АЛГОРИТМ РАЗРАБОТКИ НЕОБРАТИМО ДЕЙСТВУЮЩИХ ИНГИБИТОРОВ

1. Способ разработки ингибитора, ковалентно связывающего целевой полипептид, включающий:
A) представление структурной модели обратимого ингибитора, привязанного к сайту связывания в целевом полипептиде, где обратимый ингибитор образует не-ковалентные контакты с сайтом связывания;
B) идентификацию Цис-остатка в сайте связывания целевого полипептида, смежного с обратимым ингибитором, когда обратимый ингибитор связан с сайтом связывания;
C) построение структурных моделей предполагаемых ингибиторов, которые ковалентно связываются с целевым полипептидом, где каждый предполагаемый ингибитор содержит «боеголовку», связанную с замещаемой позицией обратимого ингибитора, «боеголовку», содержащую реакционный химический функционал и, опционально, линкер, который позиционирует реакционный химический функционал в пределах длины связи Цис-остатка в сайте связывания целевого полипептида;
D) определение замещаемых позиций обратимого ингибитора, что позволяет реакционному химическому функционалу «боеголовки» находиться в пределах длины связи Цис-остатка в сайте связывания целевого полипептида, когда предполагаемый ингибитор связан с сайтом связывания;
Е) для предполагаемого ингибитора, который содержит «боеголовку», находящуюся в пределах длины связи Цис-остатка в сайте связывания целевого полипептида, когда предполагаемый ингибитор связан с сайтом связывания, формирование ковалентной связи между атомом серы Цис-остатка в сайте связывания и реакционным химическим функционалом «боеголовки», когда предполагаемый ингибитор связан с сайтом связывания, где длина ковалентной связи менее 2Å указывает на то, что предполагаемый ингибитор является ингибитором, который ковалентно связывается с целевым полипептидом.
2. Способ по п.1, где Цис-остаток не консервативен в семействе белков, содержащем целевой полипептид.
3. Способ по п.1, где полипептид обладает каталитической активностью.
4. Способ по п.3, где сайт связывания является сайтом связывания для субстрата или кофактора.
5. Способ по п.3, где Цис-остаток не является каталитическим остатком.
6. Способ по п.1, дополнительно включающий:
F) выяснение, закрыт ли сайт связывания, когда образована ковалентная связь между атомом серы Цис-остатка в сайте связывания и реакционным химическим функционалом «боеголовки».
7. Способ по п.1, где ковалентная связь, образованная в Е), сформирована с использованием компьютерного способа, при котором «боеголовка» и боковая цепь Цис-остатка являются гибкими, а остальная часть структуры предполагаемого ингибитора и сайта связывания остаются в зафиксированном положении.
8. Способ по п.1, где в В) каждый Цис-остаток в сайте связывания целевого полипептида, смежный с обратимым ингибитором, когда обратимый ингибитор связан с сайтом связывания, является идентифицированным.
9. Способ по п.1, где структурные модели предполагаемых ингибиторов в С) включают множество моделей предполагаемых ингибиторов, где «боеголовка» связана с разными замещаемыми позициями в каждом звене этого множества.
10. Способ по п.1, где «боеголовка» имеет Формулу -X-L-Y, где
1
6
2
2
Х - связь или бивалентная С-С насыщенная или ненасыщенная, прямая или разветвленная углеводородная цепь, где опционально одна, две или три метиленовых единицы углеводородной цепи независимо замещены на: -NR-, -O-, -С(O)-, -ОС(O)-, -С(O)O-, -S-, -SO-, -SO-, -C(=S)-, -C(=NR)-, -N=N- или -C(=N)-;
1-8
2
2
2
2
L - ковалентная связь или бивалентная С насыщенная или ненасыщенная, прямая или разветвленная углеводородная цепь, где одна, две или три метиленовых единицы L опционально и независимо замещены на циклопропилен, -NR-, -N(R)C(O)-, -C(O)N(R)-, -N(R)SO-, -SON(R)-, -O-, -C(O)-, -OC(O)-, -C(O)O-, -S-, -SO-, -SO-, -C(=S)-, -C(=NR)-, -N=N- или -C(=N)-;
1-6
2
1-6
Y - водород, С алифатик, опционально замещенный на оксо, галоген, или CN, или 3-10-звенное моноциклическое или бициклическое, насыщенное, частично ненасыщенное или арильное кольцо, имеющее 0-3 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы и где указанное кольцо замещено на 1-4 группы, независимо выбранных из -Q-Z, оксо, NO, галоген, CN или Cалифатика, где:
1-6
2
Q - ковалентная связь или бивалентная С насыщенная или ненасыщенная, прямая или разветвленная углеводородная цепь, где одна или две метиленовые единицы Q опционально и независимо заменены на -NR-, -S-, -O-, -С(O)-, -SO- или -SO-; и
1-6
1-6
Z - водород или С алифатик, опционально замещенный на оксо, галоген или CN; каждая R группа - независимо водород или опционально замещенная группа, выбранная из C алифатика, фенила, 4-7-звенного гетероциклического кольца, имеющего 1-2 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, или 5-6-звенного моноциклического гетероарильного кольца, имеющего 1-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы;
1-6
каждая R группа - независимо водород или опционально замещенная группа, выбранная из C алифатика, фенила, 4-7-звенного гетероциклического кольца, имеющего 1-2 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы, или 5-6-звенного моноциклического гетероарильного кольца, имеющего 1-4 гетероатома, независимо выбранных из азота, кислорода или серы.
