氧化酶是一类催化底物氧化反应的蛋白酶，根据作用机制可分为加单氧酶系、脱氢酶系等多种类型。微粒体氧化酶系依赖细胞色素P450催化有机物羟化反应，参与肝脏生物转化与药物代谢。线粒体单胺氧化酶通过氧化脱氨代谢组胺、酪胺等生物胺，脱氢酶系统则负责醇醛类物质的代谢。在抗氧化防御中，超氧化物歧化酶与过氧化氢酶协同清除活性氧，构成关键酶促防御网络。NADPH氧化酶作为活性氧生成源头，其活性受内源性抗氧化系统调控。羟胺氧化还原酶在生物脱氮过程中催化羟胺转化为亚硝酸盐/NO/N2O等产物，展现环境工程应用价值。

微粒体氧化酶系由NADPH、细胞色素P450还原酶和血红蛋白组成，通过羟化反应催化维生素D3活化及外源性物质代谢。该系统在肝细胞中执行90%以上的药物首过消除反应，甲苯类化合物经微粒体氧化酶系（需细胞色素P450的加单氧酶系）催化生成水溶性代谢物。

线粒体单胺氧化酶针对组胺、酪胺等生物胺进行氧化脱氨，生成对应的醛类化合物。这一过程可有效降低肠道腐败产物毒性，其活性异常与神经系统疾病存在关联。

超氧化物歧化酶（SOD）具有亚型分化特征：Cu/ZnSOD分布于线粒体内膜外侧，MnSOD定位于基质区，二者协同催化超氧阴离子转化为过氧化氢。根据2019年研究数据，哺乳动物细胞内SOD浓度可达10-30μM，清除效率达10^9 M-1s-1量级。

过氧化氢酶（CAT）以四聚体形式存在，每个亚基含血红素辅基。其催化中心可将两分子H2O2分解为水和氧气，反应速率高达4×10^7 M-1s-1。该酶与其他过氧化物酶构成双重防御，防止羟基自由基生成。

NADPH氧化酶复合体由膜结合蛋白gp91phox和胞质调控亚基组成，在免疫吞噬过程中每秒可产生约10^6个超氧阴离子。2024年研究显示，NADPH氧化酶活性受PKC、Rac等信号通路调控，其过度活化与慢性炎症疾病密切相关。

羟胺氧化还原酶（HAO）含8个血红素中心，其中催化位点可同时结合羟胺与氧分子。该酶在厌氧氨氧化菌中催化羟胺转化为硝酸盐，反应过程伴随三电子转移。2021年研究表明，羟胺氧化还原酶（HAO）在污水处理系统内脱氮效率可达95%以上。

应用领域中，重组氧化酶工程菌已实现规模化培养。固定化SOD制剂被用于食品防腐，包埋率超过80%；基因编辑技术成功提升大肠杆菌CAT热稳定性，60℃处理1小时后仍保留75%活性。