丙酮酸代谢分支中PDC、LDH与PDH的功能区分
丙酮酸代谢分支中PDC、LDH与PDH的功能区分
丙酮酸是糖酵解末端的关键代谢节点，可根据氧化还原状态、氧供应、细胞类型和代谢需求进入不同分支。PDC、LDH与PDH分别代表丙酮酸向乙醇发酵、乳酸生成和氧化代谢转化的三类典型路径，三者的核心差异在于碳流去向、NADH再氧化方式、能量收益和代谢调控意义。
关键词：丙酮酸；PDC；丙酮酸脱羧酶；LDH；乳酸脱氢酶；PDH；丙酮酸脱氢酶；乙醇发酵；乳酸发酵；乙酰辅酶A；NADH；氧化代谢
1丙酮酸作为中心代谢节点
1.1丙酮酸的来源
（1）糖酵解末端产物
葡萄糖经糖酵解生成丙酮酸，同时产生ATP和NADH。此时细胞必须继续处理丙酮酸和NADH，否则糖酵解中的NAD⁺供应会受限，糖代谢通量下降。
（2）氨基酸和有机酸代谢来源
丙氨酸可经转氨反应生成丙酮酸，乳酸可经LDH逆向反应生成丙酮酸，部分有机酸和糖异生中间物也可进入丙酮酸节点。因此，丙酮酸不仅是糖酵解产物，也是碳氮代谢交汇点。
（3）代谢分流入口
丙酮酸可进入发酵、三羧酸循环、糖异生、氨基酸合成和脂质合成等路径。PDC、LDH与PDH是其中最具代表性的三个分支酶，分别对应不同的代谢策略。
1.2三个分支的基本方向
（1）PDC分支
本文中PDC指丙酮酸脱羧酶（Pyruvate Decarboxylase），不指部分文献中用于表示丙酮酸脱氢酶复合体的“PDC”。PDC催化丙酮酸脱羧生成乙醛和CO₂，是酵母乙醇发酵中的关键步骤。
（2）LDH分支
LDH即乳酸脱氢酶（Lactate Dehydrogenase），催化丙酮酸与NADH反应生成乳酸和NAD⁺，核心作用是维持糖酵解所需的NAD⁺再生。
（3）PDH分支
PDH即丙酮酸脱氢酶复合体（Pyruvate Dehydrogenase Complex），催化丙酮酸氧化脱羧生成乙酰辅酶A、CO₂和NADH，是连接糖酵解与三羧酸循环的关键入口。
表1 PDC、LDH与PDH的基本功能区分
酶 | 中文名称 | 主要反应 | 代谢方向 | 核心功能 |
PDC | 丙酮酸脱羧酶 | 丙酮酸 → 乙醛 + CO₂ | 乙醇发酵前半段 | 将丙酮酸导向乙醇生成路径 |
LDH | 乳酸脱氢酶 | 丙酮酸 + NADH ↔ 乳酸 + NAD⁺ | 乳酸发酵/乳酸-丙酮酸互转 | 再生NAD⁺，维持糖酵解 |
PDH | 丙酮酸脱氢酶复合体 | 丙酮酸 + CoA + NAD⁺ → 乙酰-CoA + CO₂ + NADH | 有氧氧化代谢 | 将碳流导入TCA循环和乙酰-CoA代谢 |
2PDC：丙酮酸向乙醇发酵分支的入口
2.1反应特征
（1）催化反应
PDC催化丙酮酸发生非氧化脱羧反应，生成乙醛和二氧化碳。该反应不直接产生NADH，也不直接消耗NADH，其功能是先将三碳的丙酮酸转化为二碳的乙醛。
（2）辅因子需求
PDC通常依赖硫胺素焦磷酸（TPP）和Mg²⁺。TPP参与稳定脱羧反应中的中间体，是丙酮酸脱羧反应顺利进行的关键辅因子。
（3）后续反应
PDC生成的乙醛通常由乙醇脱氢酶（ADH）进一步还原为乙醇，同时将NADH氧化为NAD⁺。因此，PDC本身不负责NAD⁺再生，但其与ADH共同构成乙醇发酵中NADH再氧化的完整路径。
