CN102007101A - 作为抗菌剂的四氢-异喹啉ppat抑制剂 - Google Patents

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Abstract

Description

作为抗菌剂的四氢-异喹啉PPAT抑制剂
相关申请
本申请要求2007年11月30日提交的题为“作为抗菌剂的四氢-异喹啉PPAT抑制剂”的美国临时申请第60/991,525号(案卷号NPZ-006-1)的优先权。该说明书中所引用的任何专利、专利申请和参考文献的内容都通过引用全部纳入本文。
技术领域
本发明涉及作为PPAT抑制剂的组合物以及该组合物的制备方法和应用。
发明背景
在上个世纪，抗生素得到发展，由此导致死亡率明显下降。但是，不幸的是，抗生素的广泛使用导致耐受抗生素的细菌出现，例如抗甲氧苯青霉素的葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)(MRS A)，抗万古霉素的肠球菌(enterococci)(VRE)和抗青霉素的肺炎链球菌(Streptococcus pneumonias)(PRSP)。一些细菌对一定范围内的抗生素都具有耐药性，例如结核分支杆菌(Mycobacterium tuberculosis)菌株耐受异烟肼、利福平、乙胺丁醇、链霉素、乙硫异烟胺、卡那霉素和利福布汀。除了耐药性外，全球旅游业的发展又将一些相对未知的细菌从隔离区域传播到新的种群。此外，还存在生物武器的细菌威胁。这些细菌不那么容易用现有的抗生素对付。
感染性细菌利用辅酶A(CoA)生物合成途径，特别是在该途径的次末步骤，该步骤依赖于磷酸泛酰巯基乙胺腺苷酰转移酶(PPAT)，该转移酶将三磷酸腺苷(ATP)的腺苷部分转化为4’-磷酸泛酰巯基乙胺，形成脱磷酸-CoA(dPCoA)。虽然PPAT存在于哺乳动物细胞中，但是细菌和哺乳动物PPAT酶在基本序列(约18％识别)和物理性质方面却截然不同。因此，PPAT对新抗生素表现出所需的选择性靶点。
最近的研究已经认识到一些抑制肠球菌PPAT的化合物(Leslie等，“具有新颖作用模式的抗菌邻氨基苯甲酸(Antibacterial Anthranilates with a Novel Mode of Action)”；Zhao等，“磷酸泛酰巯基乙胺腺苷酰转移酶的抑制剂(Inhibitors of Phosphopantetheine Adenylyltransferase)”；发表在2002年加利福尼亚州圣地亚哥的第42届抗微生物剂和化学疗法的跨领域年会(the 42nd Interscience Conference on Antimicrobial Agents and Chemotherapy(ICAAC)，San Diego，CA，2002)上)。但是，这些化合物不适宜药物开发。而且，在一种情况下，它们的结构是多肽的，而在其它情况中，代表性的化合物对纯化的PPAT表现出较差的活性。
因此，需要一种靶向PPAT的新抗生素，用该抗生素可以治疗依赖于PPAT的细菌引起的感染。
发明概述
本发明涉及某些作为抗菌剂的四氢-异喹啉PPAT抑制剂。所揭示的化合物对于细菌，包括耐药性细菌具有抗菌活性。因此，本发明提供了作为PPAT抑制剂的化合物，用揭示的PPAT抑制剂进行治疗的方法，以及包含所揭示的PPAT抑制剂的药物组合物。
一方面，本发明提供一种对受细菌感染的对象进行治疗的方法，包括向需要该治疗的受细菌感染的对象给予有效量的结构式I表示的化合物：
Figure BPA00001188258900021
以及该化合物的药学上可接受的盐、溶剂合物、水合物、对映异构体、立体异构体、旋转异构体、互变异构体、非对映异构体或外消旋体。
本发明可用于治疗(治疗性或预防性)细菌感染，特别是由依赖CoA生物合成途径的细菌引起的感染，尤其是由表达PPAT酶的细菌引起的感染。另外，本发明可用于抵抗已经具有明显抗生素耐药性的细菌，特别是抵抗多药耐药性菌株，这是因为本发明的作用机理据信与现有的广泛使用的抗生素不同。
发明详述
本发明一般涉及用于治疗和预防细菌感染的方法、化合物和药物组合物。本发明尤其涉及作为PPAT抑制剂的取代的四氢-异喹啉衍生物。
在一个优选的实施方式中，化合物用结构式I表示：
Figure BPA00001188258900031
以及该化合物的药学上可接受的盐、溶剂合物、水合物、对映异构体、立体异构体、旋转异构体、互变异构体、非对映异构体或外消旋体；
式中：
X、Y和Z各自独立的是-H、OH、-ORa、-SRa、卤素、NH2、NHRa、NRa 2、NRaN2、烷基、芳基环、杂环或稠合环；
R3是任选取代的芳基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基、C3-C7脂环族基或C3-C7环烷基；
L是-(CH2)-、-(CO)-、-(CS)-、-(SO)-或-(SO2)-；
R4是烷基、烯基、芳基、联芳基、杂芳基、联杂芳基、杂芳基-芳基、芳基-杂芳基、芳烷基、杂芳烷基、C1-C8脂族基、C3-C7环烷基、C5-C7脂环族基或3-7元非芳族杂环基；
其中R4可被卤素、-(CO)ORa、-(CO)O(CO)Ra、-(CS)ORa、-(SO)ORa、SO3Ra、-OSO3Ra、-P(ORa)2、-(PO)(ORa)2、-O(PO)(ORa)2、-B(ORa)2、-(CO)NRb 2、-NRc(CO)Ra、-SO2NRb 2或-NRcSO2Ra取代；
R5是-H、-(CO)ORa、-(CO)O(CO)Ra、-(CS)ORa、-(SO)ORa、SO3Ra、-OSO3Ra、-P(ORa)2、-(PO)(ORa)2、-O(PO)(ORa)2、-B(ORa)2、-(CO)NRb 2、-NRc(CO)Ra、-SO2NRb 2或-NRcSO2Ra；
R6是-H、-OH、卤素或任选取代的C1-C3烷基或烷氧基；
Ra和Rc各自独立的是-H、C1-C5烷基、芳基或芳烷基；
Rb各自独立的是-H、C1-C5烷基、芳基或芳烷基，或者NRb 2是非芳族杂环基。
在一个实施方式中，X、Y和Z独立的是ORa或杂环，其中Ra各自独立的是-H、C1-C5烷基、芳基或芳烷基。
在另一个实施方式中，结构式I中的R3是任选取代的苯基、吡啶基、苯并[1，3]二氧杂环戊烯基(dioxolyl)、2，3-二氢-苯并[1，4]二噁英基(dioxinyl)、嘧啶基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、萘基、喹啉基、联苯基、苯并嘧啶基、苯并吡唑基、苯并呋喃基、吲哚基、苯并噻吩基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基或苯并咪唑基。对R3表示的基团的合适的任选取代基见下文。
更佳地，结构式I中的R3如结构式R3-i至R3-v中的一种所示：
Figure BPA00001188258900046
在结构式R3-i至R3-v中，Y是-N-、-CH-或-CR11-；Z是-NRz-、-S-或-O-，其中Rz是-H或C1-C3烷基，更优选是-H或甲基，最优选是-H；变量w是0、1、2或3；R11各自独立的是卤素、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-OR1、-(CO)R1、-(CO)OR1、-O(CO)R1、-(CO)O(CO)R1、-(CS)OR1、-(SO)OR1、-SO3R1、-CONRm 2、-O(CO)NRm 2、-NRn(CO)NRm 2、-NRn(CO)OR1、-NRnCOR1、-(SO2)NRm 2)、-NRnSO2R1、-(CH2)uNR1 2或任选取代的芳基、芳烷基或C1-C5烷基。在上文中，u是0-5，R1和Rn各自独立的是-H、芳基或芳烷基、C1-C5烷基或C1-C5卤代烷基，Rm各自独立的是-H、芳基、芳烷基或C1-C5烷基，或者NRm 2是非芳族杂环基。
