中文摘要：

咖啡因是一类神经系统兴奋剂，它与止痛和退烧类药物混合可以提高药物功效，因而与人类健康息息相关。CYP1A2是催化20多种常见临床药物（包括咖啡因）代谢的一个重要酶。研究咖啡因在CYP1A2催化下的代谢机理具有十分重要的意义。本项目综合利用量子化学、分子力学和Monte Carlo统计力学模拟对CYP1A2催化下咖啡因的代谢机理进行详细研究。根据CYP1A2酶的晶体结构构建酶催化反应活性中心模型，优化可能反应通道的稳定点，计算自由能能垒，寻找最优反应路径。通过比较氨基酸残基及其突变对反应速控步骤的影响，探讨CYP1A2酶的催化活性。该项目的开展有助于了解CYP1A2催化下咖啡因的微观代谢机理，为实验中设计并合成具有强催化活性的变异酶提供理论依据，还可以为CYP1A2催化其它临床药物的代谢提供有用的信息，定性地预测其它CYP450家族酶催化下药物的代谢过程，研发更有效的新药。