Jump to content

Открытие и разработка ингибиторов дипептидилпептидазы-4.

Ингибиторы дипептидилпептидазы-4 (ингибиторы ДПП-4) представляют собой ингибиторы фермента , которые ингибируют фермент дипептидилпептидазу-4 (ДПП-4). Их применяют при лечении сахарного диабета 2 типа . Ингибирование фермента ДПП-4 продлевает и усиливает активность инкретинов , играющих важную роль в секреции инсулина и регуляции контроля уровня глюкозы в крови . [ 1 ] Сахарный диабет 2 типа — хроническое метаболическое заболевание, возникающее в результате неспособности β -клеток поджелудочной железы секретировать достаточное количество инсулина для удовлетворения потребностей организма. Инсулинорезистентность и повышенное производство глюкозы в печени также могут играть роль, увеличивая потребность организма в инсулине. Современные методы лечения , за исключением добавок инсулина, иногда недостаточны для достижения контроля и могут вызывать нежелательные побочные эффекты , такие как увеличение веса и гипогликемия . В последние годы на основе продолжающихся исследований механизма выработки инсулина и регуляции метаболизма сахара в организме были разработаны новые препараты. Было обнаружено, что фермент DPP-4 играет значительную роль. [ 2 ]

С момента своего открытия в 1967 году сериновая протеаза DPP-4 стала популярным объектом исследований. [ 2 ] Ингибиторы ДПП-4 уже давно ищут в качестве инструментов для выяснения функционального значения фермента . Первые ингибиторы были охарактеризованы в конце 1980-х и 1990-х годах. Каждый ингибитор был важен для установления ранней взаимосвязи структура-активность (SAR) для последующего исследования. Ингибиторы делятся на два основных класса: те, которые ковалентно взаимодействуют с ДПП-4, и те, которые этого не делают. [ 3 ] DPP-4 представляет собой дипептидазу , которая избирательно связывает субстраты , содержащие пролин в положении P1, поэтому многие ингибиторы DPP-4 имеют 5-членные гетероциклические кольца, имитирующие пролин , например пирролидин , цианопирролидин, тиазолидин и цианотиазолидин. [ 4 ] [ 5 ] Эти соединения обычно образуют ковалентные связи с каталитическим остатком Ser630. [ 5 ]

В 1994 году исследователи из Zeria Pharmaceuticals представили цианопирролидины с нитрильной функциональной группой , которая, как предполагалось, образует имидат с каталитическим серином . Одновременно были опубликованы другие ингибиторы ДПП-4 без нитрильной группы, но они содержали другие взаимодействующие с серином мотивы, например бороновые кислоты , фосфонаты или диацилгидроксиламины . Эти соединения не были такими эффективными из-за сходства ДПП-4 и пролилолигопептидазы (ПЭП), а также страдали химической нестабильностью . Компания Ferring Pharmaceuticals подала заявку на патент на два цианопирролидиновых ингибитора DPP-4, который они опубликовали в 1995 году. Эти соединения обладали превосходной эффективностью и улучшенной химической стабильностью.

В 1995 году Эдвин Б. Виллхауэр из Novartis начал исследовать N-замещенные глицинилцианопирролидины, основываясь на том факте, что DPP-4 идентифицирует N-метилглицин как N-концевую аминокислоту . Эта группа новых цианопирролидинов стала чрезвычайно популярной областью исследований в последующие годы. Были представлены некоторые исследования с двойными ингибиторами ДПП-4 и вазопептидазы, поскольку считается, что ингибирование вазопептидазы усиливает антидиабетический эффект ингибирования ДПП-4 за счет стимуляции секреции инсулина . Мотив, ингибирующий вазопептидазу, соединен с ингибитором ДПП-4 по N-заместителю. [ 3 ] [ 6 ]

Механизм ДПП-4

[ редактировать ]

Рис.1: Во время еды , инкретины глюкагоноподобный пептид 1 (GLP-1) и глюкозозависимый желудочный ингибирующий полипептид (GIP) высвобождаются из тонкой кишки в кровоток. Эти гормоны регулируют секрецию инсулина глюкозозависимым образом. (GLP-1 выполняет множество функций в организме человека . Он стимулирует биосинтез инсулина, ингибирует секрецию глюкагона, замедляет опорожнение желудка, снижает аппетит и стимулирует регенерацию островковых β-клеток .)

GLP-1 и GIP имеют чрезвычайно короткий период полураспада в плазме из-за очень быстрой инактивации, катализируемой ферментом DPP -4. Ингибирование ДПП-4 замедляет их инактивацию, тем самым усиливая их действие, что приводит к снижению уровня глюкозы в плазме, что делает его полезным при лечении диабета 2 типа. ( Рисунок 1 ). [ 2 ] [ 7 ]

Распределение и функции ДПП-4

[ редактировать ]
Рис.2: DPP-4 отщепляет две аминокислоты от N-конца пептидов, таких как GLP-1.

ДПП-4 прикрепляется к плазматической мембране эндотелия почти каждого органа организма . Ткани , которые сильно экспрессируют ДПП-4, включают экзокринную поджелудочную железу , потовые железы , слюнные и молочные железы , тимус , лимфатические узлы , желчные пути , почки , печень , плаценту , матку , простату , кожу и капиллярное русло кишечника слизистой оболочки (где большая часть GLP-1 инактивируется локально). Он также присутствует в растворимой форме в жидкостях организма , таких как плазма крови и спинномозговая жидкость . (Бывает также, что DPP-4 является Т-клетки активирующим антигеном, CD26 .)

