近年来,侵袭性真菌感染(IFIs)发病率明显上升。然而,现有治疗IFIs的药物种类少,且耐药现象日益严重,导致IFIs患者死亡率居高不下,严重威胁人类健康。因此,亟需研发新型抗真菌药物,尤其是对耐药真菌有效的药物。随着真菌耐药机制、耐药相关信号通路的阐明,信号通路中多个关键蛋白被认为是潜在的抗真菌靶标,其抑制剂的抗真菌活性已得到验证,为发现新型抗真菌药物奠定了研究基础。本论文基于真菌组蛋白去乙酰化酶(HDAC)和热休克蛋白90(Hsp90),设计、合成了新型CYP51/HDAC双靶点抑制剂、Hsp90抑制剂和Hsp90/HDAC双靶点抑制剂,并通过对目标化合物进行体内外活性评价和作用机制研究,发现一系列全新的抗真菌先导化合物,为研发全新作用机制的抗真菌新药奠定了基础。一、新型CYP51/HDAC双靶点抑制剂的设计、合成及抗真菌活性研究羊毛甾醇14α-去甲基化酶(CYP51)是唑类抗真菌药物的作用靶标。本研究将唑类药物与HDAC抑制剂的关键药效团进行融合,设计合成了29个CYP51/HDAC双靶点抑制剂。体外活性研究显示,大部分目标化合物不仅对敏感真菌表现出良好的抑制活性,而且对唑类药物耐受的真菌也显示出较强的抑制作用。其中,代表化合物B8和C6对多株耐药真菌的MIC80值分别达到2-8μg/m L和0.25-0.5μg/m L。进一步的活性研究显示,化合物B8和C6均能够抑制麦角甾醇的合成,抑制真菌细胞HDAC活性。对化合物作用下耐药基因的表达水平进行测定,结果表明化合物B8和C6能够下调CYP51基因(ERG11)和外排泵基因(CDR1、CDR2、MDR1)的表达。其中,化合物对外排泵基因表达的影响通过罗丹明6G外排实验进行了验证。进一步的机制研究表明,化合物B8和C6能够抑制耐药真菌生物被膜的形成与菌丝态的产生,下调菌丝与被膜相关基因(EFG1、TEC1、CPH1、ALS3)的表达。在IFIs的小鼠模型中,化合物B8和C6经腹腔注射和灌胃给药均能够显著降低小鼠肾脏的荷菌量,且腹腔注射给药能够显著延长感染小鼠的存活时间。二、新型Hsp90抑制剂的设计、合成及抗真菌与抗肿瘤一体化治疗研究恶性肿瘤患者是IFIs的易感人群。由于现有抗真菌药物耐药现象严重,因此发现具有抗耐药真菌和抗肿瘤双重作用的药物对于肿瘤患者治疗和预后具有重要意义。Ganetespib是一种应用于肿瘤治疗的临床在研Hsp90抑制剂。本研究首先证实了Ganetespip具有良好的协同抗耐药真菌活性(FICI=0.023-0.039),适合作为发现抗耐药真菌和抗肿瘤一体化治疗药物的先导化合物。进一步通过烷基引入、烷基替换和生物电子等排的策略对Ganetespib进行结构改造,设计合成了30个新型Hsp90抑制剂。体外活性研究显示,大部分目标化合物对Hsp90α显示出较强的抑制活性、同时具有良好的协同氟康唑抗耐药真菌活性和抗肿瘤活性。其中,代表化合物F3和F5的协同抗耐药真菌活性(FICI分别为0.047-0.063和0.039-0.063)和抗肿瘤活性(IC50分别为0.025-0.15μM和0.021-0.23μM)与Ganetespib相当。进一步的抗耐药真菌作用机制研究表明,化合物F3和F5均能够显著下调耐药基因(ERG11、CDR1、CDR2、MDR1)的表达,减少罗丹明6G外排,抑制耐药真菌生物被膜的形成以及影响被膜相关基因的表达;初步抗肿瘤作用机制研究表明,化合物F3和F5能够阻滞HEL细胞的细胞周期于G0/G1期。三、新型Hsp90/HDAC双靶点抑制剂的设计、合成及抗真菌活性研究为实现对真菌钙离子/钙调蛋白信号通路的双重阻断,本研究通过融合Ganetespib和HDAC抑制剂的关键药效团,设计合成了17个Hsp90/HDAC双靶点抑制剂。通过体外活性评价,初步总结了目标化合物的构效关系。其中,代表化合物J5和J9对Hsp90α和HDAC显示出较强的抑制活性,并具有良好的协同氟康唑抗耐药真菌活性,而且细胞毒性较弱。进一步的抗耐药真菌机制研究表明,化合物J5和J9均能够抑制耐药真菌生物被膜的形成,影响被膜相关基因的表达。此外,化合物J5还能够下调耐药基因ERG11和CDR1的表达。在体内侵袭性耐药白念珠菌感染的小鼠模型,化合物J5和J9与FLC联用具有协同治疗效果,可显著降低IFIs小鼠肾脏荷菌量和减轻肾脏感染特征。