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本酶催化的反应为(1) Toluene + NADH + H+ + O2 = 2-Methylphenol + NAD+ + H2O;;(2) 2-Methylphenol + NADH + H+ + O2 = 3-Methylcatechol + NAD+ + H2O，系统名称为Toluene,NADH:oxygen Oxidoreductase (2,3-Dihydroxylating)，该酶源自洋葱伯克霍尔德菌（Burkholderia cepacia），属于一类非血红素、依赖氧的双铁酶。它包含一个带有两个双核铁中心的羟化酶组分、一个含有 FAD 和 [2Fe-2S] 铁硫簇的 NADH-氧化还原酶组分，以及一个参与羟化酶与还原酶之间电子传递的第三组分。该酶通过两次连续的羟基化将底物二羟基化，最初形成 2-甲基苯酚，再被羟基化为 3-甲基儿茶酚。
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