DPP-4 избирательно расщепляет две аминокислоты из пептидов , таких как GLP-1 и GIP, у которых находится пролин или аланин во втором положении ( рис. 2 ). В активном центре , на который действует ДПП-4, имеется характерное расположение трех аминокислот : Asp-His-Ser. Поскольку аланин и пролин имеют решающее значение для биологической активности GPL-1 и GIP, они инактивируются путем отщепления этих аминокислот . Таким образом, предотвращение деградации инкретиновых гормонов GLP-1 и GIP путем ингибирования DPP-4 может стать терапевтической стратегией при лечении диабета 2 типа. [ 1 ] [ 8 ]

Характеристики ДПП-4

[ редактировать ]

Поскольку DPP-4 является протеазой , неудивительно, что ингибиторы, вероятно, будут иметь пептидную природу, и эта тема дошла до современных исследований. [ 3 ]

Структура

[ редактировать ]

Рентгеновские структуры ДПП-4 , опубликованные с 2003 г., дают достаточно подробную информацию о структурных характеристиках сайта связывания . Было обнаружено множество структурно разнообразных ингибиторов ДПП-4 , и это неудивительно, учитывая свойства сайта связывания: [ 9 ]

1. Глубокий липофильный карман в сочетании с несколькими открытыми ароматическими боковыми цепями для достижения высокого сродства связывания малых молекул.

2. Значительный доступ растворителя , позволяющий регулировать физико-химические свойства ингибиторов, что приводит к улучшению фармакокинетического поведения.

состоящий из 766 аминокислот ДПП-4 представляет собой трансмембранный гликопротеин, , принадлежащий к семейству пролилолигопептидаз . Он состоит из трех частей; цитоплазматический . хвост, трансмембранная область и внеклеточная часть Внеклеточная часть разделена на каталитический домен и восьмилопастной β-пропеллерный домен. Последний способствует сайту связывания ингибитора. Каталитический домен имеет α/β-гидролазную складку и содержит каталитическую триаду Ser630 – Asp708 – His740. S1-карман очень гидрофобен и состоит из боковых цепей: Tyr631, Val656, Trp662, Tyr666 и Val711. Существующие рентгеновские структуры показывают, что нет большой разницы в размерах и форме кармана, что указывает на высокую специфичность S1-кармана к пролина . остаткам [ 9 ] [ 8 ]

Связывающий сайт

[ редактировать ]
Рис.3: Ключевые взаимодействия между лигандом и комплексом DPP-4. Основной амин лиганда образует сеть водородных связей. Нитрил реагирует с каталитически активным серином и образует имидатный аддукт.

Ингибиторы ДПП-4 обычно имеют электрофильную группу, которая может взаимодействовать с гидроксилом каталитического серина в активном сайте связывания ( рис. 3 ). Часто эта группа представляет собой нитрильную группу, но также может представлять собой бороновую кислоту или дифенилфосфонат . Эта электрофильная группа может связываться с имидатным комплексом с помощью ковалентных связей и иметь медленную кинетику прочного связывания, но эта группа также отвечает за проблемы со стабильностью из-за реакций со свободной аминогруппой P2-аминокислоты. Поэтому были также разработаны ингибиторы без электрофильной группы, но эти молекулы показали токсичность из-за сродства к другим дипептидилпептидазам, например, ДПП-2, ДПП-8 и ДПП-9 . [ 10 ]

Ингибиторы ДПП-4 относятся к различным структурным типам. В 2007 году лишь немногие из наиболее мощных соединений содержали пролина группу цианопирролидина P1 , миметика . Эта группа усиливает эффективность, вероятно, из-за временного ковалентного захвата нитрильной группы гидроксилом Ser630 активного центра, что приводит к замедленной диссоциации и медленному прочному связыванию некоторых ингибиторов. Когда это повышение эффективности было достигнуто, были отмечены некоторые проблемы с химической стабильностью, и пришлось создавать более совершенные молекулы. Чтобы избежать этих проблем со стабильностью, была исследована возможность исключения нитрильной группы. Аминокислоты с арильными или полярными боковыми цепями не показали заметного ингибирования DPP-4 , и фактически все соединения без нитрильной группы в этом исследовании претерпели 20-50-кратную потерю эффективности, что соответствует соединениям, содержащим нитрильную группу. [ 11 ]

Открытие и развитие

[ редактировать ]

