異物進入生物機體後在有關酶系統的催化作用下的代謝變化過程。所謂異物，系指各種非生理性物質，如毒物、藥物及環境污染物等。

　　轉化過程　生物轉化一般分為Ⅰ、Ⅱ兩個連續的作用過程。在過程Ⅰ中，異物在有關酶系統的催化下經由氧化、還原或水解反應改變其化學結構，形成某些活性基團（如—OH、—SH、—COOH、—NH2>等）或進一步使這些活性基團暴露。在過程Ⅱ中，異物的一級代謝物在另外的一些酶系統催化下通過上述活性基團與細胞內的某些化合物結合，生成結合產物（二級代謝物）。結合產物的極性（親水性）一般有所增強，利於排出。例如氨基甲酸酯類殺蟲劑胺甲萘（西維因）的生物轉化過程如下：

　　異物的生物轉化一般都要經歷這兩個連續過程，但也有一些異物由於本身已含有相應的活性基團，因而不必經由過程Ⅰ即可直接與細胞內的物質結合而完成其生物轉化。

　　氧化反應　異物生物轉化過程Ⅰ中的氧化反應是在混合功能氧化酶系（又稱為單氧酶系、羥化酶系或細胞色素P-450酶系）的催化作用下進行的。異物的氧化可用下式表述：

NADPH2:還原型輔酶　II；　NADP:氧化型輔酶　II這一酶系的活性很強，但專一性差，凡是具有一定脂溶性的異物，幾乎都能在它的催化下被氧化，因此常稱為混合功能氧化酶。目前認為它能催化的氧化反應如表所示。

混合功能氧化酶能催化的氧化反應

　　還原反應　生物轉化過程Ⅰ中的還原反應大多是在各種還原酶（如醇脫氫酶、醛脫氫酶、硝基還原酶、偶氮還原酶等）催化下進行的。如還原性脫鹵作用（例如DDT還原成DDD）就是異物經由還原反應進行生物轉化的重要方式。至於細胞色素 P-450酶系是否也能催化其逆反應（還原反應），則尚無定論。

　　水解反應　生物轉化過程Ⅰ中的水解反應是酯類、酰胺類等異物的轉化方式。有機磷農藥在化學上屬於酯類或酰胺類，因而這一類由相應的水解酶（如酯酶、酰胺酶等）催化的反應，在生物轉化上也很重要。例如：

　　結合反應　生物轉化過程Ⅱ　由專一性強的各種轉移酶催化，可用下式表示：

式中的受體即異物，供體又稱結合物， 是參與結合反應的細胞內物質結合物。主要是各種核苷酸衍生物，如尿苷二磷酸葡萄糖醛酸（UDPGA，提供葡萄糖醛酸基團、GA），3′-磷酸腺苷酸硫酸(PAPS，提供硫酸基團、S=SO3H)，腺苷蛋氨酸(SAM，甲基供體，M=甲基)，乙酰輔酶A（CH3CO—SCoA，乙酰基供體，CH3—CO二乙酰基）。此外，某些氨基酸（如甘氨酸、谷氨酰胺）及其衍生物（如谷胱甘肽）也是重要的結合物。供體或結合物都是細胞代謝的正常產物。

　　生物轉化中的結合反應由於結合物種類的不同可分為下列幾種類型：

生物轉化中的結合反應類型

　　各種類型結合反應舉例如下：

　　1.葡萄糖醛酸化

　　2.硫酸化

　　3.甲基化

　　4.乙酰化

　　5.甘氨酸結合

　　　　　 　甘氨酸酰基轉移酶

甘氨酸＋苯甲酰CoA────────→HSCoA＋馬尿酸

　　　　　↑　　　　　　　(C6H5CONHCH2COOH)

　　苯甲酸

　　　(C6H5COOH)

　　6.谷胱甘肽結合

　　任何一種異物的生物轉化方式決不會是簡單劃一的；它們可同時進行不同的氧化還原或水解反應，此後又可繼續進行不同類型的結合反應。此外營養條件、激素功能、年齡、種族、個體差異等都對轉化方式發生顯著影響。

　　生物轉化過程中酶的抑制和誘導　某些異物可以影響機體內同生物轉化有關的酶的活動，這種影響分為兩種:①酶的抑制。有些異物可以使一些酶的活力降低，從而降低異物的代謝速度，使其在體內的滯留時間延長，毒性增強。例如對硫磷的代謝物對氧磷能夠抑制催化馬拉硫磷水解的羧酸酯酶，使馬拉硫磷的水解速度減慢，毒性增強。②酶的誘導。某些異物可以誘導同生物轉化有關的酶的合成，從而促進異物的代謝速度。具有這種作用的物質稱為誘導物。例如苯巴比妥作為誘導物在鼠肝中可誘導生成葡萄糖醛酸轉移酶；同時施用苯巴比妥與2-乙酰氨基芴，可降低或減弱後者的致癌作用。

　　生物轉化的實驗研究過去主要以動物為對象，采用活體或離體實驗方法。研究結果發現在動物的各種組織中，肝臟（後來又發現主要是肝細胞的微粒體部分）的生物轉化能力最強；轉化的結果能使一些異物消除或降低毒性，或者轉化為易於排出的物質，因而曾稱之為解毒作用。但是隨後的研究表明，生物轉化的結果並非全然如此，有些異物，例如2-乙酰氨基芴（AAF，一種前致癌物，即不具活性的致癌物質）經過生物轉化（包括混合功能氧化酶催化的氧化反應與硫酸化結合反應）後能轉變成具有生物活性的終致癌物（硫酸AAF），這種現象稱為增毒作用。

　　

參考書目

　上海第一醫學院主編:《醫用生物化學》（上冊），人民衛生出版社，北京，1979。

　A.DeBruin，Biochemical Toxicology of Environmental Agents，Elsevier/North-Holland Inc.，New York，1976.

　J.B.Harborne，Introduction to Ecological Biochemistry，Academic Press，New York，1977.

　B.Testa et al.，Drug Metabolism，Chemical and Biochemical Aspects，Marcel Dekker Inc.，New York，1975.