鞘磷脂合酶(SMS)作为一个整合膜蛋白,是调节鞘磷脂合成的最后关键酶,其通过转移卵磷脂(PC)的乙酰胆碱部分到神经酰胺的伯羟基上生成鞘磷脂(SM)并同时产生甘油二酯(DAG)。SMS在生理和病理上扮演多样的角色,因此可能是一个潜在的疾病标记或药物靶标。最近的研究表明,SMS的过表达对动脉粥样硬化的发展起到促进作用,而SMS表达水平的降低能明显降低动脉粥样硬化的发展。通过对动脉粥样硬化以及人类的冠状动脉疾病的动物模型的观察,表明这种效应是由SMS调节SM水平的高低而引起的。这些发现大大增加了SMS作为一个冠状动脉疾病治疗的靶标的可能性。然而,目前缺乏用来深入研究该酶作为药物靶标价值的有效抑制剂,因此开发高效、类药的小分子SMS抑制剂具有十分重要的理论和实用价值。本论文围绕SMS小分子抑制剂的设计、合成、及生物活性评价展开研究,主要分以下四个部分。第一章,SM是在血浆和细胞膜的主要脂质成分之一,而血浆SM水平是冠状动脉疾病的独立危险因素,调节SM的生物合成成为一个潜在的治疗动脉粥样硬化途径。本章综述了鞘磷脂(SM)生物合成对脂蛋白代谢及动脉粥样硬化的影响,SM合成的生物通路及通过调节SM水平控制动脉粥样硬化发生的可能性。阐述了SMS作为新型抗动脉粥样硬化的巨大潜力和鞘磷脂合酶抑制剂的研究进展。第二章,文献上尚无关于SMS抑制剂筛选体系的报道,我们在HPLC定量分析的基础上,建立以ICR小鼠肝匀浆为酶源的SMS抑制剂筛选体系,该体系适合筛选SMS抑制剂。另外,SMS是一个膜蛋白,包含两个亚型：SMS1和2,它们除在亚细胞单元上的定位不同外,在酶的功能上并没有差异。我们的课题合作者通过在本身不含SMS的昆虫细胞上表达SMS1和SMS2,最终仅成功获得了SMS2的高表达细胞。SMS2的高表达细胞匀浆可以认为是相当于SMS2的纯酶体系。在此基础上我们进一步建立了以SMS2高表达的昆虫细胞为匀浆为酶源的SMS2抑制剂活性筛选体系。第三章,课题组前期同源模建了人类鞘磷脂合酶1(hSMS1),并利用该模型对SPECS化合物库虚拟筛选,最终找到了一个具有SMS抑制作用的命中化合物Dy105,其活性在第二章所建立的筛选体系中得到了验证。本章以Dy105为先导化合物,利用生物电子等排原理,骨架跃迁及相似性搜索等手段对其进行结构改造,获得了一系列活性与Dy105相当,包括多个新结构类型的SMS小分子抑制剂,其中,3-4e,3-7b和3-10L等化合物可作为新的先导化合物。构效关系的研究揭示了Dy105与SMS的结合特征,利用对构效关系的分析我们进一步优化了前期同源模建获得的hSMS1三维模型,为发现新的SMS抑制剂提供了重要的依据。另外,本章还对Dy105及通过结构改造获得的新结构类型的SMS抑制剂3-4e进行了初步的动物体内药理学研究。证明了Dy105和3-4e均能在动物体内发挥SMS抑制作用,这一发现为该类化合物作为工具药物研究SMS对动脉粥样硬化的影响提供了有力的支持。第四章,为了进一步丰富SMS小分子抑制剂的结构多样性,更好的验证SMS作为成药靶标的可能性,我们对前期模建的hSMS1三维结构模型作了进一步动力学能量优化,并以优化后的模型对SPECS化合物库进行了虚拟筛选,从96个购买的化合物中发现了全新骨架类型的SMS抑制剂Dx121(IC5o=12μM)。我们对新发现的Dx121进行了合成,并初步的结构改造,设计、合成了目标化合物15个,发现针对Dx121的改造中,任一部分的结构微小变化都使化合物的活性降低。该分子通过狭长的口袋凹槽深入hSMS1的活性口袋底部,对分子作微小的改动都可能导致其失去活性构象而活性消失。基于这样的分析,我们制定了进一步对Dx121进行改造的计划。这些研究结果为寻找新型SMS抑制剂奠定了基础。