococcal infection),流感嗜血杆菌感染(Haemophilus influenzae infection),手足口疾病(Hand,foot,and mouth disease)(HFMD)),汉坦病毒肺综合征(Hantavirus Pulmonary Syndrome(HPS)),中心病毒病(Heartland virus disease),幽门螺杆菌感染(Helicobacter pylori infection),溶血性尿毒症综合征(Hemolytic-uremic syndrome(HUS)),具有肾综合征的出血热(Hemorrhagic fever with renal syndrome(HFRS)),甲型肝炎,乙型肝炎,丙型肝炎,丁型肝炎,戊型肝炎,单纯性疱疹(Herpes simplex),组织胞浆菌病(Histoplasmosis),十二指肠虫感染(Hookworm infection),人博卡病毒感染(Human bocavirus infection),人ewingii ehrlichiosis,人类粒细胞无形体病(Human granulocytic anaplasmosis(HGA)),人偏肺病毒感染(Human metapneumovirus infection),人单核细胞埃里希体病(Human monocytic ehrlichiosis),人乳头瘤病毒(HPV)感染(Human papillomavirus(HPV)infection),人副流感病毒感染(Human parainfluenza virus infection),膜壳绦虫病(Hymenolepiasis),Epstein-Barr病毒传染性单核细胞增多症(Epstein-Barr VirusInfectious Mononucleosis(Mono)),流行性感冒(Influenza(flu)),等孢子球虫病(Isosporiasis),川崎病(Kawasaki disease),角膜炎(Keratitis),Kingella kingae感染,库鲁病(Kuru),拉沙热(Lassa fever),军团病(Legionellosis)(军团病(Legionnaires’disease)),(军团病(Legionellosis)(庞蒂亚克热(Pontiac fever)),利什曼病(Leishmaniasis),麻风病(Leprosy),细螺旋体病(Leptospirosis),李斯特菌病(Listeriosis),莱姆病(Lyme disease)(莱姆疏螺旋体病(Lyme borreliosis)),淋巴丝虫病(Lymphatic filariasis)(象皮病(Elephantiasis)),淋巴细胞性脉络丛脑膜炎(Lymphocytic choriomeningitis),疟疾(Malaria),马尔堡出血热(Marburg hemorrhagicfever(MHF)),麻疹(Measles),中东呼吸综合征(Middle East respiratory syndrome(MERS)),类鼻疽(Melioidosis)(Whitmore’s病),脑膜炎(Meningitis),脑膜炎球菌病(Meningococcal disease),后殖吸虫病(Metagonimiasis),微孢子虫病(Microsporidiosis),接触传染性软疣(Molluscum contagiosum)(MC)),猴痘(Monkeypox),腮腺炎(Mumps),鼠型斑疹伤寒(Murine typhus)(地方性斑疹伤寒(Endemictyphus)),支原体肺炎(Mycoplasma pneumonia),足分支菌病(Mycetoma)(disambiguation)),蝇蛆病(Myiasis),新生儿结膜炎(Neonatal conjunctivitis)((新生儿眼炎(Ophthalmia neonatorum)),变异型克雅二氏病(Variant Creutzfeldt-Jakobdisease)(vCJD,nvCJD)),诺卡氏菌病(Nocardiosis),盘尾丝虫病(Onchocerciasis)(河盲症(River blindness)),后睾吸虫病(Opisthorchiasis),副球孢子菌病(Paracoccidioidomycosis)(南美芽生菌病(South American blastomycosis)),并殖吸虫病(Paragonimiasis),巴斯德氏菌病(Pasteurellosis),头虱病(Pediculosis capitis)(头虱(Head lice)),体虱病(Pediculosis corporis)((体虱(Body lice)),阴虱病(Pediculosis pubis)(耻骨阴虱(Pubic lice),阴虱(Crab lice)),盆腔炎(Pelvicinflammatory disease(PID)),百日咳(Pertussis)(百日咳(Whooping cough)),鼠疫(Plague),肺炎球菌感染(Pneumococcal infection),肺孢子菌肺炎(Pneumocystispneumonia(PCP)),肺炎(Pneumonia),脊髓灰质炎(Poliomyelitis),普雷沃菌感染(Prevotella infection),原发性阿米巴性脑膜脑炎(Primary amoebicmeningoencephalitis(PAM)),进行性多灶性白质脑病(Progressive multifocalleukoencephalopathy),鹦鹉热(Psittacosis),Q热(Q fever),狂犬病(Rabies),回归热(Relapsing fever),呼吸道合胞病毒感染(Respiratory syncytial virus infection),鼻孢子菌病(Rhinosporidiosis),鼻病毒感染(Rhinovirus infection),立克次氏体感染(Rickettsial infection),立克次氏体痘疹(Rickettsialpox),裂谷热(Rift Valleyfever(RVF)),落基山斑疹热(Rocky Mountain spotted fever(RMSF)),轮状病毒感染(Rotavirus infection),风疹(Rubella),沙门氏菌病(Salmonellosis),SARS(严重急性呼吸器官综合征(Severe Acute Respiratory Syndrome)),疥疮(Scabies),血吸虫病(Schistosomiasis),脓毒症(Sepsis),志贺氏菌病(Shigellosis)(杆菌痢疾(Bacillarydysentery)),带状疱疹(Shingles)(Herpes zoster)),天花(Smallpox)(Variola),孢子丝菌病(Sporotrichosis),葡萄球菌食物中毒(Staphylococcal food poisoning),葡萄球菌感染(Staphylococcal infection),粪圆线虫病(Strongyloidiasis),亚急性硬化性全脑炎(Subacute sclerosing panencephalitis),梅毒(Syphilis),绦虫病(Taeniasis),破伤风(Tetanus)(牙关紧闭症(Lockjaw)),颜面癣(Tinea barbae)(Barber's痒(Barber’sitch)),头癣(Tinea capitis)(头皮癣(Ringworm of the Scalp)),体癣(Tineacorporis)(身体癣(Ringworm of the Body)),股癣(Tinea cruris)(身体癣(Jockitch)),手癣(Tinea manum)((Ringworm of the Hand)),黑斑癣(Tinea nigra),足癣(Tinea pedis)(运动员脚病(Athlete’s foot)),甲癣(Tinea unguium)(Onychomycosis),花斑癣(Tinea versicolor)(花斑糠疹(Pityriasis versicolor)),弓蛔虫病(Toxocariasis)(Ocular Larva Migrans(OLM))),弓蛔虫病(Toxocariasis)(VisceralLarva Migrans(VLM)),沙眼(Trachoma),弓形体病(Toxoplasmosis),旋毛虫病(Trichinosis),阴道滴虫病(Trichomoniasis),鞭虫病(Trichuriasis)(鞭虫感染(Whipworm infection)),结核病(Tuberculosis),兔热病(Tularemia),伤寒症(Typhoidfever),斑疹伤寒(Typhus fever),解脲脲原体感染(Ureaplasma urealyticuminfection),溪谷热(Valley fever),委内瑞拉马脑炎(Venezuelan equineencephalitis),委内瑞拉出血热(Venezuelan hemorrhagic fever),创伤弧菌感染(Vibrio vulnificus infection),副溶血性弧菌肠炎(Vibrio parahaemolyticusenteritis),病毒性肺炎(Viral pneumonia),西尼罗热(West Nile Fever),白癣(Whitepiedra(Tinea blanca)),假结核耶尔森菌感染(Yersinia pseudotuberculosisinfection),耶尔森氏鼠疫杆菌肠道病(Yersiniosis),黄热病(Yellow fever)和接合菌病(Zygomycosis)。
