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酸化還元酵素

酸化還元酵素（さんかかんげんこうそ、oxidoreductase）とはEC第1群に分類される酵素で、酸化還元反応を触媒する酵素である。オキシドレダクターゼとも呼ばれる[1]。生体内では多数の酸化還元酵素が知られており、約560種類ともいわれる[2]。

概要

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酸化還元酵素は酸化還元反応により物質代謝を触媒するだけでなく、酸化反応により発生するエネルギー産生（ATP産生）にも関与する。酸化還元酵素はデヒドロゲナーゼ、レダクターゼ、オキシダーゼ、オキシゲナーゼ、ペルオキシダーゼ、トランスヒドロゲナーゼ、カタラーゼなどの名称で呼ばれる。

生体内での酸化還元反応は

  1. 水素原子（ヒドリド）の移動
  2. 電子の移動
  3. 酸素原子の付加

のいずれかの形式をとる。

水素原子の移動を伴う反応（脱水素反応）を触媒する酵素の多くは脱水素酵素（デヒドロゲナーゼ）と呼ばれる。これらの酵素の水素元はNADなど水素供与体に由来するが、一部細菌などがもつヒドロゲナーゼ(hydrogenase)には直接水素分子を授受する物もある。

電子移動を触媒する酵素の代表は電子伝達系を構成するシトクロムである。

そして分子状酸素を基質とする酸化還元酵素は酸化酵素（オキシダーゼ）と呼ばれる。オキシダーゼは取り込まれる酸素分子の配分形式の違いにより

  • ジオキシゲナーゼ - 二つの酸素原子が別の位置に挿入される
  • モノオキシゲナーゼ（ヒドロキシラーゼ hydroxylaseとも呼ぶ） - 一方の酸素原子が挿入され、他方は水H2Oとなる
  • ペルオキシダーゼ - ペルオキシ基 -O-O- が挿入される

等に分類される。

多くの酸化還元酵素は活性中心に金属元素が存在し、鉄（鉄ポルフィリン）、銅が代表的な活性中心金属である。

酸化還元酵素に関与する酸化・還元受容体は限られており、NAD,NADPなどの補酵素、シトクロム類、酸素、ジスルフィド、キノン化合物などが知られており、EC番号のEC1群は酸化・還元受容体の種類でも区分されている。

EC.1.-（酸化還元酵素）

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EC.1.1.-（CH-OH結合を電子供与体とする）

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EC.1.1.1.-（NADまたはNADPが電子受容体）

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EC.1.1.2.-（シトクロムが電子受容体）

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EC.1.1.3.-（酸素が電子受容体）

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EC.1.1.4.-（ジスルフィドが電子受容体）

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  • EC.1.1.4.1 欠番　→ EC.1.17.4.4
  • EC.1.1.4.2 欠番　→ EC.1.17.4.5

EC.1.1.5.-（キノンあるいはその類似化合物を用いる）

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EC.1.1.9.-（銅タンパク質を用いる）

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EC.1.1.98.-（その他の生理的電子受容体を用いる）

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EC.1.1.99.-（生理的電子受容体が不明）

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EC.1.2.-（アルデヒドまたはケトンを電子供与体とする）

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EC.1.2.1.-（NADまたはNADPが電子受容体）

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EC.1.2.2.-（シトクロムが電子受容体）

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EC.1.2.3.-（酸素が電子受容体）

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EC.1.2.4.-（ジスルフィドが電子受容体）

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EC.1.2.5.-（キノンまたは類似化合物が受容体）

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EC.1.2.7.-（鉄硫黄タンパク質が電子受容体）

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EC.1.2.98.-（その他の生理的電子受容体を用いる）

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EC.1.2.99.-（生理的電子受容体が不明）

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EC.1.3.-（CH-CH結合を電子供与体とする）

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EC.1.3.1.-（NADまたはNADPが電子受容体）

