Curs 2 Proprietatile remarcabile ale enzimelor Enzimele sunt cei ...

Curs 2
Proprietatile remarcabile ale enzimelor
Enzimele sunt cei mai performanti, precisi, stereospecifici catalizatori din toate grupele
de catalizatori. Enzimele (“en”-in, “zima”-drojdie) sunt proteine care au capacitatea de a
interactiona cu o substanta chimica numita substrat si proprietatea de a mari viteza de
transformare a acestuia in produsi de reactie, dupa care acestea se refac si pot fi utilizate
intr-un nou ciclu catalitic. S-a estimat faptul ca exista circa 25000 de enzime. Pana in
prezent s-au caracterizat aproximativ 3000 de enzime din care 300 s-au obtinut in stare
cristalina prin tehnici diferite si pot fi achizitionate de la companiile specializate in
vanzarea de produse biochimice.
Enzimele au cateva proprietati remarcabile in comparatie cu alte tipuri de catalizatori.
Dintre acestea trei proprietati importante sunt: marea lor putere catalitica, specificitatea si
gradul in care activitatea lor catalitica poate fi controlata de o serie de compusi naturali.
Puterea catalitica
Enzimele pot creste viteza de reactie cu pana la 17 ordine de magnitudine (Ex: orotidin
5’-fosfat decarboxilaza - Radzicka & Wolfenden,Science,1995). In cele mai multe cazuri
o comparatie intre viteza unei reactii catalizate enzimatic si necatalizata este greu de
realizat. Pentru ultima reactie (in absenta catalizatorului, enzimei) vitezele pot fi foarte
mici si ca atare greu de cuantificat. Cand aceasta comparatie este posibila cresterile
vitezei de reactie pot fi mai mari de 4 (creatin kinaza), 8 (alcool dehidrogenaza), 9
(triozfosfat izomeraza), 10 (hexokinaza), 11 (fosforilaza) ordine de magnitudine. In unele
situatii activitatea enzimatica poate fi masurata la temperatura mai mica (datorita
stabilitatii reduse a enzimei) comparativ cu reactia necatalizata.
Un exemplu il constituie ureaza, prima enzima (din fasole Canavalia ensiformis) care a
fost cristalizata in stare pura. Existenta enzimei a fost raportata inca din secolul XIX.
Experimentele initiale au fost efectuate de catre chimistul suedez Jon Jakob Berzelius,
cercetatorul care a introdus termenul de activitate catalitica. In schimb pana in 1926 nu se
stia exact daca ureaza era obtinuta in stare pura. Acest fapt a fost demostrat de catre
James B. Sumner de la Universitatea Cornell. Sumner a reusit sa izoleze enzima si sa o
cristalizeze si din acest motiv a fost recompensat cu premiul Nobel in 1947.
Ureea este o molecula foarte stabila, care in mod normal hidrolizeaza foarte incet
obtinandu-se acidul izocianic si amoniac. Durata reactiei necatalizate este de 3,6 ani la 38
C. Activitatea catalitica a enzimei determina o crestere a vitezei de reactie (in mediu
acid) de aproape 14 ordine de magnitudine. In timp ce reactia necatalizata implica o
eliminare directa a moleculei de amoniac, enzima probabil catalizeaza o reactie
hidrolitica a ionului carbamat (intermediar).

Specificitatea
Majoritatea enzimelor au specificitate ridicata atat pentru substrat(e) cat si asupra reactiei
pe care o acesta/acestia o catalizeaza. Exista insa si cazuri in care enzimele au
specificitate scazuta (anumite peptidaze, fosfataze si esteraze)-utilizeaza o gama larga de
substrate care contin legaturile respective (legatura peptidica, gruparea fosfoesterica,
gruparea esterica). Aceste enzime au rol degradativ (digestie, ex chimotripsina) si nu de
biosinteza.
Specificitatea scazuta a chimotripsinei –scindarea legaturilor amidice si esterice
Exista insa si alte exceptii, cand una si aceeasi enzima poate prezenta activitati catalitice
diferite. Un exemplu sunt reactiile catalizate de preparatele enzimatice din muschiul
cardiac de porc, bumbac, sau din N. crassa: prima reactie este cea de conversie a oxaloacetatului
la malat, iar cea de-a doua reactie este o reactie de transfer a gruparii amino.
Aceste enzime contin cel putin doi centri activi, specificitatea pentru fiecare substrat fiind
o caracteristica a unui singur situs catalitic.

