冷冻电镜揭示的CYP3A4结构可塑性与配体多 promiscuity

细胞色素P450 3A4（CYP3A4）代谢约一半已上市药物，而对其的抑制可导致具有临床意义的药物—药物相互作用。该酶能够容纳化学结构多样的配体，因此其结合模式和代谢结果难以预测。此前的X射线晶体学研究采用了一种截短构建体，去除了将CYP3A4锚定于膜上的N端片段。在本研究中，我们发现同一构建体可组装成对称三聚体，并可通过冷冻电子显微镜（cryo-EM）解析；同时解析了无配体和配体结合状态下的CYP3A4结构。多个配体均被解析出来，其密度与若干相互排斥的构象相一致。为重塑结合口袋而发生的蛋白质重构主要集中于F/G环区域；在许多X射线结构中，该区域分辨率较低，因而未被建模。这些特征可能是导致共折叠方法在该靶标上的预测性能较差的原因。常规采用冷冻电子显微镜解析CYP3A4配体结合复合物，将提供构建可在实践中有效预测药物代谢的模型所需的真实基准数据。

细胞色素P450 3A4（CYP3A4）代谢约半数已上市药物，而对其进行抑制可能导致具有临床意义的药物-药物相互作用。该酶能够容纳化学结构多样的配体，因此其结合模式和代谢结果难以预测。此前的X射线晶体学研究采用了缺失N端片段的截短构建体，该片段负责将CYP3A4锚定于膜上。在本研究中，我们发现同一构建体能够组装成对称三聚体，并可通过冷冻电镜对其进行解析；同时测定了无配体结合态和配体结合态CYP3A4的结构。多个配体均被解析出来，其密度特征与若干相互排斥的构象一致。为重塑结合口袋而发生的蛋白质重构主要集中于F/G环区域，而该区域在许多X射线结构中分辨率较低，因而未被建模。这些特征很可能是针对该靶标的共折叠方法预测性能不佳的根本原因。常规采用冷冻电镜解析CYP3A4配体结合复合物，将提供构建药物代谢预测模型所需的真实基准数据，从而使此类模型在实践中真正发挥作用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.01.748687v1?rss=1

🏷️ CYP3A4 冷冻电子显微镜 蛋白质结构可塑性 配体多重特异性 药物代谢 细胞色素P450