細(xì)胞色素P450超家族（CYP450）是一大類各種各樣的酶，因在450納米有特異吸收峰而得名，其主要功能是催化氧化有機(jī)化合物。細(xì)胞色素P450在內(nèi)源性(如脂肪酸、類固醇、前列腺素和膽汁酸等)和外源性物質(zhì)(如藥物、環(huán)境致癌物和食品添加劑等)的代謝過程中，具有重要作用，而且是藥物代謝與生物激活作用的主要酶類，約占到各種代謝反應(yīng)總數(shù)的75%。近年來，對(duì)細(xì)胞色素P450的結(jié)構(gòu)、功能，特別是在藥物代謝中的作用的研究有了較大的進(jìn)展，研究表明細(xì)胞色素P450是藥物代謝過程中的關(guān)鍵酶，而且對(duì)細(xì)胞因子和體溫調(diào)節(jié)都有重要影響。

細(xì)胞色素P450是由許多微粒體和線粒體亞鐵血紅素-硫酸鹽蛋白組成的，廣泛存在于細(xì)菌、真菌、植物和動(dòng)物體內(nèi)。1958年，這些細(xì)胞色素在肝臟細(xì)胞微粒體中被發(fā)現(xiàn)，哺乳動(dòng)物細(xì)胞色素P450是膜的組分，參與生物合成和許多生理有效物質(zhì)的代謝，除了在骨骼肌和成熟紅血球之外所有的器官和組織中都有發(fā)現(xiàn)。到目前為止，已測(cè)序和命名了三千多個(gè)細(xì)胞色素P450基因。根據(jù)氨基酸序列的同源性，細(xì)胞色素P450超家族成員依次分為家族、亞家族和酶?jìng)€(gè)體三個(gè)級(jí)別。

CYP1B1的相關(guān)內(nèi)容

細(xì)胞色素P450構(gòu)成了參與多種內(nèi)源性和外源性化合物代謝的血紅素蛋白的基本家族。人類細(xì)胞色素P450的基因也已經(jīng)基本明確，包括57個(gè)活性基因和58個(gè)假基因，分為18個(gè)家族和44個(gè)亞家族。其中，涉及藥物代謝的CYP450主要包括CYP1、CYP2和CYP3家族，參與大量外源性化學(xué)物質(zhì)和某些內(nèi)源性物質(zhì)的代謝。

CYP1家族屬于人類已知的18個(gè)CYP基因家族，包括三種酶：CYP1A1，CYP1A2和CYP1B1。CYP1B1基因位于2號(hào)染色體上，有三個(gè)外顯因子和兩個(gè)內(nèi)含子，編碼一個(gè)由543個(gè)氨基酸所組成的酶蛋白。

人體內(nèi)的CYP1B1與CYP1A1和CYP1A2分別具有41％和40％的氨基酸序列同源性，而后兩者具有72％的同源性。CYP1B1是上述三種CYP1中最有趣的靶標(biāo)，因?yàn)镃YP1B1是催化強(qiáng)效雌激素C18-類固醇17b-雌二醇（E2）羥化的最有效酶。

CYP1B1能氧化代謝許多前致癌物（如催化多環(huán)芳香烴和芳香胺的活化）和體內(nèi)的甾體激素（如介導(dǎo)17-雌二醇羥化，形成4-兒茶酚雌激素）。與CYP1A1、1A2等相比，CYP1B1催化雌二醇4-羥化活性最高，是4-羥化代謝的主要酶。

CYP1B1抑制劑的研究方向

抑制細(xì)胞色素P450 1B1（CYP1B1）是一種很有前途的生物標(biāo)志物和治療靶點(diǎn)，因?yàn)樗梢栽谌齻€(gè)不同的水平上起作用：

