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公開番号2025108647
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-23
出願番号2025069118,2021561702
出願日2025-04-18,2020-04-17
発明の名称構造的に安定化されたペプチドによるユビキチンおよびユビキチン様E1活性化酵素の選択的標的化
出願人デイナファーバーキャンサーインスティチュート,インコーポレイテッド
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類C07K 7/08 20060101AFI20250715BHJP(有機化学)
要約【課題】構造的に安定化されたペプチドによるユビキチンおよびユビキチン様E1活性化酵素の選択的標的化の提供。
【解決手段】本開示は、ユビキチン活性化酵素(E1)を標的とするための構造的に安定化されたおよび/または弾頭部を有する構造的に安定化されたペプチド阻害剤を特徴とする。E1を発現するがんもしくは疾患またはE1に依存するがんもしくは疾患の処置において、このような構造的に安定化されたペプチドおよび弾頭部を有する構造的に安定化されたペプチドを使用する方法も開示される。E1を発現する疾患またはE1に依存する疾患の処置のための、このような構造的に安定化されたおよび/または弾頭部を有する構造的に安定化されたペプチドを含む併用療法も提供される。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
明細書に記載の発明。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年４月１８日に出願した米国仮特許出願第６２／８３５，７２１号の優先権の利益を主張し、その内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。連邦政府から資金提供を受けた研究に関する記載
続きを表示（約 5,400 文字）【０００２】
本発明は、国立衛生研究所から授与された助成金番号Ｒ３５ＣＡ１９７５８３およびＦ３０ＣＡ２２１０８７の下で、政府の支援を受けてなされた。政府は、本発明において一定の権利を有する。
配列表への言及
【０００３】
本出願は、ＡＳＣＩＩ形式で電子的に提出された配列表を含有し、ここに参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。前記ＡＳＣＩＩコピーは、２０２０年４月１７日に作成され、００５３０－０３４８ＷＯ１＿ＳＬ．ｔｘｔという名称であり、７２０，８９６バイトのサイズである。
技術分野
【０００４】
本開示は、ユビキチンおよびユビキチン様Ｅ１活性化酵素を標的とする構造的に安定化されたペプチド、ならびにがんおよび病的細胞の生存に関わる他の疾患の処置において、このようなペプチドを使用するための方法に関する。
【背景技術】
【０００５】
ユビキチン－プロテアソームシステム（ＵＰＳ）は、細胞内タンパク質分解を担う高度に調節された酵素ネットワークである。ユビキチン活性化酵素（Ｅ１）は、ユビキチン結合酵素（ｕｂｉｑｕｉｔｉｎｃｏｎｊｕｇａｔｉｎｇｅｎｚｙｍｅ）（Ｅ２）へのユビキチン（Ｕｂ）の受け渡しを触媒する。Ｅ１は、最初に、ＵｂのＣ末端のアデニル化を触媒し、次いで、ＵｂのＣ末端とＥ１の触媒システインとの間の高エネルギーチオエステル結合を形成することによって、Ｕｂを活性化する。次いで、Ｅ１は、Ｅ２に結合し、ＵｂをＥ１の触媒システインからＥ２の触媒システインに転移することによって、Ｅ２への受け渡しを行う。Ｅ２は、次に、ユビキチンリガーゼ（Ｅ３）および基質タンパク質と複合体を形成し、ＵｂのＣ末端のカルボキシル基を共有結合により基質タンパク質に転移する。標的タンパク質に対する単一および複数のＵｂ結合の多様な構成は、タンパク質の機能を調節しタンパク質をプロテアソーム分解の標的とする複雑なコードを表す。Ｅ３活性をリダイレクトする免疫調節イミド薬（ＩＭｉＤ）およびプロテアソーム阻害剤（例えば、多発性骨髄腫に関するボルテゾミブ）を含む、ＵＰＳを標的とするいくつかの薬物が、多発性骨髄腫およびマントル細胞リンパ腫において臨床的に成功している。
【０００６】
ヒトゲノムは、６００種類を超えるユビキチンＥ３酵素、おおまかに４０種のユビキチンＥ２酵素、および２種のみのユビキチンＥ１酵素、すなわちＵＢＡ１およびＵＢＡ６を含有する。ＵＢＡ６は、１つのユビキチンＥ２（ＵＳＥ１）のみに対するＥ１であるが、ＵＢＡ１は、他のユビキチンＥ２すべてに対するＥ１であり、それに対応して細胞ユビキチンの９９％より多くを活性化する（Jin et al., Nature, 447: 1135-1138 (2007)）。ＵＰＳシステム全体は、ほぼ完全にＵＢＡ１に依拠するため、ＵＢＡ１の阻害によ
