結構生物化學/酶催化機制/脫氫酶
脫氫酶催化醇類氧化為羰基化合物，使用 NAD+ 或 NADP+。一些脫氫酶對一種輔酶具有特異性。此反應可被 NADH 或 NADPH 還原。在醇的氧化中，脫氫酶中的一種轉移到 NAD+ 的煙醯胺環的 4 位，透過去除兩個氫原子。因此，羰基是由該反應產生的。此反應具有立體專一性。該酶可以攻擊環的任一側，導致不同的構象和特性。具有 syn 構象的酶將更快地催化羰基的還原反應。具有 anti 構象的酶比前一種酶反應性更低。存在不同型別的脫氫酶，其中一些簡要介紹如下。
醇脫氫酶催化醇類與醛類和酮類反應，使用 NAD+ 作為輔酶。它還在酶底部具有鋅離子位點。在催化過程中，鋅離子與 NAD+ 結合。在機制上，輔酶透過氧化酶中的醇與酶結合。酶-NADH 複合物的解離是速率決定步驟。
L-乳酸脫氫酶透過使用 NAD+ 作為輔酶，氧化 L-乳酸與丙酮酸的可逆反應。醇基變為酶的羰基。L-乳酸或丙酮酸透過輔酶與酶結合。因此，輔酶總是先與酶結合。其他底物也可能與酶結合。乳酸脫氫酶在糖酵解中起著至關重要的作用。為了使糖酵解發生，必須有 NAD+ 可用。在厭氧條件下，沒有足夠的 NAD+ 可用於糖酵解，因為所有 NAD+ 都被困在 NADH 形式（氧氣不足意味著沒有氧氣存在於電子傳遞鏈的末端接收電子）。乳酸脫氫酶透過幫助將 NADH 轉換為 NAD+ 來促進糖酵解的發生。乳酸脫氫酶透過將丙酮酸轉換為乳酸來做到這一點。下圖解釋了此反應。
O O OH O ‖ ‖ | ‖
H3C – C – CO- + NADH ↔ H3C – CH – CO- + NAD+
Pyruvate Lactate
如所示，兩個電子從 NADH 中去除，並且新增一個質子以形成乳酸，並將 NADH 氧化為 NAD+
蘋果酸脫氫酶透過可逆反應將蘋果酸氧化為草醯乙酸。NADH 和 NAD+ 以相同的親和力結合。換句話說，它透過 NAD+ 或 NADP 催化蘋果酸脫氫為草醯乙酸，或催化蘋果酸脫羧為丙酮酸。
穀氨酸脫氫酶透過氧化脫氨作用催化穀氨酸中氮原子轉化為銨離子（見下圖反應方案）。在氧化脫氨作用中，反應首先透過碳-氮鍵的脫氫開始，然後導致稱為席夫鹼中間體的亞胺中間體。第一步利用穀氨酸脫氫酶 (GDH) 並利用輔酶 NAD+，輔酶 NAD+ 被還原為 NADH [1]。接下來，席夫鹼的水解導致 α-酮戊二酸和遊離銨離子。由於銨離子的快速去除，反應在正方向進行。穀氨酸脫氫酶位於細胞的線粒體中。穀氨酸脫氫酶是獨一無二的，因為它在某些生物體中能夠在其催化反應中使用 NAD+ 或 NADP+。這種能力是獨一無二的，因為 NADPH 用作生物合成反應中的還原劑，而 NAD+ 通常用作大多數分解代謝反應中的氧化劑，而谷氨醯胺脫氫酶不特定於兩者。
Alan Fersht，酶結構與機制。
Jeremy M. Berg，John L. Tymoczko，Lubert Stryer。生物化學（第 6 版）。紐約。W.H. Freeman and Company，2007，2002。
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