Τα τρία πιο κοινά και σημαντικά αντιοξειδωτικά ένζυμα περιλαμβάνουν την υπεροξειδάση της γλουταθειόνης, την καταλάση και την υπεροξειδική δισμουτάση. Τα τέσσερα εναπομείναντα αντιοξειδωτικά ένζυμα είναι η αναγωγάση της γλουταθειόνης, η αναγωγάση της θειορεδοξίνης, η οξυγενάση της αίμης και η αναγωγάση της μπιλιβερδίνης. Μερικοί άνθρωποι μπερδεύουν τα αντιοξειδωτικά με τα αντιοξειδωτικά ένζυμα. Τα αντιοξειδωτικά βοηθούν στην αποκατάσταση της βλάβης που προκαλείται από τις ελεύθερες ρίζες στο σώμα και την προκύπτουσα οξείδωση. Τα ένζυμα, ωστόσο, προσπαθούν να σταματήσουν τη ζημιά πριν αυτή συμβεί, πυροδοτώντας χημικές αντιδράσεις που απαλλάσσουν το σώμα από τις ελεύθερες ρίζες και το επικίνδυνο οξυγόνο με τη μορφή οξειδίων.
Η υπεροξειδάση της γλουταθειόνης και η αναγωγάση της γλουταθειόνης συνθέτουν το σύστημα γλουταθειόνης των αντιοξειδωτικών ενζύμων που προστατεύουν ειδικά το σώμα από τα υπεροξείδια, ειδικά το υπεροξείδιο του υδρογόνου. Αυτά τα δύο ένζυμα είναι ιδιαίτερα ενεργά στον εγκέφαλο, που είναι το όργανο που είναι πιο ευαίσθητο στην οξείδωση από τις ελεύθερες ρίζες. Υπάρχουν τέσσερις διαφορετικοί τύποι του ενζύμου υπεροξειδάση. Η κυτοσολική υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (cGPx) βοηθά κυρίως τον εγκέφαλο, τον θυρεοειδή και την καρδιά. Η υπεροξειδάση της γλουταθειόνης του πλάσματος (pGPx) προστατεύει το πλάσμα του αίματος από τα υπεροξείδια.
Η γαστρεντερική υπεροξειδάση της γλουταθειόνης (GIGPx), η οποία παράγεται στα νεφρά, δρα στο ήπαρ και τη γαστρεντερική οδό. Επιτίθεται στα υπεροξείδια που παράγονται από την κατανάλωση τροφής. Η υπεροξειδάση της γλουταθειόνης υδροϋπεροξειδίου του φωσφολιπιδίου (PHGPx) δρα σε υπεροξείδια που συνδέονται με λίπη στα σεξουαλικά όργανα, στην εγκεφαλική περιοχή και στις πλασματικές μεμβράνες. Η αναγωγάση της γλουταθειόνης απομακρύνει το οξυγόνο από οποιαδήποτε οξειδωμένη γλουταθειόνη.
Όπως τα αντιοξειδωτικά ένζυμα γλουταθειόνης, η καταλάση καταστρέφει επίσης το υπεροξείδιο του υδρογόνου. Η αναγωγάση της θειορεδοξίνης είναι διαφορετική. Η δουλειά του είναι να απαλλάξει το σώμα από τα δισουλφίδια πρωτεϊνών, τα οποία είναι τα κύρια ερεθίσματα για επιβλαβή οξείδωση. Με την εξάλειψη των δισουλφιδίων πρωτεΐνης, η αναγωγάση της θειορεδοξίνης μπορεί να μειώσει τη συνολική ποσότητα οξυγόνου στο σώμα. Αυτό το ένζυμο εξαρτάται από το σελήνιο και δεν μπορεί να λειτουργήσει σωστά εάν το σώμα δεν έχει επαρκή αποθέματα αυτού του ορυκτού.
Η δισμουτάση υπεροξειδίου διαχωρίζει τις ελεύθερες ρίζες σε δύο υλικά: άτομα οξυγόνου και μόρια υπεροξειδίου του υδρογόνου που μπορούν στη συνέχεια να καταστραφούν από άλλα αντιοξειδωτικά ένζυμα. Τα ένζυμα δισμουτάσης λειτουργούν σε μία από τις δύο περιοχές του κυττάρου: το κυτταρόπλασμα ή τα μιτοχόνδρια. Η οξυγενάση της αίμης μειώνει την αίμη στο αίμα σε διοξείδιο του άνθρακα, σίδηρο και μπιλιβερδίνη. Το οξυγόνο μέσα στη μπιλιβερδίνη απομακρύνεται από το ένζυμο αναγωγάση της μπιλιβερδίνης. Αυτή η χημική αντίδραση παράγει στην πραγματικότητα το αντιοξειδωτικό γνωστό ως χολερυθρίνη.
Το οξυγόνο θεωρείται συνήθως επιθυμητό. Εισπνέεται στους πνεύμονες, είναι ευεργετικό. Σε κυτταρικό επίπεδο, ωστόσο, το οξυγόνο προκαλεί τη διάσπαση των κυττάρων, τη γήρανση και τον θάνατο. Τα αντιοξειδωτικά ένζυμα επιδιώκουν να σταματήσουν αυτόν τον κύκλο καταστροφής.
Οι άνθρωποι συχνά λαμβάνουν αντιοξειδωτικά ένζυμα από συμπληρώματα ή τροφές που περιέχουν ζωντανά ένζυμα. Τα τρόφιμα που περιέχουν ζωντανά αντιοξειδωτικά ένζυμα περιλαμβάνουν τα φύκια, τη μαγιά και τα φύτρα. Επίσης, τα ωμά λαχανικά, το κριθαρόχορτο και το σιταρόχορτο περιέχουν υψηλά επίπεδα αντιοξειδωτικών ενζύμων.