細胞色素催化尼古丁反應機理研究獲進展

　　來自中國科學院大連化學物理研究所、美國肯塔基大學等處的研究人員獲得了細胞色素P450催化尼古丁反應機理研究的新進展，這項跨學科研究成果公布在國際著名學術期刊《美國化學會志》(J. Am. Chem. Soc.)上。

　　文章的通訊作者是韓克利研究員和美國肯塔基大學的湛昌國教授，其中韓克利研究員早年畢業于山東大學，曾先后在美國加州大學、Emory大學和紐約大學的博士后和訪問教授。主要研究方向是分子反應動力學的實驗和理論研究，并注重理論與實驗相結合。研究方向涉及化學、物理、生物、以及材料科學等多領域的前沿和熱點。目前正在開展的研究工作包括光化學與光生物學中的氫鍵效應等。

　　細胞色素P450是一類亞鐵血紅素—硫醇鹽蛋白的超家族，它參與內源性物質和包括藥物、環境化合物在內的外源性物質的代謝。在這篇文章中，研究人員利用分子對接、分子動力學模擬、QM/MM計算等方法，研究了尼古丁與CYP2A6的結合方式、CYP2A6催化的尼古丁5'-羥基化反應的機理以及5'-羥基化反應的立體選擇性。

　　這一結果表明，雖然尼古丁在溶液中主要以質子化的形式存在，但是它主要以非質子化的形式結合到CYP2A6的活性中心。在CYP2A6-尼古丁復合物中，CYP2A6的活性中心Compound I(Cpd I)的O能夠提取尼古丁的trans-5'-H或者cis-5'-H，發生5'-羥基化反應。CYP2A6催化的尼古丁5'-羥基化反應由兩步組成：第一步是尼古丁的5'-H傳遞到Cpd I的O上(氫傳遞);第二步是OH再與尼古丁的5'-位置的C結合，形成5'-羥基尼古丁(氧反彈)。其中，氫傳遞是決速步驟。計算結果顯示，CYP2A6催化的尼古丁5'-羥基化反應容易發生在trans-5'-H上，反應的立體選擇性為97%,與實驗報導的立體選擇性相符。