細(xì)胞色素P450酶的結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用研究進(jìn)展

細(xì)胞色素P450酶的結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用研究進(jìn)展一、本文概述細(xì)胞色素P450酶（CytochromeP450，簡(jiǎn)稱(chēng)CYP450）是一類(lèi)在生物體內(nèi)廣泛存在的血紅素蛋白超家族，它們?cè)谠S多生物化學(xué)反應(yīng)中扮演著關(guān)鍵角色。這些酶在生物體內(nèi)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，包括藥物代謝、膽固醇合成、脂肪酸氧化、環(huán)境污染物降解等。由于其在生命活動(dòng)中的核心地位，細(xì)胞色素P450酶一直是生物化學(xué)、分子生物學(xué)、藥物學(xué)等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文旨在綜述細(xì)胞色素P450酶的結(jié)構(gòu)、功能以及應(yīng)用研究進(jìn)展。我們將首先概述細(xì)胞色素P450酶的基本結(jié)構(gòu)和功能，包括其獨(dú)特的血紅素結(jié)合域、催化機(jī)制以及底物特異性等。接著，我們將重點(diǎn)關(guān)注近年來(lái)在細(xì)胞色素P450酶結(jié)構(gòu)和功能方面的新發(fā)現(xiàn)，如新型P450酶的鑒定、結(jié)構(gòu)解析和催化機(jī)制的研究等。我們還將探討細(xì)胞色素P450酶在藥物研發(fā)、生物技術(shù)、環(huán)境治理等領(lǐng)域的應(yīng)用，以及面臨的挑戰(zhàn)和未來(lái)的發(fā)展方向。通過(guò)本文的綜述，我們希望能夠?yàn)樽x者提供一個(gè)關(guān)于細(xì)胞色素P450酶結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用研究的全面而深入的視角，同時(shí)展望其未來(lái)的發(fā)展前景和潛在應(yīng)用。二、細(xì)胞色素450酶的結(jié)構(gòu)特性細(xì)胞色素P450酶（CYPs）是一類(lèi)具有廣泛生物分布和功能的血紅素蛋白超家族，其名稱(chēng)來(lái)源于其在還原狀態(tài)下與一氧化碳結(jié)合后在450納米處顯示出的特征性吸收峰。這些酶在生物體內(nèi)發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，包括藥物代謝、膽固醇合成、激素合成、脂肪酸氧化以及環(huán)境化合物的解毒等。細(xì)胞色素P450酶的結(jié)構(gòu)特性使其成為生物催化領(lǐng)域的明星分子。它們通常包含一個(gè)血紅素輔基，通過(guò)卟啉環(huán)與蛋白質(zhì)緊密結(jié)合。血紅素輔基是酶的活性中心，其內(nèi)部的鐵原子能在氧化和還原狀態(tài)之間切換，從而實(shí)現(xiàn)底物的羥基化和其他類(lèi)型的氧化反應(yīng)。每個(gè)CYP都有一個(gè)高度保守的α-螺旋結(jié)構(gòu)，即I-螺旋，它位于血紅素平面的上方，對(duì)底物的識(shí)別和結(jié)合起到關(guān)鍵作用。在結(jié)構(gòu)層面，細(xì)胞色素P450酶通常具有一個(gè)由多個(gè)α-螺旋和β-折疊組成的復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)。這些結(jié)構(gòu)元素協(xié)同工作，以確保底物的正確識(shí)別和結(jié)合，并優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程中底物與活性中心之間的相互作用。同時(shí)，不同的細(xì)胞色素P450酶家族成員之間在結(jié)構(gòu)上也存在一定的差異，這反映了它們各自獨(dú)特的催化特性和底物選擇性。值得一提的是，細(xì)胞色素P450酶的結(jié)構(gòu)特性與其功能緊密相關(guān)。例如，酶的底物結(jié)合口袋的大小和形狀決定了其能夠結(jié)合的底物類(lèi)型，而血紅素輔基的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)則決定了酶能夠進(jìn)行的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型。對(duì)細(xì)胞色素P450酶結(jié)構(gòu)的深入研究不僅有助于理解其催化機(jī)制，也為設(shè)計(jì)和優(yōu)化基于這些酶的生物技術(shù)應(yīng)用提供了重要基礎(chǔ)。細(xì)胞色素P450酶的結(jié)構(gòu)特性使其在生物催化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。隨著對(duì)這類(lèi)酶結(jié)構(gòu)、功能和機(jī)制的深入研究，人們有望開(kāi)發(fā)出更高效、更安全的生物催化劑，為藥物研發(fā)、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)能源生產(chǎn)等領(lǐng)域的發(fā)展做出重要貢獻(xiàn)。三、細(xì)胞色素450酶的功能機(jī)制細(xì)胞色素P450酶（CytochromeP450s，CYPs）是一類(lèi)廣泛存在于生物體內(nèi)的多功能氧化酶，它們?cè)谠S多生物過(guò)程中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。這些酶以其獨(dú)特的血紅素輔基中的鐵離子為中心，能夠催化多種底物的氧化反應(yīng)，包括內(nèi)源性和外源性的化合物。細(xì)胞色素P450酶的功能機(jī)制涉及電子的傳遞和底物的氧化。在催化循環(huán)中，P450酶首先與NADPH（還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）和NADPH-細(xì)胞色素P450還原酶（CPR）結(jié)合，從NADPH獲取兩個(gè)電子，使血紅素鐵離子從氧化態(tài)（Fe3+）還原為還原態(tài)（Fe2+）。