更佳地，结构式I中的R3可用结构式R3-i′至R3-v′中的一种表示：
在结构式R3-i′至R3-v′中，w是0、1、2或3，R11各自独立的是-OH、-NO2、-F、-Cl、-Br、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、-CF3或-OCF3。
更佳地，R3如结构式R3a至R3r中的一种所示：
Figure BPA00001188258900061
最佳地，R3如结构式R3e所示。
如下文描述芳基、杂芳基、脂族基和环烷基的合适取代基的段落中所述的，结构式I中的R4任选地进一步被取代。更佳地，R4是取代的苯基、吡啶基、嘧啶基、吡唑基、萘基、联苯基、苯基-吡啶基、喹啉基、苯并嘧啶基、苯并吡唑基、环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基或C2-C8烯基。
更佳地，R4如结构式R4-i至R4-vii中的一种所示：
Figure BPA00001188258900071
在结构式R4-i至R4-vii中，m各自独立的是0、1、2或3，X是-N-、-CH-或-CR10-；环B是C3-C6环烷基或C3-C6环烯基；环C和D各自独立的是芳基或杂芳基；R8是-ORq或-NRr 2；R9是-H、芳基、芳烷基或C1-C6脂族基；R10各自独立的是卤素、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-ORi、-(CO)Ri、-(CO)ORi、-O(CO)Ri、-(CO)O(CO)Ri、-(CS)Ri、-(SO)ORi、-SO3Ri、-CONRj 2、-O(CO)NRj 2、-NRk(CO)NRj 2、-NRk(CO)ORi、-NRkCORi、-(SO2)NRj 2、-NRkSO2Ri、-(CH2)tNRj 2或任选取代的芳基、芳烷基或C1-C5烷基；变量t是0-5，Ri和Rk各自独立的是-H、芳基、芳烷基、C1-C5烷基或C1-C5卤代烷基；Rj和Rr各自独立的是-H、芳基、芳烷基或C1-C5烷基，或者NRj 2和NRr 2各自独立的是非芳族杂环基；Rq是-H或任选取代的芳基、芳酰基、芳烷基、芳烷酰基(aralkanoyl)、C1-C5烷基或C1-C5烷酰基。
更佳地，R4如结构式R4-i′至R4-vii′中的一种所示：
Figure BPA00001188258900072
在结构式R4-i′至R4-vii′中，m各自独立的是0、1、2或3；R8是-OH、C1-C5烷氧基或C1-C5烷酰氧基；R9是-H或C1-C6脂族基；R10各自独立的是-OH、-NO2、-F、-Cl、-Br、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、-CF3或-OCF3。
更佳地，R4如结构式R4a至R4q中的一种所示：
Figure BPA00001188258900081
最佳地，R4如结构式R4a、R4h或R4q所示。
在R4a至R4q中，R8是-NRy 2、-OH、C1-C5烷氧基或C1-C5烷酰氧基，其中Ry各自独立的是-H或C1-C3烷基。更佳地，R8是-OH或C1-C4烷氧基，或者更优选是-OH、-OCH3或-OCH2CH3。最佳地，R8是OCH3或-OCH2CH3。
在优选的实施方式中，在结构式I中，R8是-OH。
在结构式I中，R3用结构式R3-i至R3-v中的一种表示，或者R4用结构式R4-i至R4-vii中的一种表示。更佳地，R3用结构式R3-i至R3-v中的一种表示，且R4用结构式R4-i至R4-vii中的一种表示。在另一个实施方式中，在结构式I中，R3用结构式R3-i′至R3-v′中的一种表示，或者R4用结构式R4-i′至R4-vii′中的一种表示。更佳地，R3用结构式R3-i′至R3-v′中的一种表示，且R4用结构式R4-i′至R4-vii′中的一种表示。在另一个优选的实施方式中，对于结构式I，R3用结构式R3a至R3r中的一种表示，或者R4用结构式R4a至R4q中的一种表示。较佳地，R3用结构式R3a至R3r中的一种表示，且R4用结构式R4a至R4q中的一种表示。更佳地，R3用结构式R3e表示，或者R4用结构式R4a、R4h或R4q表示。更佳地，R3用结构式R3e表示，R4用结构式R4a、R4h或R4q表示。
在优选的实施方式中，X、Y和Z各自独立的是氢、C1-C4烷氧基，或一起形成[1，3]-二氧杂环戊烯(dioxolo)稠合环。
最佳地，X、Y和Z各自独立的是氢、甲氧基或[1，3]-二氧杂环戊烯稠合环。
在优选的实施方式中，L是-C(O)-。
在优选的实施方式中，R4是被卤素、CO2H、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或CH2CO2H独立地取代一次或多次的苯环。
在优选的实施方式中，R3是被卤素取代一次或多次的苯环。
在优选的实施方式中，R5和R6各自是氢。
在一个示例性实施方式中，通式I的化合物如通式5所示：
Figure BPA00001188258900091
式中，X、Y、Z和R3如上文中所定义，R’和R”各自独立的是氢、卤素、羟基、烷基、腈、羧酸或杂环。
在另一个示例性实施方式中，通式I的化合物如通式6所示：
Figure BPA00001188258900092
其中R12、R13、R14和R15各自独立的是H、C1-6烷基、C1-6烷氧基，或者R13和R14可连接形成：
Figure BPA00001188258900093
其中n是0、1或2；R15是任选被一个或多个卤素取代的吡啶或苯基；
R16是任选地、独立地被卤素、CO2H、C1-6烷基、氰基、四唑基或羟基取代一次或多次的吡啶或苯基。
在其它实施方式中，化合物、方法中的化合物、药物组合物中的化合物各自用表1所示的各化合物表示：
表1：通式1的PPAT抑制剂
Figure BPA00001188258900111
Figure BPA00001188258900121
Figure BPA00001188258900131
Figure BPA00001188258900141
Figure BPA00001188258900151
在一个具体的实施方式中，表1的化合物可用于对需要的对象进行细菌感染治疗。
术语“对象”包括哺乳动物，例如人，陪伴动物(例如狗、猫、鸟、观赏鱼、爬行类动物等)，农畜(例如母牛、羊、猪、马、家禽、农业饲养鱼等)以及实验室动物(例如，大鼠、小鼠、荷兰猪、鸟、观赏鱼、爬行类动物等)。或者，对象是温血动物。更优选对象是哺乳动物。最优选对象是人。
需要治疗的对象已经受到细菌感染(或者已经暴露于存在细菌的易感染环境中，例如在医院中)，该细菌感染的症状通过给予有效量的所揭示的双环衍生物可以得到减轻。例如，需要治疗的对象可能已被感染，对于该感染可以给予揭示的双环衍生物进行治疗。在另一个例子中，需要治疗的对象具有开放的伤口或烧伤，或者具有免疫力下降的免疫***，对此可以给予所揭示的PPAT抑制剂作为预防剂。因此，对象可以得到治疗性或预防性的治疗。更优选，对象得到治疗性的治疗。
