Ossidoreduttasi: sottoclassi, funzioni, reazioni

Le ossidoreduttasi sono una classe di enzimi che catalizzano le reazioni di ossidoriduzione ovvero quelle reazioni in cui una specie detta riducente cede elettroni a una specie detta ossidante.

Le ossidoreduttasi catalizzano pertanto reazioni del tipo:
A+ B → A + B
dove A è il riducente e B è l’ossidante. Possono prendere parte sia al metabolismo anaerobico che a quello aerobico e sono tra gli enzimi disponibili nelle carote. Le ossidoreduttasi sono enzimi con caratteristiche distintive che ne favoriscono l’uso in diversi ambiti, come l’agricoltura, la gestione ambientale, la medicina e la chimica analitica.

Tra questi enzimi sono molto interessanti ossidasi, deidrogenasi, perossidasi e ossigenasi. A causa della loro diversità di substrato, possono essere utilizzati in diversi processi biocatalitici mediante catalisi omogenea ed eterogenea.

Sottoclassi delle ossidoreduttasi

A seconda del tipo di reazione che viene catalizzata le ossidoriduttasi si distinguono in sottoclassi:

  • Ossidasi: enzimi che catalizzano una reazione in cui è presente O2 che funge da accettore di elettroni ovvero da ossidante con formazione in molti casi di H2O o di H2O2
  • Deidrogenasi: enzimi che catalizzano il trasferimento di due atomi di idrogeno uno sotto forma di H+ e uno sotto forma di H da un substrato donatore a un substrato accettore
  • Ossigenasi: enzimi in grado di ossidare un substrato trasferendo su di esso ossigeno
  • Perossidasi: enzimi che catalizzano la trasformazione di perossidi organici che fungono da accettori di elettroni

Funzioni

Svolgono un ruolo importante nel metabolismo sia aerobico che anaerobico e intervengono in molti processi tra cui la glicolisi, il ciclo di Krebs, nella fosforilazione ossidativa e nel metabolismo degli amminoacidi.

Appartiene alla sottoclasse delle ossidasi la glucosio ossidasi che catalizza la reazione tra glucosio e ossigeno per dare perossido di idrogeno e D-glucono-1,5 lattone

ossidasi

Appartiene alla sottoclasse delle deidrogenasi la ADH ovvero l’alcol deidrogenasi che catalizza la reazione tra un alcol primario o secondario e l’NAD+ secondo la reazione:
alcol + NAD+aldeide o chetone + NADH + H+

Appartiene alla sottoclasse delle ossigenasi la monoossigenasi contenente flavina che catalizza la reazione tra l’N,N-dimetilanilina e il NADPH secondo la reazione:
N,N-dimetilanilina + NADPH + H+ + O2 ⇌ N,N-dimetilanilina N-ossido + NADP+ + H2O

Appartiene alla sottoclasse delle perossidasi, oltre la catalasi, la cloruro perossidasi che catalizza la reazione:
2 RH + 2 Cl + H2O2 ⇌ 2 RCl + 2 H2O

 

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