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[药物设计讨论] 生物分子论坛药化专版项目讨论(第一期)BTK 抑制剂

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发表于 2014-9-17 18:13:49 | 显示全部楼层 |阅读模式

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   刚看到在最新出的专利中有一篇关于BTK的新抑制剂,想作为第一期项目讨论的对象。
理由有下:


1)先说靶点BTK, 2013年上市的 药物 Ibrutinib ,被评为2013年十大实验药物。Ibrutinib在临床上被证实可以治疗B-细胞癌后,得到了广泛使用和投资者密切关注。酪氨酸激酶(BTK)抑制剂广阔的前景已经为Pharmacyclics公司带来50亿美元的收益。正如一位医师最近描述ibrutinib,该化合物在治疗B细胞癌症,如慢性淋巴细胞白血病(CLL)和套细胞淋巴瘤有很大的效果。


2) 再说结构。几个BTK 抑制剂有在结构上有明显的相同点于差异,对讨论SAR应该可以比较充分。

3) 靶点研究成熟,可查阅文献比较多。可充分挖掘。


   由于本人能力和时间有限,不能概括很全,现征集相关BTK资料,可以针对靶点,药化,药理,药代动力学,分子模拟等资料尤其是个人对相关的观点和建议。感兴趣的朋友可积极参与,尽量看一下以在本贴发布的资料,不要重复发布,以便浪费大家时间和资源。真诚邀请各位药化同仁参与。参与者根据查阅资料给予金币奖励。顺手百度一来参加吧~~~~



        就当老板给安排马上要上的项目,你对项目还什么都不懂,体验一下,项目该如何调研,如何开展,前景怎么样,怎么去做,有哪些可挖掘的。

       开展这个活动的目的,不是给你传递多少知识,而是在于感受如何去做一个项目和课题,从而提升自己能力,真心希望有兴趣的来感受一下。






发表于 2014-9-18 06:32:01 | 显示全部楼层
提到激酶不可逆抑制剂,还是得去看看石头大神过去写的热帖:方兴未艾之时的不可逆蛋白激酶抑制剂
http://bioms.org/forum.php?mod=v ... p;extra=&page=1
丁克老板最近发了很多关于激酶不可逆抑制剂的文章,Afatinib和Ibrutinib的成功让这个领域又火了起来,但是只有那10个激酶被证实在对应的位置存在Cys,所以要想针对不同的激酶开发出共价抑制剂恐怕并非易事。中科院合肥高场实验室去年发了一篇文章,设计了BMX的不可逆抑制剂。
说句题外话,作为一种药物商品,激酶抑制剂虽然在过去的数十年里得到了极大的成功,使大家一窝蜂的跟上,但是对于患者和医保系统而言,每年花大笔美刀换来的只是多活十几个月或者数年,这并不能说是一种进步。简单的阻断某个激酶并不能完全掌握住肿瘤细胞的命门,从这个意义上来讲,激酶不能算是一个特别好的药物靶点。但是为什么这么多人依然在做,无非就是抑制剂设计难度低,生物活性实验简单易行,可以很容易的推到动物实验甚至临床前,剩下的就是祈祷下对赌注了……
 楼主| 发表于 2014-9-17 18:18:30 | 显示全部楼层
重量级抗癌新药依鲁替尼(Imbruvica,Ibrutinib)    

          2013年11月13日,美国食品药品管理局(FDA)加速批准了Pharmacyclics公司和强生的Imbruvica(通用名:Ibrutinib,依鲁替尼)上市,用于治疗一种罕见的侵袭性血癌——套细胞淋巴瘤(MCL)。
    依鲁替尼(Ibrutinib)是一种口服的名为布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)抑制剂的首创新药, 该药通过与靶蛋白Btk活性位点半胱氨酸残基(Cys-481)选择性地共价结合, 不可逆性地抑制BTK, 从而有效地阻止肿瘤从B细胞迁移到适应于肿瘤生长环境的淋巴组织。

