Der Weg zu Fludelon: ein Tumortherapeutikum mit außergewöhnlichen Eigenschaften
Alexey Rivkin Dr.
Laboratory for Bioorganic Chemistry, Sloan-Kettering Institute for Cancer Research, 1275 York Avenue, New York, NY 10021, USA, Fax: (+1) 212-772-8691
Search for more papers by this authorTing-Chao Chou Dr.
Preclinical Pharmacology Core Facility, Sloan-Kettering Institute for Cancer Research, 1275 York Avenue, New York, NY 10021, USA
Search for more papers by this authorSamuel J. Danishefsky Prof.
Laboratory for Bioorganic Chemistry, Sloan-Kettering Institute for Cancer Research, 1275 York Avenue, New York, NY 10021, USA, Fax: (+1) 212-772-8691
Department of Chemistry, Columbia University, Havemeyer Hall, 3000 Broadway, New York, NY 10027, USA
Search for more papers by this authorAlexey Rivkin Dr.
Laboratory for Bioorganic Chemistry, Sloan-Kettering Institute for Cancer Research, 1275 York Avenue, New York, NY 10021, USA, Fax: (+1) 212-772-8691
Search for more papers by this authorTing-Chao Chou Dr.
Preclinical Pharmacology Core Facility, Sloan-Kettering Institute for Cancer Research, 1275 York Avenue, New York, NY 10021, USA
Search for more papers by this authorSamuel J. Danishefsky Prof.
Laboratory for Bioorganic Chemistry, Sloan-Kettering Institute for Cancer Research, 1275 York Avenue, New York, NY 10021, USA, Fax: (+1) 212-772-8691
Department of Chemistry, Columbia University, Havemeyer Hall, 3000 Broadway, New York, NY 10027, USA
Search for more papers by this authorAbstract
Ein Prinzip der Biosynthese von niedermolekularen Naturstoffen ist die Optimierung ihrer Fähigkeit, an bestimmte Proteine oder andere Zielmoleküle zu binden. Die Rahmenbedingungen, innerhalb derer ein zu synthetisierender Wirkstoff funktionieren muss, mögen letztlich ganz anders aussehen – dennoch kann der Einsatz solcher Naturstoffe als Leitsubstanzen zu einem signifikanten Vorsprung bei der Suche nach neuen, klinisch relevanten Wirkstoffen führen. In diesem Kurzaufsatz beschreiben wir, wie die chemische Synthese zu wirksameren Epothilonderivaten führte und wie dies wiederum die Entwicklung neuer Synthesewege inspirierte. Dies demonstriert den Nutzen von zielgerichteten Totalsynthesen bei der Suche nach neuen Wirkstoffen.
References
- 1S. F. Brady, C. J. Chao, J. Clardy, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9968.
- 2
- 2aV. Knight, J. J. Sanglier, D. DiTullio, S. Braccili, P. Bonner, J. Waters, D. Hughes, L. Zhang, Appl. Microbiol. Biotechnol. 2003, 62, 446;
- 2bD. J. Newman, G. M. Cragg, K. M. Snader, Nat. Prod. Rep. 2000, 17, 215.
- 3
- 3aD. C. Myles, Curr. Opin. Biotechnol. 2003, 14, 627;
- 3bY.-Z. Shu, J. Nat. Prod. 1998, 61, 1053;
- 3cL. A. Wessjohann, Curr. Opin. Chem. Biol. 2000, 4, 303;
- 3dD. J. Newman, G. M. Cragg, K. M. Snader, J. Nat. Prod. 2003, 66, 1022.
- 4A. G. Ravelo, A. Estevez-Braun, H. Chavez-Orellana, E. Perez-Sacau, D. Mesa-Siverio, Curr. Top. Med. Chem. 2004, 2, 241, zit. Lit.
10.2174/1568026043451500 Google Scholar
- 5M. C. Wani, H. L. Taylor, M. E. Wall, P. Coggan, A. T. McPhail, J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 2325.
- 6
- 6aP. B. Schiff, S. B. Horwitz, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1980, 77, 1561;
- 6bP. B. Schiff, S. B. Horwitz, Nature 1979, 277, 665;
- 6cJ. Parness, S. B. Horwitz, J. Cell Biol. 1981, 91, 479;
- 6dK. C. Nicolaou, W.-M. Dai, R. K. Guy, Angew. Chem. 1994, 106, 38; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1994, 33, 15;
- 6eE. K. Rowinsky, Annu. Rev. Med. 1997, 48, 353.