Важно найти быструю и точную систему для открытия новых ингибиторов ДПП-4 с идеальными терапевтическими профилями. Высокопроизводительный скрининг (HTS) обычно дает низкую вероятность выявления ингибиторов, но виртуальный скрининг (VS) может дать более высокие показатели. VS , например, использовался для скрининга малых первичных алифатических аминов для идентификации фрагментов , которые можно было бы разместить в сайтах S1 и S2 DPP-4 . С другой стороны, эти фрагменты не были очень мощными и поэтому считались отправной точкой для разработки более совершенных. Трехмерные модели могут стать полезным инструментом для разработки новых ингибиторов ДПП-4 . Модели фармакофоров были созданы на основе ключевых химических свойств соединений , обладающих ДПП-4 ингибирующей активностью . Эти модели могут дать гипотетическую картину основного химического элемента, ответственного за ингибирующую активность. [ 5 ] Первые ингибиторы ДПП-4 были обратимыми ингибиторами и имели серьезные побочные эффекты из-за низкой селективности. Исследователи подозревали, что ингибиторы с коротким периодом полураспада будут предпочтительнее, чтобы свести к минимуму возможные побочные эффекты . Однако, поскольку клинические испытания показали обратное, новейшие ингибиторы ДПП-4 обладают длительным эффектом. Одним из первых зарегистрированных ингибиторов ДПП-4 был P32/98 от компании Merck . Он использовал тиазолидид в качестве заменителя P1 и был первым ингибитором ДПП-4, который показал действие как на животных , так и на людях , но не был разработан для коммерческого использования из-за побочных эффектов . Другой старый ингибитор — DPP-728 от Novartis , где в качестве P1-заменителя используется 2-цианопирролидин. Добавление цианогруппы обычно увеличивает эффективность. Поэтому внимание исследователей было обращено на эти соединения. Обычно ингибиторы ДПП-4 являются либо субстратоподобными , либо несубстратноподобными. [ 12 ]

Рис.4: Типовая структура субстратоподобного ингибитора.

Субстратноподобные ингибиторы

[ редактировать ]

Субстратноподобные ингибиторы ( рис. 4 ) встречаются чаще, чем несубстратные. Они связываются ковалентно или нековалентно и имеют базовую структуру, в которой заместитель P1 занимает S1-карман, а заместитель P2 занимает S2-карман. Обычно они содержат пролина миметик , занимающий S1-карман. Большие заместители в 2-цианопирролидиновом кольце обычно не переносятся, поскольку S1-карман довольно мал. [ 12 ] Поскольку ДПП-4 идентичен Т-клеток маркеру активации CD26 , а ингибиторы ДПП-4, как известно, ингибируют пролиферацию Т-клеток , эти соединения первоначально считались потенциальными иммуномодуляторами . Когда была обнаружена функция против диабета 2 типа , цианопирролидины стали очень популярным исследовательским материалом. Чуть позже были открыты вилдаглиптин и саксаглиптин , которые на сегодняшний день являются наиболее разработанными цианопирролидиновыми ингибиторами ДПП-4 . [ 6 ]

Цианопирролидины

[ редактировать ]

Цианопирролидины имеют два ключевых взаимодействия с комплексом DPP-4: [ 6 ]

1. Нитрил в положении разрезаемой связи пептидного субстрата, что важно для высокой эффективности. Нитрильная группа образует обратимые ковалентные связи с каталитически активным гидроксилом серина (Ser630), т.е. цианопирролидины являются конкурентными ингибиторами с медленной кинетикой диссоциации.

2. Сеть водородных связей между протонированной аминогруппой и отрицательно заряженной областью поверхности белка , Glu205, Glu206 и Tyr662. Все цианопирролидины содержат основной, первичный или вторичный амин , что делает возможной эту сеть, но эффективность этих соединений обычно снижается, если эти амины заменяются. Тем не менее, в двух патентных заявках показано, что аминогруппа может быть изменена, то есть заменена гидразином , но утверждается, что эти соединения не только действуют посредством ингибирования DPP-4, но также предотвращают диабетические сосудистые осложнения, действуя в качестве поглотителя радикалов .

Отношения структура-деятельность (SAR)
[ редактировать ]

Важная связь структура-деятельность : [ 11 ]

кольца ингибиторов на основе цианопирролидина существуют строгие стерические ограничения 1. Вокруг пирролидинового , допускается только замещение водородом , фтором , ацетиленом , нитрилом или метано.

2. Наличие нитрильного фрагмента в пирролидиновом кольце имеет решающее значение для достижения мощной активности.

Также систематические исследования SAR показали, что размер кольца и стереохимия положения P2 весьма обусловлены. 5-членное кольцо и L-конфигурация показали лучшие результаты, чем 4-членное или 6-членное кольцо с D-конфигурацией. только незначительные изменения пирролидинового Допускаются кольца, поскольку хорошее прилегание кольца к гидрофобному карману S1 очень важно для высокого сродства. Были проведены некоторые испытания, например, по пирролидина тиазолином замене . Это привело к улучшению эффективности, но также к потере химической стабильности. Попытки улучшить химическую стабильность часто приводили к потере специфичности из-за взаимодействия с ДПП-8 и ДПП-9 . Эти взаимодействия были связаны с повышенной токсичностью и смертностью животных. Позиция P1 имеет строгие ограничения и практически не допускает каких-либо изменений. С другой стороны, в положении P2 можно внести различные изменения. Фактически, замена с довольно большими разветвленными боковыми цепями, например, трет -бутилглицином, обычно увеличивает активность и химическую стабильность, что может привести к более длительному ингибированию фермента DPP-4. Также было отмечено, что биарила на основе Боковые цепи также могут давать высокоактивные ингибиторы. Первоначально считалось, что только липофильное допускается замещение. Теперь установлено, что замещение полярных отрицательно заряженных боковых цепей, а также гидрофильное замещение может привести к превосходной ингибирующей активности. [ 6 ]

Химическая стабильность
[ редактировать ]
Рис.5: Транс -ротамеры более стабильны, чем цис -ротамеры. Цис -ротамеры подвергаются внутримолекулярной циклизации.