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EC.1.3.2.-（シトクロムが電子受容体）

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EC.1.3.3.-（酸素が電子受容体）

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EC.1.3.4.-（ジスルフィドが電子受容体）

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EC.1.3.5.-（キノンあるいはその類縁化合物が電子受容体）

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EC.1.3.7.-（鉄硫黄タンパク質が電子受容体）

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EC.1.3.8.-（フラビンが電子受容体）

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EC.1.3.98.-（その他の生理的電子受容体を用いる）

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EC.1.3.99.-（生理的電子受容体が不明）

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EC.1.4.-（CH-NH2を電子供与体とする）

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EC.1.4.1.- （NADまたはNADPが電子受容体）

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EC.1.4.2.-（シトクロムが電子受容体）

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EC.1.4.3.-（酸素が電子受容体）

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EC.1.4.4.-（ジスルフィドが電子受容体）

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EC.1.4.7.-（鉄硫黄タンパク質が電子受容体）

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EC.1.4.9.-（銅タンパク質が電子受容体）

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EC.1.4.98.-（その他の生理的電子受容体を用いる）

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  • EC 1.4.98.1 欠番　→ EC 1.4.9.1

EC.1.4.99.-（生理的電子受容体が不明）

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EC.1.5.-（CH-NH結合を電子供与体とする）

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EC.1.5.1.-（NADまたはNADPが電子受容体）

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EC.1.5.3.-（酸素が電子受容体）

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EC.1.5.4.-（ジスルフィドが電子受容体）

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EC.1.5.5.-（キノンあるいはその類縁化合物が電子受容体）

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EC.1.5.7.-（鉄硫黄タンパク質が電子受容体る）

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EC.1.5.8.-（フラビンが電子受容体）

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EC.1.5.98.-（その他の生理的電子受容体を使用）

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EC.1.5.99.-（生理的電子受容体が不明）

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EC. 1.6.-(NADHまたはNADPHに作用する)

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EC. 1.6.1.-（NADまたはNADPが電子受容体）

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EC.1.6.2.-（ヘムタンパク質が電子受容体）

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EC.1.6.3.-（酸素が電子受容体）

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EC.1.6.4.-（ジスルフィドが電子受容体）

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  • EC.1.6.4.1 欠番 → EC.1.8.1.6
  • EC.1.6.4.2 欠番 → EC.1.8.1.4
  • EC.1.6.4.3 欠番 → EC.1.8.1.7
  • EC.1.6.4.4 欠番 → EC.1.8.1.8
  • EC.1.6.4.5 欠番 → EC.1.8.1.9
  • EC.1.6.4.6 欠番 → EC.1.8.1.10
  • EC.1.6.4.7 欠番 → EC.1.8.1.11
  • EC.1.6.4.8 欠番 → EC.1.8.1.12
  • EC.1.6.4.9 欠番 → EC.1.8.1.13
  • EC.1.6.4.10 欠番 → EC.1.8.1.14

EC.1.6.5.-（キノンおよび類縁体が電子受容体）

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EC.1.6.6.-（窒素化合物が電子受容体）

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  • EC.1.6.6.1 欠番 → EC.1.7.1.1
  • EC.1.6.6.2 欠番 → EC.1.7.1.2
  • EC.1.6.6.3 欠番 → EC.1.7.1.3
  • EC.1.6.6.4 欠番 → EC.1.7.1.4
  • EC.1.6.6.5 欠番 → EC.1.7.99.3
  • EC.1.6.6.6 欠番 → EC.1.7.1.5
  • EC.1.6.6.7 欠番 → EC.1.7.1.6
  • EC.1.6.6.8 欠番 → EC.1.7.1.7
  • EC.1.6.6.9 トリメチルアミン-N-オキシドレダクターゼ
  • EC.1.6.6.10 欠番 → EC.1.7.1.9
  • EC.1.6.6.11 欠番 → EC.1.7.1.10
  • EC.1.6.6.12 欠番 → EC.1.7.1.11
  • EC.1.6.6.13 欠番 → EC.1.7.1.12

