具有能形成分子内氢键的官能团的氨基酸、包含该氨基酸的肽化合物、及其制备方法与流程

本发明涉及能够提高肽化合物的膜透过性的氨基酸，及包含该氨基酸的肽化合物，及它们的制备方法。

背景技术：

1、在与困难靶标进行接触(以抑制蛋白-蛋白相互作用为代表的)这方面，中分子化合物(分子量：500～2000)可能优于低分子化合物。另外，在可以移动至细胞内这方面，中分子化合物也可能优于抗体。在具有生理活性的中分子化合物中，肽药物中也已经有40种以上已上市的，价值较高的分子种类(非专利文献1)。

2、作为肽药物的代表例，可列举环孢菌素a、多粘菌素b。如果专注于它们的结构，则作为特征点，可列举它们为包含一些非天然氨基酸(以n-甲基氨基酸为代表)的肽这点，或者为环状肽这点。非天然氨基酸是指天然情况下不在mrna上编码的氨基酸，加上在源自天然的环孢菌素a、多粘菌素b中包含非天然氨基酸，对于这些非天然的结构部位、环状结构在生物体内的作用部位和相互作用、有助于药物动力学而表现出药理活性这点非常使人感兴趣。

3、近年来，对中分子肽的可有助于改善药物动力学的膜透过性而言，作为用于提高所述膜透过性的条件(为了满足类药物性而需要的条件)，已有报道例如，具有环状部，n取代氨基酸数目，氨基酸残基数目的范围，脂溶性等条件(专利文献1)。另外，也有着眼于非天然氨基酸n-甲基氨基酸，通过翻译合成而构建了n-甲基肽文库的报道(专利文献2)。另外，目标与药物的相互作用对于为了目标与药物形成复合体是重要的，这之中重要的是氢键(非专利文献3)。质子供体虽然为了形成氢键是必要的，但对膜透过性造成负面影响。实际上，已知作为改善膜透过性的方法之一，氨基酸的n-甲基化是奏效的(专利文献1)。除了氨基酸的n-甲基化以外，也考察了利用在主链中包含的酰胺键掩蔽(mask)质子，由此造成的对膜透过性的影响(非专利文献2)。

4、一方面，并没有关于设计在氨基酸的侧链上具有质子和可掩蔽的质子官能团的非天然氨基酸，并利用掩蔽其质子的功能使肽的膜透过性得以改善的报告。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：国际公开第2013/100132号

8、专利文献2：国际公开第2012/033154号

9、非专利文献

10、非专利文献1：future med.chem.2009，1，1289-1310.

11、非专利文献2：angew.chem.int.ed.2018，57，14414-14438.

12、非专利文献3：最新创药化学上卷，p87

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在作为医药上有用的肽的创制中，可以说提高靶分子与肽的相互作用是必要的。对提高靶分子与肽的相互作用而言，可以说更重要的是不仅氨基酸的主链，侧链的结构也与靶分子进行相互作用。为了改善与靶分子的相互作用，不仅在于包含20种天然氨基酸的肽，在肽中掺入设计使得与靶分子的相互作用更加牢固的非天然氨基酸更为有利。在专利文献1及专利文献2记载的方法中，记载了从构成肽的单位的氨基酸的酰胺键部位的n-甲基化，氨基酸残基数，脂溶性的角度而来的启示，但另一方面，并没有考察对认为有利于与靶分子的结合的氢键而言，将为了形成所述氢键而必要的(以氧原子、氮原子等为代表的)杂原子导入氨基酸的侧链的情况的结构特性。在非专利文献1中虽然记载了肽药物、环状肽的环化方法的例示，但并没有启示膜透过性与氨基酸的结构之间的相关。在非专利文献2中有对肽药物的例示，但没有将构成肽的氨基酸的结构转换与对医药上的有用性连接起来的启示，终究为仅进行了对已知化合物的考察，在医药上的通用性有限。

3、本发明是鉴于肽化合物的设计(特别是给予膜透过性的影响的研究)现在没有着眼于氨基酸各自的结构特性进行而作出的，本发明的课题为提供改善肽化合物的膜透过性的氨基酸，及包含该氨基酸的肽化合物。

4、用于解决问题的方法

5、作为上述课题的解决办法，本发明人发现以下内容而完成了发明。即，设计了如下氨基酸侧链：所述氨基酸侧链具有用于与靶分子的相互作用所必需的杂原子，并且能够在同一氨基酸侧链内利用分子内氢键将该氨基酸侧链上的质子掩蔽。制备包含该氨基酸的肽化合物并对膜透过性进行了评价，结果惊讶地发现，在膜透过性方面，包含该氨基酸的肽化合物优于含有不形成分子内氢键的氨基酸的肽化合物。再者，发现了在具有形成分子内氢键的侧链的氨基酸的设计中，如下结构发挥效果：质子供体和质子受体能够形成伪(pseudo)环状结构，优选为4元环，5元环，6元环，或者7元环的结构。另外，发现了对包含该氨基酸的肽化合物的膜透过而言，最适的构成肽的氨基酸残基的数目，n取代氨基酸残基的数目，在肽中包含的n取代氨基酸残基的比例，clogp的范围，芳环数目。

