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研究背景:细菌耐药性的出现与发展和有效抗菌药物的缺乏等问题日益严重,迫切需要开发新一代抗菌药物。抗菌肽,又称宿主防御素,是宿主免疫系统的重要成分。与传统抗菌药物相比,抗菌肽作用广泛,除了具有广谱抗菌活性外,还可中和体内毒素,促进机体组织愈合及调节机体免疫力等。得益于其两亲性的拓扑结构,抗菌肽可靶向细菌细胞膜并造成物理性破坏,不易产生耐药性。此外,相对于传统抗菌药物,抗菌肽还具有杀菌速度快等优点。然而,由于其制造成本高、稳定性差和系统毒性大等不足,抗菌肽的应用受到较大的限制。而发现和研究抗菌拟肽,是克服抗菌肽诸多不足的有效对策,也是解决耐药和缺药问题的可靠途径之一。抗菌拟肽仿造抗菌肽两亲性结构,具有类似抗菌肽的作用机理和抗菌效果,在保持抗菌肽显著优势同时克服了其固有的缺点,降低了成本和毒性,提高了稳定性。研究目的:选择具有良好成药性、价廉易得且易改造的母核以设计合成抗菌拟肽并进行生物学评价。以期为发展新一代抗菌药物,控制耐药性的发展提供帮助。方法:（1）基于构建两亲性结构的理念,选择黄酮类（索法酮和甘草查尔酮A）和吲哚类（吲哚-3-醋酸乙酯）母核为原料,通过引入不同疏水碳链和亲水阳离子基团,合成了三个系列的两亲性衍生物。采用核磁共振(~1H NMR和13C NMR)和高分辨质谱（HRMS）对所合衍生物进行结构表征。（2）通过测定所合成衍生物的最低抑菌浓度（MICs）和半数溶血值(HC50),评价其抗菌活性和溶血活性,并筛选出最优化合物。（3）通过杀菌曲线、盐离子稳定性、机理研究(SYTOX GREEN和LIVE/DEAD Bac LightTMBacterial Viability)、耐药性、细胞毒性（CCK-8）和小鼠角膜炎模型进一步评价最优化合物的生物学性质。结果:（1）黄酮类衍生物中,索法酮衍生物单边引入阳离子基团,产生优异抗革兰氏阳性菌活性,但对革兰氏阴性菌活性较差。结合溶血活性筛选出最佳化合物S14,抗革兰氏阳性菌MICs=1.56μg/m L,溶血HC50=276.30±10.90,选择性指数(HC50/MIC)为177。S14浓度为4×MIC和8×MIC时,分别在60 min和30 min内可使得初始菌量减少3 log CFU以上,杀菌率＞99.9%以上,杀菌速度快;在盐离子生理浓度下可维持MIC值不变,盐离子耐受性强;机理研究表明S14靶向细菌细胞膜;不易产生耐药性;对哺乳动物细胞IC50＞25μg/m L;在小鼠角膜炎模型中使得菌量减少4.34 log CFU（p＜0.01）,杀菌率＞99.99%,体内效能优于万古霉素。甘草查尔酮A系列衍生物通过双边引入阳离子基团,抗菌活性和抗菌谱相对索法酮系列衍生物得到大幅提升和拓宽,对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌均具有优异的活性。综合抗菌活性和溶血活性筛选出了最优化合物,分别为广谱抗细菌衍生物L22以及超广谱抗细菌和真菌衍生物L24。化合物L22抗革兰氏阳性菌MICs=0.39μg/m L,抗革兰氏阴性菌MICs=1.56-6.25μg/m L。化合物L24抗革兰氏阳性菌MICs=0.39μg/m L,抗革兰氏阴性菌大肠杆菌MIC=1.56μg/m L,抗真菌MICs=0.20-0.39μg/m L。杀菌曲线结果显示,L22和L24对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌均具有快速杀菌作用,同时,L24在24 h内可完全杀灭真菌,表现出高效抗菌性能。L22和L24在盐离子生理浓度下可维持其抗菌MIC值,稳定性强。机理研究明,L22和L24均靶向菌株细胞膜。L22对革兰氏阳性和革兰氏阴性菌以及L24对细菌和真菌均不易诱导产生耐药性。L22在小鼠角膜炎中表现出优异的抗革兰氏阳性和革兰氏阴性菌体内效能（菌量减少3 log CFU以上,p＜0.0001）,优于传统抗菌药物。（2）吲哚类衍生物通过引入不同疏水碳链和亲水阳离子基团,对革兰氏阳性菌产生优异活性,结合溶血活性,筛选出最优化合物I28。化合物I28抗革兰氏阳性菌MICs=1.56μg/m L,溶血HC50=226.32±2.83,选择性指数为145。化合物I28浓度为4×和8×MIC时,0.5h内可使得菌量减少超过3 log CFU,杀菌率＞99.9%,杀菌速度快;盐离子生理浓度下可维持MIC值不变,稳定性强;机理研究表明I28靶向细菌细胞膜;不易产生耐药性;对哺乳动物细胞毒性低,IC50＞50μg/m L;在小鼠角膜炎模型中使得菌量减少6 log以上（p＜0.01）,体内效能优于万古霉素。结论:综上所述,本论文以黄酮类（索法酮和甘草查尔酮A）和吲哚类（吲哚-3-醋酸乙酯）母核为原料,通过引入不同的疏水碳链和亲水阳离子基团合成了三个系列两亲性衍生物。并将三个系列衍生物用于抗菌的研究,分别筛选出了最优化合物S14、L22、L24和I28并深入研究。结果显示黄酮类衍生物（S14、L22和L24）和吲哚类衍生物（I28）,经修饰改造,均具有优异体外抗菌活性和体内抗菌效能,杀菌速度快,且不易产生耐药性,优于传统抗菌药物,表明S14、L22、L24和I28均具有进一步开发成新一代抗菌药物的潜力。黄酮类衍生物中,相对于索法酮衍生物S14（单边引入阳离子基团）,甘草查尔酮A衍生物L22和L24（双边引入阳离子基团）具有更强以及更广谱的抗菌活性。而相对黄酮类衍生物,吲哚类衍生物I28显著降低了细胞毒性。此外,本论文研究结果也表明索法酮、甘草查尔酮A和吲哚均具有较好的成药性;在一定程度上也证实抗菌拟肽具有广谱抗菌活性（包括抗革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和真菌等活性）、靶向细胞膜、杀菌效率高、不易产生耐性、稳定性强和细胞毒性低等特点,是解决当前耐药性问题的可靠途径之一。