通常，治疗对象由选自以下菌属的细菌引起感染：异着色菌属(Allochromatium)、不动杆菌属(Acinetobacter)、杆菌属(Bacillus)、弯曲杆菌属(Campylobacter)、衣原体(Chlamydia)、批衣菌属(Chlamydophila)、梭菌属(Clostridium)、柠檬酸细菌属(Citrobacter)、埃希杆菌属(Escherichia)、肠道细菌属(Enterobacter)、肠球菌属(Enterococcus)、弗朗西丝氏菌属(Francisella)、嗜血杆菌属(Haemophilus)、缠绕杆菌属(Helicobacter)、克雷白氏杆菌属(Klebsiella)、李斯特菌属(Listeria)、莫拉菌属(Moraxella)、分枝杆菌属(Mycobacterium)、奈瑟氏菌属(Neisseria)、变形菌属(Proteus)、假单胞菌属(Pseudomonas)、沙门氏菌属(Salmonella)、沙雷菌属(erratia)、志贺菌属(Shigella)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、葡萄球菌属(Staphyloccocus)、链锁状球菌属(Streptococcus)、聚球蓝细菌属(Synechococcus)、弧菌属(Vibrio)和耶尔森菌属(Yersina)。
更佳地，治疗对象由以下细菌引起感染：酒色异着色菌(Allochromatium vinosum)、鲍曼不动杆菌(Acinetobacter baumanii)、炭疽杆菌(Bacillus anthracis)、空肠弯曲杆菌(Campylobacter jejuni)、砂眼立克次氏体(Chlamydia trachomatis)、肺炎衣原体(Chlamydia pneumoniae)、梭菌属(Clostridium spp.)、柠檬酸杆菌属(Citrobacter spp.)、大肠杆菌(Escherichia coli)、肠杆菌属(Enterobacter spp.)、粪肠球菌(Enterococcusfaecalis.)、屎肠球菌(Enterococcus faecium)、土拉热巴斯德氏菌(Francisella tularensis)、流行性嗜血杆菌(Haemophilus influenzas)、幽门螺旋杆菌(Helicobacterpylori)、克雷伯氏菌属(Klebsiella spp.)、单核球增多性李斯特菌(Listeria moiwcytogenes)、粘膜炎莫拉菌(Moraxella catarrhalis)、结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis)、脑膜炎奈瑟氏球菌(Neisseria meningitidis)、淋病奈瑟氏菌(Neisseria gonorrhoeae)、奇异变形菌(Proteus mirabilis)、普通变形杆菌(Proteus vulgaris)、绿脓假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)、沙门氏菌属(Salmonella spp.)、赛氏杆菌属(Serratia spp.)、志贺氏杆菌属(Shigella spp.)、嗜麦芽糖寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia)、金黄色葡萄球菌(Staphyloccocus aureus)、表皮葡萄球菌(Staphyloccocus epidermidis)、肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)、酿脓链球菌(Streptococcus pyogenes)、无乳链球菌(Streptococcus agalactiae)、鼠疫耶尔森菌(Yersinapestis)和小肠结肠炎耶尔森菌(Yersina enterocolitica)等。
较佳地，治疗对象由表达PPAT蛋白的细菌引起感染。文中使用的“PPAT蛋白”是磷酸泛酰巯基乙胺腺苷转移酶，即***名ATP：泛酰巯基乙胺-4′-磷酸腺苷酰转移酶，IUBMB***类别EC 2.7.7.3，(参见生物化学和分子生物学国际联盟(International Union of Biochemistry and Molecular Biology)，www.chem.qmul.ac.uk/iubmb/)。
在一个实施方式中，还同时治疗对象的真菌感染，例如由以下真菌引起的真菌感染：致病皮肤藓菌，例如发癣菌属(Trichophyton)、藓(Tinea)、小孢子菌属(Microspormn)、表皮癣菌属(Epidermophyton)等；或致病丝状真菌，例如曲霉(Aspergillus)、组织胞浆菌属(Histoplasma)、隐球菌属(Cryptococcus)、小孢子菌属(Microspormn)等；或致病非丝状真菌，例如酵母，例如念珠菌属(Candida)、马拉色菌属(Malassezia)、毛孢子菌属(Trichosporon)、赤酿母属(Rhodotorula)、球拟酵母菌属(Torulopsis)、芽生菌属(Blastomyces)、副球孢子菌属(Paracoccidioides)、球孢子菌属(Coccidioides)等。较佳地，同时治疗对象由曲霉或发藓菌属引起的真菌感染。发藓菌属的物种包括例如须发癣菌(T.Mentagrophytes)、深红发癣菌(T.Rubrum)、舍恩莱发癣菌(T.Schoenleinii)、断发癣菌(T.Tonsurans)、疣状发癣菌(T.Verrucosum)和堇色发癣菌(T.Violaceum)。曲霉的物种包括例如烟曲霉(A.fumigatus)、黄曲霉(A.flavus)、黑曲霉(A.Niger)、阿姆斯特丹曲霉(A.Amstelodami)、亮白曲霉(A.Candidus)、肉色曲霉(A.carneus)、构巢曲霉(A.Nidulans)、米曲霉(A oryzae)、局限曲霉(A.restrictus)、聚多曲霉(A.sydowi)、土曲霉(A.terreus)、焦曲霉(A.ustus)、杂色曲霉(A.versicolor)、浅兰灰曲霉(A.caesiellus)、棒曲霉(A.clavatus)、燕麦曲霉(A.avenaceus)和弯头曲霉(A.deflectus)。更佳地，同时治疗对象由选自下组的曲霉属物种导致的真菌感染：烟曲霉(A.fumigatus)、黄曲霉(A.flavits)、黑曲霉(A.niger)、阿姆斯特丹曲霉(A.canstelodami)、亮白曲霉(A.candidus)、肉色曲霉(A.carneus)、构巢曲霉(A.nidulans)、米曲霉(A oryzae)、局限曲霉(A.restrictus)、聚多曲霉(A.sydowi)、土曲霉(A.terreus)、焦曲霉(A.ustus)、杂色曲霉(A.versicolor)、浅兰灰曲霉(A.caesiellus)、棒曲霉(A.clavatus)、燕麦曲霉(A.avenaceus)和弯头曲霉(A.deflectus)。更佳地，同时治疗对象由烟曲霉(Aspergillus fumigatus)或黑曲霉(Aspergillus niger)引起的真菌感染，最优选用于治疗由烟曲霉(Aspergillus fumigatus)引起的真菌感染。
本发明所揭示的化合物的“有效量”是指这样的量，当以该量对需要治疗的对象给药时，可以改善对象的预后，例如延迟发作和/或减轻与细菌感染相关的对象诸症状中的一项或多项的严重程度。给予对象的所揭示化合物的量取决于具体的疾病、给药方式、共给药化合物(如果存在)和对象的特点，例如一般健康状况、其它疾病、年龄、性别、基因型、体重和耐药性。本领域技术人员根据这些和其它因素能够确定合适的剂量。所揭示的化合物的有效量通常为约0.01毫克/千克/天到约100毫克/千克/天，优选为0.1毫克/千克/天到约10毫克/千克/天。用本发明所揭示化合物给药的技术见述于雷明顿：药物科学与实践(Remington：the Science and Practice of Pharmacy)，第19版，梅克出版公司(Mack Publishing Co.)，Easton，PA(1995)，其全部内容通过引用纳入本文。
