[发明专利]新颖的10-23脱氧核酶类似物及其用途

摘要

本发明涉及新颖的10-23脱氧核酶类似物及其用途。具体地，本发明涉及一种下式所示的10-23脱氧核酶催化结构域部分被修饰的10-23脱氧核酶类似物：其中各符号如说明书所述。本发明还涉及所述10-23脱氧核酶类似物的制备方法，包含它们的药盒、试剂盒、或组合物以及它们的用途。本发明鉴于各个核苷酸单元在10-23脱氧核酶的催化结构域中的保守性不同，和碱基的功能基对于催化反应的贡献，利用嘌呤核苷和嘧啶核苷的类似物取代其在催化结构域中的位置，获得了催化效率比原型10-23脱氧核酶高的新颖的脱氧核酶类似物。

主权项

1.10-23脱氧核酶催化结构域部分被修饰的10-23脱氧核酶类似物，其为下式所示：3’-N₁N₂N₃N₄N₅N₆……N_iX₁₅X₁₄C₁₃X₁₂X₁₁C₁₀X₉X₈C₇X₆X₅X₄C₃X₂X₁RN_i+17N_i+18N_i+19N_i+20……N_n-5’，或为下式所示：3′-N₁N₂N₃N₄N₅N₆......N_i    R N_i+17N_i+18N_i+19N_i+20......N_n-5′                   ₁₅X      X_{1                  14}X        X_{2                 13}C          C_{3                12}X            X_{4                 11}X          X_{5                  10}C        X_{6                    9}X  X₈  C₇其中，N代表该10-23脱氧核酶类似物两端的识别部分，并且两端的碱基数量相同或不同，各自独立地为4至25个；3’-X₁₅X₁₄C₁₃X₁₂X₁₁C₁₀X₉X₈C₇X₆X₅X₄C₃X₂X₁-5’为催化结构域；n为4-50的整数；i为4-33的整数；所述的催化结构域部分是10-23脱氧核酶催化结构域部分中的第1、2、4、5、6、8、9、11、12、14、15号残基中的任一个或多个各自独立地被选自以下式J、式B、式D、式E和式F的核苷类似物取代：J        B        D        E        F以上式J、式B、式D、式E和式F的核苷类似物中，各取代基各自独立地定义如下：(1)嘌呤核苷类似物J和D中，Z各自独立地选自碳和氮原子，其中，当Z为碳原子时，7位取代基R¹各自独立地选自：氢、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、拟卤素(例如氰基、硫氰基)、羧基、酰胺基(例如CONH₂、CONHR⁷、CONR⁷₂)、C_6-20芳香基、C_3-10杂芳香基和杂环结构、R⁷、或L-R⁸，其中：R⁸选自羟基、氨基、C_6-20芳香基、C_3-10杂芳香基和杂环结构、OR⁷、NHR⁷、NR⁷₂、NHCOR⁷(胺酰基)、胍基、取代的胍基NH-C(NR⁷₂)＝NR⁷、巯基、SR⁷、CONH₂、CONHR⁷、CONR⁷₂、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、拟卤素(例如氰基、硫氰基)、羧基，L是选自以下的连接臂：C_1-10直链或支链烷基臂(例如C_1-6直链或支链烷基臂，例如亚甲基、1，2-亚乙基、三亚甲基，四亚甲基)、C_2-10不饱和烷基臂(例如C_2-4不饱和烷基，例如烯键、炔键)、C_3-10环烷基臂，连接臂还可以是含酰胺键、酯键、醚键、硫醚键的直链和支链结构，R⁷各自独立地选自C_1-10直链或支链烷基(例如C_1-6直链或支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基)、C_2-10不饱和烷基(例如C_2-4不饱和烷基，例如乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基)、C_3-10环烷基(例如C_3-6环烷基，例如环丙基、环丁基、环戊基和环己基)，以及含芳香环的直链和支链结构，所述芳香基和杂芳香基任选被一个或多个取代基R⁹取代，R⁹的定义与R⁷相同；(2)嘌呤核苷类似物J，B，D，E的2位取代基R²各自独立地选自：氢、氨基、羟基、胍基、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、OR⁷、NHR⁷、NR⁷₂、NHCOR⁷(胺酰基)、巯基、SR⁷、C_6-20芳香基、C_3-8杂芳香基和杂环结构、R⁷，或L-R⁸，其中：R⁸选自羟基、氨基、C_6-