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Lexikon der Biologie: Pyruvat-Dehydrogenase

Pyruvat-Dehydrogenase w, Abk. PDH, Enzym, das die Oxidation von Brenztraubensäure (Pyruvat) unter Abspaltung von CO2 (oxidative Decarboxylierung) katalysiert. Die Cytochrom-abhängige PDH ist ein Flavoprotein (Flavinenzyme), das bei der Reaktion freie Essigsäure (Acetat) produziert. Heute weiß man, daß die Pyruvat-Dehydrogenase ein Bestandteil (Komponente E1) eines Multienzymkomplexes, des sog. Pyruvat-Dehydrogenase-Komplexes ist. Der Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex ist ein Multienzymkomplex mit den 3 Komponenten Pyruvat-Dehydrogenase (Komponente E1), Dihydrolipoyl-Transacetylase (Dihydroliponamid-Acetyltransferase, Liponsäure-Reductase-Transacetylase, Komponente E2) und Dihydrolipoyl-Dehydrogenase (Dihydroliponamid-Dehydrogenase, Komponente E3). Er katalysiert die Umsetzung von in der Glykolyse gebildetem Pyruvat zu Acetyl-Coenzym A und CO2. Am Reaktionsmechanismus sind 5 Cofaktoren beteiligt: Thiaminpyrophosphat (TPP), Flavinadenindinucleotid (FAD), Coenzym A (CoA), Nicotinamidadenindinucleotid (NAD) und Lipoat/Liponsäure. Für 4 von ihnen müssen Bestandteile mit der Nahrung als Vitamine aufgenommen werden: Thiamin (TPP), Riboflavin (FAD), Niacin (NAD) und Pantothenat (CoA; Pantothensäure). Bei Eukaryoten (Eucyte) liegt dieser Komplex in den Mitochondrien, bei Prokaryoten (Protocyte) im Cytosol vor. Komponente 1 katalysiert die Oxidation von Brenztraubensäure (Pyruvat) unter Abspaltung von CO2 (oxidative Decarboxylierung), wobei Amid-gebundene Liponsäure (Liponamid) als Wasserstoff-Akzeptor und Empfänger der entstehenden Acetylgruppe verwendet wird. Bei der Aktivierung des Pyruvats wird Thiaminpyrophosphat als essentieller Cofaktor benötigt. Das Produkt dieser Reaktion, auch als aktiver Acetaldehyd bezeichnet, bleibt über dieses Coenzym am Multienzymkomplex gebunden. Von Komponente 2 wird der Acetyl-Rest von Dihydroliponamid auf Coenzym A übertragen, das z.B. im Citratzyklus oder für andere Biosynthesen verwendet werden kann. Komponente 3 schließlich regeneriert Dihydroliponamid zu Liponamid, indem Elektronen und Wasserstoff über FAD (Flavinadenindinucleotid) auf NAD übertragen werden. Pyruvattranslokator, Glykolyse .

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