细胞色素P450酶是自然界中最万能的生物酶之一。它利用生物体内的分子氧和两种还原等价物,催化多种底物发生单加氧化反应,具有保护生物体免受外源化学物质侵害,代谢药物和合成重要生命物质的功能。虽然经过多年可观的努力,P450还存在许多未解决的具有急切挑战性的问题。本文采用密度泛函理论方法研究了P450催化底物p-methylthio-N,N-dimethylaniline(p-MT-DMA)的反应机理。计算研究了Cpd I和Cpd 0催化下的p-MT-DMA发生硫氧化的反应机制过程,结果表明Cpd I催化硫氧化反应具有低自旋选择性,反应能垒仅为8.3kcal/mol(E1)3.8 kcal/mol(E2),说明Cpd I在硫氧化反应中活性很高,催化的反应速率极快。而Cpd 0通过分步的O-O键均裂/O_d进攻的硫氧化反应需要跨越第一步至少29.0 kcal/mol(E1)/20.6 kcal/mol(E2)的能垒,相对Cpd I而言,Cpd0的活性显得很弱,对应的反应速率约比Cpd I的慢8个数量级。此外Cpd 0通过O-O键均裂产生活性自由基物种的反应还受到其它平行反应的有效竞争,因此我们认为,在原态的P450中对S-氧化起作用的活性物种是Cpd I,Cpd 0的作用可以忽略。