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Lexikon der Ernährung: Monooxygenasen

Monooxygenasen, Hydroxylasen, mischfunktionelle Oxygenasen E monooxigenases, zu den Oxygenasen zählende Enzyme (EC 1.13.13. und 1.14.13.), die ein Atom eines Sauerstoffmoleküls auf ein Substrat übertragen. Das verbleibende Sauerstoffatom verbindet sich bei den so genannten internen M. mit aus demselben Substrat stammenden Wasserstoffatomen zu Wasser. Bei anderen M., die auch als Hydroxylasen bezeichnet werden, liefern reduzierte Coenzyme (z. B. Flavinnucleotide), reduzierte Eisen-Schwefel-Proteine (z. B. Ferredoxine) oder andere Verbindungen die Reduktions-Äquivalente für das zweite Sauerstoffatom (Hydroxylierungen).
Wichtigster Vertreter der M. ist das zu den Phase-I-Enzymen zählende Cytochrom P450-System (Cytochrom P450). Dabei handelt es sich um eine Sammelbezeichnung für wohl in allen Organismen vorkommende M., die für die Katalyse einer Vielzahl von Giftungs- und Entgiftungsreaktionen (Substrat-abhängig) verantwortlich sind. Es ist das vielseitigste bekannte Enzym, welches in Säugetieren wahrscheinlich in bis zu 100 verschiedenen Formen pro Art vorkommt, etwa 60 verschiedene Reaktionstypen katalysieren kann, von ca. 1.000 Substanzen induziert wird und über eine Million Substrate umsetzen kann. Ein weiterer Vertreter mit breiter Substratspezifität ist die Flavin-haltige M. Diese liegt in der Zelle in aktivierter Form vor, so dass Substrate (vor allem N- und S-Heteroatome) sofort oxidiert werden können. Dagegen entstehen bei zahlreichen Cytochrom P450-Enzymen erst durch die Bindung des Substrates an das Enzym die zur Sauerstoffbindung und -aktivierung benötigten Eigenschaften. Das schützt die Zelle vor toxischen Wirkungen des aktivierten Sauerstoffs in der Cytochrom-P450-Reaktion.
M. spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung von Radikalen bzw. Epoxiden aus aufgenommenen Chlorkohlenwasserstoffen.

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