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本酶催化的反应为Xanthine + NAD+ + H2O = Urate + NADH + H+，系统名称为Xanthine:NAD+ Oxidoreductase，作用于多种嘌呤和醛，包括次黄嘌呤。哺乳动物酶还能在全反式视黄醇与视黄醇结合蛋白结合时将其转化为全反式视黄酸 [14]。来自真核生物的酶含有[2Fe-2S]、FAD和一个钼中心。哺乳动物酶主要以NAD依赖性脱氢酶（EC 1.17.1.4）形式存在。在纯化过程中，该酶大部分转化为O2依赖形式黄嘌呤氧化酶（EC 1.17.3.2）。这种转化可由多种机制触发，包括半胱氨酸硫醇氧化形成二硫键 [2,6,8,15] [可由EC 1.8.4.7（酶-硫醇转氢酶（谷胱甘肽-二硫键））在谷胱甘肽二硫键存在下催化] 或导致不可逆转化的有限蛋白水解。这种转化也可以发生在体内 [2,7,15]。
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