Citocromii sunt enzime care conțin fier sub formă de hem în locul lor activ. Sunt implicați în transportul electronilor în timpul respirației celulare. O clasă separată este citocromul P450, care efectuează reacții de detoxifiere și sintetizează compuși, cum ar fi steroizii. Ambele tipuri de enzime se găsesc în membrane.
Există mai multe tipuri diferite de citocromi, iar acestea se disting într-o varietate de moduri, inclusiv prin spectroscopie și sensibilitate la inhibitori. Sunt citocromi a, b și c – și fiecare are subtipuri. Ele variază în mediul pe care proteina îl oferă grupului său hem, iar acest lucru afectează capacitatea citocromului de a transfera electroni.
Transferul de electroni face parte din ciclul respirator. Respirația are loc în toate celulele corpului și oferă energie sub formă de adenozin trifosfat (ATP). Acest compus este o sursă universală de energie pentru celule. Glucoza bogată în energie este descompusă în mitocondrii, care sunt cuptoarele pentru celule. Enzimele implicate în lanțul respirator sunt situate în peretele mitocondriilor.
Electronii din degradarea glucozei sunt transferați, pas cu pas, pe un gradient de enzime compuse predominant din citocromi. La fiecare pas, energia este eliberată. Acesta este uneori numit sistemul citocrom.
Fierul din locul activ al citocromilor variază între a fi într-o formă redusă sau oxidată. Fluxul electronilor are loc atunci când aceștia trec de la un agent reducător la un agent de oxidare. Pasul final este transferul a doi electroni de la citocrom c oxidaza la oxigen, care formează apă. Această etapă este cuplată cu formarea ATP și este cunoscută sub numele de fosforilare oxidativă.
Proteinele care conțin grupuri de hem sunt cunoscute ca hemoproteine, iar hemii unora dintre citocromi diferă unul de celălalt. Împreună cu diferențele dintre structurile proteinelor, acest lucru ajută la asigurarea faptului că citocromii au potențiale de reducere diferite. Astfel, ele sunt localizate în diferite puncte ale lanțului respirator, care sunt optime pentru transferul lor de electroni. Aceste enzime se găsesc și în membranele mitocondriilor, reticulul endoplasmatic și în cloroplastele plantelor.
Citocromul P450 este un grup complet diferit de enzime. În loc să-și oxideze substraturile, ele încorporează un atom de atom molecular. Astfel, sunt monooxigenaze, nu oxidaze ca celelalte citocromi. Ei au, de asemenea, un grup hem la locul lor activ.
P450s sunt un grup foarte divers de enzime. Există o serie de tipuri diferite în ficat, unde detoxifică substanțele străine, cum ar fi medicamentele. Acestea detoxifică, de asemenea, mulți dintre compușii găsiți în plantele pe care le consumă oamenii. Se crede că multe dintre aceste P450 au evoluat ca o apărare umană împotriva compușilor toxici găsiți în plante. Alte tipuri de aceste enzime sunt implicate în biosinteza steroizilor și hormonilor.