Come abbiamo visto nell’articolo sulla trasformazione del piruvato ad acetil-CoA, il piruvato viene convertito (tramite un processo di decarbossilazione ossidativa) nel gruppo acetilico dell’acetil-CoA e CO2. Questa serie di reazioni è catalizzata da un complesso enzimatico, il complesso della piruvato deidrogenasi (PHD). Questo complesso enzimatico è localizzato a livello dei mitocondri (negli eucarioti) e nel citosol (nei procarioti). Il complesso delle piruvato deidrogenasi è un complesso multienzimatico in cui una serie di intermedi chimici rimangono legati alla superficie delle molecole enzimatiche fino a che il substrato non è stato trasformato nel prodotto finale.
Complesso della piruvato deidrogenasi
Il complesso della piruvato deidrogenasi risulta costituito da molte copie dei tre enzimi: la piruvato deidrogenasi (E1); la diidrolipoil transacetilasi (E2); la diidrolipoil deidrogenasi (E3). Oltre ai tre enzimi il complesso della piruvato deidrogenasi contiene 5 cofattori o coenzimi:Tiamina pirofosfato (TPP), Flavin adenin dinucleotide (FAD), Nicotinammide adenin dinucleotide (NAD), Coenzima A (CoA) e il Lipoato.
Ossidazione del piruvato ad aceticl-CoA
La decarbossilazione ossidativa dell’acetil-CoA, catalizzata dal complesso della piruvato deidrogenasi, avviene in una serie di 5 reazioni. Nella prima reazione si verifica un processo simile a quello catalizzato dalla piruvato decarbossilasi; l’atomo di carbonio 1 (C1) del piruvato viene rilasciato sotto forma di CO2 e l’atomo di carbonio 2 (C2) viene legato alla TPP (tiamina pirofosfato). Nella seconda reazione il gruppo legato alla TPP viene ossidato a gruppo carbossilico (acetato). I due elettroni rimossi nella reazione vanno a ridurre il ponte -S-S- del gruppo lipolico sull’E2 formando due gruppi tiolici (-SH). L’acetato prodotto in questa reazione di ossidoriduzione viene prima esterificato a uno dei due gruppi -SH del gruppo lipolico e poi transesterificato al CoQ, formando acetil-CoA. Nella terza reazione, l’energia dell’ossidazione guida la formazione di un tioestere ad alta energia dell’acetato. Nella quarta e quinta reazione, abbiamo tutta una serie di fenomeni necessari per rigenerare la forma ossidata a disolfuro del gruppo lipolico dell’E2 e a preparare il complesso per una altro ciclo di ossidazione.
