本论文通过筛选课题组自建的小分子化合物库,获得了靶向DCN1-UBC12蛋白-蛋白相互作用的苗头化合物,并对苗头化合物进行确证、修饰和生物活性评价。同时,基于孕烯醇酮的结构骨架,对其D环进行结构修饰,得到结构新颖的甾体吡啶类化合物,并对该系列化合物进行抗肿瘤活性评价。此外,利用铑催化C-H键活化官能团化策略,成功实现吲哚啉C-7位活化、环化,构建了结构新颖的1,7并环吲哚啉类药小分子化合物库。本文第一部分的研究内容是靶向DCN1-UBC12蛋白-蛋白相互作用抑制剂的设计、合成和生物活性评价。泛素-蛋白酶体系统能够清除细胞内受损或折叠错误的蛋白质,维持细胞内蛋白质稳态。Cullin RINGligases（CRLs）作为泛素-蛋白酶体系统中的重要组分,调控降解的蛋白质约占该系统调控降解总量的20%,并且在正常的生理活动和多种疾病中具有重要作用。CRLs骨架蛋白Cullins的拟素化（Neddylation）修饰是其发挥活性的必要前提,而DCN1-UBC12蛋白-蛋白相互作用又在拟素化修饰中发挥至关重要的作用。MLN4924是拟素化活化酶1（NEDD8-activating enzyme,NAE）特异性抑制剂,能够阻断整个拟素化过程,不可避免的产生较大的细胞毒性,限制了其后续开发。靶向DCN1-UBC12蛋白-蛋白相互作用能够调控CRLs的活性,进而选择性的调控某些蛋白质降解,避免较大的细胞毒性,为人类疾病治疗提供了新策略。通过筛选课题组自建的结构多样性小分子化合物库,我们发现了苗头化合物Ⅱ-1a（IC50=1881 nM,FP assay）,并对其进行结构分析和初步改造,对三氮唑母核的各个取代基进行系统的考察并评价其生物活性,共得到77个具有全新结构的DCN1抑制剂,其中7个化合物分子水平IC50值小于50 nM。构效关系研究表明,P1区域结合的亚口袋具有较大的空间,能够容纳联苯等较大体积官能团;P2区域的巯基对化合物活性至关重要,将其甲基化则失去活性;P3区域以哌啶环作为连接基团,能够显著提高活性。体外稳定性评价表明,化合物Ⅱ-6x在人、大鼠和小鼠的肝微粒体中代谢稳定性中等。选择性实验表明,化合物Ⅱ-6r,Ⅱ-6u和Ⅱ-6x均不能与DCN3蛋白结合,具有较好的选择性。分子对接显示化合物Ⅱ-6u能够与DCN1蛋白表面疏水口袋形成广泛的疏水相互作用,该相互作用维持了其与DCN1蛋白的稳定结合。此外,基于已报道的DCN1抑制剂DI591,通过引入疏水标签等结构,我们设计、合成了 11个靶向DCN1的杂双功能分子,并对其分子水平和细胞水平活性进行评价。活性评价结果表明所设计的杂双功能分子能够与DCN1蛋白结合,遗憾的是未能成功诱导U2OS细胞内DCN1蛋白降解（化合物编号前的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ为该化合物所在的章节编号）。本文第二部分的研究内容是新型甾体吡啶类化合物的设计、合成和抗肿瘤活性评价。作为具有多环骨架结构的天然产物,甾体类化合物在维持机体正常生理活动和疾病治疗方面发挥着十分重要的作用。甾体类药物在临床的大量应用,进一步证明其结构改造获得的改善或者增强的药理作用的临床价值。因此,甾体骨架的结构修饰,尤其是引入杂环结构,一直以来是药物研发的重点方向。在前期工作的基础上,我们设计、合成了一系列甾体吡啶类化合物,并对其进行抗肿瘤活性评价。构效关系研究表明,新构建的吡啶环系中对位为杂环取代的化合物活性强于苯环取代的化合物。活性结果表明化合物Ⅲ-3j对多种肿瘤细胞（PC-3,MGC-803和EC-109）均表现出较强的增殖抑制作用,其中对PC-3细胞的增殖抑制活性最好,IC50值为1.55 μM,略强于阿比特龙（IC50=3.29 μM）。在LNCaP细胞系的增殖抑制活性测试中,化合物Ⅲ-3j的活性（IC50=8.48 μM）略低于阿比特龙（IC50=3.29 μM）。进一步的研究表明,化合物Ⅲ-3j以浓度依赖性的方式抑制PC-3细胞的克隆形成、迁移和侵袭,并且能够上调PC-3细胞中E-Cadherin蛋白和Occludin蛋白的表达水平,而N-Cadherin蛋白和Vimentin蛋白的表达水平相应的被下调。化合物Ⅲ-3j可能通过线粒体相关的凋亡途径诱导PC-3细胞凋亡,表现为Caspase-3、Caspase-9和PARP被激活,而p53的表达水平则几乎没有变化。此外,合成的系列化合物的结构中含有乙氧基和氰基,可用于进一步修饰丰富甾体化合物库。本文第三部分研究内容是1,7并环吲哚啉类药小分子化合物库的构建。鉴于具有以吲哚啉为代表的双杂环母核结构的小分子化合物具有广泛的生物活性,尤其是在蛋白质泛素化、拟素化过程中具有重要调控作用,我们发展了一种通过铑催化吲哚啉C-7位C-H键活化、环化的方法简便高效的合成1,7并环吲哚啉类化合物。底物拓展表明,该方法适用性强,能够耐受大位阻烯炔化合物和多种类型的取代吲哚啉,十分契合构建化合物库的要求。产物衍生化表明,所得化合物能够通过氧化反应得到1,7并环吲哚,其二烯结构可通过Diels-Alder反应得到复杂多环化合物,这些衍生化产物进一步证明了该方法的实用性。本论文三部分研究内容分别从基于靶标的药物发现、基于表型的药物发现以及构建类药小分子化合物库三种不同的药物研发技术开展研究,且均取得了阶段性成果。