Small molecule ligands of the human melanocortin-4 receptor

Current Topics in Medicinal Chemistry

Volumn 7, Issue 11, 2007, Pages 1068-1084

  Ujjainwalla, Feroze ^a   Sebhat, Iyassu K ^a  

^a MERCK RESEARCH LABORATORIES   (United States)

Author keywords

Computational modeling; Cytochrome P450 3A4 isozyme; G protein coupled receptors; MC4R Agonists; Piperidine

Indexed keywords

2 [2 [2 (5 BROMO 2 METHOXYPHENYL)ETHYL] 3 FLUOROPHENYL] 4,5 DIHYDRO 1H IMIDAZOLE; ACETYLNORLEUCYLCYCLO[ASPARTYLHIDSTIDYL DEXTRO PHENYLALANYLARGINYLTRYPTOPHANYLLYSYL]AMIDE; DIPEPTIDE; HORMONE RECEPTOR AFFECTING AGENT; LIGAND; MELANOCORTIN 4 RECEPTOR; MELANOCORTIN 4 RECEPTOR AGONIST; MELANOCORTIN 4 RECEPTOR ANTAGONIST; N ACETYL ALPHA INTERMEDIN[4-10]CYCLO[4 NORLEUCINE 5 ASPARTIC ACID 7 [3 (2 NAPHTHYL)ALANINE] 10 LYSINAMIDE]; OXAZOLIDINONE DERIVATIVE; PYRIDAZINONE DERIVATIVE; SULFONAMIDE; THIADIAZOLE DERIVATIVE; UNCLASSIFIED DRUG; UREA;

BODY WEIGHT DISORDER; DATA ANALYSIS; DRUG DESIGN; DRUG RESEARCH; DRUG STRUCTURE; ENERGY EXPENDITURE; FOOD INTAKE; HOMEOSTASIS; HUMAN; NONHUMAN; OBESITY; REVIEW; SCIENTIFIC LITERATURE; WEIGHT REDUCTION;

ANIMALS; DRUG DESIGN; HUMANS; LIGANDS; PEPTIDES; RECEPTOR, MELANOCORTIN, TYPE 4; STRUCTURE-ACTIVITY RELATIONSHIP;

EID: 34447267463     PISSN: 15680266     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.2174/156802607780906609     Document Type: Review

References (62)

1. For recent reviews on the Melanocortin system see a) Zimanyi, I.A.; Pelleymounter, M.A. Curr. Pharm. Des. 2003, 9, 627-641.
2. b) Gantz, I.; Fong, T. M. Am. J. Physiol Endocrinol. Metab. 2003, 284, E468-E474.
3. c) MacNeil, D. J; Howard, A. D.; Guan, X.; Fong, T. M.; Nargund, R.; Bednarek, M. A.; Goulet, M. T.; Weinberg, D. H.; Strack, A. M.; Marsh, D. J.; Chen, H. Y.; Shen, C-P.; Chen, A. S.; Rosenblum, C. I.; MacNeil, T.; Tota, M.; MacIntyre, D. E.; Van der Ploeg, L. H. T. Eur. J. Pharmacol. 2002, 440, 141-157.
4. d) Wikberg, J. E. S. Exp. Opin. Ther. Patents 2001, 11, 61-76.
5. e) Anderson, P. M.; Boman, A.; Seifert E.; Skottner, A.; Lundstedt, T. Exp. Opin. Ther. Patents 2001, 11, 1583-1592.
6. f) Wikberg, J. E. S. Eur. J. Pharmacol. 1999, 375, 295-310.
7. Lu, D.; Willard, D.; Patel, I. R.; Kadwell, S.; Overton, L.; Kost, T.; Luther, M.; Chen, W.; Woychik, R. P.; Wilkison, W. O., Cone, R. D. Nature 1994, 371, 799-802.
8. For the first description of an agouti gene see Woychik, R.P. US 6080550 (June 27, 2000).
9. Huszar, D.; Lynch, C. A.; Fairchild-Huntress, V.; Dunmore, J. H.; Fang, Q.; Berkemeier, L. R.; Gu, W.; Kesterson, R. A.; Boston, B. A.; Cone, R. D.; Smith, F. J.; Campfield, L. A.; Burn, P.; Lee, F. Cell 1997, 88, 131-141.
10. a) Gu, W.; Tu, Z.; Kleyn, P. W.; Kissebah, A.; Duprat, L.; Lee, J.; Chin, W.; Maruti, S.; Deng, N.; Fisher, S. L.; Franco, L. S.; Burn, P.; Yagaloff, K. A.; Nathan, J.; Heymsfield S.; Albu, J.; Pi-Sunyer, F. X.; Allison, D. B. Diabetes 1999, 48, 635-639.
11. b) Hinney, A.; Schmidt, A.; Nottebom, K.; Heibult, O.; Becker, I.; Ziegler, A.; Gerber, G.; Sina, M.; Gorg, T.; Mayer, H.; Siegfried, W.; Fichter, M.; Remschmidt, H.; Hebebrand, J. J. Clin. Endocrin. Metab. 1999, 84, 1483-1486.
12. Marks, D. L.; Ling, N.; Cone, R. D. Cancer Res. 2001, 61, 1432-1438.
13. For recent reviews that discuss the patent literature see: a) Bednarek, M. A.; Fong, T. M. Expert Opin. Ther. Patents 2004, 14, 327-336;
14. b) Boyce, R. S.; Duhl, D. M. Curr. Opin. Invest. Drugs 2004, 5, 1063-1071.
15. Sawyer, T. K; Sanfilippo, P.; Hruby, V. J.; Engel, C. B.; Heward, C. B.; Burnett, J. B.; Hadley, M. E. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1980, 77, 5754.
16. Al-Obeidi, F.; Castrucci, A. M. de L.; Hadley M. E.; Hruby, V. J. J. Med. Chem. 1989, 32, 2555.
17. For a recent review see Sebhat, I; Ye, Z.; Bednarek, M.; Weinberg, D.; Nargund, R.; Fong, T. Ann. Rep. Med. Chem. 2003, 38, 31-40.
18. Evans, B. E.; Rittle, K. E.; Bock, M. G.; Dipardo, R. M.; Freidinger, R. M.; Whitter, W. L.; Lundell, G. F.; Veber, D. F.; Anderson, P. S.; Chang, R. S. L.; Lotti, V. J.; Cerino, D. J.; Chen, T. B.; Kling, P. J.; Kunkel, K. A.; Springer, J. P.; Hirshfield, J. J. Med. Chem. 1988, 31, 2235-2246
19. Bondensgaard, K.; Ankersen, M.; Thogersen, H.; Hansen, B. S.; Wulff, B. S.; Bywater, R. P. J. Med. Chem., 2004, 47, 888-899 and references cited therein.
20. Sebhat, I. K.; Martin, W. J.; Ye, Z.; Barakat, K.; Mosley, R. T.; Johnston, D. B. R.; Bakshi, R.; Palucki, B.; Weinberg, D. H.; MacNeil, T.; Kalyani, R. N.; Tang, R.; Stearns, R. A.; Miller, R. R.; Tamvakopoulos, C.; Strack, A. M.; McGowan, E.; Cashen, D. E.; Drisko, J. E.; Hom, G. J.; Howard, A. D.; MacIntyre, D. E.; Van der Ploeg, L. H.T.; Patchett A. A.; Nargund, R. P. J. Med. Chem. 2002, 45, 4589.
21. Bowers, C. Y.; Momany, F. A.; Reynolds, G. A.; Hong, A. Endocrinology 1984, 114, 1537-1545
