血紅素加氧酶（英語：血紅素 oxygenase；HO）是一種催化血紅素降解的酶，其反應生成膽綠素、鐵與一氧化碳。人體內的CO主要是由血紅素氧化酶(HO)代謝產生的。HO有三種類型：氧應激誘導型(HO-1)、組成型 (超氧化氫)及尚未明確的HO-3。
反應機制
血紅素加氧酶從α-亞甲基橋處切開血紅素環以生成膽綠素，或者如果血紅素依然附著在珠蛋白上則會生成膽綠蛋白。膽綠素接下來被膽綠素還原酶轉化為膽紅素。反應以如下方式發生：
血紅素 + NADPH + H+ + 2 O2 → 膽綠素 + Fe2+ + CO + NADP+ + H2O。
此反應事實上可以發生于任何細胞之中；其經典的例子莫過于瘀斑的形成，當它逐漸痊愈時他會經歷這樣的變色過程：紅色的血紅素變為綠色的膽綠素再變為黃色的膽紅素。在正常生理學情況下，血紅素加氧酶的活性在脾中是最高的，在其中衰老的紅細胞被隔離起來并被銷毀。
HO-1和HO-2的功能
研究表明，HO-1不僅在機體生理狀態下發揮作用，更主要是在機體其他非正常狀態或應激狀態發揮作用。HO-2主要分布在中樞神經系統及睪丸，HO-2產生的CO在神經信號傳遞中起重要作用，與CO發揮神經遞質的作用密切相關。許多學者對HO及其產生CO的途徑進行了詳細的研究，表明通過這一途徑產生CO的速度和數量為0.4ml/h(16.4μ摩爾/h)。現已知HO幾乎分布于所有的器官和組織，并涉及整個生長發育過程，這提示CO的產生部位可能十分廣泛。目前大量的研究證實CO是體內重要的細胞間信使，在心、腦和血管系統中起著重要的生物學效應，參與調節體內許多生理和病理過程。同時，CO作為一種新的神經遞質也引起人們的關注，其在神經系統中的作用及其臨床意義的研究，已成為神經科學一個新的研究熱點。
異構物
現已發現三種血紅素加氧酶的異構物。第一型血紅素加氧酶（HO-1）是一種誘導型異構物，它對應激做出反應：如氧化壓力、缺氧、重金屬、細胞因子等。第二型血紅素加氧酶（超氧化氫）是一種在穩態時即表達的組成異構物。HO-1與HO-2都在體內無所不在地被表達出來并且具有催化活性。第三型血紅素加氧酶（HO-3）不具有催化活性，但常認為它的作用是用來測定氧氣。
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