                               
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   依鲁替尼(Ibrutinib)最早由因绘制“人类基因组图谱”而闻名的美国塞莱拉基因技术公司(Celera Genomics)开发, 2007年由当时在塞莱拉任职的潘峥婴(现为北京大学深圳研究生院特聘研究员)以第一作者发表了研发依鲁替尼的过程,(ChemMedChem 2 (1): 58–61),但由于Celera资金和资源问题,2006年Celera将该药的开发权转让给加州的Pharmacyclics公司。尽管Pharmacyclics公司当时处于十分困难的阶段,股票最低时只有0.64美元,面临摘牌和破产边缘,但公司管理层还是设法募集到资金, 只花了200万美元的首付,外加100万股股票和未来销售提成及里程碑支付的权益金,就拿下了Ibrutinib。2011年,强生旗下子公司杨森制药(Jassen)通过先期支付1.5亿美元而获得与Pharmacyclics公司合作开发的权利,一旦新药临床试验成功并且获批上市,Pharmacyclics制药公司将共计获得9.75亿美元收入,双方还将共同分享销售所得。在交易宣布时,Pharmacyclics股票只有12美元,市值只有几个亿美元。发展至今,它的股票已经是123美元,市值90.5亿美元。
  套细胞淋巴瘤(MCL)常见于中老年,是一种罕见但进展迅速的非霍奇金B细胞淋巴瘤(NHL)。在美国,其患者人数占据所有非霍奇金淋巴瘤病例的6%。依鲁替尼(Imbruvica)是获准用于治疗套细胞淋巴瘤(MCL)的第三种药品。之前2006年获批的Velcade(Bortezomib,硼替佐米。中国注册名:万珂。千禧制药/日本武田制药)和2013年获批Revlimid的(Lenalidomide,来那度胺,中国注册名:瑞复美。塞尔基因公司)已被批准用于治疗这种疾病。依鲁替(Imbruvica,Ibrutinib)治疗费用每年将高达13万美元,这也是美国最贵的抗癌药之一, 而塞尔基因公司(celgene)的来那度胺(Revlimid, Lenalidomide, 瑞复美)治疗费用更高, 每年将耗费15万美元。
   依鲁替尼(Ibrutinib)于2014年2月份被美国FDA授予突破性治疗药物资格。Imbruvica是FDA推出突破性新药新政以来获准的第二个享此待遇的药品。FDA于本月早些时候批准了罗氏(Roche)的Gazyva (obinutuzumab),用于治疗慢性淋巴细胞白血病(CLL),是首个获FDA突破疗法认定并获批的药物。
     早先有分析师已预测Ibrutinib所有适应症的年销售峰值将会达到大约50亿美元,其最大销售份额可能来自慢性淋巴细胞性白血病适应症(CLL),而目前该适应症也正在等待FDA批准。

                               
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商品名:Imbruvica
通用名:Ibrutinib
别名CI-32765,CRA-032765
中文名:依鲁替尼
CAS 登录号:936563-96-1
中文化学名:1-[(3R)-3-[4-氨基-3-(4-苯氧基苯基)-1H-吡唑并[3,4-d]嘧啶-1-基]-1-哌啶基]-2-丙烯-1-酮
英文化学名:1-[(3R)-3-[4-amino-3-(4-phenoxyphenyl)pyrazolo[3,4-d]pyrimidin-1-yl]piperidin-1-yl]prop-2-en-1-one
适应症:套细胞淋巴瘤。
作用机理:不可逆布鲁顿酪氨酸激酶(BTK)抑制剂,与Btk活性位点半胱氨酸残基(Cys-481)选择性地共价结合,从而有效灭活BTK活性
药物分类:孤儿药,突破性药物
用法用量:每天口服1次(4粒140mg胶囊)共560mg
费用: 一年13万美元
美国专利号码: 7514444 (下载此专利), 7718662 (下载此专利)
专利有效期: 2026年12月
相关中国专利:CN101610676A, CN101610676B, CN101805341A, CN101805341B, CN102746305A, CN102887900A
年销售峰值(预计): 50亿美元
药物公司:Pharmacyclics, 强生
套细胞淋巴瘤治疗药物依鲁替尼(Imbruvica, Ibrutinib)的合成方法
合成路线I