隨后，底物分子與還原態(tài)的P450酶結(jié)合，并在血紅素鐵離子的作用下接受一個(gè)氧分子，形成一個(gè)氧合復(fù)合物。在這一步驟中，底物分子被氧化，同時(shí)血紅素鐵離子重新氧化為Fe3+。P450酶通過(guò)CPR和NADPH再次被還原，完成催化循環(huán)，準(zhǔn)備進(jìn)行下一輪的底物氧化。細(xì)胞色素P450酶的功能多樣性源于其廣泛的底物特異性和區(qū)域選擇性。這些酶的底物包括內(nèi)源性的固醇、脂肪酸、激素等，以及外源性的藥物、毒物、環(huán)境污染物等。通過(guò)特定的P450酶，這些底物可以被氧化成不同的代謝產(chǎn)物，參與各種生物過(guò)程，如藥物代謝、膽固醇合成、解毒等。近年來(lái)，隨著分子生物學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)的發(fā)展，人們對(duì)細(xì)胞色素P450酶的功能機(jī)制有了更深入的理解。例如，通過(guò)基因敲除和基因敲入等實(shí)驗(yàn)手段，研究人員可以探究特定P450酶在生物體內(nèi)的具體作用。利用射線(xiàn)晶體學(xué)、核磁共振等結(jié)構(gòu)生物學(xué)技術(shù)，人們可以解析P450酶與底物、抑制劑等復(fù)合物的三維結(jié)構(gòu)，從而揭示酶與底物之間的相互作用機(jī)制和催化反應(yīng)的具體步驟。細(xì)胞色素P450酶的功能機(jī)制是一個(gè)復(fù)雜而精妙的過(guò)程，涉及電子的傳遞、底物的氧化和多種生物過(guò)程的調(diào)控。對(duì)這一機(jī)制的深入研究不僅有助于我們理解P450酶在生物體內(nèi)的具體作用，也為藥物設(shè)計(jì)、環(huán)境治理等領(lǐng)域提供了新的思路和方法。四、細(xì)胞色素450酶的應(yīng)用研究進(jìn)展細(xì)胞色素P450酶（CYPs）在生物體內(nèi)扮演著至關(guān)重要的角色，其多樣化的功能和應(yīng)用價(jià)值在近年來(lái)得到了廣泛的關(guān)注和研究。隨著對(duì)細(xì)胞色素P450酶結(jié)構(gòu)和功能的深入理解，其應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大，涵蓋了醫(yī)藥、環(huán)境科學(xué)、生物技術(shù)和農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。在醫(yī)藥領(lǐng)域，細(xì)胞色素P450酶是藥物代謝的主要參與者，對(duì)藥物的生物轉(zhuǎn)化和清除起著關(guān)鍵作用。對(duì)細(xì)胞色素P450酶的研究對(duì)于藥物研發(fā)和臨床用藥具有重要意義。通過(guò)調(diào)控細(xì)胞色素P450酶的活性，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)藥物代謝的調(diào)控，從而達(dá)到優(yōu)化藥物治療效果的目的。環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域，細(xì)胞色素P450酶在環(huán)境污染物的生物降解過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。許多污染物，如多環(huán)芳烴、有機(jī)磷農(nóng)藥等，都可以通過(guò)細(xì)胞色素P450酶的催化作用被生物降解，從而降低環(huán)境污染。對(duì)細(xì)胞色素P450酶在環(huán)境污染治理中的應(yīng)用進(jìn)行研究，對(duì)于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。在生物技術(shù)領(lǐng)域，細(xì)胞色素P450酶作為生物催化劑，被廣泛應(yīng)用于生物合成和生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中。例如，通過(guò)細(xì)胞色素P450酶的催化作用，可以實(shí)現(xiàn)一些復(fù)雜化合物的生物合成，如類(lèi)固醇激素、維生素等。細(xì)胞色素P450酶還可以用于生物轉(zhuǎn)化過(guò)程，將某些底物轉(zhuǎn)化為具有更高價(jià)值的產(chǎn)物。農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，細(xì)胞色素P450酶在植物代謝和農(nóng)藥降解過(guò)程中也發(fā)揮著重要作用。一些植物細(xì)胞色素P450酶可以催化植物體內(nèi)有害物質(zhì)的代謝，從而提高植物的抗逆性。細(xì)胞色素P450酶也可以用于農(nóng)藥降解，減少農(nóng)藥在環(huán)境中的殘留和污染。細(xì)胞色素P450酶的應(yīng)用研究正在不斷深入和拓展。隨著對(duì)其結(jié)構(gòu)和功能的進(jìn)一步理解，以及新的應(yīng)用領(lǐng)域的發(fā)現(xiàn)，細(xì)胞色素P450酶在未來(lái)的應(yīng)用前景將更加廣闊。五、細(xì)胞色素450酶的研究挑戰(zhàn)與前景細(xì)胞色素P450酶作為生物體內(nèi)關(guān)鍵的代謝酶類(lèi)，其在藥物代謝、環(huán)境污染物降解、生物合成等多個(gè)領(lǐng)域都具有重要的應(yīng)用價(jià)值。盡管對(duì)細(xì)胞色素P450酶的研究已經(jīng)取得了顯著的進(jìn)展，但仍面臨許多挑戰(zhàn)和未解之謎。細(xì)胞色素P450酶的復(fù)雜性和多樣性為其研究帶來(lái)了困難。不同的P450酶具有不同的底物特異性、催化機(jī)制和調(diào)控方式，這使得對(duì)每一種P450酶都需要進(jìn)行獨(dú)立而深入的研究。P450酶的活性調(diào)控機(jī)制仍不完全清楚，這使得對(duì)P450酶的人工調(diào)控和改造面臨挑戰(zhàn)。細(xì)胞色素P450酶的應(yīng)用也受到了一些限制。例如，P450酶在體外應(yīng)用時(shí)常常需要輔酶和輔因子的參與，這增加了其應(yīng)用的復(fù)雜性。