随着肿瘤发生发展机制研究的深入,针对肿瘤细胞高度激活的信号传导通路的新型抗肿瘤药物成为当前相关领域的研究热点。磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol3-kinase, PI3K)/Akt (protein kinase B, PKB)信号传导通路在调节细胞存活、生长、增殖、分化和凋亡中起着关键作用,其持续的激活被认为是肿瘤细胞生长与存活的决定性因素。丝氨酸／苏氨酸(Ser/Thr, serine/threonine)蛋白激酶Akt是PI3K/Akt通路的关键激酶,PI3K/Akt信号通路激活后通过Akt发挥其调节细胞生理过程的作用。Akt在众多的肿瘤细胞,如卵巢癌、乳腺癌、胰腺癌及白血病细胞等高表达,通过磷酸化一系列的底物来调节肿瘤细胞内许多重要的生理过程,包括新陈代谢、细胞存活、生长、增殖和血管增生等,促进肿瘤细胞增殖,抵抗肿瘤细胞凋亡,对肿瘤的发生、发展以及转移,维持肿瘤细胞的生存具有促进作用。随着对Akt以及PI3K/Akt信号通路的研究不断的深入,Akt抑制剂的研究已经成为抗肿瘤药物的热点。随着抗Akt药物成为抗肿瘤药物研究领域的一个热点,众多以Akt为靶点的抗肿瘤药物已进入临床试验。目前,靶向Akt的药物研究根据作用机制可分为ATP竞争性抑制剂、变构抑制剂、假底物抑制剂、磷脂酰肌醇类似物抑制剂及其它机理未知的抑制剂。变构抑制剂MK-2206己进入Ⅱ期临床研究；；机理未知的AKT抑制剂是对Akt有抑制作用,但其抗肿瘤作用机制尚未阐明是通过抑制AKT发挥作用的一类抑制剂,API-2即属于此类抑制剂,目前正处于临床研究阶段。ATP竞争性抑制剂研究较深入,此类抑制剂作用于ATP结合位点,与ATP竞争性的结合Akt,作用机制明确,先后已有多个化合物进入临床研究阶段。本文以Akt为靶点,基于Akt的三维晶体结构以及Akt抑制剂与Akt的作用模式,以取代吲哚为先导物,进行结构改造,设计合成了三个系列的多取代吲哚类化合物(分别为,第一系列：C-7位苯取代系列化合物,第二系列：C-7位甲氧基和卤素取代化合物,第三系列：噁二唑系列化合物),并测定了这些化合物对Akt1的抑制活性以及对人前列腺癌细胞株PC-3的生长抑制活性。我们以5-取代水杨醛为起始原料,经苄基保护反应、与叠氮乙酸甲酯羟醛缩合反应、高温环合反应、氢化还原反应、suzuki反应、成醚反应和Boc保护剂脱除反应得到第一系列的化合物；手性中间体以氨基酸为起始原料,经成酯反应、Boc保护、四氢铝锂还原酯基得到2-叔丁氧碳酰胺基-3-取代丙醇类化合物；第二系列化合物以4-苄氧基-7-卤代-1H-吲哚-2-羧基甲酯为起始原料,经水解反应、碘化亚铜催化的甲氧基取代反应、甲基化反应、三氯化铝脱苄基反应、与2-叔丁氧碳酰胺基-3-取代丙醇类化合物的Mitsunobu反应和Boc保护剂脱除反应得到；第三系列化合物以1-甲基-4-苄氧基-7-甲氧基-1H-吲哚-2-羧基甲酯为起始原料,经微波催化的噁二唑合成、三氯化铝脱苄基反应、Mitsunobu反应和Boc保护剂脱除反应制备。本文共设计合成了40个目标化合物,并对所有化合物通过核磁共振氢谱、高分辨质谱等方法进行了结构确证。经查阅文献证实,所合成的目标化合物均为新化合物,未见文献报道。第一系列合成了10个C-7位苯取代的化合物,体外抑酶实验显示部分化合物对Akt具有一定的抑制活性,化合物10c显示了良好的抑酶活性,与先导化合物相当,比阳性对照GSK690693略低。分析此类化合物的结构发现：N-1位甲基引入有利于抑酶活性的提高；C-2位甲酯,C-4位2-氨基乙氧基对酶活和细胞活性都有促进作用；C-7位引入大体积的基团对活性影响不好。据此,我们在化合物10c的基础上,在2-氨基乙氧基上引入疏水性基团,C-7位苯基替换为小体积的甲氧基和卤素,得到了23个第二系列的化合物。体外抑酶实验表明本系列化合物相比于第一系列化合物,活性明显提高。化合物29b、29f、33ac、33bc和33bf对Akt1的抑制活性较高,在10nM的抑制率分别为72.5%、70.3%、73.0%、73.5%和76.9%,超过阳性对照药GSK690693。通过对接研究发现,第二系列化合物与ATP结合位点的作用优于第一系列的化合物,引入的C-7小体积基团能够进入背部口袋,2-氨基乙氧基上引入是疏水性基团能够与G-loop结合产生疏水性作用。第三系列化合物是在C-7位甲氧基取代化合物的基础上,利用生物电子等排的原理将甲酯等排为甲基噁二唑环得到,化合物37b表现出最高的Aktl抑制活性,抑制率为78.6%。我们利用sybyl软件研究37b与Akt的作用模式发现,噁二唑的引入使化合物的结合构象发生了变化,嗯二哗环深入A口袋中,环上N原子与Ala232形成氢键作用；甲氧基深入背部口袋中,氧原子与Asp293形成了氢键的作用；侧链氨基与Glu236和一个水分子形成氢键的作用；苯环上扬靠近G-loop,形成疏水性作用。我们通过MTT法测定了化合物对人前列腺癌PC-3细胞的生长抑制活性,结果显示对Akt酶抑制作用较强的化合物29b、29f、33ac、33bc、33bf和37b同样具有很强的PC-3细胞生长抑制活性,其半数生长抑制浓度分别为3.83μM、3.10μM、4.98μM、3.24μM、10.18μM和5.34μM,并且都高于阳性对照GSK690693。我们测定了化合物29b和37b对PC-3细胞内GSK-3蛋白磷酸化的影响。结果显示,化合物29b和37b能够降低PC-3细胞内GSK-3磷酸化水平,说明化合物进入细胞后,能够直接抑制Akt,从而阻碍GSK-3的磷酸化,干扰细胞内的新陈代新,影响细胞的生长。此实验从一定程度上说明化合物29b和37b对PC-3细胞的生长抑制作用与Akt的抑制具有直接的关系。此外,化合物29b和37b对Akt的抑制作用呈现出浓度依赖性。以上研究结果为我们进一步研究化合物的抗肿瘤机制,筛选抗肿瘤候选药物奠定了基础。