22. Nargund, R. P.; Patchett, A. A.; Bach, M. A.; Murphy, M. G.; Smith, R. J. Med. Chem. 1998, 41, 3103-3127
23. Hruby, V. J.; Lu, D.; Sharma, S. D.; de L. Castrucci, A.; Kesterson, R. A.; Al-Obeidi, F. A.; Hadley, M. E.; Cone, R. D. J. Med. Chem. 1995, 38, 3454-3461
24. Palucki, B. L.; Park M. K.; Nargund, R. P.; Ye, Z.; Sebhat, I. K.; Pollard, P. G.; Kalyani, R. N.; Tang, R.; MacNeil, T.; Weinberg, D. H.; Vongs, A.; Rosenblum, C. I.; Doss, G. A.; Miller, R. R.; Stearns, R. A.; Peng, Q.; Tamvakopoulos, C.; McGowan, E.; Martin, W. J.; Metzger, J. M.; Shepherd, C. A.; Strack, A. M.; MacIntyre, D. E.; Van der Ploeg, L. H. T.; Patchett, A. A. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 171-175.
25. Van der Ploeg, L. H. T.; Martin, W. J.; Howard, A. D. Nargund, R. P.; Austin, C. P.; Guan, X.; Drisko, J; Cashen, D.; Sebhat, I.; Patchett, A. A.; Figueroa, D. J.; DiLella, A. G.; Connolly, B. M.; Weinberg, D. H.; Tan, C. P.; Palyha, O. C.; Pong, S-S.; MacNeil, T.; Rosenblum, C.; Vongs, A.; Tang, R; Yu, H.; Sailer, A. W.; Fong, T. M.; Huang, C.; Tota, M. R.; Chang, R. S.; Stearns, R.; Tamvakopoulos, C.; Chrsit, G.; Drazen, D. L.; Spar, B. D.; Nelson, R. J.; MacIntyre, D. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2002, 99, 11381-11386.
26. Martin, W. J.; McGowan, E.; Cashen, D. E.; Gantert, L. T.; Drisko, J. E.; Hom, G. J.; Nargund, R.; Sebhat, I.; Howard, A. D.; Van der Ploeg, L. H. T.; MacIntyre, D. E. Eur. J. Pharmacol. 2002, 454, 71-79.
27. Ruel, R.; Herpin, T. F.; Iben, L.; Luo, G.; Martel, A.; Mason, H.; Mattson, G.; Poirier, B.; Ruediger, E. H.; Shi, D.; Thibault, C.; Yu, G.; Zimyani, I. A.; Poindexter, G. S.; Macor, J. E. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003, 13, 4341-4344.
28. Palucki, B. L.; Park, M. K.; Nargund, R. P.; Tang, R.; MacNeil, T.; Weinberg, D. H.; Vongs, A.; Rosenblum, C. I.; Doss, G. A.; Miller, R. R.; Stearns R. A.; Peng, Q.; Tamvakopoulos, C.; Van der Ploeg, L. H. T.; Patchett, A. A. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 1993-1996.
29. Ye, Z.; Guo, L.; Barakat, K. J.; Pollard, P. G.; Palucki, B. L.; Sebhat, I. K.; Bakshi, R. K.; Tang, R.; Kalyani, R. N.; Vongs, A.; Chen, A. S.; Chen, H. Y.; Rosenblum, C. I.; MacNeil, T.; Weinberg, D.; Peng, Q.; Tamvakopoulos, C.; Miller, R. R.; Stearns, R. A.; Cashen, D. E.; Martin, W. J.; Metzger, J. M.; Strack, A. M.; MacIntyre, D. E.; Van der Ploeg, L. H. T.; Patchett, A. A.; Wyvratt, M. J.; Nargund, R. P. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 3501-3505.
30. Bakshi, R. K.; Hong, Q.; Olson, J.T.; Ye, Z.; Sebhat, I.K.; Weinberg, D. H.; MacNeil, T.; Kalyani, R. N.; Tang, R.; Martin, W.J.; Strack, A.; McGowan E.; Tamvakopoulos, C.; Miller, R.R.; Stearns, R.A.; Tang, W.; MacIntyre, D.E.; Van der Ploeg, L. H. T.; Patchett, A. A.; Nargund, R. P. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 3430-3433
31. Bakshi, R. K.; Hong, Q.; Tang, R.; Kalyani, R. N.; MacNeil, T.; Weinberg, D. H.; Van der Ploeg, L. H. T.; Patchett, A. A.; Nargund, R. P. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 1130-1133
32. Dyck, B.; Parker, J.; Phillips, T.; Carter, L.; Murphy, B.; Summers, R.; Hermann, J.; Baker, T.; Cismowski, M.; Saunders, J.; Goodfellow, V. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003, 13, 3793-3796
33. Fotsch, C.; Han, N.; Arasasingham, P.; Bo, Y.; Carmouche, M.; Chen, N.; Davis, J.; Goldberg, M. H.; Hale, C.; Hsieh, F-Y.; Kelly, M. G.; Liu, Q.; Norman, M. H.; Smith, D.M.; Stec, M.; Tamayo, N.; Xi, N.; Xu, S.; Bannon, A. W.; Baumgartner, J. W. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 1623-1627.
