Lexikon der Ernährung: Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex
Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex, PDH-Komplex, Pyruvat-Dehydrogenase, EC 1.2.4.1, E pyruvate dehydrogenase, ist ein Multi-Enzym-Komplex, der den oxidativen Abbau (= dehydrierende Decarboxylierung) von Pyruvat zu Acetyl-Coenzym A katalysiert. Der P. verbindet somit die Glycolyse mit dem Tricarbonsäure-Zyklus.
Die dehydrierende Decarboxylierung erfolgt in den Mitochondrien und ist Schlüsselreaktion des Energiestoffwechsels. Der P., der mit einer molaren Masse von 4 × 103 kDa sehr groß ist, ist aus mehreren Komponenten aufgebaut (Tab.).
Die Regulation des P. erfolgt hauptsächlich über Endprodukthemmung und Interkonvertierung durch Phosphorylierung und Dephosphorylierung.
Ein genetischer Defekt des P. (E pyruvate dehydrogenase deficiency) führt entsprechend der zentralen Bedeutung des Enzymkomplexes zu schweren metabolischen Störungen (Energiemangel). Häufig tritt gleich nach der Geburt eine Hypotonie auf, die begleitet wird von Trinkschwierigkeiten, Atemstörungen, später psychomotorische Retardierung, Koordinationsstörungen und Sehstörungen. Weiterhin entwickelt sich eine Lactacidose, die auf der Reduktion des angestauten Pyruvats zu Lactat basiert. Gelegentlich sind die Lactatspiegel auch nur in der Gehirnflüssigkeit erhöht. Prinzipiell ist die Prognose dieser Erkrankung schlecht, auch die Behandlungserfolge scheinen nur gering zu sein. Die diätetische Behandlung mit einer ketogenen Diät (60–75 % der Energiezufuhr in Form von Fett, das zum Teil aus MCT bestehen kann) sollte unter Kontrolle der Lactat- und Ketonkörper-Produktion möglichst früh begonnen werden. Das Ziel dieser diätetischen Maßnahme ist eine hohe Produktion von Acetyl-CoA für den Tricarbonsäure-Zyklus und eine Hemmung der Glycolyse. In wenigen Fällen hat sich die Verabreichung von Thiamin als günstig erwiesen. Über Behandlungserfolge durch Aktivierung des PDH-Komplexes durch Dichloroacetat in einer Dosis von 50 mg / kg wird berichtet.
Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex: Tab. Enzyme des Multi-Enzym-Komplexes.
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| Pyruvat-Decarboxylase | Cofaktor Thiaminpyrophosphat, es entsteht Hydroxyethyl-thiaminpyrophosphat | |
| Lipoat-Transacetylase | oxidiert Hydroxyethyl-thiaminpyrophosphat zum Acetylrest, es entsteht enzymgebundenes S-Acetyl-hydrolipoat; vgl. Liponsäure | |
| Lipoat-Transacetylase | Transacetylierung von Acetyl-hydrolipoat auf Coenzym A | |
| Dihydrolipoat-Dehydrogenase | NAD-abhängige Reoxidation des reduzierten Lipoats |
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