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  色氨酸羥化酶可以使色氨酸的C羥基化,使色氨酸轉化為5-羥色氨酸(5-HTP)。這一催化氧化反應是神經遞質5-羥色胺生物合成過程中的啟示步及限速步。色氨酸羥化酶也是褪黑素生物合成過程中需要用到的第一種酶。  色氨酸羥化酶(TPH)與酪氨酸羥化酶(TH)、苯丙氨酸羥化酶(PAH)等皆為芳香族氨基酸羥化酶超家族(superfamily)的成員,負責催化重要代謝途徑中的關鍵步驟。與酪氨酸羥化酶、苯丙氨酸羥化酶類似,色氨酸羥化酶也以(6"R")--赤型-5,6,7,8-四氫生物蝶呤(BH)及雙氧(O)作為氧化還原的底物。  人類的色氨酸羥化酶若受到某些物質(如對氯苯丙氨酸)的抑制,可能會引發抑鬱症。  色氨酸羥化酶的酶活性(即色氨酸羥化酶將-色氨酸轉化為5-羥色胺前體-5-羥色氨酸的反應速率)可以在被蛋白激酶A等激酶催化磷酸化後增加。

  哺乳動物都擁有兩種不同的TPH基因。人類的兩個TPH基因分別位於11號染色體和12號染色體上,它們編碼著不同卻同源的酶——TPH1及TPH2,這兩種基因的序列一致性達71%。
色氨酸羥化酶(英語:Tryptophan hydroxylase,EC 1.14.16.4)也稱為色氨酸5-單加氧酶,簡稱TPH,是合成神經遞質5-羥色胺的過程中重要的酶。色氨酸羥化酶可催化如下酶促反應: