| Алканы | Спирты |
| 
|
| Алкены | Альдегиды, кетоны |
| 
|
| Арены | Фенолы |
| 
|
| Амины | Тиолы |
В организме (окислительное дезаминирование):
| 
|
Ферменты оксидоредуктазы представляют собой сложные белки, состоящие из белковой части (апофермента) и небелковой части, которая может быть двух типов. Это либо катионы переходных металлов Fe, Cu, Mn, Mo (кофакторы), образующие с белком комплексное соединение, либо сложные органические соединения – коферменты (НАД+, НАДФ+, ФАД, ФМН), прочно связанные с белком. В ОВ-реакциях принимает участие только небелковая часть.
Дегидрогеназное окисление (от слова«дегидрирование» - «потеря водорода») субстрата кислородом в организме осуществляется в митохондриях клеток. За счёт этого типа окисления питательных веществ организм получает >90% всей энергии.
Рассмотрим этот тип реакции сначала in vitro на примере окисления этанола оксидом меди (II):
При окислении спирта увеличивается степень окисления атома углерода, при этом субстрат теряет 2Н, что можно рассматривать как отщепление двух электронов и двух протонов: 2Н = 2ē + 2Н+. Они отщепляются от двух соседних атомов и между ними образуется двойная связь:
В организме (in vivo) на первой стадии окислителем органического субстрата является окисленная форма кофермента оксидоредуктазы НАД+ либо ФАД. Принимая два электрона, коферменты переходят в восстановленную форму НАДН+Н+ или ФАДН2, а субстрат окисляется.
| Система НАД+– НАДН+Н+ | |
 
структура кофермента НАД+
| Механизм работы активного центра НАД+ |
Схема окисления с участием НАД+
|
С участием системы НАД+– НАДН+Н+ окисляются спирты до альдегидов и кетонов, альдегиды в карбоновые кислоты, амины в имины, и восстанавливаются альдегиды и кетоны до спиртов, имины до аминов:
| Система ФАД– ФАДН2 | |
структура кофермента ФАД
 
| Механизм работы активного центра ФАД |
Схема окисления с участием ФАД
|
С участием системы ФАД – ФАДН2 осуществляются реакции дегидрирования карбоновых кислот от α- и β-атомов углерода и обратные им реакции восстановления, а также окисление первичных аминов до иминов.
Система убихинона (хинон-гидрохинон):
Убихинон (кофермент Q6) участвует в переносе электронов в дыхательной цепи.
Система тиол-дисульфид:
Таким путём происходит образование и расщепление дисульфидных мостиков в белках.
Дегидрогеназное окисление питательных веществ кислородом в митохондриях происходит ступенчато. Окислитель – кислород отнимает электроны от субстрата с помощью посредников – системы оксидоредуктаз с их коферментами и кофакторами. Оксидоредуктазы, осуществляющие перенос электронов и протонов на кислород называют цитохромами. Они расположены в определённой последовательности по мере увеличения их ОВ-потенциала и уменьшении энергии Гиббса и образуют электрон-транспортную или дыхательную цепь.
Многоступенчатость окисления обеспечивает постепенное выделение энергии (вспомните: 2Н2 + О2 → взрыв!).
За счет энергии, выделяемой при окислении субстрата, на каждую пару электронов, переданных по дыхательной цепи, синтезируется 3 молекулы АТФ. Поэтому процесс называется окислительным фосфорилированием.