20芳香基、C_3-10杂芳香基和杂环结构、OR⁷、NHR⁷、NR⁷₂、NHCOR⁷(胺酰基)、胍基、取代的胍基NH-C(NR⁷₂)＝NR⁷、巯基、SR⁷、CONH₂、CONHR⁷、CONR⁷₂、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、拟卤素(例如氰基、硫氰基)、羧基，L是选自以下的连接臂：C_1-10直链或支链烷基臂(例如C_1-6直链或支链烷基臂，如亚甲基、1，2-亚乙基，三亚甲基，四亚甲基)、C_2-10不饱和烷基臂(例如烯键、炔键)、C_3-10环烷基臂(例如C_3-6环烷基)，连接臂还可以是含酰胺键、酯键、醚键、硫醚键的直链和支链结构，R⁷各自独立地选自：C_1-10直链或支链烷基(例如C_1-6直链或支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基)、C_2-10不饱和烷基(例如C_2-4不饱和烷基，例如乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基)、C_3-10环烷基(例如C_3-6环烷基，例如环丙基、环丁基、环戊基和环己基)，以及含芳香环的直链和支链结构，所述芳香基和杂芳香基任选被一个或多个取代基R⁹取代，R⁹的定义与R⁷相同；(3)嘌呤核苷类似物J和B的6位取代基R³各自独立地选自：氢、氨基、羟基、卤素、OR⁷、NHR⁷、NR⁷₂、NHCOR⁷(胺酰基)、胍基、巯基、SR⁷、C_6-20芳香基、C_3-20杂芳香基和杂环结构、R⁷，或L-R⁸，其中：R⁸选自羟基、氨基、C_6-20芳香基、C_3-10杂芳香基和杂环结构、OR⁷、NHR⁷、NR⁷₂、NHCOR⁷(胺酰基)、胍基、取代的胍基NH-C(NR⁷₂)＝NR⁷、巯基、SR⁷、CONH₂、CONHR⁷、CONR⁷₂、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、拟卤素(例如氰基、硫氰基0、羧基，L是选自以下的连接臂：C_1-10直链或支链烷基臂(例如C_1-6直链或支链烷基臂，如亚甲基、1，2-亚乙基，三亚甲基，四亚甲基)、C_2-10不饱和烷基臂(例如烯键、炔键)、C_3-10环烷基臂(例如C_3-6环烷基)，连接臂还可以是含酰胺键、酯键、醚键、硫醚键的直链和支链结构，R⁷各自独立地选自C_1-10直链或支链烷基(例如C_1-6直链或支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基)、C_2-10不饱和烷基(例如C_2-4不饱和烷基，例如乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基)、C_3-10环烷基(例如C_3-6环烷基，例如环丙基、环丁基、环戊基和环己基)，以及含芳香环的直链和支链结构，(4)嘌呤核苷类似物J和D的8位W可以各自独立地是碳原子或氮原子，其中：当W为碳原子时，其任选被取代基R¹⁰取代，该取代基R¹⁰各自独立地选自：氢、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、拟卤素(例如氰基、硫氰基)、羧基、COOR⁷(酯基)、CONH₂、CONHR⁷、CONR⁷₂(酰胺基)、氨基、胍基、OR⁷，NHR⁷、NR⁷₂、NHCOR⁷(胺酰基)、巯基、SR⁷、C_6-20芳香基、C_3-10杂芳香基和杂环结构、R⁷、L-R⁸，其中：R⁸选自羟基、氨基、C_6-20芳香基、C_3-10杂芳香基和杂环结构、OR⁷、NHR⁷、NR⁷₂、NHCOR⁷(胺酰基)、胍基、取代的胍基NH-C(NR⁷₂)＝NR⁷、巯基、SR⁷、CONH₂、CONHR⁷、CONR⁷₂、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、拟卤素(例如氰基、硫氰基)、羧基，L是选自以下的连接臂：C_1-10直链或支链烷基臂(例如C_1-6直链或支链烷基臂，例如亚甲基、1，2-亚乙基、三亚甲基，四亚甲基)、C_2-10不饱和烷基臂(例如C_2-4不饱和烷基臂，例如烯键、炔键)、C_3-10环烷基臂(例如C_3-6环烷基臂)，连接臂还可以是含酰胺键、酯键、醚键、硫醚键的直链和支链结构，R⁷各自独立地选自C_1-10直链或支链烷基(例如C_1-6直链或支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基)、C_2-10不饱和烷基(例如C_2-4不饱和烷基，例如乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