（1）通過抑制誘變性4-羥基雌二醇的形成；

（2）通過抑制前致癌物的生物活化；

（3）通過降低耐藥性。

根據(jù)藥物代謝能力的不同，臨床病人共有四種代謝表型。分別是超強(qiáng)代謝型：攜帶3個(gè)或更多個(gè)功能正常的野生型等位基因，在人群中占1%~10%；這類人群若給予標(biāo)準(zhǔn)劑量，則不能獲得預(yù)期的效果，必須適當(dāng)增加劑量。強(qiáng)代謝型：由兩個(gè)野生型或兩個(gè)功能正常的等位基因編碼的酶活性正常表型，占人群的75%~85%，這類人群在標(biāo)準(zhǔn)劑量時(shí)即有較好的療效。中間代謝型：攜帶一個(gè)野生型和一個(gè)變異型等位基因；或一個(gè)有活性、一個(gè)無活性；或一個(gè)無活性、一個(gè)有部分活性的基因編碼的代謝酶，功能略有減弱，占人群的10%~15%。弱代謝型：攜帶有兩個(gè)變異等位基因而使酶活性降低或缺失，占人群的5%~10%。這類人群因代謝受阻，藥物易蓄積體內(nèi)而引發(fā)中毒，故必須適當(dāng)減量或更換其他藥物。

CYP1B1在幾種類型的癌癥中都存在過表達(dá)，并與耐藥性有關(guān)。目前已經(jīng)進(jìn)行了幾項(xiàng)研究以開發(fā)CYP1B1的有效和選擇性抑制劑，研究報(bào)道中的CYP1B1抑制劑包括：類黃酮，反式二苯乙烯，香豆素，生物堿，蒽醌和其他幾種化合物^[1]。在這些化合物家族中，類黃酮和芪類素研究最多；而二苯乙烯家族在活性和選擇性方面提供了最好的抑制劑，特別是2,4,3,5-四甲氧基二苯乙烯，它是CYP1B1最具選擇性的抑制劑之一^[2]。

二苯乙烯類：二苯乙烯的基本結(jié)構(gòu)是在雙鍵的兩側(cè)具有兩個(gè)芳族基團(tuán)。白藜蘆醇存在于紅葡萄酒中，具有抗氧化活性，白藜蘆醇對(duì)CYP1B1有抑制作用但卻沒有選擇性，因?yàn)樗惨种艭YP1A1 ^[3]。而作為二苯乙烯類的化合物9是CYP1B1的高效和高選擇性抑制劑。

多環(huán)芳香族化合物：多環(huán)芳族化合物長(zhǎng)期以來被認(rèn)為是CYP1酶的抑制劑，其中化合物17是CYP1B1的有效地和有選擇性地抑制。

黃酮類化合物：黃酮類化合物是我們飲食中抗氧化劑的主要來源^[4]，而且類黃酮具有良好的抗癌特性。

香豆素：香豆素構(gòu)成一類衍生自香豆素的酚類化合物，也稱為2H-1-苯并二氫吡喃-2-酮。這些天然存在的化學(xué)物質(zhì)具有作為化學(xué)抑制劑的潛力，并且已知一些化學(xué)物質(zhì)與CYP1酶相互作用，且CYP1B1的抑制活性根據(jù)酶底物的變化而發(fā)生變化。

蒽醌類：蒽醌類是指一組衍生自蒽醌的分子，蒽醌本身是蒽的衍生物。蒽醌是在一些動(dòng)物和植物中發(fā)現(xiàn)的多環(huán)芳烴。在這類化合物中報(bào)道的兩種CYP1B1抑制劑是紫紅素和茜素，Ki值分別為0.7和0.5mM。

天然生物堿：生物堿構(gòu)成各種氮化合物的家族，通常是雜環(huán)，并且它們主要存在于植物中?；衔?4是有效的CYP1B1抑制劑。

其他化合物：最近報(bào)道化合物73是從90種類固醇衍生物進(jìn)行的篩選中鑒定的最佳CYP1B1抑制劑（IC50 = 3.4mM）^[5]。另一個(gè)是化合物81，一種抑制p53基因（人體抑癌基因）激活和凋亡的化合物，而且已經(jīng)觀察到該化合物直接影響CYP1酶的催化活性，并且是CYP1B1的非常有效的抑制劑^[6]。

除了已知的CYP1B1抑制劑的改進(jìn)和新抑制劑的開發(fā)之外，使用上述這些結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)的分子建模研究可以指導(dǎo)有效和有選擇性CYP1B1抑制劑的合成。

