近日，中科院大連化學物理研究所分子反應動力學國家重點實驗室1101組韓克利研究員及其成員撰寫的綜述文章“Recent density functional theory model calculations of drug metabolism by cytochrome P450”發表在Coordination Chemistry Reviews上（Coord. Chem. Rev., DOI: 10.1016/j.ccr.2012.01.016, 2012, in press）。

細胞色素P450（簡稱P450）是生物體內的一類單加氧酶，其催化功能非常廣泛，臨床上大多數藥物的I相代謝都是由P450催化的。在參與外源性物質的代謝過程中，P450既能發揮其解毒作用，又能將某些外源物轉化為有毒物質，因此研究P450催化外源性底物代謝的反應機理在藥物開發初期具有十分重要的意義。

P450被認為是自然界中最具催化多樣性的生物催化劑，它可以催化多種反應，如C-H羥基化、C=C環氧化、雜原子氧化、芳環氧化、脫烷基等。在催化反應過程中，分子氧（O2）裂解，P450將其中一個氧原子插入到底物（substrate, S）中，生成產物SO和水。

大連化物所1101組自2006年以來一直致力于細胞色素P450催化反應機理的理論研究，并相繼在J. Phys. Chem. B、ChemBioChem、J. Biol. Inorg. Chem.、Dalton Trans.、J. Am. Chem. Soc.等雜志上發表了一系列文章。該綜述介紹了1101組研究的P450催化的乙醇氧化、乙醛氧化、胺類脫烷基、酰胺脫烷基、尼古丁氧化等一系列反應。其中，乙醇氧化研究提出了一個新的反應通道（R-DHA），很好地解釋了隨著血醇濃度升高乙醇代謝增強的現象；乙醛氧化是一個協同氧化的過程，其C-H鍵的活化能僅為烷烴類活化能的1/3~1/2；胺類脫烷基反應的研究解決了HAT-SET機理的爭論，給出了一個一致性的機理繪景；酰胺中羰基的引入使酰胺有別于胺類，其所表現出的一些實驗現象也與胺類有明顯區別，酰胺脫烷基反應的研究很好地解釋了這些實驗現象；尼古丁氧化研究分別計算了尼古丁5’-羥基化反應和N-脫甲基反應，對反應的區域選擇性給出了合理的解釋。以上理論研究將為合理設計藥物提供一定的理論基礎，對藥物開發具有一定的指導意義。