В целом ингибиторы ДПП-4 не являются очень стабильными соединениями. Поэтому многие исследователи сосредоточивают внимание на повышении стабильности цианопирролидинов. Наиболее распространенным методом улучшения химической стабильности является введение стерической массы . Два наиболее выраженных цианопирролидина, вилдаглиптин и саксаглиптин , были созданы таким образом. K579 — ингибитор ДПП-4, открытый исследователями из Кёва Хакко Кёго. Это улучшило не только химическую стабильность, но и более продолжительное действие. Это длительное действие, скорее всего, было обусловлено медленной диссоциацией комплекса фермент-ингибитор и активного оксидного метаболита , который подвергается энтерогепатической циркуляции. Открытие активного оксида фактически стало большим прорывом, поскольку оно привело к разработке вилдаглиптина и саксаглиптина . Одной из основных проблем стабильности ингибитора ДПП-4 является внутримолекулярная циклизация. Предпосылкой внутримолекулярной циклизации является превращение транс - ротамера связывающий ДПП-4. , который представляет собой ротамер, ( Рисунок 5 ). Таким образом, предотвращение этого преобразования повысит стабильность. Это предотвращение оказалось успешным при включении амидной группы в кольцо, в результате чего было создано соединение, которое сохраняло ингибирующую активность ДПП-4, не подвергалось внутримолекулярной циклизации и было даже более селективным по отношению к различным ферментам ДПП. Также сообщалось, что цианазетидин в положении P1 и β-аминокислота в положении P2 повышают стабильность. [ 6 ]

Вилдаглиптин
[ редактировать ]

Вилдаглиптин (Галвус) ( рис. 6 ) был впервые синтезирован в мае 1998 года и назван в честь Эдвина Б. Виллхауэра. Это было обнаружено, когда исследователи из Novartis исследовали производные адамантила , которые оказались очень эффективными . Адамантильная и замедляет внутримолекулярную циклизацию , группа действует как стерическая масса одновременно повышая химическую стабильность. Кроме того, первичные метаболиты были высокоактивными. Чтобы избежать дополнительного хирального центра, гидроксилирование адамантильного было проведено кольца ( Фигура 6 ). Продукт, вилдаглиптин , оказался еще более стабильным, подвергался внутримолекулярной циклизации в 30 раз медленнее, обладал высокой ингибирующей ДПП-4 активностью и более длительным фармакодинамическим эффектом. [ 6 ]

Саксаглиптин
[ редактировать ]
Рис.6: Основная структура цианопирролидинов по сравнению с вилдаглиптином, саксаглиптином и денаглиптином.

Исследователи из Bristol-Myers Squibb обнаружили, что увеличение стерической массы N - концевой аминокислоты боковой цепи приводит к повышению стабильности. Для дополнительного повышения стабильности транс - ротамер стабилизировали цис -4,5-метановым замещением пирролидинового кольца, что приводило к внутримолекулярному ван-дер-ваальсовскому взаимодействию и тем самым предотвращало внутримолекулярную циклизацию. Из-за этой повышенной стабильности исследователи продолжили исследования цис -4,5-метаноцианопирролидинов и наткнулись на новое адамантила производное , которое показало необычайное ингибирование DPP-4 ex vivo в плазме крыс. Также отмечена высокая скорость микросомального обмена, что указывало на то, что производное быстро превращалось в активный метаболит . После гидроксилирования адамантильной группы они получили продукт с лучшей микросомальной стабильностью и улучшенной химической стабильностью. Этот продукт получил название саксаглиптин (Онглиза) ( рис. 6 ). [ 6 ] В июне 2008 года компании AstraZeneca и Bristol-Myers Squibb подали новую заявку на препарат Онглиза в США и заявку на получение регистрационного удостоверения в Европе . [ 13 ] предоставило одобрение в США В июле 2009 года FDA пролонгированного действия на Онглизу 5 мг и Онглизу 2,5 мг. Позже его объединили с метформином (принимали один раз в день) и одобрили FDA в январе 2011 года под торговым названием Комбиглизе XR.

Денаглиптин
[ редактировать ]

Денаглиптин ( рис. 6 ) представляет собой современное соединение с разветвленной боковой цепью в положении P2, но также имеет (4S ) -фторзамещение в цианопирролидиновом кольце. [ 6 ] Это хорошо известный ингибитор ДПП-4, разработанный компанией GlaxoSmithKline (GSK). Биологические оценки показали, что S -конфигурация аминокислотной части важна для ингибирующей активности, поскольку R -конфигурация неохотно демонстрирует ингибирование. Эти результаты будут полезны в будущих разработках и синтезе ингибиторов ДПП-4 . [ 14 ] GSK приостановила клинические испытания фазы III в октябре 2008 года. [ 15 ]

Соединения на основе азетидина

[ редактировать ]

Информация об этой группе ингибиторов весьма ограничена. азетидина на основе Ингибиторы ДПП-4 можно условно разделить на три основные подкатегории: 2-цианоазетидины, 3-фторазетидины и 2-кетоазетидины. Наиболее мощные кетоазетидины и цианоазетидины имеют большие гидрофобные аминокислотные группы, связанные с азетидина азотом , и активны при концентрации ниже 100 нМ. [ 16 ]

