Oxidoreduktasen

Oxidoreduktasen sind Enzyme der ersten Enzymklasse laut der systematischen Nomenklatur der Enzymkommission der International Union of Biochemistry (IUB) und katalysieren Redoxreaktionen. Der systematische Name ist Donor:Acceptor Oxidoreduktases. Unterschieden wird zwischen Monooxygenasen, Dioxygenasen, Oxidasen, Dehydrogenasen, Reduktasen und Peroxygenasen.

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Reaktionen

Katalyse der folgenden Redoxreaktionen

• Oxygenierung und/oder
• Addition oder Entfernung eines Reduktionsäquivalents

Monooxygenasen

Monooxygenasen sind immer NADH bzw. NADPH verbrauchend und oft abhängig von FAD und/oder Fe²⁺. Bei der katalysierten Reaktion wird genau ein Sauerstoffatom eines Sauerstoffmoleküls (O₂) auf das Substrat übertragen. Monooxygenasen gelten auch als mischfunktionelle Oxygenasen da sie ein zweites Substrat als Elektronendonor benötigen, welches das zweite Sauerstoffatom zu Wasser (H₂O) reduziert.

Katalysierte Reaktionen:

• Monohydroxylierungen aromatischer Ringe
• Epoxidierungen von Kohlenstoffdoppelbindungen
• Einfügung eines Sauerstoffs (Baeyer-Villiger Monooxygenasen)

Dioxygenasen

Dioxygenasen verbrauchen oft NADH bzw. NADPH und sind oft abhängig von FAD und/oder Fe²⁺. Dioxygenasen übertragen zwei Sauerstoffatome auf das Substrat.

Katalysierte Reaktionen:

• Dihydroxylierungen aromatischer Ringe (aromatische cis-Diole)
• Ringspaltung (der aromatischen cis-Diole zwischen den Hydroxylgruppen oder den Hydroxylgruppen benachbart)

Oxidasen

Als Oxidasen bezeichnet man Enzyme, welche die bei der Oxidation eines Substrates freiwerdenden Elektronen auf Sauerstoff (O₂) übertragen. Dabei dient der Sauerstoff als Elektronenakzeptor und wird zu Wasser (H₂O) oder Wasserstoffperoxid (H₂O₂) reduziert.

Oxidasen verbrauchen kein NADH bzw NADPH und sind oft abhängig von FAD

• Aminosäureoxidasen
• Monoaminooxidasen (MAO)
• Alkoholoxidasen

Dehydrogenasen

Dehydrogenasen verbrauchen bzw. bilden NADH, NADPH oder FADH₂

• Alkoholdehydrogenasen
• Aldehyddehydrogenasen
• Aminosäurendehydrogenasen
• CO-Dehydrogenasen

1. Falls NAD-Kofaktor, dann X=O oder NH
2. Falls Flavine bzw. 1e^- Akzeptoren, dann X=O, NH oder CHR

Hydrogenasen

Hydrogenasen kommen in methanogenen Bakterien als Ni²⁺-haltige Enzyme vor und benötigen den Kofaktor F₄₂₀. Diese Enzyme katalysieren die Reduktion von Kohlenstoffdioxid (CO₂) zu Methan mittels Wasserstoffmolekülen (H₂) als Reduktionsmittel.

Allgemeine Beispiele

• Alkoholdehydrogenase
• Pyruvatdehydrogenase
• Glucose-Oxidase
• GOD-Test