A. P. Truong et al. / Bioorg. Med. Chem. Lett. 20 (2010) 6231–6236
6235
L.; Buck, T.; Walter, D.; Demont, E.; Howes, C.; Naylor, A.; Jeffrey, P.; Gonzalez,
M. I.; Dingwell, C.; Michel, M.; Redshaw, S.; Davis, J. B. J. Neurochem. 2007, 100,
802; (e) Dovey, H. F.; John, V.; Anderson, J. P.; Chen, L. Z.; de Saint Andrieu, P.;
Fang, L. Y.; Freedman, S. B.; Folmer, B.; Goldbach, E.; Holsztynska, E. J.; Hu, K. L.;
Johnson-Wood, K. L.; Kennedy, S. L.; Kholodenko, D.; Knops, J. E.; Latimer, L. H.;
Lee, M.; Liao, Z.; Lieberburg, I. M.; Motter, R. N.; Mutter, L. C.; Nietz, J.; Quinn, K.
P.; Sacchi, K. L.; Seubert, P. A.; Shopp, G. M.; Thorsett, E. D.; Tung, J. S.; Wu, J.;
Yang, S.; Yin, C. T.; Schenk, D. B.; May, P. C.; Altstiel, L. D.; Bender, M. H.; Boggs,
L. N.; Britton, T. C.; Clemens, J. C.; Czilli, D. L.; Dieckman-McGinty, D. K.; Droste,
J. J.; Fuson, K. S.; Gitter, B. D.; Hyslop, P. A.; Johnstone, E. M.; Li, W.-Y.; Little, S.
P.; Mabry, T. E.; Miller, F. D.; Ni, B.; Nissen, J. S.; Porter, W. J.; Potts, B. D.; Reel, J.
K.; Stephenson, D.; Su, Y.; Shipley, L. A.; Whitesitt, C. A.; Yin, T.; Audia, J. E. J.
Neurochem. 2001, 76, 173.
100
10
Plasma
Brain
1
0.1
7. (a) Citron, M. Nat. Rev. Drug Discov. 2010, 9, 387; (b) De Strooper, B.; Vassar, R.;
Golde, T. Nat. Rev. Neurol. 2010, 6, 99; (c) Tomita, T. Expert Rev. Neurother. 2009,
9, 661; (d) Salloway, S.; Mintzer, J.; Weiner, M. F.; Cummings, J. L. Alzheimers
Dement. 2008, 4, 65; (e) Barten, D. M.; Albright, C. F. Mol. Neurobiol. 2008, 37,
171; (f) Schmidt, B.; Baumann, S.; Braun, H. A.; Larbig, G. Curr. Top. Med. Chem.
2006, 6, 377; (g) Citron, M. Nat. Rev. Neurosci. 2004, 5, 677; (h) Cummings, J. N.
N. Engl. J. Med. 2004, 351, 56.
0.01
0.001
8. Lleo, A. Curr. Top. Med. Chem. 2008, 8, 9.
9. (a) Wong, G. T.; Manfras, D.; Poulet, F. M.; Zhang, Q.; Josien, H.; Bara, T.;
Engstrom, L.; Pinzon-Ortiz, M.; Fine, J. S.; Lee, H.-J. J.; Zhang, L.; Higgins, G. A.;
Parker, E. M. J. Biol. Chem. 2004, 279, 12876; (b) Milano, J.; McKay, J.; Dagenais,
C.; Foster-Brown, L.; Pognan, F.; Gadient, R.; Jacobs, R. T.; Zacco, A.; Greenberg,
B.; Ciaccio, P. J. Toxicol. Sci. 2004, 82, 341; (c) Searfoss, G. H.; Jordan, W. H.;
Calligaro, D. O.; Galbreath, E. J.; Schirtzinger, L. M.; Berridge, B. R.; Gao, H.;
Higgins, M. A.; May, P. C.; Ryan, T. P. J. Biol. Chem. 2003, 278, 46107; (d)
Doerfler, P.; Shearman, M. S.; Perlmutter, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001,
98, 9312; (e) Hadland, B. K.; Manley, N. R.; Su, D.-M.; Longmore, G. D.; Moore, C.
L.; Wolfe, M. S.; Schroeter, E. H.; Kopan, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98,
7487.
10. (a) Luo, Y.; Bolon, B.; Kahn, S.; Bennett, B. D.; Babu-Khan, S.; Denis, P.; Fan, W.;
Kha, H.; Zhang, J.; Gong, Y.; Martin, L.; Louis, J.-C.; Yan, Q.; Richards, W.; Citron,
M.; Vassar, R. Nat. Neurosci. 2001, 4, 231; (b) Cai, H.; Wang, Y.; McCarthy, D.;
Wen, H.; Borchelt, D. R.; Price, D. L.; Wong, P. C. Nat. Neurosci. 2001, 4, 233; (c)
Roberds, S. L.; Anderson, J.; Basi, G.; Bienkowski, M.; Branstetter, D. G.; Chen, K.
S.; Freedman, S. B.; Frigon, N. L.; Games, D.; Hu, K.; Johnson-Wood, K.;
Kappenman, K. E.; Kawabe, T. T.; Kola, I.; Keuhn, R.; Lee, M.; Liu, W.; Motter, R.;
Nichols, N. F.; Power, M.; Robertson, D. W.; Schenk, D.; Schoor, M.; Shopp, G.
M.; Shuck, M. E.; Sinha, S.; Svensson, K. A.; Tatsuno, G.; Tintrup, H.; Wijsman, J.;
Wright, S.; McConlogue, L. Hum. Mol. Genet. 2001, 10, 1317.
0
6
12
18
24
Time (hours)
Figure 6. Twenty-four hour time course profile of the brain (blue) and plasma (red)
levels of 16 in guinea pigs after dosing orally at 100 mpk. The dotted line is the
cellular ED50
.
the pKa of the amine with a cyclopropyl moiety, and generating
polarity and/or lowering the log P on the P20 hydrocarbon with
fluorine. The cellular activity may be a more pertinent measure-
ment with which to judge an inhibitor, rather than enzymatic po-
tency, since 16 is 26 nM in the cell and only 230 nM in the
biochemical assay. The cell-to-enzyme ratios were excellent possi-
bly due to compartmentalization,38 which could result in higher lo-
cal concentrations of the inhibitor relative to the BACE-1
enzymatic assay. Although this class of inhibitors had limitations,
this research served as a springboard for future efforts.
11. Luo, Y.; Bolon, B.; Damore, M. A.; Fitzpatrick, D.; Liu, H.; Zhang, J.; Yan, Q.;
Vassar, R.; Citron, M. Neurobiol. Dis. 2003, 14, 81.
12. McConlogue, L.; Buttini, M.; Anderson, J. P.; Brigham, E. F.; Chen, K. S.;
Freedman, S. B.; Games, D.; Johnson-Wood, K.; Lee, M.; Zeller, M.; Liu, W.;
Motter, R.; Sinha, S. J. Biol. Chem. 2007, 282, 26326.
Acknowledgment
13. Nikolaev, A.; McLaughlin, T.; O’Leary, D. D. M.; Teesier-Lavign, M. Nature 2009,
457, 981.
We would like to thank Louis Brogley, Luke Tso, John A. Tucker,
Varghese John, Jay S. Tung, Michael A. Pleiss, Danny Tam, Cristian
Cabrera, Danielle Pappas, Jim Miller, Nancy Jewett, Jackie Kwong,
Ann Qin, Lee Latimer, Shawn Gauby, and Colin Lorentzen for their
contributions to this work.
