Oxidoreduktasen

Oxidoreduktasen sind Enzyme, die Redoxreaktionen katalysieren, das heißt Reaktionen, bei denen Elektronen zwischen Reduktionsmitteln und Oxidationsmitteln übertragen werden. Sie vermitteln Oxidationen (Elektronenabgabe) und Reduktionen (Elektronenaufnahme) und spielen eine zentrale Rolle im Energiestoffwechsel, der Biosynthese sowie der Entgiftung von Substanzen.

Bei diesen Enzymen erfolgt der Elektronentransfer oft über Cofaktoren wie NAD+/NADH, NADP+/NADPH, Flavincoenzyme (FAD/FADH2, FMN) sowie Metallionen oder Hämgruppen. Durch diese Cofaktoren kann das Enzym Elektronen effizient zwischen Substrat und Akzeptor shutteln. Oxidoreduktasen arbeiten häufig zusammen mit dem Elektronentransport-System der Zelle und koppeln Redoxreaktionen an Protonentransport oder an die Synthese von ATP.

Oxidoreduktasen gehören zur EC-Klasse 1 und umfassen verschiedene Unterklassen wie Dehydrogenasen, Oxidasen und Reduktasen. In der Zelle finden sie sich in nahezu allen Kompartimenten, darunter Mitochondrien, Cytosol, Chloroplasten und membranständige Systeme, wo sie an Stoffwechselwegen, dem antioxidativen Gleichgewicht und der Biosynthese beteiligt sind.

Typische Beispiele sind Lactatdehydrogenase, die NAD+-abhängig Laktat zu Pyruvat oxidiert, sowie Alkoholdehydrogenase, die Ethanol zu Acetaldehyd oxidiert. Weitere Vertreter sind Cytochrom-c-Oxidase und verschiedene Glutathion-abhängige Enzyme, die an der Entgiftung und am Atemzug der Zelle beteiligt sind.

Relevanz und Anwendungen: Oxidoreduktasen sind zentrale Pfeiler des Stoffwechsels, dienen in der Diagnostik (z. B. LDH-Spiegel im Blut) und finden breite Anwendung in der Industrie als Biokatalysatoren, die Substrate enantio- und regioselektiv transformieren können.