脱水素化が生物系で非常に一般的である理由は次のとおりです。
* エネルギー的に好ましい: 分子から電子を除去するとエネルギーが放出され、他の反応を促進するために活用できます。
* 特異性: 酵素は、分子内の特定の結合を特異的に標的とし、高度に制御された酸化反応を可能にします。
* 中間形成: 脱水症は、しばしば炭化物やラジカルなどの反応性中間体を生成し、他の反応に関与する可能性があります。
* コエンザイム: 多くのデヒドロゲナーゼは、電子キャリアとして作用するNAD++やFADなどの補酵素を利用して、酸化プロセス中に電子の移動を促進します。
生物学的脱水素の例:
* 糖分解: グルコースの分解には、いくつかの脱水素階段が含まれ、ATPとNADHが生成されます。
* クレブスサイクル: この中心的な代謝経路は、デヒドロゲナーゼを使用してアセチルCoAを酸化し、NADHやFADH2などの還元同等物を生成します。
* 電子輸送チェーン: NADHおよびFADH2から酸素への電子の伝達は、最終的にATPを生成する一連の脱水素反応です。
* 脂肪酸酸化: エネルギーに対する脂肪酸の分解には、複数の脱水症のステップが含まれます。
脱水症は最も一般的なタイプですが、他の酸化反応は生物系で発生する可能性があります。
* ヒドロキシル化: 分子にヒドロキシル基(OH)を追加します。
* 酸素化: 分子に酸素原子を追加します。
* 硫黄の酸化: スルフヒドリル基をスルホキシドまたはスルホンに変換します。
しかし、脱水症は、その汎用性、エネルギー的な好意、および生細胞の酵素機構との互換性により、生物学的酸化の支配的なメカニズムのままです。