- 7D. Guenard, F. Gueritte-Vogelein, P. Potier, Acc. Chem. Res. 1993, 26, 160.
- 8S. J. Danishefsky, J. J. Masters, W. B. Young, J. T. Link, L. B. Snyder, T. V. Magee, D. K. Jung, R. C. A. Isaacs, W. G. Bornmann, C. A. Alaimo, C. A. Coburn, M. J. DiGrandi, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2843.
- 9
- 9aK. C. Nicolaou, Z. Yang, J. J. Liu, H. Ueno, P. G. Nantermet, R. K. Guy, C. F. Claiborne, J. Renaud, E. A. Couladouros, K. Paulvannan, E. J. Sorenson, Nature 1994, 367, 630;
- 9bK. C. Nicolaou, P. G. Nantermet, H. Ueno, R. K. Guy, E. A. Couladouros, E. J. Sorenson, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 624;
- 9cK. C. Nicolaou, J. J. Liu, Z. Yang, H. Ueno, E. J. Sorenson, C. F. Claiborne, R. K. Guy, C. K. Hwang, M. Nakada, P. G. Nantermet, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 634;
- 9dK. C. Nicolaou, Z. Yang, J. J. Liu, P. G. Nantermet, C. F. Claiborne, J. Renaud, R. K. Guy, K. Shibayama, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 645;
- 9eK. C. Nicolaou, H. Ueno, J. J. Liu, P. G. Nantermet, Z. Yang, J. Renaud, K. Paulvannan, R. Chadha, J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 653.
- 10
- 10aR. A. Holton, C. Somoza, H. B. Kim, F. Liang, R. J. Biediger, P. D. Boatman, M. Shindo, C. C. Smith, S. C. Kim, H. Nadizadeh, Y. Suzuki, C. L. Tao, P. Vu, S. H. Tang, P. S. Zhang, K. K. Murthi, L. N. Gentile, J. H. Liu, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 1597;
- 10bR. A. Holton, H. B. Kim, C. Somoza, F. Liang, R. J. Biediger, P. D. Boatman, M. Shindo, C. C. Smith, S. C. Kim, H. Nadizadeh, Y. Suzuki, C. L. Tao, P. Vu, S. H. Tang, P. S. Zhang, K. K. Murthi, L. N. Gentile, J. H. Liu, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 1599.
- 11
- 11aE. K. Rowinsky, E. A. Eisenhauer, V. Chaudhry, S. G. Arbuck, R. C. Donehawer, Semin. Oncol. 1993, 20, 1;
- 11bB. S. Fletcher, D. A. Kujubadu, D. M. Perrin, H. R. Herschman, J. Biol. Chem. 1992, 267, 4338;
- 11cM. Tsuji, R. N. Dubois, Cell, 1995, 3, 493;
- 11dD. M. Essayan, A. Kagey-Sobotka, P. J. Colarusso, L. M. Lichtenstein, R. F. Ozols, E. D. King, J. Allergy Clin. Immunol. 1996, 97, 42;
- 11eP. Giannakakou, D. L. Sackett, Y.-K. Kang, Z. Zhan, J. T. Buters, T. Fojo, M. S. Poruchynsky, J. Biol. Chem. 1997, 272, 17 118, zit. Lit.
- 12G. Höfle, N. Bedorf, K. Gerth, H. Reichenbach (GBF), DE-B 4138042, 1993; Chem. Abstr. 1993, 120, 52841.
- 13D. M. Bollag, P. A. McQueney, J. Zhu, O. Hensens, L. Koupal, J. Liesch, M. Goetz, E. Lazarides, C. M. Woods, Cancer Res. 1995, 55, 2325. Wir danken Professor Gunda Georg von der University of Kansas, die uns auf diese Publikation aufmerksam machte, sowie Dr. D. M. Bollag von Merck Sharp and Dohme, der uns 1 mg Epothilon A zur Verfügung stellte, mit dem wir (letztlich erfolglose) Untersuchungen zur Bestimmung seiner Stereostruktur beginnen konnten.