本文所述的组合物,制剂和/或方法可用于治疗病原体。在一些方面,病原体可以是病毒,细菌,朊病毒,真菌或寄生物。在具体方面,本文所述的病原体包括但不限于以下:鲍氏不动杆菌(Acinetobacter baumannii),以色列放线菌(Actinomyces israelii),放线菌(Actinomyces gerencseriae)和丙酸丙酸盐杆菌(Propionibacterium propionicus),布氏锥虫(Trypanosoma brucei),(HIV人类免疫缺陷病毒(Human immunodeficiencyvirus)),溶组织内阿米巴(Entamoeba histolytica),红孢子虫属(Anaplasma species),管圆线虫属(Angiostrongylus),异尖线虫(Anisakis),炭疽杆菌(Bacillus anthracis),溶血隐秘杆菌(Arcanobacterium haemolyticum),胡宁病毒(Junin virus),人蛔虫(Ascaris lumbricoides),曲霉属(Aspergillus species),星状病毒科(Astroviridaefamily),巴贝西虫属(Babesia species),蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),细菌性阴道病微生物群(bacterial vaginosis microbiota),拟杆菌属物种(Bacteroides species),肠袋虫属(Balantidium coli),巴尔通氏体属(Bartonella),贝蛔属(Baylisascarisspecies),BK病毒(BK virus),结节菌(Piedraia hortae),芽囊原虫属种类(Blastocystisspecies),皮炎芽生菌(Blastomyces dermatitidis),马丘波病毒(Machupo virus),肉毒杆菌(Clostridium botulinum),Sabia,布鲁氏菌(Brucella species),肠杆菌科(Enterobacteriaceae),洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)和其他伯克霍尔德氏菌种类(Burkholderia species),溃疡分枝杆菌(Mycobacterium ulcerans),杯状病毒科(Caliciviridae family),弯曲杆菌属(Campylobacter species),白色念珠菌(Candidaalbicans)和其他念珠菌属(Candida species),菲律宾毛线虫(Capillariaphilippinensis),Capillaria hepatica,(Capillaria aerophila),杆菌样巴尔通体(Bartonella bacilliformis),汉氏巴尔通体(Bartonella henselae),A组链球菌(GroupA Streptococcus)和(Staphylococcus),克氏锥虫(Trypanosoma cruzi),杜克雷嗜血杆菌(Haemophilus ducreyi),水痘带状疱疹病毒(Varicella zoster virus(VZV)),甲病毒(Alphavirus),沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis),肺炎衣原体(Chlamydophilapneumoniae),霍乱弧菌(Vibrio cholera),裴氏着色真菌(Fonsecaea pedrosoi),Batrachochytrium dendrabatidis,华支睾吸虫(Clonorchis sinensis),艰难梭菌(Clostridium difficile),粗球孢子菌(Coccidioides immitis)和Coccidioidesposadasii,科罗拉多壁虱热病毒(Colorado tick fever virus(CTFV)),鼻病毒(rhinoviruses)和冠状病毒(coronaviruses),PRNP,克里米亚-刚果出血热病毒(Crimean-Congo hemorrhagic fever virus),新型隐球菌(Cryptococcus neoformans),隐孢子虫种类(Cryptosporidium species),巴西钩虫(Ancylostoma braziliense);多种其他的寄生物,环孢子虫(Cyclospora cayetanensis),有钩绦虫(Taenia solium),巨细胞病毒(Cytomegalovirus),登革病毒(Dengue viruses)(DEN-1),(DEN-2),(DEN-3和DEN-4)–黄病毒(Flaviviruses)),Green algae Desmodesmus armatus,Dientamoeba fragilis,白喉棒状杆菌(Corynebacterium diphtheria),裂头绦虫(Diphyllobothrium),麦地那龙线虫(Dracunculus medinensis),埃博拉病毒(Ebolavirus)((EBOV)),棘球绦虫种类(Echinococcus species),埃立克体属种类(Ehrlichia species),蛲虫(Enterobiusvermicularis),肠球菌种类(Enterococcus species),肠病毒种类(Enterovirusspecies),普氏立克次氏体(Rickettsia prowazekii),细小病毒B19(Parvovirus B19),6型人类疱疹病毒(Human herpesvirus 6(HHV-6)和7型人类疱疹病毒(Human herpesvirus7)(HHV-7)),肝片吸虫(Fasciola hepatica)和巨片吸虫(Fasciola gigantica),布氏姜片虫(Fasciolopsis buski),PRNP,丝虫目总科(Filarioidea superfamily),梭状芽胞杆菌(Clostridium perfringens),梭菌属种类(Fusobacterium species),产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens),其他梭菌种类(Clostridium species),白地霉(Geotrichumcandidum),兰伯氏贾第虫(Giardia lamblia),鼻疽伯克霍尔德氏菌(Burkholderiamallei),棘颚口线虫(Gnathostoma spinigerum)和刚棘颚口线虫(Gnathostomahispidum),淋病奈瑟氏菌(Neisseria gonorrhoeae),Klebsiella granulomatis,酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes),无乳链球菌(Streptococcus agalactiae),流感嗜血杆菌(Haemophilus influenza),肠病毒(Enteroviruses),主要是柯萨奇病毒(Coxsackie Avirus)和肠病毒71(Enterovirus 71)(EV71)),Sin Nombre virus,Heartland virus,幽门螺旋杆菌(Helicobacter pylori),大肠杆菌(Escherichia coli)O157:H7,O111和O104:H4),布尼雅病毒科(Bunyaviridae family),甲型肝炎病毒(Hepatitis A