14. (a) De Felice, F. G.; Wu, D.; Lambert, M. P.; Fernandez, S. J.; Velasco, P. T.; Lacor,
P. N.; Bigio, E. H.; Jerecic, J.; Acton, P. J.; Shughrue, P. J.; Chen-Dodson, E.;
Kinney, G. G.; Klein, W. L. Neurobiol. Aging 2008, 29, 1334; (b) Haass, C.; Selkoe,
D. J. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2007, 8, 101; (c) Catalano, S. M.; Dodson, E. C.;
Henze, D. A.; Joyce, J. G.; Krafft, G. A.; Kinney, G. G. Curr. Top. Med. Chem. 2006,
6, 597; (d) Gong, Y.; Chang, L.; Viola, K. L.; Lambert, M. P.; Finch, C. E.; Krafft, G.
A.; Klein, W. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 10417; (e) Rapoport, M.;
Dawson, H. N.; Binder, L. I.; Vitek, M. P.; Ferreira, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
2002, 99, 6364; (f) Götz, J.; Chen, F.; van Dorpe, J.; Nitsch, R. M. Science 2001,
293, 1491; (g) Lambert, M. P.; Barlow, A. K.; Chromy, B. A.; Edwards, C.; Freed,
R.; Liosatos, M.; Morgan, T. E.; Rozovsky, I.; Trommer, T.; Viola, K. L.; Wals, P.;
Zhang, C.; Finch, C. E.; Krafft, G. A.; Klein, W. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998,
95, 6448.
15. Ryan, S. D.; Whitehead, S. N.; Swayne, L. A.; Moffat, T. C.; Hou, W.; Ethier, M.;
Bourgeois, A. J. G.; Rashidian, J.; Blanchard, A. P.; Fraser, P. E.; Park, D. S.; Figeys,
D.; Bennett, S. A. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 20936.
16. (a) Walsh, D. M.; Klyubin, I.; Fadeeva, J. V.; Cullen, W. K.; Anwyl, R.; Wolfe, M.
S.; Rowan, M. J.; Selkoe, D. J. Nature 2002, 416, 535; (b) Townsend, M.; Qu, Y.;
Gray, A.; Wu, Z.; Seto, T.; Hutton, M.; Shearman, M. S.; Middleton, R. E. J.
Pharmacol. Exp. Ther. 2010, 333, 110.
17. (a) Näslund, J.; Haroutunian, V.; Mohs, R.; Davis, K. L.; Davies, P.; Greengard, P.;
Buxbaum, J. D. J. Am. Med. Assoc. 2000, 283, 1571; (b) McLean, C. A.; Cherny, R.
A.; Fraser, F. W.; Fuller, S. J.; Smith, M. J.; Beyreuther, K.; Bush, A. I.; Masters, C.
L. Ann. Neurol. 1999, 46, 860; (c) Lue, L.-F.; Kuo, Y.-M.; Roher, A. E.; Brachova, L.;
Shen, Y.; Sue, L.; Beach, T.; Kurth, J. H.; Rydel, R. E.; Rodgers, J. Am. J. Pathol.
1999, 155, 853; (d) Wang, J.; Dickson, D. W.; Trojanowski, J. Q.; Lee, V. M.-Y.
Exp. Neurol. 1999, 158, 328.
18. (a) Hardy, J. J. Neurochem. 2009, 110, 1129; (b) Golde, T. E.; Dickson, D.; Hutton,
M. Curr. Alzheimer Res. 2006, 3, 421; (c) Klein, W. L.; Krafft, G. A.; Finch, C. E.
Trends Neurosci. 2001, 24, 219; (d) Hardy, J. A.; Higgins, G. A. Science 1992, 256,
184.
19. (a) Sealy, J. M.; Truong, A. P.; Tso, L.; Probst, G. D.; Aquino, J.; Hom, R. K.;
Jagodzinska, B. M.; Dressen, D.; Wone, D. W. G.; Brogley, L.; John, V.; Tung, J. S.;
Pleiss, M. A.; Tucker, J. A.; Konradi, A. W.; Dappen, M. S.; Tóth, G.; Pan, H.;
Ruslim, L.; Miller, J.; Bova, M. P.; Sinha, S.; Quinn, K. P.; Sauer, J.-M. Bioorg. Med.
