酮戊二酸脫氫酶複合體

酮戊二酸脫氫酶複合體（英語：oxoglutarate dehydrogenase complex，縮寫OGDC；或稱英語：α-ketoglutarate dehydrogenase complex）是一個複合酶，因其在三羧酸循環中的作用而眾所周知。

單位

與丙酮酸脫氫酶複合體（PDC）十分相似，此酶由三個組件形成一個複合體：

單位	EC編號	名稱	基因	輔酶
E₁	EC 1.2.4.2	酮戊二酸脫氫酶	OGDH	硫胺素焦磷酸
E₂	EC 2.3.1.61	二氫硫辛酰琥珀酰轉移酶	DLST	硫辛酸
E₃	EC 1.8.1.4	二氫硫辛酰脫氫酶	DLD	黃素腺嘌呤二核苷酸

事實上，生物學家已經將類似的多酶複合體表徵並分成三大類，一類是專門作用於丙酮酸，第二類專門作用於α-酮戊二酸，第三類專門作用於支鏈α-酮酸。

特性

代謝途徑

此酶參與三種不同的代謝途徑

三羧酸循環 (KEGG link: MAP00020 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）)
賴氨酸降解 (KEGG link: MAP00310 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）)
色氨酸代謝(KEGG link: MAP00380 （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）)

動力學特性

下列酶參數的值源自棕色固氮菌 ⁽¹⁾:

K_M: 0.14 ± 0.04 mM
V_max : 9 ± 3 μmol.min^-1.mg^-1

三羧酸循環

反應

在三羧酸循環中此酶催化的反應為：

α-酮戊二酸 + NAD⁺ + 輔酶A → 琥珀酰輔酶A + 二氧化碳 + NADH

進行此反應需要以下三步驟：

α-酮戊二酸的脫羧反應，
NAD⁺到NADH的氧化還原反應，
中間產物隨後被轉移到輔酶A，形成了最終產物，琥珀酰輔酶A.

此反應的ΔG°'為-7.2 千卡/摩爾。此氧化過程所需的能量以硫酯鍵的形式被保存在琥珀酰輔酶A之中。

調控

酮戊二酸脫氫酶是三羧酸循環中的一個關鍵調控點。此酶被其產物琥珀酰輔酶A與NADH所抑制。細胞中所充斥的能量高亦是抑制因素。二磷酸腺苷與鈣離子是酶的變構增活因子。

病理學

α-酮戊二酸脫氫酶是原發性膽汁性肝硬變中的自身抗原，這是一種急性肝臟衰竭。由此所產生的抗體似乎專門識別那些由炎症免疫反應所導致的被氧化的蛋白質。這類炎症反應中的一些可被解釋為谷蛋白過敏^[1]。其他的線粒體自身抗原包括了丙酮酸脫氫酶與支鏈α-酮酸脫氫酶複合體，這些自身抗原可被抗線粒體抗體所識別。在許多神經變性疾病期間，α-酮戊二酸脫氫酶複合體的活性會下降很多。

參考文獻

^ Leung PS, Rossaro L, Davis PA; et al. Antimitochondrial antibodies in acute liver failure: Implications for primary biliary cirrhosis. Hepatology. 2007, 46: 1436. PMID 17657817. doi:10.1002/hep.21828.

