산화적 탈카복실화

3. 해당과정과 시트르산 회로의 연결

호기성 조건에서 해당과정의 산물인 피루브산은 대사 분기점이다. 해당과정에서 시트르산 회로까지의 호기성 대사의 중심 경로를 따르는 단계로서 피루브산의 다양한 운명을 고려한 관점이 제시되고 있다. 또한 생화학에서 일반적인 카복실화 및 탈카복실화 반응의 더 넓은 맥락을 고려해야 한다.^[10]

피루브산의 가장 중요한 운명은 아세틸-CoA로의 산화적 탈카복실화이다. 이 반응은 피루브산 탈수소효소 복합체라는 효소 소단위체들의 매우 큰 집합체에 의해 촉매된다. 이 거대한 초분자 집합체에는 3가지 다른 유형의 소단위체가 여러 개 포함되어 있다. 이들 소단위체는 전체 반응의 다양한 단계들을 촉매한다. 피루브산 탈수소효소 복합체 작동의 핵심은 주요 촉매 보조 인자인 티아민 피로인산(TPP)이다.^[10]

4. 티아민(Thiamine)의 생화학

티아민 피로인산(TPP)은 α-케토산의 비산화적 및 산화적 탈카복실화를 촉매하는 효소에 사용되는 주요 촉매 보조 인자이다. 예를 들어, 피루브산은 티아민 피로인산(TPP)과 관련된 두 가지 유형의 탈카복실화를 겪는다. 발효를 하는 생물에서 피루브산은 TPP 의존성 효소인 피루브산 탈카복실화효소에 의해 비산화적으로 탈카복실화된다. 피루브산 탈수소효소 복합체의 일부로서 티아민 피로인산은 피루브산의 산화적 탈카복실화를 돕는다. 티아민 피로인산(TPP)은 진정한 촉매 보조 인자이다. 모든 반응에 공통된 기계론적인 특징에서 티아민 피로인산은 활성화된 알데하이드 부분의 운반체이다. 티아민 피로인산의 티아졸 고리의 2번 탄소(C2)에 부착된 수소는 비정상적으로 낮은 pKa를 나타낸다. 티아민의 결핍은 각기병의 원인이 된다.

5. 피루브산 탈수소효소 복합체 (PDH complex)

5. 1. 구성 요소

E₁은 티아민 피로인산(TPP)을 보조 인자로 사용하여 피루브산을 탈카복실화하고, E₂는 리포산과 조효소 A(CoA)를, E₃는 플라빈 아데닌 다이뉴클레오타이드(FAD)와 니코틴아마이드 아데닌 다이뉴클레오타이드(NAD⁺)를 보조 인자로 사용한다.

5. 2. 반응 단계

참조

_[1] 서적 Organic reaction mechanism Chemical Industry Press
_[2] 서적 Organic Chemistry 7th Edition
_[3] 서적 Biochemistry
_[4] 서적 Fundamentals of Biochemistry
_[5] 논문 The biochemistry of the pyruvate dehydrogenase complex 2003
_[6] 서적 A Mechanistic Approach Oxford University Press
_[7] 서적 The Organic Chemistry of Enzyme-Catalyzed Reactions Academic Press
_[8] 서적 Organic reaction mechanism Chemical Industry Press
_[9] 서적 Organic Chemistry 7th Edition
_[10] 서적 Biochemistry
_[11] 서적 Fundamentals of Biochemistry
_[12] 논문 The biochemistry of the pyruvate dehydrogenase complex 2003
_[13] 서적 A Mechanistic Approach Oxford University Press
_[14] 서적 The Organic Chemistry of Enzyme-Catalyzed Reactions Academic Press