KEGG   ENZYME: 1.17.1.4Help
Entry
EC 1.17.1.4                 Enzyme                                 

Name
xanthine dehydrogenase;
NAD+-xanthine dehydrogenase;
xanthine-NAD+ oxidoreductase;
xanthine/NAD+ oxidoreductase;
xanthine oxidoreductase
Class
Oxidoreductases;
Acting on CH or CH2 groups;
With NAD+ or NADP+ as acceptor
BRITE hierarchy
Sysname
xanthine:NAD+ oxidoreductase
Reaction(IUBMB)
xanthine + NAD+ + H2O = urate + NADH + H+ [RN:R02103]
Reaction(KEGG)
R02103;
(other) R01768
Show
Substrate
xanthine [CPD:C00385];
NAD+ [CPD:C00003];
H2O [CPD:C00001]
Product
urate [CPD:C00366];
NADH [CPD:C00004];
H+ [CPD:C00080]
Comment
Acts on a variety of purines and aldehydes, including hypoxanthine. The mammalian enzyme can also convert all-trans retinol to all-trans-retinoate, while the substrate is bound to a retinoid-binding protein [14]. The enzyme from eukaryotes contains [2Fe-2S], FAD and a molybdenum centre. The mammalian enzyme predominantly exists as the NAD-dependent dehydrogenase (EC 1.17.1.4). During purification the enzyme is largely converted to an O2-dependent form, xanthine oxidase (EC 1.17.3.2). The conversion can be triggered by several mechanisms, including the oxidation of cysteine thiols to form disulfide bonds [2,6,8,15] [which can be catalysed by EC 1.8.4.7, enzyme-thiol transhydrogenase (glutathione-disulfide) in the presence of glutathione disulfide] or limited proteolysis, which results in irreversible conversion. The conversion can also occur in vivo [2,7,15].
History
EC 1.17.1.4 created 1972 as EC 1.2.1.37, transferred 1984 to EC 1.1.1.204, modified 1989, transferred 2004 to EC 1.17.1.4, modified 2011
Pathway
Purine metabolism
Metabolic pathways
Microbial metabolism in diverse environments
Orthology
K00087  
xanthine dehydrogenase molybdenum-binding subunit
K00106  
xanthine dehydrogenase/oxidase
K11177  
xanthine dehydrogenase YagR molybdenum-binding subunit
K11178  
xanthine dehydrogenase YagS FAD-binding subunit
K13479  
xanthine dehydrogenase FAD-binding subunit
K13481  
xanthine dehydrogenase small subunit
K13482  
xanthine dehydrogenase large subunit
Genes
HSA: 
7498(XDH)
PTR: 
470347(XDH)
PPS: 
GGO: 
PON: 
NLE: 
MCC: 
708046(XDH)
MCF: 
CJC: 
MMU: 
22436(Xdh)
RNO: 
497811(Xdh)
CGE: 
HGL: 
TUP: 
CFA: 
483028(XDH)
AML: 
UMR: 
FCA: 
PTG: 
BTA: 
280960(XDH)
BOM: 
PHD: 
CHX: 
OAS: 
780499(XDH)
SSC: 
