哺乳动物羧酸酯酶(CES)属于丝氨酸水解酶超家族,可以高效地催化酯类和酰胺类化合物的水解,并生成相应的游离羧酸以及游离醇。作为一种主要分布于小肠的水解酶,CES2参与多种药物(包括前药)、环境毒物以及致癌物的解毒或代谢活化过程。越来越多的证据表明,强效的hCES2A抑制剂可以调节某些重要的hCES2A底物药物(例如抗癌药伊立替康)的药代动力学和毒性。目前临床上常用的hCES2A的抑制剂—盐酸洛哌丁胺(LPA)虽然可以减轻某些药物的不良反应,但由于LPA可以作用于阿片受体,所以常常会伴随着恶心、嗜睡、心律失常以及中枢神经系统中毒等副作用的出现,从而限制了 LPA的临床应用。因此,研究发现强效、高特异性的hCES2A抑制剂具有重要的临床意义。近年来,基于片段的药物设计(FBDD)逐渐发展为一种药物设计的新方法。该方法通过挑选活性较好的小分子片段组合或延伸得到新药物分子,从而获得高活性的候选药物。与传统的高通量筛选(HTS)需要大规模化合物库相比,FBDD利用数千种片段分子即可组合出数百万种药物结构,更容易收集和管理,此外,片段的分子量更小,溶解度相对更高且更易进行结构优化,成药潜力更高。因此FBDD可以作为一种有效的方法来设计发现强效且特异的酶抑制剂。本课题分为以下几个部分:1茚酮-查尔酮杂合体的设计、合成及结构表征在本章在,我们首先通过修饰茚酮-查尔酮杂合体母核上的A环,设计合成了 7个衍生物,通过体外活性筛选试验表明,化合物A7表现出了较强的抑制活性。在此基础上,我们利用A7作为先导化合物,进一步对茚酮-查尔酮杂合体母核上的B环进行了衍生,设计合成了 10个衍生物。该系列化合物合成产率相对较高,且均以高效液相色谱进行了纯度测定,经质谱以及核磁进行了结构表征。2茚酮-查尔酮杂合体对羧酸酯酶2的抑制活性及构效关系研究在本章中,我们测定了茚酮-查尔酮杂合体对hCES2A的抑制活性,通过酶动力学以及分子对接进行了研究,并对系列化合物的构效关系进行了讨论。酶活性抑制实验结果表明,所合成的茚酮-查尔酮杂合体对hCES2A的抑制活性较高,其中,化合物B7表现出了最强的抑制活性,IC50为0.052 μM,且具有良好的特异性,几乎不抑制hCES1A以及丁酰胆碱酯酶(BuChE)。酶动力学结果表明,化合物B7是可逆性抑制剂,抑制类型为混合性抑制,Ki值为0.068μM。活细胞实验结果表明该化合物具有良好的透膜性,IC50为4.45μM。分子对接模拟结果显示,B环上的五元含氮杂环可以与活性空腔内的Leu-349,Phe-153,Ile-350,Val-353等氨基酸形成强烈的作用力;同时,A环上的甲氧基和羟基可以同时与活性空腔内的Met-309形成氢键作用力,从而稳定构象。该数据也进一步证实了讨论得出的构效关系具有一定的参考价值。综上所述,本文基于FBDD的设计策略所合成的系列茚酮-查尔酮杂合体均表现出了较强的hCES2A抑制活性,其中化合物B7为强效且特异的hCES2A抑制剂,且具有良好的透膜性,总结得出的构效关系也为hCES2A抑制剂的开发提供了理论指导。