                               
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合成路线II

                               
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来源:
1)E·维尔纳, L·霍尼伯格, Z·潘;布鲁顿酪氨酸激酶的抑制剂;药品循环公司;申请日:2006.12.28,公开(公告)号:CN101610676A (下载此专利), CN101610676B, CN101805341A, CN101805341B, CN102746305A, CN102887900A
摘要:本发明公开了与布鲁顿酪氨酸激酶(Bruton’s tyrosine kinase,Btk)形成共价键的化合物。本发明也描述了Btk的不可逆抑制剂。本发明还公开了所述化合物的制备方法。本发明也公开了包含所述化合物的药物组合物。本发明还公开了Btk抑制剂单独使用或者与其它治疗药联合使用以治疗自身免疫性疾病或病症、异种免疫性疾病或病症、癌症包括淋巴瘤以及炎性疾病或病症的方法
2)Pan, Z; Scheerens, H; Li, SJ; Schultz, BE; Sprengeler, PA; Burrill, LC; Mendonca, RV; Sweeney, MD; Scott, KC; Grothaus, Paul G.; Jeffery, Douglas A.; Spoerke, Jill M.; Honigberg, Lee A.; Young, Peter R.; Dalrymple, Stacie A.; Palmer, James T. (2007). “Discovery of selective irreversible inhibitors for Bruton’s tyrosine kinase”. ChemMedChem 2 (1): 58–61 (文章链接)
3)Celera Genomics Announces Sale of Therapeutic Programs to Pharmacyclics, April 10, 2006
4)Honigberg;Lee,Verner;Erik,Pan; Zhengying; Inhibitors of bruton’s tyrosine kinase, US Patent 7514444 (下载此专利); US 20080108636 A1;CA2663116A1, CN101610676B, CN101805341A, CN101805341B, CN102746305A, CN102887900A, EP2081435A2, EP2081435A4, EP2201840A1, EP2201840B1, EP2443929A1, EP2526771A1, EP2526933A2, EP2526933A3, EP2526934A2, EP2526934A3, EP2529621A1, EP2529622A1, EP2530083A1, EP2532234A1, EP2532235A1, US7514444, US7732454, US7825118, US7960396, US8008309, US8088781, US8158786, US8232280, US8236812, US8399470, US8476284, US8497277, US8501751, US8552010, US20080076921, US20080108636, US20080139582, US20090181987, US20100004270, US20100022561, US20100041677, US20100324050, US20100331350, US20110008257, US20110039868, US20110184001, US20110257203, US20110281322, US20120088912, US20120095026, US20120108612, US20120115889, US20120122894, US20120129821, US20120129873, US20120135944, US20120214826, US20120252821, US20120252822, US20120277254, US20120283276, US20120283277, US20130005745, WO2008039218A2, WO2008039218A3
5)Buggy,Joseph J.and Chang, Betty Y.;Methods and compositions for inhibition of bone resorption, PCT Int. Appl., WO2013003629, 03 Jan 2013
6)Wei Chen,David J. Loury,Tarak D. Modyreparation of pyrazolo-pyrimidine compounds as inhibitors of Bruton’s tyrosine kinase; US patent number 7718662 (下载此专利), 18 May 2010; Also published as CA2776543A1, CN102656173A, EP2393816A2, EP2393816A4, EP2650294A1, US7741330, US20110086866, WO2011046964A2, WO2011046964A3
7)Wei Chen, David J. Loury, Tarak D. Mody;Inhibitors of bruton’s tyrosine kinase;WO2013010136 A3
8)John C. Byrd, et al.;Targeting BTK with Ibrutinib in Relapsed Chronic Lymphocytic Leukemia;N Engl J Med 2013; 369:32-42
9)Michael L. Wang, M.D., et al.,Targeting BTK with Ibrutinib in Relapsed or Refractory Mantle-Cell Lymphoma;N Engl J Med 2013; 369:507-516



 楼主| 发表于 2014-9-18 11:27:59 | 显示全部楼层
今天先查了查靶点,维基百科的注释,就不翻译成汉语了~~~
http://en.wikipedia.org/wiki/Bruton%27s_tyrosine_kinase

Bruton's tyrosine kinase



    Bruton's tyrosine kinase (abbreviated Btk or BTK) also known as tyrosine-protein kinase BTK is anenzyme that in humans is encoded by the BTK gene. BTK is a kinase that plays a crucial role in B-celldevelopment.

Function

     Its exact mechanism of action remains unknown, but it plays a crucial role in B cell maturation as well as mast cell activation through the high-affinity IgE receptor.

     Btk contains a PH domain that binds phosphatidylinositol (3,4,5)-trisphosphate (PIP3). PIP3 binding induces Btk to phosphorylate phospholipase C, which in turn hydrolyzes PIP2, a phosphatidylinositol, into two second messengers, inositol triphosphate (IP3) and diacylglycerol (DAG), which then go on to modulate the activity of downstream proteins during B-cell signalling.


Clinical significance[edit]  


  Mutations in the BTK gene are implicated in the primary immunodeficiency disease X-linked agammaglobulinemia (Bruton's agammaglobulinemia). Patients with XLA have normal pre-B cell populations in their bone marrow but these cells fail to mature and enter the circulation. The Btk gene is located on theX chromosome.[1] At least 400 mutations of the BTK gene have been identified.


