Cấu trúc của acetyl coenzyme A (trong đó gốc acetyl có màu xanh, coenzyme A có màu đen)

Thông qua quá trình đường phân, từ một phân tử glucose bị oxy hóa thành hai anion pyruvate (CH3COCOO+). Hai phân tử pyruvate được vận chuyển vào trong chất nền ty thể đồng thời được biến đổi thành acetyl coenzyme A (viết tắt Acetyl CoA) để tham gia chu trình acid citric thông qua các enzyme pyruvate dehydrogenase. Dưới đây trình bày các giai đoạn biến đổi pyruvate thành acetyl CoA thông qua các quá trình xúc tác của các enzyme trong hệ pyruvate dehydrogenase.

Chi tiết quá trình biến đổi pyruvate (CH3COCOO+) thành acetyl CoA (CH3CO~S-CoA)

Enzyme pyruvate dehydrogenase

Đầu tiên, pyruvate sẽ liên kết với thiamin (vitamin B1) tạo ra anion acyl, đồng thời giải phóng một phân tử cacbon dioxit (CO2) (quá trình A). Sau đó lipoate sẽ cạnh tranh với anion acyl tạo ra thioacetate (quá trình B) đồng thời giải phóng thiamin.

Enzyme dihydrolipoyl transacetylase

Nhóm CoA - SH phản ứng trao đổi với thioacetate tạo ra acetyl CoA (CH3CO~CoA-S) đồng thời giải phóng lipoate gắn thêm hai nguyên tử hidro, tức dihydrolipoate (quá trình C). Acetyl CoA tham gia chu trình Krebs.

Enzyme dihydrolipoyl dehydrogenase

Dihydrolipoate bị dehydro nhờ enzyme dihydrolipoyl dehydrogenase giải phóng lipoate tham gia quá trình biến đổi từ anion acyl thành thioacetate. Hai hydro giải phóng từ dihydrolipoate sẽ được gắn vào chất FAD (flavin adenine dinucleotide) tạo thành FADH2. Chất FADH2 tiếp tục chuyển hai nguyên tử hydro này sang chất NAD+ (nicotinamide adenine dinucleotide) tạo thành NADH + H+ và FADH2 sẽ chuyển hóa lại thành chất FAD. Dưới đây là sơ đồ tổng quát quá trình biến đổi pyruvate thành acetyl CoA.

Vậy thông qua quá trình này, hai phân tử pyruvate sẽ chuyển hóa thành hai acetyl CoA đồng thời giải phóng 2 phân tử CO2 và 2 phân tử NADH.

Tổng quát quá trình biến đổi pyruvate thành Acetyl CoA