Bcl-2家族包括抗凋亡蛋白和促凋亡蛋白，二者通过BH3沟槽发生的相互作用来决定细胞是否凋亡。研究发现多种肿瘤细胞的抗凋亡蛋白例如Mcl-1与Bcl-2蛋白的过量表达，使细胞逃避凋亡，获得永生。因此抗凋亡蛋白是抗癌药物研发的重要靶点。靶向Bcl-2抗凋亡蛋白的小分子抑制剂可以通过与抗凋亡蛋白的BH3沟槽结合，释放出促凋亡蛋白，导致癌细胞的凋亡。Mcl-1和Bcl-2是抗凋亡蛋白的两个典型代表，同时结合Bcl-2与Mcl-1蛋白，并拮抗两个蛋白的功能，是靶向Bcl-2家族小分子抑制剂的发展方向。由于Mcl-1的BH3沟槽与Bcl-2蛋白有一些差异，因此现有的Bcl-2小分子抑制剂多数不能同时与Mcl-1蛋白结合，通过研究小分子抑制剂与Mcl-1蛋白的结合模式，可以获得Mcl-1蛋白BH3沟槽的特征性结构信息，指导Mcl-1抑制剂或者Mcl-1/Bcl-2双抑制剂的分子设计，获得亲和力更好的抗癌先导分子。　　首先我们构建了Mcl-1蛋白的表达质粒。通过优化蛋白表达的诱导条件，15N标记的Mcl-1蛋白的表达量达到7.9mg/L，与未标记Mcl-1蛋白的表达量(8.3 mg/L)相仿。通过镍柱亲和层析洗脱条件的优化与分子筛层析，将蛋白的纯度提高到了95％以上。圆二色谱结果显示纯化所得Mcl-1蛋白具有正确折叠的二级结构。同时蛋白NMR一维图谱和二维图谱结果显示，15N标记的Mcl-1蛋白的谱峰分散良好，表明其高级结构正确，纯化后的蛋白活性良好，满足后续的二维核磁实验的要求。　　接着对本课题组设计合成的小分子C1(2，3-dihydroxyanthracene-9，10-dione)进行分子对接实验，获得了Mcl-1蛋白中与C1的结合模式，发现C1与R263形成了氢键，C1的蒽醌骨架横跨R263到p3口袋。然而，骨架末端的苯环指向Mcl-1蛋白的p3口袋但并未占据p3口袋。继续设计了小分子C2（6-bromo-2，3-dihydroxyanthracene-9，10-dione），以占据Mcl-1蛋白的p3口袋。荧光偏振实验测得C2对Bcl-2以及Mcl-1蛋白Ki值分别为132 nM和107 nM，和C1亲和力相比分别提高了三倍和四倍。1H-15N HSQC二维核磁结果表明C2结合于Mcl-1蛋白表面的BH3结合沟槽从，其中R263残基的化学位移最大。C2的溴原子与Mcl-1蛋白p3口袋的F228残基相互作用，分子对接实验也直观的证明了C2的溴原子占据了Mcl-1的p3口袋。随后，在C2的基础上设计了C3、C4、C5、C6，用硫原子替换溴原子，并在硫原子上接上较长的取代基，以占据Mcl-1蛋白的p2口袋。荧光偏振实验表明这四个小分子对Mcl-1蛋白和Bcl-2蛋白的亲和力比C2均有明显提升，特别是C6小分子(dihydroxy-6-(4-isopropylphenyl)thio)anthracene-9，10-dione)，其对Bcl-2和Mcl-1的Ki值分别是24 nM和13nM。与C1相比，分别提高了约13倍和38倍。HSQC实验表明，除了在C2中发生化学位移的氨基酸，C6滴定Mcl-1蛋白新增的化学位移氨基酸残基包括Mcl-1蛋白p2口袋的M250和F270，证明了C6达到了与Mcl-1蛋白的p2口袋相互作用的目的。HSQC辅助分子对接的方法指导设计了高亲和力的Bcl-2/Mcl-1双抑制剂C6。