Os citocromos são enzimas que contêm ferro na forma de um heme em seu local ativo. Eles estão envolvidos no transporte de elétrons durante a respiração celular. Uma classe separada é o citocromo P450s, que realiza reações de desintoxicação e sintetiza compostos, como esteróides. Ambos os tipos de enzimas são encontrados nas membranas.
Existem vários tipos diferentes de citocromos, e estes são diferenciados de várias maneiras, inclusive por espectroscopia e sensibilidade a inibidores. São citocromos a, bec, e cada um tem subtipos. Eles variam no ambiente que a proteína fornece para o seu grupo heme, e isso afeta a capacidade do citocromo de transferir elétrons.
A transferência de elétrons faz parte do ciclo respiratório. A respiração ocorre em todas as células do corpo e fornece energia na forma de trifosfato de adenosina (ATP). Este composto é uma fonte universal de energia para as células. A glicose rica em energia é decomposta nas mitocôndrias, que são os fornos das células. As enzimas envolvidas na cadeia respiratória estão localizadas na parede das mitocôndrias.
Os elétrons da degradação da glicose são transferidos, passo a passo, por um gradiente de enzimas compostas predominantemente por citocromos. A cada passo, a energia é liberada. Isso às vezes é chamado de sistema citocromo.
O ferro no local ativo dos citocromos varia entre estar em uma forma reduzida ou oxidada. O fluxo dos elétrons ocorre quando eles mudam de um agente redutor para um agente oxidante. O passo final é a transferência de dois elétrons da citocromo c oxidase para o oxigênio, que forma a água. Esta etapa é acoplada à formação de ATP e é conhecida como fosforilação oxidativa.
As proteínas que contêm grupos heme são conhecidas como hemoproteínas, e os hemes de alguns dos citocromos diferem entre si. Juntamente com as diferenças nas estruturas das proteínas, isso ajuda a garantir que os citocromos tenham potenciais redutores variados. Assim, eles estão localizados em diferentes pontos da cadeia respiratória, ideais para a transferência de elétrons. Essas enzimas também são encontradas nas membranas das mitocôndrias, no retículo endoplasmático e nos cloroplastos das plantas.
O citocromo P450s é um grupo completamente diferente de enzimas. Em vez de oxidar seus substratos, eles incorporam um átomo de átomo molecular. Assim, são monooxigenases, não oxidases como os outros citocromos. Eles também têm um grupo heme no local ativo.
P450s são um grupo muito diversificado de enzimas. Existem vários tipos diferentes no fígado, onde eles desintoxicam substâncias estranhas, como drogas. Estes também desintoxicam muitos dos compostos encontrados nas plantas que as pessoas comem. Pensa-se que muitos desses P450s tenham evoluído como uma defesa humana contra os compostos tóxicos encontrados nas plantas. Outros tipos dessas enzimas estão envolvidos na biossíntese de esteróides e hormônios.