PDB 结构

1AWW, 1AWX, 1B55, 1BTK, 1BWN, 1K2P,1QLY, 2GE9, 2Z0P, 3GEN, 3K54, 3OCS,3OCT, 3P08, 3PIX, 3PIY, 3PIZ, 3PJ1,3PJ2, 3PJ3, 4NWM, 4OT5, 4OT6, 4OTQ, 4OTR







 楼主| 发表于 2014-9-17 18:19:28 | 显示全部楼层
发表于 2014-9-17 20:29:14 | 显示全部楼层
非常好的帖子!严重支持,欢迎大家讨论。
发表于 2014-9-17 21:41:46 | 显示全部楼层
前排
不知当时是怎么发现该药物的?
发表于 2014-9-17 21:46:13 | 显示全部楼层
     解释一下酪氨酸激酶:

    酪氨酸激酶可分为三类:①受体酪氨酸激酶,为单次跨膜蛋白,在脊椎动物中已发现50余种;②胞质酪氨酸激酶,如Src家族、Tec家族、ZAP70家族、JAK家族等;③核内酪氨酸激酶如Abl和Wee。

    根据PTK是否存在于细胞膜受体可将其分成受体型和非受体型。

    受体酪氨酸激酶(receptor protein tyrosine kinases,RPTKs)的胞外区是结合配体结构域,配体是可溶性或膜结合的多肽或蛋白类激素,包括胰岛素和多种生长因子。胞内段是酪氨酸蛋白激酶的催化部位,并具有自磷酸化位点。

    配体(如EGF)在胞外与受体结合并引起构象变化,导致受体二聚化(dimerization)形成同源或异源二聚体,在二聚体内彼此相互磷酸化胞内段酪氨酸残基,激活受体本身的酪氨酸蛋白激酶活性。这类配体主要有EGF、PDGF、FGF等。

    受体酪氨酸激酶在没有同信号分子结合时是以单体存在的,并且没有活性;一旦有信号分子与受体的细胞外结构域结合,两个单体受体分子在膜上形成二聚体,两个受体的细胞内结构域的尾部相互接触,激活它们的蛋白激酶的功能,结果使尾部的酪氨酸残基磷酸化。磷酸化导致受体细胞内结构域的尾部装配成一个信号复合物(signaling complex)。刚刚磷酸化的酪氨酸部位立即成为细胞内信号蛋白(signaling protein)的结合位点,可能有10~20种不同的细胞内信号蛋白同受体尾部磷酸化部位结合后被激活。信号复合物通过几种不同的信号转导途径,扩大信息,激活细胞内一系列的生化反应;或者将不同的信息综合起来引起细胞的综合性应答(如细胞增殖)。

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 楼主| 发表于 2014-9-17 21:50:22 | 显示全部楼层
浪模拟 发表于 2014-9-17 21:41
前排
不知当时是怎么发现该药物的?

慢慢调研肯定能发现这个问题,十分感谢参与~~~
 楼主| 发表于 2014-9-17 21:57:25 | 显示全部楼层
浪模拟 发表于 2014-9-17 21:46
解释一下酪氨酸激酶:

    酪氨酸激酶可分为三类:①受体酪氨酸激酶,为单次跨膜蛋白,在脊椎动物中 ...

学习了,从信号通路上来看,BTK属于PI3K通路,应该属于受体络氨酸激酶,呵呵,不确定,我是推断。
发表于 2014-9-18 05:20:18 | 显示全部楼层
本帖最后由 xxffliu 于 2014-9-18 05:43 编辑
dejunchem 发表于 2014-9-17 21:50
慢慢调研肯定能发现这个问题,十分感谢参与~~~

1. 高通量筛选得到的母核结构1,FRET活性为8.2nM.

                               
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2. 母核结构1的类似结构曾经被证实抑制LCK,当时还没有BTK的晶体结构,根据LCK的的激酶域建立了BTK的同源模型。
3.序列比对和结构叠合发现BTK C481在10个激酶中存在结构上保守的Cys作为亲核基团:Blk, Btk, Bmx, EGFR, ErbB2, ErbB4, Itk, Jak3, Tec, and Txk,而针对EGFR C773已有共价键抑制剂报导,所以自然基于结构可以将迈克尔加成受体装配到母核结构1的合适位置上,与C481形成共价键。最后证实被他们蒙对了。
4. 最早的适应症是RA,也有一定效果,但是癌症更容易走绿色通道。
5. 该药能够最终上市,Pharmacyclics的CEO Robert Duggan功不可没。这丫以极度偏执的态度激进的推进研发和临床测试,手下提出任何异议均遭到解职。当然最终人家赌赢了——换做成功者的语言叫做独具慧眼:此药上市前他独占公司20%的股份,药物上市后瞬间成为亿万富翁。

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