基)、C_3-10环烷基(例如C_3-6环烷基，例如环丙基、环丁基、环戊基和环己基)，以及含芳香环的直链和支链结构，所述芳香基和杂芳香基任选被一个或多个取代基R⁹取代，R⁹的定义与R⁷相同；当W为氮原子时，其未被取代；(5)腺苷类似物B和E，Z和V所在的五员环为饱和环结构，Z和V各自独立地是碳、氮、氧、硫等原子，其中当Z为碳原子时，其上的取代基R¹各自独立地选自：氢、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、拟卤素(例如氰基、硫氰基)、羧基、酰胺基(例如CONH₂、CONHR⁷、CONR⁷₂)、C_6-20芳香基、C_3-20杂芳香基或杂环结构、R⁷、或L-R⁸，其中：R⁸选自羟基、氨基、C_6-20芳香基、C_3-10杂芳香基和杂环结构、OR⁷、NHR⁷、NR⁷₂、NHCOR⁷(胺酰基)、胍基、取代的胍基NH-C(NR⁷₂)＝NR⁷、巯基、SR⁷、CONH₂、CONHR⁷、CONR⁷₂、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、拟卤素(例如氰基、硫氰基)、羧基，L是选自以下的连接臂：C_1-10直链或支链烷基臂(例如C_1-6直链或支链烷基臂，例如亚甲基、1，2-亚乙基、三亚甲基，四亚甲基)、C_2-10不饱和烷基臂(例如C_2-4不饱和烷基臂，例如烯键、炔键)、C_3-10环烷基臂(例如C_3-6环烷基臂)，连接臂还可以是含酰胺键、酯键、醚键、硫醚键的直链和支链结构，R⁷各自独立地选自C_1-10直链或支链烷基(例如C_1-6直链或支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基)、C_2-10不饱和烷基(例如C_2-4不饱和烷基，例如乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基)、C_3-10环烷基(例如C_3-6环烷基，例如环丙基、环丁基、环戊基和环己基)，以及含芳香环的直链和支链结构，所述芳香基和杂芳香基任选被一个或多个取代基R⁹取代，R⁹的定义与R⁷相同；当Z为氮原子时，其取代基为R¹，但不包括卤素和拟卤素。当V为碳原子时，其各自独立地任选被取代基R¹¹取代，取代基R¹¹的定义与R¹相同；当V为氮原子时，其取代基R¹¹的定义与R¹相同，但不为卤素和拟卤素取代；当Z和V为氧或硫原子时，则无取代基；(6)嘧啶核苷类似物F，其5位和6位的取代基R⁴和R⁵各自独立地选自氢、卤素(氟、氯、溴、碘)、拟卤素(氰基、硫氰基)、羧基、COOR⁷(酯基)、CONH₂、CONHR⁷、CONR⁷₂(酰胺基)、NHR⁷、NR⁷₂、NHCOR⁷(胺酰基)、巯基、SR⁷、C_6-20芳香基和C_3-10杂芳香基和杂环结构、R⁷、或L-R⁸，其中：R⁸选自羟基、氨基、C_6-20芳香基、C_3-10杂芳香基和杂环结构、OR⁷、NHR⁷、NR⁷₂、NHCOR⁷(胺酰基)、胍基、取代的胍基NH-C(NR⁷₂)＝NR⁷、巯基、SR⁷、CONH₂、CONHR⁷、CONR⁷₂、卤素(例如氟、氯、溴、碘)、拟卤素(例如氰基、硫氰基)、羧基，R⁷各自独立地选自C_1-10直链或支链烷基(例如C_1-6直链或支链烷基，例如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基)、C_2-10不饱和烷基(例如C_2-4不饱和烷基，例如乙烯基、丙烯基、乙炔基、丙炔基)、C_3-10环烷基(例如C_3-6环烷基，例如环丙基、环丁基、环戊基和环己基)、以及含芳香环的直链和支链结构，L是选自以下的连接臂：C_1-10直链或支链烷基臂(例如C_1-6直链或支链烷基臂，例如亚甲基、1，2-亚乙基、三亚甲基，四亚甲基)、C_2-10不饱和烷基臂(例如C_2-4不饱和烷基臂，例如烯键、炔键)、C_3-10环烷基臂(例如C_3-6环烷基臂)，连接臂还可以是含酰胺键、酯键、醚键、硫醚键的直链和支链结构，所述芳香基和杂芳香基任选被一个或多个取代基R⁹取代，R⁹的定义与R⁷相同；(7)核苷类似物J，B，D，E，F，其糖环部分各自独立地选自脱氧核糖基、其它五员糖环基、六员糖环基、LNA型、或其他修饰的糖环结构[优选地，该糖环部分各自独立地选自脱氧核糖基、六元糖环基、LNA型]，所述糖环部分的构型各自独立地是D-或L-型，其中该糖环部分为五员糖环时，其2’-位取代基R⁶各自独立地选自氢、氨基、氟原子、甲氧基、乙氧基、丙氧基、甲氧基乙烯氧基、乙氧基乙烯氧基、丙氧基乙烯氧基、甲胺基、二甲胺基、乙胺基、二乙胺基、丙胺基、二丙胺基、环丙胺基。