KR20050049562A

KR20050049562A - 퀴나졸리논을 사용하는 방법 및 조성물

Info

Publication number: KR20050049562A
Application number: KR1020057008407A
Authority: KR
Inventors: 제프리 티. 파이너; 거스테이브 버그네스; 베이니안 펜쥐; 휘트니 더블유. 스미스; 존 씨. 체벨레
Original assignee: 싸이토키네틱스, 인코포레이티드
Priority date: 1999-10-27
Filing date: 2000-10-26
Publication date: 2005-05-25
Also published as: JP2003512461A; NZ530074A; BR0015110A; NZ518480A; EP1226129A1; DE60028227T2; CN1413198A; NO20021907D0; AU774748B2; JP4116332B2; EP1686120A3; HK1045994A1; KR20020062930A; AU1439801A; PL354891A1; AU2004218601A1; NO20021907L; CA2388646C; EP1686120A2; CA2388646A1

Abstract

하기 화학식 1a, 1b, 1c 및 1d의 퀴나졸리논을 개시한다. 이들은 KSP 키네신 활성과 관련된 세포 증식성 질환 및 질병의 치료에 유용하다.

Description

퀴나졸리논을 사용하는 방법 및 조성물{METHODS AND COMPOSITIONS UTILIZING QUINAZOLINONES}

본 발명은 유사분열 키네신(mitotic kinesin) KSP의 억제제(inhibitor)이며 세포 증식성 질환들, 예를 들어 암, 과형성증, 재협착증, 심장 비대, 면역 질환 및 염증의 치료에 유용한 퀴나졸리논 유도체에 관한 것이다.

퀴나졸린 유도체의 약물 화학적인 관심은 1950년대 초에 항말라리아 성질로 알려진 아시아의 식물로부터 퀴나졸린 알칼로이드인 3-[β-케토-감마-(3-하이드록시-2-피페리딜)-프로필]-4-퀴나졸론의 구조를 밝혀내면서 활기를 띄기 시작하였다. 추가의 항말라리아제를 찾던 중에, 다양한 치환된 퀴나졸린들이 합성되었다. 특히 중요한 것은 2-메틸-3-o-톨릴-4-(3H)-퀴나졸리논 유도체의 합성이었다. 메타쿠알론이란 이름으로 알려진 이 화합물은 비록 원생동물에 대해서는 비효과적이지만 강력한 최면제인 것으로 밝혀졌다.

메타쿠알론의 도입 및 최면제로서의 그의 발견 이래로, 퀴나졸리논 및 관련 화합물의 약리학적 활성이 연구되었다. 현재 퀴나졸리논 및 그의 유도체는 최면제, 진정제, 진통제, 경련 억제제, 진해제 및 소염 활성을 비롯하여 광범위하게 다양한 생물학적 성질들을 갖는 것으로 알려졌다.

퀴나졸리논 유도체에 대한 특정한 생물학적 용도들이 미국 특허 제 5,147,875 호에 개시되어 있으며, 여기에는 기관지 확장 활성을 갖는 2-(치환된 페닐)-4-옥소 퀴나졸린이 개시되어 있다. 미국 특허 제 3,723,432, 3,740,442 및 3,925,548 호에는 소염제로서 유용한 1-치환된-4-아릴-2(1H)-퀴나졸리논 유도체 군이 개시되어 있다. 유럽 특허 공보 EP 0 056 637 B1에는 고혈압 치료를 위한 4(3H)-퀴나졸리논 유도체 군이 청구되어 있다. 유럽 특허 공보 EP 0 884 319 A1에는 신경 퇴행성, 향정신성, 및 약물 및 알콜 유발된 중추 및 말초 신경계 질환의 치료에 사용되는 퀴나졸린-4-온 유도체의 약학 조성물이 개시되어 있다.

암을 비롯한 세포 증식성 질환의 치료에 사용되는 것으로, 그 수가 증가하고 있는 치료제들 중 하나가 퀴나졸리논이다. 예를 들어, PCT WO96/06616에는 맥관성 평활근 세포의 증식을 억제하기 위한 퀴나졸리논 유도체 함유 약학 조성물이 개시되어 있다. PCT WO96/19224는 상기 동일한 퀴나졸리논 유도체를 전달 세포 증식의 억제에 사용한다. 미국 특허 제 4,981,856, 5,081,124 및 5,280,027 호에는 DNA 합성에 필요한 티미딘 모노포스페이트의 제조를 위한 데옥시유리딘 모노포스페이트의 메틸화를 촉진시키는 효소인 티미딜레이트 신타제를 억제하는 퀴나졸리논 유도체의 용도가 개시되어 있다. 미국 특허 제 5,747,498 및 5,773,476 호에는 티로신 수용체 키나제의 과 활성 또는 부적합한 활성을 특징으로 하는 암을 치료하는데 사용되는 퀴나졸리논 유도체가 개시되어 있다. 미국 특허 제 5,037,829 호는 상피 세포에서 발생하는 암종의 치료를 위한 (1H-아졸-1-일메틸)치환된 퀴나졸린 조성물을 청구한다. PCT WO98/34613에는 혈관 신생을 약화시키고 악성 종양을 치료하는데 유용한 퀴나졸리논 유도체 함유 조성물이 개시되어 있다. 미국 특허 제 5,187,167 호에는 항 종양 활성을 갖는 퀴나졸린-4-온 유도체를 포함하는 약학 조성물이 개시되어 있다.

암 치료에 사용되는 다른 치료제들로는 탁산 및 빈카 알칼로이드가 있다. 탁산 및 빈카 알칼로이드는 각종 세포 구조물에 존재하는 미소관(microtubles) 상에서 작용한다. 미소관은 유사분열 방추의 주요한 구성 요소이다. 상기 유사분열 방추는 세포 분열로부터 생성된 2 개의 딸 세포 각각에 대한 게놈의 복제 수 분배에 기여한다. 이들 약물에 의한 상기 유사분열 방추의 붕괴는 암 세포 분열을 억제하고, 암 세포 사멸을 유도하는 것으로 추정된다. 그러나, 미소관은 신경 과정에서의 세포 내 운반에 대한 궤적을 포함하여 다른 유형의 세포 구조물을 형성한다. 이들 약제는 유사분열 방추를 특이적으로 표적화하지 않으므로, 상기 약제는 그의 유용성을 제한하는 부작용을 갖는다.

암 치료에 사용되는 약제들의 특이성의 개선은 상기 약제의 투여와 관련된 부작용들을 감소시킬 수 있는 경우 실현되는 치료 이점들 때문에 상당한 관심을 갖는다. 전통적으로, 암 치료의 극적인 개선은 새로운 기전을 통한 치료 약제의 동정과 관련이 있다. 상기 약제의 예로는 탁산뿐만 아니라 토포이소머라제 I 억제제의 캄포테신 군이 있다. 이들 2 가지 시각 모두로부터, 유사분열 키네신은 새로운 항암제에 매력적인 표적이다.

유사분열 키네신은 유사분열 방추의 조립 및 작용에 필수적인 효소이나, 일반적으로는 예를 들어 신경 과정에서와 같이 다른 미소관 구조물의 일부는 아니다. 유사분열 키네신은 유사분열의 모든 단계 내내 필수적인 역할을 한다. 상기 효소는 ATP의 가수분해에 의해 방출된 에너지를 역학적인 힘으로 변환시켜 미소관을 따라 세포 화물의 직접적인 이동을 구동시키는 "분자 모터"이다. 이러한 임무에 충분한 촉매 도메인은 대략 340 아미노산의 치밀한 구조이다. 유사분열 과정동안, 키네신은 미소관들을 유사분열 방추인 양극 구조로 조직화한다. 키네신은 방추 미소관을 따라 염색체의 이동을 중재할 뿐만 아니라, 유사분열의 특정 단계와 관련된 유사분열 방추의 구조적 변화를 중재한다. 유사분열 키네신 작용에 대한 실험적인 동요는 유사분열 방추의 기형 또는 기능 장애를 야기하며, 이는 세포 주기의 정지 및 세포 사멸을 빈번히 발생시킨다.

동정된 유사분열 키네신 중에 KSP가 있다. KSP는 다른 방향의 동종 이량체들로 이루어진 양극 동종 사량체로 조립되는 플러스 말단 배향된 미소관 모터의 하위 계열인 진화적으로 보존된 키네신에 속한다. 유사분열 동안 KSP는 유사분열 방추의 미소관과 관련된다. KSP에 대향된 항체의 인체 세포 내로의 미세 주입은 전중기 동안 방추 극의 분리를 방지하여, 단일 극 방추를 생성시키며 유사분열을 정지시키고 프로그램화된 세포 사멸을 도입시킨다. 다른 비인간 유기체에서 KSP 및 관련 키네신은 반대 방향의 미소관들을 묶어 이들을 서로에 대해 활주시킴으로써 2 개의 방추 극들을 떨어지게 한다. KSP는 또한 핵분열 후기에서 방추 연신을 중재하며 상기 방추 극에 미소관들을 집중시킬 수 있다.

인간 KSP(또한 HsEg5라고도 지칭함)가 문헌[Blangy, et al., Cell, 83:1159-69(1995); Whitehead, et al., Arthritis Rheum., 39:1635-42(1996); Galgio et al., J. Cell Biol., 135:339-414(1996); Blangy, et al., J Biol. Chem., 272:19418-24(1997); Blangy, et al., Cell Motil Cytoskeleton, 40:174-82(1998); Whitehead and Rattner, J. Cell Sci., 111:2551-61(1998); Kaiser, et al., JBC 274:18925-31(1999); GenBank accession numbers: X85137, NM004523 및 U37426]에 개시되어 있으며, KSP 유전자(TRIP5)의 단편은 문헌[Lee, et al., Mol Endocrinol., 9:243-54(1995); GenBank accession number L40372]에 개시되어 있다. 제노푸스 KSP 동족체(Eg5)뿐만 아니라 드로소필라 KLP61 F/KRP1 30이 보고되었다.

유사분열 키네신은 새로운 유사분열 화학요법의 발견과 개발에 흥미를 끄는 표적이다.

따라서, 본 발명의 목적은 유사분열 키네신인 KSP의 억제에 유용한 방법 및 조성물을 제공하는 것이다.

상기 개략된 목적에 따라, 본 발명은 세포 증식성 질환의 치료에 사용될 수 있는 조성물 및 방법을 제공한다. 상기 조성물은 KSP 억제제, 특히 인간 KSP 억제제이다.

하나의 태양에서, 본 발명은 세포 증식성 질환의 치료, KSP 키네신 활성과 관련된 질환의 치료 및 KSP 키네신의 억제 방법에 관한 것이다. 상기 방법은 하기로 이루어진 그룹 중에서 선택된 화합물들을 사용한다:

상기에서,

R₁은 수소, 알킬, 아릴, 알킬아릴, 헤테로아릴, 알킬헤테로아릴, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 치환된 알킬아릴, 치환된 헤테로아릴 및 치환된 알킬헤테로아릴 중에서 선택되고;

R₂ 및 R₂'는 독립적으로 수소, 알킬, 옥사알킬, 아릴, 알킬아릴, 헤테로아릴, 알킬헤테로아릴, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 치환된 알킬아릴, 치환된 헤테로아릴 및 치환된 알킬헤테로아릴 중에서 선택되거나; 또는 R₂ 및 R₂'가 함께 3- 내지 7-원 고리를 형성하고;

R₃는 수소, 알킬, 아릴, 알킬아릴, 헤테로아릴, 알킬헤테로아릴, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 치환된 알킬아릴, 치환된 헤테로아릴, 치환된 알킬헤테로아릴, 옥사알킬, 옥사알킬아릴, 치환된 옥사알킬아릴, R₁₅O- 및 R₁₅-NH- 중에서 선택되고;

R_3'는 수소, 알킬, 아릴, 알킬아릴, 헤테로아릴, 알킬헤테로아릴, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 치환된 알킬아릴, 치환된 헤테로아릴, 치환된 알킬헤테로아릴 및 R₁₅-NH- 중에서 선택되고;

R_3"는 알킬, 아릴, 알킬아릴, 헤테로아릴, 알킬헤테로아릴, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 치환된 알킬아릴, 치환된 헤테로아릴 및 치환된 알킬헤테로아릴 중에서 선택되고;

R₄는 수소, 알킬, 아릴, 알킬아릴, 헤테로아릴, 알킬헤테로아릴, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 치환된 알킬아릴, 치환된 헤테로아릴, 치환된 알킬헤테로아릴 및 R₁₆-알킬렌- 중에서 선택되고;

R₅, R₆, R₇ 및 R₈은 독립적으로 수소, 알킬, 알콕시, 할로겐, 플루오로알킬, 니트로, 디알킬아미노, 알킬설포닐, 알킬설폰아미도, 설폰아미도알킬, 설폰아미도아릴, 알킬티오, 카복시알킬, 카복스아미도, 아미노카보닐, 아릴 및 헤테로아릴 중에서 선택되고;

R₁₅는 알킬, 아릴, 알킬아릴, 헤테로아릴, 알킬헤테로아릴, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 치환된 알킬아릴, 치환된 헤테로아릴 및 치환된 알킬헤테로아릴 중에서 선택되며;

R₁₆은 알콕시, 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노, N-헤테로사이클릴 및 치환된 N-헤테로사이클릴 중에서 선택된다.

본 발명의 화합물을 사용하는 요법에 반응을 나타내는 질병 및 질환들에는 암, 과형성증, 재협착증, 심장 비대, 면역 질환 및 염증이 있다.

또 다른 태양에서, 본 발명은 KSP 키네신의 억제에 유용한 화합물에 관한 것이다. 상기 화합물은 상기 나타낸 구조들을 갖는다.

추가의 태양에서, 본 발명은 KSP 키네신에 결합하는 화합물, 예를 들어 본 발명의 조성물을 대체하거나 또는 상기 조성물과 결합을 경쟁하는 화합물의 선별 방법을 제공한다. 상기 방법은 본 발명의 표지된 화합물, KSP 키네신 및 하나 이상의 후보 약제를 배합하고, 상기 KSP 키네신에 대한 상기 생물 활성 후보 약제의 결합을 측정함을 포함한다.