CFR: 
BACU: 
LVE: 
ECB: 
MYB: 
MYD: 
PALE: 
MDO: 
SHR: 
OAA: 
GGA: 
396025(XDH)
MGP: 
APLA: 
TGU: 
FAB: 
PHI: 
FPG: 
FCH: 
CLV: 
ASN: 
AMJ: 
PSS: 
CMY: 
ACS: 
PBI: 
XTR: 
DRE: 
560486(xdh)
TRU: 
MZE: 
OLA: 
XMA: 
CMK: 
BFO: 
CIN: 
SPU: 
576712(XDH)
DME: 
DPO: 
Dpse_GA20500(Dpse_ry)
DAN: 
DER: 
DPE: 
DSE: 
DSI: 
DWI: 
DYA: 
DGR: 
DMO: 
DVI: 
AGA: 
AAG: 
CQU: 
AME: 
724718(GB17045)
NVI: 
TCA: 
656456(GLEAN_12132) 656621 658680(GLEAN_09714) 658886
BMOR: 
API: 
PHU: 
CEL: 
CELE_F55B11.1(F55B11.1)
CBR: 
HRO: 
LGI: 
NVE: 
TAD: 
AQU: 
ATH: 
AT4G34890(XDH1) AT4G34900(XDH2)
ALY: 
CRB: 
EUS: 
CIT: 
CIC: 
TCC: 
GMX: 
PVU: 
MTR: 
CAM: 
FVE: 
PPER: 
PMUM: 
MDM: 
CSV: 
CMO: 
RCU: 
POP: 
POPTR_0009s05940g(POPTRDRAFT_804467)
VVI: 
SLY: 
SOT: 
OSA: 
DOSA: 
Os03t0429800-01(Os03g0429800)
OBR: 
BDI: 
SITA: 
PDA: 
ATR: 
s00022p00247220(AMTR_s00022p00247220) s00076p00114100(AMTR_s00076p00114100)
SMO: 
PPP: 
CRE: 
VCN: 
BPG: 
MIS: 
CSL: 
CVR: 
GSL: 
CCP: 
PPA: 
NCR: 
SMP: 
PAN: 
TTT: 
MTM: 
CTHR: 
MGR: 
TMN: 
FGR: 
NHE: 
TRE: 
MAW: 
MAJ: 
CMT: 
VAL: 
ELA: 
SSL: 
BFU: 
MBE: 
ANI: 
AFM: 
AOR: 
AOR_1_1958154(AO090003001099)
ANG: 
ANI_1_1056034(An03g01530) ANI_1_902184(An04g05440)
AFV: 
ACT: 
NFI: 
PCS: 
CIM: 
CPW: 
PBL: 
URE: 
ABE: 
TVE: 
AJE: 
PNO: 
PTE: 
BZE: 
BSC: 
BOR: 
ZTR: 
PFJ: 
BCOM: 
NPA: 
UMA: 
PFP: 
MBR: 
DDI: 
DPP: 
DFA: 
ACAN: 
PTI: 
TPS: 
PIF: 
EHX: 
GTT: 
NGR: 
TVA: 
ECO: 
b0284(paoC) b0285(paoB) b2866(xdhA) b2867(xdhB)
ECJ: 
Y75_p0276(yagR) Y75_p0277(yagS) Y75_p2799(xdhA) Y75_p2800(xdhB)
ECD: 
EBW: 
BWG_2592(xdhA) BWG_2593(xdhB)
ECOK: 
ECE: 
Z0350(yagR) Z0351(yagS) Z4205 Z4206(ygeT)
ECS: 
ECF: 
ETW: 
ECSP_0321(yagR) ECSP_0322(yagS) ECSP_3836(xdhA) ECSP_3837(xdhB)
ELX: 
EOJ: 
ECO26_0319(yagR) ECO26_0320(yagS) ECO26_3955(xdhA) ECO26_3956(xdhB)
EOI: 
EOH: 
ECG: 
EOK: 
G2583_0376(yagR) G2583_0377(yagS) G2583_3520(xdhA) G2583_3521(xdhB)
ELR: 
ECC: 
c3444 c3445(ygeT)
ECP: 
ECI: 
ECV: 
ECX: 
ECW: 
ECM: 
ECY: 
ECR: 
ECQ: 
ECK: 
ECT: 
EOC: 
CE10_3305(xdhA) CE10_3306(xdhB)
EUM: 
ECUMN_0315(yagR) ECUMN_0316(yagS) ECUMN_3209(xdhA) ECUMN_3210(xdhB)
ECZ: 
ELO: 
ELN: 
ELH: 
ESE: 
ESO: 
ESM: 
ESL: 
ECL: 
EBR: 
ECB_00243(yagR) ECB_00244(yagS) ECB_02699(xdhA) ECB_02700(xdhB)
EBD: 
EKO: 
EKF: 
KO11_08430(xdhB) KO11_08435(xdhA) KO11_22180(yagS) KO11_22185(yagR)
EAB: 
EDH: 
EDJ: 
EIH: 
ENA: 
ELU: 
EUN: 
ELW: 
ECW_m0361(yagR) ECW_m0362(yagS) ECW_m3119(xdhA) ECW_m3120(xdhB)
