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1928年Fleming教授发现青霉素以来的八十多年里，人类已经研制和发现了十余类数千种抗生素类药物，并广泛的应用于临床医疗中。抗生素类药物60年前应用于临床以来，人类的感染性疾病发病率和死亡率得到了前所未有的控制。但是，随着人类对抗生素的滥用和误用，很多病原菌已经具有了抗生素的耐药性，感染性疾病的疗效呈逐渐下降的趋势。
2010年8月11日，著名医学杂志《柳叶刀》刊文报导，南亚出现了一种特殊的肠杆菌科细菌，对几乎对所有抗生素都有耐药性。该报道随即引起媒体广泛关注，被称之为“超级细菌”。此种细菌的质粒上携带有blaNDM-1基因，它能够表达一种β-内酰胺酶，几乎可以水解所有临床应用的抗生素。因为首次病例在印度新德里发现，所以研究者们把它叫做新德里金属-β-内酰胺酶1(New Delhimetallo-β-lactamase1，NDM-1)。更为严重的是，由于blaNDM-1基因位于质粒上，可在不同菌种之间水平转移，致使其他菌种也具有耐药性。
NDM-1细菌的出现使得人类面临了一种感染“无药可治”的尴尬境地，如何解决NDM-1超级细菌已经成为了摆在人类面前的重要课题。研究发现，NDM-1细菌体内的一种耐药酶——新德里金属-β-内酰胺酶-1（NDM-1酶）能够水解当前临床应用的全部β-内酰胺类抗生素，是这种超强耐药性出现的罪魁祸首，如果能够发现一种抑制剂成功抑制NDM-1酶的活性，即可恢复β-内酰胺类抗生素对NDM-1细菌的抗菌活性。
本课题旨在通过计算机辅助药物设计的方法，发现具有NDM-1酶抑制活性的的苗头化合物。首先，我们基于分布式运算集群建立了高通量虚拟筛选体系，并利用具有69万分子的数据库作为测试集，对虚拟筛选体系的筛选速度和能力进行了测试。针对新德里金属-β-内酰胺酶-1(NDM-1)靶点，我们利用虚拟筛选体系对包含660万分子的类药分子库进行虚拟筛选，得到了13类421个分子。经过目视检查，选择其中12个进行购买与合成，并进行了生物活性测试与结构优化改造，获得了对NDM-1酶具有较高抑制活性的候选化合物，通过对其进一步的优化与改造，阐述了衍生物结构与活性之间的关系，以上研究将为抗NDM-1药物研发提供新方法和新思路。