香豆素(coumarin)类化合物往往具有抗菌、抗癌、抗凝血等广泛的生物活性[1,2],其类似物又具有容易合成的特点。大量的研究从香豆素骨架结构出发去设计和开发具有抗肿瘤活性的衍生物或类似物[3,4]。目前,该类药物的设计主要通过总结香豆素类化合物对SKOV3、HCT116和HepG2等各种癌细胞的生物活性,得出各类官能团的修饰规律,从而设计出具有潜在抗癌活性的新型药物[3,4]。从高效药物开发的角度,该类方法通常具有一定的盲目性,而且开发周期常,成本高。我们以最新合成的系列4-取代香豆素类抗癌药物为研究对象[3],使用Material Studio 7.0软件中的QSAR模块计算电子、能量、结构、热力学、空间等各类微观结构参数,采用Hierarchical Cluster Analysis聚类方法将其分类为训练集和预测集,再用遗传函数算法(GFA)构建其二维定量结构与活性关系(2D-QSAR),所建模型均通过了显著性检验[5,6],其中R2均大于0.90,R2CV接近0.90,且预测集预测活性与真实活性误差较小,因此具有良好的预测可靠性。计算表明,4-取代香豆素类抗癌药物对HepG2细胞活性的影响主要受到电拓扑状态描述符(S_dCH2)、空间描述符(Shadow area和Jurs-RPCG)和结构描述符(Molecular area)的影响,而且Molecular area对活性贡献占90.91%,Shadow area fraction:YZ plane占9.09%。在此基础上,我们还根据生物电子等排体规则,设计了几种新药,部分药物可能具有潜在的合成价值(Fig.1)。