1. Дегірогенази

Небілковою частиною дегідрогеназ є у більшості випадків динуклеотиди. Залежно від виду динуклеотиду дегідрогенази поділяються на піридинові та флавінові.

Ті оксидоредуктази, які переносить атоми Н або електрони безпосередньо на кисневі атоми, називають аеробними дегідрогеназами або оксидазами. На відміну від них оксидоредуктази, що переносить атоми Н і електрони від одного компонента окислювального ланцюга ферментів до іншого без передачі їх на кисневі атоми називають анаеробними дегідрогеназами або редуктазами.

Якщо фермент каталізує реакцію віднімання Н безпосередньо від окислюваної речовини (первинного субстрата), то його називають первинною дегідрогеназою. Якщо фермент прискорює віднімання водневих атомів з вторинного субстрата, який отримав атоми Н за посередництва первинної дегідрогенази (вторинним субстратом може бути кофермент самої первинної оксидоредуктази), його називають вторинною дегідрогеназою.

1.1. Піридинові дегірогенази.

Більше половини відомої в даний час оксидоредуктаз містить нікотинамідаденіндинуклеотид (НАД⁺) в якості коферменту. З'єднуючись з тим або іншим специфічним білком і утворюючи таким чином двокомпонентний фермент, який скорочено називають піридинпротеїном, НАД⁺ різко підсилює свою здатність відновлюватися по ядру нікотинаміду. В результаті піридинпротеїни здатні віднімати від субстратів (спирти, альдегіди, дикарбонові і кетокислоти, аміни і ін.) атоми Н у вигляді гідрид-іонів (Н^–) і протонів (Н⁺), окислюючи, таким чином, вказані сполуки. Всі піридинпротеїни є анаеробними дегідрогеназами, тобто не передають відняті від субстрату атоми водню на кисень, а посилають їх на найближчий в окислювальному ланцюзі інший фермент.

Окрім НАД⁺ піридинферменти містять в якості коферменту нікотинамідаденіндинуклеотидфосфат (НАДФ⁺). Цей кофермент є похідним НАД⁺, в якого водень ОН-группы 2-го вуглецевого атома рибози аденозину заміщений на залишок фосфорної кислоти.

НАДФ⁺, з'єднуючись із специфічними білками, утворює велику групу піридинпротеїнів, що характеризується своїм набором субстратів. Механізм окислення за участю НАДФ⁺ в якості коферменту аналогічний НАД⁺.

Коферменти НАД⁺ та НАДФ⁺ є динуклеотидами, в яких мононуклеотиди зв’язані між собою через залишки фосфорної кислоти. До складу одного з нуклеотидів входить амід нікотинової кислоти (вітамін РР), інший представляє собою АМФ.

Каталізовані піридинзалежними дегідрогеназами реакції можна зобразити так:

Субстрат-Н₂ + НАД⁺ = Субстрат + НАД^.Н⁺ + Н⁺

Здатність НАД⁺ та НАДФ⁺ відігравати роль проміжного переносника водню пов’язана з наявністю в їх структурі аміду нікотинової кислоти. Зворотне гідрування - дегідрування (приєднання та віддача протона та електронів) цих коферментів представляють наступним чином (див. схему).

При перенесенні двох воднів від субстрату на НАД⁺ один з них включається у кофермент, а інший водень залишається в середовищі у вигляді H⁺. Для простоти відновлені форми НАД та НАДФ зображають символами НАДН₂ та НАДФН₂.

Піридинові дегідрогенази, активною групою яких є НАД беруть участь у спиртовому бродінні (алкогольдегідрогеназа), молочнокислому бродінні (лактатдегідрогеназа).

Піридинові дегідрогенази, активною групою яких є НАДФ беруть участь у процесі фотосинтезу, окисленні жирних кислот, аеробних процесах окислення піровиноградної кислоти.

НАДН і НАДФ⁺, так само як і НАДФН і НАД⁺, при каталітичній участі спеціального ферменту - трансгідрогенази - здатні обмінюватися атомами водню і електронами:

НАД(Ф)⁺ - трансгидрогеназа

НАДФН + НАД+ <==========================> НАДФ+ + НАДН