药物大多是外来分子,进入人体后,一些药物可以以原形从人体排泄出去,然而大多数药物需要进行结构修饰才易于被排泄。这一结构修饰过程就被称为“药物代谢”。细胞色素P450(CYP)是最大的药物代谢酶蛋白超家族之一,主要分布于肝脏中,催化药物的氧化反应,90%以上的药物代谢都要通过肝微粒体酶的细胞色素P450进行。CYP催化药物的代谢具有范围广、专一性差、结构差别大、个体差异大、催化底物有交叉重叠性以及易受诱导和抑制等特点。在临床联合用药时,药物易在代谢环节产生相互干扰,结果使疗效增强甚至产生毒副作用,或疗效减弱甚至治疗失败,形成代谢性药物相互作用。FDA己就药物代谢及其相互作用的研究公布了相应的指导文件,以求在创新药物的早期研究阶段进行安全性评价,减少新药开发的风险,提高研发成功率。 多年来,由于伦理道德方面的原因,使得对人P450酶的研究受到限制,而主要采用实验动物如小鼠、大鼠、兔等作为研究对象,但因P450酶存在较大的种属差异,故从实验动物模型中所获数据并不能直接反映人P450酶的特征。并且,由于P450类型较多而相对含量较少,其分离纯化十分困难,很难获得P450单一酶用于药物代谢研究。随着生物化学和分子生物学,如分子克隆、蛋白质纯化等技术的发展和应用,使我们有可能对人P450酶进行广泛而深入的研究,探讨其在内源性及外源性物质代谢中的作用。目前,人们已开始广泛采用体外克隆并表达人体药物代谢酶来进行药物代谢研究,且大多数CYP同工酶已通过不同表达系统在体外获得表达。例如在大肠杆菌(E.coli)、酵母、杆状病毒感染的昆虫细胞和哺乳动物细胞中已成功表达多种人P450酶。其中,杆状病毒.昆虫表达系统被认为具有高蛋白表达量及蛋白活性接近天然蛋白的综合特点,在异源表达P450酶时应用广泛。