Несубстратные ингибиторы

[ редактировать ]

Несубстратные ингибиторы не учитывают дипептидную природу субстратов ДПП-4. Они являются нековалентными ингибиторами и обычно имеют ароматическое кольцо , занимающее S1-карман вместо миметика пролина. [ 12 ]

В 1999 году компания Merck начала программу разработки препаратов ингибиторов ДПП-4. внутреннего скрининга и медицинской химии Когда они начали программу , два ингибитора ДПП-4 уже находились в клинических испытаниях : изолейцилтиазолидид (P32/38) и NVP-DPP728 от Novartis . Компания Merck имеет лицензию на L- трео - изолейцилтиазолидид и его алло- стереоизомер . В исследованиях на животных они обнаружили, что оба изомера имеют одинаковое сродство к DPP-4, аналогичную эффективность in vivo , схожие фармакокинетические и метаболические профили. Тем не менее, алло- изомер был в 10 раз более токсичен . Исследователи обнаружили, что эта разница в токсичности обусловлена ​​более сильным ингибированием алло- изомером ДПП-8 и ДПП-9 , а не селективным ингибированием ДПП-4. Дополнительные исследования также подтвердили, что ингибирование DPP-4 не приведет к нарушению иммунной функции. Как только была обнаружена связь между сродством к ДПП-8/ДПП-9 и токсичностью , компания Merck решила идентифицировать ингибитор с более чем тысячекратным сродством к ДПП-4 по сравнению с другими дипептидазами. Для этой цели они использовали библиотеки позиционного сканирования . Сканируя эти библиотеки, исследователи обнаружили, что и DPP-4, и DPP-8 демонстрируют сильное предпочтение расщеплению пептидов пролином в положении P1 , но они обнаружили большую разницу в сайте P2; т.е. они обнаружили, что кислотная функциональность в положении P2 может обеспечивать большее сродство к DPP-4 по сравнению с DPP-8 . Компания Merck продолжала проводить еще больше исследований и скринингов. Они прекратили работу над соединениями из ряда α-аминокислот, родственных изолейцилтиазолидиду, из -за отсутствия селективности, но вместо этого они обнаружили очень селективный ряд β- аминокислот пиперазина посредством исследований SAR на двух скрининговых исследованиях. При попытке стабилизировать пиперазиновый фрагмент была создана группа бициклических производных, что привело к идентификации мощного и селективного ряда триазолопиперазина. Большинство этих аналогов показали отличные фармакокинетические свойства у доклинических видов. Оптимизация этих соединений в конечном итоге привела к открытию ситаглиптина. . [ 17 ]

Ситаглиптин

[ редактировать ]
Рис.7: Структура ситаглиптина

Ситаглиптин β-аминоамида (Янувия) имеет новую структуру с производными ( рис. 7 ). Поскольку ситаглиптин продемонстрировал превосходную селективность и эффективность in vivo, он побудил исследователей изучить новую структуру ингибиторов ДПП-4 с присоединенным фрагментом β- аминокислоты . В настоящее время проводятся дальнейшие исследования по оптимизации этих соединений для лечения диабета . [ 4 ] В октябре 2006 года ситаглиптин стал первым ингибитором ДПП-4, получившим одобрение FDA для лечения диабета 2 типа . [ 18 ] Кристаллографическая структура ситаглиптина наряду с молекулярным моделированием была использована для продолжения поиска структурно разнообразных ингибиторов. Новый мощный , селективный и биодоступный при пероральном приеме ингибитор ДПП-4 был обнаружен путем замены центрального циклогексиламина в ситаглиптине на 3-аминопиперидин. Замена 2-пиридила стала первым прорывом в SAR, поскольку эта группа играет значительную роль в эффективности и селективности DPP-4. [ 2 ]

было показано С помощью рентгеновской кристаллографии , как ситаглиптин связывается с комплексом ДПП-4: [ 12 ]

1. Трифторфенильная группа занимает S1-карман

2. Трифторметильная группа взаимодействует с боковыми цепями остатков Arg358 и Ser209.

3. Аминогруппа образует солевой мостик с Tyr662 и карбоксилированными группами двух остатков глутамата, Glu205 и Glu206.

4. Группа триазолопиперазина сталкивается с фенильной группой остатка Phe357.

Рис.8: Конструкция АБТ-341

Связанные соединения фенилэтиламина

[ редактировать ]

Исследователи из Abbott Laboratories выявили три новые серии ингибиторов ДПП-4 с использованием HTS. После дополнительных исследований и оптимизации был обнаружен ABT-341 ( рис. 8 ). Это мощный и селективный ингибитор ДПП-4 с 2D-структурой, очень похожей на ситаглиптин . Однако 3D-структура совсем другая. ABT-341 также имеет трифторфенильную группу, которая занимает S1-карман и свободную аминогруппу , но две карбонильные группы ориентированы на 180° друг от друга. Считается также, что ABT-341 взаимодействует с Tyr547, вероятно, из-за стерических препятствий между циклогексенильным кольцом и тирозина . боковой цепью [ 12 ] Омариглиптин является одним из таких соединений, которое находится на стадии III разработки компанией Merck & Co.