Exista si enzime care prezinta o specificitate de grup.
Din aceasta categorie fac parte hexokinaza, o enzima
care catalizeaza fosforilarea unei palete largi de
aldohexoze (zaharuri). Fosforilarea glucozei
determina o incapacitate de transport a moleculei de
monozaharida in/inafara celulei. Oricum, majoritatea
enzimelor au specificitate aproape absoluta. Un
exemplu este ureaza care catalizeaza reactia cu ureea
sau cu analogi (la o viteza mult mai redusa). O grupa
de enzime intens studiata in ultimele decenii este cea
a endonucleazelor (enzime de restrictie). Aceste
enzime recunosc o secventa de 4-6 perechi de baze
(secventa palindromica) din cadrul ADNului si
cliveaza legaturile fosfodiesterice din ambele lanturi.
Exista cel putin 400 de endonucleaze care difera prin
specificitatea lor. In acest sens, fiecare endonucleaza
are specificitate absoluta pentru regiunea substratului
care este in contact cu situsul catalitic, desi poate
actiona asupra mai multor secvente de ADN in cazul
in care motivul “substratului” se repeta. De exemplu,
EcoR I (E. Coli Restriction Endonuclease I) poate
scinda intre nucleotidele G si A, iar Stu I scindeaza
intre nucleotidele G si C (taietura enzimatica a ADNului duplex este dreapta)
O trasatura distincta a multor reactii
catalizate de enzime este
stereospecificitatea, capacitatea acestora
de a recunoaste numai un izomer
geometric sau optic. In majoritatea
cazurilor, enzimele recunosc unul dintre
cei doi enantiomeri. Din acest motiv in
organism se intalnesc cu precadere Laminoacizi
si D-monozaharuri.
D-aminoacid-oxidazele (sursa: rinichiul de porc), enzime specifice aminoacizilor din
seria D, sunt capabile sa converteasca acesti compusi in cetoacizi.

L-aminoacid-oxidazele (enzime din veninul de sarpe) catalizeaza conversia L-aminoacizilor
la cetoacizi.
Exista insa si alte situatii in care specificitatea este dictata de sursa din care enzima este
izolata. De exemplu, lactat dehidrogenaza din muschi este activa fata de L(+)-lactat, pe
cand cea din Lactobacillus plantarum converteste D(+)-lactatul la piruvat.
Un exemplu este cel al NAD + - si NADP + - dehidrogenazelor. A fost demonstrat, prin
marcarea substratului cu izotopi radioactivi, faptul ca transferul hidrogenului are loc de la
substrat la o fata particulara (notata A sau B) a dehidrogenazelor.
Formele reduse pentru nicotin adenin dinucleotid (NADH)
si nicotin adenin dinucleotid fosfat (NADPH)
Mai mult, majoritatea dehidrogenazelor actioneaza asupra NAD + -ului (alcool-, lactat-,
maleat-, glicerol-3-fosfat-, 3-hidroxibutirat-, glucoz-, gliceraldehid dehidrogenaza si
citocrom b5 -reductaza) sau NADP + -ului (3-oxiacil-reductaza, homoserin si glucoz-6fosfat
dehidrogenaza).
Exista cazuri de prochiralitate (substratul nu are un centru chiral de reactie) in reactiile
catalizate de enzime. Un exemplu este cel a reactiei catalizate de fumarat hidrataza
(localizata in mitocondrii si intervine in ciclul acidului citric), reactie in care fumaratul
este convertit in malat. Reactia poate fi demonstrata prin utilizarea apei tritilate ( 3 H2O).
Aceasta permite marcarea atomului de hidrogen care este atasat la substrat. Un caz
asemanator este cel al aconitazei enzima care catalizeaza interconversia citratului la
izocitrat, compusul intermediar fiind aconitat, in cadrul ciclului acidului citric (ciclul
Krebs).

