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表观遗传修饰是指在不改变DNA序列的前提下,DNA表达水平与功能发生可稳定遗传的变化,在基因的表达过程中起着重要作用。这些修饰主要包括DNA甲基化、组蛋白修饰、染色质重塑、基因印记、核糖体开关等。其中组蛋白修饰包括乙酰化、甲基化、磷酸化等,是最重要的表观遗传修饰方式之一。组蛋白乙酰化水平受组蛋白乙酰化酶(HATs)和组蛋白去乙酰化酶(HDACs)共同调控,通常这两种酶的表达处于动态平衡,当其中一种表达出现异常,则这种平衡将会被打破,进而引发一系列疾病。目前已报道人类组蛋白去乙酰化酶共18种,其中Sirtuin(SIRT),即SIRT1-7,是一类完全区别于HDAC1-11的非典型组蛋白去乙酰化酶家族,它们催化底物的去乙酰化依赖于NAD+的直接参与。SIRT2是唯一一个主要分布于细胞质而在有丝分裂期又穿梭至细胞核的SIRT亚家族,它不仅可以催化组蛋白的去乙酰化,也可以催化一些非组蛋白,如α-tubulin、P53、P65、FOXO1/3a等的去乙酰化。最近大量研究发现,SIRT2在细胞周期调节,自噬,免疫和炎症反应等生理过程中起关键作用,是肿瘤、帕金森等疾病的潜在新靶标,其小分子抑制剂可能成为相关疾病的有效治疗策略。鉴于此,全球范围内许多制药企业和研究机构都在致力于开发体内有效的高活性和选择性SIRT2小分子抑制剂。然而,目前并无相关抑制剂进入临床研究,且十分缺乏高品质抑制剂,为相关药物开发提供候选化合物。本论文对已报道的SIRT2抑制剂SirReal2与SIRT2复合晶体结构进行分析后,使用先导化合物优化程序LEADOPT对多个化合物库进行筛选获得了422个有潜力的SIRT2抑制剂。然后,结合多个亲和力预测打分软件的打分结果及相关经验,同时根据合成可行性,从422个分子中选择两个化合物作为先导化合物进行进一步结构优化。对这两个化合物的优化,本文共合成了33个全新目标化合物,并通过1H-NMR、13C-NMR、HRMS和HPLC对所合成的目标化合物进行了结构和纯度表征。对所合成的目标化合物进行体外SIRT2酶抑制活性测试发现,多个化合物在50μM和5μM均具有较高的抑制活性。这些化合物中化合物28e表现出最好的抑制作用,它在5μM时和50μM分别表现出98%和99%的抑制率。本文测试了28e对SIRT2及同源性较高的SIRT1和SIRT3的半数有效抑制浓度(IC50),测试结果表明,28e对SIRT2的抑制活性IC50值高达42nM,而对SIRT1和SIRT3的IC50值均远大于300μM,由此说明本文最终发现的28e是一个高活性和选择性的SIRT2抑制剂。通过分子对接发现,化合物28e能很好地占据SIRT2蛋白活性位点,并与多个氨基酸残基发生相互作用,这也进一步阐释了化合物28e高活性的理论依据。鉴于以上实验结果,本文进一步测试了化合物28e及阴性对照化合物28b对乳腺癌细胞MCF-7的增殖抑制活性。测试结果表明,28e可剂量依赖性地抑制MCF-7的活性。最后通过免疫印迹实验测试了28e在MCF-7中对底物α-微管蛋白乙酰化水平的影响,测试结果发现28e可剂量依赖地增加α-微管蛋白的乙酰化水平。综上所述,本文通过合理设计及合成最终获得了一个高活性和选择性的SIRT2抑制剂28e,体外抗肿瘤实验证实该化合物具有较好的抗乳腺癌效果,相信本研究能为靶向SIRT2的抗肿瘤药物研究奠定一定基础。