34. Richardson, T. I.; Ornstein, P. L.; Briner, K.; Fisher, M. J.; Backer, R. T.; Biggers, C. K.; Clay, M. P.; Emmerson, P. J.; Hertel, L. W.; Hsiung, H. M.; Husain, S.; Kahl, S. D.; Lee, J. A.; Lindstrom, T. D.; Martinelli, M. J.; Mayer, J. P.; Mullaney, J. T.; O'Brien, T. P.; Pawlak, J. M.; Revell, K. D.; Shah, J.; Zgombick, J. M.; Herr, R. J.; Melekhov, A.; Sampson, P. B.; King, C-H. R. J. Med. Chem. 2004, 47, 744-755.
35. Pontillo, J.; Tran, J.A.; Arellano, M.; Fleck, B.A.; Huntley, R.; Marinkovic, D.; Lanier, M.; Nelson, J.; Parker, J.; Saunders, J.; Tucci, F. C.; Jiang, W.; Chen, C. W.; White, N. S.; Foster, A. C.; Chen, C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2004, 14, 4417-4423.
36. Mutulis, F.; Yahorava, S.; Mutule, I.; Yahorau, A.; Liepinsh, E.; Kopantshuk, S.; Veiksina, S.; Tars, K.; Belyakov, S.; Mishnev, A.; Rinken, A.; Wikberg, J. E. S. J. Med. Chem. 2004, 47, 4613-4626.
37. Fisher, M. J.; Backer, R. T.; Husain, S.; Hsiung, H. M.; Mullaney, J. T.; O'Brian, T. P.; Ornstein, P. L.; Rothhaar, R. R.; Zgombick, J. M.; Briner, K. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 4459-4462.
38. Fisher, M. J.; Backer, R. T.; Collado, I.; de Frutos, O.; Husain, S.; Hsiung, H. M.; Kuklish, S. L.; Mateo, A. I.; Mullaney, J. T.; Ornstein, P. L.; Paredes, C. G.; O'Brian, T. P.; Richardson, T. I.; Shah, J.; Zgombick, J. M.; Briner, K. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 4973-4978.
39. Briner, K.; Collado, I.; Fisher, M. J.; Garcia-Paredes, C.; Husain, S.; Kuklish, S. L.; Mateo, A. I.; O'Brien, T. P.; Ornstein, P. L.; Zgombick, J.; de Frutos, O. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 3449-3453.
40. Kuklish, S. L.; Backer, R. T.; Briner, K.; Doecke, C. W.; Husain, S.; Mullaney, J. T.; Ornstein, P. L.; Zgombick, J. M.; O'Brien, T. P.; Fisher, M. J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 3843-3846.
41. Xi, N.; Hale, C.; Kelly, M. G.; Norman, M. H.; Stec, M.; Xu, S.; Baumgartner, J. W.; Fotsch, C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2004, 14, 377-381.
42. Tran, J. A.; Pontillo, J.; Arellano, M.; Fleck, B. A.; Tucci, F. C.; Marinkovic, D.; Chen, W. C.; Saunders, J.; Foster, A. C.; Chen, C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 3434.
43. Pontillo, J.; Tran, J. A.; White, N. S.; Arellano, M.; Fleck, B. A.; Marinkovic, D.; Tucci, F. C.; Saunders, J.; Foster, A. C.; Chen, C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 5237-5240.
44. Shi Q.; Ornstein, P. L.; Briner, K.; Richardson, T. I.; Arnold, M. B.; Backer, R. T.; Buckmaster, J. L.; Canada, E. J.; Doecke, C. W.; Hertel, L. W.; Honigschmidt, N.; Hsiung, H. M.; Husain, S.; Kuklish, S. L.; Martinelli, M. J.; Mullaney, J. T.; O'Brien, T. P.; Reinhard, M. R.; Rothhaar, R.; Shah, J.; Wu, Z.; Xie, C.; Zgombick, J. M.; Fisher, M. J. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 2341-2346.
45. a) Kulesza, A.; Ebetino, F. H.; Mishra, R. K.; Cross-Doersen, D.; Mazur, A.W. Org. Lett., 2003, 5, 1163-1166.
46. b) Mazur, A. W.; Kulesza, A.; Mishra, R. K.; Cross-Doersen, D.; Russell, A. F.; Ebetino, F. H. Bioorg. Med. Chem. 2003, 11, 3053-3063.
47. Fotsch, C.; Smith, D. M.; Adams, J. A.; Cheetham, J.; Croghan, M.; Doherty, E. M.; Hale, C.; Jarosinski, M. A.; Kelly, M. G.; Norman, M. H.; Tamayo, N. A.; Xi, Ning.; Baumgartner, J. W. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003, 13, 2337-2340.