Fumarat hidraza catalizeaza conversia maleatului in fumarat
Aconitaza catalizeaza conversia citratului in izocitrat
Pentru a intra in ciclul Krebs propionil-CoA trebuie sa fie convertita in succinil-
CoA. O prima etapa a acestui lant de reactii il constituie o sinteza prochirala in care prin
carboxilarea propionil-CoA (optic inactiva) se formeaza metil-malonil-CoA optic activa.
La polul opus se afla racemazele, enzime care actioneaza asupra ambilor
enantiomeri cu formarea de amestecuri racemice. De exemplu, alanil-racemaza poate
actiona asupra ambilor izomeri optici ai alaninei, reactie care conduce intotdeauna la un
racemic.
Un alt aspect al specificitatii enzimelor a fost evidentiat in cazul sintezei
proteinelor si replicarii ADNului. Cercetatorii au demostrat ca rata erorilor la replicarea

ADNului in “vivo” este de o greseala la 10 8 -10 10 nucleotide polimerizate si faptul ca
eroarea la transcriptie si translatie (ARNm in secventa proteica) este de aproximativ 1
aminoacid la 1000 de resturi. Aminoacil ARNt sintetaza recunoaste atat aminoacidul
(selectivitate scazuta datorita dimensiunilor mai mici) cat si ARNt-ul (enzima are
selectivitate ridica datorita dimensiunilor mai mari ale ARNt-ului). Enzima are si un situs
catalitic care hidrolizeaza aminoacizii din complexul aminoacil-adenilat.
Influenta unor anumiti factori asupra activitatii catalitice
Activitatea catalitica a enzimelor poate fi controlata de o serie de factori: pH, tarie
ionica, temperatura, de ioni sau de alte molecule.
Influenta pHului
Activitatea unei enzime depinde de pHul din mediu din doua motive: prezenta in
centrul activ al enzimei de grupe donoare sau acceptoare de protoni si mentinerea
amsamblului structural enzimatic. Grupele acceptoare de protoni pot fi titrate,
dependentele activitatii enzimatice cu pHul au in majoritatea cazurilor o forma de clopot,
cu un maxim la pHul optim. Cel mai adesea expunerea enzimei la valori extreme de pH
poate conduce la schimbari structurale ireversibile (scadere a activitatii enzimatice).
Majoritatea enzimelor au un pH optim in mediu neutru. Enzimele care prefera conditii
extreme, ca pepsina si fosfataza alcalina, trebuie testate in domeniul de pH adecvat.
Deoarece activitatea enzimatica este influentata de schimbarile de pH, valoarea acestui
parametru trebuie mentinuta constanta in decursul determinarii. Pe de alta parte,
componentele din amestecul de testat sau solutia enzimei pot schimba pHul. In unele
situatii reactia enzimatica poate determina un salt/o scadere a pHului si din acest motiv
valoarea finala a acestuia la sfarsitul reactiei trebuie masurata.
Taria ionica si solutiile tampon
Taria ionica potrivita pentru masurarea activitatii enzimatice este dictata de
molaritatea solutiei tampon utilizate. Cel mai frecvente se foloseste o concentratie de
0,1 M, valoare care reprezinta o tarie ionica mica comparativ cu aceea intalnita in celula.
O tarie ionica ridicata (1 M) poate conduce la inactivarea enzimei, cu unele exceptii
(organismele termofile si halofile). Natura ionilor din solutia tampon poate fi un factor
determinant pentru inactivarea sau destabilizarea enzimelor. Solutiile tampon avand in
componenta substante de natura organica pot fi mai stabile, dar in majoritatea cazurilor
trebuie cautat tamponul potrivit pentru fiecare enzima. De exemplu, in cazul folosirii
fosfatului de potasiu trebuie sa se stie faptul ca tamponul are capacitate de legare pentru
cationi. Tris, un alt compus folosit la prepararea solutiilor tampon, poate uneori dezactiva
enzimele. Alaturi de compatibilitatea tampon-enzima trebuie sa se considere si
capacitatea de tamponare optima (intre 1-2 unitati de pH).
Temperatura
Ca si in cazul pHului nu se poate postula o temperatura ideala pentru toate
enzimele. De obicei, pentru o enzima se va masura activitatea la diferite valori ale
temperaturii, mentinand pHul constant (si in domeniul optim). De fapt, in acest caz
intervin doua procese. Odata cu cresterea temperaturii, viteza miscarii moleculelor
(vitezei de reactie) creste cu un factor de 2-3 la fiecare 10 grade. In schimb, odata cu
cresterea temperaturii apare tendinta proteinelor de a se denatura si implicit a se
dezactiva. Procesul de denaturare a enzimelor depinde de doi factori: temperatura si timp.
La temperaturi inalte are loc o inactivare rapida, insa si la temperaturi moderate poate
avea loc o inactivare mai lenta. De exemplu, alcool dehidrogenaza poate fi inactivata si la