virus),乙型肝炎病毒(Hepatitis B virus),丙型肝炎病毒(Hepatitis C virus),D型肝炎病毒(Hepatitis D Virus),E型肝炎病毒(Hepatitis E virus),1型和2型单纯疱疹病毒(Herpes simplex virus 1and 2)(HSV-1and HSV-2)),荚膜组织胞浆菌(Histoplasmacapsulatum),十二指肠钩虫(Ancylostoma duodenale)和美洲钩虫(Necatoramericanus),人博卡病毒(Human bocavirus(HBoV)),伊氏埃立克体(Ehrlichiaewingii),嗜吞噬细胞无形体(Anaplasma phagocytophilum),人偏肺病毒(Humanmetapneumovirus)(hMPV)),查菲埃立克体(Ehrlichia chaffeensis),(人乳头瘤病毒(Human papillomavirus(HPV)),人副流感病毒病毒(Human parainfluenza viruses(HPIV)),短膜壳绦虫(Hymenolepis nana)和缩小膜壳绦虫(Hymenolepis diminuta),Epstein-Barr病毒(EBV),正粘病毒科(Orthomyxoviridae family),贝氏等孢子球虫(Isospora belli),金格杆菌(Kingella kingae),拉沙病毒(Lassa virus),嗜肺军团菌(Legionella pneumophila),利什曼虫种类(Leishmania species),麻风杆菌(Mycobacterium leprae),弥漫型麻疯分枝杆菌(Mycobacterium lepromatosis),钩端螺旋体种类(Leptospira species),单核细胞增多性李斯特氏菌(Listeriamonocytogenes),伯氏疏螺旋体(Borrelia burgdorferi),伽氏疏螺旋体(Borreliagarinii),阿氏疏螺旋体(Borrelia afzelii),班氏丝虫(Wuchereria bancrofti),马来丝虫(Brugia malayi),淋巴细胞性脉络丛脑膜炎病毒(Lymphocytic choriomeningitisvirus(LCMV)),疟原虫种类(Plasmodium species),马尔堡病毒(Marburg virus),麻疹病毒(Measles virus),中东呼吸道综合症冠状病毒(Middle East respiratory syndromecoronavirus),类鼻疽伯克氏菌(Burkholderia pseudomallei),脑膜炎奈瑟氏球菌(Neisseria meningitides),横川后殖吸虫(Metagonimus yokagawai),小孢子虫目门(Microsporidia phylum),接触传染性软疣病毒(Molluscum contagiosum virus(MCV)),猴痘病毒(Monkeypox virus),腮腺炎病毒(Mumps virus),伤寒立克次氏体(Rickettsiatyphi),肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae),放线菌(Actinomycetoma),足分支菌病(Eumycetoma),寄生双翅类的苍蝇幼虫(parasitic dipterous fly larvae),沙眼衣原体(Chlamydia trachomatis),淋球菌(Neisseria gonorrhoeae),星状诺卡菌(Nocardiaasteroides),诺卡氏菌属种类(Nocardia species),旋盘尾丝虫(Onchocerca volvulus),泰国肝吸虫(Opisthorchis viverrini)和猫肝吸虫(Opisthorchis felineus),巴西副球孢子菌(Paracoccidioides brasiliensis),体虱(Pediculus humanus capitis),阴虱(Phthirus pubis),百日咳博代氏杆菌(Bordetella pertussis),鼠疫耶尔森氏菌(Yersinia pestis),肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae),耶氏肺孢子虫(Pneumocystis jirovecii),脊髓灰质炎病毒(Poliovirus),普氏菌种类(Prevotellaspecies),福氏耐格里变形虫(Naegleria fowleri),JC病毒(JC virus),鹦鹉热衣原体(Chlamydophila psittaci),伯纳特氏立克次氏体(Coxiella burnetii),狂犬病毒(Rabies virus),赫姆斯疏螺旋体(Borrelia hermsii),回归热包柔氏螺旋体(Borreliarecurrentis),包柔氏螺旋体种类(Borrelia species),呼吸道合胞病毒(Respiratorysyncytial virus(RSV)),鼻孢子菌(Rhinosporidium seeberi),鼻病毒(Rhinovirus),立克次氏体种类(Rickettsia species),小蛛立克次氏体(Rickettsia akari),裂谷热病毒(Rift Valley fever virus),立克次氏立克次氏体(Rickettsia rickettsia),轮状病毒(Rotavirus),风疹病毒(Rubella virus),沙门氏菌属种类(Salmonella species),SARS冠状病毒(SARS coronavirus),Sarcoptes scabiei,血吸虫属种(Schistosoma species),志贺氏杆菌种类(Shigella species),水痘带状疱疹病毒(Varicella zoster virus(VZV)),大天花(Variola major),小天花(Variola minor),申克孢子丝菌(Sporothrixschenckii),葡萄球菌种类(Staphylococcus species),粪类圆线虫(Strongyloidesstercoralis),麻疹病毒(Measles virus),梅毒螺旋体(Treponema pallidum),绦虫属(Taenia species),破伤风梭菌(Clostridium tetani),毛癣菌属种类(Trichophytonspecies),断发毛癣菌(Trichophyton tonsurans),絮状表皮癣菌(Epidermophytonfloccosum),红色毛癣菌(Trichophyton rubrum),须毛癣菌(Trichophytonmentagrophytes),红色毛癣菌(Trichophyton rubrum),威尼克外瓶霉(Hortaeawerneckii),毛癣菌属种类(Trichophyton species),马拉色氏霉菌属种类(Malasseziaspecies),犬弓蛔虫(Toxocara canis),Toxocara cati,沙眼衣原体(Chlamydiatrachomatis),刚地弓形虫(Toxoplasma gondii),旋毛虫(Trichinella spiralis),阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis),鞭虫(Trichuris trichiura),结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis),土拉弗朗西丝菌(Francisella tularensis),肠道沙门氏菌亚种(Salmonella enterica subsp.enterica),伤寒血清型(serovar typhi),立克次氏体(Rickettsia),解脲支原体(Ureaplasma urealyticum),(Coc委内瑞拉马脑炎病毒)(Venezuelan equine encephalitis virus),瓜纳里托病毒(Guanarito virus),创伤弧菌(Vibrio vulnificus),副溶血性弧菌(Vibrio parahaemolyticus),多个病毒(multipleviruses),西尼罗河病毒(West Nile virus),白吉利毛孢子菌(Trichosporon beigelii),假结核耶尔森氏菌(Yersinia pseudotuberculosis),小肠结肠炎耶尔森氏菌(Yersiniaenterocolitica),黄热病病毒(Yellow fever virus),毛霉菌目(Mucorales order)毛霉菌病(Mucormycosis)),和虫霉目(Entomophthorales order)虫霉病(Entomophthoramycosis)。