추가의 태양에서, 본 발명은 KSP 키네신 활성의 조절인자를 선별하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 본 발명의 조성물, KSP 키네신 및 하나 이상의 후보 약제를 배합하고, 상기 KSP 키네신 활성에 대한 상기 생물 활성 후보 약제의 효과를 측정함을 포함한다.

본 발명은 퀴나졸리논 핵심 구조를 기본으로 하는, 유사분열 키네신의 조절인자인 신규 화합물 군에 관한 것이다. 다른 키네신들(예를 들어, 운반 키네신)이 아닌, 유사분열 키네신을 억제 또는 조절함으로써, 세포 증식의 특이적인 억제를 수행한다. 따라서, 본 발명은 유사분열 키네신 작용의 동요가 유사분열 방추의 기형 또는 기능 장애를 야기시키며, 이는 세포 주기의 정지와 세포 사멸을 빈번히 일으킨다는 발견을 이용한다. 인간 KSP 키네신의 억제 방법은 본 발명의 억제제를 KSP의 단편 및 변체들을 포함한 KSP 키네신, 특히 인간 KSP 키네신과 접촉시킴을 포함한다. 상기 억제는 KSP 키네신의 ATP 가수분해 활성 및/또는 유사분열 방추 형성 활성의 억제일 수 있으며, 따라서 유사분열 방추들을 붕괴시키는 억제일 수 있다. 감수분열 방추들도 또한 붕괴될 수 있다.

본 발명의 목적은 세포 증식과 관련된 질환들의 치료를 위한 유사분열 키네신, 특히 KSP의 억제제 및 조절 인자를 개발하는 것이다. 전통적으로, 세포 증식성 질환의 한 유형인 암 치료의 극적인 개선은 새로운 기전을 통해 작용하는 치료제의 동정과 관련되었다. 상기 치료제의 예로는 미소관 형성에 작용하는 것으로 보이는 약제의 탁산 부류뿐만 아니라 토포이소머라제 I 억제제의 캄포테신 부류가 있다. 본 원에 개시된 조성물들 및 방법들은 그의 선택이 상이할 수 있으며, 바람직하게는 세포 증식 질환, 예를 들어 비 제한적으로 암, 과형성증, 재협착증, 심장 비대, 면역 질환 및 염증의 치료에 사용된다.

따라서, 본 발명은 하기 화학식 1a의 퀴나졸리논 아미드;

하기 화학식 1b의 퀴나졸리논 설폰아미드;

및 하기 화학식 1c 및 1d의 퀴나졸리논 아민을 사용하는 방법에 관한 것이다.

상기 식들에서,

R₁₅는 알킬, 아릴, 알킬아릴, 헤테로아릴, 알킬헤테로아릴, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 치환된 알킬아릴, 치환된 헤테로아릴 및 치환된 알킬헤테로아릴 중에서 선택되고;

상기 모 부류 및 그의 하위 부류 내에 있는 화합물들은 모두 키네신 억제제로서 유용하지만, 상기 모든 화합물이 신규의 것은 아니다. 특히, 몇몇 우레아들(즉, R₃가 R₁₅NH인 화합물)은 콜레시스토키닌 작용을 변경시키는 약제로서 미국 특허 제 5,756,502 호에 개시되어 있다. 청구 범위의 특정한 예외는 작용상 본 발명의 개념의 일부이지만, 본 발명의 범위와는 아무런 관계가 없다는 이유로 특허 받을 수 없는 내용을 청구하는 것을 피하고자 하는 출원인의 취지를 반영한다.

정의

알킬은 선형이거나, 분지되거나 환상인 탄화수소 구조 및 이의 조합을 포함한다. 저급 알킬은 탄소수 1 내지 5의 알킬 그룹을 지칭한다. 저급 알킬 그룹의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, s- 및 t-부틸 등이 있다. 바람직한 알킬 그룹은 탄소수 20 이하의 그룹이다. 보다 바람직한 알킬 그룹은 탄소수 13 이하의 그룹이다. 사이클로알킬은 알킬의 부분집합으로 탄소수 3 내지 13의 환상 탄화수소 그룹을 포함한다. 사이클로알킬 그룹의 예로는 c-프로필, c-부틸, c-펜틸, 노르보닐, 아다만틸 등이 있다. 본 원에서, 알킬은 알카닐, 알케닐 및 알키닐 잔기를 지칭하며; 사이클로헥실메틸, 비닐, 알릴, 이소프레닐 등이 포함된다. 알킬렌은 2 개의 결합 점을 가짐을 제외하고 알킬과 동일한 잔기이다. 알킬렌의 예로는 에틸렌(-CH₂CH₂-), 프로필렌(-CH₂CH₂CH₂-), 디메틸프로필렌(-CH₂C(CH₃)₂CH₂-) 및 사이클로헥실프로필렌(-CH₂CH₂CH(C₆H₁₃)-)이 있다. 특정한 탄소수를 갖는 알킬 잔기를 명명할 때, 상기 탄소수를 갖는 모든 기하 이성체들도 포함시키고자 하며; 따라서, 예를 들어 "부틸"은 n-부틸, 2급-부틸, 이소부틸 및 t-부틸을 포함하고; "프로필"은 n-프로필 및 이소프로필을 포함한다.

알콜시 또는 알콕실은 산소를 통해 모 구조에 결합된 탄소수 1 내지 8의 직쇄, 분지, 환상 형태 및 이들이 조합된 그룹을 지칭한다. 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소프로폭시, 사이클로프로필옥시, 사이클로헥실옥시 등이 있다. 저급 알콕시는 탄소수 1 내지 4의 그룹을 지칭한다.

아실은 카보닐 작용기를 통해 모 구조에 결합된 탄소수 1 내지 8의 직쇄, 분지, 환상 형태의 포화, 불포화 및 방향족 및 이들이 조합된 그룹을 지칭한다. 아실 잔기 중의 하나 이상의 탄소가, 모 그룹에 대한 결합 점이 카보닐에서 유지되는 한은 질소, 산소 또는 황으로 치환될 수도 있다. 예로서 아세틸, 벤조일, 프로피오닐, 이소부티릴, t-부톡시카보닐, 벤질옥시카보닐 등이 있다. 저급-아실은 탄소수 1 내지 4의 그룹을 지칭한다.

아릴 및 헤테로아릴은 O, N 및 S 중에서 선택된 0 내지 3 개의 헤테로원자를 함유하는 5- 또는 6-원 방향족 또는 헤테로방향족 고리; O, N 및 S 중에서 선택된 0 내지 3 개의 헤테로원자를 함유하는 비사이클릭 9- 또는 10-원 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템; 또는 O, N 및 S 중에서 선택된 0 내지 3 개의 헤테로원자를 함유하는 트리사이클릭 13- 또는 14-원 방향족 또는 헤테로방향족 고리 시스템을 의미한다. 상기 방향족 6- 내지 14-원 카보사이클릭 고리에는 예를 들어 벤젠, 나프탈렌, 인단, 테트랄린 및 플루오렌이 있으며, 상기 5- 내지 10-원 방향족 헤테로사이클릭 고리에는 예를 들어 이미다졸, 피리딘, 인돌, 티오펜, 벤조피라논, 티아졸, 푸란, 벤즈이미다졸, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 퀴녹살린, 피리미딘, 피라진, 테트라졸 및 피라졸이 있다.

알킬아릴은 아릴 잔기가 알킬 잔기를 통해 모 구조에 결합된 잔기를 지칭한다. 예로는 벤질, 펜에틸, 페닐비닐, 페닐알릴 등이 있다. 옥사알킬 및 옥사알킬아릴은 하나 이상의 메틸렌이 산소로 치환된 알킬 및 알킬아릴 잔기를 지칭한다. 옥사알킬 및 옥사알킬아릴 잔기의 예로는 에톡시에톡시에틸(3,6-디옥사옥틸), 벤질옥시메틸 및 페녹시메틸이 있으며; 일반적으로는 글리콜 에테르, 예를 들어 폴리에틸렌글리콜이 상기 그룹에 포함된다. 알킬헤테로아릴은 헤테로아릴 잔기가 알킬 잔기를 통해 모 구조에 결합된 잔기를 지칭한다. 예로서 푸라닐메틸, 피리디닐메틸, 피리미디닐에틸 등이 있다.

헤테로사이클은 하나 내지 4 개의 탄소가 산소, 질소 또는 황과 같은 헤테로원자에 의해 치환된 사이클로알킬 또는 아릴 잔기를 의미한다. 본 발명의 범위 내에 있는 헤테로사이클의 예로는 이미다졸린, 피롤리딘, 피라졸, 피롤, 인돌, 퀴놀린, 이소퀴놀린, 테트라하이드로이소퀴놀린, 벤조푸란, 벤조디옥산, 벤조디옥솔(통상적으로 치환체로서 존재하는 경우 메틸렌디옥시페닐이라 칭한다), 테트라졸, 모르폴린, 티아졸, 피리딘, 피리다진, 피리미딘, 티오펜, 푸란, 옥사졸, 옥사졸린, 이속사졸, 디옥산, 테트라하이드로푸란 등이 있다. "N-헤테로사이클릴"은 치환체 잔기로서 질소 함유 헤테로사이클을 지칭한다. 헤테로사이클릴이란 용어는 헤테로사이클릴의 부분집합인 헤테로아릴을 포함한다. N-헤테로사이클릴 잔기의 예로는 4-모르폴리닐, 4-티오모르폴리닐, 1-피페리디닐, 1-피롤리디닐, 3-티아졸리디닐, 피페라지닐 및 4-(3,4-디하이드로벤즈옥사지닐)이 있다. 치환된 헤테로사이클릴의 예로는 4-메틸-1-피페라지닐 및 4-벤질-1-피페리디닐이 있다.

치환된 알킬, 아릴 및 헤테로아릴은 H 원자가 알킬, 할로겐, 하이드록시, 알콕시, 알킬렌디옥시(예: 메틸렌디옥시), 플루오로알킬, 카복시(-COOH), 카보알콕시(즉, 아실옥시 RCOO-), 카복시알킬(-COOR), 카복스아미도, 설폰아미도알킬, 설폰아미도아릴, 아미노카보닐, 벤질옥시카보닐아미노(CBZ-아미노), 시아노, 카보닐, 니트로, 디알킬아미노, 알킬아미노, 아미노, 알킬티오, 알킬설피닐, 알킬설포닐, 알킬설폰아미도, 아릴티오, 아릴설피닐, 아릴설포닐, 아미디노, 페닐, 벤질, 헤테로아릴, 헤테로사이클릴, 페녹시, 벤질옥시 또는 헤테로아릴옥시로 치환된 알킬, 아릴 또는 헤테로아릴을 지칭한다. 본 발명을 위해서, 치환된 알킬은 또한 옥사알킬 잔기, 즉 하나 이상의 탄소가 산소로 치환된 알킬 잔기를 포함한다.

할로겐은 불소, 염소, 브롬 또는 요오드를 지칭한다. 불소, 염소 및 브롬이 바람직하다. 디할로아릴, 디할로알킬, 트리할로아릴 등은 다수개의 할로겐, 그러나 반드시 동일한 다수개의 할로겐은 아닌 것으로 치환된 아릴 및 알킬을 지칭하며; 따라서 4-클로로-3-플루오로페닐은 디할로아릴의 범위 내에 있다.

본 원에 개시된 대부분의 화합물들은 하나 이상의 비대칭 중심(예를 들어 R₂ 및 R₂'가 결합된 탄소)을 함유하며, 절대 입체화학 (R)- 또는 (S)-로서 한정될 수 있는 에난티오머, 디아스테레오머 및 다른 입체이성체 형태들을 생성시킬 수 있다. 본 발명은 라세미 혼합물, 광학적으로 순수한 형태 및 중간 혼합물을 비롯하여 상기와 같은 모든 가능한 이성체들을 포함한다. 광학 활성인 (R)- 및 (S)- 이성체들은 키랄 신톤 또는 키랄 시약들을 사용하여 제조하거나, 또는 통상적인 기법을 사용하여 분리시킬 수 있다. 본 원에 개시된 화합물들이 올레핀 이중 결합 또는 기하학적으로 비대칭인 다른 중심들을 함유하는 경우, 달리 나타내지 않는 한, 상기 화합물은 E와 Z 기하 이성체 모두를 포함한다. 마찬가지로, 모든 토오토머 형태(tautomeric form)들도 또한 포함시키고자 한다.

경우에 따라, 상기 R- 및 S-이성체들을 당해 분야의 숙련가들에게 공지된 방법에 의해, 예를 들어 결정화에 의해 분리될 수 있는 디아스테레오머성 염 또는 복합체의 형성에 의해; 예를 들어 결정화, 기체-액체 또는 액체 크로마토그래피에 의해 분리될 수 있는 디아스테레오머성 유도체들의 형성을 통해; 하나의 에난티오머와 에난티오머-특이적인 시약과의 선택적인 반응, 예를 들어 효소적 산화 또는 환원에 이어서, 변경 및 변경되지 않은 에난티오머들의 분리에 의해서; 또는 키랄 환경 하에서, 예를 들어 키랄 지지체, 예를 들어 결합된 키랄 리간드를 갖는 실리카 상에서 또는 키랄 용매의 존재 하에서 기체-액체 또는 액체 크로마토그래피에 의해 분리시킬 수 있다. 목적하는 에난티오머를 상술한 분리 공정들 중 하나에 의해 또 다른 화학적 존재로 전환시키는 경우, 상기 목적하는 에난티오머 형태를 유리시키기 위해서 추가의 단계가 필요할 수도 있음을 인지할 것이다. 한편으로, 특정한 에난티오머를 광학 활성 시약, 기질, 촉매 또는 용매를 사용하는 비대칭 합성에 의해, 또는 비대칭 변환에 의해서 다른 에난티오머로 전환시킴으로써 합성할 수 있다. 광학 활성 출발 물질로부터의 합성 예를 도 4에 나타낸다.

