流感是由流感病毒引起的急性上呼吸道传染病,每年都会造成几十万人的死亡,是人类生命健康的一大威胁。近年来,由于流感病毒的不断变异,人感染高致病性禽流感病毒如H5N1、H7N9等病例的频繁出现造成了极大的社会恐慌,耐药病毒株的出现使目前的抗流感病毒形势更加严峻。神经氨酸酶(NA)是位于流感病毒表面的重要糖蛋白,在病毒感染时可以水解宿主细胞表面的唾液酸与糖蛋白之间糖苷键促使病毒释放,同时可以防止子代病毒富集。NA还可以水解呼吸道黏膜中的唾液酸,促进病毒在呼吸道中的传播,在病毒的复制和感染周期中发挥了重要作用。NA虽然亚型众多,但其活性位点的十几个氨基酸却在所有甲型和乙型流感病毒中高度保守,是NA抑制剂设计的重要理论基础。扎那米韦(zanamivir)和奥司他韦(c seltamivir)上市以来,NA抑制剂成为抗流感病毒的重要措施,先后又有帕拉米韦(peramivir)和拉尼米韦(Laninamivir)在几个国家上市。NA也成为抗流感病毒药物设计的重要靶点,人们设计、合成了多种结构类型的NA抑制剂,还有很多天然产物分子被报道也具有一定的NA抑制活性。近年来,由于NA抑制药物广泛应用于临床,已经有耐药病毒株出现,oseltamivir由于是口服制剂,应用最为广泛,但病毒耐药性也最为严重。Zanamivir 和 peramivir也有耐药病毒株开始出现。因此,开发新型、高效、安全的NA抑制剂仍是目前抗流感病毒领域的研究热点。丙型肝炎是由丙型肝炎病毒(HCV)引起的,可发展为慢性肝炎、肝硬化及肝癌等严重的肝脏疾病。全球已有约1.8亿人感染了HCV,每年会引起几十万人的死亡,是人类健康的又一大威胁。目前尚无疫苗可以有效的预防HCV感染。NS3/4A是HCV的重要功能蛋白,具有丝氨酸蛋白酶活性,可以水解HCV的多聚蛋白前体形成成熟的NS3～NS5B蛋白,在病毒的复制和感染周期中发挥了重要作用。NS3/4A是抗HCV药物设计的重要靶点,从NS3/4A蛋白酶抑制剂博赛匹韦(boceprevir)或特拉匹韦(telaprevir)与干扰素联合利巴韦林的三联治疗在美国被批准应用于临床后,越来越多的NS3/4A蛋白酶抑制剂被相继报道出来,已有多个化合物处于临床研究阶段。由于第一代抑制剂的副作用和耐药性问题,开发安全、有效的新型NS3/4A蛋白酶抑制剂已经迫在眉睫。研究方法：本研究主要包括两个部分的内容：第一部分流感病毒NA抑制剂：我们设计的NA抑制剂共有两类,第一类为查耳酮类非经典NA抑制剂。很多天然产物被报道具有NA抑制活性,我们以课题组前期建立的黄酮类NA抑制剂药效团模型为基础,通过基于配体的药物设计方法,以2,4-二氨基苯酚为基本结构片段进行化合物设计。首先通过酰胺键在C-4位引入芳香基取代的p-丙烯酸侧链,并对苯环上的取代基进行了改造,其次,在C-2位引入烷酰胺及芳香酰胺侧链,设计了系列具有查耳酮类似骨架的非经典NA抑制剂。第二类为苯乙酸类NA抑制剂。流感病毒NA的晶体结构及其活性位点的主要氨基酸构成已经被阐明,我们在此基础上通过基于结构的药物设计方法设计、合成了系列苯乙酸类NA抑制剂。苯环的刚性结构被认为是限制其活性的主要因素,因此我们选用苯乙酸骨架增加骨架柔性,采用与活性较好的苯甲酸类抑制剂相似的侧链结构及位置,以2-(3,4-二氨基苯基)乙酸为结构片段合成了B系列化合物,并将其C-3位氨基烷基化引入疏水侧链,以期可以结合增加抑制剂的选择性。第二部分HCV NS3/4A蛋白酶抑制剂：我们以HCV NS3/4A蛋白酶为靶点,通过文献调研确定采用类似于NS3/4A蛋白酶内切割产物的直链多肽为骨架,以酰基磺酰胺基为基本药效基团,对P2位置采用了与其他抑制剂不同的S构型三氮唑及酰胺键为连接基团,其他位置采用不同的氨基酸侧链,设计、合成了系列NS3/4A蛋白酶抑制剂。研究结果：本论文以文献报道的活性筛选方法对两个系列的流感病毒NA抑制剂和一个系列的HCV NS3/4A蛋白酶抑制剂进行了活性筛选。第一部分流感病毒NA抑制剂活性测试结果显示,我们合成的化合物均有一定的NA抑制活性。查耳酮类似物系列NA抑制剂虽然化合物的整体活性较差,但是活性最好的两个化合物(A5)和(A13)仍然可以作为先导化合物进行改造,对此类抑制剂的开发具有指导意义。苯乙酸类NA抑制剂的活性测试结果显示该系列化合物的活性比上个系列整体上有明显提高,活性最好的是化合物(B9)。该系列氨基烷基化的几个化合物均表现出了一定的NA亚型选择性,(B9)的选择性最好,对H5N1的活性比H9N2高10倍以上。第二部分HCV NS3/4A蛋白酶抑制剂的活性结果显示,该系列化合物的NS3/4A蛋白酶抑制活性较好,活性最好的是化合物(C1)和(E3)。另外,我们利用SYBYLX-2.0软件对合成的化合物进行了构效关系研究,探讨了三个系列化合物与各自酶活性区域的作用模式。研究结论与意义：本研究开展了以流感病毒神经氨酸酶和丙型肝炎病毒NS3/4 A蛋白酶为靶点的化合物设计、合成和初步活性研究。查耳酮类的流感病毒NA抑制剂虽然整体活性不强,但对其构效关系进行了研究讨论,对今后此类NA抑制剂的发展有重要的指导意义。苯乙酸类NA抑制剂骨架新颖,活性较强,且对不同的NA亚型具有一定的选择性,给苯环类NA抑制剂的开发提供了新的思路,值得进一步研究开发。鉴于目前严峻的抗流感病毒形势,我们的研究具有重要的现实意义。本论文中合成的NS3/4A蛋白酶抑制活性较好,虽然没有优于活性对照,但对于手性中心的构效关系讨论为此类抑制剂的后续开发提供了新的方向。