Citochromai yra fermentai, kurių aktyvioje vietoje yra geležies hemo pavidalu. Jie yra susiję su elektronų transportavimu ląstelių kvėpavimo metu. Atskira klasė yra citochromas P450, kurie atlieka detoksikacijos reakcijas ir sintetina junginius, tokius kaip steroidai. Abiejų tipų fermentai randami membranose.
Yra keletas skirtingų citochromų tipų, kurie skiriasi įvairiais būdais, įskaitant spektroskopiją ir jautrumą inhibitoriams. Jie yra citochromai a, b ir c – ir kiekvienas turi potipius. Jie skiriasi aplinkoje, kurią baltymas teikia savo hemo grupei, ir tai turi įtakos citochromo gebėjimui perduoti elektronus.
Elektronų perdavimas yra kvėpavimo ciklo dalis. Kvėpavimas vyksta visose kūno ląstelėse ir suteikia energijos adenozino trifosfato (ATP) pavidalu. Šis junginys yra universalus energijos šaltinis ląstelėms. Energijos turtinga gliukozė skaidoma mitochondrijose, kurios yra ląstelių krosnys. Kvėpavimo grandinėje dalyvaujantys fermentai yra mitochondrijų sienelėje.
Elektronai, atsirandantys skaidant gliukozę, palaipsniui perduodami fermentų gradientu, kurį sudaro daugiausia citochromai. Kiekviename žingsnyje išsiskiria energija. Tai kartais vadinama citochromo sistema.
Geležis aktyviojoje citochromų vietoje skiriasi: redukuotos arba oksiduotos formos. Elektronų srautas atsiranda, kai jie pereina iš redukcijos į oksidatorių. Paskutinis žingsnis yra dviejų elektronų perkėlimas iš citochromo c oksidazės į deguonį, kuris sudaro vandenį. Šis žingsnis yra susietas su ATP susidarymu ir žinomas kaip oksidacinis fosforilinimas.
Baltymai, kuriuose yra hemo grupių, yra žinomi kaip hemoproteinai, o kai kurių citochromų hemai skiriasi vienas nuo kito. Kartu su baltymų struktūrų skirtumais tai padeda užtikrinti, kad citochromai turi skirtingą redukcinį potencialą. Taigi jie yra skirtinguose kvėpavimo grandinės taškuose, kurie yra optimalūs jų elektronų perdavimui. Šių fermentų taip pat yra mitochondrijų membranose, endoplazminiame tinkle ir augalų chloroplastuose.
Citochromas P450 yra visiškai kitokia fermentų grupė. Vietoj to, kad oksiduotų savo substratus, jie įtraukia molekulinio atomo atomą. Taigi jie yra monooksigenazės, o ne oksidazės, kaip kiti citochromai. Jie taip pat turi hemo grupę savo aktyvioje svetainėje.
P450 yra labai įvairi fermentų grupė. Kepenyse yra daugybė skirtingų tipų, kur jie detoksikuoja pašalines medžiagas, tokias kaip vaistai. Jie taip pat detoksikuoja daugelį junginių, randamų augaluose, kuriuos žmonės valgo. Manoma, kad daugelis šių P450 išsivystė kaip žmogaus apsauga nuo augaluose randamų toksiškų junginių. Kiti šių fermentų tipai dalyvauja steroidų ir hormonų biosintezėje.