48. Bednarek, MA.; MacNeil, T.; Kalyani, R.N.; Tang, R.; Van der Ploeg, L.H.T.; Weinberg, D.H. Biochem. Biophys. Res. Commun. 1999, 261, 209.
49. Pan, K.; Scott, M. K.; Lee, D. H. S.; Fitzpatrick, L. J.; Crooke, J. J.; Rivero, R. A.; Rosenthal, D. I.; Vaidya, A. H.; Zhao, B.; Reitz, A. B. Bioorg. Med. Chem. 2003, 11, 185-192.
50. Ujjainwalla, F.; Warner, D.; Walsh, T. F.; Wyvratt, M. J.; Zhou, C.; Yang, L.; Kalyani, R. N.; MacNeil, T.; Van der Ploeg, L. H. T.; Rosenblum, C. I; Tang, R.; Vongs, A.; Weinberg, D. A.; Goulet, M. T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2003, 13, 4431-4435.
51. Ujjainwalla, F.; Warner, D.; Snedden, C.; Grisson, R. D.; Walsh, T. F.; Wyvratt, M. J.; Kalyani, R. N.; MacNeil, T.; Tang, R.; Weinberg, D. H.; Van der Ploeg L.; Goulet, M. T. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 4023-4028.
52. Arasasingham, P. N.; Fotsch, C.; Ouyang, X.; Norman, M. H.; Kelly, M. G.; Stark, K. L.; Karbon, B.; Hale, C.; Baumgartner, J. W.; Zambrano, M.; Cheetham, J.; Tamayo, N. A. J. Med. Chem. 2003, 46, 9-11.
53. Chaki, S.; Hirota, S.; Funakoshi, T.; Suzuki, Y.; Suetake, S.; Taketoshi, O.; Ishii, T.; Nakazato, A.; Okuyama, S. J. Pharmacol. Exp. Ther. 2003, 304, 818-826.
54. Vos, T. J.; Caracoti, A.; Che, J. L.; Dai, M.; Farrer, C. A.; Forsyth, N. E.; Drabic, S. V.; Horlick, R. A.; Lamppu, D.; Yowe, D. L.; Balani, S.; Li, P.; Zeng, H.; Joseph, I. B. J. K.; Rodriguez, L. E.; Maguire, M. P.; Patane, M. A.; Claiborne, C. F. J. Med. Chem. 2004, 47, 1602-1604.
55. Marsilje, T. H.; Roses, J. B.; Calderwood, E. F.; Stroud, S. G.; Forsyth, N. E.; Blackburn, C.; Yowe, D. L.; Miao, W.; Drabic, S. V.; Bohane, M. D.; Daniels, J. S.; Li, P.; Wu, L.; Patane, M. A.; Claiborne, C. F. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2004, 14, 3721-3725.
56. Vos, T. J.; Balani, S.; Blackburn, C.; Chau, R. W.; Danca, M. D.; Drabic, S. V.; Farrer, C. A.; Patane, M. A.; Stroud, S. G.; Yowe, D. L.; Claiborne, C. F. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 2302-2305.
57. Pontillo, J.; Tran, J. A.; Fleck, B. A.; Marinkovic, D.; Arellano, M.; Tucci, F. C.; Lanier, M.; Nelson, J.; Parker, J.; Saunders, J.; Murphy, B.; Foster, A. C.; Chen, C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2004, 14, 5605-5609.
58. Chen, C.; Pontillo, J.; Fleck,. B. A.; Gao, Y.; Wen, J.; Tran, J. A.; Tucci, F. C.; Marinkovic, D.; Foster, A. C.; Saunders, J. J. Med. Chem. 2004, 47, 6821-6830.
59. Tran, J. A.; Pontillo, J.; Arellano, M.; Fleck, B. A.; Tucci, F. C.; Marinkovic, D.; Chen, C.W.; Saunders, J.; Foster, A. C.; Chen, C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 3434-3438.
60. Tucci, F. C.; White, N. S.; Markinson, S.; Joppa, M.; Tran, J. A.; Fleck, B. A.; Madan, A.; Dyck, B. P.; Parker, J.; Pontillo, J.; Arellano, M.; Marinkovic, D.; Jian, W.; Chen, C. W.; Gogas, K. R.; Goodfellow, V. S.; Saunders, J.; Foster, A. C.; Chen, C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 4389-4395.
61. Tran, J. A.; Pontillo, J.; Fleck, B. A.; Marinkovic, D.; Arellano, M.; Tucci, F. C.; Lanier, M.; Saunders, J.; Jing, W.; Chen, C. W.; Foster, A. C.; Chen, C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2006, 16, 3693-3696.
62. Pontillo, J.; Marinkovic, D.; Tran, J. A.; Arellano, M.; Fleck, B. A.; Wen, J.; Tucci, F. C.; Nelson, J.; Saunders, J.; Foster, A. C.; Chen, C. Bioorg. Med. Chem. Lett. 2005, 15, 4615-4618.