Регуляция пируватдегидрогеназного комплекса

Реакции образования НАДН

Реакции синтеза ацетил-SКоА

Суммарное уравнение окисления пировиноградной кислоты

Пируватдегидрогеназный мульферментный комплекс

Пируват окисляется до уксусной кислоты

Пировиноградная кислота (ПВК, пируват) является продуктом окисления глюкозы и некоторых аминокислот. Ее судьба различна в зависимости от доступности кислорода в клетке. В анаэробныхусловиях она восстанавливается до молочной кислоты. В аэробныхусловиях пируват симпортом с ионами Н⁺, движущимися по протонному градиенту, проникает в митохондрии. Здесь происходит его превращение доуксусной кислоты, переносчиком которой служит коэнзим А.

Суммарное уравнение отражает окислительное декарбоксилирование пирувата, восстановление НАД до НАДН и образование ацетил-SKoA.

 

Превращение состоит из пятипоследовательных реакций, осуществляется мультиферментным комплексом, прикрепленным к внутренней митохондриальной мембране со стороны матрикса. В составе комплекса насчитывают 3 фермента и 5 коферментов:

· Пируватдегидрогеназа(Е₁, ПВК-дегидрогеназа), ее коферментом является тиаминдифосфат(ТДФ), катализирует 1-ю реакцию.

· Дигидролипоат-ацетилтрансфераза (Е₂), ее коферментом является липоевая кислота, катализирует 2-ю и 3-ю реакции.

· Дигидролипоат-дегидрогеназа (Е₃), кофермент – ФАД, катализирует 4-ю и 5-ю реакции.

Помимо указанных коферментов, которые прочно связаны с соответствующими ферментами, в работе комплекса принимают участие коэнзим А и НАД.

Суть первых трех реакций сводится к декарбоксилированию пирувата (катализируется пируватдегидрогеназой, Е₁), окислению пирувата до ацетила и переносу ацетила на коэнзим А (катализируется дигидролипоамид-ацетилтрансферазой, Е₂).

 

Оставшиеся 2 реакции необходимы для возвращения липоевой кислоты и ФАД в окисленное состояние (катализируются дигидролипоат-дегидрогеназой, Е₃). При этом образуется НАДН.

 

Регулируемым ферментом ПВК-дегидрогеназного комплекса является первый фермент –пируватдегидрогеназа (Е₁). Два вспомогательных фермента – киназаи фосфатаза обеспечивают регуляцию активности пируватдегидрогеназы путем ее фосфорилированияи дефосфорилирования.

Вспомогательный фермент киназаактивируется при избытке конечного продукта биологического окисленияАТФи продуктов ПВК-дегидрогеназного комплекса – НАДНи ацетил-S-КоА. Активная киназа фосфорилирует пируватдегидрогеназу, инактивируя ее, в результате первая реакция процесса останавливается.

Фермент фосфатаза, активируясь ионами кальцияили инсулином, отщепляет фосфат и активирует пируватдегидрогеназу.