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结核病(TB)是由结核分枝杆菌(MTB)引起的一种传染性疾病,为全球第二大感染类疾病。随着多重耐药性结核(MDRTB)的不断增多,发现抗结核药物新靶点、开发新型抗结核病药物是一项迫在眉睫的任务。莽草酸脱氢酶(shikimate dehydrogenase,SD)是分支酸终产物生物合成的必需蛋白,对许多致病微生物(包括结核分枝杆菌)的生存和毒力至关重要,而哺乳动物体内并不存在莽草酸途径。因此,SD成为一个有潜力的药物作用靶点,特别是对新一代抗结核药物的发现和研究。国家新药(微生物)筛选中心应用高通量结核杆菌莽草酸脱氢酶(MtSD)抑制剂筛选模型,从80,000多个不同来源的化合物中筛选得到一个MtSD抑制剂3,6二取代的均三唑并噻二唑IMB-CC223;通过对IMB-CC223的抗结核活性评价,确认该化合物具有明确的抗结核杆菌活性(MIC-H37Rv=8.0μg/mL;MIC-MDRTB=8.0 μg/mL;MIC-RDRTB=8.0μg/mL;MtSD-IC50=23.00μg/mL；RDRTB:利福平耐药的结核杆菌)。本课题利用基团替换、骨架跃迁、生物电子等排原理等药物合成策略,对先导化合物的结构进行了改造,通过改变分子结构中苯环上取代基的电性、空间位阻、亲脂性或亲水性,用吡啶环取代苯环,以及用均三唑并噻二嗪取代均三唑并噻二唑等,设计合成了两个系列衍生物,共125个化合物(其中76个化合物未见文献报道),其中目标化合物101个。经体外抗菌活性实验和MtSD抑制实验,考察了衍生物的抑菌和代表性化合物的抑酶活性变化,进行了初步构效关系研究。抑菌活性实验结果表明：部分衍生物显示出较好的抑菌活性,其中均三唑并噻二唑系列17个衍生物的抗H37Rv活性是先导化合物2～32倍,抗MDRTB活性是利福平2～8倍,抗RDRTB活性是利福平2～32,其中6b-5、6d-3和6d-4抗RDRTB活性是异烟肼2倍,1个衍生物与先导化合物活性相当;在3-苯环对位上上引入吸电子氟、氯、溴等卤素基团时,活性显著提高,当引入供电子甲氧基或者3-苯环无取代基时,活性明显下降,吡啶环取代苯环也使活性下降;在6-苯环对位引入氟、氯、溴、硝基和甲氧基均有利于活性。均三唑并噻二嗪系列6个衍生物的抗H37Rv活性是先导化合物2～32倍,抗MDRTB活性是利福平4～8倍,抗RDRTB活性是利福平4～64,其中7d-3抗RDRTB活性是异烟肼4倍,4个衍生物与先导化合物活性相当；在3-苯环对位上引入吸电子溴基团时,活性显著提高,当引入供电子甲氧基时,活性明显下降；在6-苯环对位引入氟基团不利于活性。体外MtSD抑制实验结果表明活性较好的6c-4、6c-8、6d-4和7f-3对MtSD显示出较强抑制作用(6c-4,MtSD-IC50=6.82μg/mL；6c-8,MtSD-IC50=9.37μg/mL；6d-4,MtSD-IC50=14.42μg/mL；7f-3,MtSD-IC50=11.68μg/mL)。采用MTT法对有潜力的衍生物进行Vero和HepG2细胞毒性实验,除了6c-8、6d-9和7f-3外,其余衍生物没有明显的细胞毒性作用。6c-4,6d-4作为两个苗头化合物,有进一步研究价值。本课题设计合成的MtSD抑制剂,具有与现有抗结核药物结构类型不同的新颖结构和全新的作用靶点,预示同现有临床用药没有交叉耐药性,有较好的进一步研究与开发价值。目前帕金森(PD)的治疗方法仅限于对症支持治疗,而未能从根本上阻止病变的进展。左旋多巴和其他治疗帕金森的药物只能缓解或控制疾病的症状,但对于渐进性的神经细胞死亡没有疗效,当大量神经元缺失后,这些药物就不再发挥作用。因此,发现能够延缓、阻止甚至逆转神经元变性的神经元保护药物将是未来治疗神经退行性疾病的必然趋势。3-羟基吗啡喃(3-HM)具有非常好的神经保护作用,且不产生神经毒性。但目前,3-HM存在口服生物利用度低的缺点,其口服生物利用度仅有18%,所以3-HM仅在腹膜或静脉给药时才有效。利用含有NH的环脲杂环作为生物电子等排体,将先导物可能作为氢键给体的酚羟基进行等效置换,在保留其药理活性的前提下,改善此类结构的药代动力学性质,并提高其口服生物利用度。基于此设计经过九步反应共合成了7个化合物(其中新化合物6个),其中目标化合物2个。其中咪唑酮-吗啡喃在LPS激活的BV2小胶质细胞释放炎症因子抑制模型实验中与先导物3-HM活性相当,同时与3-HM一样没有表现出细胞毒性。相关的体内动物试验(小鼠PD模型)已在开展中。本领域可临床应用的药物尚属空白,因此本研究具有具有重大的临床研究意义和应用前景。