Chem. Lett. 2009, 19, 6386; (b) Truong, A. P.; Probst, G. D.; Aquino, J.; Fang, L.;
Brogley, L.; Sealy, J. M.; Hom, R. K.; Tucker, J. A.; John, V.; Tung, J. S.; Pleiss, M.
References and notes
1. (a) Alzheimer’s Association Alzheimers Dement. 2010, 6, 158; (b) Querfurth, H.
W.; LaFerla, F. M. N. Engl. J. Med. 2010, 362, 329; (c) Blennow, K.; de Leon, M. J.;
Zetterberg, H. Lancet 2006, 368, 387; (d) Mount, C.; Downton, C. Nat. Med. 2006,
12, 780; (e) Ferri, C.; Prince, M.; Brayne, C.; Brodaty, H.; Fratiglioni, L.; Ganguli,
M.; Hall, K.; Hasegawa, K.; Hendrie, H.; Huang, Y.; Jorm, A.; Mathers, C.;
Menezes, P. R.; Rimmer, E.; Scazufca, M. Lancet 2005, 366, 2112.
2. Hardy, J.; Selkoe, D. J. Science 2002, 297, 353.
3. Lee, V. M.-Y.; Goedert, M.; Trojanowski, J. Q. Annu. Rev. Neurosci. 2001, 24, 1121.
4. Sinha, S.; Lieberburg, I. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 11049.
5. (a) Stachel, S. J. Drug Dev. Res. 2009, 70, 101; (b) Hamada, Y.; Kiso, Y. Expert
Opin. Drug Discov. 2009, 4, 391; (c) Silvestri, R. Med. Res. Rev. 2009, 29, 295; (d)
Kreft, A. F.; Martone, R.; Porte, A. J. Med. Chem. 2009, 52, 6169.
6. (a) Lerchner, A.; Machauer, R.; Betschart, C.; Veenstra, S.; Rueeger, H.;
McCarthy, C.; Tintelnot-Blomley, M.; Jaton, A.-L.; Rabe, S.; Desrayaud, S.; Enz,
A.; Staufenbiel, M.; Paganetti, P.; Rondeau, J.-M.; Neumann, U. Bioorg. Med.
Chem. Lett. 2010, 20, 603; (b) Truong, A. P.; Aubele, D. A.; Probst, G. D.; Neitzel,
M. L.; Semko, C. M.; Bowers, S.; Dressen, D.; Hom, R. K.; Konradi, A. W.; Sham, H.
L.; Garofalo, A. W.; Keim, P. S.; Wu, J.; Dappen, M. S.; Wong, K.; Goldbach, E.;
Quinn, K. P.; Sauer, J.-M.; Brigham, E. F.; Wallace, W.; Nguyen, L.; Hemphill, S.
S.; Bova, M. P.; Basi, G. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2009, 19, 4920; (c)
Sankaranarayanan, S.; Holahan, M. A.; Colussi, D.; Crouthamel, M.-C.;
Devanarayan, V.; Ellis, J.; Espeseth, A.; Gates, A. T.; Graham, S. L.; Gregro, A.
R.; Hazuda, D.; Hochman, J. H.; Holloway, K.; Jin, L.; Kahana, J.; Lai, M.-T.;
Lineberger, J.; McGaughey, G.; Moore, K. P.; Nantermet, P.; Pietrak, B.; Price, E.
A.; Rajapakse, H.; Stauffer, S.; Steinbeiser, M. A.; Seabrook, G.; Selnick, H. G.;
Shi, X.-P.; Stanton, M. G.; Swestock, J.; Tugusheva, K.; Tyler, K. X.; Vacca, J. P.;
Wong, J.; Wu, G.; Xu, M.; Cook, J. J.; Simon, A. J. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2009,
328, 131; (d) Hussain, I.; Hawkins, J.; Harrison, D.; Hille, C.; Wayne, G.; Cutler,