Citokromi su enzimi koji u svom aktivnom mjestu sadrže željezo u obliku hema. Oni sudjeluju u transportu elektrona tijekom staničnog disanja. Posebna klasa su citokromi P450, koji provode reakcije detoksikacije i sintetiziraju spojeve, poput steroida. Obje vrste enzima nalaze se u membranama.
Postoji nekoliko različitih tipova citokroma, a oni se razlikuju na različite načine, uključujući spektroskopiju i osjetljivost na inhibitore. To su citokromi a, b i c – i svaki ima podtipove. Oni se razlikuju u okolini koju protein osigurava za svoju hem skupinu, a to utječe na sposobnost citokroma da prenosi elektrone.
Prijenos elektrona dio je respiratornog ciklusa. Disanje se odvija u svim stanicama tijela, a daje energiju u obliku adenozin trifosfata (ATP). Ovaj spoj je univerzalni izvor energije za stanice. Glukoza bogata energijom razgrađuje se u mitohondrijima, koji su peći za stanice. Enzimi uključeni u respiratorni lanac nalaze se u stijenci mitohondrija.
Elektroni iz razgradnje glukoze prenose se, korak po korak, niz gradijent enzima koji se sastoji pretežno od citokroma. U svakom koraku oslobađa se energija. To se ponekad naziva sustavom citokroma.
Željezo u aktivnom mjestu citokroma varira između reduciranog ili oksidiranog oblika. Protok elektrona nastaje kada prijeđu iz redukcijskog sredstva u oksidacijsko sredstvo. Posljednji korak je prijenos dvaju elektrona s citokrom c oksidaze na kisik, koji tvori vodu. Ovaj korak je povezan s stvaranjem ATP-a i poznat je kao oksidativna fosforilacija.
Proteini koji sadrže heme grupe poznati su kao hemoproteini, a hemovi nekih citokroma se međusobno razlikuju. Zajedno s razlikama u proteinskim strukturama, to pomaže osigurati da citokromi imaju različite redukcijske potencijale. Dakle, oni se nalaze na različitim točkama u respiratornom lancu, koje su optimalne za njihov prijenos elektrona. Ovi enzimi se također nalaze u membranama mitohondrija, endoplazmatskom retikulumu i u kloroplastima biljaka.
Citokrom P450 su potpuno druga skupina enzima. Umjesto da oksidiraju svoje supstrate, oni ugrađuju atom molekularnog atoma. Dakle, oni su monooksigenaze, a ne oksidaze kao drugi citokromi. Oni također imaju heme grupu na svom aktivnom mjestu.
P450 su vrlo raznolika skupina enzima. Postoji niz različitih vrsta u jetri, gdje detoksikiraju strane tvari, kao što su lijekovi. Oni također detoksifikuju mnoge spojeve koji se nalaze u biljkama koje ljudi jedu. Smatra se da su mnogi od ovih P450 evoluirali kao ljudska obrana od otrovnih spojeva koji se nalaze u biljkama. Druge vrste ovih enzima sudjeluju u biosintezi steroida i hormona.