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组织蛋白酶D(Cathepsin D,Cath D)在恶性肿瘤细胞内高度表达,参与肿瘤细胞的侵袭、增殖、转移和凋亡等过程。目前,Cath D已经被认为是治疗癌症的潜在靶点。Tasiamide B是Richard E.Moore等人在2003年首次从海洋藻青菌Symplloca sp.中分离得到的一种线性八肽,该化合物显示出较强的天冬氨酸蛋白酶抑制活性。本课题组前期完成了天然产物tasiamideB的全合成及其衍生物的设计与合成,并获得了多个具有高活性和高选择性的Cath D抑制剂。其中尤以衍生物TB-9和TB-11活性最优。两者在酶水平上均表现出较高的抑制活性,且对另外两种天冬氨酸蛋白酶(Cath E&BACE1)的选择性也较高。但经过仔细分析发现,其有进一步优化的空间:分子量过大、细胞水平上活性较差,该类抑制剂结构中每个氨基酸单元的作用尚未完全确定。在此基础上,本论文将从减小分子量、增加透膜性,以及寻找最小活性单元这几方面出发,进行新一轮的设计工作,采用片段合成策略,设计出三个系列共计21个目标化合物。1)A系列共设计并合成14个目标化合物(A-1～A-14)。该系列化合物在保留Val-N-Me-Gln-Ahppa片段的基础上,依次删除C端的氨基酸单元,同时在C末端采用甲酯或游离羧基的形式。2)B系列共设计5个化合物(B-1～B-5),成功合成B-1～B-4。该系列化合物基于活性最佳的TB-9,通过水解甲酯得到B-1;通过一个酪氨酸(Tyr)单元替换苯丙氨酸(Phe)单元,C末端为甲酯或游离羧基,得到B-2～B-4。3)基于细胞穿膜肽(CPP)的较强透膜能力,其可携带多种大分子物质进入细胞,开辟了介导药物进入细胞的新途径。C系列共设计并合成2个偶联体:将B-1(或B-3)以一个柔性连接链(linker)与靶向溶酶体的CPP相结合,得到偶联体C-1(或C-2)。本论文设计合成了三个系列的化合物,并完成了初步的生物活性研究。活性测试结果显示:1)C端的Pro残基可以删减,但C端的其他疏水性氨基酸残基则必须保留;2)C末端采用甲酯进行封闭活性略优;3)N末端采用Cbz保护活性更优;4)Tyr替换Phe,获得新型高活性和高选择性CathD抑制剂;5)连接CPP后的偶联体,能够成功透膜并靶向溶酶体,提高了原型抑制剂的细胞活性。