EC.1.6.7.-（鉄硫黄タンパク質が電子受容体）

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  • EC.1.6.7.1 欠番 → EC.1.18.1.2
  • EC.1.6.7.2 欠番 → EC.1.18.1.1
  • EC.1.6.7.3 欠番 → EC.1.18.1.3

EC.1.6.8.-（フラビンが電子受容体）

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  • EC.1.6.8.1 欠番 → EC.1.5.1.29
  • EC.1.6.8.2 欠番 → EC.1.5.1.30

EC.1.6.99.-（その他の電子受容体を用いる）

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  • EC.1.6.99.1 NADPHデヒドロゲナーゼ
  • EC.1.6.99.2 欠番 → EC.1.6.5.2
  • EC.1.6.99.3 NADHデヒドロゲナーゼ
  • EC.1.6.99.4 欠番 → EC.1.18.1.2
  • EC.1.6.99.5 欠番 → EC.1.6.5.11
  • EC.1.6.99.6 欠番 → EC.1.6.5.10
  • EC.1.6.99.7 欠番 → EC.1.5.1.34
  • EC.1.6.99.8 欠番 → EC.1.16.1.3
  • EC.1.6.99.9 欠番 → EC.1.16.1.4
  • EC.1.6.99.10 欠番 → EC.1.5.1.34に統合
  • EC.1.6.99.11 欠番 → EC.1.16.1.5
  • EC.1.6.99.12 欠番 → EC.1.16.1.6
  • EC.1.6.99.13 欠番 → EC.1.16.1.7

EC.1.7.-（その他の含窒素化合物を電子供与体とする）

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EC.1.7.1.- （NADHまたはNADPHが電子受容体）

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EC.1.7.2.-（シトクロムが電子受容体）

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EC.1.7.3.-（酸素が電子受容体）

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EC.1.7.7.-（鉄-硫黄タンパク質が電子受容体）

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EC.1.7.99.-（生理的電子受容体が不明）

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EC.1.8.-（含硫化合物を電子供与体とする）

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EC. 1.8.1.-（NADHまたはNADPHが電子受容体）

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EC.1.8.2.-（シトクロムが電子受容体）

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EC.1.8.3.-（酸素が電子受容体）

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EC.1.8.4.-（ジスルフィドが電子受容体）

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EC.1.8.5.-（キノンおよび類縁体が電子受容体）

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EC.1.8.6.-（窒素化合物が電子受容体）

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  • EC.1.8.6.1 欠番 → EC 2.5.1.18へ統合

EC.1.8.7.-（鉄硫黄タンパク質が電子受容体）

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EC.1.8.98.-（その他の生理的電子受容体を用いる）

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EC.1.8.99.-（生理的電子受容体が不明）

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EC.1.9.-（ヘムを電子供与体とする）

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EC.1.9.3.-（酸素が電子受容体）

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EC.1.9.6.-（窒素化合物が電子受容体）

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EC.1.9.98.-（その他の生理的電子受容体を用いる）

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EC.1.9.99.-（生理的電子受容体が不明）

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  • EC.1.9.99.1 欠番 → EC.1.7.98.1

EC.1.10.-（ジフェノール類縁体を電子供与体とする）

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EC.1.10.1.-（NAD+またはNADP+が電子受容体）

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EC.1.10.2.-（シトクロムが電子受容体）

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EC.1.10.3.-（酸素が電子受容体）

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EC.1.10.5.-（キノンおよび類縁体が電子受容体）

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EC.1.10.9.-（銅タンパク質が電子受容体）

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EC.1.10.99.-（その他の電子受容体を用いる）

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EC.1.11.-（過酸化物を電子受容体にする）

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EC.1.11.1.-（ペルオキシダーゼ）

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EC.1.11.2.-（過酸化水素を電子受容体としその酸素原子1つを生成物に取り込む）

