基于石墨烯復(fù)合材料的P450酶催化藥物代謝研究.pdf

1、細(xì)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(shù)臨床藥物的代謝過(guò)程。藥物經(jīng)CYP450酶代謝后可能會(huì)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(yīng)而產(chǎn)生毒性，甚至更嚴(yán)重的后果。因此，開(kāi)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(fù)合材料為基質(zhì)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(gòu)建了體外CYP450酶催

2、化藥物代謝體系。利用電化學(xué)方法研究CYP450酶與電極間的直接電子傳遞機(jī)制，同時(shí)探究CYP450酶催化藥物代謝的電化學(xué)行為，實(shí)現(xiàn)了電化學(xué)驅(qū)動(dòng)CYP450酶催化各種藥物的代謝。具體研究工作如下:
　　(1)通過(guò)化學(xué)還原法制備了非共價(jià)修飾的聚乙烯亞胺-石墨烯復(fù)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(duì)其結(jié)構(gòu)、表面形態(tài)及元素組成進(jìn)行表征。該石墨烯復(fù)合材料具有導(dǎo)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(diǎn)，可以應(yīng)用于電化學(xué)生物傳感器的構(gòu)建。
　　(2)通過(guò)共價(jià)鍵合和靜電作用將細(xì)胞色素P4502D6(CYP2D6)固定在PEI-RGO修飾的玻碳電極表面，構(gòu)建了電化學(xué)驅(qū)動(dòng)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(jī)制，其直接電子轉(zhuǎn)移常數(shù)值為0.47 s-1，中點(diǎn)電位值為-0.483 V;CYP2D6酶活電極對(duì)曲馬多有積極的電化學(xué)響應(yīng)，電化學(xué)驅(qū)動(dòng)曲馬多代謝為O-去甲基曲馬多的

4、表觀米氏常數(shù)值為23.85μM，異相反應(yīng)速率常數(shù)值為1.96 cm s-1;高效液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(HPLC-MS)的檢測(cè)結(jié)果表明電化學(xué)驅(qū)動(dòng)CYP2D6催化曲馬多代謝的產(chǎn)物與曲馬多在體內(nèi)的代謝產(chǎn)物一致;此外，CYP2D6的抑制劑奎尼丁對(duì)曲馬多代謝過(guò)程的積極干預(yù)，從側(cè)面證實(shí)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(shù)抑制濃度值為0.693μM。
　　(3)將上述構(gòu)建的電化學(xué)驅(qū)動(dòng)CYP2D6傳感體系應(yīng)