多金属氧酸盐（Polyoxometalates,简称POMs）是一类多金属氧簇化合物,因其独特的结构和较低的毒副作用,在药物化学领域被广泛应用。其中,多金属氧酸盐与蛋白质间的相互作用以及作为酶模拟物等方面展现出多金属氧酸盐的生物学特性。同样,多金属氧酸盐在药物化学领域中,对多种酶的活性均具有显著的抑制作用,可作为一种酶抑制剂应用于阿尔茨海默症、癌症、精神病、糖尿病等多种疾病的治疗。POMs在糖尿病方面有降糖作用,但是对糖尿病的作用机制还不明确。其中,氧化应激在糖尿病的发病机制中起主要作用,抗氧化剂可以发挥一定的作用。临床证实有效且应用较多的抗氧化剂仅有维生素C、维生素E及D-甘露醇等。Keggin型多金属氧酸盐是经典结构之一,可作为一种抗氧化剂,且其具有较好的生物活性和较低的细胞毒性等优点,故研究Keggin型多金属氧酸盐的抗氧化性能,筛选出具有清除氧自由基和抗氧化功能的有效药物具有重要意义。本文运用细胞外活性氧自由基清除实验、细胞抗氧化实验及分子模拟相结合的技术手段,围绕杂原子、过渡金属取代和钒取代个数三个不同因素影响的Keggin型多金属氧酸盐细胞内外抗氧化能力及对α-葡萄糖苷酶的作用在分子水平进行研究。实验结果及分析总结如下:（1）实验合成并表征了三种杂原子种类不同的Keggin型多酸H3PMo12O40、H4Si Mo12O40、H5Ga Mo12O40,简写为PMo12、Si Mo12、Ga Mo12,通过细胞内外抗氧化活性实验阐述杂原子不同的Keggin型多金属氧酸盐的抗氧化活性与其组成结构之间的规律性。体外实验结果表明,杂原子取代不同的多金属氧酸盐均具有显著清除超氧阴离子自由基、羟基自由基的抗氧化能力。超氧阴离子自由基实验结果证明随着中心原子负电荷（Ga:-3、Si:-4、P:-5）的增加,IC50值显著降低,表明中心原子电荷对超氧阴离子自由基具有显著影响,呈电荷依赖性行为。细胞实验结果表明,PMo12细胞毒性最低,PMo12显著提高了细胞总抗氧化能力,PMo12可以增强细胞内SOD的活力,维持机体超氧阴离子自由基的数目,起到抗氧化的作用,展示出Keggin型多金属氧酸盐(尤其是PMo12)作为抗氧化剂的巨大潜力。（2）实验合成并表征了三种过渡金属取代的磷钼酸盐H9-nPMo11MnO40（Mn=CuⅡ、FeⅢ、MnⅡ）,简写为PMo11Mn,通过细胞内外抗氧化活性实验阐述过渡金属取代不同的Keggin型多金属氧酸盐的抗氧化活性与其组成结构之间的规律性,并采用分子对接模拟配体PMo11Fe、PMo11Cu、PMo11Mn对α-葡萄糖苷酶抑制的分子作用机制。体外实验结果表明,过渡金属取代不同的多金属氧酸盐均具有显著清除DPPH自由基、ABTS自由基、超氧阴离子自由基、羟基自由基的抗氧化能力。超氧阴离子、羟基自由基实验结果表明,过渡金属取代导致自身的氧化-还原特性及阴离子半径发生改变,进而增强了磷钼酸的自由基清除能力。细胞实验结果表明,PMo11Mn细胞毒性最低,PMo11Mn显著提高了细胞总抗氧化能力,PMo11Mn可以增强细胞内SOD的活力,且优于PMo12起到抗氧化的作用。分子模拟结果表明,PMo11Fe、PMo11Cu、PMo11Mn分别在活性区域与氨基酸残基产生6、7、9个氢键。氢键是药物分子和受体生物大分子之间较为普遍的一种键和方式,可以增加药物的活性,这也使PMo11Mn的生物活性优于PMo11Cu和PMo11Fe。（3）实验合成并表征了五种钒取代的Keggin型多酸H3+nPMo12-nVnO40（n=1,2,3,4,5）,简写为PMo12-nVn,通过细胞内外抗氧化活性实验阐述钒取代个数不同的Keggin型多金属氧酸盐的抗氧化活性与其组成结构之间的规律性,并采用分子对接模拟配体PMo11V、PMo10V2、PMo8V4对α-葡萄糖苷酶抑制的分子作用机制。体外实验结果表明,钒取代个数不同的多金属氧酸盐均具有显著清除超氧阴离子自由基、羟基自由基的抗氧化能力。超氧阴离子、羟基自由基实验结果表明,随着钒取代个数的增加,对自由基的清除效果越强,钒取代数量的增加直接影响其氧化性。细胞实验结果表明,PMo9V3细胞毒性最低,PMo9V3显著提高了细胞总抗氧化能力且优于PMo12,PMo9V3可以增强细胞SOD的活力,且优于PMo12起到抗氧化的作用。分子模拟结果表明,PMo11V、PMo10V2、PMo8V4均在活性区域与氨基酸残基产生7个氢键。