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EC.1.12.-（水素を電子供与体にする）

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EC.1.12.1.-（NADHまたはNADPHが電子受容体）

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EC1.12.2.-（シトクロムが電子受容体）

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EC1.12.5.-（キノンおよび類縁体が電子受容体）

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EC1.12.7.-（鉄-硫黄タンパク質が電子受容体）

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EC.1.12.98.-（その他の生理的電子受容体を用いる）

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EC.1.12.99.-（生理的電子受容体が不明）

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  • EC.1.12.99.1 欠番 → EC.1.12.98.1
  • EC.1.12.99.2 欠番 → 削除
  • EC.1.12.99.3 欠番 → EC.1.12.5.1
  • EC.1.12.99.4 欠番 → EC.1.12.98.2
  • EC.1.12.99.5 欠番 → EC.1.13.11.47
  • EC.1.12.99.6 ヒドロゲナーゼ (受容体)

EC.1.13.-（分子状酸素を取り込み一電子供与する;オキシゲナーゼ類）

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EC.1.13.1.-

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  • EC.1.13.1.1 欠番 → EC.1.13.11.1
  • EC.1.13.1.2 欠番 → EC.1.13.11.2
  • EC.1.13.1.3 欠番 → EC.1.13.11.3
  • EC.1.13.1.4 欠番 → EC.1.13.11.4
  • EC.1.13.1.5 欠番 → EC.1.13.11.5
  • EC.1.13.1.6 欠番 → EC.1.13.11.6
  • EC.1.13.1.7 欠番 → EC.1.13.11.7
  • EC.1.13.1.8 欠番 → EC.1.13.11.8
  • EC.1.13.1.9 欠番 → EC.1.13.11.9
  • EC.1.13.1.10 欠番 → EC.1.13.11.10
  • EC.1.13.1.11 欠番 → EC.1.13.99.1
  • EC.1.13.1.12 欠番 → EC.1.13.11.11
  • EC.1.13.1.13 欠番 → EC.1.13.11.12

EC.1.13.11.-（2原子の酸素を取り込む）

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EC.1.13.12.-（1原子の酸素を取り込む;分子内モノオキシゲナーゼまたは分子内混合機能オキシターゼ）

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EC.1.13.99.- （その他のオキシゲナーゼ）

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EC.1.14.- （電子対供与作用を持つ; 分子酸素を取り込むないしは分子酸素を還元する）

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EC.1.14.1.-

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  • EC.1.14.1.1 欠番 → EC.1.14.14.1
  • EC.1.14.1.2 欠番 → EC.1.14.13.9
  • EC.1.14.1.3 欠番 → EC.1.14.99.7と EC 5.4.99.7へ振り分け
  • EC.1.14.1.4 欠番 → EC.1.14.99.2
  • EC.1.14.1.5 欠番 → EC.1.14.13.5
  • EC.1.14.1.6 欠番 → EC.1.14.15.4
  • EC.1.14.1.7 欠番 → EC.1.14.99.9
  • EC.1.14.1.8 欠番 → EC.1.14.99.10
  • EC.1.14.1.9 欠番 削除
  • EC.1.14.1.10 欠番 → EC.1.14.99.11
  • EC.1.14.1.11 欠番 削除

EC.1.14.2.-（アスコルビン酸類を電子供与体とする）

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  • EC.1.14.2.1 欠番 → EC.1.14.17.1
  • EC.1.14.2.2 欠番 → EC.1.13.11.27

EC.1.14.3.-（プテリジン還元体を供与体とする）

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  • EC.1.14.3.1 欠番 → EC.1.14.16.1

EC.1.14.11.-（2-オキソグルタル酸類を片方の電子供与体とする;酸素分をそれぞれの電子供与体に取り込む）

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EC.1.14.12.-（NADHまたはNADPHを片方の電子供与体とし、もう一方の電子供与体が2つの酸素原子を取り込む）