o temperatura de 37 ºC. Din acest motiv activitatea poate fi influentata de timpul scurs
pana la masurarea activitatii. In majoritatea cazurilor se va incerca scurtarea timpului de
procesare a unui extract enzimatic in scopul pastrarii activitatii. In general se utilizeaza 3
temperaturi (25, 30 si 37 ºC)
Cofactorii
Cofactorii metalici
Studiile cristalografice au dovedit faptul ca enzimele sunt proteine cu lanturi de
100-2500 de aminoacizi. Enzime ca chimiotripsina sau triozfosfat izomeraza (enzima
care catalizeaza interconversia compusilor difosforilati cu 3 atomi de carbon) sunt active
fara a avea nevoie de alti compusi/ioni. In general, pentru o activitate corespunzatoare,
enzimele au nevoie de o componenta neproteica (cofactor). Un grup de cofactori sunt
ionii metalici. In cele mai multe cazuri ionii metalici stabilizeaza conformatia enzimei in
forma catalitic activa. Un exemplu il constituie fosforilaza, enzima care catalizeaza prima
etapa de clivare a glicogenului din muschii scheletici. Aceasta enzima permite degradarea
rezervelor de carbohidrati. Contractia muschilor scheletici este o consecinta a expulzarii
Ca 2+ din reticulul sarcoplasmatic fapt care duce la activarea fosforilazei (poate fi dictata
si de hormoni-adrenalina) si implicit la producerea ATPului.
Fenomenul de inhibitie feedback este comun pentru diferite cai de biosinteza. De
exemplu, calea metabolica de sinteza a nucleotidelor pirimidinice conduce la UTP si
CTP. Acesti produsi inhiba primele enzime (carbamoil-fosfat sintazei si aspartat carbamoil
transferazei) din cadrul sintezei metabolice determinand controlul biosintezei
metabolitilor.
Carboxipeptidazele, enzime care catalizeaza scindarea legaturii peptidice la
capatul C-terminal al substratului, necesita zinc pentru activitatea catalitica. Indepartarea
zincului (prin complexare cu EDTA) poate avea drept consecinta inactivarea enzimei.
Activitatea poate fi redobandita la adaugarea ionilor de zinc. Aldolaza si anhidraza
carbonica necesita de asemenea ioni de zinc pentru o activitate catalitica corespunzatoare.
Kinazele, enzime care transfera o grupare -fosforil de la ATP la o molecula acceptor,
necesita ionii de magneziu care se leaga, in acest caz, de substrat (ATP) si nu de enzima.

