海洋生物碱fascaplysin为一种特异性CDK4抑制剂,具有广泛的生物活性,但其平面结构易与DNA发生嵌插作用导致较高毒副作用。因此,为了寻找高效低毒的特异性CDK4抑制剂,本文以色胺为原料,采用经典的Pictet-Spengler反应,通过环合、氧化、季胺化等三步反应合成了 β-咔啉类目标化合物,以及一步酰胺化反应获得双吲哚类目标化合物,设计合成的目标化合物经13CNMR、1HNMR、HRMS 等确证。MTT法检测发现β-咔啉类化合物(IC50=l～100μM)对A549、HepG2、Hela、MCF等4种细胞株均呈现了强于吲哚类(IC50>200 μM)的抗肿瘤活性,其中A1、B1作用于A549的IC50分别为7.8 μM、10.5μM。体外CDK4/cyclin D试剂盒检测显示目标化合物的抑制活性IC50均为微摩尔级,A1(IC50=5.2μM)表现了与 fascaplysin(IC50=0.6 μM)相当的 CDK4 抑制活性,Discovery Studio 模拟表明在Phe 93-159疏水口袋内,A1除了与Val 96形成较强的O...H-N氢键作用,与His 95也存在共轭作用。FCM分析显示A1阻滞A549细胞周期于G1期,B1对周期分布影响较小,然而其凋亡率比空白对照组增加了 33%,具有诱导A549凋亡作用。Western Blot表明A1可以下调CDK4、cyclin D和上调caspase-3蛋白的表达;B1对CDK4和cyclin D蛋白水平影响较弱,却发现caspase-3表达明显增强,说明A1是通过抑制CDK4/cyclinD活性阻滞周期于G1期从而发挥抗肿瘤活性,B1可能是诱导caspase-3途径相关的凋亡来体现抗增殖作用。检测A1、B1和DNA结合后的光谱变化,均未出现类似fascaplysin的显著减色和红移效应。综合表明,A1、B1不仅保留了较强的抗肿瘤作用,同时降低了 DNA嵌插能力,为新型非平面结构CDK4抑制剂的开发利用提供指导意义。