所揭示化合物的“药学上可接受的盐”是适用于对对象给药的由所揭示化合物与酸或碱反应产生的含离子键的产物。
例如，含胺或其它碱性基团的化合物的酸盐可通过该化合物与合适的有机或无机酸反应制得，所述有机酸或无机酸的例子包括盐酸、氢溴酸、乙酸、高氯酸等。具有季铵基的化合物还含抗衡离子，例如氯离子、溴离子、碘离子、乙酸根、高氯酸根等。这些盐的其它例子包括盐酸盐、氢溴酸盐、硫酸盐、甲磺酸盐、硝酸盐、马来酸盐、乙酸盐、柠檬酸盐、富马酸盐、酒石酸盐(例如(+)-酒石酸盐、(-)-酒石酸盐或它们的混合物，包括外消旋混合物)、琥珀酸盐、苯甲酸盐以及与氨基酸如谷氨酸形成的盐。
含羧酸或其它酸性官能团的化合物的盐可通过该化合物与合适的碱反应制得。这种药学上可接受的盐可利用能给予药学上可接受的阳离子的碱制得，包括碱金属盐(特别是钠盐和钾盐)、碱土金属盐(特别是钙盐和镁盐)、铝盐和铵盐，以及由生理学上可接受的有机碱制得的盐，例如三甲胺、三乙胺、吗啉、吡啶、哌啶、甲基吡啶、二环己胺、N，N′-二苄基乙二胺、2-羟基乙胺、二-(2-羟乙基)胺、三-(2-羟乙基)胺、普鲁卡因、二苄基哌啶、N-苄基-3-苯乙基胺、脱氢枞胺、N，N′-双脱氢枞胺、葡糖胺、N-甲基葡糖胺、可力丁、奎宁、喹啉和碱性氨基酸如赖氨酸和精氨酸。
某些化合物及其盐也可以以溶剂合物的形式存在，例如水合物，本发明包括各种溶剂合物以及它们的混合物。
文中使用的“药物组合物”是以适用于对对象给药的形式存在的含有所揭示化合物的制剂。药物组合物可以为散装剂型或单位剂型。单位剂型可以为各种形式，包括例如胶囊、IV包、片剂、气雾剂吸入器上的单流向泵、或小瓶。单位剂量组合物中活性组分(即所揭示化合物或其盐的制剂)的量是有效量，可根据相关的具体治疗而变化。应该认识到，根据病患的年龄和状况可能需要对剂量进行一些常规变化。剂量还取决于给药的途径。可以考虑多种给药途径，包括局部、口腔、肺部、直肠、***内、胃肠外、经皮肤、皮下、静脉内、肌内、腹膜内和鼻内。
文中所描述的化合物及其药学上可接受的盐可与药学上可接受的载体或稀释剂组合用于药物制品。合适的药学上可接受的载体包括惰性固体填料或稀释剂和无菌水性或有机溶液。这种药物组合物中所述化合物存在的量应足以提供在文中所述范围内的所需的剂量。本发明所揭示化合物的配制和给药技术参见上述雷明顿：药物科学与实践(Remington：the Science and Practice of Pharmacy)。
对于口服给药，本发明所揭示的化合物或其盐可与合适的固体或液体载体或稀释剂组合，形成胶囊、片剂、丸剂、粉末、糖浆剂、溶液、混悬液等。
片剂、丸剂和胶囊等含有约1-99重量％的活性组分和以下组分：粘合剂，例如西黄蓍胶、***胶、玉米淀粉或明胶；赋形剂，例如磷酸二钙；崩解剂，例如玉米淀粉、马铃薯淀粉或海藻酸；润滑剂，例如硬脂酸镁；和/或甜味剂，例如蔗糖、乳糖或糖精。当单位剂型是胶囊时，除了上述种类材料外，胶囊还可包含液体载体，例如脂肪油。
可存在各种其它物质作为包衣，或改进剂量单位的物理形式。例如，可用虫胶、糖或两者包覆片剂。除了活性化合物外，糖浆剂或酏剂还可包含蔗糖作为甜味剂，尼泊金甲酯和尼泊金丙酯作为防腐剂，染料和调味剂如樱桃或桔子调味剂，等等。
对于胃肠外给药，所揭示的化合物或其盐、溶剂合物或水合物可与无菌水性或有机介质组合形成可注射的溶液或混悬液。例如可使用芝麻油或花生油、水性丙二醇等的溶液，以及所述化合物的药学上可接受的水溶性盐的水溶液。还可以在油中制备丙三醇、液体聚乙二醇和它们的混合物的分散体。在常规储存和使用条件下，这些制品含有防腐剂以防止微生物生长。
除了之前所述的制剂外，还可以将化合物配制成长效制品。合适的这类制品包括使用交联的或水不溶性的多糖制剂、可聚合的聚环氧乙烷制剂、浸渍膜等的具有生物相容性和生物可降解性的聚合物水凝胶制剂。这种长期作用的制剂可通过植入或经皮肤递送(例如皮下或肌内)、肌内注射或透皮贴剂进行给药。较佳地，它们被植入或施用到受感染的器官或组织的微环境中，例如，将浸渍了所揭示化合物的膜施用到开放伤口或烧伤处。因此，例如，可用合适的聚合物或疏水材料配制化合物，例如作为在可接受油中的乳液，或离子交换树脂，或者作为微溶性衍生物，例如作为微溶盐。
对于局部给药，合适的制剂可包括生物相容性油、蜡、凝胶、粉末、聚合物或其它液体或固体载体。这种制剂可通过直接施用于受感染的组织来进行给药，例如用于治疗结膜组织感染的液体制剂可以滴加的方式给予对象的眼睛，乳膏制剂可以给予伤口处，或者用制剂浸渍绷带，等等。
对于直肠给药，合适的药物组合物是例如局部用制品、栓剂或灌肠剂。
对于***内给药，合适的药物组合物是例如局部用制品、***栓剂、棉塞、乳膏、凝胶、糊剂、泡沫剂或喷雾剂。
另外，还可以将化合物配制为通过肺部给药递送活性剂，例如含有活性剂的气雾剂通过例如手动泵式喷雾器、雾化器或加压计量吸入器给药。合适的这类制剂还可包含其它试剂如抗静电剂，以保持所揭示的化合物为有效的气雾剂形式。
文中使用的术语“肺部”指患者体内主要功能是与外部环境进行气体交换(即O2/CO2交换)的任何部分、组织或器官。“肺部”通常指呼吸道的组织。因此，术语“肺部给药”指将文中所述的制剂给予主要功能是与外部环境进行气体交换的任何部分、组织或器官(例如，口、鼻、咽、口咽、喉咽、喉头、气管、隆凸、支气管、细支气管、肺泡)。在本发明中，“肺部”还包括与呼吸道关联的器官或空腔，特别是窦。
用于递送气雾剂的药物递送装置包括合适的具有计量阀的包含所述药用气雾制剂的气雾罐和适于容纳该气雾罐并容许药物递送的致动器外壳。药物递送装置的气雾罐在顶部留有超过该气雾罐总体积的约15％的空间。通常，用于肺部给药的聚合物溶解、悬浮或乳化在溶剂、表面活性剂和推进剂的混合物中。该混合物保持在已经用计量阀密封的气雾罐内的一定压力下。
对于鼻内给药，可使用固体或液体载体。固体载体包括粒度在例如约20-500微米范围内的粗粉末，这种制剂通过经鼻道快速吸入而给药。在使用液体载体的情况中，制剂可以作为鼻喷雾剂或液滴给药，可包括活性组分的油性或水性溶液。
除了上述制剂外，制剂可任选地包含一种或多种其它药物或者与它们共给药，这些其它药物的例子有其它抗生素、抗炎剂、抗真菌剂(antirungals)、抗病毒剂、免疫调节剂、抗原虫剂、类固醇、解充血剂、支气管扩张剂等。例如，所揭示的化合物可与以下例举的药物共给药：布洛芬、***(皮质类固醇)己酮可可碱、两性霉素B、氟康唑、酮康唑、伊曲康唑、青霉素、氨苄西林、阿莫西林等。该制剂还可包含防腐剂、增溶剂、化学缓冲剂、表面活性剂、乳化剂、着色剂、除臭剂和甜味剂。
术语“衍生物”(例如术语“四氢-异喹啉衍生物”中)指具有相同的母核结构但是被文中所述的不同基团取代的化合物。例如，结构式I表示的所有化合物是四氢-异喹啉衍生物，它们具有结构式I作为共同的母核。
在文中所述的结构式中，虚线表示一个键，通过该键所描述的部分或基团与分子的其余部分连接。例如，R4-i中的虚线表示连接所述基团与其它结构式的键。横跨环中一个键的虚线或实线，例如R4-i中从R11伸出的实线，表示它所代表的键可与环中任何可取代的原子连接。Z字形曲折线表示相对于该虚线所代表的键各取代基的顺式或反式位置。
术语“芳基”表示碳环芳族基，例如苯基、萘基和蒽基(anthracyl)。术语“杂芳基”表示杂芳族基，例如咪唑基、异咪唑基、噻吩基、呋喃基、吡啶基、嘧啶基、吡喃基、吡唑基、吡咯基、吡嗪基、噻唑基、异噻唑基、噁唑基、异噁唑基、1，2，3-***基、1，2，4-***基和四唑基。文中使用的“杂芳基”是含有至少一个N、S或O原子和两个双键的5元碳环或含有至少一个N、S或O原子和三个双键的6元碳环。