P450酶對(duì)底物的選擇性較強(qiáng)，這使得其在某些特定化學(xué)反應(yīng)中的應(yīng)用受到限制。盡管面臨這些挑戰(zhàn)，細(xì)胞色素P450酶的研究前景仍然廣闊。隨著分子生物學(xué)、結(jié)構(gòu)生物學(xué)、計(jì)算生物學(xué)等交叉學(xué)科的發(fā)展，我們可以期待對(duì)P450酶的結(jié)構(gòu)和功能有更深入的理解。這將有助于我們?cè)O(shè)計(jì)更高效的P450酶突變體或人工模擬酶，以滿(mǎn)足藥物代謝、環(huán)境污染物降解等領(lǐng)域的需求。細(xì)胞色素P450酶的生物合成途徑和調(diào)控機(jī)制也是未來(lái)研究的熱點(diǎn)。通過(guò)對(duì)P450酶生物合成途徑的深入研究，我們可以開(kāi)發(fā)出更高效的生產(chǎn)P450酶的方法。對(duì)P450酶調(diào)控機(jī)制的研究也將有助于我們實(shí)現(xiàn)對(duì)P450酶活性的精確調(diào)控，以滿(mǎn)足不同的應(yīng)用需求。細(xì)胞色素P450酶的研究雖然面臨挑戰(zhàn)，但隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我們有理由相信這些挑戰(zhàn)將被逐一克服。未來(lái)，P450酶將在藥物研發(fā)、環(huán)境保護(hù)、生物合成等領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用，為人類(lèi)的健康和可持續(xù)發(fā)展做出更大的貢獻(xiàn)。六、結(jié)論細(xì)胞色素P450酶是一類(lèi)功能多樣且至關(guān)重要的生物催化劑，其在生物體內(nèi)參與多種關(guān)鍵生化過(guò)程，包括藥物代謝、激素合成、膽固醇降解等。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，特別是結(jié)構(gòu)生物學(xué)、分子生物學(xué)和計(jì)算生物學(xué)的飛速發(fā)展，我們對(duì)細(xì)胞色素P450酶的結(jié)構(gòu)和功能有了更深入的理解。結(jié)構(gòu)研究方面，高分辨率的射線(xiàn)晶體結(jié)構(gòu)和冷凍電鏡結(jié)構(gòu)為我們揭示了P450酶的精細(xì)結(jié)構(gòu)和催化機(jī)制。這些結(jié)構(gòu)信息不僅加深了我們對(duì)P450酶工作原理的認(rèn)識(shí)，也為后續(xù)的藥物設(shè)計(jì)和酶工程改造提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。功能研究方面，我們逐步闡明了P450酶在生物體內(nèi)的多種功能，包括其在藥物代謝中的關(guān)鍵作用，以及在環(huán)境污染物降解和生物合成中的應(yīng)用。P450酶的底物多樣性和催化靈活性也使其成為了生物催化領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。應(yīng)用研究方面，P450酶在藥物研發(fā)、生物技術(shù)和環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域的應(yīng)用前景廣闊。通過(guò)基因工程和蛋白質(zhì)工程手段，我們可以對(duì)P450酶進(jìn)行改造和優(yōu)化，以提高其催化效率、拓寬底物譜或?qū)崿F(xiàn)特定功能。這些改造后的酶在藥物合成、生物轉(zhuǎn)化和環(huán)境修復(fù)等領(lǐng)域具有巨大的應(yīng)用潛力。細(xì)胞色素P450酶的結(jié)構(gòu)、功能與應(yīng)用研究取得了顯著的進(jìn)展。仍有許多挑戰(zhàn)和問(wèn)題需要我們?nèi)ヌ剿骱徒鉀Q，如P450酶的催化機(jī)制、底物識(shí)別和選擇性、以及如何在實(shí)際應(yīng)用中充分發(fā)揮其催化優(yōu)勢(shì)等。未來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和交叉學(xué)科的發(fā)展，相信我們將對(duì)P450酶有更深入的理解和應(yīng)用。參考資料：細(xì)胞色素P450酶，也稱(chēng)為P450或CYP450，是一類(lèi)在生物體內(nèi)發(fā)揮重要功能的酶。它們?cè)谏锖铣伞⒋x以及環(huán)境應(yīng)激反應(yīng)等多個(gè)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。本文將詳細(xì)介紹細(xì)胞色素P450酶的結(jié)構(gòu)、功能及其應(yīng)用研究進(jìn)展。細(xì)胞色素P450酶最早是在20世紀(jì)50年代被發(fā)現(xiàn)的，它們是一類(lèi)在生物體內(nèi)廣泛存在的血紅素蛋白。P450酶在生物體內(nèi)的主要作用是通過(guò)氧化還原反應(yīng)，將底物轉(zhuǎn)化為更易被代謝或合成的產(chǎn)物。在生物合成過(guò)程中，P450酶參與了多種內(nèi)源性物質(zhì)，如甾醇類(lèi)和脂肪酸的合成，同時(shí)也參與了外源性物質(zhì)的代謝，如藥物和環(huán)境污染物。細(xì)胞色素P450酶由一條或多條肽鏈構(gòu)成，每條肽鏈都包含一個(gè)血紅素結(jié)合位點(diǎn)。P450酶的分子結(jié)構(gòu)可以分為幾個(gè)主要部分：血紅素結(jié)合位點(diǎn)、疏水性氨基酸組成的“口袋”以及負(fù)責(zé)底物識(shí)別的“蓋子”。這些結(jié)構(gòu)使得P450酶能夠與底物進(jìn)行特異性結(jié)合，并催化底物發(fā)生氧化還原反應(yīng)。P450酶的活性受到一系列調(diào)節(jié)機(jī)制的控制，包括基因表達(dá)水平的調(diào)節(jié)、蛋白質(zhì)相互作用以及配體和抑制劑的調(diào)節(jié)等。這些調(diào)節(jié)機(jī)制可以影響P450酶的底物特異性、催化效率和表達(dá)水平，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)生物體內(nèi)代謝過(guò)程的精確調(diào)控。