羟化酶亦称为氢氧化酶，是加氧酶的一种，是催化利用氧分子形成氢氧化物（酚、醇）反应的酶。所谓单（加）氧酶，除底物外，还需要电子供体（NADP-H），AH+O2+NADPH+H+→AOH+NADP++H2O，再从苯丙氨酸合成酪氨酸，（苯丙氨酸羟化酶），从苯胺合成氨基苯酚（芳基-4-羟化酶）。从鲨烯（三十碳六烯squalene）合成类固醇（鲨烯羟化酶）以及进行类固醇的羟基化（各种类固醇羟化酶）等的反应中，都存在着羟化酶。在羟化酶中，多数以 P-450或F-AD等作为组成成分。在多数情况下，它存在于各种脏器微粒体。在副肾皮质的线粒体中也有存在。
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