Bunik V, Westphal AH, de Kok A: Kinetic properties of the 2-oxoglutarate dehydrogenase complex from Azotobacter vinelandii evidence for the formation of a precatalytic complex with 2-oxoglutarate. Eur J Biochem 2000; 267(12): 3583-91. PMID 10848975.
Bunik VI, Strumilo S: "Regulation of Catalysis Within Cellular Network: Metabolic and Signaling Implications of the 2-Oxoglutarate Oxidative Decarboxylation." Current Chemical Biology, 2009, 3: 279-290
Bunik VI, Fernie AR: "Metabolic control exerted by the 2-oxoglutarate dehydrogenase reaction: a cross-kingdom comparison of the crossroad between energy production and nitrogen assimilation." Biochem. J. 2009, 422: 405–421
L. Trofimova, M. Lovat, A. Groznaya, E. Efimova, T. Dunaeva, M. Maslova, A. Graf, and V. Bunik: "Behavioral Impact of the Regulation of the Brain 2-Oxoglutarate Dehydrogenase Complex by Synthetic Phosphonate Analog of 2-Oxoglutarate: Implications into the Role of the Complex in Neurodegenerative Diseases." International Journal of Alzheimer Disease 2010; Volume 2010, Article ID 749061, 8 pages, doi:10.4061/2010/749061, https://web.archive.org/web/20101218093532/http://www.sage-hindawi.com/journals/ijad/2010/749061.html

外部連結

醫學主題詞表（MeSH）：Oxoglutarate+dehydrogenase

[pmid17657817-1] Leung PS, Rossaro L, Davis PA; et al. Antimitochondrial antibodies in acute liver failure: Implications for primary biliary cirrhosis. Hepatology. 2007, 46: 1436. PMID 17657817. doi:10.1002/hep.21828.

[1]

閱論編氧化還原酶：醛/酮氧化還原酶（EC 1.2）
1.2.1：以NAD或NADP為受體	醛脫氫酶：乙醛脫氫酶（ALDH2） · 長鏈醛脫氫酶甘油醛-3-磷酸脫氫酶
1.2.2：以細胞色素為受體	甲酸脫氫酶 (細胞色素)
1.2.3：以氧氣為受體	醛氧化酶
1.2.4：以二硫化物為受體	酮戊二酸脫氫酶 · 丙酮酸脫氫酶 · 支鏈α-酮酸脫氫酶複合物（BCKDHA、BCKDHB、DBT、DLD）
1.2.7：以鐵硫蛋白為受體	丙酮酸合酶
1.2.99：其它	一氧化碳脫氫酶
EC 1.1/2/3/4/5/6/7/8/9/10/11/12/13/14/15/16/17/18/19/20/21/22 · 2.1/2/3/4/5/6/7(2.7.10/11-12)/8/9 · 3.1/2/3/4(3.4.21/22/23/24)/5/6/7/8/9/10/11/12/13 · 4.1/2/3/4/5/6 · 5.1/2/3/4/5/99 · 6.1-3（英語：Template:Ligases CO CS and CN）/4/5-6

閱論編酶：多酶複合體
光合作用	光合作用中心光系統光系統 I 光系統 II
去氫酶	丙酮酸去氫酶複合體 E1 E2 E3 α-酮戊二酸去氫酶複合體 OGDH DLST（英語：二氢硫辛酰胺琥珀酰转移酶） DLD 支鏈α-酮酸去氫酶複合體 BCKDHA（英語：BCKDHA） BCKDHB（英語：BCKDHB） DBT（英語：DBT (gene)） DLD
其他	CAD 氨甲酰磷酸合成酶II（英語：Carbamoyl phosphate synthase II）天冬氨酸轉氨甲酰酶二氫乳清酸酶膽固醇側鏈裂解酶細胞色素b6f複合體（英語：Cytochrome b6f complex）電子傳遞鏈脂肪酸合酶複合體甘氨酸去羧酶複合體（英語：Glycine cleavage system）線粒體三功能蛋白 HADHA（英語：HADHA） HADHB 磷酸烯醇式丙酮酸糖磷酸轉移酶系統（英語：PEP group translocation）聚酮合成酶（英語：Polyketide synthase）蔗糖酶-異麥芽糖酶複合體（英語：Sucrase-isomaltase）色氨酸合成酶（英語：Tryptophan synthase）