細(xì)胞色素P450酶在生物體內(nèi)具有廣泛的功能。在生物合成方面，P450酶參與了多種內(nèi)源性物質(zhì)的合成，如甾醇類(lèi)、脂肪酸和類(lèi)固醇等。這些物質(zhì)在生物體內(nèi)具有重要的生理功能，如調(diào)節(jié)免疫力、維持細(xì)胞膜穩(wěn)定性等。P450酶還在外源性物質(zhì)的代謝過(guò)程中發(fā)揮重要作用，如藥物、環(huán)境污染物和食物添加劑等。這些物質(zhì)的代謝過(guò)程需要P450酶將其轉(zhuǎn)化為更易被排出體外的形式，從而避免對(duì)機(jī)體造成不良影響。隨著對(duì)細(xì)胞色素P450酶的深入了解，越來(lái)越多的應(yīng)用開(kāi)始出現(xiàn)。在藥物發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域，研究人員利用P450酶的生物合成功能，尋找能夠調(diào)節(jié)機(jī)體代謝過(guò)程的藥物候選者。例如，一些藥物可以誘導(dǎo)或抑制特定P450酶的表達(dá)，從而達(dá)到治療疾病的目的。在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，P450酶被用于降解環(huán)境中的有害物質(zhì)。例如，一些植物和微生物中的P450酶能夠?qū)⑽廴疚镛D(zhuǎn)化為無(wú)害或低毒性的物質(zhì)，從而降低環(huán)境污染。在化妝品制備領(lǐng)域，P450酶也具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。例如，一些植物和海洋生物中的P450酶具有抗氧化、抗炎和抗腫瘤等作用，可以用于制備具有療效和保健功能的化妝品。細(xì)胞色素P450酶是一類(lèi)具有重要結(jié)構(gòu)和功能的酶，其在生物合成、代謝和環(huán)境應(yīng)激反應(yīng)等多個(gè)方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用。隨著對(duì)P450酶的深入研究和了解，其應(yīng)用潛力越來(lái)越被發(fā)掘出來(lái)。在藥物發(fā)現(xiàn)、環(huán)境保護(hù)和化妝品制備等領(lǐng)域，P450酶都展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。未來(lái)研究方向主要包括：1）深入探究P450酶的結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系，了解其作用機(jī)制；2）研究P450酶在不同環(huán)境和條件下的表達(dá)調(diào)控機(jī)制，為環(huán)境保護(hù)和生物技術(shù)應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)；3）發(fā)掘具有特殊功能的P450酶及其應(yīng)用潛力，為藥物發(fā)現(xiàn)和化妝品制備等領(lǐng)域提供新的思路和方法；4）探索P450酶與其他蛋白質(zhì)相互作用及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，揭示其在生物體內(nèi)的復(fù)雜作用機(jī)制。細(xì)胞色素P450酶的研究不僅具有重要的理論價(jià)值，還對(duì)于人類(lèi)健康、環(huán)境保護(hù)和生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展等方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。未來(lái)需要加強(qiáng)跨學(xué)科合作，促進(jìn)研究成果轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，以實(shí)現(xiàn)P450酶的進(jìn)一步研究和應(yīng)用拓展。人體內(nèi)代謝藥物的主要酶是細(xì)胞色素P450超家族(CytochromeP450proteins,CYP)，它們是一類(lèi)主要存在于肝臟、腸道中的單加氧酶，多位于細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，催化多種內(nèi)、外源物質(zhì)的（包括大多數(shù)臨床藥物）代謝。P450酶能通過(guò)其結(jié)構(gòu)中的血紅素中的鐵離子傳遞電子，氧化異源物，增強(qiáng)異源物質(zhì)的水溶性，使它們更易排出體外。CYP有多個(gè)亞家族，包括CYP3A4，CYP3A5,CYP2D6，CYP2C9，CYP2C19等。細(xì)胞色素P450同工酶是血紅蛋白超級(jí)家族，它是內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上混合功能氧化酶系統(tǒng)的末端氧化酶。稱(chēng)呼這些為同工酶是由于其與一氧化碳結(jié)合和還原時(shí)，分光光度法測(cè)得的吸收峰在450nm附近。P450同工酶認(rèn)為已存在了350萬(wàn)年，在細(xì)菌、真菌及動(dòng)植物中均可發(fā)現(xiàn)其存在。已清楚認(rèn)為人類(lèi)細(xì)胞色素酶參與外源性物質(zhì)（如藥物、酒精、抗氧化劑、有機(jī)溶劑、麻醉藥、染料、環(huán)境污染物質(zhì)、化學(xué)制品）的代謝，所產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物可能有毒性或致癌性。它們?cè)谘趸?、過(guò)氧化和還原內(nèi)源性生理化合物，如甾體、膽汁酸、脂肪酸、前列腺素、生物源性氨類(lèi)和retinoids等代謝起重要作用。最近除了研究細(xì)胞色素同工酶參與代謝以外，還揭示了其新的生理及病理作用。當(dāng)將CO氣泡通過(guò)由聯(lián)二亞硫酸鈉所還原的鼠肝微粒體懸浮液時(shí)，在該懸浮液的差視光譜中可出現(xiàn)一個(gè)峰值在450nm的強(qiáng)吸收峰，該吸收峰與其它血紅蛋白/一氧化碳結(jié)合物的吸收峰位置不同（后者峰位在420nm左右）。