monoossigenasi
Gruppo di enzimi, appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, che catalizzano reazioni di ossidazione specializzata nelle quali solo uno degli atomi della molecola biatomica di ossigeno viene incorporato direttamente nella molecola del substrato (formando, per es., un nuovo gruppo ossidrilico o carbossilico), mentre l’altro viene ridotto ad acqua. Le m. richiedono due substrati che agiscono da riducenti per i due atomi di ossigeno dell’O2. Il substrato principale riceve uno dei due ossigeni, mentre il co-substrato dona gli atomi di idrogeno per ridurre l’altro ossigeno a H2O. L’equazione generale delle reazioni delle m. è la seguente:
AH + BH2+O−O → A−OH + B + H2O,
dove AH è il substrato principale che accetta un atomo di ossigeno e BH2 fornisce l’idrogeno necessario per la formazione della molecola di H2O. Un tempo le m. erano indicate come idrossilasi od ossidasi a funzione mista.
Esistono diversi sottogruppi di m. a seconda del tipo di co-substrato che dona l’idrogeno. Infatti, alcune m. utilizzano i nucleotidi flavinici ridotti FMNH2 o FADH2 in tappe sequenziali (per es., la lattato ossigenasi del Mycobacterium), altre utilizzano come co-enzimi ridotti il NADH o il NADPH (come l’enzima microsomiale che idrossila l’N-metilanilina e la fenilalanina ossigenasi che forma tirosina, quest’ultima carente nella malattia genetica umana fenilchetonuria). Alcune m. contengono rame nella loro molecola, come la dopammina-β-m. presente nel cervello e nel midollo surrenale dei mammiferi, le m. di fenoli presenti in batteri, piante, insetti, fegato e pelle dei mammiferi.
Nell’uomo, la più importante m. è la cosiddetta m. contenente citocromo P450, presente soprattutto nei microsomi di quasi tutti i tessuti, in particolare di quello epatico. La m. contenente citocromo P450 catalizza reazioni di ossidrilazione nelle quali un substrato organico RH viene ossidrilato a ROH a spese di uno degli atomi di ossigeno dell’O2, mentre l’altro viene ridotto da equivalenti riducenti forniti dal NADH o dal NADPH e trasferiti al citocromo P450 solitamente da una proteina ferro-zolfo. Nella corteccia surrenale, la m. contenente citocromo P450 prende parte alla ossidrilazione degli ormoni steroidei, mentre nel fegato catalizza la trasformazione di numerosi xenobiotici, tanto da rappresentare uno dei più importanti sistemi enzimatici di detossificazione.