ELL: 
WFL_01755(yagR) WFL_01760(yagS) WFL_15230(xdhA) WFL_15235(xdhB)
ELC: 
ELD: 
ELP: 
EBL: 
ECD_00243(yagR) ECD_00244(yagS) ECD_02699(xdhA) ECD_02700(xdhB)
EBE: 
B21_00246(yagR) B21_00247(yagS) B21_02661(xdhA) B21_02662(xdhB)
ELF: 
LF82_2443(xdhA) LF82_2444(xdhB)
ECOA: 
ECOL: 
ECOI: 
ECOJ: 
ECOO: 
ECOH: 
EFE: 
EFER_2820(yagS) EFER_2821(yagR)
SFL: 
SFX: 
S3068 S3069(ygeT)
SFV: 
SFE: 
SFxv_3142(xdhB)
SFN: 
SFS: 
SSN: 
SSJ: 
SBO: 
EBI: 
SOD: 
ESC: 
ESA: 
CSK: 
ES15_0115(yagS) ES15_0116(yagR)
CSZ: 
CSI: 
CTU: 
CTU_40910(yagR) CTU_40920(yagS)
CRO: 
SPE: 
SRR: 
SRL: 
SOD_c21280(xdhB) SOD_c21290(xdhA1)
SRY: 
SRS: 
SRA: 
SMAF: 
SLQ: 
EIC: 
ETR: 
ETAE_0588(xdhB) ETAE_0589(xdhA)
ETD: 
ETE: 
ETEE_2351(ygeT)
ETC: 
PAM: 
PANA_1963(xdh) PANA_4205(yagS) PANA_4206(yagR)
PLF: 
PAJ: 
PAJ_1295(xdh) PAJ_p0081(yagR) PAJ_p0082(yagS)
PAQ: 
PVA: 
PAO: 
KLN: 
RAH: 
RAQ: 
RAA: 
MMK: 
PGE: 
EBF: 
XCC: 
XCB: 
XCA: 
XCP: 
XCV: 
XAC: 
XCI: 
XCAW_01288(coxL) XCAW_01289(coxM) XCAW_03177(coxL) XCAW_03178(coxM)
XAX: 
XAO: 
XOR: 
XFU: 
SML: 
Smlt2503(yagR) Smlt2504(yagS)
SMT: 
BUJ: 
SMZ: 
SMD_2183(yagR) SMD_2184(yagS)
PSD: 
VEJ: 
VFU: 
VNI: 
PPR: 
PAE: 
PAEV: 
PAEI: 
PAU: 
PAP: 
PAG: 
PAF: 
PNC: 
PDK: 
PSG: 
PRP: 
PAEP: 
PAER: 
PAEM: 
PAEL: 
PAES: 
PAEU: 
PAEG: 
PAEC: 
M802_1562(xdhB) M802_1563(xdhA)
PAEO: 
PPU: 
PPF: 
PPG: 
PPW: 
PPT: 
PPB: 
PPI: 
PPX: 
PPUH: 
PPUT: 
PPUN: 
PMOS: 
PPUU: 
PST: 
PSB: 
PSYR: 
PSP: 
PCI: 
PFL: 
PFL_1888(xdhB) PFL_1889(xdhA)
PPRC: 
PFO: 
PFS: 
PFE: 
PFC: 
PFN: 
PPZ: 
PEN: 
PMY: 
PMK: 
PSA: 
PSZ: 
PSR: 
PSC: 
PSJ: 
PSH: 
PBA: 
PBC: 
PFV: 
PDR: 
PRE: 
PSV: 
PSK: 
PMON: 
PMOT: 
PKC: 
PCH: 
PCP: 
PALK: 
PRH: 
CJA: 
CJA_0546(xdhA) CJA_0547(xdhB)
AVN: 
AVL: 
AVD: 
PCR: 
PRW: 
PSO: 
ACI: 
ACIAD2467(xdhB) ACIAD2468(xdhA)
ACD: 
ACB: 
ABM: 
ABSDF1158(xdhA) ABSDF1159(xdhB)
ABY: 
ABAYE1114(xdhA) ABAYE1115(xdhB)
ABC: 
ABN: 
AB57_2793(xdhB) AB57_2794(xdhA)
ABB: 
ABX: 
ABZ: 
ABR: 
ABD: 
ABH: 
ABAD: 
ABJ: 
ABAB: 
ABAJ: 
ABAZ: 
ACC: 
CPS: 
PAT: 
AMC: 
AMAC: 
AMB: 
AMG: 
AMH: 
AMK: 
AMAA: 
AMAL: 
AMAE: 
AMAO: 
AMAD: 
AMAI: 
AMAG: 
ALT: 
AAL: 
GAG: 
GPS: 
TTU: 
MAH: 
TNI: 
TVNIR_1715(xdhA_[H]) TVNIR_1716(pucE_[H])
HNA: 
HCH: 
HCH_01098(xdhB) HCH_01099(xdhA)
CSA: 
HEL: 
HELO_2465(xdhB) HELO_2466(xdhA)
HCS: 
MMW: 
MME: 
MPC: 
TOL: 
TOR: 
AHA: 
AHY: 
AHD: 
AHR: 
AHP: 
AVR: 
OCE: 
AFE: 
AFR: 
PSE: 
NH8B_0243(xdhB) NH8B_0244(xdhA)