Nucleaza stafilococala, enzima care hidrolizeaza ADNul si ARNul, leaga Ca 2+ un
ion esential pentru reactia enzimatica. Si ureaza contine ioni de nichel, fapt care a fost
dovedit la 50 de ani de la cristalizarea enzimei.
Necesitatea prezentei acestor cofactori explica de ce
organismele au nevoie de cantitati mici din aceste
molecule (ioni) in dieta lor. Natura metalo-enzimelor
poate explica uneori efectele toxice ale metalelor grele
asupra unor plante/organisme. De exemplu, Cd 2+ si
Hg 2+ poate inlocui Zn 2+ din situsul catalitic al aceleiasi
enzime (din ARN polimeraza) determinand pierderea
activitatii acesteia.
Exista si alte exemple in care ionii metalici sunt
indispensabili enzimelor (Tabelul 2)
Tabel 2. Exemple de ioni metalici necesari unor enzime
Metalul Enzima
Na -D-glucohidrolaza din intestin
K Piruvat kinaza
Mg Hexokinaza, Piruvat-kinaza, Adenozintrifosfataza
Fe Catalza, Peroxidaza, Nitrogenaza
Zn Alcooldehidrogenaza, Carboxipeptidaza
Mo Xantinoxidaza, Nitrogenaza
Cu Citocrom c oxidaza, Amin-oxidaza
Ni Ureaza
Cofactorii organici
A doua clasa de cofactori este reprezentata de cofactorii organici (marea partea
sunt derivati ai vitaminelor B) ce interactioneaza slab cu apoenzimele. Intre cele doua
componente se formeaza legaturi slabe de tipul puntilor de hidrogen, interactiuni
hidrofobe.
Cofactorii legati strans (prin legaturi covalente) poarta denumirea de grupari
prostetice. O enzima care contine un cofactor sau o grupare prostetica poarta numele de
holoenzima, iar una in care cofactorul este indepartat apoenzima. Daca din holoenzima
este indepartat cofactorul dispare activitatea catalitica. Moleculele mici sau speciile care
se leaga reversibil la o enzima se numesc liganzi (acest termen general poate include
substratul, compusi analogi cu structura asemanatoare substratului, inhibitorul sau
ionul/ionii metalici).
Asadar, cofactorii se pot lega necovalent sau covalent de apoenzime. De exemplu FADul
este o grupare prostetica pentru lipoamid-dehidrogenaza si coenzima pentru D-aminoacid-oxidaza.
Din punct de vedere structural enzimele se impart in 4 clase: coenzime de natura
alifatica, coenzime de natura aromatica si coenzime cu structura nucleozidica sau
nucleotidica.

Principalele coenzime de natura alifatica sunt glutationul, acidul lipoic si acidul ascorbic.
O enzima dependenta de glutation este glutation-homocistin-transdehidrogenaza si
permite formarea puntilor disulfidice prin conversia cisteinei in cistina. Glutationul redus
(G-SH) poate fi oxidat reversibil sub actiunea glutation-reductazei.
Decarboxilarea oxidativa a acidului piruvic din tesuturile animale este realizata cu
ajutorul unui complex enzimatic. Una dintre enzime este dihidrolipo-transacetilaza care
contine amida acidului lipoic drept cofactor.
Conversia DOP-aminei in noradrenalina este catalizata de DOP-amin-hidroxilaza care
necesita acid ascorbic, O2 si ioni de cupru. Tirozina poate fi metabolizata la acid
homogentizinic care se elimina pe cale renala. Ultima etapa a acestei secvente metabolice
este catalizata de o enzima specifica care este dependenta de ascorbat.
Astfel majoritatea carboxilazelor, enzime implicate in incorporarea CO2, necesita biotina,
care este atasata printr-o legatura de tip amidic de enzima (intre gruparea –COOH a
biotinei si o grupare -amino din catena laterala a unei lizine din secventa polipeptidica).
Propionil-CoA-carboxilaza este o enzima care este dependenta de biotina ce catalizeaza
transformarea propionil-CoA in metil-malonil-CoA. Tiamin difosfatul joaca rol de
coenzima pentru transcetolaza, enzima care intervine in metabolismul glucidic (catalizeza
transferul unui fragment de doi atomi de carbon din molecula fructozo-6-fosfatului pe
scheletul hidrocarbonat al glicerinaldehid-3-fosfatului). Decarboxilarea aminoacizilor,
reactie din care rezulta aminele, se realizeaza cu ajutorul unor enzime specifice care sunt
dependente de piridoxal fosfat. Histidin-decarboxilaza este o enzima care converteste
histidina la histamina, substanta cu proprietati vasopresoare si care regleaza secretia de
HCl din stomac prin stoparea secretiei de gastrina. Ornitin- decarboxilaza catalizeaza
reactia de decarboxilare a ornitinei cu formare de putresceina (precusorul poliamidelor
spermidina si spermina esentiale pentru reglarea celulara si pentru interactiunile dintre
acizii nucleici). Aminotransferazele, enzime care intervin in calea metabolica de
degradare a aminoacizilor, contin piridoxal-fosfatul in calitate de coenzima. Serindezaminaza
si serin-hidroximetil-transferaza , enzime care converstesc serina la piruvat,
respectiv glicocol, au piridoxalfosfatul in calitate de cofactor (este legat de enzima sub
forma unei baze Schiff).
Pteroenzimele folosesc drept cofactor acidul tetrahidrofolic pentru transferarea gruparilor
formil, hidroximetil.
Nucleozid-fosfatii indeplinesc rol de cofactori in reactiile de transfosforilare, enzimele ce
catalizeaza aceste procese fiind denumite kinaze. Nucleozidfosfatii contin in molecula
atat baze purinice cat si pirimidinice.
Piridoxal-fosfat biotina