术语“非芳族杂环”指4-8元、优选5-6元非芳族环体系，其中一个或多个、优选1-4个环碳原子被N、O或S等杂原子代替。非芳族杂环的例子包括3-四氢呋喃基、2-四氢吡喃基、3-四氢吡喃基、4-四氢吡喃基、[1，3]-二氧杂环戊烷基(dioxalanyl)、[1，3]-二硫杂环戊烷基(dithiolanyl)、[1，3]-二噁烷基(dioxanvl)、2-四氢噻吩基、3-四氢噻吩基、2-吗啉基、3-吗啉基、4-吗啉基(raorpholinyl)、2-硫代吗啉基、3-硫代吗啉基、4-硫代吗啉基、1-吡咯烷基、2-吡咯烷基、3-吡咯烷基(pyrorolidinyl)、1-哌嗪基、2-哌嗪基、1-哌啶基、2-哌啶基、3-哌啶基、4-哌啶基、4-噻唑烷基、5-重氮烷基(diazolonyl)、N-取代的重氮烷基(diazolonyl)和1-邻苯甲酰亚胺基。
所揭示的化合物可含有一个或多个手性中心。分子中存在手性中心会导致立体异构体。例如，对于分子中每个手性中心存在一对光学异构体，称为“对映异构体”。对于具有两个或更多个手性中心的化合物中的每个手性中心，存在一对非对映异构体。当结构式没有明确地表示立体化学结构时，例如在结构式I中，应理解这些结构式包括不含相应的光学异构体的对映异构体，外消旋混合物，相对于一种对映异构体相应的光学异构体富含该对映异构体的混合物，不含其它非对映异构体的非对映异构体，不含其它非对映异构体对的一对非对映异构体，非对映异构体的混合物，非对映异构体对的混合物，相对于其它非对映异构体富含一种非对映异构体的混合物，相对于其它非对映异构体对富含一种非对映异构体对的非对映异构体对的混合物。
术语“烷基”单独使用或作为更大部分的一部分(例如芳烷基、烷氧基、烷基氨基、烷基氨基羰基、卤代烷基)，是指完全饱和的直链或支链非芳族烃。除非另有说明，否则，通常直链或支链烷基具有约1-10个碳原子，优选约1-5个碳原子。合适的直链或支链烷基的例子包括甲基、乙基、正丙基、2-丙基、异丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基或辛基。C1-C10直链或支链烷基或C3-C8环烷基也称为“低级烷基”。“烷氧基”指通过***的氧原子连接的烷基，例如甲氧基、乙氧基、2-丙氧基、叔丁氧基、2-丁氧基、3-戊氧基等。
文中使用的术语“任选卤化的烷基”和“任选卤化的烷氧基”包括被一个或多个-F、-Cl、-Br或-I取代的各基团。
文中使用的术语“烷酰基”、“芳酰基”等表示通过***的羰基连接的各基团，例如-(CO)CH2CH3、苯甲酰基等。文中使用的术语“烷酰氧基”、“芳酰氧基”等表示通过***的羧基连接的各基团，例如-O(CO)CH2CH3、-O(CO)C6H5等。
术语“环烷基”是具有约3-10个碳原子、优选约3-7个碳原子的环烷基。合适的环烷基的例子包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基。“环烷氧基”指通过***的氧原子连接的环烷基，例如环戊氧基、环己氧基等。
术语“脂族基”包括含有一个或多个碳碳不饱和单元即碳碳双键或三键的支链或直链烷基。脂环族基是环状脂族基，例如环己烯基或环戊烯基。
术语“芳烷基”、“杂芳烷基”、“环烷基烷基”、“脂环族基烷基”和“非芳族杂环烷基”分别指通过烷基链连接的芳基、杂芳基、环烷基、脂环族基和非芳族杂环基，例如苄基、-CH2-CH2-吡啶、(3-环己基)丙基等。
文中使用的术语联芳基、联杂芳基、芳基-杂芳基和杂芳基-芳基分别表示通过一个共价键连接的两个芳基、通过一个共价键连接的两个杂芳基、通过一个共价键连接的芳基和杂芳基，以及通过一个共价键连接的杂芳基和芳基。联芳基、联杂芳基、杂芳基-芳基和芳基-杂芳基的例子分别包括联苯基、联吡啶基、嘧啶基-苯基和苯基-吡啶基。当如同结构式I中R4的定义，联芳基、联杂芳基、杂芳基-芳基或芳基-杂芳基是取代基时，所述的第一个基团与分子中的其余部分(即结构式I中的“L”)连接。例如，当结构式I中的R4是苯基-吡啶基时，苯基-吡啶基中的苯基与L连接。
“无环”基是不含环的取代基。“单环”基仅含一个环，例如，不与其它环稠合的苯环。“多环”基是含多个稠合环的基团，例如萘基。
“可取代的原子”是通过一个共价键与氢原子连接的氮或碳之类的任何原子，其中氢原子可被其它基团代替。芳环中的“可取代的环原子”是通过一个共价键与氢原子连接的碳或氮之类的任何环原子，其中氢原子可被其它基团代替。
合适的取代基是那些基本不会干扰所揭示化合物的药物活性的取代基。化合物或基团可具有一个或多个相同或不同的取代基。用于烷基、脂族基、环烷基、脂环族基、非芳族杂环基、芳基或杂芳基中可取代碳原子的合适取代基的例子包括-OH、卤素(-Br、-Cl、-I和-F)、-R、-OR、-CH2R、-CH2CH2R、-OCH2R、-CH2OR、-CH2CH2OR、-CH2OC(O)R、-O-COR、-COR、-SR、-SCH2R、-CH2SR、-SOR、-SO2R、-CN、-NO2、-COOH、-SO3H、-NH2、-NHR、-N(R)2、-COOR、-CH2COOR、-CH2CH2COOR、-CHO、-CONH2、-CONHR、-CON(R)2、-NHCOR、-NRCOR、-NHCONH2、-NHCONRH、-NHCON(R)2、-NRCONH2、-NRCONRH、-NRCON(R)2、-C(＝NH)-NH2、-C(＝NH)-NHR、-C(＝NH)-N(R)2、-C(＝NR)-NH2、-C(＝NR)-NHR、-C(＝NR)-N(R)2、-NH-C(＝NH)-NH2、-NH-C(＝NH)-NHR、-NH-C(＝NH)-N(R)2、-NH-C(＝NR)-NH2、-NH-C(＝NR)-NHR、-NH-C(＝NR)-N(R)2、-NRH-C(＝NH)-NH2、-NR-C(＝NH)-NHR、-NR-C(＝NH)-N(R)2、-NR-C(＝NR)-NH2、-NR-C(＝NR)-NHR、-NR-C(＝NR)-N(R)2、-SO2NH2、-SO2NHR、-SO2NR2、-SH、-SOkR(k是0、1或2)和-NH-C(＝NH)-NH2。各R独立的是任选取代的烷基、环烷基、苄基、芳族基、杂芳族基或N-苯胺基。较佳地，R是未被取代的。另外，-N(R)2还可以一起形成取代或未取代的杂环基，例如吡咯烷基、哌啶基、吗啉基和硫代吗啉基。R表示的基团上的取代基的例子包括氨基、烷基氨基、二烷基氨基、氨基羰基、卤素、烷基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰氧基、烷氧基、硝基、氰基、羧基、烷氧基羰基、烷基羰基、羟基、卤代烷氧基或卤代烷基。
杂环基或杂芳基的氮原子上的合适取代基包括-R′、-N(R′)2、-C(O)R′、-CO2R、-C(O)C(O)R′、-C(O)CH2C(O)R′、-SO2R′、-SO2N(R′)2、-C(＝S)N(R′)2、-C(＝NH)-N(R′)2和-NR′SO2R′，其中R′是任选取代的氢、烷基、烷氧基、环烷基、环烷氧基、苯基、苯氧基、苄基、苄氧基、杂芳基或杂环基。R′表示的基团上的取代基的例子包括氨基、烷基氨基、二烷基氨基、氨基羰基、卤素、烷基、烷基氨基羰基、二烷基氨基羰氧基、烷氧基、硝基、氰基、羧基、烷氧基羰基、烷基羰基、羟基、卤代烷氧基或卤代烷基。较佳地，R′是未取代的。
有利的是，本发明还提供供消费者用于治疗疾病的药盒。该药盒包括a)包含抗生素和药学上可接受的载体、媒介物或稀释剂的药物组合物；和任选的b)描述使用该药物组合物治疗特定疾病的方法的说明书。该说明书还可指出该药盒可用于治疗疾病，同时明显降低可能伴随的与抗生素给药相关的副作用。
