蛋白酪氨酸磷酸酯酶1B (PTPIB)是胰岛素和瘦素信号转导通路的负调节因子。小鼠PTP1B基因敲除及反义核苷酸治疗实验表明PTP1B是治疗糖尿病和肥胖症的潜在靶标。因此,小分子PTP1B抑制剂可能成为治疗Ⅱ型糖尿病以及肥胖症的新途径。近年来,运用基于PTP1B酶三维结构的设计方法,已经发现了大量的高效、高选择性的小分子抑制剂,很多化合物对PTP1B的抑制活性已经达到了纳摩尔级。然而,令人遗憾的是,这些化合物本身具有较高的负电荷,在生物体内主要以负离子的形式存在,不利于透过细胞膜,导致生物利用度差；有些抑制剂对不同的PTPase的选择性不好,不利于有效作用于特定的PTPase靶点。这些因素限制了它们被开发成为有治疗价值的药物。寻求有效性、特异性和药学性质之间的平衡,是研究和开发小分子PTP1B抑制剂作为口服抗糖尿病药物所面临的巨大挑战。本论文旨在设计、合成并筛选出高效且细胞膜通透性好的特异性PTP1B抑制剂。主要研究成果如下：(1)利用基于结构设计的方法,以底物酪氨酸磷酸酯为模板：以萘环替代苯环；以羧酸替代底物的磷酸酯部分,模拟其与酶的催化位点结合；同时,引入疏水性基团,使其与催化位点周边的区域通过疏水性作用结合,设计合成出了三个系列萘丙氨酸衍生物及类似物。活性研究表明,这些化合物是一类高效的、竞争性的PTP1B抑制剂,可以与底物共同竞争酶的结合位点；对于其他PTPase具有较好的选择性,比较PTP1B和TCPTP,77a、79h和810分别表现出3倍、6倍和7倍的选择性。同时,这些化合物对CDC25B具有较明显的抑制作用。通过计算机辅助软件Discovery Studio 3.0模拟化合物77a与酶PTP1B的结合,发现抑制剂与酶能较好地结合,而且,疏水性基团2-氟苄基可以延伸至非催化区域,并通过疏水性作用与氨基酸残基Ile219和Met258结合,增强了与酶的结合力。这一点与我们当初的设计思想不谋而合,也与实验数据相互符合。(2)基于文献报道,很多从天然物中分离得到得查尔酮类化合物对PTP1B具有较好的抑制作用,并且发现结构中的酚羟基对活性影响明显。因此,设计合成出了2,4-二羟基查尔酮、2,4,6-三羟基查尔酮和5,7-二羟基黄烷酮类化合物,考察其与PTPlB抑制活性间的构效关系。活性研究结果表明,大多数化合物对PTP1B具有较强的抑制活性,而且作为竞争性抑制剂,与底物共同竞争酶的结合位点；对于其他PTPase具有较好的选择性,其中化合物85d对PTP1B的抑制活性是TCPTP的9倍。另外,通过评价在CHO/hIR细胞上对胰岛素受体磷酸化水平的影响实验,发现5,7-二羟基黄烷酮类化合物87m能增强胰岛素的磷酸化水平,并呈现一定的化合物浓度梯度依赖性。(3)利用基于结构设计的方法,并结合查尔酮类化合物在PTPlB抑制活性方面的优势,以查尔酮为母体,在B环上引入酪氨酸磷酸酯模拟物,设计了两个系列化合物。活性研究表明,这些化合物均对PTP1B具有较强的抑制活性,ICso为0.56-16.3μM。进一步活性研究正在进行中。(4)基于杂环类酪氨酸磷酸酯模拟物在PTP1B抑制剂研发中的重要性,并结合查尔酮类化合物在PTP1B抑制活性方面的优势,以查尔酮为母体,在B环上分别引入2-芳基-5(4H)恶唑酮和N-(4-苯基-噻唑-2-基)芳醛腙结构,设计了两个系列化合物。活性研究表明,这些化合物均对PTP1B具有较强的抑制活性,IC50为1.16-15.31μM。进一步活性研究正在进行中。本文合成了共计八个系列190个目标化合物,目标化合物经1H NMR和MS确证了结构,部分化合物测试了13C NMR。根据生物活性测试结果,对化合物的构效关系进行了分析,总结出了一些规律,为此类化合物进一步的设计和结构优化提供了依据,同时,也为PTP1B抑制剂的研发提供了新的化合物模板。