Oxidoreduktasen sind eine Klasse von Enzymen, die Oxidoreduktionsreaktionen katalysieren (17). Oxidoreduktasen katalysieren den Transfer von Elektronen von einem Molekül (dem Oxidationsmittel) zu einem anderen Molekül (dem Reduktionsmittel). Oxidoreduktasen katalysieren Reaktionen ähnlich den folgenden, A- + B → A + B- wobei A das Oxidationsmittel und B das Reduktionsmittel ist (19). Oxidorecuctasen können Oxidasen oder Dehydrogenasen sein. Oxidasen sind Enzyme, die beteiligt sind, wenn molekularer Sauerstoff als Akzeptor von Wasserstoff oder Elektronen wirkt. Dehydrogenasen sind Enzyme, die ein Substrat oxidieren, indem sie Wasserstoff auf einen Akzeptor übertragen, der entweder NAD + / NADP + oder ein Flavinenzym ist. Andere Oxidoreduktasen umfassen Peroxidasen, Hydroxylasen, Oxygenasen und Reduktasen. Peroxidasen sind in Peroxisomen lokalisiert und katalysieren die Reduktion von Wasserstoffperoxid. Hydroxylasen fügen ihren Substraten Hydroxylgruppen hinzu. Oxygenasen bauen Sauerstoff aus molekularem Sauerstoff in organische Substrate ein. Reduktasen katalysieren Reduktionen, in den meisten Fällen können Reduktasen wie Oxidasen wirken (17).

Oxidoreduktase-Enzyme spielen sowohl im aeroben als auch im anaeroben Stoffwechsel eine wichtige Rolle. Sie können in der Glykolyse, im TCA-Zyklus, in der oxidativen Phosphorylierung und im Aminosäurestoffwechsel gefunden werden. Bei der Glykolyse katalysiert das Enzym Glyceraldehyde-3-phosphat-dehydrogenase die Reduktion von NAD + zu NADH. Um den Re-Dox-Zustand der Zelle aufrechtzuerhalten, muss dieses NADH zu NAD + reoxidiert werden, das im oxidativen Phosphorylierungsweg auftritt. Zusätzliche NADH-Moleküle werden im TCA-Zyklus erzeugt. Das Produkt der Glykolyse, Pyruvat, tritt in Form von Acetyl-CoA in den TCA-Zyklus ein. Während der anaeroben Glykolyse erfolgt die Oxidation von NADH durch Reduktion von Pyruvat zu Lactat. Das Laktat wird dann in Muskel- und Leberzellen zu Pyruvat oxidiert, und das Pyruvat wird im TCA-Zyklus weiter oxidiert. Alle zwanzig Aminosäuren außer Leucin und Lysin können zu TCA-Zykluszwischenprodukten abgebaut werden. Dadurch können die Kohlenstoffgerüste der Aminosäuren in Oxalacetat und anschließend in Pyruvat umgewandelt werden. Der glukoneogene Weg kann dann das gebildete Pyruvat verwerten (20).

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Overview of Aerobic Metabolism