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主要存在于肝细胞内质网上的细胞色素P450酶是高等生物体代谢转化外来化合物的关键酶系。一些有毒物质经过P450酶代谢转化,生成产物的水溶性提高,有助其排出体外,从而保护机体组织免受外来物质损害。然而,经过P450酶的代谢,有些产物反而具有更强的毒性。因此,揭示P450酶代谢转化外来化合物的机制非常重要。由于体内和体外实验测试的方法,难以捕捉P450酶促代谢的过渡态以及中间产物,成本高,耗时长,实验测试方法难以满足化学品生态风险性评价的需要。本论文将利用计算模拟的方法,评价和预测P450酶促转化外来化合物的机理和途径。本论文的主要研究内容有：1、多溴联苯醚(PBDEs)是一种典型的持久性环境污染物,先前的研究显示,PBDEs可以被P450酶代谢为相应的羟基化产物,然而关于这一转化过程的机理和路径仍然没有明确的解释。本论文通过理论计算的研究结果显示CpdI氧化BDE-47的反应路径包括以下几种：(1)羟基化；(2)醚键断裂；(3)脱溴／羟基化。而且通过理论计算得到的产物跟先前实验检测到的产物完全相符,说明本文采用计算方法研究P450代谢PBDEs的结果具有很高的可靠性,因此,理论计算可以作为一种探究P450代谢PBDEs机理的有力工具。2、甲氧基多溴联苯醚(MeO-PBDEs)是一种与PBDEs结构相似的化合物,它同样可以被P450酶代谢成为羟基化产物,然而反应机理与P450代谢PBDEs有着本质的不同。本论文选择了一种非常具有代表性的MeO-PBDEs同系物6-MeO-BDE-47作为研究对象来揭示P450酶代谢MeO-PBDEs的反应机理及其路径。研究显示,6-MeO-BDE-47与CpdI有Face-on和Side-on两种可能的反应模式,Face-on模式得到的产物主要是羟基化产物,而对于Side-on模式来说,6-MeO-BDE-47会对P450酶造成自杀性抑制。3、二溴氯丙烷(1,2-二溴-3-氯丙烷,DBCP)是一种典型的卤化烷烃类农药,研究表明DBCP具有生殖毒性和致癌性。直到现在,人们对DBCP的代谢机理及其动力学同位素效应还没有深入的了解。通过我们的计算研究显示,DBCP的羟基化反应和烷烃羟基化反应机理存在明显的差异,尤其是在反弹过程中的能垒明显的高于烷烃的羟基化过程。我们还发现DBCP的羟基化反应具有明显的动力学同位素效应,而且温度和隧道效应对KIE值具有明显的影响。