關(guān)于CYP1B1抑制劑的新進(jìn)展

CYP1B1過表達(dá)在不同類型的人類癌癥中觀察到，例如乳腺癌，肺癌，食道癌，皮膚癌，睪丸癌，結(jié)腸癌，淋巴結(jié)癌和腦癌。Raphael Dutour等[7]合成了四個(gè)系列的類固醇衍生物，來評(píng)估它們對(duì)CYP1B1和CYP1A1的抑制活性及選擇性。四個(gè)系列分別為：(1) 12 estrone (E1)-and 17β-estradiol (E2)-derivatives bearing a3-or a 4-pyridinyl core at C2, C3, or C4, (2) eight estrane derivatives withdi?erent sulfur groups at C3, (3) 19 E1-and E2?derivatives bearing distinctaryls at C2, and (4) ?ve D-ring derivatives. 這些類固醇衍生物都有較高的合成產(chǎn)率，并通過IR，1H NMR，13C NMR和HRMS等分析方法進(jìn)行了充分的表征。

該系列的最有效的CYP1B1抑制劑是化合物13b和20b，分別帶有4-氟苯基和4-甲氧基苯基，而化合物26具有較好的CYP1B1抑制活性。

結(jié)果表明，與CYP1A1相比，這些新的類固醇衍生物能更好地進(jìn)入CYP1B1結(jié)合位點(diǎn)，對(duì)CYP1B1有較好的選擇性。

年齡、種族、身體狀況、基因和環(huán)境的多種因素的差異會(huì)對(duì)藥物代謝有不同的影響，因此不同的病人對(duì)同一種藥物在藥物代謝方面會(huì)有差異。CYP450是人體參與藥物代謝最重要的一種酶，越來越多的研究已經(jīng)證實(shí)，CYP450基因的多態(tài)性是造成臨床不同個(gè)體間藥物代謝差異的主要原因之一。近十多年來，我們?cè)贑YP450藥物基因組學(xué)研究方面取得了很大的進(jìn)展。但是我們也應(yīng)該清醒地認(rèn)識(shí)到，個(gè)體化用藥在國(guó)內(nèi)的發(fā)展還存在很多問題，要想在臨床上真正實(shí)現(xiàn)個(gè)體化用藥，還有很長(zhǎng)的路要走。

參考文獻(xiàn)：

[1], Raphael Dutour, Donald Poirier. Inhibitors ofcytochrome P450 (CYP) 1B1.European Journal of MedicinalChemistry 135 (2017) 296-306.

[2] Y.J. Chun, S. Kim, D. Kim, S.K. Lee, F.P. Guengerich.A new selective and potent inhibitor of human cytochrome P450 1B1 and itsapplication to antimuta?genesis, Cancer Res. 61 (2001) 8164e8170.

[3] T.K. Chang, W.B. Lee, H.H. Ko. Trans-resveratrolmodulates the catalytic ac?tivity and mRNA expression of the procarcinogen-activatinghuman cyto?chrome P450 1B1, Can. J. Physiol. Pharm. 78 (2000) 874e881.

[4] F. Ververidis, E. Trantas, C. Douglas, G. Vollmer,G. Kretzschmar, N. Panopoulos. Biotechnology of ?avonoids and otherphenylpropanoid?derived natural products. Part I: chemical diversity, impactson plant biology and human health, Biotechnol. J. 2 (2007) 1214e1234.

[5] D. Poirier, J. Roy, F. Cortez-Benitez, R. Dutour.Targeting cytochrome P450 (CYP) 1B1 with steroid derivatives, Bioorg. Med.Chem. Lett. 26 (2016) 5272e5276.

[6] L. Sparfel, J. Van Grevenynghe, M. Le Vee, C.Aninat, O. Fardel. Potent inhibition of carcinogen-bioactivating cytochrome P4501B1 by the p53 inhibitor pi?-thrin alpha, Carcinogenesis 27 (2006) 656e663.

[7] Raphael Dutour, Jenny Roy, FranciscoCorte?s-Benítez, Reneb Maltais, and Donald Poirier. Targeting Cytochrome P450(CYP) 1B1 Enzyme with Four Series of A Ring Substituted Estrane Derivatives:Design, Synthesis, Inhibitory Activity, and Selectivity. J. Med. Chem. 2018,61, 9229?9245.