细胞色素P450研究进展.

细胞色素P450的特性及其研究进展摘要：细胞色素P450是内质网膜上混合功能氧化酶系统的末端氧化酶，在生物体内分布广泛，主要催化机体内源和外源性物质在体内的氧化反应。

在临床药物的生物学转化中，它参与大部分药物的生物氧化，因此具有重要的生物学意义。

关键词：细胞色素P450 特性机理功能Characteristics of cytochrome P450 and its research developmentABSTRACT: Being the terminal oxidase component of mixed function oxidase system in the membrane of endoplasmic reticulum, cytochrome P450 (CYP450) has been found in all living organisms and can catalyze the oxidation of a variety of endogenous and xenobiotic compounds. This article reviewed the mechanistic explorations onCYP450- catalyzed reactions , especially the recent investigations on the mechanism of ethanol oxidation catalyzed by CYP450, as well as those in CYP450 drug metabolism.Keywords cytochrome P450;structure; catalytic mechanism; function前言细胞色素P450是一组结构和功能相关的超家族基因编码的含铁血红素同工酶，主要存在于肝细胞平滑肌内质网内，由血红素蛋白、黄素蛋白及磷脂三部分组成，相对分子质量在40 000—60 000之间，因其具有血色素类似的结构，且其还原态与一氧化碳作用后，在450nm处有一个吸收高峰，因此而被命名为细胞色素氧化酶P450[1]。

细胞色素P450的代谢机制研究细胞色素P450（Cytochrome P450, CYP）是一类酶，广泛存在于人和动物的肝脏、肠道、肺、肾脏、心脏、脑组织及肾上腺等组织和细胞内。

这类酶一般参与生物体内外物质代谢的加氧反应，因此又称为微粒体加氧酶。

细胞色素P450酶在代谢药物、食物、激素、信号分子等方面发挥着非常重要的作用。

而研究CYP酶的代谢机制，则有助于进一步深入理解它的基本结构与功能，并可探寻它与各种疾病的关系。

本文即围绕这一主题开展，简要地介绍CYP酶的分类、结构和催化机制以及与药物代谢、肝脏疾病等方面的基础研究现状。

一、CYP酶的分类酶是具有特定催化作用的蛋白质分子。

与其他酶不同，CYP酶属于跨膜蛋白家族，分类很多，以希腊字母、数字及字母的组合命名，如CYP1A2、CYP2C9、CYP3A4等。

目前，已有超过50个人类CYP酶基因被鉴定出来，其中包括许多同源酶，其主要代表物质和作用如下表所示：表1. CYP酶的分类、代表物质和作用分类代表物质作用CYP1家族CYP1A1、CYP1A2、CYP1B1 代谢环境污染物、多环芳烃、芳香族胺、黄骆驼酮等CYP2家族CYP2A6、CYP2C9、CYP2C19、CYP2D6、CYP2E1、CYP2F1、CYP2J2、CYP2S1 代谢大部分药物、酒精、某些有机溶剂、胆固醇、维生素D3等CYP3家族CYP3A4、CYP3A5、CYP3A7 代谢50%以上药物，也参与类固醇激素、雌激素代谢CYP4家族CYP4A11、CYP4A22、CYP4B1、CYP4F2、CYP4F3、CYP4F12、CYP4F22、CYP4V2 参与物脂代谢、代谢外源物质、调节血压、分解血管紧张素 II、生物合成素A等在上表中，CYP3A4是目前已知的最重要的药物代谢酶，能够代谢了50%以上的常用药物。

