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嘧啶核苷酸在DNA、RNA合成及糖基化等一系列生命过程中起着重要作用。快速分化的细胞需要依赖嘧啶的从头合成来满足其快速增殖的需要。人二氢乳清酸脱氢酶(HsDHODH)是嘧啶从头合成的第四步关键酶，抑制HsDHODH可导致细胞内嘧啶核苷酸的储量降低，限制快速分化的细胞的生长、增殖及代谢。因此HsDHODH作为靶标在自身免疫性疾病、肿瘤、器官排斥及病毒感染等方面具有良好开发前景。 近年来通过筛选或基于结构的计算机辅助药物设计获得并报道的HsDHODH抑制剂较多，但目前只有抑制剂来氟米特及其代谢产物A771726被批准上市。来氟米特主要用于治疗类风湿性关节炎，但病人长期服用来氟米特会出现腹泻、消化不良和恶心等副作用，临床上常作为三线药物被使用。因此，发现一种高效、毒副作用小、结构新颖的HsDHODH抑制剂仍然是免疫相关疾病和肿瘤治疗的研究热点。本论文对虚拟筛选得到的一系列喹啉衍生物进行了HsDHODH酶活测试，获得了抑制活性较好的化合物A9(IC50=9.7nM);接着运用热迁移及表面等离子共振技术实验(SPR)验证了化合物A9可靶向结合HsDHODH;并通过解析化合物A9与HsDHODH复合物晶体结构，阐明了此类喹啉衍生物的构效关系，为喹啉类HsDHODH抑制剂的结构优化设计提供指导。此外，本论文对本课题组针对HsDHODH设计合成的一类噻唑类衍生物进行了热迁移测试，热迁移测试结果和酶活实验结果具有较好的相关性;运用BIAcore T200和ITC200分别从结合动力学及结合热力学两个全新的角度评价此噻唑类衍生物，发现抑制剂B7与HsDHODH结合较快、结合力较强，其结合速率常数达106 M-1s-1，结合亲和力达1.7nM，并且化合物A7的结合热力学性质也表现突出，其作用力由熵和焓共同驱动且以焓变为主导。该研究为基于结合动力学和结合热力学性质的抑制剂改造提供了新的指导思路。 快速增殖细胞如肿瘤细胞的增殖依赖于嘧啶从头合成，因此，HsDHODH是具有良好开发前景的肿瘤治疗靶标。目前以HsDHODH为靶标的抗肿瘤研究陆续被报道，但尚没有靶向HsDHODH的抗肿瘤上市药物。本文对课题组设计合成的一类噻唑类HsDHODH抑制剂进行了肿瘤细胞抗增殖实验，结果显示化合物B16对HCT-116及BxPC-3这两株肿瘤细胞均具有较好的抑制增殖作用，其抑制效果均达纳摩尔级别;此外，细胞凋亡及周期实验表明化合物B16能诱导肿瘤细胞凋亡，并能将细胞周期阻滞在S期。本研究成果揭示了HsDHODH抑制剂在肿瘤治疗方面的潜在应用前景，也为抗肿瘤治疗提供了候选物基础。