药物早期ADME性质研究中,体外代谢动力学性质特别是动力学模式判断的错误将导致动力学参数的误差,后者将使基于体外数据的体内代谢清除率的预测出现严重的偏差和错误。细胞色素P450酶(CYP)是最重要的药物代谢酶系,以单亚基酶形式存在,但在多种P450酶的循环反应中,都表现出非典型动力学的表观行为。已有研究表明P450酶表现出的非典型动力学可能与其催化循环体系中的重要组分有关。本研究旨在探讨P450酶催化循环体系中各因素(包括CYP、细胞色素P450氧化还原酶(CPR)、内质网膜等)的相互作用,判明其主要因素对CYP动力学模式的影响和机制,澄清现有学说对CYP非典型动力学的误解。首先,得到了10个CYP酶基因及CPR基因。构建了一个全新的CYP3A4和CPR共表达的酿酒酵母体系BWG-CPR/3A4。酵母细胞经发酵诱导,得到的酵母细胞制备物应用于CYP3A4体外药物代谢性质的评价,与人肝微粒体的CYP3A4活性近似。第二,用该酵母系统研究了两个新的位于CYP3A4 N端的突变。三个突变蛋白和野生型CYP3A4蛋白被表达并以睾酮6β-羟基化和氧化硝本地平反应标定活性,同时用酮康唑和CPR抗体抑制其活性。发现其中的一个突变即Arg 11可能是CYP3A4锚定于膜的一个关键位点,并进行了动力学分析。第三,在大肠杆菌中表达了人CPR,纯化蛋白并制备了兔抗人多抗。对大肠杆菌、酵母体系和人肝微粒体中CPR动力学进行了研究,发现在酵母体系中CPR出现了别构动力学。并进一步用双底物作用机制和磷脂膜成分分析阐述别构动力学出现的原因。第四,首次报道CYP2A6的别构动力学,该动力学受到CPR的调节。同时发现酵母磷脂膜中的麦角甾醇含量和CPR的别构动力学相关。最后,发现人体不同疾病状态下体内CPR动力学和肝脏病理状态相关。