Glykolyse er en rekke reaksjoner som fører til nedbryting av sukkeret glukose og er en del av mobilnettet åndedrett prosessen; hvorved glukose konverteres til slutt til brukbare former for energi for en celle. En av de viktige produkter av glykolyse er pyrodruesyre, eller pyruvat. Dette molekylet er et nøkkelmellomprodukt i en rekke metabolske prosesser i både aerobe og anaerobe organismer. For aerobe organismer i særdeleshet, er pyruvat et viktig forstadium for den molekyl sitronsyre, eller TCA, syklus. Den TCA-syklusen gir mange ulike funksjoner, inkludert energi og forløpermolekyler for etterfølgende metabolske reaksjoner, så vel som gjenvinning av visse forbindelser for gjenbruk i syklusen. Til å begynne TCA syklus, må pyruvat først bli omdannet til et annet molekyl gjennom en reaksjon kalt pyruvat dekarboksylering.

Site of Pyruvat dekarboksylering

Pyruvat dekarboksylering finner sted innenfor den mitokondrielle matriks av cellen. Dette er viktig ettersom mitokondriene er også plasseringen av de TCA-syklusen og elektrontransportkjeden. Begge disse metabolske prosesser er knyttet sammen, som den TCA-syklusen gir elektroner og energi som er nødvendig for den endelige produksjon av ATP i elektrontransportkjeden trinn av cellulær respirasjon.

Pyruvatdehydrogenase Complex

Pyruvat undergår en irreversibel oksydativ dekarboksylering reaksjon katalysert av enzymet pyruvat-dehydrogenase-komplekset. Denne reaksjonen omdanner pyruvat til acetyl-koenzym A, eller acetyl-CoA, gjennom fjerning av en karbondioksyd-molekyl. I tillegg er NADH, som er en elektronbærer, og karbondioksyd som produseres som et resultat av denne reaksjon.

Acetyl-CoA Produksjon

Acetyl-CoA er den molekylet kreves for den første trinn av TCA-syklus. Selv om mesteparten av dette molekyl er fremstilt fra dekarboksylering av pyrodruesyre, kan den også fremstilles i metabolismen av lipider gjennom oksydasjon av fettsyremolekyler i mitokondriene.

Fate of acetyl-CoA

Etter konvertering fra pyruvat, kombinerer med oxaloacetate å danne citryl CoA acetyl-CoA. Dette molekylet hydrolyseres deretter for å danne den første mellomproduktmolekylet i det TCA-syklus, sitronsyre. Syklusen fortsetter gjennom åtte påfølgende mellomliggende trinn som danner ulike produkter som benyttes som energi og også i elektrontransportkjeden. I tillegg, er syklusen fullført ved reformering av oksaloacetat, som deretter kan kombineres med et nytt molekyl av acetyl-CoA til å initiere en annen omdreining av TCA-syklus. For et molekyl glukose, blir to molekyler av pyruvat dannet i glykolysen som resulterer i to fullstendige omdreininger av TCA-syklus.