Acid lipoic
Tiamin difosfat
Unii cofactori sunt atasati tranzitoriu la diverse enzime si astfel joaca rol de cosubstrat.
Nicotin adenin dinucleotidul (NAD + ) si nicotin adenin dinucleotid fosfatul (NADP + ) sunt
exemple de cosubstrate. De exemplu, NAD + este un agent de oxidare in reactia catalizata
de alcool dehidrogenaza (ADH):
Nomenclatura enzimelor
Clasificare generala
In general denumirea unei enzime se face prin adaugarea sufixului –aza la numele
substratului asupra caruia actioneaza (ureaza) sau are legatura cu reactia catalizata (lactat
dehidrogenaza catalizeaza dehidrogenarea lactatului cu obtinerea piruvatului).
Denumirea enzimelor se face pe trei paliere.
Primul palier cuprinde o denumire uzuala, mai putin stiintifica, se bazeaza pe denumirile
triviale ale enzimelor (enzima “galbena”, catalaza, papaina, tripsina, rodanaza-o enzima
mitocondriala care converteste ionul cianura in ionul tiocianat) si are in vedere evolutia in
timp a cunostintelor legate de enzimele respective. Oricum, multe enzime (ex. catalaza
care mediaza descompunerea apei oxigenate) au nume care nu sunt in concordanta cu
functia pe care acestea o manifesta in decursul reactiei enzimatice.
Al doilea palier se bazeaza pe tipul reactiei catalizate de enzime. Astfel, exista 6 tipuri
majore de reactii enzimatice:
1. reactii de oxido-reducere catalizate de oxidoreductaze;
2. reactii de transfer a unor grupe (grupari fosfat, resturi de peptide), catalizata de
transferaze;
3. reactii hidrolitice (hidroliza esterilor, hidroliza legaturilor C-X, aditia apei la
legatura dubla) catalizata de hidrolaze;
4. reactii de eliminare in care legatura dubla este formata, catalizata de liaze;
5. reactii de izomerizare, catalizate de izomeraze;