2.2代谢定位
（1）乙醇发酵核心步骤
在酵母等微生物中，PDC是乙醇发酵的标志性酶。糖酵解产生的丙酮酸通过PDC进入乙醇生成路径，使细胞在氧限制或高糖条件下仍能通过糖酵解持续获得ATP。
（2）碳流排放作用
PDC分支会以CO₂和乙醇形式释放碳流。对酵母而言，这有助于快速消耗糖并维持红氧平衡；但在生物制造中，如果目标产物不是乙醇，PDC分支可能成为竞争性副通路。
（3）与Crabtree效应相关
酿酒酵母在高糖条件下即使存在氧，也可偏向乙醇发酵。PDC在这种发酵型代谢中具有重要作用，决定丙酮酸向乙醛和乙醇方向分流的强度。
2.3工程意义
（1）乙醇生产
提高PDC和ADH通量可增强乙醇发酵能力。传统酿造和燃料乙醇生产中，PDC分支是核心碳流路径。
（2）减少乙醇副产物
在生产有机酸、萜类、氨基酸或乙酰辅酶A衍生物时，PDC会竞争丙酮酸和碳源。削弱PDC活性可减少乙醇副产物，但需要同步处理NADH再氧化和细胞生长问题。
（3）乙醛毒性控制
乙醛具有反应活性和细胞毒性。若PDC活性增强而ADH或下游还原能力不足，乙醛可能积累，影响细胞活力和发酵稳定性。
3LDH：丙酮酸与乳酸之间的氧化还原阀门
3.1反应特征
（1）可逆反应
LDH催化丙酮酸与乳酸之间的可逆转化。正向反应中，丙酮酸接受NADH提供的电子生成乳酸，同时NADH被氧化为NAD⁺；逆向反应中，乳酸可被氧化为丙酮酸，并生成NADH。
（2）红氧平衡功能
LDH最重要的功能是维持细胞质NADH/NAD⁺平衡。糖酵解中甘油醛-3-磷酸脱氢酶步骤需要NAD⁺，若NAD⁺不足，糖酵解无法持续进行。LDH通过将NADH氧化回NAD⁺，保障糖酵解持续运行。
（3）不释放CO₂
LDH分支不发生脱羧反应，三碳丙酮酸被还原为三碳乳酸，碳数不变。这一点区别于PDC和PDH，后两者均会释放CO₂。
3.2代谢定位
（1）缺氧或高糖酵解状态
在动物细胞中，缺氧、线粒体氧化能力不足或糖酵解通量过高时，LDH分支增强，乳酸生成增加。骨骼肌剧烈运动、肿瘤细胞有氧糖酵解和部分免疫细胞活化状态均可表现为LDH通量升高。
（2）乳酸穿梭
乳酸并不只是代谢废物。乳酸可在不同细胞或组织之间转运，并在氧化能力较强的细胞中重新转化为丙酮酸，进入PDH和TCA循环。LDH因此参与乳酸-丙酮酸循环和组织间能量转运。
（3）发酵型代谢出口
在乳酸菌和工程化酵母中，LDH可将丙酮酸导向乳酸生产。异源表达LDH并削弱乙醇分支，是构建乳酸生产菌株的常用策略。
3.3同工酶差异
（1）LDHA倾向
LDHA常与丙酮酸还原为乳酸相关，在高糖酵解、缺氧和肿瘤代谢中较常被关注。其增强通常提示乳酸生成能力提高。
（2）LDHB倾向
LDHB在部分组织中更倾向于乳酸向丙酮酸方向转化，支持乳酸利用和氧化代谢。实际方向仍取决于底物浓度、NADH/NAD⁺比值和细胞代谢环境。
（3）判读边界
不能简单将LDH表达升高等同于乳酸生成增加。LDH反应方向由细胞内底物比例和红氧状态共同决定，需结合乳酸释放、丙酮酸水平、NADH/NAD⁺比值和线粒体功能分析。
4PDH：丙酮酸进入氧化代谢和乙酰辅酶A代谢的关口
4.1反应特征
（1）氧化脱羧反应