本申请中使用的“药盒”包括用于容纳各单位剂型的容器，例如独立的瓶子或独立的箔包(foil packet)。该容器可以为本领域中已知的任何常规的形状或形式，可由药学上可接受的材料制成，例如纸盒或纸板盒，玻璃瓶或塑料瓶或玻璃罐或塑料罐，可再密封的包(例如，容纳“再装的”片剂，放到另一个容器中)，或根据治疗方案可将个别剂量压出包的泡罩包装。使用何种容器取决于所涉及的具体剂型，例如常用的纸板盒通常不用于装载液体混悬液。为了出售一种剂型，在一个包装中使用不止一种容器也是可行的。例如，可以将片剂装入瓶中，然后再将瓶子装入盒子中。
这种药盒的一个例子是所谓的泡罩包装。泡罩包装在包装工业中是众所周知的，广泛用于药物单位剂型(片剂、胶囊等)的包装。泡罩包装通常由覆盖了优选透明的塑料材料箔的较硬的材料片构成。在包装过程中，在塑料箔中形成凹陷。该凹陷具有待包装的单个片剂或胶囊的尺寸和形状，或者可具有容纳多个待包装的片剂和/或胶囊的尺寸和形状。然后，将片剂或胶囊放入凹陷中，将较硬的材料片密封在塑料箔的与形成凹陷的方向相反的面上。由此，按照希望的那样，片剂或胶囊被单独或集体地密封在塑料箔和材料片之间的凹陷内。较佳地，材料片的强度应该使得能从泡罩包装中取出片剂或胶囊，具体的做法是用手对凹陷处施加压力，由此在凹陷处的材料片中形成开口，然后片剂或胶囊可通过所述开口取出。
希望提供一种书面记忆辅助物，该书面记忆辅助物的类型是含有为医师、药剂师或对象提供的信息和/或用法说明，例如在片剂或胶囊旁的数字，该数字对应于用药方案中所述片剂或胶囊应该被摄入的天数，或者包含相同类型信息的卡片。这种记忆辅助物的另一个例子是打印在卡片上的日历，例如“第一周，星期一，星期二，”...等...“第二周，星期一，星期二，...”等。其它形式的记忆辅助物是显而易见的。“日剂量”可以是在指定日要摄入的单个片剂或胶囊或多个片剂或胶囊。
药盒的另一个具体实施方式是设计用于分配日剂量的分配器(每次一个)。较佳地，分配器配上记忆辅助物，这样更有利于配合用药方案。这种记忆辅助物的例子是机械计数器，该计数器显示已经分配的日剂量的次数。这种记忆辅助物的另一个例子是电池驱动的微芯片存储器，该装置带有液晶读出器或音响提醒信号，例如显示已经摄取的最近一次日剂量的日期，以及/或者在下一次需进药时提醒对象。
实施例
实施例1：结构式I的PPAT抑制剂的合成：
Figure BPA00001188258900271
R’和R”各自独立的是氢、卤素、羟基、烷基、腈、羧酸或杂环
在氮气下将胺1和醛2在三氟乙酸中的混合物加热到回流并保持两天。使该混合物冷却到室温，在真空下除去大部分TFA。残余物冷却到0℃，用CH2Cl2和1N NaOH处理。分离有机层，用CH2Cl2萃取水层。合并的有机层用Na2SO4干燥，在真空下除去溶剂。通过柱色谱在硅胶上进一步纯化产物3。在氮气下，将化合物3和酸酐4的DMSO溶液在65℃(浴温)加热5小时。将该混合物冷却到室温，用1∶1的醚∶乙酸乙酯混合物处理。依次用盐水溶液和水洗涤，然后用Na2SO4干燥。在真空下除去溶剂，通过柱色谱在硅胶上纯化残余物，得到化合物5。
实施例2：PPAT抑制剂化合物15的合成
在氮气下将胺1(500毫克，2.76mM)和醛2(398毫克，2.80mM)在三氟乙酸(15毫升)中的混合物加热到回流并保持两天。将该混合物冷却到室温，在真空下除去大部分三氟乙酸。残余物冷却到0℃，用CH2Cl2(30毫升)和1N NaOH(10毫升)处理。分离有机层，用CH2Cl2(2X20毫升，1X10毫升)萃取水层。合并的有机层用Na2SO4干燥，在真空下除去溶剂。深色油状残余物通过柱色谱在硅胶上纯化(乙酸乙酯～乙酸乙酯/甲醇(97∶3))，得到蜡状固体化合物3(296毫克，35％)。1H NMR(DMSO-d6)∶2.7(4H，Ar-CH2CH2-NH)，3.49和3.76(各3H，两个甲基)，5.37(s，1H，ArAr′-CH-NH)，6.32和6.38(都是单峰，各1H，与甲氧基相邻的两个芳族质子).6.45，6.96和7.24(各1H，其余的芳族质子)。
在氮气下将化合物3(102毫克，0.33mM)和酸酐4(105毫克，0.48mM)的DMSO(10毫升)溶液在65℃(浴温)加热5小时。将该混合物冷却到室温，用250毫升(醚/乙酸乙酯∶1/1)处理。依次用盐水溶液(2X50毫升)和水(3X50毫升)洗涤混合物，然后用Na2SO4干燥。在真空下除去溶剂，通过柱色谱在硅胶上纯化残余物(乙酸乙酯/己烷∶1/4-1/3)，得到化合物5。用氯仿/己烷重结晶，在65℃的真空烘箱中干燥过夜，得到白色粉末产物5(110毫克，60％)。1H NMR(dmso-d6)：由于旋转异构体(rotomers)的原因未能很好的限定。
MS：m+1＝522
实施例3：依赖于PPAT的细菌，一种抗生素的通用靶
PPAT的基因即coaD(或者kdtE)已经得到识别：参见Geerlof等，“来自大肠杆菌的磷酸泛酰巯基乙胺腺苷酰转移酶的纯化和表征(Purification and characterization of Phosphopantetheine Adenylyltransferase from E.Coli)”J.Biol.Chem.，1999，274(38)，第27105-11页，其全部内容通过引用纳入本文。使用
Figure BPA00001188258900281
(局部序列比对基本检索工具(Basic Local Alignment Search Tool)，可在线从http://www.ncbi.nkri.nih.gov/BLAST/获得)在各种细菌和哺乳动物中研究了该基因序列。结果示于表2中。
表2：在各种细菌种中PPAT基因(coaD)的保守性
Figure BPA00001188258900291
据观察PPAT在许多细菌病原体中是高度保守的。因此，PPAT是抗生素的通用靶。此外，虽然在哺乳动物细胞中存在PPAT，但是哺乳动物序列的差异性足够大，表明所揭示的PPAT抑制剂对细菌PPAT具有选择性。
PPAT的基因coaD通过等位基因交换从各种细菌中断裂得到；参见，例如上述Geerlof等，以及Freiberg等，2001，“在病原体真菌中保守的新颖的基本大肠杆菌基因的识别(Identification ofnovel essential Escherichia coli genes conserved among pathogenic bacteria)”J Mol Microbiol Biotechnol 2001，3，第483-9页，其全部内容通过引用纳入本文。研究了大肠杆菌(Escherichia coli)、枯草杆菌(Bacillus subtilis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和肺炎链球菌(Streptococcus pneumoniae)在复杂生长介质中的存活情况。修饰的细菌在无coaD基因的情况下不能生存，这表明PPAT是细菌生存所必需的，因此是潜在的抗生素靶。
另一个实验可测试大肠杆菌在含外源脱磷酸CoA和/或CoA的介质中的生存情况。哺乳动物，包括人细胞可由从环境中捕获的泛酸(维生素B5)制备CoA。因此，在人对象中，人细胞/组织可以向不能合成CoA的细菌提供CoA。修饰的大肠杆菌在含外源脱磷酸CoA和/或CoA的介质中不能生存更加说明PPAT是抗细菌靶。
实施例4：PPAT抑制的动力学测试
在0.003～200微克/毫升范围内的不同化合物浓度下确定所揭示化合物对PPAT的IC50(50％抑制浓度)值。使用不同的测试方法，IC50值＞200的化合物具有可测量的IC50。
