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近年来,随着从细胞、分子水平对肿瘤发病机制的进一步认识,一些在肿瘤产生及发展中发挥重要作用的关键信号通路及膜受体、激酶等生物大分子得以揭示,使得针对这些肿瘤特异性分子靶标设计低毒高效的抗肿瘤药物成为可能。促分裂素原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导通路是细胞内最重要的信号通路之一,BRAF是MAPK通路中的关键成员,大约8%的人类肿瘤被发现伴有V600E突变BRAF (BRAFV600E),从而导致下游MEK-ERK信号通路持续异常激活,对肿瘤的生长、增殖、侵袭和转移至关重要。因此,BRAFV600E是当今抗肿瘤药物研发的热门靶标。本课题针对BRAFV600E设计、筛选新型的特异性抑制剂用作新型抗BRAFV600E突变肿瘤药物,首先引入计算机虚拟对接筛选得到与BRAFV600E激酶ATP结合位点具有良好结合能力的待选化合物6个,然后经由体外BRAFV600E激酶抑制活性筛选得到3个具有3,5-二芳基吡唑啉骨架的先导化合物：水杨酰胺衍生物Hit1、脲衍生物Hit4、烟酰胺衍生物Hit5,它们的IC50BRAFV600E分别为7.22、3.08、6.9μM。接下来根据先导化合物的结构分别展开了结构修饰,结合构效关系研究,并辅以计算机模拟技术进行进一步结构优化,共设计、合成出了141个化合物,其中新化合物135个,并对其抗BRAFV600E突变肿瘤生物活性进行评价。(1)根据Hit1和Hit4所具有核心骨架,将不同的取代基引入到吡唑啉环C-3、C-5和N-1位,并尝试将硫脲结构引入到N-1位,合成了3,5-二芳基吡唑啉水杨酰胺衍生物20个和3,5-二芳基毗唑啉脲类衍生物16个,其中30个化合物为新化合物,并测试了它们的BRAFV600E激酶抑制活性和抑制BRAFV600E突变癌细胞增殖活性。其中化合物S25,具有最强的BRAFV600E抑制活性和抗BRAFV600E突变癌细胞增殖活性(IC50BRAFV600E=0.16μM,GI50WM266.4=0.24μM).生物活性测试结果表明化合物S25确实是通过抑制依赖于突变BRAFV600E过度激活的ERK信号转导途径而达到抑制BRAFV600E突变癌细胞增殖的效果。此外,基于得到的系列具有3,5-二苯基吡唑啉水杨酰胺结构的BRAFV600E抑制剂分子的对接构象和抑制能力,建立了具有良好预测能力的3D-QSAR模型,为此系列抑制剂分子结构的优化提供了指引。(2)基于具有3,5-二苯基吡唑啉烟酰胺衍生物Hit5(IC50BRAFV600E=6.9μM)的结构,对其进行进一步的结构改造,全部目标吡唑啉衍生物均为首次报道的新化合物。为了获取构效关系以指引结构优化,首先对吡唑啉上C-3,C-5位取代苯基尝试引入不同的取代基,而后尝试对烟酰胺结构吡啶环进行结构改造,得到3,5-二苯基吡唑啉烟酰胺衍生物51个,其中BRAFV600E抑制活性最强的化合物为20n(IC50BRAFV600E=O.17μM,GI50WM266.4=O.89μM).接下来,根据已得到系列烟酰胺衍生物的抑制活性数据建立了具有良好预测能力的3D-QSAR模型,并结合虚拟对接模型,同时考虑引入基团的成药性,向二氢吡唑环C-1位引入了符合模型的具有较大体积和较低电子密度的1,4-苯丙二氧六环,合成了30个吡唑啉衍生物,最终得到了此系列3,5-二苯基吡唑啉酰胺衍生物中具有最强抑制活性的化合物C14(IC50BRAFV600E=0.11μM,GI50WM266.4=0.58μM),进一步生物活性测试表明化合物C14具有较强的作用选择性。(3)随着对BRAF抑制剂研究的深入,发现针对ERK信号转导通路中BRAF下游因子MEK开发抑制剂分子成为了治疗ERK信号通路异常过度激活肿痛的可能解决方案。为了探索新型MEK小分子抑制剂,24个N-苯基-N-(4羟基-3-甲氧基苯基)-N’-苯基(硫)脲类(mlu-mllu和mlt-mllt)被设计合成,其抗黑色素瘤细胞增殖和MEK激酶抑制活性测试表明大部分化合物具有较强的抑制活性,其中化合物m6t具有最强的活性,其GI50B16-F10=0.33μM,IC50MEK-1.27μM。进一步生物活性试验结果表明化合物m6t能够特异抑制细胞内MEK激酶活性并诱发细胞凋亡,值得进一步深入研究。