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EC.1.14.13.-（NADHまたはNADPHを片方の電子供与体とし、1つの酸素原子を取り込む）

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EC.1.14.14.-（還元型フラビンないしはフラボタンパク質を片方の電子供与体とし、1つの酸素原子を取り込む）

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EC.1.14.15.-（還元型鉄硫黄タンパク質を片方の電子供与体とし、1つの酸素原子を取り込む）

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EC.1.14.16.-（還元型プテリジンを片方の電子供与体とし、1つの酸素原子を取り込む）

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EC.1.14.17.-（還元型アスコルビン酸類を片方の電子供与体とし、1つの酸素原子を取り込む）

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EC.1.14.18.-（その他の分子を片方の電子供与体とし、1つの酸素原子を取り込む）

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EC.1.14.19.-（2電子酸化により分子状酸素が還元され二分子の水になる）

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EC.1.14.20.-（2-オキソグルタル酸を片方の電子供与体とし、他方を脱水素化する）

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EC.1.14.21.-（NADHまたはNADPHを片方の電子供与体とし、他方を脱水素化する）

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EC.1.14.99.-（その他の電子対酸化酵素）

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EC.1.15.-（超酸化物を電子受容体とする）

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EC.1.16.-（金属イオンを酸化する）

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EC.1.16.1.-（NADHまたはNADPHを電子供与体とする）

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EC.1.16.3.-（酸素を電子受容体とする）

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EC.1.16.5.-（キノンおよび類縁体が電子受容体）

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  • EC.1.16.5.1 アスコルビン酸フェリレダクターゼ

EC.1.16.8.-（フラビンを電子受容体とする）

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EC.1.16.9.-（銅タンパク質が電子受容体）

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EC.1.16.98.-（その他の電子受容体を用いる）

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  • EC.1.16.98.1 → EC.1.16.9.1

EC.1.17.-（メチン基、メチレン基に作用する）

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EC.1.17.1.-（NADまたはNADPを電子受容体とする）

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EC.1.17.2.-（シトクロムを電子受容体とする）

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EC.1.17.3.-（酸素を電子受容体とする）

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EC.1.17.4.-（ジスルフィドを電子受容体とする）

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EC.1.17.5.-（キノン類を電子受容体とする）

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EC.1.17.7.-（鉄硫黄タンパク質を電子受容体とする）

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EC.1.17.8.-（フラビンを電子受容体として用いる）

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  • EC.1.17.8.1 ヒドロキシスクアレンデヒドロゲナーゼ

EC.1.17.98.-（その他の生理的電子受容体を用いる）

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  • EC.1.17.98.1 削除

EC.1.17.99.-（生理的電子受容体が不明）

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EC.1.18.-（鉄硫黄タンパク質を電子供与体とする）

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EC.1.18.1.-（NAD+またはNADP+を電子受容体とする）

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EC.1.18.2.-（窒素分子を電子受容体とする）

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  • EC.1.18.2.1 欠番 → EC.1.18.6.1

EC.1.18.3.-（水素イオンを電子受容体とする）

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  • EC.1.18.3.1 欠番 → EC.1.18.99.1

EC.1.18.6.-（窒素分子を電子受容体とする）

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EC.1.18.96.-（その他、不明な電子受容体）

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  • EC.1.18.96.1 欠番 → EC.1.15.1.2

EC.1.18.99.-（水素イオンを電子受容体とする）

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  • EC.1.18.99.1 欠番 → EC.1.12.7.2

EC.1.19.-（還元型フラボドキシンを電子供与体とする）

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EC.1.19.1.-（NAD+またはNADP+を電子受容体とする）

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  • EC.1.19.1.1 フラボドキシン-NADP+レダクターゼ

EC.1.19.6.-（窒素分子を電子受容体とする）

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EC.1.20.-（リンまたはヒ素を電子供与体とする）

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EC.1.20.1.-（NAD(P)+を電子受容体とする）