這種色素有Omura和Sato表征為細(xì)胞色素，并命名為P450，意即一種在450nm處有最大吸收峰的細(xì)胞色素，P是Pigment的縮寫(xiě)。早期研究證實(shí)細(xì)胞色素P450有多種類(lèi)型，但并不知道不同物種和組織有相似的同功異構(gòu)體。研究人員根據(jù)同工酶的光譜特性、電泳泳動(dòng)度或其底物將其分別命名。隨著人們認(rèn)識(shí)氨基酸順序的迅速進(jìn)展,Nehert及其同事在常見(jiàn)氨基酸順序的基礎(chǔ)上提出了通用的系統(tǒng)命名法，后被廣泛接受。其將同工酶及基因分為家族和亞家族，以"CYP"為詞首來(lái)命名所有物種的細(xì)胞色素P450同工酶（除果蠅及鼠基因用'Cyp'外）。在該系統(tǒng)中，所有來(lái)源的細(xì)胞色素P450蛋白的氨基酸若有40%以上的同一性，則歸于同一家族，并以阿拉伯?dāng)?shù)字來(lái)標(biāo)示。亞家族酶由氨基酸順序有55%以上相似的酶組成，以大寫(xiě)字母標(biāo)示，字母后面的阿拉伯?dāng)?shù)字表示不同的酶，與酶相關(guān)的基因則用斜體字表示。比如,CYP2家族有幾個(gè)亞家族，諸如CYP2C、CYP2D、CYP2E。數(shù)字代表不同的酶，如CYP2D6,基因則用CYP2D6表示。不論其來(lái)源或催化活性為何，這種命名法的優(yōu)點(diǎn)是很易識(shí)別結(jié)構(gòu)一致或高度相似的細(xì)胞色素P450S。有列表報(bào)道481個(gè)P450基因和22個(gè)假基因（截止到1995年10月）。描述了74個(gè)基因家族，在人類(lèi)曾報(bào)道有14個(gè)基因家族，并曾發(fā)現(xiàn)人類(lèi)基因組內(nèi)有20個(gè)亞家族。現(xiàn)已清楚細(xì)胞色素P450系統(tǒng)和肝臟代謝有關(guān)。CYP1,2,3家族約占總肝P450含量的70%，并負(fù)責(zé)大多數(shù)藥物的代謝。根據(jù)它們?cè)诟闻K的表達(dá),CYP3A約占總肝P450的30%,CYP2約占20%,CYP1A2占13%,CYP2E1占7%,CYP2A6占4%,CYP2D6占2%。在大量的組織內(nèi)，包括小腸、胰、腦、肺、腎上腺、腎、骨髓、肥大細(xì)胞、皮膚、卵巢及睪丸均發(fā)現(xiàn)有其他的肝細(xì)胞色素P450。整個(gè)腸道粘膜內(nèi)，細(xì)胞色素P450同工酶存在有不同的數(shù)量。CYP3A4存在于小腸粘膜,CYP1A1存在于十二指腸。十二指腸及空腸有少量的CYP2D6及CYP2C8-10。非那西丁和氟西泮(flurasepam)系經(jīng)腸道細(xì)胞色素P450酶代謝。整個(gè)腦內(nèi)均發(fā)現(xiàn)有細(xì)胞色素P450同工酶，且腦干及小腦的濃度很高，認(rèn)為在調(diào)節(jié)皮質(zhì)酮和孕酮的濃度非常重要。皮質(zhì)酮和孕酮在應(yīng)激、妊娠及月經(jīng)周期中性情變化、睡與醒周期中有一定的作用。近端腎小管腔內(nèi)的微絨毛狀緣及腎髓質(zhì)也發(fā)現(xiàn)有細(xì)胞色素P450同工酶。它們可能催化腎內(nèi)花生四稀酸導(dǎo)致產(chǎn)生成二十烷類(lèi)物質(zhì)，后者有血管活性，并可影響鐵離子的轉(zhuǎn)運(yùn)，然后影響調(diào)控液體容量和成分的生理機(jī)制。肺泡II型細(xì)胞也發(fā)現(xiàn)細(xì)胞色素P450同工酶，但酶的總量相對(duì)較少，因此對(duì)代謝的作用不大。脂肪細(xì)胞內(nèi)含有高濃度CYP19酶，認(rèn)為在老年人雌激素的合成中可能起重要作用。遺傳多態(tài)性是一種孟德?tīng)栠z傳特性，正常群體中至少存在兩種表型，每一種的頻率均不低于1%。弱或慢代謝者具有純合的常染色體隱性等位基因（常為突變的等位基因）而強(qiáng)或快代謝者具有雜合的或純合的顯性等位基因。一些細(xì)胞色素P450同工酶與遺傳多態(tài)性有關(guān)。最為人知的多態(tài)性同工酶是CYP2D6即異喹胍羥化酶。CYP2D6基因位于第22染色體，該基因的突變會(huì)導(dǎo)致酶的親和力減少或降低。5-10%的高加索人或9%的亞洲人的異喹胍和CYP2D6其它底物的代謝率明顯降低。除了弱和強(qiáng)代謝者，還發(fā)現(xiàn)一組稱(chēng)為超快速代謝者。這組與活性極高的從基因放大而來(lái)的CYP2D6有關(guān)。CYP2C19酶首先于S-美芬妥英(s-mephenytoin)的羥化中認(rèn)識(shí)，也與遺傳多態(tài)性有關(guān)。S-美芬妥英慢代謝在高加索人為2-5%，日本人為20%，非洲的美洲人為19%，非洲人為8%。CYP2E1酶也示有遺傳多態(tài)性，可影響人細(xì)胞色素基因CYP2E151-側(cè)面區(qū)，（含DNA的非編碼基因區(qū)，與蛋白質(zhì)相互作用以促進(jìn)或抑制轉(zhuǎn)錄）。它含有一些多態(tài)性長(zhǎng)度限制性碎片，可影響轉(zhuǎn)錄或蛋白質(zhì)表達(dá)的功能活性，并與酒精性肝病、吸煙引起的肝、肺癌的發(fā)展有關(guān)。藥物代謝遺傳多態(tài)性的臨床重要性取決于藥物的活性是依賴(lài)于底物還是代謝物，以及影響藥物總的消除通路的程度。異喹胍的抗高血壓作用存在于藥物自身而其消除取決于通路。正常劑量下，弱代謝個(gè)體就有更大的可能出現(xiàn)明顯的和長(zhǎng)期的副作用。相反，可待因的鎮(zhèn)痛活性是因?yàn)楸籆YP2D6（異喹胍羥化酶）脫甲基后形成嗎啡所致。弱代謝者其鎮(zhèn)痛效能就較低。涉及代謝酶抑制或誘導(dǎo)的藥物相互作用程度受遺傳因素的影響且可以預(yù)測(cè)?？岫∈钱愢伊u化酶的強(qiáng)效抑制劑，它可使正常有效代謝變?yōu)楸硇偷娜醮x者，從而增加潛在的副作用，有人建議在口服治療指數(shù)窄的藥物前，對(duì)病人的特定代謝路徑進(jìn)行表型研究。表型以給予單一劑量的標(biāo)志物后藥物及其代謝物在尿內(nèi)濃度比率為基礎(chǔ)的。金雀花堿(sparteine)、異喹胍(debrisoquine)及右美沙芬(dextromethorphan)均可作為CYP2D6多態(tài)性的標(biāo)志物。其它標(biāo)志物有CYP1A2的咖啡因,CYP3A4的利多卡因。代謝表型的應(yīng)用不廣泛，主要因?yàn)槠浒嘿F，不方便以及特異性及敏感性均較低。