Механизм окислительного декарбоксилирования пирувата

I этап. Пируват взаимодействует с кофактором пируватдегидрогеназы тиаминпирофосфатом. Основную роль играет второй углеродный атом тиазольного кольца ТПФ, который легко теряет протон, превращаясь в карбанион. Карбанион атакует частично положительно заряженный α-углеродный атом пирувата с возникновением связи С−С. Сильно электрофильный атом азота в карбоксиэтил-ТПФ способствует его декарбоксилированию с образованием оксиэтил-ТПФ.

II этап. В следующей реакции, катализируемой дигидролипоилтрансацетилазой, оксиэтил-ТПФ взаимодействует с липоевой кислотой. Происходит перенос оксиэтильной группы на один из атомов серы ЛК. При этом оксиэтильная группа окисляется в ацетильную. В процессе окисления оксиэтильной группы и восстановления SH-группы ЛК возникает макроэргическая связь. Затем ацетильный остаток переносится на второй кофермент дигидролипоилтрансацетилазы – HSKoA, а ЛК полностью восстанавливается. Образованный ацетил-КоА отделяется от полиферментного комплекса.

III этап. Восстановленная форма ЛК окисляется дигидролипоилдегидрогеназой.

Превращение пирувата в ацетил-КоА – процесс необратимый. Обычно ацетил-КоА далее превращается 2-мя путями: 1) окисляется до СО₂ через ЦТК с одновременным образованием энергии; 2) включается в липиды. Пируватдегидрогеназный комплекс регулируется тремя способами: 1) ингибируется продуктами реакции, т.е. ацетил-КоА и НАДН, активируется HS-КоА и НАД⁺; 2) ингибируется АТФ и активируется АМФ; 3) фосфорилированием-дефосфорилированием. ПДК неактивен в фосфорилированном состоянии и активен в дефосфорилированном.