一种基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体及制备方法和应用

摘要

一种基于VEGFR‑2抑制剂ABT‑869的蛋白降解靶向嵌合体及制备方法和应用，烷基二羧酸与1‑(4‑(3‑氨基‑1H‑吲唑‑4‑基)苯基)‑3‑(2‑氟‑5‑甲基苯基)脲在PyBop的缩合作用下，得到带有单羧酸的中间产物；2)带有单羧酸的中间产物与(2S，4R)‑1‑((S)‑2‑氨基‑3,3‑二甲基丁酰基)‑4‑羟基‑N‑(4‑(4‑甲基噻唑‑5‑基)苄基)吡咯烷‑2‑甲酰胺在HATU的缩合作用下，得到蛋白降解靶向嵌合体，本发明的蛋白降解靶向嵌合体制备方法简单，易于实现，并且收率较高，可应用于抗肿瘤药物的制备，尤其是用于制备以VEGFR‑2激酶为靶点的抗肿瘤药物。

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体及制备方法和应用。

背景技术

蛋白降解靶向嵌合体(PROTACs)，对相应的靶标蛋白(如VEGFR-2蛋白)和多肽具有泛素化和降解的功能。靶蛋白配体部分与目标蛋白质结合，E3泛素连接酶配体部分与E3泛素连接酶结合，两部分由linker连接，通过E3泛素连接酶将活化的泛素转移至目标蛋白上，实现了对目标蛋白的选择性泛素化，最终泛素化的目标蛋白被蛋白酶体识别并降解。

具体来说，蛋白降解靶向嵌合体(PROTACs)泛素化并降解靶标蛋白和多肽涉及到一种生物体内的蛋白质降解途径，即泛素-蛋白酶体系统。泛素-蛋白酶体系统是细胞内蛋白质降解的主要途径，参与细胞内80％以上蛋白质的降解。泛素-蛋白酶体系统降解蛋白过程是：有三个酶参与了靶蛋白的泛素化。即E1：泛素激活酶；E2：泛素结合酶；E3：泛素连接酶。首先E1将泛素活化，而后将泛素传递给E2，在E3的作用下，泛素分子被转移到靶标蛋白上，实现了蛋白的泛素化。最终被蛋白酶体识别并降解为长度一定的肽段。

利用蛋白降解靶向嵌合体可以治疗各种疾病，其方式与传统小分子化合物完全不同。蛋白降解靶向嵌合体通过识别并泛素化靶标蛋白，随后通过蛋白酶体降解，从而能够选择性的降低患者细胞中靶标蛋白的水平，以治疗一些疾病。

血管内皮生长因子受体(vascular endothelial growth factor receptor)是由VEGF基因表达的膜蛋白，属于酪氨酸家族蛋白，是与恶性肿瘤密切相关的大分子蛋白。血管内皮生长因子及其受体在一系列肿瘤细胞中都有过表达，该受体家族包括三个亚型：VEGFR-1、VEGFR-2、VEGFR-3。其中VEGFR-2主要参与血管内皮细胞的增殖，在癌细胞中分布也最广泛。一系列的研究证实它可以作为有效的药物靶标。

从2008年开始，相继报道了E3泛素连接酶MDM2(mouse double minute2homologue),clAP1(cellulr inhibitor of apoptosis),CRBN(cereblon)和VHL(vonHippel-Lindau)的配体与蛋白配体所构成的小分子PROTACs，其中一个效果比较优秀的E3泛素连接酶配体是VHL(von Hippel-Lindau)配体。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体及制备方法和应用。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体，结构式如下：

其中，n为1-20之间的整数。

本发明进一步的改进在于，n为3、8或12。

一种基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体的制备方法，包括以下步骤：

1)烷基二羧酸与1-(4-(3-氨基-1H-吲唑-4-基)苯基)-3-(2-氟-5-甲基苯基)脲在PyBop的缩合作用下，得到带有单羧酸的中间产物；

2)带有单羧酸的中间产物与(2S，4R)-1-((S)-2-氨基-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺在HATU的缩合作用下，得到基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体，结构式如下：

其中，n为1-20之间的整数。

本发明进一步的改进在于，所述步骤1)的具体过程为：将烷基二羧酸与PyBop溶于二氯甲烷中，滴加三乙胺，搅拌均匀后，加入1-(4-(3-氨基-1H-吲唑-4-基)苯基)-3-(2-氟-5-甲基苯基)脲，室温搅拌12h后进行处理，得到带有单羧酸的中间产物。