하나의 실시태양에서, 당해 분야의 숙련가들에 의해 인식되는 바와 같이, 2 개의 인접한 R₂ 그룹들을 함께 축합시켜 고리 구조를 형성시킬 수 있다. 다시, 상기 축합된 고리 구조는 헤테로원자를 함유할 수 있으며, 하나 이상의 치환 그룹 "R"로 치환될 수도 있다. 추가로, 사이클로알킬(즉, 포화된 고리 구조)에 대해서, 각각의 위치가 2 개의 치환 그룹 R 및 R'를 함유할 수 있음을 주목해야 한다.

1a, 1b, 1c 및 1d 구조를 고려할 때, 1a에 초점을 맞추어 바람직한 실시태양에서, R₁은 수소, 알킬, 아릴, 치환된 알킬, 치환된 아릴, 헤테로아릴, 치환된 헤테로아릴, 알킬아릴 및 치환된 알킬아릴 중에서 선택된다.

보다 바람직한 실시태양에서, R₁은 수소, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 벤질, 치환된 벤질, 페닐, 나프틸 및 치환된 페닐 중에서 선택된다.

가장 바람직한 실시태양에서, R₁은 수소, 에틸, 프로필, 메톡시에틸, 나프틸, 페닐, 브로모페닐, 클로로페닐, 메톡시페닐, 에톡시페닐, 톨릴, 디메틸페닐, 클로로플루오로페닐, 메틸클로로페닐, 에틸페닐, 펜에틸, 벤질, 클로로벤질, 메틸벤질, 메톡시벤질, 시아노벤질, 하이드록시벤질, 테트라하이드로푸라닐메틸 및 (에톡시카보닐)에틸 중에서 선택된다.

바람직한 실시태양에서, R₂는 수소, 알킬 또는 치환된 알킬이다. 당해 분야의 숙련가들에게 인식되는 바와 같이, 1a, 1b, 1c 및 1d 구조는 R₂가 결합된 탄소에 잠재적으로 키랄 중심을 갖는다. 따라서, 상기 R₂ 위치는 2 개의 치환 그룹 R₂ 및 R₂'를 포함할 수 있다. 상기 R₂ 및 R₂' 그룹은 동일하거나 상이할 수 있으며; 상이한 경우, 상기 조성물은 키랄이다. R₂ 및 R₂'가 상이한 경우, 바람직한 실시태양은 오직 단일의 비-수소 R₂만을 사용한다. 본 발명은 순수한 에난티오머 및 에난티오머들의 혼합물, 예를 들어 라세미 혼합물의 사용을 고려하지만, 실질적으로 광학적으로 순수한 유토머(eutomer)의 사용이 일반적으로 바람직할 것이다.

보다 바람직한 실시태양에서, R₂는 수소, 저급 알킬 및 치환된 저급 알킬 중에서 선택되며, R₂'는 수소이다. 가장 바람직한 실시태양에서, R₂는 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 메틸티오에틸, 아미노부틸, (CBZ)아미노부틸, 사이클로헥실메틸, 벤질옥시메틸, 메틸설피닐에틸, 메틸설피닐메틸, 하이드록시메틸, 벤질 및 인돌릴메틸 중에서 선택된다.

바람직한 실시태양에서, R₃는 알킬, 치환된 알킬, 알킬아릴, 헤테로아릴, 아릴, 치환된 아릴, 치환된 옥사알킬아릴, R₁₅O- 및 R₁₅NH- 중에서 선택되며, R₁₅는 알킬, 아릴 및 치환된 아릴 중에서 선택된다.

보다 바람직한 실시태양에서, R₃이 R₁₅NH가 아닌 경우, R₃은 C₁-C₁₃ 알킬; 치환된 저급 알킬; 페닐; 나프틸; 하나 이상의 할로, 저급 알킬, 저급 알콕시, 니트로, 카복시, 메틸렌디옥시 또는 트리플루오로메틸로 치환된 페닐; 비페닐릴; 벤질; 페녹시메틸; 할로페녹시메틸; 페닐비닐; 헤테로아릴; 저급 알킬로 치환된 헤테로아릴; 및 벤질옥시메틸 중에서 선택된다.

가장 바람직한 실시태양에서, R₃이 R₁₅NH가 아닌 경우, R₃은 에틸, 프로필, 클로로프로필, 부톡시, 헵틸, 부틸, 옥틸, 트리데카닐, (에톡시카보닐)에틸, 디메틸아미노에틸, 디메틸아미노메틸, 페닐, 나프틸, 할로페닐, 디할로페닐, 시아노페닐, 할로(트리플루오로메틸)페닐, 클로로페녹시메틸, 메톡시페닐, 카복시페닐, 에틸페닐, 톨릴, 비페닐릴, 메틸렌디옥시페닐, 메틸설포닐페닐, 메톡시클로로페닐, 클로로나프틸, 메틸할로페닐, 트리플루오로메틸페닐, 부틸페닐, 펜틸페닐, 메틸니트로페닐, 페녹시메틸, 디메톡시페닐, 페닐비닐, 니트로클로로페닐, 니트로페닐, 디니트로페닐, 비스(트리플루오로메틸)페닐, 벤질옥시메틸, 벤질, 푸라닐, 벤조푸라닐, 피리디닐, 인돌릴, 메틸피리디닐, 퀴놀리닐, 피콜리닐, 피라졸릴 및 이미다졸릴 중에서 선택된다.

보다 바람직한 실시태양에서, R₃이 R₁₅NH인 경우, R₁₅는 저급 알킬; 사이클로헥실; 페닐; 및 할로, 저급 알킬, 저급 알콕시 또는 저급 알킬티오로 치환된 페닐 중에서 선택된다.

가장 바람직한 실시태양에서, R₃이 R₁₅NH인 경우, R₁₅는 이소프로필, 부틸, 사이클로헥실, 페닐, 브로모페닐, 디클로로페닐, 메톡시페닐, 에틸페닐, 톨릴, 트리플루오로메틸페닐 또는 메틸티오페닐이다.

바람직한 실시태양에서, R₄는 알킬, 아릴, 알킬아릴, 알킬헤테로아릴, 치환된 알킬, 치환된 아릴 및 R₁₆-알킬렌- 중에서 선택되며, R₁₆은 알콕시, 아미노, 알킬아미노, 디알킬아미노 및 N-헤테로사이클릴 중에서 선택된다.

보다 바람직한 실시태양에서, R₄는 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 사이클로헥실; 하이드록시, 저급 알콕시 또는 저급 알킬로 치환된 페닐; 벤질; 헤테로아릴메틸; 헤테로아릴에틸; 헤테로아릴프로필 및 R₁₆-알킬렌- 중에서 선택되며, 이때 R₁₆은 아미노, 저급 알킬아미노, 디(저급 알킬)아미노, 저급 알콕시 또는 N-헤테로사이클릴이다.

가장 바람직한 실시태양에서, R₄는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 사이클로헥실, 카복시에틸, 카복시메틸, 메톡시에틸, 하이드록시에틸, 하이드록시프로필, 디메틸아미노에틸, 디메틸아미노프로필, 디에틸아미노에틸, 디에틸아미노프로필, 아미노프로필, 메틸아미노프로필, 2,2-디메틸-3-(디메틸아미노)프로필, 1-사이클로헥실-4-(디에틸아미노)부틸, 아미노에틸, 아미노부틸, 아미노펜틸, 아미노헥실, 아미노에톡시에틸, 이소프로필아미노프로필, 디이소프로필아미노에틸, 1-메틸-4-(디에틸아미노)부틸, (t-Boc)아미노프로필, 하이드록시페닐, 벤질, 메톡시페닐, 메틸메톡시페닐, 디메틸페닐, 톨릴, 에틸페닐, (옥소피롤리디닐)프로필, (메톡시카보닐)에틸, 벤질피페리디닐, 피리디닐에틸, 피리디닐메틸, 모르폴리닐에틸 모르폴리닐프로필, 피페리디닐, 아제티디닐메틸, 아제티디닐프로필 피롤리디닐에틸, 피롤리디닐프로필, 피페리디닐메틸, 피페리디닐에틸, 이미다졸릴프로필, 이미다졸릴에틸, (에틸피롤리디닐)메틸, (메틸피롤리디닐)에틸, (메틸피페리디닐)프로필, (메틸피페라지닐)프로필, 푸라닐메틸 및 인돌릴에틸 중에서 선택된다.

하나의 바람직한 실시태양에서, R₅는 수소 또는 할로이고; R₆은 수소, 메틸 또는 할로이고; R₇은 수소, 할로, 메틸 또는 트리플루오로메틸이고; R₈은 수소 또는 할로이다.

특히 바람직한 하위 부류에서, R₁은 벤질 또는 할로벤질이고; R₂는 에틸 및 프로필 중에서 선택되고; R₂'는 수소이고; R₃는 치환된 페닐이고; R_3'는 치환된 페닐이고; R_3"는 치환된 페닐이고; R₄는 -(CH)_mOH 또는 -(CH₂)_pR₁₆이고; m은 2 또는 3이고; p는 1 내지 3이고; R₅는 수소이고; R₆은 수소이고; R₇은 할로이고; R₈은 수소이고; R₁₆은 아미노, 프로필아미노 및 아제티디닐 중에서 선택된다.

주로 1b 구조의 설폰아미드를 고려할 때, R₁은 바람직하게는 수소, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 벤질, 치환된 벤질, 페닐 및 치환된 페닐 중에서 선택되고; R₂는 수소 및 저급 알킬 중에서 선택되고 R₂'는 수소이고; R_3'는 C₁-C₁₃ 알킬; 페닐; 나프틸; 할로, 저급 알킬, 저급 알콕시, 니트로, 메틸렌디옥시 또는 트리플루오로메틸로 치환된 페닐; 비페닐릴 및 헤테로아릴 중에서 선택되고; R₄는 저급 알킬, 사이클로헥실; 하이드록시, 저급 알콕시 또는 저급 알킬로 치환된 페닐; 벤질; 헤테로아릴메틸; 헤테로아릴에틸; 헤테로아릴프로필; 헤테로아릴에틸; 헤테로아릴프로필 및 R₁₆-알킬렌 중에서 선택되고, 이때 R₁₆은 디(저급 알킬)아미노, (저급 알킬)아미노, 아미노, 저급 알콕시, 또는 N-헤테로사이클릴, 특히 피롤리디노, 피페리디노 또는 아미다졸릴이다.

주로 1b 구조의 설폰아미드를 고려할 때, R₁은 가장 바람직하게는 저급 알킬, 벤질, 치환된 벤질 및 치환된 페닐 중에서 선택되고; R₂는 수소 또는 저급 알킬이고; R₂'는 수소이고; R₃는 치환된 페닐 및 나프틸 중에서 선택되고; R₄는 R₁₆-알킬렌-이고; R₇은 수소, 플루오로, 메틸 또는 클로로이고; R₅, R₆ 및 R₈은 수소이고; R₁₆은 디(저급 알킬아미노), (저급 알킬)아미노, 아미노, 피롤리디노, 피페리디노, 이미다졸릴 및 모르폴리노 중에서 선택된다.

주로 1c 및 1d 구조의 아민을 고려할 때, R₁은 바람직하게는 수소, 저급 알킬, 치환된 저급 알킬, 벤질, 치환된 벤질, 페닐, 나프틸 및 치환된 페닐 중에서 선택되고; R₂는 수소, 저급 알킬 및 치환된 저급 알킬 중에서 선택되고, R₂'는 수소이고; R_3"는 C₁-C₁₃ 알킬; 치환된 저급 알킬; 페닐; 나프틸; 할로, 저급 알킬, 저급 알콕시, 니트로, 메틸렌디옥시 또는 트리플루오로메틸로 치환된 페닐; 비페닐릴, 벤질 및 헤테로사이클릴 중에서 선택되고; R₄는 저급 알킬; 사이클로헥실; 하이드록시, 저급 알콕시 또는 저급 알킬로 치환된 페닐; 벤질; 치환된 벤질; 헤테로사이클릴; 헤테로아릴메틸; 헤테로아릴에틸; 헤테로아릴프로필 및 R₁₆-알킬렌 중에서 선택되며, 이때 R₁₆은 디(저급 알킬)아미노, (저급 알킬)아미노, 아미노, 저급 알콕시 또는 N-헤테로사이클릴이다.

주로 1c 및 1d의 아민을 고려할 때, R₁은 가장 바람직하게는 저급 알킬, 벤질, 치환된 벤질 및 치환된 페닐 중에서 선택되고; R₂는 수소 또는 저급 알킬이고; R₂'는 수소이고; R_3"는 치환된 페닐, 헤테로사이클릴 및 나프틸 중에서 선택되고; R₄는 치환된 벤질, 헤테로사이클릴 및 R₁₆-알킬렌- 중에서 선택되고; R₆ 및 R₇은 수소 및 할로 중에서 선택되고; R₅ 및 R₈은 수소이고; R₁₆은 디(저급 알킬아미노), (저급 알킬)아미노, 아미노, 피롤리디닐, 피페리디닐, 이미다졸릴 및 모르폴리닐 중에서 선택된다. R_3"이 (1d에서와 같이) 존재하는 경우, 상기는 가장 바람직하게는 할로페닐, 폴리할로페닐, 톨릴, 디메틸페닐, 메톡시페닐, 디메톡시페닐, 시아노페닐, 트리플루오로메틸페닐, 트리플루오로메톡시페닐, 비스(트리플루오로메틸)페닐, 카복시페닐, t-부틸페닐, 메톡시카보닐페닐, 피페리디닐 및 나프틸 중에서 선택된다.

본 발명의 조성물을 당해 분야에 널리 공지된 기법을 사용하여 하기 개략된 바와 같이 합성한다.