本文所述的所有治疗和预防方法可以应用于以上列出的微生物中的至少任一种或全部。
在一些方面,本发明的化合物可以对一种微生物有毒。在一些方面,本发明的化合物可以对两种微生物有毒。在一些方面,本发明的化合物可以对三种微生物有毒。在一些方面,本发明的化合物可以对四种微生物有毒。在一些方面,本发明的化合物可以对五种微生物有毒。
在一些方面,本发明的化合物可以用于治疗微生物而不损伤宿主受试者。在一些方面,本发明的化合物可以用于治疗两种微生物而不损伤宿主受试者。在一些方面,本发明的化合物可以用于治疗三种微生物而不损伤宿主受试者。在一些方面,本发明的化合物可用于治疗四种微生物而不损伤宿主受试者。在一些方面,本发明的化合物可以用于治疗五种微生物而不损伤宿主受试者。
一般而言,方法包括选择受试者并向受试者施用有效量的本文中的一种或多种肽,例如以药物组合物的形式或作为药物组合物,并且任选地根据需要重复施用以预防或治疗微生物感染,并且可以例如口服,静脉内或局部施用。
用于任何特定患者的具体剂量和治疗方案将取决于多种因素,包括利用的特定化合物的活性,年龄,体重,一般健康状况,性别,饮食,施用时间,排泄速率,联合用药,疾病的严重性和病程,状况或症状,患者对疾病的易感性,状况或症状以及治疗医生的判断。
可以以一种或多种施用,应用或剂量施用有效量。治疗化合物的治疗有效量(即有效剂量)取决于所选择的治疗化合物。组合物可以从每天一次或多次施用,至每周一次或多次施用;包括隔天一次施用。本领域技术人员将理解,某些因素可能影响有效治疗受试者所需的剂量和时间,所述因素包括但不限于疾病或病症的严重性,先前的治疗,受试者的一般健康和/或年龄,以及其他存在的疾病。
此外,用治疗有效量的本文所述治疗化合物治疗受试者可以包括单一治疗或一系列治疗。例如,可以至少一次施用有效量。在改善患者的状况时,根据需要,可以施用本发明的化合物,组合物或组合的维持剂量。随后,可以将施用的剂量或频率或这两者作为症状的函数降低至保持改善的状况的水平。然而,对于任何疾病症状的复发,患者可能需要长期间歇性治疗。
在一些情况下,本文中的肽可以进一步以有效实现疾病或疾病症状调节的量与一种或多种另外的治疗剂共同施用。这样的另外的治疗剂可以包括本领域已知的常规抗微生物剂(例如抗生素)。当共同施用时,本发明的钉合AMP与常规抗微生物剂一起运行以产生机理上相加或协同的抗微生物效应。不受任何特定作用机制的限制,某些内部交联的(例如,钉合的)AMP具有在某些微生物生物体(包括例如革兰氏阴性菌)的膜中产生“孔”的能力,这可以发挥作用以促进和/或增强适当的常规抗微生物剂通过相关微生物细胞的内部。为了相同的目的,可以将内部交联的AMP缀合(共价或非共价)至合适的抗微生物剂,将所得的缀合物施用于适当的受试者。
内部交联的AMP在微生物生物体膜中产生“孔”的能力为它们的其他用途提供了基础。因此,例如相关微生物生物体(例如,本文公开那些中的任一种)可以在受试者体内或在体外与具有产生“孔”或甚至溶解微生物生物体的能力的内部交联的AMP接触。由于该活性,核酸(例如DNA和/或RNA)从微生物生物体释放到其周围环境中。这种现象可以作为准确,快速,廉价地鉴定微生物生物体的基础。在受试者中发生接触的情况下,可以测试各种体液(例如血液,淋巴液,尿液,粪便,粘液或眼泪)或体腔灌洗液中的任何一种。如果接触发生在体外,可以测试培养基。
应用于医疗或卫生设备
可以将本发明的抗微生物肽应用到或掺入到各种医疗和/或卫生设备中(例如作为涂层,或浸渍在用于暴露或释放的生物可降解装置内,当该装置插入到脊椎动物受试者的身体管道,插入到脊椎动物受试者的体腔中,或者应用于脊椎动物的组织或器官后降解或溶解)以预防或抑制微生物(例如细菌或生物膜)的生长。适合与本文公开的钉合肽一起使用的医疗或卫生设备包括但不限于插入到脊椎动物受试者的身体管道中,插入到脊椎动物受试者的体腔中或者应用到脊椎动物的组织或器官的装置,其用于以下目的:(a)伤口保护;(b)防止或减少不需要的或克服受限制的,从脊椎动物受试者机体的体液,身体分泌物或排泄物(例如,血液,月经,尿液,淋巴液,脑脊液,精液,唾液,阴道分泌物,粘液或粪便)的释放;(c)将药物或一些其他治疗剂或预防剂递送给受试者;(d)替换缺失的或补充有缺陷的器官的功能;或(e)保持身体管道(例如血管)的开放。医疗或卫生设备的具体实例包括但不限于:外周IV,中心线,portacath,透析导管(dialysis catheter);直肠装置诸如栓剂,灌肠剂和导管;鼻腔,气管或食管递送装置;阴道装置诸如阴道塞和避孕装置(例如,隔膜或子宫内避孕器(IUD));静脉,动脉,颅内和其他针头,导管和支架;肾透析通路(renaldialysis accesse);手术绷带,缝合线或敷料;造口术装置;天然和合成的可植入组织基质(参见例如美国专利号5,885,829,将其全部内容通过引用并入本文);起搏器和起搏器电线和导线;合成和天然假体,诸如臀部和膝盖以及关节假体和心脏瓣膜;渗透泵(例如,微型渗透泵),将所述装置植入体腔(例如,腹膜腔)并且提供药物或一些其他治疗剂或预防剂的缓慢递送。
生物膜的处理和生物膜相关感染的治疗
本发明的钉合的AMP可用于在体内或体外处理细菌生物膜或对其灭菌。例如,可将有效量施用于肺部以治疗囊性纤维化或(局部)施用于阴道以治疗细菌性阴道病(BV)。BV是一种综合征,其中阴道菌群发生改变,使得乳杆菌种类(Lactobacillus species)不再是占优势的[Forsum et al.(2005)APMIS113:81-90]。BV的特征是过度生长的生物体诸如阴道加德纳菌(Gardnerella vaginalis),一些厌氧菌和人型支原体(Mycoplasma hominis)。阴道微生物诸如奇异菌属种类(Atopobium species)可能与BV相关[Verstraelen et al.(2004)Am J.Obstet.and Gynecol.191:1130-1132]。与BV相关的厌氧菌包括拟杆菌属(Bacteroides),普氏菌属(Prevotella),消化链球菌属(Peptostreptococcus)和莫比尔球菌属(Morbiluncus species)[Forsum et al.(2005),同上]。在孕妇的研究中,发现无症状和有症状的BV患者两种在这些生物体方面,特别是加德纳菌属(Gardnerella)具有10倍或更高的增加。有症状的妇女在加德纳菌菌属细菌和厌氧菌方面具有100到1000倍的增加。在这样的患者中,伴随着乳酸杆菌(lactobacilli)的下降,并且由于不明原因,存在的乳酸杆菌使得比正常的对应物具有更少的过氧化氢。胺产物三甲胺是细菌过度生长的代谢产物,并且其鱼腥胺臭味指示BV。与BV相关的因素包括性活动,特别是新的性伴侣,抗生素的使用,pH不明原因的降低,和IUD(子宫内避孕器)的使用[Hawes et al.(1996)J.Infect.Dis.190:1374-1381]。大约有一半的BV患者无症状。持续的阴道炎症与BV有关。
BV的临床诊断基于具有阴道分泌物中以下四种特征中的三种:(1)pH高于4.5;(2)稀薄的脱脂奶的外观;(3)将10%的氢氧化钾放在排出物上时有鱼腥胺臭味;和(4)线索细胞[Amsel et al.(1983)Am.J.Med.74:14-22]。线索细胞是被细菌覆盖的阴道细胞,使得其边界被遮蔽。在对来自具有BV的患者的阴道分泌物的显微镜检查中,看到长的乳酸杆菌形态类型减少。
具有BV的孕妇在早产,低出生体重的分娩,羊水感染和绒膜羊膜(chorioamnion)感染方面具有50%至100%的增加[Hillier et al.(1995)N.Engl.J.Med.333:1737-1742]。高浓度的潜在剧毒微生物也易使上生殖道感染,包括剖宫产后的产后子宫内膜炎,治疗性流产后的骨盆炎性疾病和腹部子宫切除术后的阴道断端蜂窝织炎。
BV的治疗选择包括将对于非孕妇的甲硝唑(口服)和克林霉素(局部使用),以及对于有症状的孕妇的甲硝唑作为一线治疗方案。对于复发性BV,推荐定期治疗,和然后每两周一次抑制剂量的甲硝唑。给予口服或阴道内的乳杆菌可能是有帮助的,虽然其有效性仍在争论中。
其他应用
如本文所公开的钉合的肽也可用于预防或降低病毒(例如HIV)感染的可能性。例如,钉合的AMP可以阴道内(例如局部)施用以消除造成炎症风险的不同的阴道细菌区系,所述炎症风险显示增加病毒(例如,HIV-1或HIV-2)传输和/或感染的风险。
