一、荜拔酰胺衍生物的设计、合成及抗肿瘤作用机制研究荜拔酰胺是提取自天然植物体荜拔中的生物碱,具有多种药理活性。其最大特点是对多种肿瘤细胞具有良好的细胞毒性,而对正常细胞则无影响,并且可以提高某些化学治疗药的抗肿瘤疗效。近年来,化学生物学方法在寻找新化合物的作用靶标中应用越来越广泛。活性导向的小分子探针(Activity-based probes,ABPs)技术则是近些年发展起来的研究蛋白质功能的新技术,多功能小分子探针能在复杂的生物样品中特异性地标记处于作用状态下的靶标蛋白,使得对这些活性蛋白的分离、鉴定、分布、功能等研究成为可能。本论文第一部分根据本课题组扩环得到的活性优良荜拔酰胺衍生物PL-51,设计合成了一类七元内酰胺环荜拔酰胺衍生物30个,体外抗肿瘤活性测试显示大部分衍生物都基本保持了与PL-51和荜拔酰胺相当的活性,特别是化合物P15和P18对六种肿瘤细胞株都表现出了优于荜拔酰胺的活性,IC50值达到纳摩尔级别,构效关系研究表明苯环上单取代的化合物活性优于双取代和三取代化合物,小基团取代优于大基团取代。本课题组前期得到一个体外抗肿瘤活性优良的荜拔酰胺衍生物PL-23,进行作用机制验证发现,它并不像荜拔酰胺通过提高肿瘤细胞内活性氧水平发挥作用,常见的相关激酶也不是其作用靶标。因此利用小分子探针技术对荜拔酰胺衍生物PL-23进行作用靶标的寻找,设计合成了活性探针ZM76和两个非活性探针ZM77、ZM78,明确了蛋白分子量为40 kDa处为靶蛋白条带,通过初步的质谱分析,得到了两个得分最高的潜在靶标蛋白Annexin A1和Annexin A2。二、Keap1-Nrf2小分子抑制剂优化设计Keap1-Nrf2-ARE信号通路在抗肿瘤、抗炎等氧化应激相关疾病发挥重要作用,Nrf2是细胞内重要的转录激动剂,受Keap1的负反馈调控,氧化应激环境下,Nrf2解离入核,与抗氧化应答因子ARE结合,诱导一系列保护蛋白表达,而高活性的Keap1-Nrf2蛋白相互作用小分子抑制剂目前报道较少,尚处于研究初期阶段。本论文第二部分采用基于片段的药物设计,对本课题组前期发现的Keap1-Nrf2小分子抑制剂S47进行合理优化设计,合成化合物17个,其中6个化合物蛋白结合活性优于或与S47相当,特别是化合物AS01活性达到1.138μM,与S47相比高出6倍,构效关系表明乙酸取代活性优于丙酸取代。