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环肽或环肽酯是广泛存在于自然界中的非常重要的化合物,一般具有多种生理活性,其中抗癌活性最为突出。基于sansalvamide A环五肽具有较好的活性,长期以来一直是我们课题组研究的主题。Caspase在细胞凋亡中起着关键作用,caspase-3是凋亡的具体执行者,是参与凋亡的caspase级链反应最终效应子,因此找到合适的caspase-3抑制剂为从分子水平上阐明细胞凋亡的合理机理,进而发现新药,治疗疾病有重要意义。本研究从sansalvamide A环五肽出发,在分析caspase-3蛋白结构的基础上,依据新药开发的同系列原则、生物电子等排体原理,用L构型的萘丙氨酸替代sansalvamide A环肽结构中的苯丙氨酸,设计并合成新的包含有脯氨酸和非天然氨基酸如N-甲基氨基酸在内的不同结构的环五肽,测试不同环肽对caspase-3抑制活性,从中发现具有全新结构的caspase-3酶抑制剂。研究中,首先开发和优化了非天然氨基酸的制备方法和条件,筛选了加长肽链的策略。肽的环合是本研究的难点和关键,为了减少肽寡聚的发生以及提高环合效率和收率,优化了环合条件、溶剂以及缩合剂,采用DCM/THF和DMF为溶剂、HATU/HBTU和PyBOP为缩合剂,环肽收率达到37%,合成了 35个中间体和7个目标分子。链肽和环肽的分离提纯采用重结晶和柱层析方法,用1H NMR、13C NMR和HRMS对中间产物和目标产物结构进行表征。合成过程简述如下:1)以2-甲基萘为起始原料,经过一系列的反应得到N-乙酰萘丙氨酸甲酯,再通过生物水解得到L-2-萘丙氨酸。2)对于五肽的合成采用片段汇聚法和逐一连接法共合成七个链状五肽,然后再脱去碳端和氮端的保护基,在碱性条件下进行环合。对目标产物进行了生物活性测试。选择caspase-3酶抑制剂肿瘤细胞模型,测试了环肽抗肿瘤活性,选择caspase-3,研究了对细胞凋亡酶的抑制活性。结果显示,目标产物对B16和MGC-823肿瘤细胞表现出中等生物活性;环肽xcs-1和xcs-2对caspase-3 的 IC50 为 1.25 μg/mL。