基于片段的药物设计,分子杂交技术,基于结构的药物设计,计算机辅助药物设计等都是药物设计的经典方法,在现代药物研发中起着重要的作用,而嘧啶和吲哚被作为优势片段广泛用于新药开发。另外,核受体和激酶在多种疾病的发生发展中都起重要作用,如:肿瘤,炎症,代谢等。因此本论文主要工作是基于靶点（Nur77,RXRα,PPARγ,CDK9,HDAC）结合位点的结构特征,利用分子杂交技术和基于片段的药物设计策略,分别设计并合成了靶向这些靶点的嘧啶-吲哚类衍生物,并对其生物活性进行了初步研究。新型嘧啶-吲哚类Nur77激动剂的研究:根据目前已发现的Nur77激动剂,基于分子杂交技术和基于片段的药物设计方法,设计并合成具有全新母核的122个嘧啶-吲哚类衍生物。报告基因实验与Biacore测试结果显示,大部分化合物对Nur77均具有转录激活活性,并且能够与Nur77-LBD蛋白进行结合。其中,QH117能够选择性激活Nur77转录激活活性,并且与蛋白Nur77结合的Kd=91nM。进一步生物机制的研究表明化合物QH117能够时间和浓度依赖性的促进MDA-MB-231细胞的凋亡,通过Western blot以及细胞流式术实验测得这种凋亡依赖于Nur77。通过计算机模拟以及氨基酸突变实验证明化合物QH117能够与Nur77蛋白的GLU445,ARG515,GLN528等关键位点发生结合。荧光免疫实验验证,QH117能够促进Cas 3的切割。最后,小鼠移植瘤实验表明,化合物QH117能够抑制MDA-MB-231的生长,同时表现出高效低毒的特点。QH117可以作为苗头化合物做进一步的开发。新型嘧啶酰肼脲类RXRα拮抗剂的研究:通过分子杂交策略和基于片段的药物设计方法,设计了具有全新结构类型的嘧啶酰肼脲类RXRα拮抗剂,并合成其中50个化合物。通过报告基因与SPR并结合小分子抑制肿瘤细胞增殖实验对嘧啶酰肼脲类化合物进行了构效关系分析,最终发现了化合物6A对RXRα具有高结合活性Kd=120 nM,是选择性的RXRα拮抗剂,能够很好抑制肿瘤细胞增殖,且对正常细胞几乎无毒性。进一步的生物机制研究表明6A能够依赖于RXRα诱导细胞凋亡,在抗肿瘤方面与阳性药相比具有较好的抗肿瘤增殖活性,值得进一步深入研究。新型1,3,5取代吲哚丙酸类PPARγ抑制剂的研究:通过分析已发表的小分子与PPARγ蛋白结晶结合模式,并结合分子杂交技术和计算机药物辅助设计方法,我们设计合成了新型1,3,5取代吲哚丙酸类PPARγ抑制剂108个,并通过报告基因测定了其对PPARγ-LBD转录活性的影响,发现大部分化合物能够抑制PPARγ-LBD转录激活活性,并且能够选择性抑制PPARγ-LBD转录激活活性。通过Biacore方法,测定了化合物与PPARy-LBD蛋白的结合活性,发现其中很多化合物能够与PPARy-LBD蛋白发生结合,其中QL3,QL6,QL9,QL11化合物与蛋白结合的Kd值达到了纳摩尔级别。后期我们将基于目前生物数据的基础上,对化合物进行构效关系分析,并对其抑制肿瘤增殖活性做进一步的研究。新型CDK-HDAC双靶点抑制剂的研究:通过分析CDK与HDAC在肿瘤中的信号通路,我们发现其在周期阻滞方面具有协同作用,同时能够促进肿瘤的增殖。根据多靶点药物设计策略,基于片段药物设计（FBDD）技术,我们设计合成了一系列新型的嘧啶-吲哚衍生物,其中,化合物13ea在几种癌细胞系（HeLa,MDA-MB-231,HepG2）中均显示强有效的抗增殖活性。化合物13ea能同时抑制 CDK9（IC50=166nM）和 HDAC 活性（IC50=NA）。在低浓度下（0.625μM）使细胞发生周期阻滞并诱导细胞凋亡,且诱导凋亡的作用强于阳性药物（BG45,CI-994,Entinostat和Mocetinostat）。最后,体内试验表明13ea可以明显地抑制MDA-MB-231肿瘤的生长,对接研究也表明13ea可以很好地与CDK9和HDAC2发生结合。该研究为进一步开发具有成药性的CDK-HDAC双靶点抗癌药提供了一定的理论基础和实验基础。