艾滋病（acquiredimmunodeficiencysyndrome，AIDS）是由人类免疫缺陷病毒（humanimmunodeficiencyvirus，HIV）感染导致人体防御机能缺陷，而易于发生机会性感染和肿瘤的临床综合征。HIV是引起AIDS蔓延的病原体，属于逆转录病毒科、慢病毒属中的灵长类免疫缺陷病毒亚属。自从1981年AIDS首次被发现以来，各国人们花费了大量的时间及金钱攻克AIDS，在AIDS的病因、治疗及预防方面取得了很大的进步。但是，迄今为止，尚未研发出可以彻底治愈AIDS的药物。HIV分为HIV-1和HIV-2，其中HIV-1是引起全球性AIDS的病原体。HIV-1的生命周期离不开三种酶：逆转录酶、蛋白酶和整合酶，抑制其中任何一种即可阻断HIV-1的复制周期。由于在人体细胞中不存在整合酶及其类似物，该酶被广泛认为是一个很有潜力作用的靶点。HIV-1整合酶是催化前病毒DNA整合进入宿主细胞基因组的过程，该过程是病毒复制周期中必不可少的步骤，所以抑制HIV-1整合酶活性是治疗AIDS的合理策略。目前已开发了大量HIV-1整合酶抑制剂，其中一个已经应用于临床（Raltegravir,MK-0518,Isentress），另外一些已进入临床研究阶段。从化学结构看，绝大多数已报道的HIV-1整合酶抑制剂属于二酮酸类或其生物电子等排体。整合酶抑制剂已经成为新一类治疗艾滋病的药物。本论文以整合酶抑制剂为研究对象，使用三维定量构效关系（3D-QSAR）方法研究整合酶抑制剂的结构和功能关系，主要分为以下两个部分：(1)苯乙烯基喹啉类整合酶抑制剂的三维定量构效关系选取文献中的77化合物数据，然后将化合物划分为训练集与测试集，运用比较分子场分析方法（CoMFA）、比较相似因子分析方法（CoMSIA）及易位体比较分子场分析方法（TopomerCoMFA）方法构建模型。首先，收集数据及划分训练集与测试集。之后，分别使用CoMFA，CoMSIA和TopomerCoMFA三种方法构建预测模型。三个模型的统计学结果表明：CoMFA模型的数值最佳：交叉相关系数q~2为0.758，非交叉验证相关系数r~2为0.988；CoMSIA模型q~2=0.701且r~2=0.986；TopomerCoMFA模型的q~2，r~2参数分别为0.661和0.966。从三个QSAR模型的参数和等值线图的分析可以相互解释和验证彼此的有效性。作为一个富有启发性的工具，3D-QSAR可以帮助我们了解影响小分子亲和力的关键理化特性。这些结果可以为设计新型高活性的HIV-1整合酶抑制剂的提供线索和参考。本工作建立的模型可用来指导新药的筛选，期望最终能设计出高效的治疗艾滋病的新药。(2)二酮酸类整合酶抑制剂定量构效关系分析本章选择189个二酮酸类抑制剂用定量构效关系的方法来分析其结构与抑制活性关系，建立一个基于分子描述符的QSAR模型。为了建立QSAR模型，选择默沙东公司发表论文中的二酮酸类抑制剂数据，化合物被分成多个训练集、测试集及一个外部验证集。用随机森林方法来建立QSAR模型，并用外部验证集进行验证。经测试，外部验证集中高灵敏性和高特异性的模型被保留下来。外部验证集所得r~2为0.606，大于临界条件0.6，由此可证明所得模型是有效的预测模型。本论文采用基于配体的计算机辅助药物设计方法，以HIV-1整合酶为研究对象，获取用于药物设计的细节信息，并对已有整合酶抑制剂进行分析以筛选对抑制HIV-1更有效的结构。本工作有助于进一步开发阻止HIV-1整合过程的抑制剂。