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1．依赖TPP-丙酮酸脱氢酶（TPP-dependent pyruvate dehydrogenase），又称丙酮酸：硫辛酸氧化还原酶（pyruvate：lipoate oxido-reductase），其辅基为TPP。它的功用是催化丙酮酸脱羧和催化硫辛酸还原。
2．二氢硫辛酸转乙酰基酶（dihydrolipoyl transacetylase），又称硫辛酸转乙酰基酶（lipoateacetyl-transferase），其辅基为硫辛酰胺，其功用为将乙酰基转移给CoA，产生还原型硫辛酰胺（即硫辛酸-酶复合物）。
3．二氢硫辛酸脱氢酶（dihydrolipoyl dehydrogenase），又称硫辛酰胺脱氢酶（lipoamide dehydrogenase），或NADH：硫辛酰胺氧化还原酶（NADH：lipoamide oxidoreductase）。其辅基为FAD，是一种黄素蛋白。能利用FAD和NAD+。其功用能使二氢硫辛酰胺氧化回
到硫辛酰胺。哺乳类的丙酮酸脱氢酶系还包括有激酶和磷酸酯酶。在丙酮酸脱氢酶系反应中，不同场合需要NAD+、FAD硫胺素焦磷酸（TPP）、氧化型硫
由丙酮酸到乙酰CoA的总反应可表示如下式：

上式反应的中间过程很复杂，硫胺素焦磷酸和硫辛酸在从丙酮酸到乙酰CoA的过程中都有重要作用。学习这段反应机理时，应参考本书酶化学章的辅酶一节。根据现有的科学证据可能包括下列4个步骤：
脱羧：这一步反应极为复杂，首先是丙酮酸与TPP加合成为不稳定的络合物，后者经丙酮酸脱氢酶催化生成羟乙基硫胺素焦磷酸（CH3CHOH-TPP）。

式中R=嘧啶环，PPi=焦磷酸根。
②与硫辛酸结合形成乙酰基：这一步反应包括与TPP连接的羟乙基氧化成乙酰基并同时转移给硫辛酸-酶复合物，即硫辛酰胺（lipoamide），产生乙酰硫辛酸-酶复合物，又称乙酰硫辛酰胺（acetyllipoamide）。参加这一反应的酶为二氢硫辛酸转乙酰基酶（dihydrolipoyl t