RSO: 
RSc2095(xdhA) RSc2096(xdhB)
RSC: 
RSL: 
RSN: 
RSM: 
RSE: 
RPI: 
RPF: 
RPJ: 
REU: 
REH: 
H16_A1016(xdhB1) H16_A1017(xdhA1) H16_A3371(coxL5) H16_B1897(xdhA2) H16_B1898(xdhB2)
CNC: 
RME: 
Rmet_0892(xdhB) Rmet_0893(xdhA)
CTI: 
RALTA_A1000(xdhB2) RALTA_A1001(xdhA2) RALTA_A2830(xdhA1) RALTA_B0867(yagS2) RALTA_B0868(yagR2) RALTA_B0900(yagR1) RALTA_B0901(yagS1)
BMA: 
BMV: 
BML: 
BMN: 
BMAL: 
DM55_2410(xdhA) DM55_2411(xdhB)
BPS: 
BPSL2727(xdhB) BPSL2728(xdhA)
BPM: 
BPL: 
BPD: 
BPR: 
BPSE: 
BDL_2718(xdhA) BDL_2719(xdhB)
BPSM: 
BBQ_584(xdhA) BBQ_585(xdhB)
BPSU: 
BBN_712(xdhA) BBN_713(xdhB)
BPSD: 
BBX_1118(xdhB)
BPZ: 
BPQ: 
BPK: 
BBK_2205(xdhA) BBK_2206(xdhB)
BTE: 
BTQ: 
BTQ_2523(xdhB) BTQ_2524(xdhA)
BTJ: 
BTJ_3170(xdhA) BTJ_3171(xdhB)
BTZ: 
BTL_1101(xdhA) BTL_1102(xdhB)
BTD: 
BTI_876(xdhA) BTI_877(xdhB)
BOK: 
DM82_2393(xdhB) DM82_2394(xdhA)
BVI: 
BUR: 
BCN: 
BCH: 
BCM: 
BCJ: 
BCAL0636(yagS) BCAL0637(xdhA) BCAL3172(xdhB) BCAL3173(xdhA)
BCEN: 
BAM: 
BAC: 
BMU: 
BMJ: 
BMK: 
BCT: 
BCED: 
BXE: 
BXB: 
BPH: 
BPY: 
BGL: 
BUG: 
BGE: 
BGF: 
BGD: 
BYI: 
BUK: 
BPX: 
BUO: 
PPK: 
PPNO: 
PRB: 
BPT: 
Bpet3934(yagR) Bpet3935(yagS)
PUT: 
AKA: 
CDN: 
POL: 
PNA: 
AAV: 
AJS: 
DIA: 
AAA: 
ACK: 
VEI: 
DAC: 
DEL: 
VAP: 
VPE: 
VPD: 
CTT: 
CTES: 
ADN: 
ADK: 
RTA: 
MPT: 
MMS: 
mma_0506(xdhB) mma_0507(xdhA)
JAG: 
HSE: 
CFU: 
LCH: 
TIN: 
THI: 
THI_1768(xdhB) THI_1769(xdhA)
RGE: 
RGE_39960(xdhB) RGE_39970(xdhA)
AZO: 
azo2211(xdhA) azo2212(xdhB)
TMZ: 
GLO: 
DAS: 
DAF: 
DGG: 
DGI_3145(coxM)
BBA: 
Bd2633(xdhA) Bd2634(xdhB)
BBAT: 
Bdt_2548(xdhA) Bdt_2549(xdhB)
BBAC: 
BMX: 
BMS_2856(xdhB) BMS_2857(xdhA)
DPS: 
DPR: 
DSF: 
ACP: 
ANK: 
MXA: 
MFU: 
MSD: 
CCX: 
SUR: 
SCU: 
HOH: 
DTI: 
SFU: 
DAV: 
MLO: 
MCI: 
MOP: 
MAM: 
MES: 
SME: 
SMK: 
SMQ: 
SMX: 
SMI: 
SMEG: 
SMEL: 
SMD: 
RHI: 
SFH: 
SFD: 
EAD: 
ATU: 
ARA: 
AVI: 
AGR: 
RET: 
REC: 
REL: 
REI: 
RLE: 
RL3570(xdhA) RL3571(xdhB) pRL120300(yagR) pRL120301(yagS)
RLT: 
RLG: 
RLB: 
RLU: 
RTR: 
RIR: 
RHL: 
NGL: 
NGG: 
BME: 
BMI: 
BMZ: 
BMG: 
BMW: 
BMF: 
BMB: 
BMC: 
BAA: 
BABO: 
DK55_394(xdhA) DK55_395(xdhB)
BMS: 
BSI: 
BSF: 
BMT: 
BSZ: 
DK67_1288(xdhA) DK67_1289(xdhB)
BSV: 
BOV: 
BOV_0365(xdhA)
BCS: 
BSK: 
BOL: 
BCAR: 
DK60_441(xdhA) DK60_442(xdhB)
BCAS: 
BMR: 
BMI_I354(xdhA) BMI_I355(xdhB)
BPP: 
BPI_I383(xdhA) BPI_I384(xdhB)
BPV: 
DK65_997(xdhB) DK65_998(xdhA)
BCET: 
BCEE: 
OAN: 
OAH: 
DR92_2487(xdhB) DR92_2488(xdhA)
