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丙酮酸去氫酶複合物
鎖定
- 中文名
- 丙酮酸去氫酶複合物
- 外文名
- Pyruvate dehydrogenase complex
- 別 名
- 丙酮酸脱氫酶複合體
- 直徑大小
- 50納米(哺乳動物)
- 觀察儀器
- 電子顯微鏡
- 受調控方式
- 產物抑制等
丙酮酸去氫酶複合物組成
E2含有三種功能不同的區域,第一個區域稱為硫辛酰區(Lipoyl domain),位在E2蛋白質的氨基端(N-terminal)上。硫辛酸形成的硫辛酰基(Lipoyl group)與離胺酸形成的離胺酸殘基(residue)會組成硫辛酰基離胺酸,是E2的輔成基。這個區的數目在依照物種的不同而有變異。第二個區域是負責E2與E3、以及E2與E1之間連結的區域,稱為連接區(Binding domain)。第三個區域最靠近複合物內部,稱為乙酰基轉移酶區(acyltransferase domain),能使乙酰基轉移。不同區域之間會相隔20到30個不等的氨基酸。
丙酮酸去氫酶複合物整體結構
哺乳類動物體內的丙酮酸去氫酶複合物直徑大小,大約是50納米,約是核糖體的5倍大,可以在電子顯微鏡下直接觀察其外觀。分析電子顯微鏡照片與晶體衍射的結果,可以得出一個模型,模型顯示在複合體的外圍是E1,內部則是E2與E3。E2的形狀為五角十二面體,直徑大約25納米。在牛科動物細胞裏是以60個單位來組成一個核心;在大腸桿菌中則是以24個E2單位組成。另外大腸桿菌的丙酮酸去氫酶複合物重量大約是4600kdal。
丙酮酸去氫酶複合物反應過程
在複合物內進行的脱羧作用主要可分為5個步驟,丙酮酸與乙酰輔酶A的中間物在複合物理的移動過程,大致依照E1、E2的順序,E3則沒有直接與中間物接觸。其中丙酮酸是在第一個步驟(E1中)加入反應,乙醘輔酶A是在第三個步驟(E2中)中生成。
在第一個步驟中,丙酮酸上的一號碳(C-1)與相連的兩個氧原子,會形成二氧化碳然後釋出;C-2則會與E1中的TPP結合形成羥乙基TPP(Hydroxyethyl TPP),對丙酮酸來説是個氧化反應。這個步驟是所有步驟中最慢的一個,因此決定了整個反應的速率。
接下來TPP會將羥乙基帶入第二個步驟,TPP本身則留在E1中繼續作用。羥乙基氧化之後變成乙酸基,並進入E2,與硫辛酰基上的其中一個硫原子結合,已經氧化過的硫辛酰基離胺酸與乙酸基結合,成為酰基硫辛酰基離胺酸(Acyl lipoyllysine)。
第四個步驟中,E3的輔成基FAD會使上一步驟中還原的硫辛酰基離胺酸再度氧化,以回到第二步驟;而FAD經過反應之後,會變成FADH2。
最後FADH2與NAD+反應而氧化成FAD,回到第四步驟。NAD+則還原成NADH,並且放出一個氫離子。