6. reactiile de formare a unor legaturi chimice (C-C), pe baza energiei consumate de
o sursa de energie (uzual ATP), catalizata de ligaze (sintetaze).
Numele complet al unei enzime nu descrie numai tipul reactiei catalizate, insa
descrie substratul asupra caruia enzima actioneaza si alte informatii.
1. Oxidoreductazele
Oxidoreductazele sunt enzime implicate in procese de oxidare biologica si
catalizeaza reactii bimoleculare:
A ox + B red
A red + B ox
Denumirea enzimelor din aceasta clasa se realizeaza prin includerea denumirii
donorului si acceptorului de hidrogen urmate de termenul oxidoreductaza
(donor:acceptor-oxidoreductaza). In situatia in care acceptorul de hidrogen este oxigenul
se apeleaza la termenul de oxidaza. Astfel, denumirea sistematica a alcooldehidrogenazei,
enzima care catalizeaza reactia de oxidare reversibila a etanolului, este alcool:NAD + -
oxidoreductaza (alcoolul = acceptor, NAD + = donor). Alcool dehidrogenaza joaca un rol
important in procesele de fermentatie alcoolica. In biochimia clinica aceasta enzima se
utilizeaza la estimarea concentratiei de alcool etilic in sange sau urina. Denumirea
sistematica a catalazei este H2O2: H2O2-oxidoreductaza.
Denumirea sistematica a lactat dehidrogenazei, L-lactat: NAD + -oxidoreductaza,
arata ca L-lactatul actioneaza drept donor de electroni iar NAD + este acceptorul de
electroni. Reactia este intalnita in fermetatiile lactice precum si in procesele anaerobe de
degradare a glucidelor in cadrul procesului de glicoliza. Determinarea activitatii acestei
enzime din sange este folosita la diagnosticarea infarctului miocardic, a hepatitei virale, a
anemiei pernicioase.
In metabolismul glucidic actioneaza si gliceraldehidfosfat-dehidrogenaza (Dgliceraldehid-3-fosfat:NAD
+ -oxidoreductaza fosforilanta) care concomitet cu procesul
redox fosforileaza si substratul:
Aceasta subclasa cuprinde si superoxid-dismutaza (superoxid:superoxid –
oxidoreductaza, metaloproteina-eritrocupreina, hemocupreina sau citocupreina) ce
catalizeaza reactia de dismutatie a radicalilor superoxidici:
Eliminarea CO2 de la acidul izocitric, din cadrul ciclului Krebs, se realizeaza prin
intermediul izocitrat:dehidrogenazei (izocitrat:NAD + O
-oxidoreductaza decarboxilanta)
produsul de reactie fiind acidul –ceto-glutaric.
2- + O2- + 2H + O2 + H2O2

O alta enzima din ciclul Krebs este succinat dehidrogenaza (succinat:acceptoroxidoreductaza),
o flavoproteina care contine fier si sulf. Reactia catalizata de aceasta
enzima consta in dehidrogenarea acidului succinic cu formarea de acid fumaric.
Malat-dehidrogenaza (L-malat:NAD + -oxidoreductaza) intervine in ultima etapa a
ciclului Krebs prin oxidarea acidului L-malic la acid oxalil-acetic.
In fosforilarea oxidativa (oxidarea hidrogenului in apa) are loc reducerea
coenzimelor (FAD sau NAD + ). Regenerarea acestor cofactori (la forma oxidata) se poate
realiza prin actiunea transdehidrogenazei (NADPH:NAD + -oxidoreductaza). Enzima s-a
izolat din mitocondriile din inima bovinelor sau bacterii. Sursa de energie a acestei reactii
o constituie potentialul de membrana (din fluxul membranar de protoni) si din acest
motiv aceasta enzima este o pompa protonica. Transdehidrogenaza mitocondriala este
inglobata in structura membranei interne (prin intermediul a 14 segmente membranare) a
mitocondriei sub forma unui dimer. De asemenea enzima poseda un motiv
caracteristic domeniului care leaga nucleotide. Cele doua dinucleotide substrat (NADPH
si NAD + respectiv NADH si NADP + ) se leaga la doua situsuri adiacente, diferite, fapt
care face posibil transferul protonului de la un substrat la celalalt.
UDP-glucozo-dehidrogenazei (UDP-glucoza:NAD + -6-oxidoreductaza), enzima din
hepatocite, tesuturi si microorganisme, participa la formarea acidului UDP-glucuronic
(un precursor al zaharurilor acide) din alcoolul corespunzator. Enzima din hepatocite

contine 6 monomeri. Oxidarea UDP-glucozei la UDP-glucuronat este acompaniata cu
reducerea a doi moli de NAD + .
Enzima formeaza intr-o prima etapa lagaturi covalente (o baza Schiff) cu o grupare
-amino a unui rest de lizina din centrul activ. In a doua etapa gruparea –SH apartinand
unui rest de cisteina formeaza un tioester.