可以将本文中的肽用于食品或饮料加工背景中(例如应用于消毒和/或发酵过程中的食品和饮料(例如啤酒)产品)以降低或消除微生物(例如细菌)污染的风险。目前,天然存在的抗菌肽乳酸链球菌肽(nisin)用于食品加工中以根除致病性革兰氏阳性菌。然而,在食品加工背景下,没有可用于根除革兰氏阴性菌的有效抗微生物剂。与乳酸链球菌肽不同,本发明的合成肽显示针对革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌两者的广谱活性。
本发明的钉合的AMP还可以应用在兽医和/或农业应用中,以用于预防和/或治疗例如患有感染或处于感染风险的动物或植物中的微生物感染。用于治疗的合适动物的实例在本领域中通常是已知的,并且包括(但不限于)例如家禽和其他禽类(包括鸡,火鸡,鸭,鸵鸟,鸸鹋(emu),鹌鹑),反刍动物(包括山羊,绵羊和牛),鱼,猪,家兔,小鼠,大鼠,马,驴,猴,猿,猫科动物(包括猫),仓鼠,白鼬,豚鼠和犬科动物(包括犬)。用于处理的合适植物的例子通常是本领域已知的,并且包括(但不限于)例如扁桃(almond),苹果,苋菜,朝鲜蓟,芦笋,鳄梨,香蕉和大蕉(plantain),大麦,甜菜,浆果类(包括蓝莓,黑莓,草莓和树莓),面包果和波罗蜜(jackfruit),抱子甘蓝(brussels sprout),卷心菜,胡萝卜,木薯,花椰菜和西兰花(broccoli),芹菜,佛手瓜(chayote),樱桃,椰子,羽衣甘蓝(collard)和无头甘蓝(kale),玉米(玉蜀黍(maize)),黄瓜和西葫芦,蒲公英,茄子,菊苣(endive)和菊苣(chicory),大蒜,苤蓝(kohlrabi),葡萄,豆科植物,莴苣,甜瓜(包括蜜瓜,哈密瓜和西瓜),芥末,燕麦,oca,橄榄,秋葵(okra),洋葱,橙和葡萄柚,婆罗门参(oyster plant),梨,桃,pemmican,胡椒,马铃薯和其他块茎,藜麦(quinoa),小萝卜(radish),稻,大黄(rhubarb),裸麦,西米(sago),高粱,大豆,菠菜,南瓜和其他南瓜属植物(squash),洋姜(sunchoke),芋头,苔麸(teff),西红柿,萝卜(turnip),块茎藜(ulluco),香草,豆瓣菜,小麦,山药和箭叶黄体芋(yautia)。用于治疗的合适食物的例子通常是本领域已知的,并且包括(但不限于)例如藻类,蘑菇和衍生自如上所述的动物的产品(例如牛肉,黄油,鸡蛋,(冰)奶油,肉汁,奶,猪肉,小牛肉,酸乳)和/或植物的产品(例如啤酒,面包,麦片,巧克力,咖啡,番茄酱,黄芥末酱(mustard sauce),燕麦片,果汁,谷氨酸一钠,沙拉,苏打水,软饮料,豆奶(soymilk),酱油,茶,豆腐,薯条(fries),醋,酒)。
本文中的肽也可以用于个人护理和/或消费品背景(例如,用于杀菌过程中的健康或美容产品)以降低或消除微生物(例如细菌)污染的风险。用于处理的合适产品的实例在本领域中通常是已知的,并且包括(但不限于)例如刷子,调节剂(conditioner),夹子,剪刀,卷发器(curling iron),洗发剂,肥皂,洗剂,局部痤疮软膏,油剂,着色剂,染料,香水,别针,芳香剂,剃刀,剃须装置,除臭剂,化妆品,厨房和/或餐饮装置(例如砧组,架子,容器,盆,平底锅,餐具)和清洁产品(例如扫帚,拖把,簸箕,清扫器)和清洁溶液。
实施例
实施例1:合成钉合的爪蟾抗菌肽II类似物
爪蟾抗菌肽II是一种被充分表征的AMP,其用作设计化合物的支架。产生了一组钉合的爪蟾抗菌肽II肽(图3A)。对于最初的组,采样了使用跨越两个α螺旋转角的i,i+7钉合的七个不同位置。测试肽的疏水面和亲水面上以及两个界面上的钉合位置(图3B)。由于丙氨酸可以促进肽序列的螺旋度,因此引入了三个突变(S8A,G13A,G18A)。
实施例2:钉合的爪蟾抗菌肽II类似物的螺旋表征
为了测定钉合的爪蟾抗菌肽II类似物组的螺旋度,在存在和不存在三氟乙醇(TFE;50%v/v)(一种螺旋促进溶剂)的情况下使用CD光谱法将肽溶解在水中。在不存在TFE的情况下,与未钉合的爪蟾抗菌肽II相比,钉合的类似物显示高得多的螺旋度水平,所述未钉合的爪蟾抗菌肽II是部分无序的(图4A)。与理想化的α-螺旋肽相比,螺旋度的水平的范围从MagStap 2的约34%至MagStap 1和3的100%。这些结果提示,烃钉合的位置对诱导α-螺旋结构有显著影响。当测量TFE存在下的螺旋度时,除了保留100%α-螺旋含量的MagStap3之外,大多数钉合的类似物是50-60%螺旋的。相比之下,即使在TFE的存在下,爪蟾抗菌肽II的诱导的α-螺旋度也不超过32%(图4B)。
实施例3:钉合的爪蟾抗菌肽II肽的抗微生物活性
在两种革兰氏阴性细菌菌株,大肠杆菌(E.coli)和粘质沙雷菌(S.marcescens)以及两种革兰氏阳性菌株,蜡状芽孢杆菌(B.cereus)和坚韧肠球菌(E.durans)上测试了钉合的爪蟾抗菌肽II肽的组。这个分析的结果在表3中呈现。
表3:爪蟾抗菌肽II和钉合的衍生物对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌株的最小抑制浓度(MIC)
表3中的肽从顶部到底部是连续编号的SEQ ID NO:134和178-184。
钉合的肽在大肠杆菌中的最低抑制浓度(MIC)比爪蟾抗菌肽II的MIC低3倍以上;而所选择的化合物,如MagStap 2和6,展示了超过15倍的效力增加。尽管在粘质沙雷菌中测试的所有肽的MIC都大于测试的浓度范围,但与爪蟾抗菌肽II相比,用钉合的肽处理导致生长的部分抑制。当在蜡状芽孢杆菌上测试时,该组的MIC与用大肠杆菌获得的值非常相似。这些结果提示,革兰氏阴性菌的双重膜结构不能保护病原体免受AMP毒性。我们用坚韧肠球菌的MIC结果显示抗微生物活性增加了2-3倍。值得注意的是,坚韧肠球菌MIC测量是在5%裂解马血液的存在下进行的,用于最佳的坚韧肠球菌生长。由于溶解度实验证明添加牛血清白蛋白(BSA)减弱肽的活性,因此存在于马血液中的血清蛋白可能与AMP结合并阻碍其活性。
了解钉合位置如何影响AMP的抗微生物活性对改善肽设计可以是至关重要的。当比较钉合的组的MIC值时,钉合位置2和6始终导致低得多的MIC值。然而,在所有4个菌株中,在该组中的肽中钉合位置1和5具有最高的MIC值。因此,当钉合的位置位于肽的疏水面上时,可以实现抗微生物效力的显著增加。另一方面,当在亲水面上安装了钉合位置时,效力增加较低。
实施例4:钉合的爪蟾抗菌肽II肽的溶血活性
AMP区分真核细胞膜和细菌膜的能力是其活性的核心,因为它有助于防止对宿主生物体细胞的损伤。然而,AMP治疗领域的一大障碍是增加AMP效力,同时使对哺乳动物(例如人)细胞的损伤最小化。尽管螺旋度和疏水性的增加常常导致抗微生物活性的有利增加,但增加的螺旋度和疏水性也会导致低得多的膜选择性。为了评估钉合的肽的初始组的选择性如何;测量了溶解从健康患者血液样品中分离出的红细胞的能力(图5)。爪蟾抗菌肽II在测试浓度跨度内没有展示出溶血活性,而钉合的类似物甚至在浓度低于它们的MIC的浓度时都是高度溶血的。在合成的类似物中,MagStap 5展示出最低的溶血活性,而MagStap 4具有最高的溶血活性。针对这些结果的一个可能的解释是,烃钉合导致疏水性的显著增加,如在C-18HPLC柱上的洗脱时间所证明的(参见例如,实施例11)。
实施例5:合成钉合的Pexiganan类似物
合成了三个Pexiganan类似物,其中将钉合放置于与MagStap2,MagStap5和MagStap6中使用的位置对应的位置以测试显示最大和最小活性的位置(图6A和图6B)。
实施例6:钉合的Pexiganan类似物的螺旋表征
在存在和不存在螺旋度诱导物TFE(50%v/v)的情况下,测定Pexiganan及其钉合的类似物在水中的螺旋度。在没有TFE的情况下,Pexiganan在溶液中展示很少的二级结构,而钉合的类似物显示非常少量的螺旋构象(图7A)。在加入TFE后,Pexiganan,PexStap2和PexStap6展示出在25-35%范围内的相似水平的螺旋构象。这些结果提示静电排斥使螺旋构象变得不太有利(图7B)。此外,PexStap5类似物(其中将钉合添加到亲水侧并且替换了两个赖氨酸残基)展示高得多的螺旋度程度,大约83%。这个结果进一步强调了亲水侧残基之间静电排斥在确定AMP可以采用的螺旋度的相对量中的重要性。
实施例7:钉合的Pexiganan类似物的抗微生物活性
Pexiganan及其钉合的类似物针对以下细菌菌株进行测试:大肠杆菌,粘质沙雷菌,蜡状芽孢杆菌,金黄色葡萄球菌(S.aureus)和铜绿假单胞菌(P.aeruginos)。表呈现了这项研究的结果。
表4:Pexiganan和钉合的衍生物对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌株的最小抑制浓度