예를 들어 본 발명에 참고로 인용된 문헌[Ager et al., J. of Med. Chem., 20:379-386(1977)]에 개시된 바와 같이, 퀴나졸리논을 N-아실안트라닐산과 방향족 1 급 아민과의 산-촉매화된 축합에 의해 수득할 수 있다. 다른 퀴나졸리논 제조 방법들이 본 발명에 참고로 인용된 미국 특허 제 5,783,577, 5,922,866 및 5,187,167 호에 개시되어 있다.

본 발명의 조성물을 도 1, 2, 4 및 5에 나타낸 바와 같이 제조할 수 있다. 화학식 1d의 화합물을 최종 단계에서 아실 할라이드를 알킬 할라이드로 치환시킴을 제외하고, 도 1과 유사한 방식으로 제조한다.

일단 제조되면, 본 발명의 조성물은 다양한 적용 용도를 제공한다. 당해 분야의 숙련가들에 의해 인식되는 바와 같이, 유사분열을 다양한 방식으로 변경시킬 수 있다; 즉, 유사분열 경로에서 성분의 활성을 증가 또는 감소시킴으로써 유사분열에 영향을 미칠 수 있다. 달리 말하면, 몇몇 성분들을 억제 또는 활성화시켜 평형을 파괴함으로써 유사분열에 영향(예를 들어, 파괴)을 미칠 수 있다. 유사한 접근 방법을 사용하여 감수분열을 변경시킬 수도 있다.

바람직한 실시태양에서, 본 발명의 조성물을 사용하여 유사분열 방추 형성을 조절하며, 따라서 유사분열에서 연장된 세포 주기의 정지를 야기시킨다. 본 원에서 "조절"이란 방추 형성의 증가 및 감소를 포함하여 유사분열 방추 형성의 변경을 의미한다. 본 원의 "유사분열 방추 형성"이란 유사분열 키네신에 의해 미소관들을 양극 구조로 조직화함을 의미한다. 본 원의 "유사분열 방추 기능 장애"란 유사분열 정지 및 단일극 방추 형성을 의미한다.

본 발명의 조성물은 유사분열 키네신 KSP에의 결합 및/또는 상기의 활성 조절에 유용하다. 바람직한 실시태양에서, 상기 KSP는 인간 KSP이지만, 다른 유기체들로부터의 KSP 키네신들로 또한 사용될 수 있다. 이와 관련하여, 조절은 방추 극 분리의 증가 또는 감소, 유사분열 방추 극의 기형, 즉 탈구 또는 달리 유사분열 방추의 형태학적 동요의 발생을 의미한다. 또한, 상기 목적을 위한 KSP의 정의 내에는 KSP의 변체 및/또는 단편들이 포함된다. 1999년 10월 27일자로 출원된 미국 특허 출원(미국 출원 번호 제 09/428,156 호)(본 발명에 참고로 인용되어 있다) "세포 증식 조절 인자의 선별 방법 및 세포 증식 상태의 진단 방법"을 참조하시오. 또한, 다른 유사분열 키네신을 본 발명에 사용할 수 있다. 그러나, 본 발명의 조성물은 KSP에 대해 특이성을 갖는 것으로 나타났다.

활성의 분석을 위해서, 일반적으로는 KSP 또는 본 발명에 따른 화합물을 단리된 샘플 수용 영역을 갖는 불용성 지지체(예를 들어, 미세적정 플레이트, 배열 등)에 비-확산적으로 결합시킨다. 상기 불용성 지지체는 상기 조성물이 결합될 수 있고, 가용성 물질로부터 쉽게 분리되며, 다른 점에서 전체적인 선별 방법에 적합한 임의의 조성물로 제조될 수 있다. 상기와 같은 지지체의 표면은 고체이거나 또는 다공성일 수 있으며 임의의 편리한 형상을 가질 수 있다. 적합한 불용성 지지체의 예로는 미세적정 플레이트, 배열, 멤브레인 및 비이드가 있다. 이들은 전형적으로 유리, 플라스틱(예를 들어, 폴리스티렌), 폴리사카라이드, 나일론 또는 니트로셀룰로즈, 테플론^TM 등으로 제조될 수 있다. 미세적정 플레이트 및 배열이 다수의 분석들을 소량의 시약과 샘플을 사용하여 동시에 수행할 수 있기 때문에 특히 편리하다. 상기 조성물의 특정한 결합 방식은 상기가 본 발명의 시약 및 전체적인 방법에 적합하고 상기 조성물의 활성을 유지시키며 확산 가능하지 않는 한 중요하지 않다. 바람직한 결합 방법은 항체(단백질이 지지체에 결합되는 경우 리간드 결합 부위 또는 활성화 서열을 입체적으로 차단하지 않는)의 사용, "점착성" 또는 이온성 지지체에의 직접적인 결합, 화학적 가교결합, 상기 표면상에서의 단백질 또는 약제의 합성 등을 포함한다. 상기 단백질 또는 약제의 결합에 이어서, 과잉의 결합되지 않은 물질을 세척에 의해 제거한다. 상기 샘플 수용 영역을 이어서 소 혈청 알부민(BSA), 카제인 또는 다른 무독성 단백질 또는 다른 잔기들과 배양시킴으로써 차단시킬 수 있다.

본 발명의 유사분열 억제제를 단독으로 사용하여 유사분열 키네신, 특히 KSP의 활성을 조절할 수 있다. 상기 실시태양에서, 본 발명의 유사분열제를 KSP와 배합하고, KSP의 활성을 분석한다. 키네신 활성은 당해 분야에 공지되어 있으며 하나 이상의 키네신 활성을 포함한다. 키네신 활성은 ATP 가수분해; 미소관 결합; 활주 및 중합/탈중합(미소관 동력학에 대한 영향); 방추의 다른 단백질에 대한 결합; 세포-주기 조절과 관련된 단백질에의 결합; 다른 효소들, 예를 들어 키나제 또는 프로테아제에 기질로서의 작용; 및 특이적인 키네신 세포 활성, 예를 들어 방추 극 분리에 영향을 미치는 능력을 포함한다.

운동성 분석을 수행하는 방법은 당해 분야의 숙련가들에게 널리 공지되어 있다(예를 들어, 문헌[Hall, et al.(1996), Biophys. J., 71:3467-3476, Turner et al., 1996, AnaL Biochem. 242(1):20-5; Gittes et al., 1996, Biophys. J. 70(1):418-29; Shirakawa et al., 1995, J. Exp. BioL 198:1809-15; Winkelman et al., 1995, Biophys. J. 68:2444-53; Winkelmann et al., 1995, Biophys. J. 68:72S]을 참조).

ATPase 가수분해 활성을 측정하기 위해 당해 분야에 공지된 방법을 또한 사용할 수 있다. 바람직하게는, 용액 기본 분석을 사용한다. 1999년 5월 18일에 출원된 미국 출원 제 09/314,464 호(본 발명에 참고로 인용되어 있다)에 상기와 같은 분석이 개시되어 있다. 한편으로, 통상적인 방법이 사용된다. 예를 들어, 키네신으로부터의 P_i 방출을 정량화할 수 있다. 하나의 바람직한 실시태양에서, ATPase 가수분해 활성 분석은 0.3 M PCA(과염소산) 및 말라카이트 그린 시약(8.27 mM 나트륨 몰리브데이트 II, 0.33 mM 말라카이트 그린 옥살레이트, 및 0.8 mM 트리톤 X-100)을 사용한다. 상기 분석을 수행하기 위해서, 반응액 10 ㎕를 냉 0.3 M PCA 90 ㎕에서 급냉시킨다. 포스페이트 표준물을 사용하여 데이터를 방출된 무기 포스페이트 mM로 전환시킬 수 있다. 모든 반응물 및 표준물을 PCA에서 급냉시킨 경우, 말라카이트 그린 시약 100 ㎕를 예를 들어 미세적정 플레이트 중의 적절한 웰에 가한다. 상기 혼합물을 10 내지 15 분간 전개시키고 플레이트를 650 ㎚의 흡광도에서 판독한다. 포스페이트 표준물을 사용하는 경우, 흡광도 판독을 P_i mM로 전환시키고 시간에 대해 플롯팅할 수 있다. 또한, 당해 분야에 공지된 ATPase 분석은 루시페라제 분석을 포함한다.

키네신 모터 도메인의 ATPase 활성을 또한 사용하여 조절 인자의 효과를 감시할 수 있다. 하나의 실시태양에서, 키네신의 ATPase 분석을 미소관의 부재 하에서 수행한다. 또 다른 실시태양에서, 상기 ATPase 분석을 미소관의 존재 하에서 수행한다. 상이한 유형의 조절 인자를 상기 분석에서 검출할 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 조절 인자의 효과는 미소관 및 ATP의 농도와 무관하다. 또 다른 실시태양에서, 키네신 ATPase에 대한 상기 약제의 효과를 ATP, 미소관 또는 이들 모두의 농도를 증가시킴으로써 감소시킬 수 있다. 더욱 또 다른 실시태양에서, 상기 조절 인자의 효과를 ATP, 미소관 또는 이들 모두의 농도를 증가시킴으로써 증가시킨다.

이어서 KSP의 생화학적 활성을 생체 외에서 조절하는 약제를 생체 내에서 선별할 수 있다. 생체 내에서의 상기와 같은 약제에 대한 방법은 세포 주기 분포, 세포 생육활성, 또는 유사분열 방추의 존재, 형태, 활성, 분포 또는 양에 대한 분석을 포함한다. 세포 집단의 세포 주기 분포를 예를 들어 유식 세포 측정에 의해 감시하는 방법이 세포 생육활성 측정 방법으로서 당해 분야의 숙련가들에게 널리 공지되어 있다. 예를 들어 1999년 10월 22일자로 출원된 미국 특허 출원 제 09/428,156 호의 "세포 증식 조절 인자의 선별 방법 및 세포 증식 상태의 진단 방법"을 참조.

상술한 분석 이외에, 방추 형성 및 기형의 감시를 위한 현미경적 방법이 당해 분야의 숙련가들에게 널리 공지되어 있다(예를 들어 문헌[Whitehead and Rattner(1998), J. Cell Sci. 111:2551-61; Galgio et al, (1996) J. Cell biol., 135:399-414]을 참조).

본 발명의 조성물은 KSP 키네신을 억제한다. 하나의 억제 척도는 KSP의 활성을 50%까지 감소시키는 상기 조성물의 농도로서 정의되는 IC₅₀이다. 바람직한 조성물은 약 1 mM 미만의 IC₅₀을 가지며, 바람직한 실시태양에서는 약 100 μM 미만의 IC₅₀을 가지며, 보다 바람직한 실시태양에서는 약 10 μM 미만의 IC₅₀을 가지며, 특히 바람직한 실시태양에서는 약 1 μM 미만의 IC₅₀을 가지며, 더욱 특히 바람직한 실시태양에서는 약 100 nM 미만의 IC₅₀을 가지며, 가장 바람직한 실시태양에서는 약 10 nM 미만의 IC₅₀을 갖는다. IC₅₀의 측정을 ATPase 분석을 사용하여 수행한다.

또 다른 억제 척도는 K_i이다. 1 μM 미만의 IC₅₀을 갖는 화합물에 대해서, K_i 또는 K_d를 퀴나졸리논과 KSP와의 상호작용에 대한 해리 속도 상수로서 정의한다. 바람직한 화합물은 약 100 μM 미만의 K_i를 가지며, 바람직한 실시태양에서는 약 10 μM 미만의 K_i를 가지며, 특히 바람직한 실시태양에서는 약 1 μM 미만의 K_i를 가지며, 더욱 특히 바람직한 실시태양에서는 약 100 nM 미만의 K_i를 가지며, 가장 바람직한 실시태양에서는 약 10 nM 미만의 K_i를 갖는다. 화합물에 대한 K_i를 3 가지 가정을 기준으로 IC₅₀으로부터 측정한다. 첫째로, 오직 하나의 화합물 분자만이 효소에 결합하며 협력은 없다. 둘째로, 활성 효소 및 시험 화합물의 농도를 알고 있다(즉, 제제 중에 상당량의 분순물이나 불활성 형태들이 존재하지 않는다). 셋째로, 효소-억제제 복합체의 효소에 의한 속도는 0이다. 상기 속도(즉, 화합물 농도) 데이터를 하기 식에 대입한다:

상기 식에서,

V는 관찰된 속도이고,

V_max는 자유 효소의 속도이고,

I₀는 억제제 농도이고,

E₀는 효소 농도이고,

K_d는 효소-억제제 복합체의 해리 상수이다.

또 다른 억제 척도는 GI₅₀으로, 세포 생육 속도를 50%까지 감소시키는 화합물의 농도로서 정의된다. 바람직한 화합물은 약 1 mM 미만의 GI₅₀을 갖는다. 실시태양들의 바람직한 수준들은 GI₅₀의 함수이다, 즉 약 20 μM 미만의 GI₅₀을 갖는 실시태양이 보다 바람직하고; 10 μM의 GI₅₀을 갖는 실시태양이 그보다 더 바람직하며; 약 1 μM 미만의 GI₅₀을 갖는 실시태양이 그보다 더 바람직하고; 100 nM의 GI₅₀을 갖는 실시태양이 그보다 더 바람직하며; 약 10 nM 미만의 GI₅₀을 갖는 실시태양이 훨씬 더 바람직하다. GI₅₀의 측정은 세포 증식 분석을 사용하여 수행한다.

본 발명의 조성물을 사용하여 세포 증식 질환을 치료한다. 본 원에 제공된 방법 및 조성물에 의해 치료될 수 있는 질병 상태에는 비 제한적으로, 암(하기에 추가로 논의됨), 자가면역 질환, 관절염, 이식편 거부반응, 염증성 장 질환, 의료 절차, 예를 들어 비 제한적으로 수술, 혈관성형술 후에 유발된 증식 등이 있다. 몇몇 경우에, 세포들은 과 또는 저 증식 상태(비 정상적인 상태)가 아닐 수도 있으나, 치료가 필요할 수도 있음이 인식된다. 예를 들어, 상처 치유 중에, 세포는 "정상적으로" 증식할 수 있으나, 증식 향상이 요구될 수도 있다. 유사하게, 상기 논의된 바와 같이, 농업 계에서, 세포는 "정상적인" 상태에 있을 수 있으나, 농작물의 생육을 직접 향상시킴으로써 또는 상기 농작물에 불리한 영향을 미치는 식물 또는 유기체의 생육을 억제시킴으로써 상기 농작물을 향상시키기 위해서 증식 조절이 요구될 수 있다. 따라서, 하나의 실시태양에서, 본 발명은 이들 질환 또는 상태들 중 임의의 하나에 의해 고통받거나 또는 고통이 임박한 세포 또는 개인에의 적용을 포함한다.

