Link-reakció (piruvát-dekarboxiláció): piruvát → acetil‑CoA a Krebs-ciklushoz

Link-reakció (piruvát‑dekarboxiláció): hogyan alakul át a piruvát acetil‑CoA-vá a mitokondriumban, és miért kulcsfontosságú a Krebs‑ciklushoz.

A Link-reakció, más néven a piruvátdekarboxiláció, fontos kapcsolatot képez a glikolízis és a citromsav- vagy Krebs-ciklus anyagcsereútjai között: a glikolízis végtermékéből, a piruvátból keletkezik az a molekula (acetil‑CoA), amely belép a Krebs‑ciklusba.

Az eukariótákban a reakció a mitokondriális mátrixon belül zajlik: a citoplazmából a piruvát a mitokondriumba jut a mitokondriális piruváttranszporter (MPC) segítségével. A prokariótákban hasonló reakciók a citoplazmában, illetve a plazmamembránban található enzimkomplexekhez kötötten mennek végbe.

Fő lépések (összefoglalva)

1. A piruvát dekarboxilálódik: CO₂ eltávolításra kerül.
2. Hozzáadódik a CoA-hoz Acetil-CoA képződése érdekében.

A valós kémiai összefüggés röviden:

piruvát + CoA + NAD⁺ → acetil‑CoA + CO₂ + NADH + H⁺

Az enzimkomplex és kofaktorok

A reakciót a piruvát‑dehidrogenáz komplex (PDH komplex) katalizálja, amely három fő alegységből áll (E1: piruvát‑dekarboxiláz, E2: dihidrolipoil‑transzacetiláz, E3: dihidrolipoil‑dehidrogenáz). A komplex működéséhez több kofaktor szükséges, többek között:

• tiamin-pirofoszfát (TPP)
• lipoamid (lipoinsav hordozó csoport)
• FAD
• NAD⁺
• koenzim A (CoA)

Szabályozás

A PDH komplex szoros szabályozás alatt áll, mert az acetil‑CoA és a NADH-szint fontos jelzők a sejt energiaállapotára. Főbb szabályozó mechanizmusok:

• Allosztérikus szabályozás: magas ATP, acetil‑CoA és NADH gátolják a PDH‑t; ADP és piruvát aktiválhatja.
• Kovalens módosítás: a PDH kináz foszforilálja és inaktiválja a PDH komplexet, míg a PDH foszfatáz defoszforilálva aktiválja azt. A PDH kináz aktivitását növeli az ATP/acetil‑CoA/NADH, csökkenti az ADP és piruvát.

Miért fontos a Link-reakció?

Az acetil‑CoA ezután készen áll a Krebs‑ciklusban való felhasználásra. A Link‑reakció nélkül a piruvát nem tudna hatékonyan belépni az oxidatív energiatermelés útvonalába. Emellett az acetil‑CoA számos bioszintetikus útvonal (pl. zsírsav‑szintézis, koleszterinszintézis) kiindulópontja is.

Élettani és klinikai megjegyzések

A PDH komplex zavara (például genetikailag kifejezett PDH‑hiány) súlyos metabolikus következményekhez, laktát‑felszaporodáshoz és idegrendszeri tünetekhez vezethet. Tiamin (B1‑vitamin) hiánya ronthatja a TPP‑függő enzimek, így a PDH működését is, ami szintén laktátacidosishoz vezethet.

A Link reakció fontos, mivel az acetil-CoA szükséges a Krebs-ciklus működéséhez.

Keresés betűvel