遞氫體

煙醯胺脫氫酶類（nicotinamine dehydrogenases）以NAD+和NADP+為輔酶，現已知在代謝中這類酶有200 多種。這類酶催化脫氫時，其輔酶NAD+或NADP+先和酶的活性中心結合，然後再脫下來。它與代謝物脫下的氫結合而還原成NADH 或NADPH。當有受氫體存在時，NADH 或NADPH 上的氫可被脫下而氧化為NAD+或NADP+。其遞氫機制是：當其接受代謝物脫下的一對氫原子時，就由氧化型（NAD+或NADP+）變為還原型（NADH+H+或NADPH+H+），吡啶環接受一個氫原子和一個電子后，氮原子就由五價變成三價，而H+則遊離於介質中。這種轉移是可逆的。$AH2 + NAD+/NADP+ A + NADH/NADPH + H+在糖代謝中，許多底物脫氫是由以NAD+或NADP+為輔酶的脫氫酶催化的，如異檸檬酸脫氫酶、蘋果酸脫氫酶、丙酮酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶、乳酸脫氫酶、3-磷酸甘油醛脫氫酶等。

200黃素脫氫酶類（flavin dehydrogenases）是以FMN 或FAD 作為輔基。FMN 或FAD 與酶蛋白結合是較牢固的。這些酶所催化的反應是將底物脫下的一對氫原子直接傳遞給FMN或FAD 而形成FMNH2 或FADH2。其傳遞氫的機制是FMN 或FAD 的異咯嗪環上第1 位及第10 位兩個氮原子能反覆地進行加氫和脫氫反應，因此FMN、FAD 同NAD+、NADP+的作用一樣，也是遞氫體。現以SH2 代表還原式底物，以E-FMN 或E-FAD 代表具有不同輔基的酶，其反應可表示如下：

SH2 + E-FMN S + E-FMNH2

SH2 + E-FAD S + E-FADH2

在電子傳遞鏈中的NADH 脫氫酶，它的輔基是FMN，它催化的反應是將NADH 上的電子傳遞給電子傳遞鏈的下一個成員——輔酶Q；在三羧酸循環中，琥珀酸脫氫酶以FAD為輔基；在脂肪酸β-氧化中催化脂肪酸的第一步脫氫的酶——醯基-CoA 脫氫酶的輔基是FAD。另外，二氫硫辛酸脫氫酶以FAD 為輔基，該酶是參與丙酮酸形成乙醯-CoA 以及α-酮戊二酸脫氫形成琥珀醯-CoA 過程中多酶體系的一種酶。

鐵硫蛋白類（iron-sulfur proteins）的分子中含非卟啉鐵與對酸不穩定的硫（酸化時放出硫化氫、也除去鐵），二者成等量關係，排列成硫橋，然後再與蛋白質中的半胱氨酸連接。因其活性部分含有兩個活潑的硫和兩個鐵原子，故稱為鐵硫中心，又稱作鐵硫橋。鐵硫蛋白在線粒體內膜上與黃素酶或細胞色素形成複合物，它們的功能是以鐵的可逆氧化還原反應傳遞電子氧化態三價鐵形式是紅色或綠色，還原態顏色消退，因此鐵硫蛋白是單電子傳遞體。在從NADH 到氧的呼吸鏈中，有多個不同的鐵硫中心，有的在NADH 脫氫酶中，有的與細胞色素b 及c1有關。另外，鐵硫蛋白在葉綠體中也參與光合作用中的電子傳遞。

輔酶Q（coenzyme Q，簡稱CoQ）是一類脂溶性的化合物，因廣泛存在於生物界，故又名泛醌（ubiquinone）。其分子中的苯醌結構能可逆地加氫和脫氫，故CoQ 也屬於遞氫體。它的結構和傳遞氫機制可參看第四章中的維生素和輔酶內容，不同來源的輔酶Q 的側鏈長度是不同的。某些微生物線粒體中的輔酶Q 含有6 個異戊二烯單位（CoQ6）；動物細201胞線粒體中的輔酶Q 含有10 個異戊二烯單位（CoQ10）。另外，植物細胞中的質體醌在光合作用的電子傳遞中起著類似的作用。

細胞色素（cytochromes, or cellular pigments）是一類以鐵卟啉衍生物為輔基的結合蛋白質，因有顏色，所以稱為細胞色素（Cyt-Fe）。細胞色素的種類較多，已經發現存在於高等動物線粒體電子傳遞鏈中的細胞色素有b、c1、c、a 和a3。其中細胞色素c 為線粒體內膜外側的外周蛋白，其餘的均為內膜的整合蛋白。細胞色素c 容易從線粒體內膜上溶解出來。不同種類的細胞色素的輔基結構與蛋白質的連接方式是不同的。細胞色素中的輔基與酶蛋白的關係以細胞色素c 研究得最清楚，見圖6-2 所示。在典型的線粒體呼吸鏈中，細胞色素的排列順序依次是：b→c1→c→aa3→O2，其中僅最後一個a3 可被分子氧直接氧化，但現在還不能把a 和a3 分開，故把a 和a3 合稱為細胞色素氧化酶，由於它是有氧條件下電子傳遞鏈中最末端的載體，故又稱末端氧化酶（terminal oxidase）。在aa3 分子中除鐵卟啉外，尚含有兩個銅原子，依靠其化合價的變化，把電子從a3 傳到氧，故在細胞色素體系中也呈複合體的排列。