본 원에 제공된 조성물 및 방법은 충실성 종양을 포함한 암, 예를 들어 피부, 유방, 뇌, 경부 암종, 고환 암종 등의 치료에 특히 유용한 것으로 생각된다. 보다 특히, 본 발명의 조성물 및 방법에 의해 치료될 수 있는 암들에는 비 제한적으로 심장: 육종(혈관육종, 섬유육종, 횡문근육종, 지방육종), 점액종, 횡문근점액종, 섬유종, 지방종 및 기형종; 폐: 기관지원성 암종(편평 세포, 비 분화된 소 세포, 비 분화된 대 세포, 선암종), 폐포(기관지) 암종, 기관지 선종, 육종, 림프종, 연골종 과오종, 중피종; 위장관: 식도(편평 세포 암종, 선암종, 평활근육종, 림프종), 위(암종, 림프종, 평활근육종), 췌장(관 선암종, 인슐린종, 글루카곤종, 가스트린종, 카르시노이드 종양, VIP종), 소장(선암종, 림프종, 카르시노이드 종양, 카포시 육종, 평활근종, 혈관종, 지방종, 신경섬유종, 섬유종), 대장(선암종, 관상 선종, 융모성 선종, 과오종, 평활근종); 비뇨생식기 로: 신장(선암종, 윌름 종양[신모세포종], 림프종, 백혈병), 방광 및 요도(편평 세포 암종, 이행 세포 암종, 선암종), 전립선(선암종, 육종), 고환(정상피종, 기형종, 태생암종, 기형암종, 융모암, 육종, 간질 세포 암종, 섬유종, 섬유선종, 선종양종양, 지방종); 간: 간암(간세포 암종), 담관암종, 간모세포종, 혈관육종, 간세포 선종, 혈관종; 뼈: 골원성 육종(골육종), 섬유육종, 악성 섬유성 조직구종, 연골육종, 유잉 육종, 악성 림프종(세망세포육종), 다발성 골수종, 악성 거대 세포 종양 척삭종, 골연골성 외골증, 양성 연골증, 연골모세포종, 연골유점액섬유종, 유골 골종 및 거대 세포 종양; 신경계: 두개골(골종, 혈관종, 육아종, 황색종, 이형성 골염), 뇌막(수막종, 수막육종, 신경교종증), 뇌(성상세포종, 수모세포종, 교종, 상의세포종, 배아종[송과체종], 다형성 교모세포종, 핍지교종, 슈반종, 망막모세포종, 선천성 종양), 척수 신경섬유종, 수막종, 교종, 육종); 부인과: 자궁(자궁내막 암종), 경부(경부 암종, 종양 전 경부 이형성증), 난소(난소 암종[장액성 낭선암종, 점액성 낭선암종, 분류되지 않는 암종], 과립협막세포종양, 써토리-레이디히 세포 종양, 미분화세포종, 악성 기형종), 외음부(편평 세포 암종, 상피내 암종, 선암종, 섬유육종, 흑색종), 질(투명 세포 암종, 편평 세포 암종, 포도상 육종[태생성 횡문근육종], 난관(암종); 혈액: 혈액(골수 백혈병[급성 및 만성], 급성 림프모세포성 백혈병, 만성 림프구성 백혈병, 골수증식성 질환, 다발성 골수종, 골수이형성 증후군), 호지킨 질환, 비-호지킨 림프종[악성 림프종]; 피부: 악성 흑색종, 기저 세포 암종, 편평 세포 암종, 카포시 육종, 기태 이형성 모반, 지방종, 혈관종, 피부섬유종, 켈로이드, 건선; 및 부신: 신경모세포종이 있다. 따라서, 본 원에 제공된 "암성 세포"란 용어는 상기 나타낸 증상들 중 임의의 하나에 걸린 세포를 포함한다.

따라서, 본 발명의 조성물을 세포에 투여한다. 본 발명의 "투여"란 치료 유효량의 본 발명의 유사분열 약제를 세포 배양액 또는 환자의 세포에 투여함을 의미한다. 본 발명의 "치료 유효량"이란 투여 효과를 발생시키는 용량을 의미한다. 정확한 용량은 치료 목적에 따라 변할 것이며, 공지된 기법을 사용하여 당해 분야의 숙련가에 의해 확인될 것이다. 당해 분야에 공지된 바와 같이, 전신 대 국소 전달의 조절, 연령, 체중, 일반적인 건강 상태, 성, 식사, 투여 시간, 약물 상호작용 및 증상의 중증도가 필요할 수 있으며, 당해 분야의 숙련가들에 의해 통상적인 실험을 통해 확인될 것이다. 본 발명의 "세포"란 유사분열 또는 감수분열을 변경시킬 수 있는 거의 모든 세포를 의미한다.

본 발명의 목적을 위해서 "환자"는 인간 및 다른 동물들, 특히 포유동물 및 다른 유기체들을 포함한다. 따라서, 상기 방법들을 인간 요법과 수의학적 용도 모두에 적용할 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 상기 환자는 포유동물이며, 가장 바람직한 실시태양에서 상기 환자는 인간이다.

목적하는 약리 활성을 갖는 유사분열 약제를 본 원에 개시된 바와 같이 생리학적으로 허용 가능한 담체 중에서 환자에게 투여할 수 있다. 도입 방식에 따라, 상기 화합물들을 하기 논의되는 바와 같이 다양한 방식으로 제형화할 수 있다. 제형 중의 치료 활성 화합물의 농도는 약 0.1 내지 100 중량%로 변할 수 있다. 상기 약제를 단독으로, 또는 다른 치료, 즉 조사 또는 다른 화학요법제와 병행하여 투여할 수 있다.

바람직한 실시태양에서, 상기 약학 조성물은 수용성 형태, 예를 들어 약학적으로 허용 가능한 염(산 및 염기 부가 염을 모두 포함함을 의미한다)으로 존재한다. "약학적으로 허용 가능한 산 부가 염"은 유리 염기의 생물학적 유효성은 유지하면서 생물학적으로나 달리 바람직하지 않지 않은, 무기 산, 예를 들어 염산, 브롬화 수소산, 황산, 질산, 인산 등 및 유기 산, 예를 들어 아세트산, 프로피온산, 글리콜산, 피루브산, 옥살산, 말레산, 말론산, 숙신산, 푸마르산, 타르타르산, 시트르산, 벤조산, 신남산, 만델산, 메탄설폰산, 에탄설폰산, p-톨루엔설폰산, 살리실산 등과 형성되는 염을 지칭한다. "약학적으로 허용 가능한 염기 부가 염"은 무기 염기로부터 유도되는 염, 예를 들어 나트륨, 칼륨, 리튬, 암모늄, 칼슘, 마그네슘, 철, 아연, 구리, 망간, 알루미늄 염 등을 포함한다. 특히 바람직한 것은 암모늄, 칼륨, 나트륨, 칼슘 및 마그네슘 염이다. 약학적으로 허용 가능한 무독성 유기 염기로부터 유도된 염에는 1 급, 2 급 및 3 급 아민, 치환된 아민, 예를 들어 천연 치환 아민, 환상 아민 및 염기성 이온 교환 수지, 예를 들어 이소프로필아민, 트리메틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 트리프로필아민 및 에탄올아민의 염이 포함된다.

약학 조성물을 다양한 형태, 예를 들어 과립, 정제, 환제, 좌약, 캡슐, 현탁액, 고약, 로션 등으로 제조할 수 있다. 경구 및 국소 용으로 적합한 약제 등급의 유기 또는 무기 담체 및/또는 희석제들을 사용하여 치료학적으로 활성인 화합물을 함유하는 조성물을 구성할 수 있다. 당해 분야에 공지된 희석제로는 수성 매질, 식물성 및 동물성 오일 및 지방이 있다. 안정화제, 습윤 및 유화제, 삼투압 변화용 염, 또는 적합한 pH 값의 보장을 위한 완충제, 및 피부 침투 향상제를 보조제로서 사용할 수 있다. 상기 약학 조성물은 또한 하기 중 하나 이상을 포함할 수도 있다: 담체 단백질, 예를 들어 혈청 알부민; 완충제; 충전제, 예를 들어 미정질 셀룰로즈, 락토오즈, 옥수수 및 다른 전분; 결합제; 감미제 및 다른 풍미제; 착색제; 및 폴리에틸렌 글리콜. 첨가제들은 당해 분야에 널리 공지되어 있으며, 각종 제형에 사용된다.

본 발명의 유사분열제의 투여를 상기 논의된 다양한 방식, 예를 들어 비 제한적으로 경구, 피하, 정맥 내, 비 내, 경피, 복강 내, 근육 내, 폐 내, 질, 직장 또는 안 내로 수행할 수 있다. 일부의 경우에, 예를 들어 상처 및 염증의 치료에서 유사분열 억제제를 용액이나 스프레이로 직접 적용할 수 있다.

KSP 키네신에 결합하는 화합물의 선별 방법에서 본 발명의 화합물을 사용하기 위해서, 상기 KSP를 지지체에 결합시키고, 본 발명의 화합물(유사분열제)을 상기 분석에 첨가한다. 한편으로, 본 발명의 화합물을 지지체에 결합시키고 KSP를 첨가한다. 신규의 결합제로서 추구될 수 있는 화합물 군에는 특이 항체, 화학 라이브러리의 선별로 동정된 비-천연 결합제, 펩티드 동족체 등이 포함된다. 특히 관심있는 것은 인간 세포에 대해 독성이 낮은 후보 약제들을 선별하는 분석이다. 광범위하게 다양한 분석들, 예를 들어 표지된 생체 외 단백질-단백질 결합 분석, 전기영동 이동성 변화 분석, 단백질 결합에 대한 면역 분석, 작용성 분석(인산화 분석 등) 등을 상기 목적에 사용할 수 있다.

유사분열제의 KSP에 대한 결합 측정을 다수의 방식으로 수행할 수 있다. 바람직한 실시태양에서, 유사분열제(본 발명의 화합물)를 예를 들어 형광 또는 방사성 잔기로 표지하고 결합을 직접 측정한다. 예를 들어, 이를 KSP 전부 또는 그의 일부를 고체 지지체에 결합시키고, 표지된 유사분열제(예를 들어 하나 이상의 원자가 탐지 가능한 동위원소로 치환된 본 발명의 화합물)를 첨가하고, 과잉의 시약을 세척하고, 상기 표지의 양이 상기 고체 지지체 상에 존재하는 것인지를 측정함으로써 수행할 수 있다. 당해 분야에 공지된 다양한 차단 및 세척 단계들을 사용할 수 있다.

본 발명의 "표지된"이란 화합물이 탐지 가능한 신호, 예를 들어 방사성 동위원소, 형광 표지, 효소, 항체, 자기 입자와 같은 입자, 화학발광 표지 또는 특이적인 결합 분자 등을 제공하는 표지로 직접 또는 간접적으로 표지된 것을 의미한다. 특이적인 결합 분자는 비오틴 및 스트렙트아비딘, 디곡신 및 항디곡신 등과 같은 한 쌍을 포함한다. 상기 특이적인 결합 구성원들에 대해서, 상보적인 구성원은 통상적으로 상기 개략된 바와 같이 공지된 과정에 따라 탐지를 제공하는 분자로 표지될 것이다. 상기 표지는 탐지 가능한 신호를 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있다.

몇몇 실시태양들에서, 성분들 중 단지 하나만을 표지한다. 예를 들어, 키네신 단백질을 ¹²⁵I를 사용하여 또는 형광표지염료를 사용하여 티로신 위치에서 표지할 수 있다. 한편으로, 하나 이상의 성분을 상이한 표지로; 예를 들어 단백질에 대해서는 ¹²⁵I, 유사분열제에 대해서는 형광표지염료를 사용하여 표지할 수 있다.

본 발명의 화합물을 또한 추가의 약물 후보를 선별하기 위한 경쟁자로서 사용할 수도 있다. 본 발명에 사용된 "생물 활성제 후보" 또는 "약물 후보" 또는 이와 문법적으로 동등한 표현들은 생물활성에 대해 시험하려는 임의의 분자, 예를 들어 단백질, 올리고펩티드, 작은 유기 분자, 폴리사카라이드, 폴리뉴클레오티드 등을 나타낸다. 이들은 세포 증식 표현형, 또는 핵산서열과 단백질 서열 모두를 포함한 세포 증식 서열의 발현을 직접 또는 간접적으로 변경시킬 수 있다. 다른 경우에, 세포 증식 단백질 결합 및/또는 활성의 변경을 선별한다. 이러한 종류의 선별들은 미소관의 존재 또는 부재 하에서 수행될 수 있다. 단백질 결합 또는 활성을 선별하는 경우에, 바람직한 실시태양들은 특정 단백질, 예를 들어 미소관과 같은 중합체 구조, 및 ATP와 같은 에너지 원에 결합하는 것으로 이미 알려진 분자는 제외한다. 본 발명 분석의 바람직한 실시태양은 내생적인 천연 상태에서 세포 증식 단백질과 결합하지 않는 후보 약제(본 발명에서 "외인성" 약제로서 지칭된다)를 포함한다. 또 다른 바람직한 실시태양에서, 외인성 약제는 KSP에 대한 항체를 또한 배제시킨다.