Пирролидиновые соединения

[ редактировать ]

Пирролидиновый был тип ингибиторов ДПП-4 впервые обнаружен после HTS . [ 19 ] Исследования показали, что пирролидиновые кольца были частью соединений, которые вписывались в сайт связывания . Дальнейшие разработки привели к созданию фторзамещенных пирролидинов, которые проявляют превосходную активность, а также пирролидинов с конденсированными циклопропильными кольцами, которые обладают высокой активностью. [ 20 ]

Соединения на основе ксантина

[ редактировать ]

Это другой класс ингибиторов, который был идентифицирован с HTS. [ 12 ] ароматических гетероциклов на основе Ингибиторы ДПП-4 в последнее время привлекли повышенное внимание. Первые патенты, описывающие ксантины ( рис. 10 ) как ингибиторы ДПП-4, были получены от компаний Boehringer-Ingelheim (BI) и Novo Nordisk . [ 21 ] При ксантина сравнении ингибиторов ДПП-4 на основе с ситаглиптином и вилдаглиптином они показали превосходный профиль. ксантины Считается, что обладают более высокой эффективностью , более длительным ингибированием и более длительным улучшением толерантности к глюкозе . [ 22 ]

Алоглиптин

[ редактировать ]
Рис.9: Структура хиназолинона и алоглиптина.

Алоглиптин ( рис. 9 ) – новый ингибитор ДПП-4, разработанный фармацевтической компанией Takeda . [ 22 ] Исследователи предположили, что структура на основе хиназолинона ( рис. 9 ) будет иметь необходимые группы для взаимодействия с активным центром DPP-4 комплекса . Соединения на основе хиназолинона эффективно взаимодействовали с комплексом ДПП-4, но имели низкий период метаболического полувыведения . Было обнаружено, что при замене хиназолинона пиримидиндионом метаболическая стабильность повышалась, и в результате появился мощный , селективный, биодоступный ингибитор ДПП-4, названный алоглиптином . Соединения на основе хиназолина продемонстрировали мощное ингибирование и превосходную селективность по сравнению с родственной протеазой 8 DPP- . Однако короткий из период полувыведения -за окисления группы А-кольца фенильной был проблематичным. Сначала исследователи попытались получить фторированное производное. Производное показало улучшенную метаболическую стабильность и превосходное ингибирование фермента ДПП-4. Однако было также обнаружено, что он ингибирует CYP 450 3A4 и блокирует канал hERG . Решением этой проблемы стала замена хиназолинона на другие. гетероциклы , но хиназолинон можно заменить без потери ингибирования ДПП-4. Алоглиптин был открыт, когда хиназолинон был заменен пиримидиндионом . Алоглиптин продемонстрировал превосходное ингибирование ДПП-4 и исключительную селективность, более чем в 10 000 раз превосходящую близкородственные сериновые протеазы ДПП-8 и ДПП-9 . Кроме того, он не ингибирует ферменты CYP 450 и не блокирует канал hERG в концентрации до 30 мкМ. На основании этих данных алоглиптин . для доклинической оценки был выбран [ 23 ] В январе 2007 года алоглиптин проходил III фазу клинических испытаний , а в октябре 2008 года он находился на рассмотрении Управления по контролю за продуктами и лекарствами США . [ 24 ]

Линаглиптин

[ редактировать ]
Рис.10: Структура ингибиторов ксантинового типа (ВВЕРХУ) и линаглиптина (ВНИЗУ).

Исследователи из BI обнаружили, что использование бути-2-нильной группы привело к появлению мощного кандидата под названием BI-1356 ( рис. 10 ). В 2008 году БИ-1356 проходил III фазу клинических испытаний ; он был выпущен как линаглиптин в мае 2011 года. Рентгеновская кристаллография показала, что этот тип ксантина связывает комплекс DPP-4 иначе, чем другие ингибиторы : [ 12 ]

1. Аминогруппа также взаимодействует с Glu205, Glu206 и Tyr662.

2. Бути-2-нильная группа занимает S1-карман.

3. Группа урацила подвергается π-стэкинг-взаимодействию с остатком Tyr547.

4. Хиназолиновая группа подвергается π-стэкинг-взаимодействию с остатком Trp629.

Фармакология

[ редактировать ]
Сравнительная фармакология ситаглиптина и вилдаглиптина. [ 18 ]
Лекарство Поглощение Биодоступность (%) IC 50 (нМ) Средний объем распределения (л) Связывание с белками (%) Период полувыведения (часы, доза 100 мг) Метаболизм Экскреция
Ситаглиптин Быстро всасывается с максимальной концентрацией через 1–4 часа. 87 18 198 38 12.4 Небольшая фракция подвергается метаболизму в печени посредством CYP 450 3A4 и 2C8. Выводится в неизмененном виде с мочой (79%).
Вилдаглиптин Быстро всасывается с максимальной концентрацией через 1–2 часа. 85 3 70.5 9.3 1,68 (один раз в день) и 2,54 (два раза в день) Гидролиз приводит к образованию фармакологически неактивного метаболита. Часть (22%) также выводится почками в неизмененном виде. Выведение метаболита осуществляется через мочу (85%) и кал (15%).

