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艾滋病是主要由HIV-1引起的危害人类健康的严重传染性疾病。目前,高效抗逆转录病毒疗法(HAART)是治疗艾滋病的最有效方法,然而,HIV-1耐药突变株的出现影响了 HAART的功效。因此,迫切需要开发具有新机制、新结构的靶向HIV-1复制关键环节的抗艾滋病药物。HIV-1逆转录酶(RT)在HIV-1复制过程中发挥着关键作用。RT通过两种不同的酶功能将病毒单链RNA转化成双链DNA,即合成前病毒DNA的DNA聚合酶活性和选择性降解DNA/RNA异源双链中RNA链的RNase H活性。目前批准上市的逆转录酶抑制剂分为两类:核苷(酸)类逆转录酶抑制剂(N(t)RTIs)和非核苷类逆转录酶抑制剂(NNRTIs),它们均靶向于DNA聚合酶活性。尚无RNase H抑制剂上市,鉴于RNase H在病毒复制中的关键作用及其高度保守的活性位点,以RNase H为靶标进行抗艾滋病创新药物研究具有重要的科学意义与广阔的前景。RNase H抑制剂可分为活性位点抑制剂和变构抑制剂,前者研究更为广泛。活性位点抑制剂通过螯合活性位点必需的两个二价金属离子发挥作用,其药效团元素包括二价金属离子螯合基团、疏水性基团及连接链(Linker)。目前该类抑制剂主要存在透膜活性弱、细胞活性差、毒性大等不足。因此,开发新型高效且具有细胞活性的HIV-1 RNase H抑制剂是需要迫切开展的研究工作。天然产物是抗病毒药物发现的重要源泉。多酚类化合物是具有抗氧化、抗肿瘤、抗心血管疾病及抗病毒等重要生理活性的天然产物。多酚结构中的邻位酚羟基可通过螯合金属依赖蛋白的螯合金属离子,从而发挥广泛的抑酶活性。1,3,4,5-Tetragalloylapiitol 是从植物Hylodendron gabuensis发现的一种多酚类HIV-1 RNase H选择性抑制剂,IC50值为0.24 μM,且对人RNase H和大肠杆菌RNaseH抑制作用较弱,但未能表现出细胞水平的抗病毒活性。因此,本文选取1,3,4,5-tetragalloylapiitol为先导,根据HIV-1RNaseH抑制剂的药效团特征,运用结构简化及基于结构的合理药物修饰策略,提取关键药效基团没食子酰基为螯合骨架,以具有类药性的取代哌啶和哌嗪基团作为疏水性基团及连接链(Linker),设计了含有哌啶(嗪)取代基团的多酚类化合物。并通过生物活性评价探讨构效关系,以期望提高活性,并改善化合物的理化性质。本文首先采用变性聚丙烯酰胺凝胶电泳法对目标化合物进行了 HIV-1 RNase H抑制活性测试。结果显示,其中大多数目标化合物表现出显著的RNaseH抑制活性。尤其是哌嗪系列,与哌啶系列相比,HIV-1 RNaseH抑制活性有了大幅度的提高(约10倍),且绝大多数化合物的HIV-1 RNaseH抑制活性均优于阳性对照(β-thujaplicinol),其中14个化合物的IC50值达到亚微摩尔水平,化合物Ⅱ-25活性最高(IC50 = 0.72 ± 0.07 μM),约为β-thujaplicinol(IC50 = 1.98 ± 0.22 μM)的2.8倍。另外,本文还利用ELISA法对部分目标化合物进行了 RT(聚合酶)抑制活性测试。在所测化合物中,仅有4个化合物对HIV-1 RT表现出较弱的抑制活性(<100 μM),表明本文所设计的多酚类RNaseH抑制剂具有较高的选择性。接着,在MT-4细胞系中测定了化合物抑制野生型HIV-1(ⅢB)、HIV-2(ROD)(MTT法)及野生型HIV-1/NL4-3(萤光素酶报告基因法)的活性与细胞毒性,遗憾的是,该类化合物在待测浓度下并未表现出明显的抗病毒活性。值得一提的是,该类化合物细胞毒性较低(系列I:CC50 = 19.9-178.4 μM;Ⅱ-25:CC50>50.8μM),优于对照药奈韦拉平(NVP)和齐多夫定(AZT)。为解释该类化合物细胞活性丧失的原因,本文使用在线软件(Molinspiration Cheminformatics Software)对抑酶活性最好的化合物Ⅰ-5和Ⅱ-25进行了理化性质预测。结果显示,这两个化合物存在极性过大的问题,LogP分别为0.04和-0.48,远低于口服药物的适宜LogP范围(2-3)。可见该类化合物较差的透膜性可能由极性太强所致,进而在细胞活性试验中未能表现出抗病毒作用。另外,本文采用Schrodinger套件的Glide模块进行了分子模拟研究,结果显示本文所设计的多酚类HIV-1 RNaseH抑制剂具有与β-thujaplicinol相似的作用模式,并能与His539、Lys540等氨基酸残基产生额外的相互作用力,因此合理解释了该类化合物活性提高的原因。总之,本文以 1,3,4,5-Tetragalloylapiitol 为先导化合物,根据 HIV-1RNaseH抑制剂的药效团特征,利用结构简化及基于结构的药物设计策略,先后设计合成了两个系列(系列Ⅰ和Ⅱ)共计51个结构新颖的多酚类HIV-1 RNase H抑制剂。生物学评价结果显示,多种化合物具有较高的HIV-1 RNaseH抑制活性,明显优于β-thujaplicinol,可作为先导化合物供进一步研究。