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研究背景免疫检查点分子是机体监视肿瘤细胞体内生长增殖的重要屏障,由于机体免疫信号通路错综复杂,而且肿瘤微环境中免疫细胞、细胞因子、免疫佐剂等相互影响,因此仅对单一靶点的药物治疗效果还有待提高,而且也容易引起免疫不良反应。吲哚胺2,3-双加氧酶1（Indoleamine 2,3-dioxygenase 1,IDO1）是人体色氨酸代谢的限速酶,也是调节肿瘤免疫应答的关键性免疫抑制酶,通过分解免疫细胞所需的关键氨基酸（色氨酸）抑制免疫细胞增殖,进而阻止人体对癌细胞发生的自然免疫反应。IDO1通常在肿瘤细胞中过度表达,被认为是肿瘤免疫疗法的潜在小分子靶点。IDO1抑制剂能够抑制色氨酸代谢提高免疫应答,从而达到抑制肿瘤的目的。截至目前,尚无IDO1抑制剂上市,IDO1抑制剂的结构仍局限于吲哚、芳基咪唑及N-羟基脒等少数几类,因此,开发新骨架类型的IDO1抑制剂仍具有重要意义。研究目的本研究以计算机辅助药物设计的方法及手段,运用分子对接、药效团模型等虚拟筛选技术对ZINC、Chembridge等数据库进行虚拟筛选,并通过酶活性和细胞活性验证,以发现新骨架类型的IDO1抑制剂。研究方法1.根据IDO1蛋白晶体（ID:4U72）的结构、活性位点及其配体结合位点,采用分子对接方法对ZINC数据库进行筛选,初步得到先导化合物。2.采用基因工程手段构建pET28a（+）-hIDO1质粒并表达纯化得到重组人源IDO1蛋白,建立IDO1活性检测体系,以虚拟筛选的先导化合物作为对象进行初筛。3.基于药效团模型对先导化合物类似物进行虚拟筛选并进行酶活性测试;利用分子动力学模拟验证该类化合物与IDO1蛋白晶体的结合模式。4.建立稳定转染IDO1基因的HEK293T细胞系,对先导化合物类似物进行活性验证。研究成果1.以IDO1蛋白为靶标,基于分子对接对ZINC数据库进行虚拟筛选得到11个先导化合物,根据配体分子与IDO1受体的对接得分与结合模式,发现ZINC91657208与IDO1晶体的结合最稳定。2.利用IDO1活性检测体系,对11个化合物进行初筛,发现ZINC91657208抑酶活性较好,IC50约为77.15μmol/L,活性骨架为4-羟基喹啉。3.亚结构检索4-羟基喹啉的结构得到31个类似物,利用药效团虚拟筛选出10个化合物并检测酶抑制活性,其中3个4-羟基喹啉类化合物均具有明显的抑酶活性,Chembridge29374490为酶活性最好的IDO1抑制剂,其IC50约为37.78μmol/L;借助分子动力学模拟对Chembridge22054105和Chembridge29374490进行相互作用模式分析,发现它们均能稳定结合于IDO1晶体的结合口袋处。4.通过细胞活性进一步验证发现:4-羟基喹啉类化合物浓度在100μmol/L时,Chembridge29374490和INCB024360的抑制率均在80%以上,表明4-羟基喹啉类化合物是一类新型IDO1抑制剂,为进一步探索研发新型高效的IDO1抑制剂奠定了基础。