Фармакокинетические свойства ситаглиптина и вилдаглиптина не зависят от возраста, пола или ИМТ . [ 18 ] Клинические исследования показали, что ситаглиптин и вилдаглиптин не имеют побочных эффектов , которые обычно наблюдаются при диабета 2 типа лечении , например, увеличения веса и гипергликемии , однако наблюдались и другие побочные эффекты, включая верхних дыхательных путей инфекции , боль в горле и диарею . [ 5 ]

См. также

[ редактировать ]
  1. ^ Jump up to: а б Грин, Брайан; Флэтт, Питер; Бейли, Клиффорд (декабрь 2006 г.), «Ингибиторы дипептидилпептидазы IV (DPP IV): новый класс лекарств для лечения диабета 2 типа», Исследования диабета и сосудистых заболеваний , 3 (3): 159–165, doi : 10.3132 /dvdr.2006.024 , PMID   17160910
  2. ^ Jump up to: а б с д Себокова, Елена; Господи, Андреас; Берингер, Маркус; Мизрахи, Жак (май 2006 г.), «Ингибиторы дипептидилпептидазы IV: следующее поколение новых многообещающих методов лечения диабета 2 типа», Current Topics in Medicinal Chemistry , 7 (6): 547–555, doi : 10.2174/156802607780091019 , PMID   17352676
  3. ^ Jump up to: а б с Видеман, Пол (май 2007 г.), «Ингибирование DPP-IV: многообещающая терапия для лечения диабета 2 типа» , Progress in Medical Chemistry , Progress in Medicinal Chemistry, 45 : 71–73, doi : 10.1016/s0079-6468 (06 )45502-8 , ISBN  978-0-444-52808-7 , PMID   17280902
  4. ^ Jump up to: а б Ан, Джин Хи; Шин, Ми Сик; Джун, Ми Э; Юнг, Сун Хо; Кан, Сын Гю; Ким, Кван Рок; Ри, Санг Дал; Канг, Нам Сук; Ким, Сын Гю (февраль 2007 г.), «Синтез, биологическая оценка и структурное определение β-аминоацилсодержащих циклических производных гидразина в качестве ингибиторов дипептидилпептидазы IV (DPP-IV)», Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters , 17 (9): 2622 –2628, номер doi : 10.1016/j.bmcl.2007.01.111 , PMID   17331715
  5. ^ Jump up to: а б с д Лу, Ю.-Лин; Цай, Кенг-Чанг; Чан, И-Кун; Цзян, Вейр-Торн; У, Сы-Хуэй; Махиндру, Нирадж; Цзянь, Цзя-Хуэй; Ли, Шиоу-Джу; Чен, Синь; Ву, Су-Ин (январь 2008 г.), «Трехмерная фармакофорная модель ингибиторов дипептидилпептидазы IV», Европейский журнал медицинской химии , 43 (8): 1603–1611, doi : 10.1016/j.ejmech.2007 . ПМИД   18207285
  6. ^ Jump up to: а б с д и ж г час Петерс, Йенс-Уве (март 2007 г.), «11 лет использования цианопирролидинов в качестве ингибиторов DPP-IV», Current Topics in Medicinal Chemistry , 7 (6): 579–595, doi : 10.2174/156802607780091000 , PMID   17352679
  7. ^ Кокс, Джейсон; Харпер, Барт; Мастраккио, Энтони; Лейтинг, Барбара; Рой, Ранабир; Решма, Патель; Ву, Джозеф; Лайонс, Кэтрин; Он, Хуайбин; Эдмондсон, Скотт (июнь 2007 г.), «Открытие 3-аминопиперидинов как мощных, селективных и перорально биодоступных ингибиторов дипептидилпептидазы IV», Bioorganic & Medicinal Chemistry , 17 (16): 4579–4583, doi : 10.1016/j.bmcl. 2007.05.087 , PMID   17562364
  8. ^ Jump up to: а б Идрис, Искандар; Доннели, Ричард (январь 2007 г.), «Ингибиторы дипептидилпептидазы-IV: основной новый класс пероральных противодиабетических препаратов», Diabetes, Obesity and Metabolism , 9 (2): 153–165, doi : 10.1111/j.1463-1326.2007. 00705.x , PMID   17300591 , S2CID   3102605
  9. ^ Jump up to: а б Кун, Бернд; Хенниг, Майкл; Маттеи, Патрицио (март 2007 г.), «Молекулярное распознавание лигандов в дипептидилпептидазе IV», Current Topics in Medical Chemistry , 7 (6): 609–619, doi : 10.2174/156802607780091064 , PMID   17352681
  10. ^ Векен, Питер Ван дер; Хемерс, Ахиэль; Августинс, Коэн (май 2007 г.), «Пролилпептидаза, связанная с дипептидилпептидазой IV: потенциал специфических ингибиторов в разработке лекарств», Current Topics in Medicinal Chemistry , 7 (6): 621–635, doi : 10.2174/156802607780091046 , PMID   17352682
  11. ^ Jump up to: а б Симпкинс, Лигая; Болтон, Скотт; Пи, Зулан; Скаттон, Джеймс; Квон, Чет; Маньен, Дэвид; Огери, Дэвид; Гунгор, Тимур; Ротелла, Дэвид; Хаманн, Лоуренс (сентябрь 2007 г.), «Мощные ненитриловые дипептидные дипептидилпептидазы IV ингибиторы», Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters , 17 (23): 6476–6480, doi : 10.1016/j.bmcl.2007.09.090 , PMID   17937986
