Les séquences en acides aminés des enzymes appelées déshydrogénases (DH) n'ont que peu d'homologie.

Les DH sont structurées en deux domaines : un domaine de fixation du NAD(P)⁺ et un domaine de fixation du substrat.

• Les domaines qui fixent le NAD(P)⁺ ont des structures tridimensionnelles très semblables.
• En revanche, les domaines qui fixent le substrat, qui est spécifique de la DH considérée (exemples : lactate DH, malate DH, alcool DH ...), ont donc des structures très différentes.

Voir un développement sur la structure des déshydrogénases.

La réaction d'oxydo-réduction du NAD(P)⁺ concerne le groupe nicotinamide :

• il capte un ion hydrure H⁺ et 2 électrons, issus du substrat SH2. 
• le second ion hydrure est libéré dans le milieu.

Ce transfert est un exemple remarquable de la stéréospécificité des réactions chimiques catalysées par les enzymes.

• La fonction alcool du substrat est oxydée par transfert d'un ion hydrure de l'atome de carbone qui lie le groupement OH à la forme oxydée du NAD⁺.
• l'autre hydrogène de la fonction alcool est éliminé dans le milieu sous forme d'ion hydrure.

La position spatiale du noyau nicotinamide du NAD⁺ et du substrat (l'éthanol dans cet exemple) explique la très haute stéréospécificité du transfert de l'ion hydrure sur le carbone 4 de la nicotinamide.

Dans l'alccol DH, un atome de zinc du site catalytique établit une liaison avec la fonction alcool du substrat.

Cette liaison s'ajoute à celles qui stabilisent de manière optimale le substrat dans le site catalytique et, en polarisant la liaison C=O de la fonction alcool du substrat, elle facilite le transfert de l'ion hydrure.

Source des figures : "Introduction à la structure des protéines " Branden et Tooze (1996), Ed. DeBoeck Universités