Cytokromer är enzymer som innehåller järn i form av en hem på sitt aktiva ställe. De är involverade i transporten av elektroner under cellandning. En separat klass är cytokrom P450s, som utför avgiftningsreaktioner och syntetiserar föreningar, såsom steroider. Båda typerna av enzymer finns i membran.
Det finns flera olika typer av cytokromer, och dessa särskiljs på en mängd olika sätt, bland annat genom spektroskopi och känslighet för inhibitorer. De är cytokromer a, b och c – och var och en har undertyper. De varierar i miljön som proteinet tillhandahåller sin hemgrupp, och detta påverkar cytokromets förmåga att överföra elektroner.
Överföringen av elektroner är en del av andningscykeln. Andning sker i alla kroppens celler, och ger energi i form av adenosintrifosfat (ATP). Denna förening är en universell energikälla för celler. Energirikt glukos bryts ner i mitokondrierna, som är ugnarna för cellerna. Enzymerna som är involverade i andningskedjan finns i mitokondriernas vägg.
Elektronerna från nedbrytningen av glukos överförs steg för steg nedför en gradient av enzymer som till övervägande del består av cytokromer. Vid varje steg frigörs energi. Detta kallas ibland för cytokromsystemet.
Järnet i cytokromernas aktiva plats varierar mellan att vara i reducerad eller oxiderad form. Elektronernas flöde uppstår när de övergår från ett reduktionsmedel till ett oxidationsmedel. Det sista steget är överföringen av två elektroner från cytokrom c-oxidas till syre, som bildar vatten. Detta steg är kopplat till ATP-bildning och är känt som oxidativ fosforylering.
Proteiner som innehåller hemgrupper är kända som hemoproteiner, och hemen i vissa av cytokromerna skiljer sig från varandra. Tillsammans med skillnaderna i proteinstrukturerna hjälper detta till att säkerställa att cytokromerna har varierande reducerande potential. Således är de placerade på olika punkter i andningskedjan, vilket är optimalt för deras elektronöverföring. Dessa enzymer finns också i mitokondriernas membran, det endoplasmatiska retikulumet och i växternas kloroplaster.
Cytokrom P450 är en helt annan grupp av enzymer. Istället för att oxidera sina substrat, innehåller de en atom av molekylär atom. De är alltså monooxygenaser, inte oxidaser som de andra cytokromerna. De har också en hemgrupp på sin aktiva plats.
P450 är en mycket varierad grupp enzymer. Det finns en rad olika typer i levern, där de avgiftar främmande ämnen, såsom droger. Dessa avgiftar också många av föreningarna som finns i de växter som människor äter. Man tror att många av dessa P450s utvecklades som ett mänskligt försvar mot de giftiga föreningar som finns i växter. Andra typer av dessa enzymer är involverade i biosyntesen av steroider och hormoner.