6、本发明在非限定性的具体一个实施方式中包含以下内容。

7、[1]肽化合物，所述肽化合物由2个以上的氨基酸连接而成，其中，氨基酸中至少1个在其侧链内能够形成氢键。

8、[2]根据[1]所述的肽化合物，其中，在侧链内能够形成氢键的氨基酸在侧链内能够形成伪4～7元环。

9、[3]根据[1]或[2]所述的肽化合物，其中，在侧链内能够形成氢键的氨基酸以下述式a表示：

10、

11、式中，

12、r1为氢或c1-c6烷基，或以式1或式2表示的基团，在该情况下，r2a及r2b中，r2a为氢或c1-c6烷基，或以式1或式2表示的基团，且r2b为氢或c1-c6烷基，或者，r2a及r2b与它们结合的碳原子共同形成4～6元环，或者

13、r1，与r1结合的氮原子，r2a，及与r2a结合的碳原子共同形成4～6元杂环，该杂环任选具有选自由以式1或式2表示的基团，-oh，及烷氧基组成的组中的1个或多个取代基，在该情况下，r2b为氢或c1-c6烷基，

14、r3为单键或-chr4-，

15、r4为氢或c1-c4烷基，或以式1或式2表示的基团，

16、式1及式2分别以下述式表示：

17、

18、式中，

19、*表示结合点，

20、q1及q2独立地为单键，c1-c4亚烷基，或包含1个氧原子的c2-c4杂亚烷基，

21、a1为-o-，或-s-，

22、l1为任选被选自由氟，c1-c2烷基，c1-c2氟代烷基，及氧代(＝o)组成的组中的1个或多个取代基取代的直链c1-c3亚烷基，

23、a2为单键，-o-，或-s-，

24、l2为单键或任选被选自由氟，c1-c2烷基，c1-c2氟代烷基，及氧代(＝o)组成的组中的1个或多个取代基取代的直链c1-c3亚烷基，

25、x为-oh，-nrz1rz2，或-conrz1rz2，或任选被氧代或者1个或多个卤素取代的，含有1～3个杂原子的5～6元的饱和或者不饱和杂环基；

26、rz1及rz2独立地选自由氢，-oh，c1-c4烷基，及c1-c4烷基磺酰基组成的组，

27、y为-oh，c1-c4烷基磺酰氨基，-nrz3rz4，或-conrz3rz4，或任选被氧代或者卤素取代的，含有1～3个杂原子的5～6元的饱和或者不饱和杂环基，

