本论文共分为三个章节，根据已知激酶变构抑制剂与其相应靶点的X射线共晶结构，设计并合成了一系列以吡啶联异噁唑及吡啶联4,5-2H-异噁唑为中心结构的潜在激酶变构抑制剂，建了小分子化合物库，对其抗癌活性进行了研究并探索了初步的构效关系。第一章介绍了蛋白激酶及蛋白激酶抑制剂的研究进展，在本课题组前期研究的基础上引出了本论文的研究内容和意义。蛋白激酶负责对底物蛋白进行磷酸化，在细胞内的信号传导过程中发挥重要作用。多种疾病诸如癌症、免疫系统病、某些代谢性疾病和炎症等的形成与蛋白激酶的活性失控密切相关，因此蛋白激酶目前已成为国内外研发新药的热门靶点之一。目前人们已经研究开发了上百种可以作为相关疾病治疗靶点的蛋白激酶，这种针对某一特定靶点的治疗方法与传统方法相比将会大大改善治疗效果。随着人们对蛋白激酶的不断研究，新型的蛋白激酶抑制剂层出不穷。根据其结合激酶位置的不同可分为五大类：Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型抑制剂络合在激酶的ATP结合位点或其附近；Ⅳ型抑制剂络合在远离底物结合位点的区域；Ⅴ型抑制剂是一类双共价抑制剂。到目前为止，已有40多个小分子蛋白激酶抑制剂被批准上市，其中大部分用于治疗癌症。蛋白激酶抑制剂以其高效性、低毒性、选择性强和副作用少等特点得到癌症患者和医疗科研人员的广泛认可。本论文在本课题组前期研究工作的基础之上，设计并合成一系列结构新颖的以吡啶联异噁唑及吡啶联4,5-2H-异噁唑为中心结构的化合物，筛选抗癌活性并总结构效关系。本论文为开发以吡啶联异噁唑及吡啶联4,5-2H-异噁唑为中心结构的具有抗癌活性的先导化合物提供了初步的理论依据，为后续新颖激酶抑制剂的开发奠定了基础。第二章中我们设计并合成了以吡啶联异噁唑为中心结构的化合物并建立了小分子化合物库，对其抗癌活性进行测试并初步总结了构效关系。通过分析已知激酶变构抑制剂与其相应靶点的X射线共晶结构，我们设计了A-B联环中心结构。在本课题组前期研究的基础之上，本论文设计了吡啶联异噁唑母核结构，在其两端进行衍生化，期望其一端伸入到原腺嘌呤结合位点，另一端嵌入到激酶失活构象中活化环DFG片段翻转所空出的疏水孔穴之中。探索实验路线阶段，我们以2-甲基-5-硝基-3-吡啶甲酸甲酯为起始物，经过一系列条件的探索最终以33.1%的总产率经过8步反应得到了以吡啶联异噁唑为中心结构的重要中间体并对其开展衍生化工作。我们首先合成了酰胺衍生化产物，用MTS法在10μM浓度下测试化合物在乳腺癌细胞系MCF-7上的抑制率，结果均在50%以下。我们推测有可能分子没有延伸到激酶原腺嘌呤结合位点。接着我们合成了磺酰胺和脲衍生化产物，活性结果有所好转，部分化合物抑制率在50%以上。最后我们引入了嘧啶片段，并在嘧啶片段的2位引入取代基，所得化合物的抑制率大多都在50%以上，且带有芳香基团的取代基活性最好，其中活性最好的IC50值达到6.2μM。第三章中我们初步研究了以吡啶联4,5-2H-异噁唑为中心结构的化合物的抗癌活性。我们将在第二章中发现的活性最好的化合物作为苗头化合物，依据结构特点将其分成3个部分进行改造：Region1部分深入到DFG片段翻转形成的疏水孔穴中；Region2部分与深入到原腺嘌呤结合区域；Region3部分由吡啶联异噁唑母核改为吡啶联4,5-2H-异噁唑，增加分子的柔性，使分子更好地深入到激酶的相应孔穴中。在对Region2部分研究阶段，我们在第二章探索的合成路线基础之上，将[3+2]环加成一步中所用的亲偶极体Boc保护的丙炔胺改为Boc保护的丙烯胺，合成了以吡啶联4,5-2H-异噁唑为中心结构的重要中间体。我们尝试在嘧啶2位及5位引入取代基，用MTS法测试化合物在MCF-7上的抗癌活性。结果表明所得化合物大多具有一定的生物活性，且活性最好的化合物IC50值达到1.5μM。与第二章相比母核改为吡啶联4,5-2H-异噁唑后化合物的抗癌活性有所提高。嘧啶2位连接带有芳香基团取代基或小分子链状取代基活性较好。嘧啶5位的甲基对活性有显著影响，甲基去掉活性减弱或消失。在对Region1部分研究阶段，为了便于衍生化工作顺利进行，我们对合成路线进行了改进，引入了邻苯二甲酰基保护基，并优化了反应条件。之后我们在Region1部分引入药物分子中5种常见的分子片段，用MTS法在MCF-7上进行抗癌活性测试，结果表明在该区域连接疏水性取代基时活性较好，这与我们最初设计思路一致。最后我们对在第二、三章中得到的7个在MFC-7上IC50值在3μM以下的化合物在另外两种细胞系（肝癌细胞系HepG2和宫颈癌细胞系HeLa）上进行了体外抗癌活性测试，结果表明大部分化合物在这两种细胞系上均有一定的生物活性，且有2个化合物在这两个细胞系上的IC50值均在10μM以下，表明该类化合物具有广谱的抗肿瘤活性，其作用靶点及作用方式正在进一步研究中。