用多聚酶鏈反應(yīng)對(duì)外周淋巴細(xì)胞的DNA分析所進(jìn)行的基因型研究可直接預(yù)測(cè)代謝表型。DNA檢驗(yàn)可預(yù)測(cè)出95%的健康志愿者有CYP2D6表型。肝臟的細(xì)胞色素P450系統(tǒng)在藥物的代謝中起著重要作用，它將藥物由疏水型轉(zhuǎn)化為更易排泄的親水型。生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)一般可分為細(xì)胞色素P450依賴(lài)的I相和II相結(jié)合反應(yīng)。最近幾年內(nèi)已清楚藥物的肝外代謝對(duì)體內(nèi)藥物總的降解起一定的作用。胃腸道內(nèi)的生物轉(zhuǎn)化是非常重要的，因?yàn)樗山档涂诜幬锏纳锢枚?。遺傳多態(tài)性、酶抑制、酶誘導(dǎo)及生理因素均可引起細(xì)胞色素P450活性的改變。這有一定的臨床含意，因?yàn)檫@會(huì)引起藥物藥代動(dòng)力學(xué)的改變，導(dǎo)致藥物效能改變，因代謝減少或毒性代謝物生成增多而增加藥物毒性，以及導(dǎo)致藥物的相互作用。CYP1A家族以?xún)蓚€(gè)基因?yàn)樘匦?，主要參與多環(huán)芳香族化合物及芳香胺的代謝。肝及肝外組織，如肺，發(fā)現(xiàn)有低濃度的CYP1A1（芳基族碳?xì)浠衔锪u化酶），可被多環(huán)碳?xì)浠衔镎T導(dǎo)。肝內(nèi)誘導(dǎo)機(jī)制已被廣泛研究。誘導(dǎo)劑彌散入肝細(xì)胞，然后與載體蛋白受體結(jié)合。載體蛋白復(fù)合物進(jìn)入核內(nèi)與DNA結(jié)合后，促進(jìn)mRNA的轉(zhuǎn)錄，后者離開(kāi)核并促進(jìn)粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)生成細(xì)胞色素酶。一氧化氮(NO)可與細(xì)胞色素P450酶的催化型血紅素部分結(jié)合。體外研究用V79中國(guó)倉(cāng)鼠細(xì)胞（可穩(wěn)定表達(dá)人CYPIA1和CYP1A2酶）表明CYP1A1對(duì)NO的抑制作用較為敏感。CYP1A2（芳香胺氧化作用）對(duì)于咖啡因、茶堿中甲基黃嘌呤的去甲基，萘普生(naproxen)的O-去甲基，他克林(tacrine)，羅比卡因(Ropivacaine)（形成3-OHropivacaine）。R－華法林(warfarin)和咖啡因的羥化，非那西汀(phenacetin)的去烷基化和三環(huán)類(lèi)抗抑郁藥的去甲基化較重要。吸煙、charlroiled肉、苯妥英、苯巴比酮和奧美拉唑(omeprazole)可誘導(dǎo)該酶。喹諾酮類(lèi)抗生素，如環(huán)丙沙星的4－氧－羧酸部分與酶的結(jié)合可抑制CYP1A2。一種選擇性的5－羥色胺再吸收抑制劑Fluvoxamine也可抑制CYP1A2。這是一個(gè)大家族，包括2A、2B、2C、2D、2E亞家族。對(duì)人2A亞家族的研究尚不多。2A6是一種重要的肝酶，可羥化香豆素類(lèi)化合物。2B亞家族對(duì)人肝臟藥物代謝的作用較為有限。CYP2C亞家族酶可使安定、三環(huán)類(lèi)抗抑郁藥（阿米替林、丙米嗪）去甲基，還可氧化奧美拉唑。2C9的底物是苯妥英、甲苯磺丁脲(tolbutamine)和雙氯芬酸(diclofenec)。2C10酶參與甲苯磺丁脲和環(huán)已巴比妥的羥化。苯磺唑酮(sulfinpyrazone)和硫苯拉唑(sulfaphenaxole)可抑制這兩種酶。2C19參與環(huán)已巴比妥、安定和S-美芬妥英(S-mephenytoin)的代謝。對(duì)2D6酶（異喹胍(debrisoquine)羥化酶）的研究很多，它參與大量藥物的代謝，如異喹胍、三環(huán)類(lèi)抗抑郁藥、選擇性5－羥色胺再攝取抑制劑（除外fluvoxamine）、鎮(zhèn)痛藥（可待因、右美沙芬(dextromethorphan)）、抗心律失常藥（金雀花堿(sparteine)、恩卡尼encainiide、氟卡龍flecanide）、β－阻滯劑（美托洛爾metoprolol）和ondansetron。CYP2D6酶的活性呈雙峰分布，提示人群中顯性和隱性等位基因的存在。藥物對(duì)同工酶無(wú)誘導(dǎo)作用?？岫『瓦x擇性5－羥色胺再攝取抑制劑可與該酶緊密結(jié)合并產(chǎn)生抑制作用?？诜蒀YP2D6代謝的藥物的病人，可被奎尼丁有效的變?yōu)槿醮x者。選擇性5－羥色胺，如paroxetine和fluoxetine是強(qiáng)效競(jìng)爭(zhēng)性、可逆性抑制劑，而sertraline和fluvoxamine的作用程度則較低。CYP2E亞家族僅包括一個(gè)基因，是毒理學(xué)中一個(gè)重要的酶。CYP2E1（二甲基亞硝胺、N－去甲基酶），負(fù)責(zé)許多揮發(fā)性麻醉藥（如七氟醚、安氟醚、甲氧氟烷、異氟醚、乙醚、三氯乙烯和氯仿、乙醇及芳香類(lèi)化合物，如苯、撲熱息痛及亞硝基二甲胺）的代謝。異煙肼和乙醇可誘導(dǎo)CYP2E1,并為戒酒硫(Disulfiram)所抑制，慢性乙醇消耗（因CY2E1誘導(dǎo)的結(jié)果）可增加苯巴比妥、甲苯磺丁脲、propanolol和利福平的代謝率。相反，急性酗酒可競(jìng)爭(zhēng)性的抑制2E1,從而降低苯二氮卓類(lèi)、吩噻嗪類(lèi)、巴比妥類(lèi)、嗎啡和華法林的代謝。CYP3家族參與大量?jī)?nèi)源性和外源性化合物的代謝，可被類(lèi)固醇、大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)(macrolide)抗生素、抗真菌藥和苯巴比妥所誘導(dǎo)。可為3A亞家族所代謝的內(nèi)源性化合物包括孕酮、oestradil、皮質(zhì)醇、睪丸酮和雄稀二酮。這些酶代謝的外源性化合物包括紅霉素、利多卡因、咪噠唑侖、阿芬太尼、環(huán)孢霉素(cyclosporine)和二氫嘧啶（尼非地平）。這些底物的主要代謝途徑包括氧化、去烷基化、硝基還原和羥化。這些酶約占肝內(nèi)P450含量的30%，腸壁P450含量的70%。人的這個(gè)亞家族受CYP3A3A3A3A7四個(gè)基因控制。CYP3A4是肝內(nèi)最常見(jiàn)最豐富的細(xì)胞色素亞家族。CYP3A4是人體中芬太尼氧化為非芬太尼的主要催化劑，在鼠則為3A1/2。