CYP3A4 เป็นเอนไซม์ในมหาสกุลไซโทโครม P450 ซึ่งโปรตีนในมหาสกุลนี้จัดเป็นเอนไซม์ประเภทมอนอออกซีจีเนส ซึ่งมีส่วนสำคัญในการกระตุ้นการเกิดเมแทบอลิซึมของยาต่างๆมากมาย รวมไปถึง การสังเคราะห์คอเลสเตอรอล สเตอรอยด์ และสารประกอบจำพวกไขมันต่างๆอีกหลายชนิด

การทำงานโปรตีน CYP3A4 นั้น จะทำงานได้เมื่อเคลื่อนที่ไปยังร่างแหเอนโดพลาซึมและได้รับการกระตุ้นจากกลูโคคอร์ติคอยด์และสารทางเภสัชเคมีบางชนิด โดยยาที่ใช้ในการป้องกันหรือบำบัดรักษาโรคในปัจจุบันประมาณร้อยละ 60 นั้นถูกเมแทบอลิซึมโดยกลุ่มเอนไซม์ในไซโทโครม P450 ในจำนวนนี้มากกว่าร้อยละ 50 ถูกเมแทบอลิซึมโดย CYP3A4[3] ตัวอย่างซับสเตรตของ CYP3A4 ได้แก่ พาราเซตามอล โคดีอีน ไซโคลสปอริน ไดแอซิแพม และอิริโทรมัยซิน เป็นต้น นอกจากนี้เอนไซม์นี้ยังทำหน้าที่เมแทบอไลซ์สเตอรอยด์และสารก่อมะเร็งบางชนิดได้ด้วย[4] ยาโดยส่วนมากเมื่อถูกเมแทบอไลซ์โดย CYP3A4 มักหมดฤทธิ์ลง ซึ่งจะถูกกำจัดออกจากร่างกายต่อไปทั้งทางตรงและการอาศัยตัวนำ อย่างไรก็ตาม ยาบางชนิดกลับถูกทำให้อยู่ในรูปที่ออกฤทธิ์ (active compound) เมื่อถูกเมแทบอไลซ์โดย CYP3A4 ซึ่งสารออกฤทธิ์ที่เกิดขึ้นนี้อาจเป็นประโยชน์ในการบำบัดรักษาโรค หรือเป็นพิษต่อร่างกายก็ได้ อย่างใดอย่างหนึ่ง (ตัวอย่างสารเหล่านี้ดังแสดงในตารางด้านล่าง)

นอกจากนี้ CYP3A4 ยังมีออกฤทธิ์เป็นอีพ็อกซิเนสที่ทำหน้าที่เปลี่ยนแปลงกรดอะราคิโดนิกไปเป็นกรดอีพ็อกซีไอโคซาไทรอีโนอิก (EETs) เช่น กรด (±) -8,9-, (±) -11,12-, และ (±) -14,15-อีพ็อกซีไอโคซาไทรอีโนอิก[5] ซึ่ง EET นี้มีผลต่อระบบต่างๆของร่างกายมากมาย ซึ่งรวมไปถึงการส่งเสริมการเติบโตของเซลล์มะเร็งในผู้ป่วยมะเร็งด้วย (ดูเพิ่มที่ กรดอีพ็อกซีไอโคซาไทรอีโนอิก) การศึกษาในเซลล์สายพันธุ์ของเซลล์มะเร็งที่พบในมนุษย์พบว่า CYP3A4 จะสร้างกรด (±) -14,15-อีพ็อกซีไอโคซาไทรอีโนอิกออกมา ซึ่งกรดดังกล่าวจะออกฤทธิ์กระตุ้นให้เกิดการเจริญเติบโตของเซลล์สายพันธุ์มะเร็งตัวอย่างมากขึ้นกว่าปกติ[6] ทั้งนี้ มีรายงานพบว่าไซโทโครม P450ยังแสดงฤทธิ์เป็นมอนอออกซีจีเนสของกรดไขมัน ซึ่งจะเมแทบอไลซ์กรดอะราคิโดนิกไปเป็น กรด20-ไฮดรอกซีไอโคซาเททราอีโนอิก (20-HETE)[7] โดย 20-HETE ที่เกิดขึ้นนี้ก็มีฤทธิ์ที่คล้ายคลึงกับ EET ซึ่งรวมไปถึงความสามารถในการกระตุ้นให้เกิดการเจริญเติบโตของเซลล์มะเร็ง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มะเร็งเต้านม (ดูเพิ่มที่ กรด 12-ไฮดรอกซีไอโคซาเททราอีโนอิก)