本发明进一步的改进在于，将庚二酸3.99mmol与PyBop 3.19mmol溶于20mL二氯甲烷中，滴加三乙胺4.79mmol，搅拌均匀后，加入1-(4-(3-氨基-1H-吲唑-4-基)苯基)-3-(2-氟-5-甲基苯基)脲0.799mmol，室温搅拌12h后进行处理，得到带有单羧酸的中间产物。

本发明进一步的改进在于，所述步骤2)的具体过程为：将步骤1)得到的带有单羧酸的中间产物溶于二氯甲烷中，加入(2S，4R)-1-((S)-2-氨基-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺，冰浴下搅拌均匀，然后逐滴加入DIPEA，搅拌均匀，加入HATU，25℃下搅拌12h，反应结束后进行处理，得到基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体。

本发明进一步的改进在于，将7-(3-氨基-4-(4-(3-(2-氟-5-甲基苯基)脲基)苯基)-1H-吲唑-1-基)-7-氧代庚酸0.193mmol溶于20mL二氯甲烷中，加入(2S，4R)-1-((S)-2-氨基-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺0.193mmol，冰浴下搅拌均匀，然后逐滴加入DIPEA0.773mmol，搅拌均匀，加入HATU0.29mmol，25℃下搅拌12h后进行处理，得到基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体。

一种基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体在制备治疗或预防癌症的药物中的应用。

本发明进一步的改进在于，基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体在制备以VEGFR-2激酶为靶点的抗肿瘤药物中的应用。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明通过使用烷基二羧酸将联苯脲类VEGFR-2蛋白抑制剂和E3泛素连接酶复合体中von Rippel-Lindau(VHL)蛋白配体连接获得蛋白降解靶向嵌合体。该蛋白降解靶向嵌合体(PROTACs)能够选择性诱导VEGFR-2蛋白的降解。本发明的蛋白降解靶向嵌合体制备方法简单，易于实现，并且收率较高。

本发明中的小分子蛋白降解靶向嵌合体可以对VEGFR-2蛋白进行泛素化标记，诱导蛋白降解，抗肿瘤效果优于VEGFR-2蛋白抑制剂。抑制VEGFR-2蛋白往往需要将药物长期维持在较高的浓度，有可能造成严重的副作用；而诱导蛋白降解只需要少量的化合物，这个过程类似于催化反应，并不需要等摩尔量的药物，所以使用小分子蛋白降解靶向嵌合体可以降低药物使用剂量，减轻毒副作用。本发明的蛋白降解靶向嵌合体在体外具有抗肿瘤活性，可应用于抗肿瘤药物的制备，尤其用于制备以VEGFR-2激酶为靶点的抗肿瘤药物。

附图说明

图1为本发明提供的具有抗肿瘤活性的小分子蛋白降解靶向嵌合体的合成路线图；

其中，化合物1为1-(4-(3-氨基-1H-吲唑-4-基)苯基)-3-(2-氟-5-甲基苯基)脲，化合物2为烷基二羧酸，化合物3为带有单羧酸的中间产物，化合物4为(2S，4R)-1-((S)-2-氨基-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺，化合物(X)为具有抗肿瘤活性的小分子蛋白降解靶向嵌合体。

图中标注的具体为：

a.PyBop,TEA,CH₂Cl₂,rt；b.HATU,DIPEA,CH₂Cl₂,rt。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。

本发明涉及的蛋白降解靶向嵌合体(PROTACs)能够选择性诱导VEGFR-2蛋白的降解。本发明通过使用烷基二羧酸将联苯脲类VEGFR-2蛋白抑制剂和E3泛素连接酶复合体中von Rippel-Lindau(VHL)蛋白配体连接获得蛋白降解靶向嵌合体。这些化合物有诱导VEGFR-2蛋白降解的功能，可用于制备新型抗肿瘤药物。

本发明提供了一种具有抗肿瘤活性的小分子蛋白降解靶向嵌合体，该蛋白降解靶向嵌合体在体外具有抗肿瘤活性，可应用于抗肿瘤药物的制备。

本发明提供的具有抗肿瘤活性的小分子蛋白降解靶向嵌合体的化学结构式具体如下：

其中，n选自1-20之间的整数；优选的，n为3、8或12。

本发明所述的蛋白降解靶向嵌合体，其包括：

(2S，4R)-1-((S)-2-(7-(3-氨基-4-(4-(3-(2-氟-5-甲基苯基)脲基)苯基)-1H-吲唑-1-基)-7-氧代庚酰胺基)-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺；

