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如何催化合成丙酮酸脱氢酶

2023-07-17 来源:年旅网

丙酮酸脱氢酶是什么呢,在我们生活中,想必大家对于丙酮酸脱氢酶还是有一定的了解的吧,那么大家知道丙酮酸脱氢酶激酶是什么呢,丙酮酸脱氢酶抑制剂是什么意思呢,下面就让我们一起来了解一下吧。

丙酮酸脱氢酶,英文名PYRUVATE DEHYDROGENASE。有三种酶和六种辅助因子参与化学反应。丙酮酸脱氢酶的合成需要两小时。

又称丙酮酸脱氢酶系,是一种催化丙酮酸脱羧反应的多酶复合体,由三种酶(丙酮酸脱氢酶、二氢硫辛酰转乙酰基酶、二氢硫辛酸脱氢酶)和六种辅助因子(焦磷酸硫胺素、硫辛酸、FAD、NAD、CoA和Mg离子)组成,在它们的协同作用下,使丙酮酸转变为乙酰CoA和CO2。

丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应式是

CH3—CO—COO+CoA~SH+NAD→CH3—CO~CoA+CO2+NADH。

△G=-33kl/mol。

大肠杆菌丙酮酸脱氢酶复合物的分子量大约是4600000,一个球的形状,直径约30nm。复合核由2个24个氢硫、24个丙酮酸脱氢酶和2个12个氢硫酸脱氢酶左右的氢硫和乙酰基组成。丙酮酸脱氢酶复合体更复杂。

在真核中,该复合物由60个丙酮酸脱氢酶和12个二氢硫辛酸脱氢酶环绕60个二氢硫辛酰转乙酰基酶排列而构成12面体。除含有这些主要成分外,真核生物的酶复合物还含有12个拷贝的蛋白质X(一种无催化活性的、与二氢硫辛酰转乙酰基酶相似的蛋白质)和1至3个拷贝的丙酮酸脱氢酶激酶和丙酮酸脱氢酶磷酸酶。这后两种酶通过使该酶复合物磷酸化和去磷酸化调节其活性。

丙酮酸脱氢酶复合体催化的反应过程

1.丙酮酸脱羧形成羟乙基-TPP,由丙酮酸脱氢酶催化(E1)。

2.由二氢硫辛酰胺转乙酰酶(E2)催化形成乙酰硫辛酰胺-E2。

3.硫化氢(E2)催化乙酰辅酶A的形成,而在2巯基还原二硫酰胺。

4.二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)使还原的二氢硫辛酰胺脱氢,同时将氢传递给FAD。

5.在二氢硫辛酰胺脱氢酶(E3)催化下,将FADH2上的H转移给NAD+,形成NADH+H+。

丙酮酸脱氢酶复合物

PDHC由6种酶组成,其中丙酮酸脱羧酶(pyruvate decarboxynase, E1, EC 1.2.4.1)、二氢硫辛酸转乙酰化酶(dihydrolipoamide transacetylase, E2,EC 2.3.1.12)和二氢硫辛酸脱氢酶(dihydrolipoamide dehydrogenase, E3, EC 1.8.1.4)是其3种主要的酶。

PDHC核心由60个E2亚单位组成,连接30个拷贝的E1分子和6个分子的同型二聚体E3蛋白。E1亚单位是由2个α亚单位和2个β亚单位组成的异构四聚体。PDHC还包括2个调节亚单位,即:E1-激酶(PDK)和E1-磷酸酶(PDP)。PDK通过催化E1亚单位上的3个丝氨酸位点的磷酸化而使复合物失活,在哺乳动物组已经识别出该酶的4种异构体形式。

PDK在不同的组织分布不同,PDK1主要在心脏表达,PDK2则广泛表达,PDK3在睾丸表达,PDK4在骨骼肌和心肌表达。PDP存在2种不同的异构形式,PDP1优先在肌肉组织表达,而PDP2在肝脏组织表达。且PDP2与PDP1不同,不需要Ca2+的调节。PDHC还含有一个称为蛋白X(protein X)的成分,现已证明是二氢硫辛酸脱氢酶结合蛋白即E3结合蛋白( E3 binding protein, E3BP)。

E2核心和E3的结合是通过12个分子的E3BP连接起来的。它主要存在于人的骨骼肌和心肌组织,在其他组织只有少量的表达。它可能在复合物的组装过程中发挥作用。此外,PDHC还需要3种辅酶:硫辛酸焦磷酸盐、硫辛酸和黄素腺嘌呤二核苷酸。

丙酮酸脱羧酶E1α亚单位(PDHA1)的基因组DNA全长15.92kb,含有11个外显子。位于X染色体短臂上(Xp22.1-22.2)。其中含有保守的硫辛酸焦磷酸盐(TPP)结合区,它位于外显子6编码195氨基酸残基和外显子7的255氨基酸残基之间。此外,在4号染色体上有一段与PDHA1同源的无内含子的序列,主要在睾丸组织表达。

PDH E1β亚单位基因位于3p13-q23,全长1.5kb,含有10个外显子,和PDHE1α亚单位一样在内含子和外显子衔接区遵循GT/AG原则。Koike等首先克隆和测序了编码人类PDH E1α和E1β亚单位的cDNA序列。E2的基因位于染色体11q23.1,cDNA全长为3321bp。E3位于染色体7p,E3BP位于染色体11p13。

结语:通过上文的介绍,想必大家对于丙酮酸脱氢酶都是有了一个比较全面的了解了吧,丙酮酸脱氢酶在我们生活中还是比较多见的哦,希望上面的文章能够帮助到大家,祝患者早日康复哦。

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