후보 약제들은 다수의 화학적인 부류들을 포함할 수 있지만, 전형적으로 상기 약제는 유기 분자, 바람직하게는 100 이상의 분자량과 약 2,500 달톤 미만의 분자량을 갖는 작은 유기 화합물이다. 후보 약제들은 단백질과의 구조적 상호작용, 특히 수소 결합 및 친유성 결합에 필요한 작용기를 포함하며, 전형적으로는 하나 이상의 아민, 카보닐, 하이드록실, 에테르 또는 카복실 그룹, 바람직하게는 2 개 이상의 작용성 화학 그룹을 포함한다. 상기 후보 약제들은 종종 하나 이상의 상기 작용기로 치환된 사이클릭 탄소 또는 헤테로사이클릭 구조 및/또는 방향족 또는 폴리방향족 구조를 포함한다. 후보 약제들은 또한 펩티드, 사카라이드, 지방산, 스테로이드, 퓨린, 피리미딘, 유도체, 구조적 동족체 또는 이들의 조합을 포함한 생물 분자들 중에서 발견된다. 특히 바람직한 것은 펩티드이다.

후보 약제들을 합성 또는 천연 화합물의 라이브러리(libraries)를 포함한 광범위하게 다양한 공급원으로부터 수득한다. 예를 들어, 랜덤화된 올리고뉴클레오티드의 발현을 포함한 광범위하게 다양한 유기 화합물 및 생물 분자의 랜덤하고 직접적인 합성에 다수의 수단들을 이용할 수 있다. 한편으로, 세균, 진균, 식물 및 동물 추출물 형태의 천연 화합물들의 라이브러리를 이용하거나 쉽게 제조할 수 있다. 추가로, 천연 또는 합성적으로 생산된 라이브러리 및 화합물들을 통상적인 화학적, 물리적 및 생화학적 수단을 통해 변경시킨다. 공지된 약리학적 약제에 직접적이거나 랜덤한 화학적 변경, 예를 들어 아실화, 알킬화, 에스테르화, 아미드화를 가하여 구조 동족체를 제조할 수도 있다.

경쟁적인 선별 분석(competitive screening assay)을 KSP와 약물 후보를 첫 번째 샘플에서 배합함으로써 수행할 수 있다. 두 번째 샘플은 유사분열제, KSP 및 약물 후보를 포함한다. 이를 미소관의 존재 또는 부재 하에서 수행할 수 있다. 상기 약물 후보의 결합을 상기 두 샘플 모두에 대해 측정하며, 상기 2 개 샘플들 간의 결합 변화 또는 차이는, KSP에 결합할 수 있고 그의 활성을 잠재적으로 조절할 수 있는 약제의 존재를 가리킨다. 즉, 상기 약물 후보의 결합이 첫 번째 샘플에 비해 두 번째 샘플에서 다른 경우, 상기 약물 후보는 KSP에 결합할 수 있다.

바람직한 실시태양에서, 상기 후보 약제의 결합을 경쟁적인 결합 분석을 사용하여 측정한다. 상기 실시태양에서, 상기 경쟁자는 KSP에 결합하는 것으로 공지된 결합 잔기, 예를 들어 항체, 펩티드, 결합 짝, 리간드 등이다. 특정 상황 하에서, 상기 후보 약제와 결합 잔기 사이에 결쟁적인 결합이 존재할 수 있으며, 이때 상기 결합 잔기는 상기 후보 약제와 치환된다.

하나의 실시태양에서, 상기 후보 약제를 표지한다. 상기 후보 약제, 또는 경쟁자 또는 이들 모두를(존재하는 경우) 먼저 결합에 충분한 시간동안 KSP에 가한다. 인큐베이션을 최적 활성을 촉진시키는 임의의 온도, 전형적으로는 4 내지 40 ℃에서 수행할 수 있다.

인큐베이션 주기를 최적 활성을 위해 선택하나, 또한 선별 전체를 통해 신속하게 고도로 촉진되도록 최적화할 수도 있다. 전형적으로는 0.1 내지 1 시간이면 충분할 것이다. 과잉의 시약을 일반적으로 제거하거나 세척한다. 이어서 두 번째 성분을 가하고, 표지된 성분의 존재 또는 부재에 따라 결합이 지시된다.

바람직한 실시태양에서, 경쟁자(competitor)를 먼저 가한 다음 후보 약제를 가한다. 상기 경쟁자의 치환은 후보 약제가 KSP에 결합함을 가리키며, 따라서 상기 약제가 KSP에 결합할 수 있고, 그의 활성을 잠재적으로 조절할 수 있다. 따라서, 예를 들어 경쟁자를 표지하는 경우, 세척액 중의 표지의 존재는 상기 약제에 의한 치환을 가리킨다. 한편으로, 후보 약제를 표지하는 경우, 지지체 상의 표지의 존재는 치환을 가리킨다.

또 다른 실시태양에서, 상기 후보 약제를 먼저 인큐베이션 및 세척하면서 가한 다음, 경쟁자를 가한다. 상기 경쟁자에 의한 결합의 부재는 상기 후보 약제가 KSP에 고도의 친화성으로 결합함을 가리킨다. 따라서, 상기 후보 약제를 표지하는 경우, 지지체 상의 표지의 존재는 경쟁자 결합의 결여와 결부되어 상기 후보 약제가 KSP에 결합할 수 있음을 가리킬 수 있다.

KSP의 결합 부위를 확인하는 것이 가치 있을 수도 있다. 이는 다양한 방식으로 수행될 수 있다. 하나의 실시태양에서, 일단 KSP가 유사분열제와 결합하는 것으로서 확인되었으면, KSP를 단편화 또는 변경시키고, 분석을 반복하여 결합에 필요한 성분들을 동정한다.

후보 약제를 상기와 같이 KSP와 배합하는 단계 및 KSP의 생물 활성의 변경을 측정하는 단계를 포함하는, KSP의 활성을 조절할 수 있는 후보 약제를 선별함으로써 조절을 시험한다. 따라서, 본 실시태양에서, 상기 후보 약제는 KSP(비록 상기가 필요하지 않을 수도 있지만)에 결합하고 본 발명에 정의된 바와 같이 그의 생물 또는 생화학적 활성을 변경시켜야 한다. 상기 방법은 상기에 일반적으로 개략된 바와 같이 생체 외 선별 방법과, 세포 주기 분포의 변경, 세포 생육활성, 또는 유사분열 방추의 존재, 형태, 활성, 분포 또는 양에 대한 세포의 생체 내 선별 모두를 포함한다.

한편으로, 차별적인 선별을 사용하여 고유 KSP에 결합하지만, 변형된 KSP에는 결합할 수 없는 약물 후보를 동정할 수 있다.

양성 대조군(positive controls)과 음성 대조군(negative controls)을 상기 분석에 사용할 수 있다. 바람직하게는 모든 대조군과 시험 샘플들을 적어도 3 중으로 수행하여 통계학적으로 의미있는 결과를 얻는다. 모든 샘플들의 배양은 상기 약제가 단백질에 결합하기에 충분한 시간 동안 수행한다. 배양에 이어서, 모든 샘플들을 비 특이적으로 결합된 물질이 없도록 세척하고 일반적으로 표지된 결합된 약제의 양을 측정한다. 예를 들어 방사성표지를 사용하는 경우, 상기 샘플을 섬광 계수기로 세어 결합된 화합물의 양을 측정할 수 있다.

다양한 다른 시약들을 상기 선별 분석에 포함시킬 수 있다. 여기에는 최적 단백질-단백질 결합을 촉진시키고/시키거나 비-특이적이거나 배경 상호작용을 감소시키는데 사용될 수 있는 염, 중성 단백질, 예를 들어 알부민, 세제 등과 같은 시약들이 포함된다. 또한 상기 분석의 효율을 달리 개선시키는 시약들, 예를 들어 프로테아제 억제제, 뉴클레아제 억제제, 항균제 등을 사용할 수 있다. 상기 성분들의 혼합물을 필수적인 결합을 제공하는 임의의 순서로 첨가할 수 있다.

하기의 실시예들은 상술한 발명을 사용하는 방식을 보다 충분히 개시할 뿐만 아니라 본 발명의 다양한 태양들을 수행하는데 고려되는 최선의 방식을 나타낸다. 이들 실시예가 본 발명의 진정한 범위를 결코 제한하지 않으며, 오히려 예시를 목적으로 제공됨은 물론이다.

[실시예]

약어 및 정의

하기의 약어 및 용어들은 전체를 통해 지시된 의미들을 갖는다:

Ac=아세틸

BNB=4-브로모메틸-3-니트로벤조산

Boc=t-부틸옥시 카보닐

Bu=부틸

c-=사이클로

CBZ=카보벤족시=벤질옥시카보닐

DBU=디아자비사이클로[5.4.0]운데크-7-엔

DCM=디클로로메탄=메틸렌 클로라이드=CH₂Cl₂

DCE=디클로로에틸렌

DEAD=디에틸 아조디카복실레이트

DIC=디이소프로필카보디이미드

DIEA=N,N-디이소프로필에틸 아민

DMAP=4-N,N-디메틸아미노피리딘

DMF=N,N-디메틸포름아미드

DMSO=디메틸 설폭사이드

DVB=1,4-디비닐벤젠

EEDQ=2-에톡시-1-에톡시카보닐-1,2-디하이드로퀴놀린

Et=에틸

Fmoc=9-플루오레닐메톡시카보닐

GC=기체 크로마토그래피

HATU=O-(7-아자벤조트리아졸-1-일)-1,1,3,3-테트라메틸유로늄 헥사플루오로포스페이트

HMDS=헥사메틸디실라잔

HOAc=아세트산

HOBt=하이드록시벤조트리아졸

Me=메틸

mesyl=메탄설포닐

MTBE=메틸 t-부틸 에테르

NMO=N-메틸모르폴린 옥사이드

PEG=폴리에틸렌 글리콜

Ph=페닐

PhOH=페놀

PfP=펜타플루오로페놀

PPTS=피리디늄 p-톨루엔설포네이트

Py=피리딘

PyBroP=브로모-트리스-피롤리디노-포스포늄 헥사플루오로포스페이트

rt=실온(room temp.)

sat=d=포화된

s-=2 급

t-=3 급

TBDMS=t-부틸디메틸실릴

TES=트리에틸실란

TFA=트리플루오로아세트산

THF=테트라하이드로푸란

TMOF=트리메틸 오르토포르메이트

TMS=트리메틸실릴

tosyl=p-톨루엔설포닐

Trt=트리페닐메틸

실시예 1

화합물들의 합성

일반적인 합성은 도 1 및 2에 나타낸다.

단계 1: N-부티릴 안트라닐산(N-butyryl anthranilic acid)

온도계, 적가 깔때기 및 효율적인 자기 교반 봉이 장착된 3 목 500 ㎖ 환저 플라스크에 안트라닐산(1)(0.5 몰, 68.5 g) 및 디메틸 포름아미드(250 ㎖)를 가하였다. 상기 용액에 혼합물의 온도가 40 ℃를 넘지 않도록 하는 속도로 부티릴 클로라이드(0.55 몰, 57.1 ㎖)를 적가하였다. 상기 현탁액을 실온에서 추가로 3 시간 이상 동안 격렬히 교반하였다. 상기 혼합물을 물(2000 ㎖)에 붓고 추가로 1 시간 동안 교반하였다. 침전된 생성물을 여과에 의해 수거하고, 냉수로 세척하고, 감압 하에서 P₂O₅ 상에서 건조시켜 화합물 2(67.3 g, 65%)를 수득하였다.

단계 2: 2-프로필-3,1-[4H]벤즈옥사진-4-온 (2-Propyl-3,1-[4H]benzoxazin-4-one)

화합물 2(51.8 g, 0.25 몰)를 자기 교반 봉, 클라이센-증류 헤드(진공 유입구가 있음) 및 온도계가 장착된 500 ㎖ 환저 플라스크 중의 아세트산 무수물(180 ㎖)에 용해시켰다. 상기 플라스크를 오일 욕에 넣고 격렬히 교반하면서 170 내지 180 ℃로 서서히 가열하였다. 생성된 아세트산을 대기압 하에서 서서히 증류시켰다. 변환의 진행에 따라 상기 증류 유니트의 헤드 온도를 감시하였다. 이어서 반응 혼합물을 60 ℃로 냉각시키고 과잉의 아세트산 무수물을 감압(약 20 ㎜Hg) 하에서 증류에 의해 제거하였다. 그 후에 잔사를 냉각시키고 생성물을 결정화시켰다. 상기 생성물을 n-헥산(75 ㎖)으로 연마하고 여과에 의해 단리시켜 2-프로필-3,1-[4H]벤즈옥사진-4-온(3)(29.3 g, 62%)을 수득하였다. 상기 과정으로 다음 단계에 직접 사용하기에 충분히 순수한 화합물 3을 제공하였다.

단계 3: 2-프로필-3-벤질퀴나졸린-4-온(2-Propyl-3-benzylquinazoline-4-one)

화합물 3(28.4 g, 0.15 몰) 및 벤질아민(17.5 ㎖, 0.16 몰)을 6 시간 동안 1 목 250 ㎖ 환저 플라스크 중의 클로로포름(50 ㎖)에서 환류시켰다. 화합물 3이 완전히 소비된 후에, 클로로포름을 감압 하에서 증발시켰다. 에틸렌 글리콜(100 ㎖) 및 NaOH 펠릿(0.60 g)을 잔사에 가하고 상기 플라스크에 클라이센-증류 헤드 및 자기 교반 봉을 장착하였다. 상기 플라스크를 오일 욕에 담그고 격렬히 교반하면서 130 내지 140 ℃ 욕 온도로 재 가열하고 생성된 물을 증류에 의해 제거하면서 상기 욕에서 5 시간 동안 유지시켰다. 반응을 완료한 후에, 등명한 용액을 실온으로 냉각시키고 밤새 유지시켜 생성물을 침전시켰다. 상기 현탁액의 pH를 3% 수성 HCl을 가하여 7 내지 8로 조절하고, 결정을 여과하고 냉수로 세척하고, 이어서 이소프로판올(또는 선택적으로 아세톤)로부터 재결정시켜 화합물 2-프로필-3-벤질퀴나졸린-4-온(화합물 4)(28.0 g, 67%)을 수득하였다.