11. Способ по п.1, где целевой полипептид является киназой.
12. Способ по п.11, где обратимый ингибитор взаимодействует с сайтом связывания АТФ.
13. Способ по п.12, где обратимый ингибитор взаимодействует с шарнирной зоной сайта связывания АТФ.
14. Способ по п.11, где киназа является белковой киназой.
15. Способ по п.11, где киназа является липидной киназой.
16. Способ по п.1, где целевой полипептид является протеазой.
17. Способ по п.16, где протеаза является вирусной протеазой.
18. Способ по п.17, где вирусная протеаза является протеазой ВГС.
19. Способ по п.16, где протеаза является каспазой.
20. Способ по п.16, где протеаза является протеасомой или компонентом протеасомы.
21. Способ по п.1, где целевой полипептид является фосфодиэстеразой.
22. Способ по п.1, где целевой полипептид является дезацетилазой.
23. Способ по п.1, где целевой полипептид является белком теплового шока.
24. Способ по п.1, где целевой полипептид является сопряженным с G-белком рецептором.
25. Способ по п.1, где целевой полипептид является трансферазой.
26. Способ по п.1, где целевой полипептид является металлоферментом.
27. Способ по п.1, где целевой полипептид является ядерным гормональным рецептором.
28. Способ по п.1, в дальнейшем содержащий очистку структуры соединения для регулирования реакционной способности с помощью -SH группы Цис-остатка.
29. Способ по п.1, где структурная модель обратимого ингибитора, привязанного к сайту связывания в целевом полипептиде, является трехмерной структурной моделью.
30. Способ по п.29, где трехмерная структурная модель построена на основе информации о структуре, полученной из кристаллической структуры или структуры в растворе.
31. Способ по п.30, где трехмерная структурная модель является гомологичной моделью.
32. Способ по п.30, где трехмерная структурная модель построена с использованием компьютерных методик.
33. Способ по п.1, примененный in silico.
34. Способ по п.1, где применена методика, включающая один или более компьютерный способ.
35. Способ по п.1, где полипептид обладает каталитической активностью, и обратимый ингибитор подавляет активность полипептида с IC50 около 50 мМ и менее.
36. Способ по п.1, где полипептид обладает каталитической активностью, и обратимый ингибитор подавляет активность полипептида с Ki около 50 мМ и менее.
37. Способ по п.1, где целевой полипептид является мутантом или белком, резистентным к лекарственным средствам.
38. Способ по п.1, где обратимый ингибитор является сильным обратимым ингибитором.
39. Способ по п.1, где обратимый ингибитор подавляет целевой полипептид со слабой или умеренной активностью.
40. Способ по п.39, где ингибитор, который ковалентно связывает целевой полипептид, подавляет целевой полипептид с улучшенной активностью, по сравнению с обратимым ингибитором.
41. Способ разработки ингибитора, который ковалентно связывает целевой полипептид, включающий:
A) предоставление структурной модели обратимого ингибитора, привязанного к сайту связывания в целевом полипептиде, где обратимый ингибитор образует не-ковалентные контакты с сайтом связывания;
B) идентификацию Цис-остатка в сайте связывания целевого полипептида, смежного по отношению к обратимому ингибитору, когда обратимый ингибитор связан с сайтом связывания;
C) предоставление структурной модели группы «боеголовок», «боеголовки», содержащей реакционный химический функционал, способный реагировать с Цис-остатком и образовывать ковалентную связь между атомом серы Цис-остатка в сайте связывания и группой реакционного химического функционала «боеголовки»;
D) идентификацию замещаемой позиции обратимого ингибитора, к которой может быть привязана группа «боеголовок», опционально посредством линкера, так, чтобы связь, образованная между атомом серы Цис-остатка в сайте связывания и реакционным химическим функционалом группы «боеголовок», имела длину связи менее 2Å;
Е) связывание группы «боеголовок», опционально посредством линкера, с замещаемой позицией обратимого ингибитора.
42. Необратимый ингибитор, содержащий химический фрагмент, который связывается с сайтом связывания на целевом полипептиде, и «боеголовку», содержащую конъюгированный енон.
43. Необратимый ингибитор по п.42, где «боеголовка» имеет Формулу
1
2
3
1
6
1
6
где R, R и R - независимо водород, C-С алкил или С-С алкил, замещенный на -NRxRy; и
1
6
Rx и Ry - независимо водород или C-С алкил.
44. Конъюгат полипептида, являющийся продуктом реакции необратимо действующего ингибитора, который содержит «боеголовку» конъюгированного енона, и полипептид, который содержит цистеин и описывается Формулой
2
X-M-S-CH-R
где Х - химический фрагмент, который связывается с сайтом связывания целевого полипептида, где сайт связывания целевого полипептида содержит цистеиновый остаток;
М - фрагмент-модификатор, образованный ковалентным связыванием енон-содержащей «боеголовки» с атомом серы упомянутого цистеинового остатка;
2
S-CH - боковая цепь серы-метилена упомянутого цистеинового остатка; и
R - остальная часть целевого полипептида.
45. Конъюгат полипептида по п.44, имеющий Формулу:
где Х - химический фрагмент, который связывается с сайтом связывания целевого полипептида, где сайт связывания содержит цистеиновый остаток;
2
S-СН - боковая цепь упомянутого цистеинового остатка;
R - остальная часть целевого полипептида;
1
2
3
1
6
1
6
R, R и R - независимо водород, C-С алкил или C-С алкил, замещенный на -NRxRy; и
1
6
Rx и Ry являются независимо водородом или С-С алкилом.