(2S，4R)-1-((S)-2-(12-(3-氨基-4-(4-(3-(2-氟-5-甲基苯基)脲基)苯基)-1H-吲唑-1-基)-12-氧代十二烷酰胺基)-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺；

(2S，4R)-1-((S)-2-(16-(3-氨基-4-(4-(3-(2-氟-5-甲基苯基)脲基)苯基)-1H-吲唑-1-基)-16-氧代十六烷酰胺基)-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺；

下面结合图1中所示的合成路线和具体的合成实施例来详细说明本发明提供的具有抗肿瘤活性的候选药物小分子蛋白降解靶向嵌合体的制备和活性筛选方法。

参见图1，一种基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体的制备方法，包括以下步骤：

1)烷基二羧酸与联苯脲类VEGFR-2蛋白配体1-(4-(3-氨基-1H-吲唑-4-基)苯基)-3-(2-氟-5-甲基苯基)脲在PyBop缩合剂的缩合作用下得到带有单羧酸的中间产物；

2)此带有单羧酸的中间产物与E3泛素连接酶配体(2S，4R)-1-((S)-2-氨基-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺在HATU缩合剂的缩合作用下得到通式(X)表示的化合物；

所述步骤1)的具体操作为：将烷基二羧酸,PyBop溶于二氯甲烷中，缓慢滴加三乙胺，搅拌3min后，取样。加入VEGFR-2蛋白配体1-(4-(3-氨基-1H-吲唑-4-基)苯基)-3-(2-氟-5-甲基苯基)脲，室温搅拌过夜，反应结束后，低压旋除有机溶剂，加入适量水，用乙酸乙酯萃取，萃取的有机相经洗涤、干燥后减压蒸去溶剂，得粗品，用层析柱分离粗品，得到带有单羧酸的中间产物。

所述步骤2)的具体操作为：将步骤1)得到的带有单羧酸的中间产物溶于二氯甲烷中，加入(2S，4R)-1-((S)-2-氨基-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺，冰浴下搅拌5min，然后逐滴加入DIPEA，搅拌5min，加入HATU，25℃下搅拌12h，反应结束后，低压旋除有机溶剂，加入适量水，用乙酸乙酯萃取，萃取的有机相经洗涤、干燥后减压蒸去溶剂，得粗品，用层析柱分离粗品，得到通式(X)表示的化合物。

所述的具有抗肿瘤活性的小分子蛋白降解靶向嵌合体在制备以VEGFR-2激酶为靶点的抗肿瘤药物中的应用。

实施例1

该具有抗肿瘤活性的小分子蛋白降解靶向嵌合体的结构式中，n为3，通过以下步骤制备(参见图1)：

1)庚二酸(化合物2)与VEGFR-2蛋白配体1-(4-(3-氨基-1H-吲唑-4-基)苯基)-3-(2-氟-5-甲基苯基)脲(化合物1)在PyBop缩合剂的缩合作用下得到7-(3-氨基-4-(4-(3-(2-氟-5-甲基苯基)脲基)苯基)-1H-吲唑-1-基)-7-氧代庚酸(化合物3)；具体过程如下：

将庚二酸(0.64g,3.99mmol),PyBop(1.66g,3.19mmol)溶于20mL二氯甲烷中，缓慢滴加三乙胺(665μL，4.79mmol)，搅拌3min后，取样。加入1-(4-(3-氨基-1H-吲唑-4-基)苯基)-3-(2-氟-5-甲基苯基)脲(0.3g，0.799mmol)，室温搅拌过夜，然后低压旋除有机溶剂，加入适量水，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压旋除有机溶剂，残留物通过硅胶柱色谱层析纯化，使用石油醚/乙酸乙酯(V/V＝6/1-3/1)洗脱得到白色固体，重0.28g，收率67.7％。

LCMS(ESI,m/z):518.20[M-H]^-

2)7-(3-氨基-4-(4-(3-(2-氟-5-甲基苯基)脲基)苯基)-1H-吲唑-1-基)-7-氧代庚酸(化合物3)与E3泛素连接酶配体(2S，4R)-1-((S)-2-氨基-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺(化合物4)在HATU缩合剂的缩合作用下得到(2S，4R)-1-((S)-2-(7-(3-氨基-4-(4-(3-(2-氟-5-甲基苯基)脲基)苯基)-1H-吲唑-1-基)-7-氧代庚酰胺基)-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺(化合物X)；具体过程如下：

