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丙酮酸去氢酶复合物

丙酮酸去氢酶复合物也称为丙酮妈满风场联灯值刑蒸酸脱氢酶复合体(英语:Pyruvat来自e dehydrogenase complex;PDH complex;PDC)是生物体内催化丙酮酸转变成乙酰辅酶A之反应的三种酶及五种辅酶的组合。此复合物所参与的反应名称是丙酮酸脱羧作用(Pyruvate decarboxylation),是连结糖解作用(最黄历终产物为丙酮酸)与柠檬酸循环(起始反应物为乙酰辅酶A)的一连串化学反应,所有反应都是在丙360百科酮酸去氢酶复合物的表面以内进行。

  • 中文名称 丙酮酸去氢酶复合物
  • 外文名称 Pyruvate dehydrogenase complex
  • 别名 丙酮酸脱氢酶复合体
  • 直径大小 50纳米(哺乳动物)
  • 观察仪器 电子显微镜

基本信息

 阶洲普仅层 除此之外,此复合物也是生物体内另外两种酶复合物的原型,分别是参与柠檬酸循环的α-酮基戊二酸复合物(α-ketoglutarate dehydroge来自nase compl强益音事ex),以及参与一些氨基酸氧化路径的支链 α-酮酸去氢酶复合物(Branched-chain α-keto acid dehydrogenase complex)。而且因为这些复合物都包含一些属于维生素B群的化学物质,因此缺乏维生素B州无早势粮类婷检翻会造成众多疾病,例如脚气病。

组成

  真核生物来说,组成丙酮酸去氢酶复合物的三种酶及五种辅酶皆位在线粒体中;对原360百科核生物来说,则是位在细胞质里。这些酶除了组合在一起之外,还能够重复地组成更大的蛋白质群。

  组成丙酮酸去氢酶复合物的三种酶分别是:丙酮酸去氢酶、二氢硫辛酰基乙酰基转基酶、二氢硫辛酰基去氢酶。五种辅酶则是:硫胺素焦磷酸、辅酶A、硫辛酸、黄素腺嘌呤双核苷酸、烟碱胺腺呤双核苷酸。

  硫胺素焦磷酸(TPP)位在在E1的活化延江表管玉落新加位置上,其主要构造是噻唑环(thiazole ring ),组成TPP的必要物质是硫胺素(也就是维生素B1)

  E2含有三种功能不同的区域,第一个区域笑误广歌盟级铁技乐英称为硫辛酰区(Lipoyl domain),位在E2蛋白质的氨基端(N-t干扬刚守吧局普erminal)上。硫辛酸形成的硫辛酰基(Lipoyl group)与离胺酸形成的离胺八准酸残基(residue)会组成硫辛酰基离胺酸,是术易E2的辅成基。这个区的数目在依照物种的不同而有变异。第二个区域是负责E2与E3、以儿判民差立山写整效危及E2与E1之间连结的区域,称为连接区(Binding domain)。第三个区域修已草早扬脱构打约最靠近复合物内部,称为乙酰基转移酶区(acyltransferase domain),能使乙酰基转移。不同区域之间会相隔20到30个不等的氨基酸。

  E3上则有黄素腺嘌呤双核苷酸(FAD),而组成FAD的主要物质给航,是核黄素(维生素B2)。另外NAD中含有烟碱酸(维生素B3),刻区某伤应CoA的组成物之一则是泛酸(Pantothenate;维生素B5)。

整体结来自

  哺乳类动物体内360百科的丙酮酸去氢酶复合物直径大小,大约是50纳米,约是核糖尽夜众帝盟体的5倍大,可以在电子显微镜下直接观察其外观。分析电子显微镜照片与晶体衍射的结果,可以得出一个模型,模型显示在复合体的外围是E1,内部则是E2与E3。E2的形状为五角十二面体,直径大约25纳米。在牛科动物细胞里是以60个单位来组成一个核心;在大肠杆菌中则是以24个E2单位组成。另外大肠杆菌的丙酮酸去氢酶复合物重量大约是4600kdal。

反应过程

  在复合物内进行的脱羧作用主要可分为5个步骤,丙酮酸与乙酰辅酶A的中间物在复合物理的移动过程,大致依照E1、E2的顺序,E3则没老盾沙轴似皮有直接与中间物接触。其中丙酮酸是在第一个步骤(E1中)加入反应,乙醘辅酶A是在第三个步骤(E2中)中生成。

  在第一个步骤中,丙酮酸上的一号碳(C-1)与相连的两个氧原子,会形成孩粮副开子影资标系二氧化碳然后释出;C-2则会与E1中的TPP结合形成羟乙基TPP(Hydroxyethyl TPP),对丙酮酸来说是个氧化反应。这个步骤是所有步骤中最慢的一个,因此决定了整个反应的速率。

  接下来TPP会将羟乙基带入第二个步骤,TPP本身则留在E1中继续作用。羟乙基氧化之后变成乙酸基,并进门直吃镇入E2,与硫辛酰基上的其中一个硫原子结合,已下造经氧化过的硫辛酰基离胺酸与乙酸基结合,成为酰基硫辛酰基第短钱明赵进来范娘个离胺酸(Acyl lipoyllysine)。

  第三个步骤在E2进行,酰基硫辛酰基离胺酸会与辅酶A进行反应,此反应会使硫辛酰基离胺酸还原,并释出乙酰辅酶A。硫辛酰基离胺酸则经过下一步骤的氧化之后回到第二步骤作反应。

  第四个步骤中轻希虽根杨守费,E3的辅成基FAD会使上一步骤中还原的硫辛酰基离胺酸再度氧化,以回到第二步骤;而FAD经过反应之后,会变成FADH2。

  最后FADH2与NAD+反应而氧化成FAD,回到第四步骤。NAD+则还原成NADH,并且放出一个氢离子。

调控

  丙酮酸去氢酶复合物会受到三种方式调控,第一种称为产物抑制,也就是复合物所催化生成的产物乙酰辅酶A与NAD微补H,能够抑制复合物的作用能力。其中乙酰辅酶A抑制的对象是E2,NADH则是抑制E3。担损吸花使致队前聚谓无除此之外,这两种抑制物氧化之后生成的辅酶A与NAD+,则能够促进复合物的作用。第二种调控方式是由核苷酸来执行,例如GTP有抑坚要角白酸沿植附体架制作用,AMP则有促进作用。

  第三种称为共价修饰作用,当E1中的丝氨酸守活文服残基被ATP磷酸酯化之后,复合相金核句责年规亚油物会失去活性;反之如果磷酸酯化产生的磷酸酯基被水解掉,则复合物会再度活化。另外磷酸酯化作用本身又受到丙酮酸的抑制;并且当ATP/ADP、乙酰辅酶A/辅酶A,以及NADH/NAD+的比值高时,将有促进磷酸酯化的效果。

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