磷酸肌醇类化合物作为信使分子在细胞的信号传导过程中发挥着重要的作用，与很多生理活动息息相关。磷酸肌醇在细胞内行使信号传导功能的机制与磷酸肌醇的产生、代谢及生物转化过程密切相关。其本质是：这些分子发生了各种(磷酸化/去磷酸化，磷脂化/去磷脂化，以及与磷酸肌醇受体相互作用)化学反应，这些反应过程相互转化，错综交替，呈现极为复杂的网络调控系统。大量的基础研究已经使我们对少数磷酸肌醇信号分子在细胞体内的产生和代谢过程有了比较清楚的了解，但很多磷酸肌醇分子的信号传导机制还有待于进一步阐明。通过化学手段获取大量的磷酸肌醇类化合物，研究它们的信号传导功能以及生物活性，不仅有助于理解磷酸肌醇介导的细胞信号传导机制，对寻找新的信使分子、受体激动剂、拮抗剂、酶抑制剂，开发药物先导化合物也具有理论指导意义。　　 本文的工作正是基于通过化学手段探索磷酸肌醇类化合物在细胞信号传导通路中的功能和机制展开的。主要分为以下两大部分工作：　　 第一部分工作：不同位点羟基保护的肌醇化合物的合成。由于我们以合成磷酸肌醇化合物库为最终目标，首先需要合成不同位点羟基保护的肌醇化合物，如果采用孤立的合成路线，工作量将非常巨大。因此在文献的基础上，采用整体思维来设计合成路线，通过尽量少的合成步骤和保护基种类得到尽量多的目标产物。最终共得到肌醇不同位点羟基被保护的化合物62个，其中单羟基化合物6个，双羟基化合物15个，三羟基化合物20个，四羟基化合物15个，五羟基化合物6个，涉及中间体48个，为磷酸肌醇化合物库的建立奠定了基础；　　 第二部分工作：磷酸肌醇类化合物作为药物先导化合物的优化设计。磷酸肌醇类化合物作为药物先导化合物急需解决的两个问题是细胞穿透性和磷酯酶稳定性的问题。对于细胞穿透性的问题，我们希望通过合成磷酸三酯的策略来解决：对于磷酯酶稳定性的问题，我们希望通过合成硫代磷酸酯、膦酸肌醇类化合物来解决。作为初步的研究探索，针对PI3K信号通路和肌醇单磷酯酶，设计合成了含有磷酸三酯结构的磷酸肌醇类化合物和膦酸肌醇类似物，测定了其对于肌醇单磷酯酶、PI3K的抑制活性，及其对肿瘤细胞的生长抑制活性。本部分工作分为以下三方面：　　 1、模拟磷脂酰肌醇，合成了19个磷酸三酯类似物，利用肺癌细胞，检测了其对于肿瘤细胞生长的抑制活性，发现4个化合物具有较好的抑制肺癌细胞生长的活性，通过活性结果可以看出，磷酰化的位置对于生物活性具有很重要的作用，活性较好的化合物均为2位和4位磷酰化的化合物，而对于没有裸露羟基的化合物和具有五个羟基的化合物均没有表现出生物活性，在活性较好的四个化合物中有三个具有一定的刚性结构，这为我们下一步的化学修饰提供了依据。利用荧光偏振法检测了化合物对于PI3K的抑制活性，结果显示对于PI3K的抑制活性很小。通过进一步对其作用靶标的研究及更详细的化学修饰，有可能成为药物先导化合物。　　 2、利用7种简单的磷试剂，对单羟基化合物进行系统的磷酸化及脱保护，并对得到的肌醇单磷酸酯化合物33个，肌醇硫代单磷酸酯7个，进行了肌醇单磷酯酶(IMPase)的抑制活性筛选，结果显示对于该酶的抑制活性很小。利用肺癌细胞，检测了部分化合物对于肿瘤细胞生长的抑制活性，发现4个化合物具有较好的抑制肺癌细胞生长的活性。　　 3、通过反应条件的尝试，合理的路线设计，多步合成得到了4不同位点、不同构型的膦酸肌醇类似物，并对肿瘤细胞生长的抑制活性进行了筛选，发现有2个化合物具有较好的肿瘤细胞生长抑制活性。