丙酮酸脱氢酶复合体（PDH）

称谓

Pyruvate Dehydrogenase Complex PDC PDHC PDHc PDH EC1.2.4.1 pyruvate dehydrogenase (acetyl-transferring)

组成

• [[E1（丙酮酸脱氢酶）]]

• [[0. E2（二氢硫辛酰胺转乙酰酶）]]

• [[0. E3（二氢硫辛酰胺脱氢酶）]]

原核生物

原核生物的复合体较为简单，直径30纳米

[[大肠杆菌（Escherichia coli，大肠埃希菌）]] 的PDH含有

• 12个E1二聚体

• 24个E2二聚体

• 6个E3二聚体

真核生物

真核生物的复合体结构更加复杂，直径50纳米（对比一下，核糖体的直径才20纳米）

人的复合体除含有

• 30个E1四聚体（α2 β 2）

• 60个E2二聚体

• 12个E3二聚体

• 三种调控蛋白

• E3结合蛋白（E3BP）

• 丙酮酸脱氢酶激酶（PDK）

• 丙酮酸脱氢酶磷酸酶（PDP）。

真核PDH以E2和E3BP构成十二面体核心，E1、E3、PDK和PDP结合在外围。E3与E3BP结合，其它酶与E2结合。

![[真核PDH.jpg.png]]

真核生物对PDH的调控

主要包括

• 产物抑制

• [[C2：乙酰CoA（Acetyl-CoA）]]抑制[[0. E2（二氢硫辛酰胺转乙酰酶）]]，可被[[辅酶A]]逆转

• [[还原型辅酶I：NADH]]抑制[[0. E3（二氢硫辛酰胺脱氢酶）]]，可被[[NAD+]]逆转

• 核苷酸反馈调节

• E1受[[GTP：三磷酸鸟苷]]抑制，被[[AMP：单磷酸腺苷，腺嘌呤核糖核苷酸，腺苷酸]]活化

• 共价调节

• E1上的特殊[[C3：丝氨酸（Ser，serine）]]被PDK磷酸化时失去活性，被PDP水解后恢复活性

• 丙酮酸抑制磷酸化作用

• 钙和胰岛素增加去磷酸化作用

• ATP、[[C2：乙酰CoA（Acetyl-CoA）]]、[[还原型辅酶I：NADH]]增加磷酸化作用

生物学意义

丙酮酸进入线粒体：

[[C3：丙酮酸（pyruvate）]]通过[[丙酮酸转运蛋白]]进入[[线粒体基质（mitochondrial matrix）]]然后被氧化为[[C2：乙酰CoA（Acetyl-CoA）]]

催化反应

[[C3：丙酮酸（pyruvate）]]+[[辅酶A]]+^+$-->[[C2：乙酰CoA（Acetyl-CoA）]]+$+$+^+$

氢原子也有可能被FAD接受，有氧环境都会进入呼吸链进行氧化磷酸化，目的是偶联生成能量

NAD+接受氢原子：产生2.5个ATP 原因：=10 \div 4=2.5ATP$

$化学方程式：$

-

\usepackage{chemfig}
\begin{document}

\chemfig{
	C
		(=[,0.5]O)
		(-[2,0.5]CH_3)
		(-[6,0.5]COOH)
} 
+HSCoA
+\chemfig{NAD^+}

\begin{tikzpicture} 
\draw [->] (0,0) to node[above] {PDH} (1,0);
\end{tikzpicture}

\chemfig{
	C
		(=[,0.5]O)
		(-[2,0.5]CH_3)
		(-[6,0.5]SCoA)
} 
+\chemfig{CO_2}
+\chemfig{NADH+H^+}

\end{document}

-

\usepackage{chemfig}
\begin{document}

\chemfig{
		(=[3,0.8]O)
		(-[5,0.8]HO)
		(-[,0.5]
			(=[7,0.8]O)
			(-[1,0.8])
		)
} 
+HSCoA
+\chemfig{NAD^+}

\begin{tikzpicture} 
\draw [->] (0,0) to node[above] {PDH} (1,0);
\end{tikzpicture}

\chemfig{
	(-[5,0.6])
	(=[2,0.6]O)
	(-[7,0.6]S
		-[1,0.6]CoA
	)
}

+\chemfig{CO_2}
+\chemfig{NADH+H^+}

\end{document}

FAD接受氢原子：产生1.5个ATP 原因：=6 \div 4=1.5ATP$

$化学方程式：$

-

\usepackage{chemfig}
\begin{document}

\chemfig{
	C
		(=[,0.5]O)
		(-[2,0.5]CH_3)
		(-[6,0.5]COOH)
} 
+HSCoA
+\chemfig{FAD}

\begin{tikzpicture} 
\draw [->] (0,0) to node[above] {PDH} (1,0);
\end{tikzpicture}

\chemfig{
	C
		(=[,0.5]O)
		(-[2,0.5]CH_3)
		(-[6,0.5]SCoA)
} 
+\chemfig{CO_2}
+\chemfig{FADH_2}

\end{document}

-

O=C(C(=O)O)C.
CC(C)(COP(=O)(O)OP(=O)(O)OCC1C(C(C(O1)n2cnc3c2ncnc3N)O)OP(=O)(O)O)C(C(=O)NCCC(=O)NCCS)O>>
O=C(SCCNC(=O)CCNC(=O)[C@H](O)C(C)(C)COP(=O)(O)OP(=O)(O)OC[C@H]3O[C@@H](n2cnc1c(ncnc12)N)[C@H](O)[C@@H]3OP(=O)(O)O)C.
C(=O)=O

辅因子

• [[硫胺素焦磷酯（TPP）]]

• 硫辛酸

• FAD

• ^+$

• [[辅酶A]]

相关疾病

PDH的共价调节正常情况下是用于协调酵解与氧化磷酸化，但若调控异常，就会与许多疾病相关，包括

• 乳酸酸中毒

• 糖尿病和心脑血管疾病

• 迟发性神经变性

• 肺动脉高血压

• 衰老

• 癌症