近日，中国科学院大连化学物理研究所分子反应动力学国家重点实验室1101组韩克利研究员及其团队在《配位化学评论》（Coordination Chemistry Reviews）上发表了题为《细胞色素P450药物代谢的密度泛函理论模型计算最新进展》的综述文章（DOI: 10.1016/j.ccr.2012.01.016）。该文系统总结了该课题组在细胞色素P450催化反应机理方面的理论研究成果。
细胞色素P450（简称P450）是一类广泛存在于生物体内的单加氧酶，具有极其多样的催化功能。临床上大多数药物的I相代谢均由P450催化完成。在代谢外源性物质时，P450既可发挥解毒作用，也可能将某些前毒物转化为有毒代谢物。因此，深入理解P450催化外源底物代谢的反应机理，对于药物早期开发具有重要的指导意义。
P450被认为是自然界中催化多样性最丰富的生物催化剂，能够催化C-H羟基化、C=C环氧化、杂原子氧化、芳环氧化、脱烷基等多种反应。在催化过程中，分子氧（O₂）裂解，P450将一个氧原子插入底物（S）中，生成产物SO和水。
自2006年以来，大连化物所1101组一直致力于P450催化反应机理的理论研究，相关成果相继发表在《物理化学杂志B》、《化学生物化学》、《生物无机化学杂志》、《道尔顿汇刊》、《美国化学会志》等国际知名期刊上。该综述重点介绍了该课题组在P450催化的乙醇氧化、乙醛氧化、胺类脱烷基、酰胺脱烷基、尼古丁氧化等系列反应中的理论工作。其中，乙醇氧化研究提出了一个新的反应通道（R-DHA），很好地解释了血醇浓度升高时乙醇代谢增强的现象；乙醛氧化是一个协同氧化过程，其C-H键活化能仅为烷烃类活化能的1/3至1/2；胺类脱烷基反应的研究解决了HAT-SET机理的争议，给出了一致性的机理图景；酰胺中羰基的引入使其性质有别于胺类，实验现象也明显不同，酰胺脱烷基反应的研究成功解释了这些差异；尼古丁氧化研究分别计算了5'-羟基化和N-脱甲基反应，对反应的区域选择性给出了合理解释。
这些理论研究为合理设计药物提供了重要的理论基础，对药物开发具有指导意义。