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β-内酰胺类抗生素（包括青霉素、头孢、碳青霉烯类和单环β-内酰胺类等）是目前临床上使用最为广泛的一类抗生素。然而,抗生素的滥用和监管缺失加剧了细菌耐药性的产生,抗生素耐药已经严重威胁到人类的生命健康。金属β-内酰胺酶（Metallo-β-lactamases,MβLs）是细菌对β-内酰胺类抗生素耐药的主要因素。近年来,携带新德里金属β-内酰胺酶（New Delhi metallo-β-lactamase-1,NDM-1）的超级细菌在全球的传播引发了一场严重的生物医学危机,携带这种酶的细菌几乎可以水解所有的β-内酰胺类抗生素。由于它编码的质粒基因可以水平地在不同细菌之间传递和其水解底物的广谱性,使得对于它的监测和抑制成为临床上很大的挑战。因此,对于NDM-1的监测、标记和抑制研究对人类健康具有极其重要的学术和应用价值。基于这一思路,本文进行了以下两个方面的工作研究:1.基于NDM-1活性位点结构中的半胱氨酸（Cys）,发展合成了18个NDM-1的共价抑制剂―1,2-苯并异噻唑-3-酮类衍生物（Ebsulfurs）,通过1H和13C NMR及HRMS对其结构进行了表征。酶动力学研究发现,合成的Ebsulfurs化合物（除1a-b和1f）均对NDM-1展现出良好的抑制活性,IC50值范围为0.16–9μM,且是一种浓度和时间依赖性抑制剂。同时,Ebsulfurs能协同抗生素提高其抗菌活性,其中,1g、1i和1n在浓度为16μg/mL时,使得头孢唑啉对产NDM-1的大肠杆菌的抗菌活性提高了256倍。平衡透析研究表明,Ebsulfurs使得NDM-1中一个Zn（II）的活性中心解体,并释放出了一个Zn（II）。将荧光分子罗丹明B引入到Ebsulfurs,成功构建了一个荧光抑制剂Ebs-R,通过SDS-PAGE和荧光共聚焦显微镜在体外和体内对NDM-1进行了标记和可视化研究,进一步证实了Ebsulfurs和靶蛋白的共价结合。对活菌体内NDM-1的实时活性监测表明,1g对大肠杆菌BL21细胞的IC50值为35.1μM。此外,Ebsulfurs也能有效的提高头孢唑林对产NDM-1临床菌E.coli EC08的抗菌活性。Ebsulfurs对L929小鼠成纤维细胞的细胞毒性评价结果表明,这类化合物毒性较低,可以进一步发展为临床潜在的MβLs抑制剂。2.以MβLs水解头孢类抗生素的机理为理论依据,建立了一种基于苯硫酚探针和苯硫酚化的头孢底物组合的策略检测MβLs和直接针对耐药菌筛选其抑制剂的方法。成功构建了一个苯硫酚化的头孢底物Ce-s和两个苯硫酚探针F-1和F-2。对8种巯基化合物的选择性识别表明,探针F-2对苯硫酚类化合物展示了高度的选择性和灵敏性。F-2监测NDM-1水解底物Ce-s的实验发现,荧光探针检测底物被酶水解是一个时间依赖和底物浓度依赖的过程。对7个文献报导的NDM-1抑制剂在耐药菌体内和体外的抑制和筛选结果表明,这种方法可以用作评价和筛选MβLs抑制剂。