蛋白-蛋白相互作用(protein-protein interaction,简称PPI)是调控生物信号的主要实现方式,对其选择性的干预能够改变细胞的功能及命运。在药物研究中,PPI是区别于酶和受体的新靶点,也是药物研究的新热点。通过计算模拟研究PPI的结构和功能,并设计合成新型的小分子先导物具有重要意义。本文对两种不同的蛋白-蛋白相互作用进行了计算机模拟,研究了影响相互作用的关键氨基酸残基;同时,通过生物电子等排体原理设计合成了一种新型的靶向p62-zz结构域的自噬抑制剂。本文从重要的男性避孕靶点入手,通过同源建模、分子对接和分子动力学模拟等计算机模拟手段,研究了附睾蛋白酶抑制蛋白(EPPIN)与精子凝固蛋白Semenogelin1(SEMG1)之间的相互作用模式。动力学模拟结果表明,EPPIN蛋白中的二硫键对其结构的稳定发挥着重要作用。根据计算得到的结合自由能对EPPIN/SEMG1复合物模型进行评估,发现EPPIN能够通过其C-端的Tyr107、Gly112、Asn116、Gln118和Asn122等关键氨基酸残基与SEMG1的产生相互作用,而其N-端的残基Arg32对它们的结合相互作用也有贡献。此外,我们还发现Arg32、Asn114、Asn116、Phe117和Asn122形成的对接口袋对EPPIN新配体的设计具有重要意义。这一详细的结合相互作用研究可能有助于更好地了解EPPIN的生物学功能,并为男性非激素避孕药的开发提供基础和支撑。其次,选择了报道的首个p62-zz结构域多肽配体:天然防御调节因子-1(Innate Defence Regulator 1,IDR-1),完成了该多肽的模型构建、与p62-zz结构域的对接、p62-zz/IDR-1蛋白复合物的分子动力学模拟以及结合自由能的计算。结果显示IDR-1短肽能以多个氨基酸残基(Leu1,Ala7,Arg11及Lys13)与p62-zz结构域中精氨酸配体附近的关键氨基酸残基(Ile127,Cys128,Asp129及Asp147,Asp149)产生相互作用。此蛋白-蛋白相互作用研究有助于更好地了解p62-zz的结构和生物学功能,能够为p62-zz蛋白抑制剂或p62-zz/IDR-1蛋白相互作用小分子抑制剂的开发提供关键的靶标位点。最后,本文还基于p62-zz结构域的小分子抑制剂XIE1004,通过生物电子等排体原理设计合成了8个5-氨基-2-醚-苯甲酰胺衍生物。通过对系列衍生物调控MCF-7细胞自噬过程进行评价和筛选,发现4d能够显著影响细胞自噬;通过免疫印迹、透射电镜、激光共聚焦等方式,发现该化合物能够通过抑制自噬降解,阻遏细胞中自噬流的正向流动,从而发挥自噬抑制作用;此外,4d可以显著增强长春新碱对耐长春新碱食管癌细胞株Eca109/VCR的增殖抑制敏感性,二者具有协同作用;计算模拟研究表明4d可能与p62-zz结合抑制自噬。该研究表明4d是一种具有开发潜力的新型自噬降解抑制剂,并且可作为增敏剂与常规化疗药物联用协同治疗食管癌,为后续的药物开发奠定了基础。