- 14
- 14aLit. [12];
- 14bR. J. Kowalski, E. Terhaar, R. E. Longley, S. P. Gunasekera, C. M. Lin, B. V. Day, E. Hamel, Mol. Biol. Cell 1995, 6, 2137;
- 14cE. K. Rowinsky, E. A. Eisenhauer, V. Chaudhry, S. G. Arbuck, R. C. Donehawer, Semin. Oncol. 1993, 20, 1;
- 14dB. S. Fletcher, D. A. Kujubadu, D. M. Perrin, H. R. Herschman, J. Biol. Chem. 1992, 267, 4338;
- 14eM. Tsuji, R. N. Dubois, Cell 1995, 3, 493;
- 14fD. M. Essayan, A. Kagey-Sobotka, P. J. Colarusso, L. M. Lichtenstein, R. F. Ozols, E. D. King, J. Allergy Clin. Immunol. 1996, 97, 42;
- 14gP. Giannakakou, D. L. Sackett, Y.-K. Kang, Z. Zhan, J. T. Buters, T. Fojo, M. S. Poruchynsky, J. Biol. Chem. 1997, 272, 17 118, zit. Lit.
- 15G. H. Höfle, N. Bedorf, H. Steinmetz, D. Schomburg, K. Gerth, H. Reichenbach, Angew. Chem. 1996, 108, 1671;
10.1002/ange.19961081342 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, 1567.
- 16
- 16aA. Balog, D. F. Meng, T. Kamenecka, P. Bertinato, D.-S. Su, E. J. Sorensen, S. J. Danishefsky, Angew. Chem. 1996, 108, 2976;
10.1002/ange.19961082318 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. Engl. 1996, 35, 2801;
- 16bD.-S. Su, D. F. Meng, P. Bertinato, A. Balog, E. J. Sorensen, S. J. Danishefsky, Y. H. Zheng, T.-C. Chou, L. F. He, S. B. Horwitz, Angew. Chem. 1997, 109, 775; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 757;
- 16cD. F. Meng, P. Bertinato, A. Balog, D.-S. Su, T. Kamenecka, E. J. Sorensen, S. J. Danishefsky, J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 10 073.
- 17
- 17aA. Rivkin, F. Yoshimura, A. E. Gabarda, T.-C. Chou, H. Dong, W. P. Tong, S. J. Danishefsky, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 2899;
- 17bT.-C. Chou, H. Dong, A. Rivkin, F. Yoshimura, A. E. Gabarda, Y. S. Cho, W. P. Tong, S. J. Danishefsky, Angew. Chem. 2003, 115, 4910; Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 4761;
- 17cF. Yoshimura, A. Rivkin, A. E. Gabarda, T.-C. Chou, H. Dong, G. Sukenick, S. J. Danishefsky, Angew. Chem. 2003, 115, 2622; Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, 2518.
- 18In einem frühen RCM-Ansatz, den wir verfolgten, war das 12,13-Epoxid bereits vorhanden. Wir zogen eine RCM auch für die Herstellung des 12,13-Alkens in Betracht, aber nur im Rahmen einer eingehenden Prüfung unterschiedlicher Möglichkeiten. Übersichtsartikel über RCM:
- 18aR. H. Grubbs, S. J. Miller, G. C. Fu, Acc. Chem. Res. 1995, 28, 446;
- 18bT. M. Trinka, R. H. Grubbs, Acc. Chem. Res. 2001, 34, 18;
- 18cA. Fürstner, Alkene Metathesis in Organic Chemistry, Springer, Berlin, 1998;
10.1007/3-540-69708-X Google Scholar
- 18dA. Fürstner, Angew. Chem. 2000, 112, 3140;
10.1002/1521-3757(20000901)112:17<3140::AID-ANGE3140>3.0.CO;2-G Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 3012;10.1002/1521-3773(20000901)39:17<3012::AID-ANIE3012>3.0.CO;2-G CAS PubMed Web of Science® Google Scholar
- 18eR. R. Schrock, Top. Organomet. Chem. 1998, 1, 1.
- 19Lit. [16c] und A. Rivkin, Y. S. Cho, A. E. Gabarda, Y. Fumihiko, S. J. Danishefsky, J. Nat. Prod. 2004, 67, 139.