将7-(3-氨基-4-(4-(3-(2-氟-5-甲基苯基)脲基)苯基)-1H-吲唑-1-基)-7-氧代庚酸(0.1g，0.193mmol)溶于20mL二氯甲烷中，加入(2S，4R)-1-((S)-2-氨基-3,3-二甲基丁酰基)-4-羟基-N-(4-(4-甲基噻唑-5-基)苄基)吡咯烷-2-甲酰胺(0.084g，0.193mmol)，冰浴下搅拌5min，然后逐滴加入DIPEA(132μL，0.773mmol)，搅拌5min，加入HATU(0.11g，0.29mmol)，25℃下搅拌12h,然后低压旋除有机溶剂，加入适量水，用乙酸乙酯萃取，无水硫酸钠干燥，减压旋除有机溶剂，残留物通过硅胶柱色谱层析纯化，使用石油醚/乙酸乙酯(V/V＝1/1-0/1)洗脱得到目标化合物，重0.11g，收率61.22％。

所得目标化合物的结构如下：

氢谱核磁共振数据为：¹H>

LCMS(ESI,m/z):930.45[M-H]^-

实施例2

该具有抗肿瘤活性的小分子蛋白降解靶向嵌合体的结构式中，n为8。

合成步骤同实施例1。

所得目标化合物的结构如下：

氢谱核磁共振数据为：¹H>-

实施例3

该具有抗肿瘤活性的小分子蛋白降解靶向嵌合体的结构式中，n为12。

合成步骤同实施例1

所得目标化合物的结构如下：

氢谱核磁共振数据为：¹H>

LCMS(ESI,m/z):1056.60[M-H]^-

实施例4

蛋白降解靶向嵌合体对VEGFR-2激酶的抑制活性筛选。

采用的是ADP-Glo发光方法测定蛋白降解靶向嵌合体对VEGFR-2激酶的抑制活性。

用Buffer(Tris 80mM,MgCl2 20mM,BSA 0.2mg/mL,DTT 2mM)稀释ATP(10mM)为250μM；将ATP和底物Poly(4:1Glu,Tyr)Peptide按体积1:1配成ATP(125μM)-Poly(4:1Glu,Tyr)Peptide(0.5μg/μL)混合溶液；用Buffer稀释激酶为1.5ng/μL。将待测化合物配成6个浓度梯度的溶液，于384孔板上依次加入2μL ATP-Poly(4:1Glu,Tyr)Peptide溶液、1μL样品溶液、2μL酶溶液启动反应。30℃孵育60min后，加入ADP-Glo试剂5μL终止反应。再加入KinaseDetection试剂10μL将ADP转化为ATP，在25℃孵育30min，使用PerkinElmer多功能酶标仪的化学发光模块测定发光值，计算抑制率。

数值处理：抑制率＝(阳性值-给药组值)/(阳性值-阴性值)×100％；

化合物的实验结果见表1：

表1蛋白降解靶向嵌合体对VEGFR-2激酶的抑制活性结果。(60nM)

从表1可以看出，本发明制备的基于VEGFR-2抑制剂ABT-869的蛋白降解靶向嵌合体具有较好的抑制活性。

实施例5

蛋白降解靶向嵌合体细胞水平活性测定。

蛋白降解靶向嵌合体细胞水平的活性检测采用MTT检测法。将处于对数增长期的EA.hy926细胞或SMMC-7721细胞，用0.25％胰蛋白酶消化，制成单细胞悬液，接种于96孔板(2×10⁴个/孔)，每孔180μL。放入37℃，5％CO₂恒温培养箱中培养，24h后待细胞贴壁后加药。每组设置3个复孔，阴性对照组加入20μL/孔无血清培养基，实验组加入不同浓度的药物20μL/孔(以无血清培养基稀释药物)，放入37℃，5％CO₂恒温培养箱中继续培养。药物作用72h后，小心吸弃上清液，加入无血清培养基稀释10倍的MTT溶液(终浓度为0.5mg/mL)200μL/孔，37℃孵育4-6h后，小心吸弃上清液，加入DMSO>

数值处理：抑制率＝(OD_阴性组-OD_给药组)/(OD_阴性组-OD_空白组)×100％；

部分化合物的实验结果见表2：

表2优选化合物对EA.hy926细胞和SMMC-7721细胞的抑制活性(100nM,72h)

从表2可以看出，本发明制备的嵌合体对EA.hy926细胞和SMMC-7721细胞具有较好的抑制活性。