閱論編粒線體蛋白質
外膜	脂肪酸降解（肉鹼棕櫚酰轉移酶I、長脂肪酰輔酶A合成酶）色氨酸代謝（犬尿氨酸酶）單胺類神經遞質代謝（單胺氧化酶）
膜間隙	腺苷酸激酶 - 肌酸激酶
內膜	氧化磷酸化（輔酶Q–細胞色素c還原酶、細胞色素c、NADH脫氫酶、琥珀酸脫氫酶）嘧啶代謝（二氫乳清酸脫氫酶）線粒體穿梭（蘋果酸-天冬氨酸穿梭、甘油磷酸穿梭）類固醇生成（膽固醇側鏈裂解酶、類固醇11-β-羥化酶、醛固酮合成酶）其他（穀氨酸天冬氨酸轉運體、甘油-3-磷酸脫氫酶、三磷酸腺苷合酶、肉鹼棕櫚酰轉移酶Ⅱ、解偶聯蛋白）
基質	三羧酸循環（檸檬酸合酶、順烏頭酸酶、異檸檬酸脫氫酶、α-酮戊二酸脫氫酶複合體、琥珀酰輔酶A合成酶、延胡索酸酶、蘋果酸脫氫酶）回補反應（天冬氨酸氨基轉移酶、穀氨酸脫氫酶、丙酮酸脫氫酶複合體）尿素循環（氨甲酰磷酸合成酶I、鳥氨酸轉氨甲酰酶、N-乙酰穀氨酸合酶）乙醇代謝（ALDH2（英語：ALDH2）） PMPCB（英語：PMPCB）
其他/待分類	共濟蛋白（英語：Frataxin）線粒體膜轉運蛋白（線粒體通透性轉換孔、線粒體載體）
粒線體DNA	複合體Ⅰ（MT-ND1、MT-ND2、MT-ND3、MT-ND4、MT-ND4L、MT-ND5、MT-ND6） - 複合體Ⅲ（MT-CYB） - 複合體Ⅳ（MT-CO1、MT-CO2、MT-CO3）三磷酸腺苷合酶（MT-ATP6、MT-ATP8） tRNA（MT-TA、MT-TC、MT-TD、MT-TE、MT-TF、MT-TG、MT-TH、MT-TI、MT-TK、MT-TL1、MT-TL2、MT-TM、MT-TN、MT-TP、MT-TQ、MT-TR、MT-TS1、MT-TS2、MT-TT、MT-TV、MT-TW、MT-TY）
生化結構: 過氧化物酶體，骨架（中心體），上皮，纖毛，線粒體，細胞核（染色體）另見：線粒體疾病

閱論編抗原：自體抗原
脫氫酶	支鏈α-酮酸脫氫酶複合物酮戊二酸脫氫酶複合體丙酮酸脫羧
轉麩醯胺酸酶（英語：Transglutaminase）	表皮轉麩醯胺酸酶（英語：Keratinocyte transglutaminase）組織轉麩醯胺酸酶（英語：Tissue transglutaminase）
核孔蛋白	NUP35（英語：Nucleoporin 35） NUP37（英語：Nucleoporin 37） NUP43（英語：Nucleoporin 43） NUP50（英語：Nucleoporin 50） NUP54（英語：Nucleoporin 54） NUP62（英語：Nucleoporin 62） NUP85（英語：Nucleoporin 85） NUP88（英語：Nucleoporin 88） NUP93（英語：Nucleoporin 93） NUP98（英語：NUP98） NUP107（英語：Nucleoporin 107） NUP133（英語：Nucleoporin 133） NUP153（英語：Nucleoporin 153） NUP155（英語：Nucleoporin 155） NUP160（英語：Nucleoporin 160） NUP188（英語：Nucleoporin 188） NUP210（英語：Nucleoporin 210kDa） NUP205（英語：Nucleoporin 205） NUP214（英語：Nucleoporin 214）
其他	乙醯膽鹼受體菸鹼型肌動蛋白載脂蛋白 H（英語：Apolipoprotein H）心磷脂着絲粒纖聚蛋白（瓜氨酸化）（英語：Filaggrin）神經節苷脂 Sp100核抗原（英語：Sp100 nuclear antigen）凝血酶拓撲異構酶