金黄色葡萄球菌是一种引起人类和动物感染的主要病原体,目前主要治疗方法是抗生素治疗。但随着抗生素的广泛使用,出现了针对各种抗生素的耐药菌,导致临床治疗陷入困境。耐药菌的出现是抗生素压力的选择导致细菌不断进化的结果,为此,人们期待针对细菌感染机制寻求新的药物实体,以避免因压力产生耐药的问题。细菌表面的毒力因子可促进细菌生物膜的形成,帮助细菌逃避抗生素的杀伤力,从而帮助细菌入侵宿主,是细菌感染和耐药的主要因素。靶向细菌关键毒性因子的治疗策略不仅可以阻断细菌对宿主的感染,还避免因压力导致细菌耐药的发生,相比于抗生素具有更大的优势。研究表明这些毒力因子是在细菌分选酶Sortase A的作用下锚定到细菌细胞壁的,Sortase A可高效识别细菌中相对保守的LPXTG五肽结构序列,催化含有LPXTG五肽结构的毒力因子在细菌表面的锚定和促进细菌与宿主表面蛋白稳定的连接,实现细菌感染的过程。理论上如果敲除Sortase A基因或抑制Sortase A酶的活性,就可以有效阻止细菌对宿主的感染。因此,Sortase A成为新型抗感染药物研发的新靶标。本课题在深入研究Sortase A结构、底物LPXTG五肽结构、总结前期课题组获得的苯并噁唑衍生物和苯并呋喃衍生物的构效关系基础上,进一步设计和优化,以3-异丙酰苯并呋喃结构模拟亮氨酸和脯氨酸残基组成的L-shape构型,以烯氰为迈克尔受体与Sortase A活性口袋中半胱氨酸巯基结合,从而抑制Sortase A活性,设计了新型苯并呋喃烯氰类衍生物。为了获取目标化合物,我们以水杨醛为原料,经Wittig反应、碘催化关环得2位芳基取代的苯并呋喃中间体,再经Vilsmeier甲酰化、氧化、酯化、溴代、水解和酰胺化得到2-酰基-3-苄醇基-苯并呋喃中间体、再对醇羟基进行氯代、氰基取代获得2-酰基-3-苯乙氰基-苯并呋喃中间体、最终和不同取代芳香醛缩合获得36个目标分子化合物。通过荧光法对目标化合物的Sortase A抑制活性进行了评价。结果显示,大部分化合物对Sortase A表现出优异的抑制活性,其半数抑制率IC₅₀=3μM-100μM,其中Ⅻ-1、Ⅻ-6、Ⅻ-11、Ⅻ-13、Ⅻ-14、Ⅻ-18、Ⅻ-28等化合物对Sortase AIC₅₀均达到10μM以下。构效关系分析表明:苯并呋喃苯环上连接氯基或者甲氧基均会降低化合物活性,主要原因是空间位阻影响苯丙呋喃环与His120和Trp194的吲哚环形成π-π共轭。烯氰结构对化合物活性的提升具有重要作用,烯氰结构可以作为迈克尔受体有效与酶中的氨基酸残基Cys184的巯基结合,有效抑制酶的活性,若将烯氰的双键还原成饱和键,则化合物的活性明显下降。取代苯烯氰结构上各种取代基对活性有较大影响,其中4-位为氯取代或苄氧基取代的化合物活性较好。这些构效关系的研究为后续进一步设计更好的Sortase A抑制剂奠定了理论基础。