目的:多胺主要包括腐胺、亚精胺和精胺,普遍存在于细胞和生物体中。多胺代谢异常与癌症的发生和发展密切相关,癌细胞的生长非常依赖于细胞内的多胺水平。鸟氨酸脱羧酶(Ornithine decarboxylase,ODC)是多胺生物合成途径中的关键酶,抑制ODC活性可以降低多胺水平,因此ODC是抗肿瘤药物的潜在靶点。D24是本课题组前期从小分子库中筛选获得的针对抑制ODC的小分子化合物。前期研究结果显示,D24小分子有望成为一种新型的ODC抑制剂,但其作用机制尚不清楚。因此,本课题将揭示D24的作用机制,并对D24的关键位点进行改造,寻找D24发挥抑制作用的最优结构并进一步探索其作用机制。方法:(1)免疫组化和蛋白质免疫印迹等方法检测D24对人非小细胞肺癌裸鼠皮下移植瘤组织和A549细胞中多胺途径相关蛋白的作用;(2)流式细胞术和激光共聚焦显微镜等方法检测D24对A549细胞摄取外源多胺的影响;(3)ODC-D24共结晶和ODC蛋白质结晶的培养;(4)以D24小分子为母核结构,通过计算机模拟、分子间能量计算、分子相互作用力的预测等方法对其关键位点进行改造,设计并合成D24的衍生物;(5)高效液相色谱法检测D24及其衍生物对ODC活性的影响;(6)紫外线和蓝光照射等方法检测D24及其衍生物的顺反异构化。结果:(1)D24小分子显著降低人非小细胞肺癌裸鼠皮下移植瘤组织和A549细胞内的ODC蛋白水平;(2)D24小分子明显促进A549细胞摄取亚精胺;(3)已培养出ODC-D24的共结晶;(4)设计并合成了D24S、D24-V1和D24-V2等3种D24小分子的衍生物;(5)D24小分子显著抑制ODC的酶活性;(6)D24小分子可发生顺反可逆异构化。结论:D24明显抑制ODC的酶活性并显著降低ODC的蛋白水平,通过阻断多胺生物合成途径降低A549细胞内的多胺水平。本课题对D24与ODC的结合方式及结合位点进行了探索,同时对D24的化学结构进行了优化,为后续的研究指明了方向。在构效关系研究中,我们发现D24可发生顺反可逆异构化。通过本课题的研究,我们更加确信D24就是一种新型的ODC抑制剂。