近日，分子反应动力学国家重点实验室1101组韩克利研究员及其成员撰写的综述文章“Recent density functional theory model calculations of drug metabolism by cytochrome P450”发表在Coordination Chemistry Reviews上（Coord. Chem. Rev., DOI: 10.1016/j.ccr.2012.01.016, 2012, in press）。

细胞色素P450（简称P450）是生物体内的一类单加氧酶，其催化功能非常广泛，临床上大多数药物的I相代谢都是由P450催化的。在参与外源性物质的代谢过程中，P450既能发挥其解毒作用，又能将某些外源物转化为有毒物质，因此研究P450催化外源性底物代谢的反应机理在药物开发初期具有十分重要的意义。

P450被认为是自然界中最具催化多样性的生物催化剂，它可以催化多种反应，如C-H羟基化、C=C环氧化、杂原子氧化、芳环氧化、脱烷基等。在催化反应过程中，分子氧（O2）裂解，P450将其中一个氧原子插入到底物（substrate, S）中，生成产物SO和水。

1101组自2006年以来一直致力于细胞色素P450催化反应机理的理论研究，并相继在J. Phys. Chem. B、ChemBioChem、J. Biol. Inorg. Chem.、Dalton Trans.、J. Am. Chem. Soc.等杂志上发表了一系列文章。该综述介绍了1101组研究的P450催化的乙醇氧化、乙醛氧化、胺类脱烷基、酰胺脱烷基、尼古丁氧化等一系列反应。其中，乙醇氧化研究提出了一个新的反应通道（R-DHA），很好地解释了随着血醇浓度升高乙醇代谢增强的现象；乙醛氧化是一个协同氧化的过程，其C-H键的活化能仅为烷烃类活化能的1/3~1/2；胺类脱烷基反应的研究解决了HAT-SET机理的争论，给出了一个一致性的机理绘景；酰胺中羰基的引入使酰胺有别于胺类，其所表现出的一些实验现象也与胺类有明显区别，酰胺脱烷基反应的研究很好地解释了这些实验现象；尼古丁氧化研究分别计算了尼古丁5’-羟基化反应和N-脱甲基反应，对反应的区域选择性给出了合理的解释。以上理论研究将为合理设计药物提供一定的理论基础，对药物开发具有一定的指导意义。（文/图 李冬梅）