BJA: 
BJU: 
BRA: 
BBT: 
BRS: 
AOL: 
RPB: 
RPC: 
RPD: 
RPE: 
RPX: 
NHA: 
OCA: 
OCG: 
OCO: 
XAU: 
AZC: 
SNO: 
MEX: 
MEA: 
MDI: 
MCH: 
MRD: 
MET: 
MPO: 
MNO: 
MOR: 
MSL: 
HMC: 
PHL: 
MSC: 
CCR: 
CCS: 
CAK: 
CSE: 
PZU: 
AEX: 
SIL: 
SPO0653(xdhB) SPO0654(xdhA)
SIT: 
RSP: 
RSH: 
RSQ: 
RSK: 
RCP: 
JAN: 
RDE: 
RD1_4068(xdhA) RD1_4069(xdhB)
RLI: 
PDE: 
PAMI: 
DSH: 
Dshi_2958(xghB) Dshi_2959(xdhA)
KVU: 
EIO_0257(xdhB) EIO_0258(xdhA)
PSF: 
PGA: 
PGL: 
PGD: 
OAT: 
OAR: 
LMD: 
RED: 
PTP: 
HNE: 
NPP: 
SWI: 
SPHM: 
SJP: 
SCH: 
SSY: 
GOX: 
GOH: 
ACR: 
AMV: 
GDI: 
GDI_2002(xdhB) GDI_2003(xdhA)
GDJ: 
GXY: 
GXL: 
APT: 
APW: 
APF: 
APU: 
APG: 
APQ: 
APX: 
APZ: 
APK: 
RCE: 
RC1_3069(yagS) RC1_3070(yagR)
AZL: 
ALI: 
ABS: 
ABQ: 
TMO: 
TMO_a0304(yagR) TMO_a0305(yagS)
PBR: 
PGV: 
APB: 
BSU: 
BSU32470(pucE) BSU32480(pucD) BSU32490(pucC) BSU32500(pucB) BSU32510(pucA)
BCE: 
BCL: 
ABC3740(pucA) ABC3742(pucC) ABC3743(pucD) ABC3744(pucE)
CBO: 
CBO1285(xdhA2) CBO1286(xdhB2)
CBA: 
CBH: 
CBY: 
CBL: 
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CBJ: 
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DRM: 
DGI: 
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HMO: 
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Awo_c33550(xdhB) Awo_c33560(xdhA2)
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OBV_17260(xdhA) OBV_17270(xdhB)
TMR: 
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BN42_21679(CoxL_1) BN42_21680(CoxM_1)
MSM: 
MSG: 
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MVA: 
MGI: 
MSP: 
MMC: 
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MMAR_0080(coxL_2) MMAR_0081(coxM_2) MMAR_0835(coxM_1) MMAR_0836(coxL_1)
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MKN: 
MNE: 
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CVAR_2577(xdhA) CVAR_2578(xdhB)
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Reference
1  [PMID:6960894]
  Authors
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Purification and properties of a new glutathione-dependent thiol:disulphide oxidoreductase from rat liver.
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  Authors
Corte ED, Stirpe F.
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The regulation of rat liver xanthine oxidase. Involvement of thiol groups in the conversion of the enzyme activity from dehydrogenase (type D) into oxidase (type O) and purification of the enzyme.
