Dihydro-orotaasi onhydrolaaseihin kuuluvaentsyymi. Entsyymi katalysoi dihydro-oroottihapon reversiibeliä muodostumista karbamoyyliasparagiinihaposta. Tämä reaktio on osapyrimidiinien biosynteesiä ja entsyymiä esiintyy niin esi- kuin aitotumaisissakin soluissa. Eräissä aitotumaisissa elöissä, kuten nisäkkäissä, dihydro-orotaasi on osa entsyymikompleksia nimeltä CAD, jolla on lisäksi myös kahden muun entsyymin elikarbamoyylifosfaattisyntetaasi II:n jaaspartaattikarbamoyylitransferaasin aktiivisuus. Dihydro-orotaasinEC-numero on EC 3.5.2.3.[1][2]
Dihydro-orotaasi esiintyy yleensä monomeerina ja dimeerinä. Bakteereilla ja sienillä monomeerin molekyylimassa on noin 40–50 kDa. Entsyymi vaatii toimiakseensinkki-ioneja ja sinkki-ionit sitoutuvat entsyymiinhistidiiniaminohappojen välityksellä. Sinkki-ionien tehtävänä on stabiloida dihydro-orotaasin katalysoiman reaktion välivaiheena muodostuvaa oksianionia. Entsyymin katalysoiman reaktionmekanismin ensimmäisessä vaiheessa entsyymi vastaanottaa karbamoyyliasparagiinihapon aminoryhmältä protonin, mikä tekee aminoryhmästänukleofiilisemman. Tämän jälkeen aminoryhmä reagoi molekyylinsisäisellä additioreaktiollaelektrofiilisen karboksyylihapporyhmän hiiliatomin kanssa. Näin muodostuu tetraedrimäinen anioninen välivaihe, jonka hajotessa muodostuu dihydro-oroottihappoa ja vettä. Entsyymi kykenee katalysoimaan myös dihydro-oroottihapon hydrolyysiä karbamoyyliasparagiinihapoksi.[1][2][3][4]