- 20C. R. Harris, S. J. Danishefsky, J. Org. Chem. 1999, 64, 8434, zit. Lit.
- 21
- 21aS. J. Danishefsky, Aldrichimica Acta 1986, 19, 59;
- 21bS. J. Danishefsky, Chemtracts 1989, 2, 273.
- 22Als wir diese ungewöhnliche Aldolisierung konzipierten, waren wir uns natürlich bewusst, dass der C3-Aldehyd in der C2-C3-Seco-Struktur nicht enolisiert werden konnte.
- 23S. J. Stachel, S. J. Danishefsky, Tetrahedron Lett. 2001, 42, 6785.
- 24Lit. [16a]. Kurz nach unserer Synthese wurde über zwei weitere Synthesen berichtet, die jeweils eine Olefinmetathese nutzten:
- 24aZ. Yang, Y. He, D. Vourloumis, H. Vallberg, K. C. Nicolaou, Angew. Chem. 1997, 109, 170; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 166;
- 24bD. Schinzer, A. Limberg, A. Bauer, O. Böhm, M. Cordes, Angew. Chem. 1997, 109, 543;
10.1002/ange.19971090525 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 523.
- 25Für das erste SAR-Schema siehe:
- 25aD.-S. Su, A. Balog, D. Meng, P. Bertinato, S. J. Danishefsky, Y.-H. Zheng, T.-C. Chou, L. He, S. B. Horwitz, Angew. Chem. 1997, 109, 2178; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2093; siehe auch:
- 25bK. C. Nicolaou, D. Vourloumis, T. Li., J. Pastor, N. Winssinger, Y. He, S. Ninkovic, F. Sarabia, H. Vallberg, F. Roschanger, N. P. King, M. Ray, V. Finlay, P. Giannakakou, P. Verdier-Pinard, E. Hamel, Angew. Chem. 1997, 109, 2181;
10.1002/ange.19971091917 Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 2097; für die ersten In-vivo-Untersuchungen von dEpoB siehe:
- 25cT.-C. Chou, X. G. Zhang, C. R. Harris, S. D. Kuduk, A. Balog, K. A. Savin, J. R. Bertino, S. J. Danishefsky, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 15 798;
- 25dT.-C. Chou, X. G. Zhang, A. Balog, D. Su, D. F. Meng, K. Savin, J. R. Bertino, S. J. Danishefsky, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1998, 95, 9642;
- 25eT.-C. Chou, O. A. O'Connor, W. P. Tong, Y. Guan, Z.-G. Zhang, S. J. Stachel, C. Lee, S. J. Danishefsky, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2001, 98, 8113.
- 26Novartis ist der Sponsor der klinischen Tests mit EpoB. Für die von Novartis veröffentlichten präklinischen EpoB-Daten siehe:
- 26aK.-H. Altmann, M. Wartmann, T. O'Reilly, Biochim. Biophys. Acta 2000, 1470, M 79;
- 26bJ. Rothermel, M. Wartmann, T. Chen, J. Hohneker, Semin. Oncol. 2003, 6 (Suppl. 30), 51.
- 27C. R. Harris, S. D. Kuduk, A. Balog, K. Savin, P. W. Glunz, S. J. Danishefsky, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7051.
- 28N.-H. Lin, L. E. Overman, M. H. Rabinowitz, L. A. Robinson, M. J. Sharp, J. Zablocki, J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 9062.
- 29D. A. Evans, J. V. Nelson, T. R. Taber, Top. Stereochem. 1982, 13, 1.
- 30R. Noyori, T. Ohkuma, M. Kitamura, H. Takaya, N. Sayo, H. Kumobayahshi, S. Akutagawa, J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 5856.
- 31Bristol-Myers Squibb (BMS) ist der Sponsor der klinischen Tests des 15-Desoxy-15-aza-Analogons:
- 31aR. M. Borzilleri, X. Zheng, R. J. Schmidt, J. A. Johnson, S.-H. Kim, J. D. DiMarco, C. R. Fairchild, J. Z. Gougoutas, F. Y. F. Lee, B. H. Long, G. D. Vite, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 8890;
- 31bF. Y. F. Lee, R. Borzilleri, C. R. Fairchild, S.-H Kim, B. H. Long, C. Reventos-Suarez, G. D. Vite, W. C. Rose, R. A. Kramer, Clin. Cancer Res. 2001, 7, 1429; BMS ist auch der Sponsor der klinischen Tests eines anderen Epothilonderivats (BMS310705):
- 31cR. M. Borzilleri, G. D. Vite, Drugs Future 2002, 27, 1149.