钉合的pexiganan类似物没有展现抗微生物活性的显著的增加。在所测试的菌株中它们的活性在很大程度上得到维持,并且在粘质沙雷菌的情况下,与pexiganan相比,钉合的类似物展示出部分生长抑制。由于AMP的作用机制需要存在一定浓度的肽用于发生孔形成,所以可能已达到在肽效力方面的上限。然而,由肽钉合提供的蛋白酶抗性和有利的药物代谢动力学谱代表钉合的pexiganan AMP与未经修饰的肽相比的潜在益处。
实施例8:钉合的Pexiganan类似物的溶血活性
当在钉合的pexiganan肽的存在下培养人红细胞时,检测到显著量的溶血活性,这与在pexiganan的情况下没有溶血相反(图8)。然而,当与钉合的爪蟾抗菌肽II组相比时,pexiganan类似物在所测试的浓度范围间展示出更低水平的溶血活性。阳离子残基的增加导致肽的整体疏水性下降,这部分地恢复了它们的膜选择性。此外,与PexStap2和PexStap6相比,PexStap5展示了更高水平的溶血活性,这提供了疏水性增加降低膜选择性的进一步证据。有趣的是,PexStap5比MagStap5更具溶血性,尽管其疏水性较差。就螺旋度而言,看起来存在一定的阈值,当超过该阈值会显著增加AMP的溶血活性(参见例如实施例11)。
实施例9:烃钉合的二羟基化
虽然加入烃钉合导致抗微生物活性的显著提高,但是也观察到溶血活性的增加,这可以是由于烃钉合的疏水性质导致的。因此,保持抗微生物效力的增强,同时减轻可以易受溶解的疏水性的一种方法是调节钉合本身的疏水性;因此,使用Sharpless双羟基化反应将两个醇基团引入钉合中存在于的烯烃基团上。钉合上这两个亲水基团的存在可以降低其亲水性,导致较低的溶血活性。为了检验这一假设,合成了PexStap5的二羟基化形式,称为PexDiol5。
首先,测量PexDiol 5中的螺旋折叠程度,并且当与PexStap5相比时在存在和不存在TFE(50%v/v)的情况下发现相似水平的螺旋度(图7)。其次,测试了PexDiol5针对我们的细菌病原体组的抗微生物活性。在钉合上存在二醇部分时保持了抗微生物活性(表3)。最后,测试了PexDiol5的溶血活性。尽管PexDiol5在所测试的浓度范围间显示出显著的溶血活性,值得注意的是PexStap5的活性较低(图8)。这一结果验证了钉合的疏水性在膜选择性的降低中起关键作用的推理。
实施例10:烃钉合的氨羟基化
当二醇部分部分地降低了肽的整体疏水性,通过添加胺部分来加入点电荷可以进一步降低该钉合的疏水性。此外,钉合上的胺手柄提供了将其它化学基团附接到钉合上的机会,这可以进一步增强抗微生物活性。为此,使用Sharpless氨羟基化反应修饰PexStap2,PexStap5和PexStap6中的烯烃基团,并生成PexAminol2,PexAminol5和PexAminol6。
实施例11:生成具有微生物相对于哺乳动物膜选择性的钉合的AMP的设计原则
产生基于爪蟾抗菌肽II序列的肽文库,并通过将钉合在肽序列间从其N端至C端序贯移动来调查所有可能的i,i+4或i,i+7钉合插入点(图11)。测试了该文库在包括革兰氏阳性和革兰氏阴性物种的四种不同细菌病原体中的抗微生物活性(图12,图13),并使用红细胞(RBC)溶血活性测定法对哺乳动物膜溶解进行反筛选(图14)。
一般来说,与未修饰的序列相比,在爪蟾抗菌肽II序列中掺入钉合产生更高的抗微生物活性,活性随差异钉合的种类而变化。尽管i+7钉合衍生物比i+4钉合化合物更具活性,但是i+7类似物在RBC溶血活性测定中同样具有溶解性,这与i,i+7钉合的更高疏水性含量一致。相比之下,i+4组展示了基于钉合插入位点的周期性的差异RBC裂解活性的惊人模式(图14)。具体而言,对α-螺旋爪蟾抗菌肽II的地形景观(topographic landscape)的分析揭示,通过i,i+4钉合的爪蟾抗菌肽的RBC裂解取决于钉合是否定位在螺旋表面的已确立的疏水性斑块中或延伸到该区域外,或甚至连接先前分离的疏水性斑块以产生新的连续疏水表面(图15A,B)。例如,在钉合的衍生物Mag(i+4)1的情况下,在大肠杆菌和铜绿假单胞菌(两种革兰氏阴性病原体)中的抗微生物活性显著增加,分别展示6.2和12.5μg/mL的MIC,与之相比未经修饰的肽MIC为大于或等于50μg/mL(表5,6,7,图15C)。
表5:爪蟾抗菌肽II和钉合的衍生物对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌株的MIC
表5中的肽从顶部到底部是连续编号的SEQ ID NO:134,135,140,142和150。
表6:爪蟾抗菌肽II和另外的钉合的衍生物对革兰氏阴性和革兰氏阳性菌株的MIC
表6中的肽从顶部到底部是连续编号的SEQ ID NO:134,69和135-154。Mag(i+4)18(SEQ ID NO:152)的序列是GIGKFLHSAKKFGKAFVGXIBNX;Mag(i+4)1,15(A9K)(SEQ ID NO:153)的序列为GXGKFXHSKKKFGKAXVGEXBNS;Mag(i+4)2,15(A9K)(SEQ ID NO:154)的序列是GIXKFLXSKKKFGKAXVGEXBNS。然而,即使当在RBC溶血活性测定中将剂量增加至25μg/mL时,在钉合的肽中仅观察到5%的溶血,相比于在相同剂量下用未修饰的肽观察到的2%溶血是有利的(表5,图15C)。因此,Mag(i+4)1的性质反映了细菌膜相对于哺乳动物膜选择性的合适的治疗窗口。与之相比,如果将钉合移动到在亲水性的先前位点处造成疏水性的位置,诸如Mag(i+4)8中,则观察到无差别的溶解活性(表5,6,图15D)。然而,当钉合再次占据先前的疏水区域时,微生物选择性溶解活性得以恢复(图15E)。Mag(i+4)6的性质提供了强调保持疏水性表面斑块的不连续性以实现膜选择性的重要性的又一个实例:虽然该钉合替换序列中的两个阳离子氨基酸,但25μg/mL的溶血活性保持在11%的低水平(图15F)。尽管Mag(i+4)6使整体疏水表面积增加到与Mag(i+4)8中所见的相似程度,但在Mag(i+4)6的情况下溶血并没有增加,这是因为维持了疏水性斑块的不连续性。
基于这些结果,合成和分析了具有至少两个内部交联的或钉合的氨基酸的其他的钉合的肽(例如,不基于爪蟾抗菌肽II的序列的AMP),其中所述至少两个氨基酸通过两个(即,如图1和图2所示的i,i+3),三个(即图1和图2所示的i,i+4)或六个(即图1和图2所示的i,i+7;也见下表7)氨基酸分隔。
表7:爪蟾抗菌肽II和i+7钉合的衍生物对革兰氏阴性和革兰氏阳性细菌菌株的MIC
表7中的肽从顶部到底部是连续编号的SEQ ID NO:134和155-168。
用氢-氘交换质谱实验评估爪蟾抗菌肽II,Mag(i+4)14和Mag(i+4)15与模拟哺乳动物(DOPC:胆固醇(9:1))细胞膜或细菌(DOPC:DOPG(8:2))细胞膜的脂质体的相互作用,显示Mag(i+4)14与哺乳动物和细菌膜无差别地相互作用(因为与模拟这些膜的脂质体共同温育保护Mag(i+4)14肽免于氘化)。参见图16。相反,Mag(i+4)15选择性地与细菌膜相互作用,但不与哺乳动物膜相互作用;只有与模拟细菌膜的脂质体共温育才能掩避Mag(i+4)15肽免于氘化。亲本肽(爪蟾抗菌肽II)在所有条件下都是氘化的,这是因为它在所使用的浓度与细菌膜和哺乳动物膜两者较差相互作用。
实施例12:电荷分布对抗微生物肽选择性和活性的影响
爪蟾抗菌肽上的正电荷在靠近N-末端的亲水侧上对齐,并且谷氨酸残基在C-末端附近是保守的。为了确定移动正电荷和负电荷对钉合的AMP(STAMP)的活性和选择性的影响,产生了肽文库,其中在各个位置安置了赖氨酸或谷氨酸残基(图17和18)。选择Mag(i+4)15作为模型钉合的支架,这是因为与未钉合的肽相比,其抗微生物活性大幅增加,而溶血活性适度增加。
从赖氨酸扫描文库中,无论将赖氨酸残基安置在何处,都观察到溶血活性降低的一般趋势(表8)。这种趋势提示,非选择性毒性,例如除细菌膜之外的哺乳动物膜的裂解,主要是由于肽表面的疏水性斑块。
抗微生物活性高度依赖于正电荷放置的位置。当疏水性残基突变为赖氨酸时,革兰氏阳性活性比革兰氏阴性活性更容易被破坏。在一些情况下,诸如在Mag(i+4)15(A9K)中,革兰氏阳性活性大大减弱,而革兰阴性活性不受影响(表8)。
与亲本STAMP模板相比,谷氨酸扫描文库展示出总体较低的溶血活性,如从赖氨酸扫描文库观察到的(表9)。然而,在大多数情况下,抗微生物活性是减弱的,并强调正电荷在AMP的抗微生物活性中的作用。每当赖氨酸残基发生突变时,抗微生物活性在整个细菌组中都是减少的。这些数据与观察到的爪蟾抗菌肽II的正电荷的任何减少显著地削弱抗微生物活性相一致。如从赖氨酸扫描文库所观察到的,革兰氏阳性病原体对特定谷氨酸突变的敏感性比革兰氏阴性细菌更显著。例如,当在C端附近添加负电荷时,诸如Mag(i+4)15(G18E)和Mag(i+4)15(N22E),仅观察到肽活性略微降低(表9)。这个结果支持了爪蟾抗菌肽II中的偶极矩(dipole moment)有助于保持选择性裂解活性的断言。