盡管CYP1A2催化羅比卡因(ropivacaine)代謝至3－OHropivacaine。但在體內(nèi)主要代謝物（4－OHropivacaine,2-OHropivacaine和2－6－pipecoloxylidide），由CYP3A4催化。CYP3A4也負(fù)責(zé)肝內(nèi)將利多卡因代謝為inonoethylglycinexylide。咪噠唑侖顯著的首過(guò)氧化作用是由小腸粘膜的CYP3A4代謝產(chǎn)生的。CYP3A7僅發(fā)現(xiàn)于胎兒肝內(nèi)。利福平是CYP3A酶最有力的誘導(dǎo)劑，其它CYP3A的誘導(dǎo)劑還有苯巴比妥和苯妥英。酮康唑、醋竹桃霉素、紅霉素、西咪替丁、葡萄汁可抑制CYP3A酶。關(guān)于CYP3A遺傳多態(tài)性的可能性尚未確認(rèn)。CYP3A4酶參與多種麻醉藥物的代謝：如阿片類(lèi)（芬太尼、蘇芬太尼、阿芬太尼、右美沙芬）、苯二氮卓類(lèi)（咪噠唑侖、安定）、和局麻藥（利多卡因、羅比卡因）。因而這些麻醉藥清除率個(gè)體間變異可能是由于CYP3A4表達(dá)的差異和CYP3A4相關(guān)藥物的相互作用。最近研究報(bào)道誘導(dǎo)時(shí)聯(lián)合給予芬太尼可使咪噠唑侖的清除半衰期延長(zhǎng)50%，清除減少30%，可能是引起CYP3A活性的競(jìng)爭(zhēng)性抑制所致。異丙酚可通過(guò)抑制CYP2B1和CYPIA1而干擾阿芬太尼和蘇芬太尼的代謝。異丙酚與酶的血紅素部分結(jié)合對(duì)CYP2B1和CYPIA1的抑制呈濃度依賴(lài)性。由于異丙酚分子太大不能與酶的活性部位有效結(jié)合，因此其抑制CYP2E1的作用是有限的。因此異丙酚可改變聯(lián)合用藥，如阿芬太尼、蘇芬太尼的代謝，但它不能有效抑制由CYP2E1參與的揮發(fā)性藥物（安氟醚、七氟醚、和甲氧氟烷）的代謝。細(xì)胞色素P450酶可代謝揮發(fā)性氟類(lèi)麻醉藥（安氟醚、七氟醚、異氟醚、和甲氧氟烷）。CYP2E1是肝內(nèi)三氯乙烯、氟烷、安氟醚、七氟醚代謝的重要酶。約5%的七氟醚可很快代謝為氟化物和hexafluoroisopropanol(HFIP)，再被糖醛酸化后經(jīng)尿排泄。不過(guò)除了肝CYP2E1,其它P450酶如CYP1A2C及2D6也參與甲氧氟烷的代謝，七氟醚和甲氧氟烷經(jīng)人腎微粒體脫氟生成的氟離子數(shù)量取決于時(shí)間、麻醉藥濃度和NADPH濃度。腎CYP2E2A6及3A對(duì)于腎代謝甲氧氟烷和七氟醚有一定關(guān)系。腎內(nèi)甲氧氟烷脫氟的速率比七氟醚快3－10倍，然后生成氟離子，并增加腎內(nèi)氟化物的濃度和產(chǎn)生潛在腎毒性，腎細(xì)胞色素同工酶代謝的七氟醚較少。使得腎內(nèi)氟化物的濃度較低，血漿氟離子的濃度并不能用于預(yù)測(cè)所有鹵代類(lèi)吸入麻醉藥的腎毒性。最近的實(shí)驗(yàn)表明CYP2E1主要催化氟烷生成三氟乙?；鞍?。后者與引起氟烷肝炎的靶抗原有關(guān)。妊娠、哺乳及酒精可使腦內(nèi)細(xì)胞色素P450的濃度升高。妊娠可誘導(dǎo)CYP2D6并導(dǎo)致酶的活性增加，酒精可使CYP2C、2E4A的濃度增加3－5倍，這提示酒精、甾類(lèi)麻醉藥及其它外源性精神藥物可能在腦內(nèi)代謝。同時(shí)也提出腦細(xì)胞色素P450在對(duì)外源性藥物耐受性及神經(jīng)毒性研究中的作用問(wèn)題。CYP1A2和3A4同工酶對(duì)酰胺類(lèi)局麻藥于肝內(nèi)的代謝非常重要。Ropicaaine代謝時(shí),CYP1A2負(fù)責(zé)3－OH－ropivacaine的生成，而CYP3A負(fù)責(zé)pipecoloxglidide的生成。CYP3A4可將利多卡因代謝成monoethylglycinexylide。有些口服鎮(zhèn)痛藥可代謝成為活性代謝物。CYP2D6可將曲馬多代謝為,此代謝產(chǎn)物與u－阿片受體結(jié)合產(chǎn)生鎮(zhèn)痛作用。CYP2D6也對(duì)可待因和氫可酮的鎮(zhèn)痛作用很重要通過(guò)O-去甲基，兩者分別形成了嗎啡和氫嗎啡酮。這種作用可被美沙酮抑制。更主要的是使用美沙酮治療濫用嗎啡時(shí)可引起未能料及的酶底物的藥物中毒。過(guò)去的幾年來(lái)已明白細(xì)胞色素P450酶參與某些內(nèi)源性化合物，如甾體類(lèi)激素、膽固醇及脂肪酸的生物合成和/或降解。最近的研究提示細(xì)胞色素P450酶在腦內(nèi)有一定的生理作用，如經(jīng)花生四稀酸代謝物的信號(hào)傳導(dǎo)，可能參與下丘腦及垂體釋放肽類(lèi)激素；通過(guò)花生四稀酸代謝物調(diào)節(jié)腦血管張力；調(diào)節(jié)腦內(nèi)的孕酮及皮質(zhì)類(lèi)固醇，此兩種物質(zhì)被認(rèn)為通過(guò)與GABA受體的相互作用影響情緒和覺(jué)醒狀態(tài)；控制細(xì)胞內(nèi)膽固醇濃度，可影響低密度脂蛋白受體及參與膽固醇合成的酶的轉(zhuǎn)錄。曾提出CYP2D6酶調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)，如多巴胺及5－羥色胺的代謝和過(guò)程，因此可能在決定個(gè)體的精神狀態(tài)及個(gè)性中有一定的作用。CYP11A、CYP11B、CYPCYP19和CYP21酶可影響腎上腺及性腺中類(lèi)固醇的產(chǎn)生。腎上腺類(lèi)固醇（皮質(zhì)醇及醛固酮）對(duì)于維持電解質(zhì)及糖的平衡很重要，而性腺類(lèi)固醇（脫氫雄甾酮及雄稀二酮）則負(fù)責(zé)生殖功能和性征差異。CYP19在性腺、腦、胎盤(pán)及脂肪組織合成雌激素起著重要作用。細(xì)胞色素P450系統(tǒng)在花生四稀酸代謝中起著重要作用，在此領(lǐng)域已進(jìn)一步加強(qiáng)研究。來(lái)源于細(xì)胞色素P450酶(1A1A2B2B2C11)調(diào)節(jié)路徑的代謝物，對(duì)于決定膜的離子通透性、酶的活性以及膜的更新可能起重要作用。在腎，腎細(xì)胞色素P450酶產(chǎn)生的花生四稀酸代謝產(chǎn)物可增強(qiáng)Na+K+ATP酶及Na+K+2Cl-的共同轉(zhuǎn)運(yùn)，從而產(chǎn)生利尿及利鈉作用。這些代謝物均顯示有血管收縮及舒張活性。