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BH3-only蛋白中Bim可以广谱结合Bcl-2家族中的所有抗凋亡蛋白,如Mcl-1/Bcl-2,因此成为Bcl-2类小分子抑制剂模拟的重点。而Bim蛋白是依靠BH3区域的一段具有两面性的α-螺旋来与Mcl-1/Bcl-2相互作用的。本文基于己报道的蒽醌类化合物,设计合成能双面模拟Bim BH3a-螺旋的最小结构单元,并在此基础上获得能同时占据抗凋亡蛋白p3和p4口袋的化合物。三元蒽醌类化合物已经证明是能够双面模拟α-螺旋的小分子抑制剂,但是已报道的类似蒽醌类药物在动物实验中显示出潜在的肝毒性和过敏反应,导致其自身的成药性受到限制。因此,我们在保持有效结构不变的前提下,对骨架进行简化。通过构效关系研究,对三元蒽环进行开环得到了以罗丹宁和邻苯三酚为代表的单元环骨架,以及以邻苯二甲酰亚胺和喹唑啉酮环为代表的两元环骨架。利用荧光偏振实验(FP)得到了这四个系列化合物对于Mcl-1/Bcl-2蛋白的亲和活性,结果显示两元环喹唑啉酮骨架是能够双面模拟α-螺旋的最小分子结构单元,可以继续优化。分子对接实验结合构效关系研究显示单元环由于缺少足够的刚性,氢键、疏水作用力较弱,导致其对于蛋白的亲和力较弱；两元环的邻苯二甲酰亚胺类不能稳定其骨架结构来模拟α-螺旋的两面性,不适合继续优化；而喹唑啉酮类化合物用两元刚性环来模拟α-螺旋的宽度,用三个相邻的羟基来形成多个强氢键,稳定其与蛋白的结合模式,被证明是能双面模拟α-螺旋的最小结构单元。有研究证明,Bim螺旋的F69是最重要的氨基酸残基之一,其对应的p4口袋是BH3沟槽中最重要的hotspot o而己报道的Bcl-2家族小分子抑制剂中,没有明确占据Mcl-1蛋白p4口袋的小分子抑制剂。我们希望在喹唑啉酮骨架上继续优化,获得能同时占据Mcl-1/Bcl-2蛋白p3和p4口袋的α-螺旋模拟分子。而喹唑啉酮骨架的2-位和3-位分别指向这两个口袋,所以我们设计合成了双取代的衍生物2-苯基-3-(2-羟基-5-甲基苄基)-6,7,8-三羟基-4(3H)-酮(9d)和2-苯基-3-(2-羟基基-5-异丙基苄基)-6,7,8-三羟基-4(3H)-酮(9e)。FP实验结果表明它们对两个蛋白均有很好的的亲和活性。尤其是化合物9d对Mcl-1蛋白的Ki值为123nM,对Bcl-2蛋白的Ki值为179nM,是高亲和力的蛋白双抑制剂。分子对接实验显示,化合物9d中三个相邻羟基模拟Bim螺旋的D67与Mcl-1蛋白的R263/N260形成了氢键,2-位取代基苯环模拟Bim螺旋的F69占据了Mcl-1蛋白的p4口袋,3-位取代基苄基模拟Bim螺旋的165占据了p3口袋,并且苄基上的邻位羟基与苏氨酸T266形成氢键。化合物9d在水中的溶解性为30mg/mL。这些结果为设计合成对蛋白有高亲和力的Bim BH3α-螺旋模拟分子提供了参考。