Le alcol
deidrogenasi sono un gruppo di enzimi in grado di convertire un gruppo
aldeidico in uno alcolico. Sono ampliamente utilizzate da molti
microrganismi per processi fermentativi mirati a recuperare NAD+ consumato durante la glicolisi.
Nei microrganismi anaerobi, infatti, non esiste un processo di recupero di NAD+ a partire da NADH che utilizzi ossigeno; negli organismi aerobi, infatti, ilNAD+ formatosi
durante la glicolisi viene riformato a livello della catena di
trasporto degli elettroni. I microrganismi anaerobi, invece, convertono
il piruvato in acetaldeide (reazione catalizzata dall piruvato carbossilasi)
mentre l'alcol deidrogenasi provvede a convertire l'acetaldeide in
etanolo ossidando il NADH formatosi dalla glicolisi in NAD+.
Il lievito Saccharomyces Cerevisiae (lievito di birra), è il
responsabile della fermentazione del mosto per la conversione a vino in
quanto sfrutta questa via metabolica.
Il meccanismo della fermentazione alcolica è riportato nella figura sottostante:
L'alcol
deidrogenasi, negli animali, è in grado di compiere la reazione
inversa, ossia la conversione di un gruppo alcolico in uno aldeidico. L'alcol deidrogenasi è la nostra difesa primaria contro l'alcol, una molecola
tossica che compromette le funzioni del nostro sistema nervoso. Alti livelli
dell'enzima alcol deidrogenasi nel fegato e nello stomaco riescono a smaltire
circa un bicchierino di superalcolico ogni ora. L'alcol viene trasformato in
acetaldeide, una molecola ancora più tossica che poi viene convertita
rapidamente in acetato che invece è facilmente utilizzato dalle cellule. Così,
una molecola pericolosa come l'alcol è convertita, attraverso l'enzima alcol
deidrogenasi, in acetato, un normale alimento. L'alcol deidrogenasi usa due "attrezzi" molecolari per
compiere la sua reazione sull'etanolo. Il primo è un atomo di zinco che viene
usato per tenere in posizione il gruppo alcolico dell'etanolo. Il secondo è un
grande cofattore NAD (che contiene la vitamina PP niacina) che è quello che
davvero compie la reazione di ossidazione.