平滑受体(Smoothened receptor,SMO)是G蛋白偶联受体(GPCRs)F家族中的一员,在刺猬(Hedgehog,Hh)信号通路中起着关键作用,是极其重要的药物靶标。SMO的抑制剂可用于治疗相关癌症,目前已有三个上市的小分子药物。然而用药不久后这些临床药物出现严重耐药现象,大大降低药物的疗效。相关研究结果表明,SMO受体中药物分子结合口袋附近的氨基酸突变是引起耐药现象的主要原因。开发相关的具有抗耐药性的小分子配体是一项迫在眉睫的挑战。咪唑烷二酮类的小分子拮抗剂Allo-1对野生型和耐药突变型的SMO受体均保持较高的抑制活性,但其抗耐药机制未知。基于Allo-1的分子结构,我们通过合理设计光亲和标记工具分子,并开发了共定位的标记策略探究其抗耐药作用机制。通过利用质谱学、生物化学、药物化学以及计算生物学多学科联合研究,我们发现了Allo-1位于SMO受体底部的结合口袋。结果显示,这一结合位点远离SMO受体中常见的耐药性突变位点,阐释了其具有抗耐药性的机制。基于此作用模式,我们进一步优化了具有抗耐药潜力的平滑受体拮抗剂。我们通过“分割和衍化”的方式设计并合成了多个系列的Allo-1类似物。我们探讨了Allo-1类似物与SMO受体的氨基酸残基Tyr394和Glu518之间的卤键相互作用,同时构建了Allo-1类似物与结合口袋底部的Thr528之间的卤键相互作用,获得了活性更高的SMO受体拮抗剂。另外,我们也尝试了构建其他小分子配体与Thr528之间的卤键相互作用,以期增强其抑制活性,寻找更优的先导化合物。在本课题中,我们利用新颖的共定位光亲和标记策略发现并确证抗耐药性小分子Allo-1位于SMO受体底部结合口袋。在此基础上,我们设计并合成了一系列衍生物,研究配体与SMO受体之间的相互作用关系,并构建新的相互作用关系,优化得到活性更优的抑制剂,为后续抵抗耐药的药物开发提供了新思路。