而CYP2D6、CYP2C9、CYP2C19也是较为常见的药物代谢酶。

二、CYP酶的三维结构CYP酶是一种单体酶，由约500个氨基酸组成。

中药对细胞色素P450影响的研究进展中药是我国特有的一种治疗手段，已经被广泛应用于临床治疗。

其中，很多中药的功效是通过影响细胞色素P450（CYP）代谢途径来实现的。

CYP是一个大家族的细胞蛋白，它们广泛参与生理代谢和解毒，也是大多数药物的代谢酶。

因此，了解中药对CYP的影响，对于临床应用中药的安全和有效性具有非常重要的意义。

1.中药对CYP影响的分类根据不同中药成分和作用机制，可以将中药对CYP影响分为抑制、诱导、竞争和不影响4种。

抑制是指中药成分能够抑制CYP催化某些底物的代谢。

诱导是指中药成分能够增加CYP的表达和活性。

竞争是指中药成分能够与某些底物竞争结合到CYP上，抑制底物的代谢。

不影响是指中药成分对CYP没有影响。

2.CYP的代谢途径CYP按其作用对象和催化基团的不同，可以分为CYP1、CYP2和CYP3等家族。

其中CYP3家族是最广泛参与药物代谢的家族。

CYP代谢药物的过程可以分为两个步骤：首先，药物分子与CYP结合并被氧化，形成药物的代谢产物；然后，这些代谢产物被肝脏和肾脏等器官清除出体外。

3.中药对CYP影响的机制抑制CYP的机制可以分为竞争性、非竞争性和混合性。

竞争性抑制是指中药成分与底物在CYP上竞争结合，导致底物的代谢降低。

非竞争性抑制是指中药成分能够直接与CYP结合，导致CYP活性降低。

混合性抑制是指中药成分能够与CYP和底物同时结合，导致底物的代谢和CYP活性都降低。

诱导CYP的机制可以分为转录和转译两个层面。

转录指的是中药成分能够增加CYP基因的表达量。

转译指的是中药成分能够增加CYP的翻译量和稳定性。

4.中药对CYP的临床意义临床应用中药时，需要考虑它对CYP的影响。

如果中药成分能够抑制CYP，会导致药物的代谢减缓，从而容易导致药物毒性和不良反应的发生；如果中药成分能够诱导CYP，会导致药物的代谢加速，降低药效。

因此，选择中药时需要考虑其对CYP的影响，以充分发挥其治疗作用，并保证安全性和有效性。

细胞色素P450与心血管疾病的研究进展心血管疾病已成为世界上发病率最高的疾病之一。

想要减少心血管疾病的发病率，明确心血管疾病的发病机制尤其重要。

近年来越来越多的研究表明，细胞色素P450（Cytochrome 450 enzymes，CYP）在心血管疾病的发病过程中起重要作用。

并且研究表明CYP的表达在心血管疾病的发作和进展过程中起到保护性作用，现就其研究进展作一综述。

细胞色素P450（Cytochrome 450 enzymes，CYP）是一种末端加氧酶超家族。

其主要位于微粒体和线粒体中，这些酶参与代谢活化或失活大多数类型的激素、药物以及毒素。

不同亚型的CYP在生物转化、药物代谢、解毒等方面存在着差异性。

这种差异性取决于CYP基因多态性导致所编码的酶的表达及活性改变。

然而，CYP表达也很大程度上受其他因素的影响，如药物、激素、发展、饮食和细胞因子等。

因此，要想对CYP做深入研究就必须要考虑之前所述等相关因素。

CYP最初发现于肝脏中，其生物转化、药物代谢、解毒等方面已经有了许多广泛深入的研究。

而心脏需要为身体提供丰富的血流，其泵血需要大量的能量，来源主要是心肌细胞线粒体产生的，CYP在心脏的代谢过程中起到重要作用。

近年来心脏CYP家族中的成员的功能逐一被发现，并且与心血管相关疾病密切相关的亚型也成为研究热点。

1 CYP在心血管疾病中的作用1.1 CYP与缺血再灌注和心肌梗死心肌梗死是已成为发病率和死亡率最高的疾病。

虽然缺血再灌注后可以减少心肌损伤程度，但再灌注的同时可以导致组织损伤后活性氧簇（reactive oxygen species，ROS）生成增加。

最近，CYP已被证明与局部缺血再灌注损伤有关。

心肌细胞中细胞色素P450 2J2（CYP2J2）的表达对缺血再灌注起保护作用，内皮CYP2C8表达增加ROS的生成，这反过来又增加冠状动脉血管收缩，减少左心室功能恢复并增加梗死面积[1]。

