La 3-idrossiacil-CoA deidrogenasi è un enzima appartenente alla classe delle ossidoreduttasi, che catalizza la seguente reazione: (S)-3-idrossiacil-CoA + NAD+ ⇄ 3-ossoacil-CoA + NADH + H+ L'enzima ossida anche ilS-3-idrossacil-N-aciltioetanolammina ed il S-3-idrossiacil-idrolipoato. Alcuni enzimi utilizzano anche il NADP+, anche se agiscono più lentamente; l'enzima possiede alta specificità anche per la lunga catena acilica.
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