Citohromi ir fermenti, kas satur dzelzi hema formā to aktīvajā vietā. Tie ir iesaistīti elektronu transportēšanā šūnu elpošanas laikā. Atsevišķa klase ir citohroms P450, kas veic detoksikācijas reakcijas un sintezē savienojumus, piemēram, steroīdus. Abu veidu fermenti ir atrodami membrānās.
Ir vairāki dažādi citohromu veidi, un tos var atšķirt dažādos veidos, tostarp pēc spektroskopijas un jutības pret inhibitoriem. Tie ir citohromi a, b un c, un katram no tiem ir apakštipi. Tie atšķiras vidē, ko proteīns nodrošina savai hēma grupai, un tas ietekmē citohroma spēju pārnest elektronus.
Elektronu pārnešana ir daļa no elpošanas cikla. Elpošana notiek visās ķermeņa šūnās un nodrošina enerģiju adenozīna trifosfāta (ATP) veidā. Šis savienojums ir universāls enerģijas avots šūnām. Ar enerģiju bagātā glikoze tiek sadalīta mitohondrijās, kas ir šūnu krāsnis. Elpošanas ķēdē iesaistītie fermenti atrodas mitohondriju sieniņās.
Glikozes sadalīšanās rezultātā radušies elektroni pakāpeniski tiek pārnesti pa enzīmu gradientu, kas pārsvarā sastāv no citohromiem. Katrā solī tiek atbrīvota enerģija. To dažreiz sauc par citohroma sistēmu.
Dzelzs citohromu aktīvajā vietā mainās atkarībā no tā, vai tas ir reducētā vai oksidētā veidā. Elektronu plūsma notiek, kad tie pāriet no reducētāja uz oksidētāju. Pēdējais solis ir divu elektronu pārnešana no citohroma c oksidāzes uz skābekli, kas veido ūdeni. Šis solis ir saistīts ar ATP veidošanos un ir pazīstams kā oksidatīvā fosforilēšana.
Olbaltumvielas, kas satur hēmu grupas, ir pazīstamas kā hemoproteīni, un dažu citohromu hemes atšķiras viena no otras. Kopā ar atšķirībām olbaltumvielu struktūrās tas palīdz nodrošināt, ka citohromiem ir atšķirīgs reducējošais potenciāls. Tādējādi tie atrodas dažādos elpošanas ķēdes punktos, kas ir optimāli to elektronu pārnesei. Šie fermenti ir atrodami arī mitohondriju membrānās, endoplazmatiskajā retikulumā un augu hloroplastos.
Citohroms P450 ir pilnīgi cita enzīmu grupa. Tā vietā, lai oksidētu savus substrātus, tie ietver molekulārā atoma atomu. Tādējādi tās ir monooksigenāzes, nevis oksidāzes kā citi citohromi. Viņu aktīvajā vietā ir arī hēmu grupa.
P450 ir ļoti daudzveidīga enzīmu grupa. Aknās ir vairāki dažādi veidi, kur tie detoksē svešas vielas, piemēram, narkotikas. Tie arī detoksē daudzus savienojumus, kas atrodami augos, kurus cilvēki ēd. Tiek uzskatīts, ka daudzi no šiem P450 attīstījās kā cilvēka aizsardzība pret augos atrodamajiem toksiskajiem savienojumiem. Cita veida šie enzīmi ir iesaistīti steroīdu un hormonu biosintēzē.