CYP2E1主要在线粒体中表达，多项研究表明其通过氧化应激等生成ROS参与细胞凋亡的过程，缺血再灌注导致组织缺氧后线粒体中的CYP2E1过表达增加氧化应激从而生成更多的ROS对心肌产生损伤[2-4]。

植物细胞色素P450酶系的研究进展及其与外来物质的关系Ξ刘　宛　李培军　周启星　许华夏　孙铁珩　张春桂(中国科学院沈阳应用生态研究所痕量物质生态过程开放实验室,沈阳110015)摘　要　植物细胞色素P450是分子量为40—60K D 、结构类似的一类血红素2硫铁蛋白。

它以可溶性和膜结合两种形态存在于植物细胞内,可催化多种化学反应,在防御植物免受有害物质侵害方面具有重要作用。

目前已克隆90多个植物细胞色素P450基因。

本文概述了植物P450基因表达调控与环境、发育、组织特异性关系的研究进展。

认为植物P450同工酶在环境毒物生物修复和在抗外源毒素的转基因植物方面具有很高的应用前景。

关键词　植物　细胞色素P450　基因克隆　外来物质The research progress of plant cytochrome P450enzymes and their relationship with xenobioticsLiu wan Li Peijun Zhou Qixing Xu Huaxia Sun Tieheng Zhang Chungui(Laboratory of Ecological Process of Trace Substances in Terrestrial Ecosystems ,Institute of Applied Ecology ,Chinese Academy of Sciences ,Shenyang 110016)Abstract Plant cytochromes P450enzymes are a diverse array of heme 2thiolate proteins with similar structure in the range of molecular weight 40to 60KD.They are found in vari 2ous subcellular locations in soluble and membrane 2bound forms and play an important role in preventing the plants from injury of harmful substances by catalyzing many kinds of reaction.At present ,more than 90genes for cytochromes P450in plants are cloned.The research progress of expression of plant P450gene family is discussed in relation to regulation in re 2sponse to environmental and developmental cues and tissue location.It is thought that the application prospectives for the bioremediation of environmental toxicants by plant P450isozymes and for expressing these P450s in transgenic plants with anti 2exotoxicants are high.K ey w ords plant ;cytochrome P450;gene clone ;xenobiotics 随着科学技术的进步和工业的发展,有机化学品的生产量不断增加。

细胞色素p450摘要：细胞色素P450酶是广泛存在于生物界的含亚铁血红素单加氧酶, 参与不同生物中多种重要的生化反应，如甾类激素的合成、脂溶性维生素代谢、药物代谢等. 文章结合近期p450研究综述了细胞色素P450生物分布、结构特点、功能、降解及其部分应用。

关键字：p450 发现分布代谢细胞色素p450是生物界中广泛存在的一种含高铁血红素的蛋白，作为细胞色素p450酶系的末端氧化酶，具有关键作用。

其以铁原卟啉为辅基，属于单链b族细胞色素蛋白。

因其还原态与CO结合后，在450nm处具有高光吸收峰而得名。

由于细胞色素P450 酶在生物体内广泛参与甾类激素的合成、脂溶性维生素代谢、多不饱和脂肪酸转换为生物活性分子, 以及致癌作用和药物代谢，细胞色素p450被各大实验室广泛研究。

