Glutatioonreduktaas (GSR) on ensüüm, mis aitab kaitsta rakke oksüdatiivse stressi hävitamise eest. Oksüdeerunud tooted, nagu vabad radikaalid ja peroksiidid, võivad kahjustada rakukomponente, põhjustada mutatsioone ja võib-olla kiirendada vananemist. Need kahjustavad eriti punaste vereliblede membraane ja võivad põhjustada nende avanemist, põhjustades hemolüütilist aneemiat. Vähendatud glutatioon võib selle oksüdatsiooni tagasi pöörata, kuid see oksüdeerub protsessi käigus. GSR kasutab teisi rakulisi komponente, et viia glutatioon tagasi alandatud olekusse, et see saaks jätkata raku antioksüdandina toimimist.
GSR ensüümid on üldlevinud ja esinevad kõigis imetajarakkudes. Seda tüüpi ensüümi aktiivses kohas on väävli molekul. Redutseeritud glutatioonil on selle väävliga seotud vesinikrühm ja seda nimetatakse GSH-ks. Kui glutatioon oksüdeerub, kaotavad väävlirühmad igaüks elektroni ja seotakse omavahel GSSG-na.
Selleks, et glutatioonreduktaas redutseeriks oksüdeeritud glutatiooni GSH-ks, mida rakud vajavad, on vaja ühendit nimega NADPH. See loovutab vesiniku rühma. Selle tulemusena genereeritakse iga GSSG molekuli jaoks kaks GSH molekuli.
Enamikus rakkudes toimub mitokondrites ehk raku ahjus palju oksüdatiivseid ja redutseerivaid reaktsioone. Punastel verelibledel puuduvad aga mitokondrid. Seetõttu on need oksüdeerumise suhtes eriti tundlikud. Kui rakkudel puudub piisav kogus glutatioonreduktaasi, võivad membraanid oksüdeeruda ja puruneda. See punaste vereliblede kadu võib põhjustada verehaigust, mida nimetatakse hemolüütiliseks aneemiaks.
Toimiva glutatioonreduktaasi ebapiisava koguse põhjuseid võib olla mitu. Rakkudel võib olla piisavalt GSR-i, kuid neil võib puududa piisav kogus NADPH-d. Selle kofaktori algallikas pärineb glükoosi lagunemisest pentoosfosfaadi rajas. Mõnel inimesel puudub sellel teel ensüüm, mida nimetatakse glükoos-6-fosfaatdehüdrogenaasiks. See ainevahetuse viga võib kaudselt põhjustada NADPH ebapiisava koguse ja seega pole punastes verelibledes piisavalt aktiivset glutatioonreduktaasi.
Ebapiisav kogus riboflaviini võib olla glutatioonreduktaasi taseme languse teine põhjus. Selle põhjuseks võib olla riboflaviini ebapiisav kogus toidus. Teine võimalus on see, et inimene võib tarbida piisavalt riboflaviini, kuid tal võib olla ainevahetusprobleeme vitamiinide imendumisel. Mõnel inimesel on geneetiline eelsoodumus ebapiisava koguse glutatioonreduktaasi tootmiseks, kuid see seisund on väga haruldane.