- 32L. Tang, S. Shah, L. Chung, J. Carney, L. Katz, C. Khosla, B. Julien, Science 2000, 287, 640.
- 33Für weitere Informationen zu den klinischen Tests von dEpoB siehe: www.kosan.com.
- 34R. L. Arslanian, L. Tang, S. Blough, W. Ma, R. G. Qiu, L. Katz, J. R. Carn, J. Nat. Prod. 2002, 65, 570.
- 35M. D. Chappell, S. J. Stachel, C. B. Lee, S. J. Danishefsky, Org. Lett. 2000, 2, 1633.
- 36K. Biswas, H. Lin, J. T. Njardarson, M. D. Chappell, T.-C. Chou, Y. Guan, W. P. Tong, L. He, S. B. Horwitz, S. J. Danishefsky, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9825.
- 37
- 37aB. E. Smart, J. Fluorine Chem. 2001, 109, 3;
- 37bI. Ojima, T. Inoue, S. Chakravarty, J. Fluorine Chem. 1999, 97;
- 37cR. A. Newman, J. Yang, M. R. V. Finlay, F. Cabral, D. Vourloumis, L. C. Stephens, P. Troncoso, X. Wu, C. J. Logothetis, K. C. Nicolaou, N. M. Navone, Cancer Chemother. Pharmacol. 2001, 48, 319;
- 37dThemenheft “Fluorine in the Life Sciences”, ChemBioChem 2004, 5, 557–726.
- 38A. Rivkin, K. Biswas, T.-C. Chou, S. J. Danishefsky, Org. Lett. 2002, 4, 4081.
- 39Unveröffentlichte Ergebnisse.
- 40A. Rivkin, J. T. Njardarson, K. Biswas, T.-C. Chou, S. J. Danishefsky, J. Org. Chem. 2002, 67, 7737.
- 41K. C. Nicolaou, F. Sarabia, S. Ninkovic, M. Ray, V. Finlay, C. N. C. Boddy, Angew. Chem. 1998, 110, 85;
10.1002/(SICI)1521-3757(19980116)110:1/2<85::AID-ANGE85>3.0.CO;2-G Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. Engl. 1998, 37, 81.10.1002/(SICI)1521-3773(19980202)37:1/2<81::AID-ANIE81>3.0.CO;2-C CAS Web of Science® Google Scholar
- 42A. Rivkin, F. Yoshimura, A. E. Gabarda, Y. S. Cho, T.-C. Chou, H. Dong, S. J. Danishefsky, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10 913.
- 43J. D. White, R. G. Carter, K. F. Sundermann, M. Wartmann, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5407.
- 44J. D. White, R. G. Carter, K. F. Sundermann, M. Wartmann, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3190.
- 45Für den aktuellen und beeindruckenden Fall einer langfristigen Heilung siehe: M. J. Towle, K. A. Salvato, J. Budrow, B. F. Wels, G. Kuznetsov, K. K. Aalfs, S. Welsh, W. Zheng, B. M. Seletsky, M. H. Palme, G. J. Habgood, L. A. Singer, L. V. DiPietro, Y. Wang, J. J. Chen, D. A. Quincy, A. Davis, K. Yoshimatsu, Y. Kishi, M. J. Yu, B. A. Littlefield, Cancer Res. 2001, 61, 1013. Unser Fall ist besonders bemerkenswert, weil die Heilungen durchweg bestätigt wurden. Darüber hinaus wurden sie bei hohen Tumorbelastungen erreicht, und der Wirkstoff kann oral verabreicht werden.
- 46R. Breinbauer, I. R. Vetter, H. Waldmann, Angew. Chem. 2002, 114, 3002;
10.1002/1521-3757(20020816)114:16<3002::AID-ANGE3002>3.0.CO;2-V Google ScholarAngew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 2878.
Citing Literature
This is the
German version
of Angewandte Chemie.
Note for articles published since 1962:
Do not cite this version alone.
Take me to the International Edition version with citable page numbers, DOI, and citation export.
We apologize for the inconvenience.