基于石墨烯復合材料的P450酶催化藥物代謝研究.pdf

1、細胞色素P450酶（CYP450酶）是一類以鐵血紅素為活性中心的酶蛋白，參與大多數臨床藥物的代謝過程。藥物經CYP450酶代謝后可能會引起藥物-藥物、藥物-食物以及藥物-生物分子之間的相互反應而產生毒性，甚至更嚴重的后果。因此，開發(fā)和建立體外CYP450酶催化藥物代謝體系具有重要的意義。
　　本文以石墨烯復合材料為基質在電極表面固定CYP450酶，用電極代替輔酶給參與藥物代謝的CYP450酶提供電子，成功構建了體外CYP450酶催

2、化藥物代謝體系。利用電化學方法研究CYP450酶與電極間的直接電子傳遞機制，同時探究CYP450酶催化藥物代謝的電化學行為，實現了電化學驅動CYP450酶催化各種藥物的代謝。具體研究工作如下:
　　(1)通過化學還原法制備了非共價修飾的聚乙烯亞胺-石墨烯復合材料(PEI-RGO)，利用紫外光譜、拉曼光譜、透射電鏡、元素分析等手段對其結構、表面形態(tài)及元素組成進行表征。該石墨烯復合材料具有導電性能突出、成膜性好、生物兼容性優(yōu)以及在水相

3、中分散性好等優(yōu)點，可以應用于電化學生物傳感器的構建。
　　(2)通過共價鍵合和靜電作用將細胞色素P4502D6(CYP2D6)固定在PEI-RGO修飾的玻碳電極表面，構建了電化學驅動CYP2D6催化曲馬多代謝的傳感體系。利用循環(huán)伏安法研究CYP2D6和電極之間的電子傳遞機制，其直接電子轉移常數值為0.47 s-1，中點電位值為-0.483 V;CYP2D6酶活電極對曲馬多有積極的電化學響應，電化學驅動曲馬多代謝為O-去甲基曲馬多的

4、表觀米氏常數值為23.85μM，異相反應速率常數值為1.96 cm s-1;高效液相色譜-質譜聯(lián)用技術(HPLC-MS)的檢測結果表明電化學驅動CYP2D6催化曲馬多代謝的產物與曲馬多在體內的代謝產物一致;此外，CYP2D6的抑制劑奎尼丁對曲馬多代謝過程的積極干預，從側面證實了本文所采用的固定方式能夠很好地保持CYP2D6的生物活性和催化性能，半數抑制濃度值為0.693μM。
　　(3)將上述構建的電化學驅動CYP2D6傳感體系應