1、P450的发现细胞色素P450（CYPs）代表着一个很大的可自身氧化的亚铁血红素蛋白家族，属于单氧酶的一类，因其在450纳米有特异吸收峰而得名。

1958年，这些细胞色素在肝脏细胞微粒体中被发现。

这个细胞色素家族的成员在进化路途中（从细菌到人类）的所有生物体中都存在。

在原核生物中，CYPs的功能具有可塑性，而真核生物中它们的功能是不同的，哺乳动物CYPs是膜的组分，参与生物合成和许多生理有效物质的代谢，除了在骨骼肌和成熟红血球之外所有的器官和组织中都有发现，而且，这些细胞色素是在催化生物转化的时候是唯一的，例如外源的代谢物质（药物，毒素，环境污染等等）2、p450分布2.1动物体内的分布P450 酶由Klingberg 和Gorfinkle 在1958 年在哺乳动物体内主要存在于肝细胞微粒体中发现的,在同一动物和不同动物的许多不同组织中都存在P450，哺乳动物的肝脏是P450是含量最丰富的器官。

昆虫中存在P450 的报道见于20世纪60年代。

在其它动物中，研究较多的是淡水鱼类、海洋鱼类和贝壳类。

Cristine Nesci 等研究了p450在海洋鱼类中的分布。

植物CYP450家族研究进展一、本文概述植物细胞色素P450（CYP450）家族是一类重要的生物催化剂，以其广泛的底物多样性和催化功能在植物代谢中发挥着核心作用。

这些蛋白质通过其独特的血红素结合域，利用单加氧反应催化多种生物合成和生物转化过程，从而参与植物的生长、发育、防御和响应环境胁迫等关键生命活动。

近年来，随着基因组学和蛋白质组学技术的快速发展，植物CYP450家族的研究取得了显著进展，本文旨在概述这一领域的研究现状、重要发现以及未来趋势。

在本文中，我们首先回顾了植物CYP450家族的基本结构和功能特点，包括其命名规则、分类以及典型的催化机制。

接着，我们重点介绍了几个具有代表性的植物CYP450家族成员，它们在植物次生代谢、激素合成、抗药性和胁迫响应等方面的应用。

我们还探讨了植物CYP450家族在农业和植物生物技术中的潜在应用，如提高作物产量和品质、改善植物抗逆性以及开发新型生物农药等。

我们展望了植物CYP450家族未来的研究方向和挑战，包括深入解析其结构和功能关系、发掘新的家族成员和催化机制、探索其在全球气候变化和生态系统中的作用等。

本文旨在为植物学、生物化学、农业科学和药物研发等领域的学者和研究人员提供一个全面而深入的视角，以促进植物CYP450家族研究的进一步发展和应用。

二、植物CYP450家族的基本特征植物CYP450家族是一类重要的生物催化酶，具有多种催化功能，广泛参与植物生长发育、次生代谢、激素合成和解毒等多种生理过程。

这一家族的基本特征主要体现在其结构、功能多样性和调控机制上。

从结构上看，植物CYP450家族成员通常具有一个高度保守的血红素结合域，这是其催化功能的关键。

不同的CYP450成员还具有不同的N端和C端结构域，这些结构域决定了酶的底物特异性和催化活性。

植物CYP450家族的功能多样性是其另一个显著特征。

根据底物类型和催化反应的不同，植物CYP450可以分为多个亚家族，如P450-P450-P450-90等。

２０１９年１１月下综 述细胞色素Ｐ４５０３Ａ４酶的研究进展陈鑫武警安徽省总队医院药剂科，安徽 合肥230001【摘要】细胞色素P4503A4(CYP3A4)在体内生物转化过程中起着至关重要的作用，是肝脏中重要的药物代谢酶。

CYP3A4酶的活性或含量的变化直接影响在体内代谢的药物的有效量和作用持续时间，并且与药物的功效和安全性密切相关。

因此，了解药物诱导或抑制CYP3A4的可能性是药物研究中不可或缺的研究内容。

本文回顾总结了近年来CYP3A4酶与药物的相互作用以及药物对CYP3A4酶的作用程度的测定方法。

【关键词】CYP3A4酶；诱导/抑制；药物相互作用[中图分类号] R969 [文献标识码] A [文章编号] 2096-5249(2019)22-0202-02肝脏是药物代谢的主要器官。

