Дегидрогеназный комплекс разветвлённых α-кетокислот, также дегидрогеназа α-кетокислот с разветвлённой цепью (англ. Branched-chain α-ketoacid dehydrogenase complex, сокр. BCKDC или BCKDH комплекс) — мультиферментный комплекс, локализованный на внутренней мембране митохондрий[1]. Данный комплекс катализирует реакцию окислительного декарбоксилирования разветвлённых α-кетокислот с короткой углеродной цепью. Дегидрогеназный комплекс структурно аналогичен пируватдегидрогеназному и α-кетоглутаратдегидрогеназному комплексам, образуя вместе с ними семейство митохондриальных ферментов, участвующих в окислительном декарбоксилировании α-кетокислот.
В тканях животных и человека данный комплекс катализирует необратимую стадию[2] деградации аминокислот с разветвлённой цепью (BCAA) — L-изолейцина, L-валина и L-лейцина, воздействуя на их дезаминированные производные (L-2-кето-3-метилвалерат, 2-кетоизовалерат и 2-кетоизокапроат соответственно), и превращая их в КоА-эфиры: α-метилбутирил-КоА, изобутирил-КоА и изовалерил-КоА соответственно[3] [4][5][6]. У бактерий этот ферментный комплекс участвует в синтезе разветвлённых длинноцепочечных жирных кислот[7]. У растений он участвует в синтезе разветвлённых длинноцепочечных углеводородов.
Данный комплекс состоит из трёх ферментных субъединиц (E1, E2 и Е3). Они используют в катализе следующие коферменты: тиаминпирофосфат, липоат, кофермент А, FAD (простетическая группа) и NAD+.
Субъединица Е1 — 3-метил-2-оксобутаноат дегидрогеназа или дегидрогеназа разветвлённых α-кетокислот (КФ 1.2.4.4) использует в качестве кофермента тиаминпирофосфат (ТПФ). E1 катализирует как декарбоксилирование α-кетокислоты, так и последующее восстановительное ацилирование липоильной части (другого каталитического кофактора), ковалентно связанной с E2.
Субъединица Е2 (КФ 2.3.1.168) — дегидролипоилтрансацилаза, катализирует перенос ацильной группы от липоильной на молекулу кофермента A (стехиометрический кофактор)[8].
Субъединица Е3 или дегидролипоилдегидрогеназа (КФ 1.8.1.4) — представляет собой флавопротеин, и он повторно окисляет восстановленные липоилсерные остатки E2 с использованием FAD (каталитический кофактор) в качестве окислителя. Затем FAD передаёт протоны и электроны на NAD+ (стехиометрический кофактор) для завершения цикла реакции.