단계 4: 2-(1'-브로모프로필)-3-벤질퀴나졸린-4-온

온도계, 적가 깔때기 및 효율적인 자기 교반 봉이 장착된 3 목 250 ㎖ 환저 플라스크에 화합물 4(27.8 g, 10 몰), 무수 아세트산 나트륨(10.0 g) 및 빙초산(130 ㎖)을 가하였다. 아세트산(10 ㎖)에 용해된 브롬(16.0 g, 0.10 몰)을 상기 용액에 40 ℃에서 1 내지 2 시간 동안 적가하였다. 첨가를 완료한 후에, 상기 혼합물을 물(1500 ㎖)에 붓고 실온에서 1 내지 2 시간 동안 교반하였다. 침전된 생성물 2-(1'-브로모프로필)-3-벤질퀴나졸린-4-온(5)을 여과에 의해 단리시키고, 온수로 세척하여 미량의 아세트산을 제거하고, 소량의 이소프로판올로 세정하였다. 건조시켜 화합물 5(33.0 g, 92%)를 수득하였다.

단계 5: 2-[1'-(N,N-디메틸에틸렌디아미노)프로필]-3-벤질퀴나졸린-4-온

화합물 5(10.7 g, 0.03 몰) 및 N,N-디메틸에틸렌디아민(6.6 ㎖, 0.06 몰)을 절대 에탄올(60 ㎖)에 용해시키고 6 시간 동안 가열환류시켰다. 반응을 완료시킨 후에, 용매를 감압 하에서 증발시켰다. 잔존물를 디클로로메탄(150 ㎖)에 용해시키고 3% 수성 NaOH 용액(약 10 내지 20 ㎖)으로 세척하였다. 유기 층을 MgSO₄ 상에서 건조시키고 감압 하에서 증발 건고시켰다. 나머지 오일 생성물을 용출제로서 CHCl₃-MeOH-수성 NH₃(90:10:0.1)를 사용하여 짧은 실리카겔 패드 상에서 플래시 크로마토그래피에 의해 정제시켜 목적하는 화합물 (5), 2-[1'-(N,N-디메틸에틸렌디아미노)프로필]-3-벤질퀴나졸린-4-온(6)(6.0 g, 55%)을 수득하였다.

단계 6: 2-[1'-(N-4-플루오로벤조일)-(N,N-디메틸에틸렌디아미노)프로필]-3-벤질퀴나졸린-4-온

화합물 5(1.822 g, 5.0 밀리몰)의 모액을 HPLC 급 CHCl₃(0.5 ㎖) 중에서 제조하였다. HPLC 급 1,2-디클로로에탄(2.0 ㎖) 중의 p-플루오로벤조일 클로라이드(160.2 ㎎, 1 밀리몰)의 모액을 2.0 ㎖ 체적의 플라스크에서 제조하였다. 트리에틸아민의 세 번째 용액(0.5 M의 2.0 ㎖)을 HPLC 급 1,2-디클로로에탄 중에서 제조하였다. 각 용액의 100 ㎕ 분액을 베크만 바이오메트(Beckman Biomet) 2000 자동화된 액체 분배기를 사용하여 유리 반응 용기 내로 피펫팅하였다. 상기 반응 혼합물을 기계적 진탕기를 사용하여 진탕시키고, 초음파 수욕에서 초음파 처리하고, 이어서 실온에서 밤새 배양하였다. 상기 혼합물을 CHCl₃(300 ㎕)로 희석하고 5% 수성 NaHCO₃ 및 물로 세척하였다. 상기 용매를 진공 하에서 제거하여 화합물 6(65%)을 제공하였다. 상기 화합물의 순도를 CH₂Cl₂-에탄올-농축 수성 NH₃(100:10:1)로 용출되는 TLC에 의해 분석하였다.

실시예 2 및 3

화학식 1d 화합물의 합성

모든 무수 용매들을 알드리치 케미칼 캄파니(Aldrich chemical company)로부터 슈어실(SureSeal)(등록상표) 용기로 구입하였다. 대부분의 시약들은 알드리치 케미칼 캄파니로부터 구입하였다. 약어: DCM, 디클로로메탄; DIEA, N,N-디이소프로필에틸아민; DMF, N,N-디메틸포름아미드; TES, 트리에틸실란; TFA, 트리플루오로아세트산. 배열 합성을 4 x 6 배열 알루미늄 합성 블록에 함유되고 테플론을 댄 고무 멤브레인으로 밀봉한 15 x 75 ㎜ 유리 환저 스크류-캡 바이알에서 수행하였다. 시약들을 첨가하고 수성 추출을 단일 또는 멀티 채널 피펫터로 수행하였다. 여과는 와트만/폴리필트로닉스(Whatman/Polyfiltronics) 24 웰, 10 ㎖ 여과 블록을 사용하여 수행하였다. 상기 배열로부터의 휘발성 물질의 증발을 랩콘코 볼텍스-증발기(Labconco Vortex-Evaporator)를 사용하여, 또는 4 x 6 질소 다기관으로 쓸어내림으로써 수행하였다.

실시예 2(단일 화합물의 고상 합성)

단계 1) 1,3-디아미노프로판 트리틸 수지(Novabiochem, 1.2 밀리몰/g)(0.20 g, 0.24 밀리몰)를 칭량하여 스크류-캡 바이알에 가하고 DMF와 클로로포름의 1:1 혼합물 3 ㎖을 가하였다. DIEA(0.130 ㎖, 0.72 밀리몰) 및 2-(1'-브로모프로필)-3-벤질퀴나졸린-4-온(실시예 1로부터의 것)(0.188 g, 0.48 밀리몰)을 가하였다. 상기 바이알을 밀봉하고, 70 ℃로 가열하고 밤새 진탕시켰다. 상기 수지를 여과하고 세척(3 x DCM, 2 x MeOH, 1 x DCM, 2 x 에테르)하고, 진공 하에서 건조시켰다. 수지 27 ㎎ 분액을 5:5:90의 TFA:TES:DCM으로 15 분간 처리하고 상기 혼합물을 여과하고 증발시켜 퀴나졸리논-디아민 중간체 8 ㎎(64% 수율)을 수득하였다. LCMS 분석은 순도가 >80%임을 나타내었다.

단계 2) 단계 1의 수지를 DCM 3 ㎖로 팽윤시켰다. DIEA(0.130 ㎖, 0.72 밀리몰) 및 4-브로모벤질 브로마이드(0.12 g, 0.48 밀리몰)를 가하였다. 상기 바이알을 밀봉하고 밤새 진탕시켰다. 분할한 분액의 LCMS 분석으로 출발 물질과 생성물이 대략 1:1로 혼합되었음이 밝혀졌다. 추가의 DIEA 0.130 ㎖ 및 4-브로모벤질 브로마이드 0.12 g을 가하고 혼합물을 70 ℃에서 8 시간 동안 진탕하였다. 상기 수지를 여과하고, 세척(상기와 같이)하고, 진공 하에서 건조시켰다.

단계 3) 단계 2의 수지를 5:5:90의 TFA:TES:DCM으로 30 분간 2 회 진탕시키고 여과하였다. 상기 여액들을 합하고 증발시켜 오렌지색 오일 140 ㎎을 수득하였다. 상기 물질을 역상 예비 HPLC(아세토니트릴-수 구배)에 의해 정제하여 모노-TFA 염 27 ㎎(3 단계에 대해 17%)을 수득하였다.

실시예 3(복합 화합물의 조합적인 합성)

단계 1) 1,2-디아미노에탄 트리틸 수지(Novabiochem, 0.95 밀리몰/g)(200 g, 1.9 밀리몰) 및 1,3-디아미노프로판 트리틸 수지(Novabiochem, 1.14 밀리몰/g)(2.0 g, 2.28 밀리몰)를 각각 상이한 10 ㎖ 폴리프로필렌 프릿화된 튜브(Bio-Rad)에 넣었다. 각각에 DMF 4 ㎖, 클로로포름 4 ㎖, 3 당량의 DIEA(각각 1.0 ㎖ 및 1.2 ㎖) 및 2 당량의 2-(1'-브로모프로필)-3-벤질퀴나졸린-4-온(실시예 1로부터의 것)(각각 1.5 g 및 1.8 g)을 가하였다. 상기 혼합물을 70 ℃에서 밤새 진탕시켰다. 각각의 혼합물을 세척(3 x DCM, 2 x MeOH, 1 x DCM, 2 x 에테르)하고 진공 하에서 건조시켰다. 분할된 분액들의 분석으로 각각에 대해 적합한 퀴나졸리논-디아민이 >90%의 순도로 존재함이 밝혀졌다.

단계 2) 상기 퀴나졸리논 에틸-디아민 수지(105 ㎎, 0.10 밀리몰)를 배열의 처음 2 줄의 각 바이알에 넣고, 퀴나졸리논 프로필-디아민 수지(88 ㎎, 0.10 밀리몰)를 상기 배열의 마지막 2 줄의 각 바이알에 넣었다. 각각의 바이알에 DIEA(0.131 ㎖, 0.75 밀리몰)를 가하였다. 상기 배열의 처음 2 줄의 각 바이알에 상이한 아민을 가하고 상기 첨가를 상기 배열의 마지막 2 줄에 대해서도 반복하였다. 상기 반응 블록을 70 ℃에서 밤새 진탕시켰다. 액체를 미세하고 예리한 겔-웰 팁을 사용하여 멀티채널 피펫에 의해 각각의 바이알로부터 제거하고, 수지들을 세척(2 x DCM, 1 x MeOH, 1 x DCM)하고 진공 하에서 건조시켰다.

단계 3) 상기 배열의 각 바이알에 10:5:85의 TFA:TES:DCM 용액 2 ㎖을 가하였다. 상기 반응 블록을 45 분간 진탕시키고 혼합물을 필터 블록으로 옮기고 여과하고 DCM 0.75 ㎖로 2 회 세척하였다. 상기 용액을 증발시켜 황색-적색 오일을 수득하였다. 이들 농후한 오일을 에테르로 2 회 연마하고, DCM에 용해시키고, 디옥산 중의 4M HCl로 처리하여 갈색-백색 분말 또는 비 결정성 고체로서 HCl 염(화합물 당 알려지지 않은 수의 염)을 수득하였다. LCMS에 의한 분석은 상기 모두가 >75% 순수함을 나타내었다.

실시예 4 내지 6

6 개의 라세미 퀴나졸리논들을 키랄 크로마토그래피에 의해 그들의 에난티오머들로 분리시켰다. 이들 화합물들 중 3 개의 키랄 크로마토그래피를 하기에 개시한다:

실시예 4:

컬럼-키랄팩(Chiralpak) AD, 250 x 4.6 ㎜(Diacel Inc.). 샘플-EtOH 중의 0.5 ㎎/㎖. 조건-헥산 중의 60% EtOH에서 15 분, 에난티오머 1이 4.5 분에서 용출되고 에난티오머 2가 4.9 분에서 용출됨.

실시예 5:

컬럼-키랄셀(Chiralcel) OJ, 250 x 4.6 ㎜(Diacel Inc.). 샘플-EtOH 중의 0.5 ㎎/㎖. 조건-헥산 중의 10% EtOH에서 15 분, (R)-에난티오머가 8.4 분에서 용출되고 (S)-에난티오머가 9.6 분에서 용출됨.

실시예 6:

컬럼-키랄팩 AD, 250 x 4.6 ㎜(Diacel Inc.). 샘플-EtOH 중의 0.5 ㎎/㎖. 조건-헥산 중의 70% EtOH에서 15 분, 에난티오머 1이 6.5 분에서 용출되고 에난티오머 2가 8.8 분에서 용출됨.

하기 표는 상기와 같이 분리된 3 개의 다른 화합물들의 라세메이트와 에난티오머들의 IC₅₀ 활성을 나타낸다. 3 가지 경우 모두에서, 하나의 에난티오머가 다른 것보다 현저하게 더 효능이 있었다. 독립적인 키랄 합성에 의해서, 보다 활성인 에난티오머는 R 에난티오머인 것으로 보인다.

실시예 7 및 8

하기 2 개의 화합물을 도 4에 도시된 경로에 의해 단일 에난티오머로서 합성하였다. 데이터는 보다 활성인 에난티오머가 R 에난티오머임을 가리킨다.

실시예 9

타르타르산을 사용한 재결정에 의한 키랄 분리

실시예 1에서 제조된 중간체 A를 중간체 B로 전환시킬 수 있으며, 이는 분리 시 도 4에 도시된 처음 다섯 단계에 대한 대안을 제공한다. 상기 과정을 하기 반응식으로 나타낸다.

B의 R 에난티오머를 이소프로판올과 메탄올의 혼합물 중에서 B와 1.1 당량의 D-타르타르산과의 혼합물을 가열하고, 이어서 상기 혼합물을 다시 실온으로 되게 함으로써 선택적으로 결정화시킬 수 있다.

실시예 9: X=Cl, R=H

비등 이소프로판올 100 ㎖에 용해된 라세미 중간체 B(1.5 g)를 비등 메탄올 100 ㎖ 중에서 D-타르타르산 0.8 g과 혼합하였다. 상기 혼합물을 서서히 실온에 도달하게 하였다. 밤새 정치시킨 후에, 고체를 여과에 의해 제거하고 에틸 아세테이트와 헥산으로 세정하고, 공기 건조시켰다. 이어서 건조된 고체(0.8 g)를 이소프로판올 50 ㎖과 메탄올 50 ㎖의 비등 혼합물 중에 용해시키고 실온으로 서서히 냉각시켰다. 밤새 정치시킨 후에, 생성된 고체를 여과에 의해 제거하고 에틸 아세테이트와 헥산으로 세정하고 공기 건조시켰다. 이어서 건조된 고체를 포화된 중탄산 나트륨과 함께 30 분간 교반하고 에틸 아세테이트로 추출하였다. 유기물질을 건조(MgSO₄)시키고 여과하고 증발 건고시켰다. 생성된 등명한 오일의 중량은 345 ㎎이었다. S-모셔(Mosher) 아미드로의 일부의 전환과 ¹HNMR에 의한 생성물의 검사에 의해 키랄 순도가 >95%임을 측정하였다. 하기의 에난티오머적으로 순수한 화합물을 D- 및 L-타르타르산 모두를 사용하여 상술한 과정으로부터 생성된 물질로부터 도 4의 나머지 단계에 따라 제조하였다.

