生物体内，蛋白质的磷酸化（由激酶催化）和去磷酸化（由磷酸酶催化）是细胞内级联信号传递的物质基础，对细胞功能的调控发挥重要的作用。蛋白磷酸化的异常会引起一系列疾病，如癌症、糖尿病等。因此，选择性干预磷酸酪氨酸介导的信号传导通路成为治疗学发展上引入注目的有效策略。在药物化学研究领域，研究的切入点是磷酸酪氨酸残基参与的蛋白-蛋白相互作用，所涉及的可化学干预的靶蛋白有非催化的磷酸酪氨酸(pTyr)识别区域，如Src同源区2(Srchomology2(SH2))，磷酸酪氨酸结合区(phosphotyrosine binding(PTB))以及催化蛋白如蛋白质酪氨酸磷酸酶1B(protein tyrosine phosphatase1B(PTP1B))等。但是，含有磷酸酯基团的抑制剂因为酶稳定性差以及识别位点的高电荷性而造成低的细胞生物利用度都大大限制了其应用。　　本论文主要以胰岛素信号传导通路的负调控因子PTP1B以及活化的生长因子受体EGFR信号传导通路的接头蛋白Grb2-SH2结合域为研究对象，基于配体或底物的结构特点，发现并研究具有高活性、高选择性以及更好生物相容性的小分子抑制剂，发展新的策略解决pTyr作为高活性决定元素与它的高电荷性导致的低细胞穿透性之间的矛盾。　　蛋白磷酸酪氨酸酯酶(PTPs)在细胞信号传导中起着很重要的作用，它们通过调节酪氨酸的磷酸化来控制细胞的生长、分化、增殖和代谢。尤其是PTP1B一方面能活化人类乳腺癌的原癌基因，另一方面通过将胰岛素受体底物去磷酸化来影响胰岛素的下游调节。因此，PTP1B被认为是治疗癌症和糖尿病的新靶标。由于PTPs家族的结构同源性很强，所以获得选择性的PTP1B抑制剂是一项很大的挑战。　　本组前期从芳基二酮酸结构出发，发现了靶向PTP1B非活性构象的新机理PTP1B抑制剂，具有非常好的细胞内抑制胰岛素受体磷酸化的活性以及对PTP1B的高选择性，在此基础上，我们从芳环上的取代基、芳环本身的结构以及羧酸基团的衍生化这三方面对二酮酸类化合物进行了系统的构效关系研究，以进一步提高活性和生物相容性。首先，在芳环上引入大的疏水性平面基团以期起到锚定作用，增加抑制剂与酶活性口袋的结合力;其次，为考察杂原子提供的电负性以及可能的氢键受体对于抑制剂与PTP1B亲和力的影响，我们设计了一系列的杂芳环二酮酸类化合物;同时，合成了羧酸的环丙酰胺衍生物以及双官能团化合物。目前已经得到了55个化合物，活性保留且有一定的提高，尤其是对同源性最高的TCPTP普遍具有3-10倍的选择性。活性最好的化合物83b为吲哚-3-二酮酸的环丙酰胺衍生物，对T细胞蛋白质酪氨酸磷酸酯酶(TCPTP)具有10倍的选择性(PTP1B，IC50=099μg/ml; TCPTP，IC50=10.59μg/ml)。　　此外，我们尝试设计合成新结构类型的PTP1B抑制剂。喹诺酮酸由于是β-二酮酸结构的电子等排体并且具有多种生物活性，所以我们以其为母核设计合成了一系列结构衍生物，分别考察氮原子上取代基、环上2-位、6-位以及7-位上取代基对活性的影响;同时，为提高化合物的活性和选择性，我们在喹诺酮酸结构中分别引入水杨酸和二酮酸片段合成了双官能团化合物。所合成的60个目标化合物中，活性最好的化合物121e为喹诺酮酸氮原子上引入二酮酸结构的双官能团化合物，其酶水平的的IC50值为2.40μ/ml，并且，该结构类型的化合物对TCPTP在20μg/ml的浓度下均没有抑制活性，是一类高选择性的PTP1B抑制剂。　　本论文的另一个内容是针对生长因子受体结合蛋白2(Growth factorreceptor bound protein2，Grb2)的SH2功能域，开展具有细胞内活性的非磷酸Grb2-SH2抑制剂的研究，以阻断Grb2-SH2介导的致癌基因Ras活化的信号传导通路，为ErbB2高表达相关的肿瘤治疗提供候选化合物。　　我们课题组基于噬菌体库展示得到的无磷酸环肽配体G1TE为发展具有生物相容性的Grb2-SH2抑制剂提供了很好的结构模板，为了进一步降低肽性和缩小分子，我们根据前期构效关系研究的结论，以及Grb2-SH2与配体相互作用的结构特征，设计合成了一系列非磷酸Grb2-SH2开链拟肽抑制剂，即R-Xx-2-L-1-Xx0-Ac6c+1-Asn+2-amide和R-Xx-2-Xx-1-Ac6c+1-Asn+2-amide，通过在氮端引入Abz和3-NH2-Cbz保护基增强疏水作用，在Xx-2引入Gla或(S)-α-Me-Adi以弥补Tyr0磷酸基团的缺失，以及Xx-1处引进疏水片断，得到了高活性的非磷酸Grb2-SH2开链拟肽抑制剂，其中化合物Fmoc-(S)(α-Me-Adi)-2-Phe-1-Ac6c+1-Asn+2-amide(175)对人乳腺癌细胞株MDA-MB-453表现出非常好的抑制活性(IC50=8.80μM)，这是目前为止文献报道的第一例具有细胞内活性的无磷酸酪氨酸或其模拟物的Grb2-SH2抑制剂。计算机模拟的结合模式表明，分子中Ac6c诱导的β-转角使得α，α-双取代氨基酸的酸性边链能够与Grb-SH2蛋白的结合口袋相结合，从而部分弥补了关键氨基酸Tyr的缺失，因而产生了一类崭新骨架结构的不含酪氨酸的Grb2-SH2抑制剂，具有进一步开发价值。