Fungsi Oksidoreduktase

Oksidoreduktase terdiri dari sejumlah besar enzim yang mengkatalisasi transfer elektron dari donor elektron (reduktor) ke molekul akseptor elektron (oksidan), umumnya mengambil nikotinamid adenin dinukleotida fosfat (NADP) atau nikotinamid adenin dinukleotida (NAD) sebagai kofaktor.

Karena begitu banyak transformasi kimia dan biokimia terdiri dari proses oksidasi / reduksi, telah lama menjadi tujuan penting dalam bioteknologi untuk mengembangkan aplikasi biokatalitik praktis dari oksidoreduktase.

Selama beberapa tahun terakhir, terobosan signifikan telah dibuat dalam pengembangan tes diagnostik berbasis oksidoreduktase dan peningkatan biosensor, dan desain sistem inovatif untuk regenerasi koenzim esensial. Penelitian tentang pembangunan bioreaktor untuk biodegradasi polutan dan pemrosesan biomassa, dan pengembangan pendekatan berbasis oksidoreduktase untuk sintesis polimer dan substrat organik yang difungsikan telah membuat kemajuan besar.

Nama yang tepat dari oksidoreduktase adalah dalam bentuk “donor: akseptor oksidoreduktase”; sementara dalam banyak kasus “donor dehidrogenase” jauh lebih umum. Nama-nama umum juga kadang-kadang muncul sebagai “akseptor reduktase”, seperti NAD + reduktase. “Donor oksidase” adalah kasus khusus ketika O2 berfungsi sebagai akseptor.

Klasifikasi

Oksidoreduktase dapat berupa oksidase atau dehidrogenase. Oksidase umumnya terlibat ketika oksigen molekul berfungsi sebagai akseptor hidrogen atau elektron.

Namun, dehidrogenase bekerja dengan mengoksidasi substrat melalui transfer hidrogen ke akseptor yang baik NAD / NADP atau enzim flavin. Peroksidase, hidroksilase, oksigenase, dan reduktase juga termasuk dalam oksidoreduktase.

Peroksidase ditempatkan dalam peroksisom, dan dapat mengkatalisis reduksi hidrogen peroksida. Hidroksilase memberikan gugus hidroksil ke substratnya. Oksigenase dapat menggabungkan oksigen dari oksigen molekuler ke dalam substrat organik. Dalam kebanyakan kasus, reduktase dapat bertindak seperti oksidase, tetapi mengkatalisasi reduksi.

Reaksi

Reaksi yang dikatalisasi mirip dengan reaksi berikut pada Gambar 1, di mana A adalah reduktor dan B adalah oksidan. Dalam reaksi biokimia, reaksi redoks kadang-kadang lebih sulit untuk diamati, seperti reaksi glikolisis ini: Pi + gliseraldehida-3-fosfat + NAD + → NADH + H + + 1,3-bisfosfogliserat, di mana NAD + adalah oksidan (akseptor elektron) , dan fungsi gliseraldehida-3-fosfat sebagai reduktor (donor elektron).

Fungsi

Enzim oksidoreduktase memainkan peran penting dalam metabolisme aerob dan anaerob. Oksidoreduktase dapat ditemukan dalam prosedur biologis seperti glikolisis, siklus TCA, fosforilasi oksidatif, dan metabolisme asam amino.

Dalam glikolisis, enzim gliseraldehida-3-fosfat dehidrogenase mempercepat reduksi NAD + menjadi NADH. Namun, re-oksidasi NADH yang dihasilkan menjadi NAD + terjadi pada jalur fosforilasi oksidatif untuk mempertahankan keadaan redoks sel.

Molekul NADH tambahan diproduksi dalam siklus TCA. Piruvat produk glikolisis mengambil bagian dalam siklus TCA dalam bentuk asetil-KoA. Selama glikolisis anaerob, oksidasi NADH dicapai melalui reduksi piruvat menjadi laktat, yang kemudian dioksidasi menjadi piruvat dalam sel otot dan hati.

Selain itu, piruvat selanjutnya dioksidasi dalam siklus TCA. Seluruh dua puluh asam amino, kecuali leusin dan lisin, dapat terdegradasi menjadi zat antara dalam siklus TCA, yang memungkinkan kerangka karbon asam amino diubah menjadi oksaloasetat dan selanjutnya menjadi piruvat. Jalur glukoneogenik kemudian dapat mengeksploitasi piruvat yang terbentuk.