表8:爪蟾抗菌肽II-赖氨酸衍生物对革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌菌株的MIC
表8中的肽从顶部到底部是连续编号的SEQ ID NO:149和32-48。
表9:爪蟾抗菌肽II-谷氨酸衍生物对革兰氏阴性细菌菌和革兰氏阳性细菌菌株的MIC
表9中的肽从顶部到底部是连续编号的SEQ ID NO:149和49-68。
除正电荷和负电荷扫描研究外,还生成了AMP化合物的选择性组氨酸突变。由于咪唑内的共振(resonance),组氨酸侧链的正电荷比赖氨酸侧链“软”。此外,咪唑侧链的pKa接近于6,使得在生理条件下,该残基不像赖氨酸的侧链那样广泛地质子化。由于靠近细菌膜的负电荷环境,靠近细菌膜的pH可能低于6,并且可能导致组氨酸残基被质子化。另外,抗微生物肽诸如副组蛋白(histatin)依赖于组氨酸的电荷转换行为来调控肽的活性和选择性。测试了将组氨酸安置到接近爪蟾抗菌肽II亲水面的区域的效应,所述效应是在细菌膜的背景下将延伸带正电荷的区域并增加膜穿透的可能性(表10)。在此示例性肽文库中,残基G3,S8,A15和G18发生了突变。总体而言,这些突变略微降低了溶血活性,并导致抗微生物活性的适度增加。该组最有效的突变体是Mag(i+4)15(S8H),其中观察到在所测试的细菌组中活性的增加,伴有溶血活性的适度降低。因此,结果证实安置组氨酸残基来选择性增加AMP药物候选物的抗微生物活性,同时保持选择性的效用。
实施例13:螺旋弯曲(Helical Bend)对AMP的抗微生物活性的影响
AMP的α-螺旋性质促进与膜的相互作用以诱导细菌溶解。然而,一些AMP序列具有靠近肽中心的螺旋干扰物(helical disruptor)残基,诸如甘氨酸或脯氨酸。为了确定AMP序列中螺旋干扰物的作用,合成肽文库,其中残基G13突变成螺旋促进残基(helixpromoting residue)如丙氨酸和2-氨基异丁酸(Aib)或螺旋破坏物诸如脯氨酸,羟脯氨酸,D-丙氨酸和D-赖氨酸(表10)。螺旋促进物导致革兰氏阳性和革兰氏阴性病原体两者的抗微生物活性增加。然而,观察到溶血活性同时增加,这可能是由于丙氨酸和Aib的疏水性质。相反,脯氨酸和羟脯氨酸突变导致细菌和哺乳动物膜两者的裂解活性的总体下降。对于d-丙氨酸突变的钉合的AMP,观察到抗微生物活性的增加,同时溶血活性降低。就疏水性而言,丙氨酸的两种对映体形式是相同的。但是,d-丙氨酸可以破坏螺旋。这些结果提示,即使在不具有高水平螺旋刚度的化合物中,也可以实现AMP的选择性。
表10:具有螺旋干扰物的爪蟾抗菌肽II针对革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌菌株的MIC
表10中的肽从顶部到底部是连续编号的SEQ ID NO:149和73-82。
实施例14:整合来自电荷扫描文库和组氨酸突变体的见解
基于以上钉合扫描和突变扫描文库结果设计了一系列化合物。使用双重钉合的STAMP候选物,Mag(i+4)1,15(A9K)和Mag(i+4)2,15(A9K),生成一组肽衍生物,其中的突变位置是基于先前的数据选择的(表11)。例如,在这些双钉合的STAMP中安置了谷氨酸突变(N21E),目标是增加Mag(i+4)2,15(其是最有效的双钉合AMP之一)的选择性。掺入其它突变以补偿抗微生物活性的潜在损失和/或增加膜选择性。在这个组中,Mag(i+4)2,15(I2K,A9H)仅展示了轻度减弱的抗微生物活性,但完全消除了之前观察到的16%溶血活性。显示通过安置额外的组氨酸突变来增强正电荷会维持或改善抗微生物活性,同时确保选择性得到了保持或改善。
表11:爪蟾抗菌肽II衍生物对革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌菌株的MIC
表11中的肽从顶部到底部是连续编号的SEQ ID NO:149和170-174。
实施例15:STAMP疏水性斑块的验证
为了研究疏水性斑块的重要性,选择了在美洲拟鲽(winter flounder)皮肤上发现的抗微生物肽pleurocidin。Pleurocidin对革兰氏阳性和革兰氏阴性病原体展示出抗微生物活性,伴有低溶血活性。然而,这种肽的非结构化性质已经阻碍了体内的应用。使用在负电荷胶束的存在下的pleurocidin的NMR结构,鉴定了α-螺旋折叠结构内的疏水表面区域(图22A)。然后在这些疏水区域的范围内插入双钉合(图22B)。为了产生不连续的疏水面,从而降低哺乳动物细胞溶解的风险同时保持抗微生物活性(基于上述实验),将A9残基突变为赖氨酸(图22C)。当针对革兰氏阳性和革兰氏阴性病原体进行测试时,STAMP构建体展示出改进的抗微生物活性,所述抗微生物活性比亲本未缀合的肽要好一个稀释范围。实现了双钉合AMP Pleu(i+4)1,15(A9K)的抗微生物活性的改善,同时保持了与Mag(i+4)2,15(A9K)相似的低溶血活性(表12)。
表12:pleurocidin衍生物针对革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌菌株的MIC
表12中的肽从顶部到底部是连续编号的SEQ ID NO:175-177。
实施例中使用的方法
固相肽合成:基于Fmoc的固相肽合成用于合成抗微生物肽及其钉合的衍生物。为了实现各种钉合长度,在2个,3个或6个残基侧翼使用α-甲基,α-烯基氨基酸。在位置i掺入R5残基,并且在位置i+3掺入S5,而在i和i+4位置使用两个S5残基,和位置i使用R8,在i+7使用S5[29]。备选的钉合氨基酸对也可以用于产生相应的钉合(例如,对于i,i+3,为R3/S5或S3/R5;对于i,i+4,为R5/R5;对于i,i+7,为S8/R5)。对于钉合反应,将溶于二氯乙烷中的Grubbs第一代钌催化剂加入到肽中,同时仍然保持在树脂上。为了确保最大的转换,进行了三到五轮钉合。一旦钉合后,用三氟乙酸将肽从树脂上切下,然后用己烷:乙醚(1:1)混合物沉淀,并且然后将其风干并用LC-MS纯化。我们进行了氨基酸分析,以精确地确定纯化的肽的量并确保制备了正确的序列。
圆二色谱法:
将化合物溶解于水性溶液(例如pH7的5mM磷酸钾溶液或蒸馏H2O中,浓度为25-50μM)。使用标准测量参数(例如温度20℃;波长190-260nm;步进分辨率0.5nm;速度20nm/秒;累积10次;响应1秒;带宽1nm;路径长度(path length)0.1cm)),在分光偏振计(Aviv)上获得圆二色性(CD)谱。通过将平均残基椭圆率除以模型螺旋十肽的报道值来计算每种肽的α-螺旋含量(Yang et al.,Methods Enzymol.130:208(1986))。
抗微生物活性测定:以下微量肉汤(microbroth)稀释方案适用于确定每种肽的最小抑制浓度(MIC)。首先,将Mueller-Hinton肉汤(MHB)通过阴离子交换柱以除去多阴离子种类并产生精制的MHB。然后将这种精制的肉汤用于由Hancock及其同事设计的用于96孔板的标准微量肉汤稀释方案(注意:由于初步研究显示BSA可能干扰肽活性,因此在该方案中没有使用BSA)。简言之,将细菌细胞在37℃下在精制的MHB中生长过夜,并且然后稀释并允许其再生长数小时。使用透明的圆底聚丙烯96孔板制备在水(10μl)中的肽原液的连续稀释液。然后加入90μl精制MHB中的细菌,得到5×105CFU/mL的最终接种物。然后用多孔带覆盖平板以减少蒸发,并在37℃温育20-24小时。MIC是没有观察到可见生长的最小肽浓度
溶血活性测定:为了测定溶血活性,将人血液样品离心以分离红细胞(RBC),然后洗涤并悬浮于磷酸盐缓冲盐水中以产生1%(v/v)悬浮液。然后将该悬浮液加入透明的圆底聚丙烯96-孔板中的肽原液的系列稀释液中,并将平板在37℃温育1小时。温育后,将平板离心,并且分离上清液以使用分光光度计(570nm)确定释放的血红蛋白的量,根据以下通式:%溶血=(处理的吸光度-未处理的对照吸光度)/(1%Triton-X100处理的吸光度-未处理的对照吸光度)。最小溶血浓度(MHC)是血红蛋白释放少于1%时的肽浓度。
其他方面
应该理解的是,虽然已经结合其详细的说明书描述了本发明,但是前述说明书旨在说明而不是限制本发明的范围,本发明的范围由所附权利要求的范围限定。其他方面,优点和修改在以下权利要求的范围内。本文引用的所有专利申请,专利和其他出版物通过引用以其整体并入本文。

Claims (53)

1.具有以下通式的化合物或其药学上可接受的盐,
其中:
每个R1和R2独立地为H、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、环烷基烷基、杂芳基烷基或杂环基烷基,其中的任一个被取代或未被取代;
每个R3独立地是亚烷基,亚烯基或亚炔基,其中的任一个被取代或未被取代;
每个x独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;
每个w和y独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20;
z是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;和
每个Xaa独立地是氨基酸,
其中所述化合物对至少一种微生物展现出抗微生物效应。
2.权利要求1的化合物,其中x是2、3或6。
3.权利要求2的化合物,其中x是2;R3是C8亚烷基、C8亚烯基或C8亚炔基;并且x、w和y的总和为至少10。
4.权利要求1的化合物,其中x是3;R3是C8亚烷基、C8亚烯基或C8亚炔基;并且x、w和y的总和为至少10。
5.权利要求1的化合物,其中R3被1、2、3、4、5或6个R4取代,并且每个R4独立地为-NH3或-OH,其中每个-NH3任选地与另一化学实体偶联。
6.权利要求5的化合物,其中R3被2个R4取代,并且两个R4都是-OH。
7.权利要求5的化合物,其中R3被2个R4取代,并且一个R4是任选取代的-NH3,而另一个R4是-OH。
8.权利要求1的化合物,其中至少一个Xaa是非天然氨基酸的氨基酸。
9.权利要求1的化合物,其中所述化合物包含螺旋。
10.权利要求8的化合物,其中所述螺旋是α-螺旋。
11.权利要求1的化合物,其中R3在α-螺旋上跨越1-2个转角。
12.权利要求1的化合物,其中所述化合物包含与选自SEQ ID NO:1-17的氨基酸序列至少60%相同的氨基酸序列。
13.权利要求1的化合物,其中所述化合物包含与选自SEQ ID NO:1-17的氨基酸序列至少70%相同的氨基酸序列。
14.权利要求1的化合物,其中所述化合物包含与选自SEQ ID NO:1-17的氨基酸序列至少80%相同的氨基酸序列。
15.权利要求1的化合物,其中所述化合物包含与选自SEQ ID NO:1-17的氨基酸序列至少90%相同的氨基酸序列。
16.权利要求1的化合物,其中所述化合物包含选自SEQ ID NO:1-17的氨基酸序列。
17.权利要求1的化合物,其中所述化合物包含以下序列:Mag(i+4)2(SEQ ID NO:136)、Mag(i+4)4(SEQ ID NO:138)、Mag(i+4)5(SEQ ID NO:139)、Mag(i+4)11(SEQ ID NO:145)、Mag(i+4)15(SEQ ID NO:149)、Mag(i+4)2,15(I2K、A9K、G18H)(SEQ ID NO:170)、Mag(i+4)2,15(I2K、A9H)(SEQ ID NO:171)、Mag(i+4)2,15(I2K、A9H、N21E)(SEQ ID NO:172)、Mag(i+4)2,15(I2K、A9H、G18H、N21E)(SEQ ID NO:173)或Mag(i+4)1,15(S8H、A9K、G18H、N21E)(SEQID NO:174)。
18.权利要求1的化合物,其中所述化合物包含以下序列:Mag(i+4)1(SEQ ID NO:135)、Mag(i+4)6(SEQ ID NO:140)或Mag(i+4)16(SEQ ID NO:150)。
19.权利要求1的化合物,其中所述抗微生物效应是约0.1μM至约50μM之间的最小抑制浓度。
20.权利要求1的化合物,其中所述抗微生物效应是约0.5μM至约20μM之间的最小抑制浓度。
21.权利要求1的化合物,其中所述微生物是细菌生物。
22.权利要求21的化合物,其中所述细菌生物是革兰氏阳性的。
23.权利要求21的化合物,其中所述细菌生物是革兰氏阴性的。
24.权利要求21的化合物,其中所述细菌生物是结核分枝杆菌。
25.治疗由微生物引起的感染的方法,所述方法包括将治疗有效量的具有以下通式的化合物或其药学上可接受的盐施用于具有微生物引起的感染或处于具有微生物引起的感染的风险中的受试者:
其中:
每个R1和R2独立地为H、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、环烷基烷基、杂芳基烷基或杂环基烷基,其中的任一个被取代或未被取代;
每个R3独立地是亚烷基、亚烯基或亚炔基,其中的任一个被取代或未被取代;
每个x独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;
每个w和y独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20;
z是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;和
每个Xaa独立地是氨基酸。
26.权利要求25的方法,其中所述受试者是动物。
27.权利要求26的方法,其中所述动物是哺乳动物。
28.权利要求26的方法,其中所述动物是人类。
29.权利要求25的方法,其中所述受试者是植物。
30.权利要求25的方法,其中所述微生物是细菌生物。
31.权利要求30的方法,其中所述细菌生物是革兰氏阳性的。
32.权利要求30的方法,其中所述细菌生物是革兰氏阴性的。
33.权利要求30的方法,其中所述细菌生物是结核分枝杆菌。
34.权利要求25的方法,其中所述感染是细菌性阴道感染。
35.权利要求34的方法,其中所述细菌性阴道感染是细菌性阴道病。
36.权利要求34的方法,其中所述细菌性阴道感染是一种或多种细菌生物的感染,所述细菌生物增加向所述受试者传播病毒感染的可能性。
37.权利要求36的方法,其中所述病毒感染是人类免疫缺陷病毒-1感染。
38.权利要求36的方法,其中所述病毒感染是人类免疫缺陷病毒-2感染。
39.权利要求25的方法,其中所述施用对于阴道是局部的(topical)。
40.权利要求25的方法,其中所述感染包括细菌生物膜。
41.权利要求25的方法,其中所述受试者患有囊性纤维化或处于患有囊性纤维化的风险中。
42.权利要求41的方法,其中所述施用是针对肺部。
43.权利要求25的方法,其还包括向所述受试者施用治疗有效量的抗生素。
44.权利要求43的方法,其中所述化合物和所述抗生素协同作用治疗所述感染。
45.权利要求43的方法,其中所述化合物和所述抗生素协同作用以克服所述感染对所述抗生素的抗性。
46.抑制微生物生长的方法,其包括使所述微生物与有效量的具有以下通式的化合物或其药学上可接受的盐接触:
其中:
每个R1和R2独立地为H、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、环烷基烷基、杂芳基烷基或杂环基烷基,其中的任一个被取代或未被取代;
每个R3独立地是亚烷基、亚烯基或亚炔基,其中的任一个被取代或未被取代;
每个x独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;
每个w和y独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20;
z是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;和
每个Xaa独立地是氨基酸。
47.权利要求46的方法,其中所述微生物是细胞外微生物。
48.权利要求46的方法,其中所述微生物是细胞内微生物。
49.权利要求46的方法,其中所述接触发生在包含所述微生物的受试者中。
50.权利要求46的方法,其中所述接触在体外发生。
51.权利要求46的方法,其中抑制所述微生物的生长是杀死所述微生物。
52.药物组合物,其包含具有以下通式的化合物或其药学上可接受的盐:
其中:
每个R1和R2独立地为H、烷基、烯基、炔基、芳基烷基、环烷基烷基、杂芳基烷基或杂环基烷基,其中的任一个被取代或未被取代;
每个R3独立地是亚烷基、亚烯基或亚炔基,其中的任一个被取代或未被取代;
每个x独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;
每个w和y独立地为1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20;
z是1、2、3、4、5、6、7、8、9或10;和
每个Xaa独立地是氨基酸,
其中所述化合物对至少一种微生物展现出抗微生物效应。
53.权利要求25、46和52中任一项的方法,其中每个x是2、3或6。
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