小分子rna酶抑制劑和使用方法
【專利摘要】本文描述了細(xì)菌核糖核酸酶(例如RnpA)的小分子抑制劑以及它們的合成和使用方法。使用所述化合物的方法包括治療和預(yù)防微生物感染以及抑制細(xì)菌核糖核酸酶。本文還描述了鑒別用于治療或預(yù)防微生物感染的化合物的方法。
【專利說明】小分子RNA酶抑制劑和使用方法
[0001]優(yōu)先權(quán)申請的交叉引用
[0002]本申請要求2011年I月26日提交的美國臨時申請?zhí)?1/436，342的優(yōu)先權(quán)，所述申請以引用的方式整體并入本文。
[0003]領(lǐng)域
[0004]本文中公開的主題大體涉及細(xì)菌核糖核酸酶(RNA酶)的小分子抑制劑以及它們的制備方法。此外，本文中描述的主題大體涉及使用本文中描述的小分子抑制劑來治療和預(yù)防微生物感染的方法。
[0005]背景 [0006]金黃色葡萄球菌(staphylococcus aureus)感染往往會牽涉高的發(fā)病率和死亡率(參見Shorr等，Crit Care Med，34:2588-2595 (2006))。實際上，有報道估計在2005年所述生物體導(dǎo)致美國人的死亡數(shù)比HIV/AIDS更多(參見Bancroft，E.A.，Jama, 298:1803-1804(2007) ；Klevens 等，Jama, 298:1763-1771 (2007))。耐萬古霉素(vancomycin-resistant)、耐甲氧西林(methicillin-resistant)、耐多種藥物和超毒力菌株的出現(xiàn)進(jìn)一步增強(qiáng)了對新型抗生素的需要(參見Appelbaum, P.C., Int JAntimicrobAgents, 30:398-408 (2007) ;Zetola 等，Lancet Infect Dis, 5:275-286 (2005))。細(xì)菌 RNA加工和降解是需要的細(xì)胞過程，它們可用于抗微生物藥物的發(fā)現(xiàn)。
[0007]對細(xì)菌RNA降解的許多了解是來自大腸桿菌(Escherichia coli)的研究,其中大量mRNA衰變(bulk mRNA decay)被認(rèn)為是由全酶復(fù)合物(RNA降解體)催化的，全酶復(fù)合物由四個亞單元組成:RNA酶E (rne)、RNA解旋酶(rhlB)、烯醇酶(eno)和PNPase (pnpA)(參JAL Carpousis, A.J., Annu Rev Microbiol, 61:71-87 (2007))。RNA 酶 E 是必需的核糖核酸酶并且是降解體復(fù)合物的關(guān)鍵組分。它充當(dāng)RNA降解體的其它成員組裝的支架并且在底物降解期間催化初始的內(nèi)核糖核酸分解事件(endoribonucleolytic event)(參見Mackie,G.A.，Nature, 395:720-723(1998) ;Vanzo 等，Genes Dev, 12:2770-2781 (1998))。從它的本質(zhì)上講，可以認(rèn)為RNA酶E是抗生素藥物發(fā)現(xiàn)的一個適當(dāng)?shù)陌袠?biāo)。然而，許多革蘭氏陽性細(xì)菌(Gram-positive bacteria)(包括金黃色葡萄球菌(S.aureus))缺少RNA酶E氨基酸直系同源基因(參見 Condon，C.,Microbiol Mol Biol Rev,67:157-174(2003))。因此，它們的降解組分和mRNA衰變機(jī)制較少被了解。
[0008]最近的研究表明，至少兩種核糖核酸酶(RNA酶Jl和RNA酶Y)促進(jìn)枯草桿菌(Bacillus subtilis)以及推測的其它革蘭氏陽性細(xì)菌內(nèi)的大量mRNA降解?？莶輻U菌核糖核酸酶Jl是一種雙功能的核糖核酸酶，它具有5^核酸外切酶和核酸內(nèi)切酶活性，在體外介導(dǎo) mRNA 降解(參見 Even 等，Nucleic Acids Res, 33:2141-2152 (2005) ;Mathy 等，Cell, 129:681-692(2007))。還發(fā)現(xiàn)所述酶與烯醇酶(大腸桿菌RNA降解體的一種組分)相互作用，并且RNA酶Jl耗盡的枯草桿菌菌株顯示mRNA衰變適度減少，表明它可能是大腸桿菌 RNA 酶 E 的功能等效物(參見 Even 等，Nucleic Acids Res，33:2141-2152 (2005)；Commichau 等，Mol Cell Proteomics,8:1350-1360 (2009) ；Mader 等，Mol Microbiol,70:183-196 (2008)) 0然而，mRNA轉(zhuǎn)換仍然在RNA酶Jl減少的細(xì)胞中發(fā)生，并且含有Y強(qiáng)發(fā)夾結(jié)構(gòu)的RNA物質(zhì)不可被所述酶有效降解，表明其它因素可能促進(jìn)枯草桿菌細(xì)胞RNA降解(參見Yao等，Rna, 15 =2331-2339 (2009)) 0核糖核酸酶Y是最近鑒別出的核酸內(nèi)切酶，它可能在表面上與RNA酶Jl協(xié)同起作用來介導(dǎo)大量RNA衰變。