艾滋病是一种严重威胁人类健康和生命安全的传染性疾病。在临床治疗药物中,非竞争性的非核苷类逆转录酶抑制剂(Non-Nucleooside Reverse Transcriptase Inhibitors,NNRTIs)具有高效低毒、能与其它药物协同作用、作用位点明确以及结构多样性等特点,但缺点是极易诱导HIV-1逆转录酶产生耐药性突变,这也使得NNRTIs的临床应用受到了极大的限制。因此,开发具有新型结构、能抗耐药性的新一代NNRTIs类药物是近年来抗HIV药物研究的一个热点。计算机辅助药物设计是通过分析已有药物结构与活性内在关系或通过模拟药物与受体生物大分子的相互作用,而合理设计新型结构先导化合物的药物设计方法。但由于逆转录酶本身的柔性的限制,所以获得高解析率的逆转录酶晶体结构并预测抑制剂结合模型是困难的。随着逆转录酶结构信息数据的增加,越来越多的计算机辅助药物设计方法在设计新型NNRTIs中得到了应用。以新一代非核苷类逆转录酶抑制剂TMC125和CP94707为例,结构研究成为了设计策略的一部分。对突变前后逆转录酶结构,以及抑制剂作用模式的研究,对于新型抗耐药性NNRTIs的设计起着重要作用。目的:本研究从NNRTIs作用靶点的三维结构以及现有小分子药物出发,通过构建药效团模型,以及分子对接,在中药化学数据库(TCMD)中筛选,希望能够建立合理的药效团筛选模型,找到结构新颖,能够有效抑制HIV-1逆转录酶活性并具有抗突变耐药性的先导化合物,并对其抗耐药性以及作用机理进行研究。方法:运用计算机辅助药物设计的方法,(1)首先采用距离比较法(DISCO)在第二代NNRTIs的基础上,构建了三点药效团模型,并对该药效团模型进行了有效性验证;(2)用该模型对中药化学数据库(TCMD)进行了柔性三维搜索,该搜索在分子模拟软件Sybyl中进行,其中又对受体上氢键供体位点进行了定义,最终筛选得到一系列结构符合的化合物;(3)比较野生型与突变型HIV-1逆转录酶结构的差异,从蛋白结构数据库中选出两个为代表,将上步筛选得到的化合物分别于其对接,来模拟化合物与靶标分子的结合作用,对接过程在软件MVD中完成,对接结果用re-rank打分函数进行排序,其中苦参醇的对接结果在两组中都表现较好;(4)用分子动力学方法对苦参醇以及受体的复合物模型进行动力学模拟,以分析其空间和能量项的变化。结果:(1)药效团的构建及数据库筛选根据现有的三个小分子化合物得到一个三点药效团模型,该模型包含两个疏水中心和一个氢键受体中心,两个疏水中心距离为4.81nm,与氢键受体的距离分别为6.63nm、4.86nm。考虑到NNRTIs-BP柔性强的特点,定义各个距离的容忍度为1nm,两个疏水性中心半径为0.85nm,氢键受体半径为0.5nm。根据三点药效团模型,从中药化学数据库(TCMD)中筛选得到476个化合物。(2)分子对接对这476个化合物进行分子对接的结果显示,在排名前十名的化合物中,有多个苦参醇类化合物,其中苦参醇(M4753),苦参新醇N(M4768),甲基苦参新醇C(M5734)均排名较前。其中苦参醇在野生型与突变型中分别排在了第一位和第二位。观察苦参醇与受体结合的复合物构象,发现苦参醇空间结构成常见的蝴蝶状构型,且都能与Lys101上主链原子形成氢键,这与大多数NNRTIs的活性构像相似。在与野生型逆转录酶结合时发生了烃链的翻转,顶端羟基与Glu190生成新的氢键。这一现象同样存在于M5734中,但在M4768结合时并没发生。进一步分子动力学模拟表明,苦参醇在两种逆转录酶中都能稳定地结合,有多个稳定的氢键形成,且氢键的键长在合理的范围之内。结论:苦参醇能够在NNRTIs的结合口袋中稳定结合,并有潜在的抗耐药性突变作用。可以作为结构改造,以及新型NNRTIs研发的起点。苦参醇类烃链顶端羟基的存在对于其抗Tyr181Cys突变起着关键作用。