ไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสไคเนส (หรือไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสคอมเพล็กซ์ไคเนส , PDC ไคเนสหรือPDK ; EC 2.7.11.2 ) เป็นเอนไซม์ไคเนสที่ทำหน้าที่ยับยั้งการทำงานของเอนไซม์ไพรูเวทดีไฮโดรจี เน ส โดยการเติมหมู่ฟอสเฟตโดยใช้ATP

ดังนั้น PDK จึงมีส่วนร่วมในการควบคุมคอมเพล็กซ์ไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสซึ่งไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสเป็นส่วนประกอบแรก ทั้ง PDK และคอมเพล็กซ์ไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสตั้งอยู่ใน เมทริกซ์ ของไมโทคอนเดรีย ใน ยูคาริโอต คอมเพล็กซ์นี้ ทำหน้าที่เปลี่ยนไพรูเวท (ผลิตภัณฑ์จากไกลโคไลซิสในไซโทซอล ) ให้เป็นอะเซทิล-โคเอซึ่งจะถูกออกซิไดซ์ในไมโทคอนเดรียเพื่อผลิตพลังงานในวัฏจักรกรดซิตริกการลด การทำงานของคอมเพล็กซ์นี้ โดยPDK จะลดการออกซิเดชันของไพรูเวทในไมโทคอนเดรียและเพิ่มการเปลี่ยนไพรูเวทเป็นแลคเตทในไซโทซอล

การทำงานตรงข้ามของ PDK ซึ่งก็คือการกำจัดหมู่ฟอสเฟตและการกระตุ้นเอนไซม์ไพรูเวทดีไฮโดรจีเนส จะถูกเร่งปฏิกิริยาโดยเอนไซม์ฟอสโฟโปรตีนฟอสฟาเทสที่เรียกว่าไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสฟอสฟาเทส

(ไม่ควรสับสนระหว่างไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสไคเนสกับฟอสโฟอิโนซิไทด์ดีเพนเดนต์ไคเนส-1ซึ่งบางครั้งก็เรียกย่อว่า "PDK1")

PDK สามารถฟอสโฟรี เลตหมู่ เซรินบนไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสได้ 3 ตำแหน่งที่เป็นไปได้ มีหลักฐานบางอย่างแสดงให้เห็นว่าการฟอสโฟรีเลตที่ตำแหน่งที่ 1 จะทำให้เอนไซม์ไม่ทำงานเกือบสมบูรณ์ ในขณะที่การฟอสโฟรีเลตที่ตำแหน่งที่ 2 และ 3 มีส่วนทำให้เอนไซม์ไม่ทำงานเพียงเล็กน้อย^{[ 1 ]}ดังนั้น การฟอสโฟรีเลตที่ตำแหน่งที่ 1 จึงเป็นสาเหตุที่ทำให้ไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสไม่ทำงาน

ในมนุษย์มีไอโซเอนไซม์ ของ PDK ที่รู้จักกันอยู่ 4 ชนิด ได้แก่:

• พีดีเค1
• พีดีเค2
• พีดีเค3
• พีดีเค4

ลำดับเบื้องต้นระหว่างไอโซเอนไซม์ทั้งสี่ได้รับการอนุรักษ์ไว้ด้วยความเหมือนกัน 70% ความแตกต่างที่มากที่สุดเกิดขึ้นใกล้กับ^ปลาย N [ ^{2 ]}

PDK1 เป็นไอโซเอนไซม์ที่ใหญ่ที่สุดในบรรดาไอโซเอนไซม์ทั้งสี่ โดยมี 436 หน่วยย่อยในขณะที่ PDK2, PDK3 และ PDK4 มี 407, 406 และ 411 หน่วยย่อย ตามลำดับ ไอโซเอนไซม์เหล่านี้มีกิจกรรมและอัตราการฟอสโฟรีเลชันที่แตกต่างกันในแต่ละตำแหน่ง ที่ตำแหน่งที่ 1 เรียงลำดับจากเร็วที่สุดไปช้าที่สุดคือ PDK2 > PDK4 ≈ PDK1 > PDK3 สำหรับตำแหน่งที่ 2 คือ PDK3 > PDK4 > PDK2 > PDK1 มีเพียง PDK1 เท่านั้นที่สามารถฟอสโฟรีเลตตำแหน่งที่ 3 ได้ อย่างไรก็ตาม มีการแสดงให้เห็นว่ากิจกรรมเหล่านี้มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของpHดังนั้นสภาพแวดล้อมจุลภาคของไอโซเอนไซม์ PDK อาจเปลี่ยนแปลงอัตราการเกิดปฏิกิริยาได้^{[ 3 ] [ 4 ]}

ความอุดมสมบูรณ์ของไอโซไซม์ยังแสดงให้เห็นว่ามี ความเฉพาะเจาะจง ต่อเนื้อเยื่อ PDK1 มีมากใน เซลล์ หัวใจ PDK3 มีมากที่สุดในอัณฑะ PDK2 มีอยู่ในเนื้อเยื่อส่วนใหญ่แต่มีน้อยในม้ามและ เซลล์ ปอด PDK4 พบได้มากในกล้ามเนื้อโครงร่างและเนื้อเยื่อหัวใจ^{[ 5 ]}

ไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสจะถูกปิดใช้งานเมื่อถูกฟอสโฟรีเลตโดย PDK โดยปกติแล้ว บริเวณออกฤทธิ์ของไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสจะอยู่ในโครงสร้างที่มีเสถียรภาพและเป็นระเบียบซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยเครือ ข่ายพันธะ ไฮโดรเจนอย่างไรก็ตาม การฟอสโฟรีเลตโดย PDK ที่ไซต์ 1 ทำให้เกิดการชนกันทางสเตอริกกับหมู่เซรินที่อยู่ใกล้เคียงอีกหมู่หนึ่ง เนื่องจากทั้งขนาดที่เพิ่มขึ้นและประจุลบที่เกี่ยวข้องกับหมู่ที่ถูกฟอสโฟรีเลต^{[ 6 ]}สิ่งนี้จะรบกวนเครือข่ายพันธะไฮโดรเจนและทำให้โครงสร้างของลูปฟอสโฟรีเลตสองลูปผิดปกติ ลูปเหล่านี้จะขัดขวาง ขั้นตอน การอะเซทิเลชัน แบบรีดักชัน จึงทำให้กิจกรรมโดยรวมของเอนไซม์หยุดลง^{[ 7 ]}การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างและกลไกการปิดใช้งานสำหรับการฟอสโฟรีเลตที่ไซต์ 2 และ 3 ยังไม่เป็นที่ทราบในขณะนี้

ไพรูเวทดีไฮโดรจีเนสไคเนสถูกกระตุ้นโดยATP , NADHและอะเซทิล-CoAและถูกยับยั้งโดยADP , NAD+ , CoA-SHและไพรูเวท^{[ 9 ]}

ไอโซไซม์แต่ละชนิดตอบสนองต่อปัจจัยเหล่านี้แตกต่างกันเล็กน้อย NADH กระตุ้นการทำงานของ PDK1 เพิ่มขึ้น 20% และ PDK2 เพิ่มขึ้น 30% NADH ร่วมกับอะเซทิล-CoA เพิ่มการทำงานของเอนไซม์เหล่านี้ขึ้น 200% และ 300% ตามลำดับ ในสภาวะที่คล้ายกัน PDK3 ไม่ตอบสนองต่อ NADH และถูกยับยั้งโดย NADH ร่วมกับอะเซทิล-CoA PDK4 มีการทำงานเพิ่มขึ้น 200% เมื่อใช้ NADH แต่การเพิ่มอะเซทิล-CoA ไม่ได้เพิ่มการทำงานขึ้นอีก^{[ 5 ]}

ไอโซฟอร์มของ PDK มีระดับสูงขึ้นในโรคอ้วน เบาหวาน ภาวะหัวใจล้มเหลว และมะเร็ง^{[ 10 ]}การศึกษาบางชิ้นแสดงให้เห็นว่าเซลล์ที่ขาดอินซูลิน (หรือไม่ไวต่ออินซูลิน) จะมีการแสดงออกของ PDK4 มากเกินไป^{[ 11 ]}ส่งผลให้ไพรูเวตที่เกิดขึ้นจากไกลโคไลซิสไม่สามารถถูกออกซิไดซ์ได้ ซึ่งนำไปสู่ภาวะน้ำตาล ในเลือดสูง เนื่องจากกลูโคสในเลือดไม่สามารถนำไปใช้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น ยาหลายชนิดจึงมุ่งเป้าไปที่ PDK4 โดยหวังว่าจะรักษา โรค เบาหวานประเภทที่ 2 ได้^{[ 12 ]}

PDK1 แสดงให้เห็นว่ามีกิจกรรมเพิ่มขึ้นในเซลล์มะเร็งที่มีภาวะขาดออกซิเจนเนื่องจากการมีอยู่ของHIF-1 PDK1 จะนำไพรูเวตออกจากวงจรกรดซิตริกและทำให้เซลล์ที่มีภาวะขาดออกซิเจนยังคงมีชีวิตอยู่^{[ 13 ]}ดังนั้น การยับยั้ง PDK1 จึงถูกเสนอให้เป็นวิธีการรักษามะเร็ง เนื่องจาก PDK1 ป้องกันการเกิดอะพอพโทซิสในเซลล์มะเร็งเหล่านี้^{[ 14 ]}ในทำนองเดียวกัน PDK3 พบว่ามีการแสดงออกมากเกินไปในเซลล์มะเร็งลำไส้ใหญ่^{[ 15 ]}สารยับยั้งที่เสนอสามชนิด ได้แก่ AZD7545 และไดคลอโรอะซิเตตซึ่งทั้งสองชนิดจับกับ PDK1 และRadicicolซึ่งจับกับ PDK3 ^{[ 16 ]}

การกลายพันธุ์ในยีน PDK3 เป็นสาเหตุที่พบได้ยากของโรค Charcot-Marie-Tooth ที่ถ่ายทอดทางโครโมโซม X (CMTX6) ^{[ 17 ] [ 18 ]}

ในสุนัข โดยเฉพาะโดเบอร์แมนพินเชอร์การกลายพันธุ์ในยีน PDK4 เกี่ยวข้องกับโรคกล้ามเนื้อหัวใจห้องล่างขยายตัว (DCM) ^{[ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

• pyruvate+dehydrogenase+kinase ที่ หัวข้อทางการ แพทย์ (MeSH) ของหอสมุดแห่งชาติสหรัฐอเมริกา
• EC 2.7.11.2