这些抑制测试可使用与上述筛选测试类似的方法在96孔测试板中进行。在100微升的总体积中，反应缓冲液含有20mM Hepes(pH 7.5)、100mMNaCl、lmM MgCl2、0.5mM DTT、0.006％Brij 35、10％丙三醇、25μM PPT、0.5mM ATP、0.2单位焦磷酸酶、200ng PPAT。该反应进行2分钟，然后用150毫升孔雀绿(Malachite Green)试剂终止。在显色后10分钟，测量在650纳米的吸光度。使用XLfit(美国马萨诸塞州剑桥市的ID商业策略公司(Business Solutions Inc.，Cambridge，MA))，按照四参数方法拟合数据，由此确定IC50。IC50值由抑制酶反应50％的化合物浓度的曲线得到。本发明化合物的IC50数据显示在表3中。
表3：结构式1的PPAT抑制剂的IC50数据
Figure BPA00001188258900301
为了进行IC50测试，需要纯化的PPAT。将大肠杆菌PPAT基因克隆到pET28a表达载体(美国威斯康星州麦迪逊的诺威恩公司(Novagen，Inc.，Madison，WT))中，并在大肠杆菌BL21(DE3)细胞中表达。色谱纯化操作使用Q-琼脂糖，凝胶过滤和MonoQ色谱，如下文所述。该方法的详细描述见上文Geerlof等的文献中。
将各细胞沉淀物悬浮在4倍体积的裂解缓冲液中(50mM KH2PO4pH8.0，100mM NaCl，2mM EGTA，和10％丙三醇)。细胞通过微流体(Microfluidics)细胞破碎仪4次而破裂，细胞裂解物在3,000g离心20分钟。然后，将上层清液施加到经过预平衡的Q琼脂糖柱中(10mM Tris-HCl pH 8.0，0.1mM EGTA，1mM PMSF，100mM NaCl，10％丙三醇，0.1％p-巯基乙醇和0.02％Brij 35)。用在平衡缓冲液中的NaCl梯度(0.1～1M)洗脱PPAT。主峰部分合并且浓缩，然后施加到Sephacryl S200HR柱中(10mM Tris-HCl pH7.5，150mM NaCl，0.1mM EGTA，0.1mM PMSF，10％丙三醇，0.1％β-巯基乙醇和0.02％Brij 35)。用相同的缓冲剂洗脱PPAT。合并主峰部分，装载到经过预平衡的MonoQ柱上(10mM Tris-HCl，pH 7.0，0.1mM EGTA，0.1mMPMSF，10％丙三醇，0.1％β-巯基乙醇和0.02％Brij 35)。用从100mM到1000mM的NaCl梯度洗脱PPAT。峰部分合并，在储存缓冲液(10mM MOPSpH7.0，150mM NaCl，0.1mM EGTA，50％丙三醇，0.02％Brij 35)中透析，然后在-20℃储存。
实施例5：测量所揭示的PPAT抑制剂对耐药细菌的抗菌活性
通过测量MIC(最低抑制浓度)评价效力、抗菌谱、靶特异性和血清效应。这是对一组病原细菌，在化合物的连续2倍稀释液中，完全抑制生长的最低浓度，单位为微克/毫升。构成该细菌组的菌株从美国模式培养物保藏所(ATCC，马纳萨斯，弗吉尼亚州)获得，或者经过遗传工程改造以表达各种水平的PPAT。ATCC菌株包括以下：大肠杆菌(ATCC 35218)，金黄色葡萄球菌(ATCC 700699)和屎肠球菌(ATCC 700221)。其它菌株包括金黄色葡萄球菌RN4220、大肠杆菌WO-0159、大肠杆菌WO-0153和枯草杆菌BD170，内源PPAT破裂，在诱导型启动子(P间隔(Pspace))的调控下补充PPAT。
基本按照NCCLS推荐中所述进行MIC测试，其全部内容通过引用纳入本文(国家临床实验标准中心(National Center for Clinical Laboratory Standards)，1997，(对需氧生长细菌的稀释抗微生物敏感性测试的方法(Methods for Dilution Antimicrobial Susceptibility Tests for Bacteria the Grow Aerobically))，第4版；经过认可的标准，NCCLS文件M7-A4.NCCLS，Wayne，PA.)，但是有以下不同：存在或不存在血清的胰酶大豆肉汤(Tryptic Soy broth)和米勒-欣顿二氏琼脂肉汤(Mueller Hinton broth)都用作生长介质。测试的浓度范围为200-0.39mcg/ml。通过在96孔微量滴定板中2倍连续稀释来制得所需最终浓度50倍的浓度，然后转移2微升到测试板中。细胞在合适的培养基中生长，稀释到最终0.001的OD600，然后将98微升接种到测试板中。各测试孔中的最终体积为100微升。在37℃温育过夜后，对测试板进行读数。由导致生长抑制超过80％的最低浓度来确定MIC。
政府支持
本发明在美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)的政府支持下完成。政府对本发明具有一定的权利。

Claims (25)

1.一种结构式I表示的化合物：
Figure FPA00001188258800011
以及该化合物的药学上可接受的盐、溶剂合物、水合物、对映异构体、立体异构体、旋转异构体、互变异构体、非对映异构体或外消旋体；
式中：
X、Y和Z各自独立的是-H、OH、-OR、-SR、卤素、NH2、NHRa、NRa 2、NRaN2、烷基、芳基环、杂环或稠合环；
R3是-H、任选取代的芳基、芳烷基、杂芳基、杂芳烷基、C3-C7脂环族基、C3-C7环烷基或C1-C5烷基；
L是-(CH2)-、-(CO)-、-(CS)-、-(SO)-或-(SO2)-；
R4是芳基、联芳基、杂芳基、联杂芳基、杂芳基-芳基、芳基-杂芳基、芳烷基、杂芳烷基、C1-C8脂族基、C3-C7环烷基、C5-C7脂环族基或3-7元非芳族杂环基，其中R4表示的基团被卤素、-(CO)ORa、-(CO)O(CO)Ra、-(CS)ORa、-(SO)ORa、SO3Ra、-OSO3Ra、-P(ORa)2、-(PO)(ORa)2、-O(PO)(ORa)2、-B(ORa)2、-(CO)NRb 2、-NRc(CO)Ra、-SO2NRb 2或-NRcSO2Ra取代；
R5是-H、-(CO)ORa、-(CO)O(CO)Ra、-(CS)ORa、-(SO)ORa、SO3Ra、-OSO3Ra、-P(ORa)2、-(PO)(ORa)2、-O(PO)(ORa)2、-B(ORa)2、-(CO)NRb 2、-NRc(CO)Ra、-SO2NRb 2或-NRcSO2Ra；
R6是-H、-OH、卤素或任选取代的C1-C3烷基或烷氧基；
Ra和Rc各自独立的是-H、C1-C5烷基、芳基或芳烷基；
Rb各自独立的是-H、C1-C5烷基、芳基或芳烷基，或者NRb 2是非芳族杂环基。
2.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，X、Y和Z是ORa或杂环，其中Ra独立的是-H、C1-C5烷基、芳基或芳烷基。
3.如权利要求2所述的化合物，其特征在于，R3是任选取代的苯基、吡啶基、苯并[1，3]二氧杂环戊烯基、2，3-二氢-苯并[1，4]二噁英、嘧啶基、吡唑基、呋喃基、吡咯基、噻吩基、噁唑基、异噁唑基、噻唑基、异噻唑基、咪唑基、萘基、喹啉基、联苯基、苯并嘧啶基、苯并吡唑基、苯并呋喃基、吲哚基、苯并噻吩基、苯并噁唑基、苯并异噁唑基、苯并噻唑基、苯并异噻唑基或苯并咪唑基。
4.如权利要求3所述的化合物，其特征在于，R4是取代的苯基、吡啶基、嘧啶基、吡唑基、萘基、联苯基、苯基-吡啶基、联吡啶基、喹啉基、苯并嘧啶基、苯并吡唑基、环丙基、环丁基、环戊基、环戊烯基、环己基、环己烯基或C2-C8烯基。
5.如权利要求4所述的化合物，其特征在于，R4用结构式R4-i至R4-vii中的一种表示：
Figure FPA00001188258800021
其中：
m各自独立的是0、1、2或3；
X是-N-、-CH-或-CR10-；环B是C3-C6环烷基或C3-C6环烯基；
环C和D各自独立的是芳基或杂芳基；
R8是-ORq或-NRr 2；
R9是-H、芳基、芳烷基或C1-C6脂族基；
R10各自独立的是卤素、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-ORi、-(CO)Ri、-(CO)ORi、-O(CO)Ri、-(CO)O(CO)Ri、-(CS)ORi、-(SO)ORi、-SO3Ri、-CONRj 2、-O(CO)NRj 2、-NRk(CO)NRj 2、-NRk(CO)ORi、-NRkCORi、-(SO2)NRj 2、-NRkSO2Ri、-(CH2)tNRj 2或任选取代的芳基、芳烷基或C1-C5烷基；
Ri和Rk各自独立的是-H、芳基、芳烷基、C1-C5烷基或C1-C5卤代烷基；
Rj和Rr各自独立的是-H、芳基、芳烷基或C1-C5烷基，或者NRj 2和NRr 2各自独立的是非芳族杂环基；
Rq是-H或任选取代的芳基、芳酰基、芳烷基、芳烷酰基、C1-C5烷基或C1-C5烷酰基；
t是0-5。
6.如权利要求5所述的化合物，其特征在于，R4用结构式R4-i至R4-vii中的一种表示：
Figure FPA00001188258800031
其中：
m各自独立的是0、1、2或3；
X是-N-、-CH-或-CR10-；
环B是C3-C6环烷基或C3-C6环烯基；
环C和D各自独立的是芳基或杂芳基；
R8是-ORq或-NRr 2；
R9是-H、芳基、芳烷基或C1-C6脂族基；
R10各自独立的是卤素、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-ORi、-(CO)Ri、-(CO)ORi、-O(CO)Ri、-(CO)O(CO)Ri、-(CS)ORi、-(SO)ORi、-SO3Ri、-CONRj 2、-O(CO)NRj 2、-NRk(CO)NRj 2、-NRk(CO)ORi、-NRkCORi、-(SO2)NRj 2、-NRkSO2Ri、-(CH2)tNRj 2或任选取代的芳基、芳烷基或C1-C5烷基；
Ri和Rk各自独立的是-H、芳基、芳烷基、C1-C5烷基或C1-C5卤代烷基；
Rj和Rr各自独立的是-H、芳基、芳烷基或C1-C5烷基，或者NRj 2和NRr 2各自独立的是非芳族杂环基；
Rq是-H或任选取代的芳基、芳酰基、芳烷基、芳烷酰基、C1-C5烷基或C1-C5烷酰基；
t是0-5。
7.如权利要求6所述的化合物，其特征在于，R4用结构式R4-i′至R4-vii′中的一种表示：
Figure FPA00001188258800041
其中：
m各自独立的是0、1、2或3；
R8是-OH、C1-C5烷氧基或C1-C5烷酰氧基；
R9是-H或C1-C6脂族基；
R10各自独立的是-OH、-NO2、-F、-Cl、-Br、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、-CF3或-OCF3。
8.如权利要求7所述的化合物，其特征在于，R4用结构式R4a至R4q中的一种表示：
Figure FPA00001188258800051
9.如权利要求8所述的化合物，其特征在于，R3用结构式R3-i至R3-v中的一种表示：
Figure FPA00001188258800052
其中：
Y是-N-、-CH-或-CR11-；
Z是-NRz-、-S-或-O-，其中Rz是-H或C1-C3烷基；
变量w是0、1、2或3；
R11各自独立的是卤素、-CN、-NO2、-CF3、-OCF3、-OR1、-(CO)R1、-(CO)OR1、-O(CO)R1、-(CO)O(CO)R1、-(CS)OR1、-(SO)OR1、-SO3R1、-CONRm 2、-O(CO)NRm 2、-NRn(CO)NRm 2、-NRn(CO)OR1、-NRnCOR1、-(SO2)NRm 2)、-NRnSO2R1、-(CH2)uNR1 2或任选取代的芳基、芳烷基或C1-C5烷基；
u是0-5，R1和Rn各自独立的是-H、芳基或芳烷基、C1-C5烷基或C1-C5卤代烷基；
Rm各自独立的是-H、芳基、芳烷基或C1-C5烷基，或者NRm 2是非芳族杂环基。
10.如权利要求9所述的化合物，其特征在于，R3用结构式R3-i′至R3-v′中的一种表示：
Figure FPA00001188258800061
其中：
w是0、1、2或3；
R11各自独立的是-OH、-NO2、-F、-Cl、-Br、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基、-CF3或-OCF3。
11.如权利要求10所述的化合物，其特征在于，R3用结构式R3a至R3r中的一种表示：
Figure FPA00001188258800071
12.如权利要求11所述的化合物，其特征在于：
R3用结构式R3a至R3r中的一种表示；和
R4用结构式R4a至R4q中的一种表示。
13.如权利要求12所述的化合物，其特征在于：
R3用结构式R3e表示；和
R4用结构式R4a、R4h或R4q中的一种表示。
14.如权利要求13所述的化合物，其特征在于，X、Y和Z各自独立的是氢、C1-C4烷氧基或[1，3]-二氧杂环戊烯稠合环。
15.如权利要求14所述的化合物，其特征在于，L是-C(O)-。
16.如权利要求15所述的化合物，其特征在于，R4是被卤素、CO2H、C1-C4烷基、C1-C4烷氧基或CH2CO2H独立地取代一次或多次的苯环。
17.如权利要求16所述的化合物，其特征在于，R3是被卤素取代一次或多次的苯环。
18.如权利要求17所述的化合物，其特征在于，R5和R6各自是氢。
19.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，通式I的化合物选自表1中给出的各化合物。
20.如权利要求1所述的化合物，其特征在于，所述化合物是通式6的化合物：
Figure FPA00001188258800081
其中R12、R13、R14和R15各自独立的是H、C1-6烷基、C1-6烷氧基，或者R13和R14可连接形成：
Figure FPA00001188258800082
其中n是0、1或2；R15是任选被一个或多个卤素取代的吡啶或苯基；R16是任选地、独立地被卤素、CO2H、C1-6烷基、氰基、四唑基或羟基取代一次或多次的吡啶或苯基。
21.一种治疗对象细菌感染的方法，该方法包括向需要治疗细菌感染的对象给予有效量的如权利要求1所述的化合物。
22.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述对象是人。
23.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述感染是由表达磷酸泛酰巯基乙胺腺苷酰转移酶的细菌引起的。
24.如权利要求21所述的方法，其特征在于，所述感染由选自以下细菌属的细菌引起：不动杆菌属、杆菌属、弯曲杆菌属、衣原体、批衣菌属、梭菌属、柠檬酸细菌属、埃希杆菌属、肠道细菌属、肠球菌属、弗朗西丝氏菌属、嗜血杆菌属、缠绕杆菌属、克雷白氏杆菌属、李斯特菌属、莫拉菌属、分枝杆菌属、奈瑟氏菌属、变形菌属、假单胞菌属、沙门氏菌属、沙雷菌属、志贺菌属、寡养单胞菌属、葡萄球菌属、链锁状球菌属和耶尔森菌属。
25.一种包含如权利要求1所述的化合物的药物组合物。
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