炎症Caspase（Cystine proteases with aspartic acid substrate specificity）是Caspases家族中一类与炎症反应重要相关的蛋白酶，其主要功能是产生成熟的促炎症细胞因子IL-1β和IL-18。成熟的IL-1β和IL-18具有广泛的生物活性，并与多种疾病有关，如各种病毒、细菌、真菌等微生物的感染、外伤、心肌梗塞、肝炎、胰腺炎、关节炎、神经炎症和神经退行性疾病。炎症Caspase包括Caspase-1、-4、-5、-11、-12。其中最具代表性的是Caspase-1，是切割IL-1β和IL-18的高效特异的蛋白酶。体外和体内实验结果表明抑制炎症Caspase，尤其是Caspase-1的活性，能缓解炎症过度引起的各种疾病，如关节炎，牛皮癣、神经损伤等。因此，Caspase-1成为治疗炎症过度性疾病的重要靶点，寻找Caspase-1高效高选择性的抑制剂为治疗这类疾病提供了新的途径。本论文的目的在于表达和纯化Caspase-1重组蛋白，研究其酶学性质，并在此基础上建立Caspase-1抑制剂分子水平的高通量筛选模型，并通过对国家化合物样品库的筛选，寻找高亲和力的Caspase-1抑制剂，通过对其性质进行研究，为进一步的化合物结构改造以及细胞和动物水平的药理学、药效学研究打下基础。 本文的研究内容包括用RT-PCR方法克隆Caspase-1全长基因，并根据文献报道将Caspase-1的第381位氨基酸突变使重组蛋白更稳定。将Caspase-1的催化区域克隆到表达载体pET21b上，并在重组蛋白的N端加上（His）₆标签。将重组质粒转化大肠杆菌BL21-CodonPlus（DE3）后经IPTG诱导表达。通过Ni²⁺亲和层析柱纯化，获得较纯净的活性形式Caspase-1重组蛋白。通过对Caspase-1的一系列酶学特性，包括DTT的影响、pH依赖性、动力学分析及阳性抑制剂抑制作用分析，优化Caspase-1的活性检测方法，建立了Caspase-1抑制剂高通量筛选的标准化操作流程。通过对国家化合物样品库中的47360个样品进行筛选，得到了16个IC₅₀低于10μM抑制活性较好的化合物。其中一活性化合物MXQ-1的IC₅₀为163nM，为新型的Caspase-1抑制剂。通过分子水平酶动力学方法对其进行抑制性质研究，发现该化合物为可逆的、慢结合型广谱Caspase抑制剂，其与Caspase-1之间的相互作用模式为简单型相互作用，并不发生酶的异构化过程。这一新型Caspase-1抑制剂的发现和相关抑制性质的研究为其进一步结构优化和药理学、药效学研究打下坚实的基础。