Ферменти біологічного окиснення

Ферменти, що каталізують окисно-відновні реакції, – оксидоредуктази – розподіляються на дві групи: дегідрогенази та оксидази. Перші віднімають водневі атоми (точніше – електрони і протони) від субстрату, що окислюється, і передають їх на якийсь проміжний переносник водню в дихальному ланцюзі – НАД (нікотинамідаденіндинуклеотид), ФАД (флавінаденіндинуклеотид) та ін., але не на кисень.

Інші передають електрони і протони на кисень, активуючи його, (кисень переводиться в іонну форму – О^–2), що призводить до утворення його вищої водневої сполуки – Н₂О.

І дегідрогенази, і оксидази містяться у всіх рослинних і тваринних тканинах, каталізуючи процеси біологічного окиснення. Дія дегідрогеназ може бути продемонстрована, якщо до здрібненої тканини або тканинного екстракту, що містить фермент, додати речовину, яка легко відновлюється, тобто речовину, яка здатна приєднувати електрони та протони, і при цьому змінювати свій колір. Такою властивістю, зокрема, володіє фарба метиленова синь. У окисленому стані вона має синій колір, а приєднуючи водень, переходить у безкольорову лейкоформу. За швидкістю знебарвлення фарби судять про активність ферменту: чим активність більше, тим швидше йде знебарвлення.

Прикладами дегідрогеназ можуть служити сукцинатдегідрогеназа, що каталізує окиснення янтарної кислоти у фумарову; лактатдегідрогеназа, що окислює молочну кислоту у піровиноградну; дегідрогеназа фосфогліцеринового альдегіду та ін.

Дію оксидаз нерідко можна бачити у повсякденному житті. Результатом цієї дії є потемніння лежачої на повітрі очищеної картоплі, посиніння на розрізі деяких видів грибів та ін. Прикладом оксидаз є цитохромоксидаза, що каталізує перенесення електронів із цитрохому С на атомарний кисень, тобто кінцева ланка ланцюга реакцій біологічного окиснення, яке закінчується утворенням води.

Близько до оксидаз примикають ферменти, що розкладають перекиси з утворенням кисню, який потім вже стає акцептором водневих атомів. До групи ферментів, які називаються пероксидазами, відноситься, зокрема, каталаза, що каталізує реакцію:

2Н₂О₂ О₂­ + 2Н₂О.

Дія цього ферменту проявляється при промиванні порізів або ран перекисом водню. Відбувається ніби «закипання», бурхливе виділення бульбашок газу (кисню) з перекису водню, що змішався з кров'ю. Це і є наслідок розкладання перекису водню каталазою крові.