Oksidasi piruvat adalah konversi piruvat menjadi asetil-KoA oleh enzim piruvat dehidrogenase. Oksidasi piruvat merupakan langkah yang menghubungkan glikolisis dan siklus Krebs. Karena dalam glikolisis, molekul glukosa (6 karbon) dibagi menjadi 2 piruvat (masing-masing 3 karbon), proses ini terjadi dua kali untuk setiap molekul glukosa yang digunakan dalam glikolisis. 2 molekul asetil-KoA kemudian dapat memasuki siklus Krebs.

Ion dan molekul penghasil energi seperti asam amino dan karbohidrat memasuki Siklus Krebs sebagai asetil koenzim A dan mengoksidasi dalam siklus. Kompleks piruvat dehidrogenase (PDC) mengkatalisasi dekarboksilasi piruvat yang menghasilkan sintesis asetil-KoA, CO2, dan NADH. PDS menghubungkan glikolisis dan Siklus Krebs. Pada eukariota, kompleks enzim ini mengatur metabolisme piruvat dan memastikan homeostasis glukosa selama metabolisme keadaan absorpsi dan pasca absorpsi. Siklus Krebs terjadi di dalam mitokondria sehingga piruvat yang dihasilkan selama glikolisis dalam sitosol perlu memasuki membran mitokondria.

Jika oksigen tersedia, respirasi aerobik akan maju. Dalam sel eukariotik, molekul piruvat yang dihasilkan pada akhir glikolisis dipindahkan ke mitokondria, yang merupakan tempat respirasi seluler. Di sana, piruvat akan diubah menjadi gugus asetil yang akan diambil dan diaktifkan oleh senyawa pembawa yang disebut koenzim A (CoA).

Senyawa yang dihasilkan disebut asetil KoA. CoA terbuat dari vitamin B5, asam pantotenat. Asetil KoA dapat digunakan dalam berbagai cara oleh sel, tetapi fungsi utamanya adalah untuk mengantarkan gugus asetil yang berasal dari piruvat ke tahap selanjutnya dari jalur katabolisme glukosa.

Tahapan oksidasi piruvat

Agar piruvat (yang merupakan produk glikolisis) untuk memasuki Siklus Asam Sitrat (jalur selanjutnya dalam respirasi seluler), piruvat harus mengalami beberapa perubahan. Oksidasi piruvat melalui proses tiga tahap berikut ini.

Langkah 1:

Gugus karboksil dihilangkan dari piruvat, melepaskan molekul karbon dioksida ke dalam media di sekitarnya. Hasil dari langkah ini adalah gugus hidroksietil dua karbon yang terikat pada enzim (piruvat dehidrogenase). Ini adalah yang pertama dari enam karbon dari molekul glukosa asli yang akan dihilangkan. Langkah ini berlangsung dua kali (ingat: ada dua molekul piruvat yang diproduksi di akhir glikolisis) untuk setiap molekul glukosa yang dimetabolisme; dengan demikian, dua dari enam karbon akan dihilangkan pada akhir kedua langkah.

Langkah 2:

NAD + direduksi menjadi NADH. Gugus hidroksietil dioksidasi menjadi gugus asetil, dan elektron diambil oleh NAD +, membentuk NADH. Elektron berenergi tinggi dari NADH akan digunakan nanti untuk menghasilkan ATP.

Langkah 3:

Gugus asetil dipindahkan ke konenzim A, menghasilkan asetil KoA. Gugus asetil yang terikat enzim ditransfer ke CoA, menghasilkan molekul asetil CoA.

Perhatikan bahwa selama tahap kedua metabolisme glukosa, setiap kali atom karbon dilepaskan, ia terikat pada dua atom oksigen, menghasilkan karbon dioksida, salah satu produk akhir utama respirasi seluler.

Reaksinya adalah:

1 piruvat + 1 NAD + + CoA → 1 asetil-KoA + NADH + CO2 + H +