随着分离纯化技术的发展和活性研究工作的深入,许多植物次生代谢产物被提取并证实具有良好的抗流感病毒效果。药用植物黄芩（Scutellaria baicalensis Georgi）根部提取的5,7,4’-三羟基-8-甲氧基黄酮（MF）对各种亚型,甚至变异的流感病毒唾液酸酶,都显示出了很高的抑制活性,被认为是一种有潜力的抗流感病毒先导化合物。本文运用分子对接、分子动力学和密度泛函等理论方法,系统而深入的研究了唾液酸酶抑制剂在气相、水溶液中的构象变化,抑制剂在唾液酸酶受体中的活性构象以及抑制剂母核和各功能团对其活性的不同影响。在此基础上,以5,7,4’-三羟基-8-甲氧基黄酮（MF）为初始底物,设计了一系列的三羟基甲氧基黄酮衍生物,并运用分子对接和分子动力学方法进行筛选和作用机制的研究,从而挖掘出了抑制效果更佳的、新型的植物源抗流感病毒药物,为深入理解植物源抑制剂与唾液酸酶之间的相互作用机制和新型抗流感病毒药物提供了重要的理论依据。由密度泛函结果可知唾液酸酶抑制剂单独存在时是中性构象形式存在,然而分子对接和分子动力学的结果表明在唾液酸酶受体中兼性构象为活性构象。4-（氮-乙酰氨基）-5-胍基-3-（3-戊氧基）安息香酸（BA）的中性、兼性构象在结构、电荷分布等方面有着显著的差异,这表明它们的生物活性会截然不同。在四个水分子作用下,BA中性构象（nBA4）的结构发生变化,和兼性构象的结构相类似,并且在质子传递过程（nBA4→zBA4）中结构保持相当的稳定。此外,四个水分子可以稳定住兼性构象,把兼性与中性构象的能量差从24.76 kcal·mol-1降为2.54 kcal·mol-1。在水溶液中,兼性构象是优势构象,与唾液酸酶受体中的优势构象一致。质子传递过程nBA4→zBA4可以分为两步进行。第一步能垒较大,因而起决定性作用。但是该步对水溶液环境不敏感,亦即不会被水溶剂所促进。这说明尽管在水溶液中,兼性构象相比中性构象较为稳定,但其形成的质子传递过程较难进行。从而揭示了我们应该设计容易在水溶液中形成兼性构象的抗流感病毒药物,这将有助于提高药物的口服生物利用度。分子对接和分子动力学研究结果表明具有不同母核和功能团的抑制剂与唾液酸酶相互作用时,其结合模式、强度有着明显的差异。对比1A（奥斯米韦羧酸盐）,母核和/或功能团改变导致抑制剂与唾液酸酶的相互作用能和结合氢键数显著下降。然而,这些抑制剂仍占据酶活性腔中相近的位置并且它们的结合模式存在一些共性。通过分子碎片法,我们分析了这些抑制剂的结合差异并分别评估了各个母核和功能团的贡献。结果表明在抑制剂的结合过程中,母核而不是功能团起到了主要作用,抑制剂的结合质量则很大程度上由母核和功能团之间的协同效应所决定。研究涉及的抑制剂中,1A（奥斯米韦羧酸盐）具有最大的协同效应能,且其功能团极好地匹配唾液酸酶活性腔,这与最大的相互作用能、与唾液酸酶活性腔残基形成很多的氢键、实验上最低的IC50值相一致。BA具有比奥斯米韦慢的代谢作用、苯环母核的巨大贡献以及母核和功能团的良好协同效应,因此其是开展唾液酸酶抑制剂优化的理想先导药物。基于上述的研究结果,我们针对5,7,4’-三羟基-8-甲氧基黄酮（MF）的不足设计了一系列衍生物。分子对接结果表明功能团（羧基、胍基/氮-乙酰氨基）的引入并未影响衍生物在唾液酸酶活性腔中的结合位置,衍生物的结构与相互作用能之间存在着一定的联系。将羧基和胍基作为替代基团引入到MF的C7、C5位所得的新化合物（化合物9）具有这些衍生物中最高的相互作用能（-297.49 kcal·mol-1）,远远大于现有先导药物BA和MF的结合能力（-160.64和-83.51 kcal·mol-1）。进一步作用机制分析发现,在唾液酸酶活性腔中,化合物9的羧基和胍基的空间取向与现有药物中这两个基团的空间取向一致。而且化合物9与先导药物MF一样,能与活性腔内保守残基Asp151和Glu227发生较强的相互作用。因此,我们认为化合物9是一种具有应用潜质的新型唾液酸酶植物源抑制剂,这为实验研究和设计抗流感药物提供了思路。