脫氫酶是已知酶中種類z多的一類,其中以催化供體中醇基團(—CHOH)、醛、酮基團(—HCO或—RCO)及烷基因(—CH2—CH2—)脫氫的為z常見。天然受體主要有煙酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADP+)和細胞色素。
反應(yīng)原理
大多數(shù)脫氫酶的天然受體是NAD+或NADP+〔以下用NAD(P)+表示〕,例如蘋果酸脫氫酶,異檸檬酸脫氫酶等 。脫氫酶的底物經(jīng)這類脫氫酶的催化使NAD(P)+還原生成NAD(P)H。另一些脫氫酶以黃素為輔基,輔基在催化反應(yīng)中進行氧化還原。例如琥珀酸脫氫酶,還原型煙酰胺腺嘌嶺二核苷酸(NADH)脫氫酶,膽堿脫氫酶等。NADH以及一些直接以黃素為輔基的脫氫酶的底物通過脫氫酶的催化z后通過細胞色素系統(tǒng)而被氧氧化,此時釋放出的能量供機體需要。它們與細胞色素系統(tǒng)電子傳遞鏈的連接大體上可以用簡單的來表示。
NADH脫氫酶、琥珀酸脫氫酶都含有黃素輔基。NADH脫氫酶的輔基是黃素單核苷酸(FMN),以非共價鍵與酶蛋白結(jié)合。琥珀酸脫氫酶的輔基是黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD),以共價鍵與酶蛋白的組氨酸結(jié)合。
NADH脫氫酶、琥珀酸脫氫酶均含有非血紅素鐵和酸不穩(wěn)定硫。利用順磁共振了解了鐵硫部分在電子傳遞過程中的氧化還原作用,以及它們在酶與膜結(jié)合過程中的作用,鐵硫中 心不穩(wěn)定,往往是酶失活的原因,鐵硫中 心也是一些酶抑 制劑的作用部位。
生物體中絕大多數(shù)氧化還原反應(yīng)都是在脫氫酶及氧化酶的催化下進行。物質(zhì)經(jīng)脫氫酶催化氧化,z后通過電子傳遞鏈而被氧氧化,此時通過氧化磷酸化作用生成腺苷三磷酸(ATP),是異養(yǎng)生物體取得能量的主要途徑。