# Mechanisms and control of multifunctional cytochromes P450

> **NIH NIH R01** · MARQUETTE UNIVERSITY · 2020 · $237,825

## Abstract

Project Summary 
 
The function of cytochromes P450 can be classified into two major divisions, those that operate in xenobiotic 
degradation and those that play critical roles in steroid hormone synthesis. Due to the critical role of 
cytochrome P450 in human health, these enzyme systems have occupied NIH supported investigators for 
many decades. The general long term goals of the research program are to gain a molecular level insight into 
the impressive range of functional diversity displayed by these enzymes. The essential focus of the work 
proposed deals with two important human enzymes involved in steroid biosynthesis, CYP17 and CYP51, both 
current drug targets for various diseases, including atherosclerosis and prostate cancer, progress in this 
endeavor ultimately depends on gaining a deeper understanding of their structure and precise reaction 
pathways. In order to fully understand the pertinent relationship of structure to function, it is important to 
acquire structural information for not only the stable terminal states in a reaction, but also for the reaction 
intermediates, investigation of the latter having been historically impeded, owing to their fleeting existence. 
Also, the fact that these are membrane‐bound proteins has complicated their investigation owing to problems 
associated with aggregation. In order to address these obstacles, this research program employs an approach 
using innovative nanodisc technology which not only provides an environment mimicking the natural cell 
membrane for the isolated CYP enzyme, but also enables the synthesis of unique functional dyads of the CYP 
with its natural or alternative reductases. Also of immense importance, a powerful combination of resonance 
Raman spectroscopy with the cryoradiolysis technique permits trapping and detailed structural 
characterization of otherwise elusive, but crucial reaction intermediates, thereby providing a heretofore 
unattainable level of insight into the structure and function of these enzymes.

## Key facts

- **NIH application ID:** 9961620
- **Project number:** 5R01GM125303-04
- **Recipient organization:** MARQUETTE UNIVERSITY
- **Principal Investigator:** James Robert Kincaid
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $237,825
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2017-08-01 → 2022-06-30

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9961620

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9961620, Mechanisms and control of multifunctional cytochromes P450 (5R01GM125303-04). Retrieved via AI Analytics 2026-05-24 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9961620. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*