Treść informacji wstępnej:

Kolejnymi etapami oddychania tlenowego są: glikoliza, reakcja pomostowa, cykl Krebsa oraz łańcuch oddechowy. Reakcję pomostową – oksydacyjną dekarboksylację pirogronianu do acetylo-CoA – katalizuje kompleks dehydrogenazy pirogronianowej, zawierający trzy enzymy: E₁, E₂ i E₃. Sumaryczna reakcja katalizowana przez ten kompleks w warunkach tlenowych jest następująca:
pirogronian + CoA-SH + NAD⁺ → acetylo-CoA + CO₂ + NADH + H⁺
Na schemacie przedstawiono współdziałanie trzech enzymów wchodzących w skład kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej:

Treść zadania:

Wykaż, że zmniejszenie aktywności kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej prowadzi do wzrostu stężenia mleczanu w komórce mięśnia szkieletowego.

---

Rozwiązanie zadania:

Kompleks dehydrogenazy pirogronianowej katalizuje reakcje pomostową, która prowadzi do dekarboksylacji pirogronianu do acetylo-CoA. Powstanie acetylo-CoA umożliwia zajście kolejnego etapu oddychanie tlenowego (cyklu Krebsa), gdyż stanowi on substrat w tej reakcji. Brak przekształcenia pirogronianiu w acetylo-CoA spowoduje, że pirogronian nie będzie mógł być wykorzystany podczas oddychania tlenowego. Jego nadmiar zostanie wykorzystany przez komórkę podczas procesów beztlenowego uzyskiwania energii. W komórkach mięśnia szkieletowego tym procesem jest fermentacja mleczanowa, a jednym z powstałych produktów w tym procesie jest mleczan. Dlatego zmniejszenie aktywności kompleksu dehydrogenazy pirogronianowej spowoduje, że część cząsteczek pirogronianiu, które nie zostaną przekształcone w acetylo-CoA, trafi jako substrat do fermentacji mleczanowej.