在参与肝脏药物代谢的I 期和II期代谢酶中，CYP450酶是最为重要的，其参与代谢超过90％的药物[1]。

而CYP3A4占CYP450酶的50％以上，且许多药物具有诱导或产生该酶的重要特性。

其中化学异物(包括药物)可以通过诱导CYP3A4酶使得其含量和活性显著增加，同时许多药物及外源性化学异物可选择性地抑制CYP3A4，导致其活性降低，从而影响该酶底物的代谢[2]。

1　CYP3A4与药物代谢已明确的人类CYP3A酶系包括CYP3A3，CYP3A4，CYP3A5和CYP3A7四种亚型，其中，CYP3A4是临床研究中常用的最重要的代谢酶之一，主要分布在肝脏和小肠，在许多内源性和外源性药物代谢中起重要作用。

其具有广泛的底物覆盖范围，如抗生素如红霉素、克拉霉素，镇痛药芬太尼，催眠药地西泮，抗惊厥药卡马西平，抗真菌药酮康唑等。

经过参考多篇文献发现，实验中常用的底物是咪达唑仑、氨苯砜、非那西丁等。

2　与CYP3A4相关的药物相互作用临床上有约50%左右的药物经CYP3A4代谢酶进行代谢，因其底物覆盖面宽，对口服药物产生首过效应也具有影响，从而会造成药物间相互作用。

植物细胞色素P450的研究进展作者：汪思远蒋世翠王康宇王义张美萍来源：《吉林蔬菜》 2014年第4期汪思远蒋世翠王康宇王义张美萍（吉林农业大学吉林·长春 130118）摘要：细胞色素P450(CYP450)是动植物及微生物体内一类超基因家族编码的单加氧酶，参与多种催化反应，在生物防御方面具有重要作用。

近年来，利用现代生物技术和新一代测序手段及生物信息学分析方法，对参与相关生物代谢合成途径中的CYP450进行了分离、筛选及功能鉴定，进一步阐明了CYP450在植物体内相关代谢途径中的催化机制。

本文对植物细胞色素P450（CYP450）基因的分离，在皂苷生物合成、苯丙烷类物质代谢和芥子油苷及IAA生物合成中的功能和表达，以及在人工合成物质的解毒功能及应用等方面的研究做了简要综述。

关键词：细胞色素P450 植物次生代谢表达调控Research Process of Cytochrome P450 in PlantWANG Si-yuan，JIANG Shi-cui，WANG Kang-yu，WANG Yi，ZHANG Mei-ping（Jilin Agricultural University,Changchun 130118,China）Abstract：Cytochrome P450s are a diverse array of mixed-function oxidas in animal，plant and bacteria which consist of a gene superfamily.Theyplay an important role in preventing the plants from injury bycatalyzing many kinds of reactions.Several candidate CYP450s that might be involved in ginsenoside biosynthesis have been discovered，screening and functional identification by the modern biotechnology and next generation sequencing technology and bioinformatic analysis in previous studies，further elucidate in the relevant CYP450 catalytic mechanism of metanolic pathways in plants.This article summarized gene isolation，function and expression of ginsenoside biosynthesis pathway briefly，phenylpropanoid metabolic pathway and glucosinolates and IAA biosynthesis pathway,and research in the detoxification function and application of synthetic substances.Key words:Cytochrome P450，Plant secondary metabolism，Expressionregulation细胞色素P450(cytochrome P450,简称P450）是一类以血红素为辅基的B族细胞色素超家族蛋白酶，是血红素蛋白大家族中极其重要的一员，通常与内质网、线粒体、质体、高尔基体等细胞器膜结合，分布在生命进化过程中的所有分支。