28、rz3及rz4独立地选自由氢，-oh，c1-c4烷基，及c1-c4烷基磺酰基组成的组，

29、z为氢或c1-c4烷基，

30、条件是在a2为-o-，或-s-的情况下，z不为氢，

31、其中，以式a表示的氨基酸中包含至少1个以式1或式2表示的基团中的任一个。

32、[4]根据[3]所述的肽化合物，其中，

33、r1为以式1或式2表示的基团，

34、r2a及r2b独立地为氢或c1-c6烷基，或者，r2a及r2b与它们结合的碳原子共同形成4～6元环，

35、r3为单键，或-chr4-，

36、r4为氢或c1-c4烷基。

37、[5]根据[3]所述的肽化合物，其中，

38、r1，与r1结合的氮原子，r2a，及与r2a结合的碳原子共同形成4～6元杂环，该杂环具有以式1或式2表示的基团，

39、r2b为氢或c1-c6烷基，

40、r3为单键，或-chr4-，

41、r4为氢或c1-c4烷基。

42、[6]根据[3]所述的肽化合物，其中，

43、r1为氢或c1-c6烷基，

44、r2a为以式1或式2表示的基团，

45、r2b为氢或c1-c6烷基，

46、r3为单键，或-chr4-，

47、r4为氢或c1-c4烷基。

48、[7]根据[3]所述的肽化合物，其中，r1为氢或c1-c6烷基，

49、r2a及r2b独立地为氢或c1-c6烷基，或者，r2a及r2b与它们结合的碳原子共同形成4～6元环，

50、r3为-chr4-，

51、r4为以式1或式2表示的基团。

52、[8]根据[3]～[7]中任一项所述的肽化合物，其中，q1为c1-c4亚烷基，

53、a1为-o-或-s-，

54、l1为任选被选自由c1-c2烷基，c1-c2氟代烷基，及氧代(＝o)组成的组中的1个或多个取代基取代的直链c1-c3亚烷基，

55、x为-oh。

56、[9]根据[3]～[7]中任一项所述的肽化合物，其中，q1为c1-c4亚烷基，

57、a1为-o-或-s-，

58、l1为任选被选自由c1-c2烷基，c1-c2氟代烷基，及氧代(＝o)组成的组中的1个或多个取代基取代的直链c1-c3亚烷基，

59、x为-conrz1rz2，

60、rz1为c1-c4烷基，

61、rz2为氢。

62、[10]根据[3]～[7]中任一项所述的肽化合物，其中，q1为c1-c4亚烷基，

63、a1为-o-或-s-，

64、l1为任选被选自由c1-c2烷基，c1-c2氟代烷基，及氧代(＝o)组成的组中的1个或多个取代基取代的直链c1-c3亚烷基，

65、x为任选被氧代或者1个或多个卤素取代的，含有1～3个杂原子的5～6元的饱和或者不饱和杂环基。

66、[11]根据[3]～[7]中任一项所述的肽化合物，其中，q1为单键，

67、a1为-o-或-s-，

68、l1为任选被选自由c1-c2烷基，c1-c2氟代烷基，及氧代(＝o)组成的组中的1个或多个取代基取代的直链c1-c3亚烷基，

69、x为-oh。

70、[12]根据[3]～[11]中任一项所述的肽化合物，其中，q1为ch2-。

71、[13]根据[3]～[12]中任一项所述的肽化合物，其中，a1为-o-。

72、[14]根据[3]～[13]中任一项所述的肽化合物，其中，l1选自由-ch2-，-(ch2)2-，-(ch2)3-，-ch2ch(ch3)-，-ch2ch(cf3)-，-ch2c(ch3)2-，-(ch2)2ch(ch3)-，-ch2c(ch3)2ch2-，-(ch2)2c(ch3)2-，及-ch2co-组成的组。

73、[15]根据[3]～[7]中任一项所述的肽化合物，其中，

74、q2为c1-c4亚烷基，

75、l2为单键，

76、y为-conrz3rz4，

77、a2为-o-，或-s-，

78、z为c1-c4烷基。

79、[16]根据[3]～[7]中任一项所述的肽化合物，其中，q2为c1-c4亚烷基，

80、l2为单键，

81、y为-conrz3rz4，

82、a2为单键，

83、z为氢。

84、[17]根据[3]～[7]中任一项所述的肽化合物，其中，q2为c1-c4亚烷基，

85、l2为单键，

86、y为c1-c4烷基磺酰氨基羰基，

87、a2为-o-，或-s-，

88、z为c1-c4烷基。

89、[18]根据[3]～[7]中任一项所述的肽化合物，其中，q2为c1-c4亚烷基，

90、l2为单键，

91、y为-oh，

92、a2为-o-，或-s-，

93、z为c1-c4烷基。

94、[19]根据[3]～[7]，[16]～[18]中任一项所述的肽化合物，其中，q2为-ch2-。

95、[20]根据[3]～[7]，[15]，及[19]中任一项所述的肽化合物，其中y为甲基氨基羰基，-con(oh)me，或-conh(oh)-。

96、[21]根据[3]～[7]，[16]，及[19]中任一项所述的肽化合物，其中y为-con(oh)me-。

97、[22]根据[3]～[7]，[15]，及[17]～[21]中任一项所述的肽化合物，其中a2为-o-。

98、[23]根据[3]～[7]，[15]，[17]～[22]中任一项所述的肽化合物，其中z为甲基。

99、[24]根据[3]所述的肽化合物，其中，以式a表示的氨基酸选自由以下组成的组：

100、

101、

102、

103、[25]根据[1]～[24]中任一项所述的肽化合物，所述肽化合物由5～30个氨基酸构成。

104、[26]根据[1]～[25]中任一项所述的肽化合物，其为环状。

105、[27]根据[26]所述的肽化合物，其包含由2～15个氨基酸构成的环状部。

106、[28]根据[1]～[27]中任一项所述的肽化合物，所述肽化合物包含2～30个n取代氨基酸。

107、[29]根据[1]～[28]中任一项所述的肽化合物，其中全部氨基酸数目中n取代氨基酸占的数目的比例为30％以上。

108、[30]根据[1]～[29]中任一项所述的肽化合物，所述肽化合物的clogp为4.0～18。

109、[31]根据[1]～[30]中任一项所述的肽化合物，所述肽化合物的papp为1.0x10-7cm/秒以上。

110、[32]文库，其含有[1]～[31]中任一项所述的肽和/或编码该肽的核酸。

111、[33]氨基酸，其为根据[3]～[23]中任一项所述的以式a表示的氨基酸。

112、[34]根据[33]所述的氨基酸，其选自由以下组成的组：

113、

114、

115、

116、[35]保护氨基酸，其中，[33]或[34]所述的氨基酸中包含的氨基，和/或羧基被保护基保护。

117、[36]根据[35]所述的保护氨基酸，其中，氨基的保护基选自由fmoc基，boc基，cbz基，alloc基，硝基苯磺酰基(nosyl)，二硝基苯磺酰基(dinitronosyl)，t-bu基，三苯甲基，及异丙苯基组成的组，和/或

118、羧基的保护基选自由甲基，烯丙基，t-bu基，三苯甲基，异丙苯基，甲氧基三苯甲基，及苄基组成的组。

119、发明的效果

120、根据本发明，能够提供在肽药物的探索，具体而言在膜透过性方面优异的，与靶分子特异性结合的氨基酸，及包含该氨基酸的肽，或这些氨基酸及肽。