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  Authors
PARZEN SD, FOX AS.
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  Authors
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  Authors
Smith ST, Rajagopalan KV, Handler P.
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Interconversion between NAD-dependent and O2-dependent types of rat liver xanthine dehydrogenase and difference in kinetic and redox properties between them.
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Xanthine dehydrogenase from Pseudomonas putida 86: specificity, oxidation-reduction potentials of its redox-active centers, and first EPR characterization.
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  Authors
Ichida K, Amaya Y, Noda K, Minoshima S, Hosoya T, Sakai O, Shimizu N, Nishino T.
  Title
Cloning of the cDNA encoding human xanthine dehydrogenase (oxidase): structural analysis of the protein and chromosomal location of the gene.
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  Authors
Enroth C, Eger BT, Okamoto K, Nishino T, Nishino T, Pai EF.
  Title
Crystal structures of bovine milk xanthine dehydrogenase and xanthine oxidase: structure-based mechanism of conversion.
  Journal
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  Authors
Truglio JJ, Theis K, Leimkuhler S, Rappa R, Rajagopalan KV, Kisker C.
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Crystal structures of the active and alloxanthine-inhibited forms of xanthine dehydrogenase from Rhodobacter capsulatus.
  Journal
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  Authors
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  Title
The Mononuclear Molybdenum Enzymes.
  Journal
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  Authors
Taibi G, Di Gaudio F, Nicotra CM
  Title
Xanthine dehydrogenase processes retinol to retinoic acid in human mammary epithelial cells.
  Journal
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Reference
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  Authors
Nishino T, Okamoto K, Eger BT, Pai EF, Nishino T
  Title
Mammalian xanthine oxidoreductase - mechanism of transition from xanthine dehydrogenase to xanthine oxidase.
  Journal
FEBS. J. 275 (2008) 3278-89.
Other DBs
ExplorEnz - The Enzyme Database: 
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