って、通常分解される基質の安定化、小胞体ストレス、および細胞周期停止がもたらされる（Hyer et al., Nature Medicine, 24(2):186-193 (2018)）。臨床グレードのＵＢＡ１阻害剤であるＴＡＫ２４３／ＭＬＮ７２４３が開発され、固形腫瘍および多発性骨髄腫の前臨床マウスモデルにおいて高度に有効であることが示されており（Hyer et al., Nature Medicine, 24(2):186-193 (2018)）、進行性固形腫瘍に関する第１相臨床試験を最近になって完了させた（ＮＣＴ０２０４５０９５）。しかし、ごく最近の研究によって、薬物の作用機序に対する点変異に基づく耐性機序が特定され（Barghout et al., Leukemia, 2018 Jun 8. doi: 10.1038/s41375-018-0167-0）、Ｅ１酵素の標的
化阻害に関する潜在的な代替様式に対する必要性およびその新規性が強調されている。
【０００７】
ユビキチンシステムと並行して、いくつかの他のユビキチン様タンパク質（ＵＢＬ）は、基質タンパク質に共有結合し、種々の運命に向けてのシグナルとなる。これらのＵＢＬは、それら自体の活性化酵素および結合酵素を有する。ユビキチン結合システムに対して最も高い相同性を示すＵＢＬには、ＮＥＤＤ８およびＳＵＭＯが含まれる（Hochstrasser, Nature, 458: 422-429 (2009)）。ＮＥＤＤ８およびＳＵＭＯに対するＥ１は、そ
れぞれ、ヘテロ二量体複合体であるＵＢＡ３－ＮＡＥ１およびＵＢＡ２－ＳＡＥ１である。ＭＬＮ７２４３に類似する機序を有するＵＢＡ３－ＮＡＥ１（ＭＬＮ４９２４／ペボネジスタット）およびＵＢＡ２－ＳＡＥ１（ＭＬ－７９２）の阻害剤が開発されている（Soucy et al., Nature, 458(7239):732-736 (2009)；He et al., Nat Chem Biol., 13(11):1164-1171 (2017)）。ＮＥＤＤ８は、カリン－ＲＩＮＧユビキチンＥ３リガーゼの活性を制御し、それに対応して、ＭＬＮ４９２４は、カリン－ＲＩＮＧ媒介性タンパク質代謝回転の阻害によって、その治療効果を発揮する。ＳＵＭＯは、有糸分裂の調節を含む複数の細胞の役割を有し、実際に、ＭＬ－７９２は、有糸分裂の混乱を引き起こす。両分子は、ｉｎｖｉｔｒｏで、強力な抗がん活性を示し、ＭＬＮ４９２４は、現在、固形腫瘍および血液悪性腫瘍に関する複数の第２相および第３相試験中である（ＮＣＴ０３２６８９５４、ＮＣＴ０２６１０７７７、ＮＣＴ０３２２８１８６、ＮＣＴ０３２３８２４８、ＮＣＴ０３３３０８２１、ＮＣＴ０３３１９５３７）。
ＭＬＮ７２４３、ＭＬＮ４９２４、およびＭＬ－７９２は、それぞれ、ＵＢＡ１、ＵＢＡ３、およびＵＢＡ２のＡＴＰ結合部位に結合するアデノシルスルファメート（ａｄｅｎｏｓｙｌｓｕｌｆａｍａｔｅ）である。ＡＴＰ競合阻害剤に対するがん細胞耐性は、標的酵素ＡＴＰ結合部位での、またはその周辺での変異によって発生することが多く（Krishnamurty and Maly, ACS Chem Biol., 5(1):121-138 (2010)）；実際に、がん細
胞における選択圧によって、ＵＢＡ３
Ａ１７１Ｔ
、ＵＢＡ３
Ａ１７１Ｄ
、ＵＢＡ３
Ｉ３１０Ｎ
、およびＵＢＡ３
Ｙ３５２Ｈ
を含むＵＢＡ３の変異体バージョンを発現するクローン集団の正の選択を介して、経時的にＭＬＮ４９２４感度の低下をもたらす（Milhollen et al., Cancer Cell, 21(3):388-401 (2012）；Toth et al., Cell Rep., 1(4):309-316 (2012)；Xu et al., PLoS One, 9(4):e93530 (2014)）。ＵＢＡ１
Ａ５８０Ｔ
、ＵＢＡ１
Ａ５８０Ｓ
、およびＵＢＡ１
Ｙ５８３Ｃ
は、同様に、ＭＬＮ７２４３に耐性であり（Misra et al., Structure, 25(7): 1120-1129 (2017)、Barghout et
al., Leukemia, 2018 Jun 8. doi: 10.1038/s41375-018-0167-0）、ＵＢＡ２
Ｓ
９５Ｎ，Ｍ９７Ｔ
は、ＭＬ－７９２に耐性である（He et al., Nat Chem Biol., 13(11):1164-1171 (2017)）。よって、これらの阻害剤の初期の成功にも関わらず、活性