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EC.1.20.2.-（シトクロムを電子受容体とする）

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  • EC.1.20.2.1 ヒ酸レダクターゼ (シトクロムc)

EC.1.20.4.-（ジスルフィドを電子受容体とする）

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EC.1.20.9.-（銅タンパク質を電子受容体とする）

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EC.1.20.98.-（その他の生理的電子受容体を用いる）

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  • EC.1.20.98.1 → EC.1.20.9.1

EC.1.20.99.-（生理的電子受容体が不明）

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EC.1.21.-（X-HおよびY-H型化合物からX-Y結合を生成する）

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EC.1.21.1.-（NADまたはNADPが電子受容体）

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EC.1.21.3.-（酸素を電子受容体とする）

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EC.1.21.4.-（ジスルフィドを電子受容体とする）

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EC.1.21.98.-（その他の生理的電子受容体を用いる）

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  • EC.1.21.98.1 サイクリックデヒポキサンチニルフタロシンシンターゼ

EC.1.21.99.-（生理的電子受容体が不明）

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EC.1.22.-（ハロゲンを電子供与体とする）

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EC.1.22.1.-（NADまたはNADPが電子受容体）

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  • EC.1.22.1.1 → EC.1.21.1.1

EC.1.23.-（C-O-Cを電子供与体とする）

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EC.1.23.1.-（NADまたはNADPが電子受容体）

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  • EC.1.23.1.1 (+)-ピノレジノールレダクターゼ
  • EC.1.23.1.2 (+)-ラリシレジノールレダクターゼ
  • EC.1.23.1.3 (-)-ピノレジノールレダクターゼ
  • EC.1.23.1.4 (-)-ラリシレジノールレダクターゼ

EC.1.23.5.-（キノンおよび類縁体が電子受容体）

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EC.1.97.-（その他の酸化還元酵素）

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EC.1.98.-（水素分子を還元剤とする酵素）

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  • EC.1.98.1.1 欠番 → EC.1.18.99.1

EC.1.99.-（酸素分子を酸化剤とする酵素）

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EC.1.99.1.-（ヒドロキシラーゼ; EC.1.14に統合）

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  • EC.1.99.1.1 欠番 → EC.1.14.14.1
  • EC.1.99.1.2 欠番 → EC.1.14.16.1
  • EC.1.99.1.3 欠番 削除
  • EC.1.99.1.4 欠番 削除
  • EC.1.99.1.5 欠番 → EC.1.14.13.9
  • EC.1.99.1.6 欠番 削除
  • EC.1.99.1.7 欠番 → EC.1.14.15.4
  • EC.1.99.1.8 欠番 削除
  • EC.1.99.1.9 欠番 → EC.1.14.99.9
  • EC.1.99.1.10 欠番 削除
  • EC.1.99.1.11 欠番 → EC.1.14.99.10
  • EC.1.99.1.12 欠番 削除
  • EC.1.99.1.13 欠番 → EC.1.14.99.7とEC 5.4.99.7へ振り分け
  • EC.1.99.1.14 欠番 → EC.1.13.11.27

EC.1.99.1.-（オキシゲナーゼ; EC.1.13に統合）

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  • EC.1.99.2.1 欠番 → EC.1.13.11.12
  • EC.1.99.2.2 欠番 → EC.1.13.11.1
  • EC.1.99.2.3 欠番 → EC.1.13.11.3
  • EC.1.99.2.4 欠番 → EC.1.13.11.4
  • EC.1.99.2.5 欠番 → EC.1.13.11.5
  • EC.1.99.2.6 欠番 → EC.1.13.99.1

出典

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[脚注の使い方]
  1. ^ 「酸化還元酵素」『世界大百科事典』（CD-ROM）平凡社。 
  2. ^ 「オキシドレダクターゼ」『理化学辞典』（第5）岩波書店。 

関連項目

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活性
調整
分類
動力学
種類
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酸化還元酵素
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