线粒体作为细胞代谢网络和信号传导网络的调控中心表现出多种重要的生理功能,以线粒体为靶标的药物研究已成为新药研发的热点之一。而作为直接调节线粒体功能的化学解偶联剂在治疗糖尿病等代谢性疾病和抗肿瘤药物发现等方面有可能提供新的机遇。然而,目前为止,对于化学解偶联剂与线粒体膜电位调节的构-效关系研究鲜见报道。本文基于高通量筛选得到的线粒体解偶联剂苗头化合物LGH00277,根据电子等排原理合成了N-(1,3-二氧代异吲哚啉)芳酰胺类新骨架化合物AUK1001,以AUK1001为基本结构进行结构修饰和优化,以L6肌管细胞的膜电位测试作为化合物解偶联活性的基本评估方法,探讨该类解偶联剂结构与线粒体膜电位变化的构一效关系,并进行初步的机制研究和部分功能试验。对AUK1001分区进行结构修饰,设计、合成了170余个新化合物,利用NMR、删S等对化合物的结构进行了表征。对其中的化合物AUK1057培养了单晶,X-射线衍射分析确认了该系列化合物的结构。A环的结构修饰表明,环上取代基的变化显著影响化合物降低线粒体膜电位的活性。化合物降低线粒体膜电位的活性可通过改变A环取代基的电子效应、体积大小和取代位置进行调节：吸电子基团提高化合物降线粒体膜电位的能力,而强的给电子效应和较大的取代基体积则使化合物降低线粒体膜电位的能力大幅下降；间位氯、对位甲基取代物均显示较强的降膜电位活性,而其它位置的氯代或甲基取代物则活性非常微弱；环上酚羟基的存在对于提高化合物降低线粒体膜电位的能力有重要作用,邻位羟基取代的化合物降膜电位的起效浓度低,且呈现良好的浓度依赖关系；而以噻吩替代苯环亦可获得良好的降膜电位活性。在对D区的构-效关系探讨中,发现N-烷基链长影响化合物降膜电位活性。N-烷基链长为五碳原子和六碳原子时,降低线粒体膜电位幅度最大,为四碳原子、十二碳原子时相对较温和。然而对于无活性的化合物,无论N-烷基链长如何变化,皆无明显降低线粒体膜电位的能力。由此推测D区可能为提供分子疏水链的助效基团。此外,烷基链上引入羧基支链可兼顾化合物的脂溶-水溶性平衡,并使化合物具有氨基酸的结构特性。B区的初步结构修饰发现,以磺酰胺基替代酰胺键连接A、C两个区域,降膜电位能力相对减弱,但若结合A、D区的结构修饰和优化,亦可获得具有较强降低线粒体膜电位作用的化合物,表明磺酰胺基取代具有改造潜力。C区的改造有待于进一步的工作。在对N-(1,3-二氧代异吲哚啉)芳酰胺类化合物的活性评估和初步构-效关系分析的基础上,剔除对降线粒体膜电位无活性的化合物,我们对各化合物进行了初步的细胞功能性影响评估实验。在化合物对L6肌细胞葡萄糖消耗影响的实验中,发现了一批糖耗效果明显的化合物,其中一些化合物如AUK1001,AUK2029等糖耗效果远胜过经典解偶联剂DNP,甚至好于阳性对照berberine。进一步的细胞耗氧测试一方面证实了化合物对呼吸链的影响,同时也进一步明确了N-(1,3-二氧代异吲哚啉)芳酰胺类化合物的降膜电位功能是基于解偶联机制。耗氧试验的结果还表明,糖耗及降膜电位幅度较大的化合物在对应浓度促进细胞耗氧的程度也很高。选取降膜电位作用较强的121个化合物进行了对胃癌细胞株MGC-803的生长抑制测试。结果发现22个化合物都表现出了一定程度的抑制活性,IC50值最好达到2.06μM。用SRB的分析方法进行了化合物对L6肌细胞的细胞毒评估。通过以上工作,我们获得了一类新的线粒体化学解偶联剂,初步探讨了它们降低线粒体膜电位的构-效关系,明确了调节线粒体膜电位的解偶联剂机制,并进行了L6肌管细胞葡萄糖消耗和胃癌细胞株MGC-803的生长抑制测试,为进一步的研究提供了基础。