  12. ^ Jump up to: а б с д и ж г Пей, Чжунхуа (март 2007 г.), «От скамьи до постели: ингибиторы дипептидилпептидазы IV, новый класс пероральных сахароснижающих средств» , Current Opinion in Drug Discovery & Development , 11 (4): 515–532, заархивировано из оригинал от 17 октября 2012 г., требуется подписка
  13. ^ AstraZeneca и Bristol-Myers Squibb подают новую заявку на лекарственное средство в США и заявку на получение регистрационного удостоверения в Европе для ONGLYZA (саксаглиптин) для лечения диабета 2 типа , заархивировано из оригинала 7 июля 2011 г. , получено 29 июля 2013 г.
  14. ^ Дэн, Гуанхуэй; Да, Дежу; Ли, Юаньюань; Он, Линьян; Чжоу, Ю; Ван, Цзян; Ли, Цзя; Цзян, Хуалян; Лю, Хун (сентябрь 2008 г.), «Синтез (S)-, (R)- и (rac)-2-амино-3,3-бис(4-фторфенил)пропановых кислот и оценка DPP-IV. ингибирующая активность диастереомеров Денаглиптина», Tetrahedron , 64 (46): 10512–10516, doi : 10.1016/j.tet.2008.08.097
  15. ^ Денаглиптин , заархивировано из оригинала 30 ноября 2013 г.
  16. ^ Феррарис, Дана; Беляков Сергей; Ли, Вэйсин; Оливер, Эдди; Ко, Яо-Сен; Кальвин, Дэвид; Лаутар, Сьюзен; Томас, Берт; Рохас, Камило (март 2007 г.), «Ингибиторы дипептидилпептидазы IV (DPP IV) на основе азетидина», Current Topics in Medicinal Chemistry , 7 (6): 597–608, doi : 10.2174/156802607780090993 , PMID   17352680
  17. ^ Торнберри, Нэнси А.; Вебер, Энн Э. (март 2007 г.), «Открытие Янувии (ситаглиптина), селективного ингибитора дипептидилпептидазы IV для лечения диабета 2 типа», Current Topics in Medicinal Chemistry , 7 (6): 557–568, doi : 10.2174 /156802607780091028 , PMID   17352677
  18. ^ Jump up to: а б с Уайт, Джон (2008), «Ингибиторы дипептидилпептидазы-IV: фармакологический профиль и клиническое использование» , Clinical Diabetes , 26 (2): 53–57, doi : 10.2337/diaclin.26.2.53 , получено 29 июля 2013 г.
  19. ^ Райт, Стивен; Аммирати, Марк; Эндрюс, Ким; Бродер, Энн; Дэнли, Деннис; Доран, Шон; Лиллквист, Джей; Лю, Шэньпин; МакКлюр, Лестер; Кокс, Эрик (август 2007 г.), «(3R,4S)-4-(2,4,5-трифторфенил)пирролидин-3-иламин ингибиторы дипептидилпептидазы IV: синтез in vitro, in vivo и рентгенография. кристаллографическая характеристика», Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters , 17 (20): 5638–5642, doi : 10.1016/j.bmcl.2007.07.081 , PMID   17822893
  20. ^ Хулин, Бернард; Кабрал, Шон; Лопазе, Майкл; ВанВолкенбург, Мария; Эндрюс, Ким; Паркер, Дженис (август 2005 г.), «Новые фторированные пирролидиновые и азетидинамиды как ингибиторы дипептидилпептидазы IV», Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters , 15 (21): 4770–4773, doi : 10.1016/j.bmcl.2005.07.026 , PMID   16115768
  21. ^ Щепанкевич, Брюс Г.; Kurukulasuriya, Ravi (March 2007), "Aromatic Heterocycle-Based DPP-IV Inhibitors: Xanthines and Related Structural Types", Current Topics in Medicinal Chemistry , 7 (6): 569–578, doi : 10.2174/156802607780091073 , PMID   17352678
  22. ^ Jump up to: а б Ферраннини, Э.; Скрха, Дж.; Ли, Эйзирик; Д.Л., Гейл; Э., Йоргенс; В. (2007), «Протокол 42-й Генеральной ассамблеи Европейской ассоциации по изучению диабета», Diabetologia , 50 (1 Supp): S362–S363, doi : 10.1007/s00125-007-0809-7 , PMID   17710465 , ProQuest   213848837 ( требуется регистрация )
  23. ^ Фэн, Цзюнь; Чжан, Чжиюань; Уоллес, Майкл; Стаффорд, Джеффри; Калдор, Стивен; Кассель, Дэниел; Навре, Марк; Ши, Лихун; Скин, Роберт (январь 2007 г.), «Открытие алоглиптина: мощного, селективного, биодоступного и эффективного ингибитора дипептидилпептидазы IV» , Journal of Medicinal Chemistry , 50 (10): 2297–2300, doi : 10.1021/jm070104l , PMID   17441705 , получено 29 июля 2013 г.
  24. ^ FDA продолжает рассмотрение новой заявки Takeda на алоглиптин (SYR-322), агент DPP-4 для лечения диабета 2 типа , получено 29 июля 2013 г.
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: e707ef2492d140532138c3fc4eae2f5d__1715369040
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/e7/5d/e707ef2492d140532138c3fc4eae2f5d.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Discovery and development of dipeptidyl peptidase-4 inhibitors - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)