蛋白质通过各类蛋白酶的催化反应或蛋白质-蛋白质间相互作用参与了细胞内大多数的机制运作过程。因此,研究和调控生物体内异常的蛋白酶表达及蛋白质相互作用对理解生命体系、发展新型药物疗法有着重要意义。多肽类调控剂有着易合成修饰、免疫原性低、与靶蛋白结合特异性高等优点,环肽分子(特别是多元环肽)又进一步通过构象限制提高了多肽的稳定性、刚性及结合亲合力,因此是一类很有潜力的蛋白酶或蛋白质相互作用调控剂。在自然界中,常通过二硫键对蛋白或活性肽构象进行环化限制,这些富二硫键天然生物分子也为多肽环化提供了丰富的模板,但多肽中二硫键作为动态共价键在细胞内高还原性条件下或在其他巯基化合物存在时易被还原或发生重排,因此限制了其应用前景。为了解决这个问题,化学家们发展了各种环化方法来构建更稳定的环肽,如通过酰胺键、碳碳键、碳氮键、硫醚键等将多肽两端、侧链或一端及侧链间环化起来,其中通过巯基与卤代芳烃或共轭二烯反应生成硫醚键的方法直接利用多肽中的半胱氨酸,无需重金属催化剂,简单、温和且高效。因此,本论文旨在基于硫醚键构建可精确调控反应过程的、超刚性的稳定多元环肽分子模板,并在此基础上构建具有蛋白酶抑制活性或蛋白质相互作用抑制活性的多元环肽。我们主要通过一个对称的多氟苯小分子2,3,5,6-四氟对苯二甲腈(4F-2CN)与含有多个巯基及N端半胱氨酸的线性多肽的反应得到多元环肽,该反应随时间逐步而有序地进行,速率快、产率高,且生成的多元环肽构型明确、唯一。同时,通过在多肽序列中引入PenXC基序,反应后进一步提高了环肽的整体刚性与稳定性。通过该方法构建的针对蛋白质相互作用的大环肽抑制剂也在稳定性提高的同时表现出较高的亲合力和抗酶解稳定性。此外,为了更好地调控多肽环化后的构型,我们也尝试通过半胱氨酸与脱氢丙氨酸(Dha)反应得到更接近于天然多肽中二硫键尺寸的硫醚键来发展精确配对的多元环肽模板。本论文分为四章,包括以下内容:第一章:首先介绍了蛋白酶、蛋白质相互作用的作用机制,阐述了环肽作为蛋白酶或PPI抑制剂的显著优势。其次详细综述了受自然界二硫键环化启发而发展出的几大类多肽环化方法并列举了目前已广泛应用的一些环肽药物。在此基础上提出本论文的研究思路及意义。第二章:基于4F-2CN分子考察其与含有N端半胱氨酸及多个巯基氨基酸的各类型模板多肽的反应条件和反应过程,明确其与不同多肽在不同条件下的反应机制,探究该反应适用范围,实现高效精确调控反应过程、构建超刚性环肽的目的。第三章:在第二章基础上,通过4F-2CN分子与一系列生物活性肽的反应,首先考察并证明了该方法对活性序列的耐受性,其次考察了针对蛋白酶(尿激酶,uPA)或蛋白质相互作用(MDM2-p53&Keap1-Nrf2)的多元环肽抑制剂的生物活性与稳定性。第四章:基于多肽中半胱氨酸与α,β-不饱和氨基酸Dha间的Micheal加成反应构建更接近于天然多肽二硫键的硫醚键环化的多元环肽。首先合成了 Dha的前体氨基酸Fmoc-Sec(Ph)-COOH,然后通过条件优化成功将其偶联入多肽并转化为Dha。这部分后续的工作尚在进展当中。