從這些作用推論，細(xì)胞色素P450系統(tǒng)在整合體液容量及成分以及血壓的調(diào)節(jié)中起重要作用。鹽負(fù)荷可誘導(dǎo)腎CYP2C異構(gòu)體，增加花生四稀酸代謝物，從而抑制近端和遠(yuǎn)端曲小管Na+的重吸收，提示對(duì)鹽的攝取增加有適應(yīng)作用。在肝臟,CYP21和27參與膽汁酸及內(nèi)源性類(lèi)固醇的生物合成，從膽固醇合成膽汁酸可有二條路徑。一條由肝內(nèi)CYP7（膽固醇7-α羥化酶）啟動(dòng)，另一條則是由廣泛分布的微粒體酶CYP27（固醇27－羥化酶）啟動(dòng)，主要是在血管內(nèi)皮細(xì)胞。人的CYP2C8酶似負(fù)責(zé)視黃醇及視黃酸(Retinoicacid)的代謝。每個(gè)細(xì)胞色素P450同工酶由一個(gè)蛋白質(zhì)及一個(gè)血紅素基彌補(bǔ)部分組成。細(xì)胞色素P450酶系統(tǒng)催化內(nèi)源性和外源性化合物的代謝。內(nèi)源性和外源性底物的生物轉(zhuǎn)化使這些化合物具有親水性或極性，然后才能被排泄。反應(yīng)分為1相反應(yīng)和2相反應(yīng)。在1相反應(yīng)中，細(xì)胞色素P450酶介導(dǎo)氧化或去甲基化。來(lái)源于煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸還原型的電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)后，血紅素彌補(bǔ)基與氧結(jié)合，這一反應(yīng)給底物加入一分子氧。細(xì)胞色素P450催化的典型單氧化反應(yīng)可歸納如下：R表示底物，如甾體、脂肪酸或帶有烯烴、烷烴、芳香環(huán)或雜環(huán)取代基的化合物，常作為氧化作用的位點(diǎn)。藥物代謝性細(xì)胞色素P450S具有獨(dú)特的底物特異性，但常有重疊。細(xì)胞色素P450S的另一特點(diǎn)是在催化活性及調(diào)節(jié)上有大量物種內(nèi)及物種間的變異性。一種藥物代謝涉及到一種以上的細(xì)胞色素P450同工酶。細(xì)胞色素P450系統(tǒng)可催化很多反應(yīng)，包括環(huán)氧化反應(yīng),N-去烷基化,O-去烷基化,S-氧化及脂肪族和芳香族殘基的羥化反應(yīng)。氧化反應(yīng)可使化合物激活或失活。和所有的酶一樣，細(xì)胞色素P450同工酶呈飽和Michaelos-Meuten動(dòng)力學(xué)，其活性需要輔助因子，并可被誘導(dǎo)或抑制。多環(huán)碳?xì)浠衔锟烧T導(dǎo)CYP1A酶，苯巴比酮可誘導(dǎo)CYP2B,糖皮質(zhì)激素可誘導(dǎo)CYP3A,乙醇可誘導(dǎo)CYP2E及安妥明可誘導(dǎo)CYP4A。許多機(jī)制可抑制細(xì)胞色素P450酶，如對(duì)細(xì)胞色素P450酶底物的單純競(jìng)爭(zhēng)（奎尼丁,sulpaphenazole），化合物與血紅素結(jié)合（西米替丁），化合物的氧化產(chǎn)物與血紅素結(jié)合（醋竹桃霉素）以及直接的不可逆性失活（雙硫侖）。藥物如速可眠(Secobarbitone)，環(huán)磷酰胺(cydophosphamide)及氯霉素(chloramphenicol)被氧化成代謝產(chǎn)物，并與酶不可逆結(jié)合，有些藥物代謝產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞色素P450的還原型（亞鐵）有高親和力，因而不會(huì)進(jìn)一步氧化，認(rèn)為紅霉素(erythromycin)抑制CYP3A即此之故，因而可引起阿芬太尼茶堿及華法令的代謝減退。藥物通過(guò)與細(xì)胞色素P450酶可逆性的互作用而產(chǎn)生相互作用。氟喹酮類(lèi)抗生素（環(huán)丙沙星）可通過(guò)此機(jī)制抑制CYP3A4對(duì)咪噠唑侖的去甲基作用。西米替丁對(duì)氧化的非選擇性抑制作用是通過(guò)咪唑(imidazole)核的一個(gè)氮原子與細(xì)胞色素P450血紅素鐵的直接相互作用實(shí)現(xiàn)的。被西米替丁影響消除的藥物包括華法令、安定、苯妥英和propanolol。其他含咪唑基的藥物如酮康唑?qū)?xì)胞色素P450酶可能有潛在的抑制作用。雷尼替丁含有呋喃環(huán)而不是咪唑環(huán)，對(duì)細(xì)胞色素P450酶無(wú)抑制作用。人微粒體的制備顯示可直接刺激細(xì)胞色素P450的催化作用。食物中的化學(xué)物質(zhì)如黃曲毒霉素B1,一種致肝癌物質(zhì)，可有類(lèi)似的刺激作用。食譜中的化學(xué)物質(zhì)可通過(guò)多種機(jī)制，如改變基因轉(zhuǎn)錄的速度、mRNA的降解或翻譯的過(guò)程來(lái)影響細(xì)胞色素P450酶的濃度。禁食可誘導(dǎo)CYP2E1酶。一般而言，維生素缺乏則降低細(xì)胞色素P450的活性。某些同工酶活性的改變對(duì)于癌的形成，腎上腺增生和帕金森氏病有一定意義。吸煙者可增加CYP1A1（芳香族碳?xì)浠衔锪u化酶）的活性，更易致發(fā)生肺癌。曾被證實(shí)個(gè)體CYP1A1的遺傳差異以致肺癌的危險(xiǎn)性增加，含有特異性稀有等位基因純合子的個(gè)體發(fā)生疾病的危險(xiǎn)性較高。乳腺癌病人其CYP1B1同工酶增加。因?yàn)樗鼌⑴c乳房?jī)?nèi)雌激素的代謝，提示在雌激素依賴(lài)性乳房腫瘤的病因中CYP1B1起一定的作用。在吸煙者,CYP2D6酶參與激活前致癌物，從而介導(dǎo)致癌作用引起肺癌的發(fā)生。CYP2E1可催化苯胺(aniline)氯化碳?xì)浠衔锖捅降拇x，引起前致癌物的形成?，F(xiàn)提出CYP2E1的遺傳多態(tài)性對(duì)肝癌的發(fā)展可能起著重要作用。神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)催化反應(yīng)生成反應(yīng)性的代謝物可能引起神經(jīng)毒性導(dǎo)致帕金森氏病。流行病學(xué)研究指出異喹呱弱代謝者易較早發(fā)生帕金森氏病。CYP21A2遺傳編碼缺陷，可致21－羥化酶缺乏，約占先天性腎上腺皮質(zhì)增生患者的90－95%。盡管最近對(duì)于人細(xì)胞色素P450酶的認(rèn)識(shí)有很大進(jìn)步，但仍需一