二氢硫辛酸被二氢硫辛酰基去氢酶催化脱氢，以再次回到氧化，同时氧化型黄素腺嘌呤二核苷酸变为还原型。E.最后，还原型黄素腺嘌呤二核苷酸被酶催化，将氢转移给氧化型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，重新生成氧化型回到第四步中。
意义.由丙酮酸脱氢酶复合体所进行的将丙酮酸变为乙酰辅酶A的转换尤其在肝脏中是一个重要的反应步骤，它切断了丙酮酸所有进行糖异生为葡萄糖以及作为转氨基底物的后路。这保证了丙酮酸进入三羧酸循环作为氧化磷酸化的底物，或者转变为柠檬酸以回到胞浆（三羧酸转运系统）中以作为生物合成脂肪酸