პირუვატის დეკარბოქსილირება

პირუვატის დეკარბოქსილირება ან პირუვატის დაჟანგვა, ასევე ცნობილი როგორც  ან პირუვატის ჟანგვითი დეკარბოქსილირება, წარმოადგენს პირუვატის გარდაქმნას აცეტილ-CoA-ად  - პირუვატ დეჰიდროგენაზული ფერმენტული კომპლექსის მონაწილეობით.

პირუვატის დაჟანგვა არის საფეხური, რომელიც ერთმანეთთან აკავშირებს გლიკოლიზს და კრებსის ციკლს. გლიკოლიზის პროცესში ერთი გლუკოზის მოლეკულა (6 ნახშირბადი) იყოფა 2 პირუვატად (თითოში 3 ნახშირბადი). ამის გამო, პირუვატის ჟანგვითი დეკარბოქსილირების ორი რეაქციით, გლუკოზის თითოეული მოლეკულისთვის,წარმოიქმნება  2 აცეტილ-CoA მოლეკულა, რომელიც შემდეგ შეიძლება ჩაერთოს კრებსის ციკლში.

პირუვატდეჰიდროგენაზას კომპლექსი (PDC) აკატალიზებს პირუვატის დეკარბოქსილირებას, რის შედეგადაც სინთეზირდება აცეტილ-CoA, აღდგება NADH და გამოიყოფა CO2. ეუკარიოტებში ეს ფერმენტული კომპლექსი არეგულირებს პირუვატის მეტაბოლიზმს და უზრუნველყოფს გლუკოზის ჰომეოსტაზს აბსორბციული და პოსტაბსორბციული მეტაბოლიზმის დროს. ვინაიდან კრებსის ციკლი მიტოქონდრიონის მატრიქსში მიმდინარეობს, ციტოზოლში გლიკოლიზის დროს წარმოქმნილი პირუვატი აერობულ პირობებში პირუვატის გადამტანის მეშვეობით ტრანსპორტირდება მიტოქონდრიონში.

 პირუვატის ჟანგვითი დეკარბოქსილირების პროცესი 
მინი|პირუვატდეჰიდროგენაზას (PDH) კრისტალოგრაფიული სტრუქტურა. 
პირუვატის ჟანგვითი დეკარბოქსილირება მიმდინარეობს მიტოქონდრიონის მატრიქსში მულტიფერმენტული კომპლექსის საშუალებით, რომელსაც პირუვატდეჰიდროგენაზულუ კომპლექსი ეწოდება. პირუვატდეჰიდროგენაზული კომპლექსი შეიცავს სამ ფერმენტს (პირუვატდეჰიდროგენაზა - E1; დიჰიდროლიპოატაცეტილტრანსფერაზა - E2; და დიჰიდროლიპოატდეჰიდროგენაზა - E3) და ხუთ კოფერმენტს: თიამინდიფოსფატს (თდფ), ლიპოის მჟავას (ლმ), ფლავინადენინდინუკლეოტიდს (ფად), ნიკოტინამიდადენინდინუკლეოტიდს (ნად+) და HS-COA-ს. პირუვატის ჟანგვითი დეკარბოქსილირება მოიცავს ხუთ რეაქცია. ამ რეაქციების შედეგად პირუვატი ჯერ განიცდის დეკარბოქსილირებას (გამოიყოფა CO2), შემდგომი რეაქციებით კი ის უკავშირდება კოენზიმ A-ს და მიიღება აქტიური აცეტატი (აცეტილ-COA), ხოლო NAD აღდგება NADH2-ად.

პირუვატის ჟანგვითი დეკარბოქსილირების შეჯამებული ტოლობა შემდეგია:

Pyruvate + NAD+ + CoA →  Acetyl-CoA +  NADH + CO2

რეაქცია თავისუფალი ენერგიის შემცირებით მიმდინარეობს და პრაქტიკულად შეუქცევადია.

 პირუვატდეჰიდროგენაზას რეგულირება 
მინი|333x333პქ|დიაგრამაზე ნაჩვენების ფერმენტ პირუვატდეჰიდროგენაზას (PD) რეგულირება PD კინაზასა და PD ფოსფატაზას მიერ.  
პირუვატდეჰიდროგენაზული კომპლექსი რეგულირდება ორი გზით. პირველში - რეაქციის ორი პროდუქტი, აცეტილ-COA და NADH, კონკურენტულად აინჰიბირებენ კომპლექსს. მეორე - კომპლექსი განიცდის ფოსფორილირებას და დეფოსფორილირებას. დეფოსფორილირებული კომპლექსი აქტიურია, ხოლო ფოსფორილირებული ინაქტიური. ინაქტივაცია ხორციელდება Mg2+ და ატფ-დამოკიდებული პროტეინკინაზას საშუალებით, რომელიც მჭიდროდ არის დაკავშირებული კომპლექსთან. ინაქტივაციას ახდენს Mg2+ Ca2+ - დამოკიდებული ფოსფოპროტეინფოსფატაზა, რომელიც ასევე დაკავშირებულია კომპლექსთან. 

თავისუფალი COA-SH და NAD+ აინჰიბირებენ პროტეინკინაზას. აქედან გამომდინარე, მიტოქონდრიებში NADH/NAD+ და CoA/CoASH  თანაფარდობის ნებისმიერი მიზეზით გაზრდა, შედეგად კი NAD+ და CoASH დონის შემცირება იწვევს კომპლექსის ინაქტივაციას კინაზური რეაქციის სტიმულაციის გამო. ამასთან ერთად, პირუვატი, ფერმენტის სუბსტრატი, არის პროტეინკინაზაც ძლიერი ინჰიბიტორი, ასე რომ ქსოვილში პირუვატის დონის მომატებისას ინჰიბირდება კინაზა და კომპლექსი მაქსიმალურად აქტიურია. 

 სქოლიო 

კატეგორია:ბიოქიმია
კატეგორია:ნახშირწყლები
კატეგორია:უჯრედული სუნთქვა
კატეგორია:მეტაბოლიზმი