丙酮酸去氫酶復(fù)合物生物體體內(nèi)的物質(zhì)01組成反應(yīng)過程整體結(jié)構(gòu)調(diào)控目錄030204基本信息丙酮酸去氫酶復(fù)合物也稱為丙酮酸脫氫酶復(fù)合體（英語：Pyruvatedehydrogenasecomplex；PDHcomplex；PDC）是生物體內(nèi)催化丙酮酸轉(zhuǎn)變成乙酰輔酶A之反應(yīng)的三種酶及五種輔酶的組合。此復(fù)合物所參與的反應(yīng)名稱是丙酮酸脫羧作用（Pyruvatedecarboxylation），是連結(jié)糖解作用（最終產(chǎn)物為丙酮酸）與檸檬酸循環(huán)（起始反應(yīng)物為乙酰輔酶A）的一連串化學(xué)反應(yīng)，所有反應(yīng)都是在丙酮酸去氫酶復(fù)合物的表面以內(nèi)進行。除此之外，此復(fù)合物也是生物體內(nèi)另外兩種酶復(fù)合物的原型，分別是參與檸檬酸循環(huán)的α-酮基戊二酸復(fù)合物（α-ketoglutaratedehydrogenasecomplex），以及參與一些氨基酸氧化路徑的支鏈α-酮酸去氫酶復(fù)合物（Branched-chainα-ketoaciddehydrogenasecomplex）。而且因為這些復(fù)合物都包含一些屬于維生素B群的化學(xué)物質(zhì)，因此缺乏維生素B會造成眾多疾病，例如腳氣病。組成組成對真核生物來說，組成丙酮酸去氫酶復(fù)合物的三種酶及五種輔酶皆位在線粒體中；對原核生物來說，則是位在細胞質(zhì)里。這些酶除了組合在一起之外，還能夠重復(fù)地組成更大的蛋白質(zhì)群。組成丙酮酸去氫酶復(fù)合物的三種酶分別是：丙酮酸去氫酶、二氫硫辛酰基乙酰基轉(zhuǎn)基酶、二氫硫辛酰基去氫酶。五種輔酶則是：硫胺素焦磷酸、輔酶A、硫辛酸、黃素腺嘌呤雙核苷酸、煙堿胺腺呤雙核苷酸。硫胺素焦磷酸（TPP）位在在E1的活化位置上，其主要構(gòu)造是噻唑環(huán)（thiazolering），組成TPP的必要物質(zhì)是硫胺素（也就是維生素B1）。E2含有三種功能不同的區(qū)域，第一個區(qū)域稱為硫辛酰區(qū)（Lipoyldomain），位在E2蛋白質(zhì)的氨基端（N-terminal）上。硫辛酸形成的硫辛酰基（Lipoylgroup）與離胺酸形成的離胺酸殘基（residue）會組成硫辛酰基離胺酸，是E2的輔成基。這個區(qū)的數(shù)目在依照物種的不同而有變異。第二個區(qū)域是負責(zé)E2與E3、以及E2與E1之間連結(jié)的區(qū)域，稱為連接區(qū)（Bindingdomain）。第三個區(qū)域最靠近復(fù)合物內(nèi)部，稱為乙酰基轉(zhuǎn)移酶區(qū)（acyltransferasedomain），能使乙酰基轉(zhuǎn)移。不同區(qū)域之間會相隔20到30個不等的氨基酸。E3上則有黃素腺嘌呤雙核苷酸（FAD），而組成FAD的主要物質(zhì)，是核黃素（維生素B2）。另外NAD中含有煙堿酸（維生素B3），CoA的組成物之一則是泛酸（Pantothenate；維生素B5）。整體結(jié)構(gòu)整體結(jié)構(gòu)哺乳類動物體內(nèi)的丙酮酸去氫酶復(fù)合物直徑大小，大約是50納米，約是核糖體的5倍大，可以在電子顯微鏡下直接觀察其外觀。分析電子顯微鏡照片與晶體衍射的結(jié)果，可以得出一個模型，模型顯示在復(fù)合體的外圍是E1，內(nèi)部則是E2與E3。E2的形狀為五角十二面體，直徑大約25納米。在牛科動物細胞里是以60個單位來組成一個核心；在大腸桿菌中則是以24個E2單位組成。另外大腸桿菌的丙酮酸去氫酶復(fù)合物重量大約是4600kdal。反應(yīng)過程反應(yīng)過程在復(fù)合物內(nèi)進行的脫羧作用主要可分為5個步驟，丙酮酸與乙酰輔酶A的中間物在復(fù)合物理的移動過程，大致依照E1、E2的順序，E3則沒有直接與中間物接觸。其中丙酮酸是在第一個步驟（E1中）加入反應(yīng)，乙醘輔酶A是在第三個步驟（E2中）中生成。在第一個步驟中，丙酮酸上的一號碳（C-1）與相連的兩個氧原子，會形成二氧化碳然后釋出；C-2則會與E1中的TPP結(jié)合形成羥乙基TPP（HydroxyethylTPP），對丙酮酸來說是個氧化反應(yīng)。這個步驟是所有步驟中最慢的一個，因此決定了整個反應(yīng)的速率。接下來TPP會將羥乙基帶入第二個步驟，TPP本身則留在E1中繼續(xù)作用。羥乙基氧化之后變成乙酸基，并進入E2，與硫辛酰基上的其中一個硫原子結(jié)合，已經(jīng)氧化過的硫辛酰基離胺酸與乙酸基結(jié)合，成為酰基硫辛酰基離胺酸（Acyllipoyllysine）。第三個步驟在E2進行，酰基硫辛酰基離胺酸會與輔酶A進行反應(yīng)，此反應(yīng)會使硫辛酰基離胺酸還原，并釋出乙酰輔酶A。硫辛酰基離胺酸則經(jīng)過下一步驟的氧化之后回到第二步驟作反應(yīng)。第四個步驟中，E3的輔成基FAD會使上一步驟中還原的硫辛酰基離胺酸再度氧化，以回到第二步驟；而FAD經(jīng)過反應(yīng)之后，會變成FADH2。調(diào)控調(diào)控丙酮酸去氫酶復(fù)合物會受到三種方式調(diào)控，第一種稱為產(chǎn)物抑制，也就是復(fù)合物所催化生成的產(chǎn)物乙酰輔酶A與NADH，能夠抑制復(fù)合物的作用能力。其中乙酰輔酶A抑制的對象是E2，NADH則是抑制E3。除此之外，這兩種抑制物氧化之后生成的輔酶A與NAD+，則能夠促進復(fù)合物的作用。第二種調(diào)控方式是由核苷酸來執(zhí)行，例如GTP有抑制作用，AMP則有促進作用。第三種稱為共價修飾作用，當(dāng)E1中的絲氨酸殘基被ATP磷酸酯化之后，復(fù)合物會失去