퀴나졸리논 KSP 억제제로 처리한 세포 집단에서의 유사분열 정지의 유도

DNA 함량을 측정함으로써 세포 주기 단계를 측정하는 FACS 분석을 하기와 같이 수행하였다. 스코브(Skov)-3 세포(인간 난소 암)를 10 ㎝ 디쉬에서 도말하기 위해 1:10으로 분할하고 5% 소 태아 혈청(FBS)을 함유하는 RPMI 1640 배지로 합류 이하로 생육시켰다. 이어서 상기 세포를 10 nM 패클리탁셀, 400 nM 퀴나졸리논 1, 200 nM 퀴나졸리논 2, 또는 0.25% DMSO(화합물에 대한 비히클)로 24 시간 동안 처리하였다. 이어서 세포를 5 mM EDTA를 함유하는 PBS로 상기 플레이트로부터 세정하고, 펠릿화하고, 1% FCS를 함유하는 PBS에서 1 회 세척하고, 이어서 4 ℃에서 85% 에탄올 중에서 밤새 고정시켰다. 분석 전에, 상기 세포들을 펠릿화하고, 2 회 세척하고, 37 ℃에서 30 분 동안 ㎖ 당 10 ㎍ 프로피디움 요오다이드 및 250 ㎍의 리보뉴클레아제(RNAase) A의 용액으로 염색하였다. 유식 세포측정 분석을 벡톤-디킨슨(Becton-Dickinson) FACScan 상에서 수행하고 샘플 당 10,000 개 세포로부터의 데이터를 모드핏(Modfit) 소프트웨어로 분석하였다.

상기 퀴나졸리논 화합물뿐만 아니라, 공지된 유사분열 억제제인 패클리탁셀은 G0/G1 세포 주기 단계(2n DNA 함량)에서 G2/M 세포 주기 단계(4n DNA 함량)로의 세포 집단의 이동을 일으켰다. 상기 부류의 다른 화합물들은 유사한 효과를 갖는 것으로 밝혀졌다.

퀴나졸리논 KSP 억제제의 적용에 따른 단일극 방추 형성

상기 G2/M 축적의 성질을 측정하기 위해서, 인간 종양 세포 주(lines) 스코브-3(난소), HeLa(경부) 및 A549(폐)를 96-웰 플레이트에 웰 당 4,000 세포(스코브-3 & HeLa) 또는 웰 당 8,000 세포(A549)의 밀도로 도말하고, 24 시간 동안 부착시키고, 다양한 농도의 퀴나졸리논 화합물로 24 시간 동안 처리하였다. 세포를 4% 포름알데히드 중에서 고정시키고 항-투불린 항체(후속적으로 형광-표지된 2 차 항체를 사용하여 인지됨) 및 훽스트(Hoechst) 염료(DNA를 염색함)를 사용하여 염색하였다.

가시적인 검사 결과 상기 퀴나졸리논 화합물은 유사분열의 전중기 단계에서 세포 주기 정지를 일으키는 것으로 밝혀졌다. DNA가 농축되고 방추 형성이 개시되었지만, 정지된 세포는 단일극 방추를 균일하게 나타내었으며, 이는 방추체 극 분리의 억제가 있음을 가리킨다. 항-KSP 항체의 미세주입은 또한 단일극 방추를 나타내는 정지된 세포에 의한 유사분열의 정지를 일으킨다.

퀴나졸리논 KSP 억제제로 처리된 종양 세포 주에서 세포 증식의 억제

세포를 96-웰 플레이트의 웰 당 1000 내지 2500 세포(세포 주에 따라 변함)의 밀도로 96-웰 플레이트에 도말하고 24 시간 동안 부착/생육시켰다. 이어서 상기를 다양한 농도의 약물로 48 시간 동안 처리하였다. 화합물들을 첨가한 시간을 T₀로 간주한다. 시약 3-(4,5-디메틸티아졸-2-일)-5-(3-카복시메톡시페닐)-2-(4-설포페닐)-2H-테트라졸리움(MTS)(I.S>특허 제 5,185,450 호)(프로메가 제품 목록 #G3580, CellTiter 96(등록상표) AQ_ueous 1 용액 세포 증식 분석 참조)을 사용하는 테트라졸리움 기본 분석을 사용하여 T₀에서 생육 가능한 세포의 수와 화합물 노출 48 시간 후에 남아있는 세포의 수를 측정하였다. 48 시간 후에 남아있는 세포의 수를 약물 첨가 시에 생육 가능한 세포의 수와 비교하여, 생육 억제를 계산하였다.

비히클(0.25% DMSO) 만으로 처리된 대조군 웰 중의 세포의 48 시간에 걸친 생육을 100% 생육으로 간주하고 화합물이 있는 웰에서의 세포의 생육을 상기와 비교한다. 퀴나졸리논 KSP 억제제는 하기 종양 유형의 인간 종양 세포 주에서 세포 증식을 억제하였다: 폐(NCI-H460, A549), 유방(MDA-MB-231, MCF-7, MCF-7/ADR-RES), 결장(HT29, HCT15), 난소(SKOV-3, OVCAR-3), 백혈병(HL-60(TB), K-562), 중추 신경계(SF-268), 신장(A498), 골육종(U2-OS) 및 경부(HeLa). 또한, 마우스 종양 주(B16, 흑색종)가 또한 퀴나졸리논 화합물의 존재 하에서 생육을 억제시켰다.

화합물의 농도(μM) 대 처리된 웰 중의 세포 생육의 %를 플롯팅함으로써 Gi₅₀을 계산하였다. 화합물에 대해 계산된 Gi₅₀은 생육이 대조군에 비해 50%까지 억제되는 추정된 농도, 즉 하기 식에 따른 농도이다:

100 x [(처리된_{4 8}- T₀) / (대조군₄₈- T₀)] = 50

모든 농도의 화합물을 중복 시험하고 대조군을 12 개의 웰에 대해 평균하였다. 국립 암 연구소는 매우 유사한 96-웰 플레이트 레이아웃과 Gi₅₀ 계산 식을 사용한다(문헌[Monks, et al., J. Natl. Cancer Inst. 83:757-766(1991)]을 참조하시오). 그러나, 상기 국립 암 연구소가 세포 수를 정량화하는데 사용한 방법은 MTS를 사용하지 않으며, 대신에 대안적인 방법을 사용한다.

IC₅₀의 계산:

KSP 활성에 대한 조성물의 IC₅₀의 측정은 ATPase 분석을 사용한다. 하기의 용액들을 사용한다: 용액 1은 3 mM 포스포에놀피루베이트 칼륨 염(Sigma P-7127), 2 mM ATP(Sigma A-3377), 1 mM IDTT(Sigma D-9779), 5 μM 패클리탁셀(Sigma T-7402), 10 ppm 소포제 289(Sigma A-8436), 25 mM 파이프/KOH pH 6.8(Sigma P6757), 2 mM MgCl₂(VWR JT400301) 및 1 mM EGTA(Sigma E3889)로 이루어진다. 용액 2는 1 mM NADH(Sigma N8129), 0.2 ㎎/㎖의 BSA(Sigma A7906), 피루베이트 키나제 7U/㎖, L-락테이트 데하이드로게나제 10 U/㎖(Sigma P0294), 100 nM KSP 모터 도메인, 50 ㎍/㎖의 미소관, 1 mM DTT(Sigma D9779), 5 μM 패클리탁셀(Sigma T-7402), 10 ppm 소포제 289(Sigma A-8436), 25 mM 파이프/KOH pH 6.8(Sigma P6757), 2 mM MgCl₂(VWR JT4003-01) 및 1 mM EGTA(Sigma E3889)로 이루어진다. 상기 조성물의 일련의 희석(8 내지 12 회의 2 배 희석)을 용액 1을 사용하여 96-웰 미세적정 플레이트(Corning Costar 3695)에서 수행한다. 일련의 희석에 이어서, 각 웰은 50 ㎕의 용액 1을 갖는다. 반응을 각 웰에 50 ㎕의 용액 2를 가하여 개시시킨다. 이를 멀티채널 피펫터로 수동으로 또는 자동화된 액체 처리 장치를 사용하여 수행할 수 있다. 이어서 상기 미세적정 플레이트를 마이크로플레이트 흡광도 판독기로 옮기고 340 ㎚에서 다수 개의 흡광도 판독을 동력학적 모드로 각 웰에 대해 수행한다. 이어서 상기 ATPase 속도에 비례하는 관찰된 변화 속도를 화합물 농도의 함수로서 플롯팅한다. 표준 IC₅₀ 측정을 위해서, 획득한 데이터를 비 선형 정합 프로그램(예: Grafit 4)을 사용하여 하기 4 변수 식에 대입한다:

상기에서,

y는 관찰된 속도이고, x는 화합물 농도이다.

퀴나졸리논 화합물은 다양한 세포 주, 예를 들어 패클리탁셀과 같은 다른 화학요법 약물에 내성을 전달하는 P-당단백질(또한 다중 약물 내성, 또는 MDR⁺로도 알려짐)을 발현하는 세포 주(MCF-7/ADR-RES, HCT1 5)의 생육을 억제한다. 따라서, 상기 퀴나졸리논은 세포 증식을 억제하는 유사분열 억제제이며, 약물 내성 종양 주에 의한 MDR⁺의 과발현에 의한 내성에 영향을 받지 않는다.

상기 부류의 다른 화합물들은 세포 증식을 억제하는 것으로 밝혀졌지만, GI₅₀ 값들은 차이가 있었다. 시험된 퀴나졸리논 화합물에 대한 GI₅₀ 값의 범위는 200 nM 내지 시험된 최고 농도 이상이다. 이는 KSP 활성을 억제하는 대부분의 화합물이 세포 증식을, 일부에 대해서는, 시험된 최고 농도(일반적으로는 약 20 μM)에서 생화학적으로 억제하였으며, 세포 생육은 50% 미만으로 억제되었다. 상기 화합물들 중 다수는 10 μM 미만의 GI₅₀ 값을 가지며, 다수는 1 μM 미만의 GI₅₀ 값을 갖는다. 암 치료를 위해 임상에서 성공적으로 적용된 증식 억제 화합물(암 화학요법제)은 매우 다양한 GI₅₀을 갖는다. 예를 들어, A549 세포에서, 패클리탁셀 GI₅₀은 4 nM이고, 독소루비신은 63 nM이고, 5-플루오로우라실은 1 μM이고, 하이드록시우레아는 500 μM이다(데이터는 국제 암 연구소의 개발 치료 프로그램, http://dtp.nci.nih.gov/에 의해 제공되었다). 따라서, 실질적으로 임의의 농도에서 세포 증식을 억제하는 화합물이 유용할 수 있다. 그러나, 바람직하게는 화합물들은 1 mM 미만의 GI₅₀ 값을 가질 것이다. 보다 바람직하게는 화합물은 20 μM 미만의 GI₅₀ 값을 가질 것이다. 훨씬 더 바람직하게는 화합물은 10 μM 미만의 GI₅₀ 값을 가질 것이다. GI₅₀ 값이 추가로 감소된, 예를 들어 1 μM 미만의 GI₅₀ 값을 갖는 화합물이 또한 바람직할 수 있다. 본 발명의 퀴나졸리논 화합물들 중 일부는 200 nM 내지 10 nM의 GI₅₀ 값으로 세포 증식을 억제한다.

본 발명에 따르면, 유사분열 키네신(mitotic kinesin) KSP의 억제제(inhibitor)이며 세포 증식성 질환들, 예를 들어 암, 과형성증, 재협착증, 심장 비대, 면역 질환 및 염증의 치료에 유용한 퀴나졸리논 유도체를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명 조성물의 제조를 위한 일반적인 합성 도식을 나타낸다.

도 2는 퀴나졸리논 KSP 억제제의 합성을 위한 합성 경로를 나타낸다.

도 3-도 88은 퀴나졸리논 KSP 억제제의 전형적인 화학 구조를 나타낸다.

도 89는 실질적으로 순수한 단일 에난티오머로의 합성 경로를 나타낸다.

도 90은 설폰아미드(5a), 카바메이트(5b), 우레아(5c) 및 아민(5d)으로의 합성 경로를 나타낸다.

Claims

하기의 화학식으로 표시되는 퀴나졸리논 화합물 :

상기 식에서,

R₁은 벤질이고;

R₂는 C₁-C₅ 알킬이고;

R_2'는 수소이고;

R₃는 나프틸; 또는 C₁-C₅ 알킬 또는 할로겐으로 치환된 페닐이고;

R₄는 디(C₁-C₅ 알킬아미노) 또는 (C₁-C₅ 알킬)아미노이고;

R₅, R₆ 및 R₈은 수소이고;

R₇은 수소 또는 할로겐이다.
제 1 항에 있어서, 하기 화학식으로 표시되는 퀴나졸리논 화합물 :
제 1 항에 있어서, 하기 화학식으로 표시되는 퀴나졸리논 화합물 :
제 1 항에 있어서, 하기 화학식으로 표시되는 퀴나졸리논 화합물 :
제 1 항에 있어서, 하기 화학식으로 표시되는 퀴나졸리논 화합물 :
제 1 항에 있어서, 하기 화학식으로 표시되는 퀴나졸리논 화합물 :
제 1 항에 있어서, 하기 화학식으로 표시되는 퀴나졸리논 화합물 :
제 1 항에 있어서, 하기 화학식으로 표시되는 퀴나졸리논 화합물 :
제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서, R₂ 및 R_2'가 결합되는 입체 중심이 R 배위인 것을 특징으로 하는 퀴나졸리논 화합물.