细胞色素P450酶（CYPs或P450s）是一个由非常大的基因家族编码的含有血红素作为辅助因子的血红蛋白超家族。在人体中共有57种细胞色素P450酶,根据氨基酸序列同源性可将其划分成18个科（阿拉伯数字表示）和43个亚科（大写字母表示）。CYPs作为ADMET研究的核心,在外源性化合物和内源性物质的Ι相代谢中发挥着重要作用,因此高效简便的CYP活性分析方法在药物开发中是必不可少的。目前,比较简便的方法是生物发光分析法,这种方法依赖于通过特定CYP酶的代谢来产生生物发光信号的探针底物,具有灵敏度高以及省时省力的优点。人类CYP1和CYP3A家族是人体中非常重要的细胞色素P450酶。CYP1家族催化包括雌激素和多环芳烃在内的多种内源性物质和外源性化合物的氧化代谢,并且在致癌物的活化过程中具有至关重要的作用。CYP3A家族占人体细胞色素P450酶总含量的30%左右,在人肝微粒体中具有高丰度的表达活性和广泛的底物特异性,参与了人体内约50%的临床药物的代谢清除。本文主要对CYP1和CYP3A家族酶的脂肪族发光探针底物进行了研究,旨在合成新的荧光素底物来探索CYP1和CYP3A家族不同成员在生物表达上的差异。在本研究中,我们合成了二十二种脂肪族荧光素衍生物,包括十一种酸类衍生物和同系列的十一种甲酯类衍生物,随后用二十一种新的底物和Luciferin-CEE分别测试了CYP1和CYP3A家族七种酶的活性。研究结果表明,对于酸类衍生物,碳链的延长和卤素元素的添加对酶的生物转化活性都有一定的影响,但是这一规律并不明显。且对于所有的七种酶,CYP1A1始终对十一种酸类底物具有最高的催化活性。在将荧光素衍生物的羧基转化为甲酯基后,CYP3A家族对这两类底物的催化活性没有明显差异。而CYP1家族则对此结构变化非常敏感,酯化后CYP1家族催化羟基化的活性普遍呈现出不同程度的升高,其中相差最大的超过500倍。并且不同的酶对同一种底物的生物转化活性也具有非常明显的差异,例如CYP1A1催化Luciferin-DFEEME和CYP1B1催化Luciferin-FPEME的RLU值都远高于其余六种酶代谢同一底物的RLU值。这表明将脂肪族荧光素衍生物的羧基转化为酯基这一结构修饰极大地改善了底物对CYP1家族酶的催化反应性和选择性。这可能是未来CYP1家族发光底物研究的重要方向。