部位変異による耐性の明らかな脅威によって、血液悪性腫瘍および固形腫瘍の処置に関するこれらの酵素の代替の阻害様式の開発が必要とされる。今日までに、ユビキチンＥ１活性化酵素阻害の代替様式を示す他の薬物リード化合物は開発されていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
Jin et al., Nature, 447: 1135-1138 (2007)
Hyer et al., Nature Medicine, 24(2):186-193 (2018)
Barghout et al., Leukemia, 2018 Jun 8. doi: 10.1038/s41375-018-0167-0
Soucy et al., Nature, 458(7239):732-736 (2009)
He et al., Nat Chem Biol., 13(11):1164-1171 (2017)
Krishnamurty and Maly, ACS Chem Biol., 5(1):121-138 (2010)
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
したがって、これらのユビキチンおよびユビキチン様活性化酵素の新たな阻害剤に対する需要が存在する。
【００１０】
Ｅ１は、最初に、ＵｂのＣ末端のアデニル化を触媒し、次いで、ＵｂのＣ末端とＥ１の触媒システインとの間の高エネルギーチオエステル結合を形成することによって、Ｕｂを活性化する。次いで、Ｅ１は、Ｅ２に結合し、ＵｂをＥ１の触媒システインからＥ２の触媒システインに転移することによって、Ｅ２への受け渡しを行う。Ｅ２は、次に、ユビキチンリガーゼ（Ｅ３）および基質タンパク質と複合体を形成し、ＵｂのＣ末端のカルボキシル基を共有結合により基質タンパク質に転移する。Ｅ１とＥ２との間の相互作用は、タンパク質表面積の３０００Å
２
を埋め、そのうちの１０００Å
２
は、Ｅ２のヘリックスＡ（Ｅ２ｈＡ）とＥ１ユビキチンフォールドドメイン（Ｅ１ＵＦＤ）との間の界面に埋もれている。Ｅ１とＥ２ｈＡとの間の相互作用は、Ｅ１－Ｅ２遭遇複合体（ｅｎｃｏｕｎｔｅｒｃｏｍｐｌｅｘ）の形成において重要である。本開示は、例えば、Ｅ１－Ｅ２相互作用の競合的阻害によって（例えば、表１～５のＥ１およびＥ２を参照されたい）、Ｅ１の直接的阻害剤として作用し得る、Ｅ２ｈＡを模倣する、構造的に安定化された（例えば、ステープル化（stapled））アルファ－ヘリックスペプチド（例えば、配列番号
１～３７、３９、５５～６３、または７９２～８０６のステープル化バージョン（stapled version））を提供する。ある特定の態様では、構造的に安定化された（例えば、ステープル化）Ｅ２ｈＡペプチドは、Ｅ１ＵＦＤ（例えば、配列番号８４５のアミノ酸９５０～１０５８；配列番号８４６のアミノ酸４４４～５５２；配列番号８４７のアミノ酸４４５～５６１；配列番号８４８のアミノ酸９５０～１０５２；または配列番号８４９のアミノ酸９１１～１０１２）に結合する。一部の場合には、構造的に安定化された（例えば、ステープル化）Ｅ２ｈＡペプチドは、配列番号１～３７、３９、５５～６３、または７９２～８０６のいずれか１つの中に１～１０（例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０）個のアミノ酸置換を有する。ある特定の例では、ペプチドまたは構造的に安定化されたペプチド内にメチオニンが存在する場合、メチオニンはノルロイシンで置換されている。一部の場合には、構造的に安定化された（例えば、ステープル化）ペプチドは、Ｎ末端またはＣ末端に１～５個の欠失を有する。これらの構造的に安定化されたバリアントＥ２ｈＡペプチドは、Ｅ１－Ｅ２相互作用を阻害する。一部の場合には、これらのペプチドは、用量依存的に、Ｅ２へのＥ１媒介性チオエステル転移を阻害する。本開示は、同族Ｅ１に共有結合により結合し得る、本明細書に記載の安定化された（例えば、ステープル化）Ｅ２ｈＡペプチドの弾頭部（ｗａｒｈｅａｄ）を有するバージョンも提供する。本開示は、Ｅ１に依存するがんおよび／またはＥ１を発現するがん（例えば、血液悪性腫瘍、固形腫瘍、または以下の本明細書に記載の他の特定のがん）ならびに病的細胞の生存に関わる他の疾患（例えば、抗体媒介性移植拒絶、自己免疫障害、または炎症性障害）の処置において、単独で、または他の治療剤と組み合わせて、このような安定化されたペプチド（またはその弾頭部を有するバージョン）を使用するための方法も特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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