Die Pyruvat-Dehydrogenase ist ein Multienzymkomplex, welcher die oxidative Decarboxylierung von Pyruvat zu Acetyl-CoA und CO2 katalysiert. Diese Reaktion ist irreversibel. Sie befindet sich in der mitochondrialen Matrix, und hate eine Masse von einigen MDa, darin enthalten sind dann aber schon etwa 30 UE Pyruatdecarboxzlase, 60 UE Lipoat-Transacetylase und 6 Untereinheiten Dihydrolipoat-DH. Sie untergliedert sich in folgende Teilschritte:
Decarboxylierung von Pyruvat mit Hilfe der Pyruvatdecarboxylase-Untereinheit der PDH. Koenzym ist Thiaminpyrophosphat, welches eine Atombindung mit Pyruvat bildet, so dass Hydroxy-Ethyl-Thiamin-Pyrophosphat unter Abspaltung von CO2 entsteht.\
Dieser Hydroxy-Ethylrest (syn. Acetaldehyd) des TPP wird von der alpha-Liponsaeure uebernommen (Oxidation). Sie ist an die Lipoat-Trans-Acetylase-Untereinheit kovalent gebunden. Es entsteht S-Acetyl-Hydrolip(oat/onamid).
Der Acetylrest ( <O=C(-CH3,-R) ) wird auf Coenzym A uebertragen, somit entsteht Acetyl-CoA. Katalyse durch die Lipoat-Tranacetylase-Untereinheit.
S-Acetyl-Hydroliponamid wird durch die Dihydro-Lipoat-Dehydrogenase Untereinheit zur alpha-Liponsaeure regeneriert. Dabei wird FAD zu FADH2 reduziert, welches seine zwei H-Atome an NAD+ unter Bildung von NADH und freiem H+ weiterreicht.
Somit ergibt sich folgende Gesamtreaktion: Pyruvat + HS-CoA + NAD+ --> Acetyl-CoA + CO2 + NADH + H+
Diese stellt eine der anaplerotischen Reaktionen des Citrat-Zykluses dar, und stellt die katabole Verbindung zwischen Glykolyse (Endprodukte Pyruvat / Lactat) und Krebszyklus via Acetyl-CoA her. Das entstandenee Acetyl-CoA kann dann mit Oxalacetat durch die Citratsynthase weiter zu Citrat unter Wassereinbau und CoA-SH Abspaltung umgesetzt werden. Das NADH/H+ kann in der Atmungskette mit Sauerstoff oxidiert werden, unter Gewinn von 2,5 ATP durch den dabei aufgebauten Protonengradienten.
Es sind 5 Coenzyme beteiligt:
1. Thiamin=> Thiaminpyrophosphat
2. Liponsauere ist Oxidationsmittel fuer die Bildung von Acetylresten aus Pyruvat
3. Pantothensauere fuer die Synthese des Coenzyms A
4. Riboflavin wird benoetigt, um das FAD herzustellen.
5. Die Nikotinsaeure ist Substrat fuer die NAD-Synthese