中文摘要：

老年痴呆是一种神经系统退行性疾病，严重威胁到我国的人口质量和全民健康水平。β-分泌酶(BACE1)被认为是安全有效、最有希望攻克老年痴呆的潜在药物靶点。本项目基于我们前期发现的具有全新结构和显著BACE1抑制活性的海洋肽tasiamide B及三个类似物和初步的构效关系结果，开展结构的进一步优化，以获得高活性、高选择性、能透过血脑屏障的先导化合物。具体包括以确定最小活性片段为指标，剪除非活性必需结构单元，进行第一轮结构优化；以提高活性和选择性、确定活性分子与BACE1作用方式为指标，借助计算机辅助设计技术、通过培养复合物的单晶，进行第二轮结构优化；以提高过膜性和穿透BBB为指标，通过调节分子脂溶性及电荷性质等，对活性化合物进行第三轮优化，最终获得高质量的先导化合物。本项目的开展将为具有自主知识产权的新结构类型BACE1抑制剂的研究奠定基础，并为海洋肽类化合物的研究拓展新的方向。

结论摘要：

基于前期发现的对BACE1具有很强抑制活性的海洋肽tasiamide B-DPDA为苗头化合物，共计设计合成了76个目标化合物，确立了构效关系，简化了分子结构，发现了5个分子抑制BACE1的IC50小于50 nM。将5个活性分子与BACE1靶蛋白进行单晶培养，顺利获得了4个复合物单晶结构，这是首次发现海洋活性肽具有BACE1活性，并且阐明与靶蛋白的作用方式，并为进一步的结构优化提供了有力的参考。在进行BAC1活性评价的同时，评价了活性分子对其他天冬氨酸蛋白水解酶——γ-分泌酶的抑制活性，其中2个活性分子对γ-分泌酶表现出很弱的抑制活性，表明它们是很好的BAC1选择性抑制剂。另一方面，对所合成的化合物进行了其他两种重要的天冬氨酸蛋白水解酶—组织蛋白酶D（cath D）和组织蛋白酶E（cath E）抑制活性的评价，发现了目前报道的活性最强的、选择性最高的cath D抑制剂（IC50为78.3pM，对cath E的选择性达到169倍），这为这两个具有高度同源性蛋白的功能研究提供很好的分子探针。进一步在细胞水平上，测定了上述2个活性分子对CHO 2B7细胞的Aβ生成的影响（包括总 Aβ 和β40，A β42，由β-分泌酶（BACE1）和 γ-分泌酶连续作用产生）。结果显示，２个化合物抑制Aβ生成的IC50接近纳摩尔，表明它们具有很好的透膜性。在稳定性方面，2个化合物显示较好的体外血浆稳定性和体内细胞稳定性。在裸鼠体内活性方面，2个活性化合物能够透过BBB，在30 mg/kg 剂量注射能够显著降低小鼠脑内Aβ。上述研究结果不仅为基于BACE1靶点的抗老年痴呆药物的研究提供了重要基础数据，也为cath D的功能研究提供了重要的分子探针，拓展了海洋活性肽的应用领域。