RNA酶Y可以裂解含有高階二級結(jié)構(gòu)的mRNA分子并且全面影響細(xì)胞信使RNA轉(zhuǎn)換(參見Shahbabian等，Embo J，28:3523-3533 (2009))。RNA酶Jl和RNA酶Y都是必需的酶，并且在那一方面，可被認(rèn)為是抗微生物藥物發(fā)現(xiàn)的祀標(biāo)(參見Kobayashi等，Proc Natl Acad SciUSA, 100:4678-4683 (2003))。然而，有待觀察RNA酶J1、RNA酶Y和/或先前未表征的核糖核酸酶是否調(diào)控金黃色葡萄球菌內(nèi)的mRNA衰變。
[0009]概述
[0010]正如本文中體現(xiàn)和廣泛描述的，根據(jù)所公開的物質(zhì)、化合物、組合物、套件和方法的目的，所公開的主題涉及組合物、制備所述組合物的方法和使用所述組合物的方法。更具體來說，本文中提供適用作細(xì)菌核糖核酸酶(RNA酶)抑制劑的化合物和組合物。一類RNA酶抑制劑包括具有以下結(jié)構(gòu)的化合物:
[0011]
【權(quán)利要求】
1.一種治療或預(yù)防受試者的微生物感染的方法，其包括向所述受試者施用有效量的具有以下結(jié)構(gòu)的RNA酶抑制劑:


2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述微生物感染是細(xì)菌感染。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述細(xì)菌感染是革蘭氏陽性細(xì)菌感染。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述細(xì)菌感染是葡萄球菌感染。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其中所述細(xì)菌感染是金黃色葡萄球菌感染。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述金黃色葡萄球菌感染是耐藥性金黃色葡萄球菌感染。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述金黃色葡萄球菌感染是生物膜相關(guān)的金黃色葡萄球菌感染。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述RNA酶抑制劑是RnpA抑制劑。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述RNA酶抑制劑是
10.如權(quán)利要求1至9中任一項所述的方法，所述方法進(jìn)一步包括施用第二化合物，其中所述第二化合物是抗菌化合物。
11.一種抑制細(xì)菌核糖核酸酶的方法，所述方法包括使所述細(xì)菌核糖核酸酶與有效量的具有以下結(jié)構(gòu)的RNA酶抑制劑或其可藥學(xué)上可接受的鹽或前藥接觸:
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述細(xì)菌核糖核酸酶是金黃色葡萄球菌RNA酶P。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述細(xì)菌核糖核酸酶是金黃色葡萄球菌RNA酶P是 RnpA0
14.如權(quán)利要求1至13中任一項所述的方法，其中所述接觸發(fā)生在體內(nèi)。
15.如權(quán)利要求1至13中任一項所述的方法，其中所述接觸發(fā)生在體外。
16.一種化合物，其具有以下結(jié)構(gòu):

17.—種組合物，其包含一種或多種如權(quán)利要求16所述的化合物和可藥學(xué)上可接受的載體。
18.—種鑒別用于治療或預(yù)防微生物感染的化合物的方法，其包括以下步驟: a)組合RNA、RnpA和熒光染料來形成混合物； b)使所述混合物與所述化合物接觸；以及 c)使用熒光監(jiān)測細(xì)胞中RnpA介導(dǎo)的總細(xì)菌RNA降解，其中與對照相比，熒光減少指示RNA降解， 其中與對照相比，減少所述RnpA介導(dǎo)的總細(xì)菌RNA降解的化合物被鑒定為用于治療或預(yù)防所述微生物感染的所述化合物。
【文檔編號】A61K31/497GK103635191SQ201280015222
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年1月26日 優(yōu)先權(quán)日:2011年1月26日
【發(fā)明者】P.M.鄧曼, P.D.奧爾森, W.蔡爾德斯 申請人:羅切斯特大學(xué), 內(nèi)布拉斯加大學(xué)評議會, 聯(lián)邦高等教育系統(tǒng)坦普爾大學(xué)