PDH催化丙酮酸氧化脱羧，生成乙酰辅酶A、CO₂和NADH。该反应使三碳丙酮酸转化为二碳乙酰基，并将其连接到辅酶A上，为三羧酸循环、脂质合成和乙酰化反应提供乙酰基来源。
（2）复合酶结构
PDH不是单一酶，而是多酶复合体，主要包括E1丙酮酸脱氢酶、E2二氢硫辛酰转乙酰酶和E3二氢硫辛酰脱氢酶。其反应依赖TPP、硫辛酸、CoA、FAD和NAD⁺等多个辅因子。
（3）反应不可逆性
PDH反应在生理条件下基本不可逆，因此它是丙酮酸进入氧化代谢的关键承诺步骤。一旦丙酮酸经PDH转化为乙酰辅酶A，碳流通常进入TCA循环、脂质合成或乙酰化代谢，而不能直接返回丙酮酸。
4.2亚细胞定位
（1）真核细胞线粒体定位
在动物细胞和多数真核细胞中，PDH位于线粒体基质。细胞质中的丙酮酸需要通过线粒体丙酮酸载体进入线粒体后，才能被PDH利用。
（2）与TCA循环耦合
PDH生成的乙酰辅酶A可与草酰乙酸缩合进入TCA循环，进一步产生NADH、FADH₂和GTP/ATP，为氧化磷酸化提供还原当量。
（3）与脂质合成关联
乙酰辅酶A也是脂肪酸、胆固醇和乙酰化修饰的关键前体。虽然线粒体乙酰辅酶A不能直接穿过线粒体内膜，但可通过柠檬酸穿梭等方式为胞质脂质合成提供碳源。
4.3调控机制
（1）磷酸化调控
在动物细胞中，PDH活性受PDH激酶（PDK）和PDH磷酸酶（PDP）调控。PDK磷酸化PDH E1亚基后抑制PDH活性；PDP去磷酸化后恢复PDH活性。
（2）能量状态调控
高NADH、高乙酰辅酶A和高ATP状态通常抑制PDH，提示细胞氧化能量供应充足；高ADP、高丙酮酸和高Ca²⁺状态则有利于PDH活化，提示细胞需要增强氧化代谢。
（3）病理和代谢适应
缺氧、肿瘤代谢、炎症和部分代谢疾病中，PDK上调可抑制PDH，使丙酮酸更倾向于经LDH生成乳酸。相反，增强PDH通量可促进丙酮酸进入线粒体氧化代谢。
5PDC、LDH与PDH的核心差异
5.1碳流去向差异
（1）PDC导向乙醇分支
PDC使丙酮酸脱羧生成乙醛，后续经ADH转化为乙醇。该路径典型存在于酵母乙醇发酵中，是碳流排向乙醇的重要出口。
（2）LDH导向乳酸分支
LDH使丙酮酸还原为乳酸，碳骨架保持三碳结构。该路径主要服务于NAD⁺再生和乳酸生成。
（3）PDH导向乙酰辅酶A分支
PDH使丙酮酸转化为乙酰辅酶A，连接TCA循环、脂质合成和乙酰化代谢，是氧化代谢和生物合成的重要入口。
5.2NADH/NAD⁺关系差异
（1）PDC不直接消耗NADH
PDC本身不消耗NADH，但其产物乙醛在ADH作用下被还原为乙醇时消耗NADH并再生NAD⁺。
（2）LDH直接消耗NADH
LDH正向生成乳酸时直接消耗NADH并生成NAD⁺，是快速调节细胞质红氧平衡的关键反应。
（3）PDH生成NADH
PDH将NAD⁺还原为NADH，增加线粒体还原当量供应。该NADH后续可进入呼吸链，用于氧化磷酸化。
5.3能量收益差异
（1）PDC和LDH维持糖酵解ATP
PDC-ADH乙醇发酵和LDH乳酸发酵本身不额外产生大量ATP，其主要意义是再生NAD⁺，使糖酵解可继续产生少量ATP。
（2）PDH支持高能量氧化代谢
PDH使丙酮酸进入TCA循环和氧化磷酸化，整体ATP收益远高于单纯发酵路径。该分支适合氧供应充分且线粒体功能完整的状态。
（3）代谢策略不同
发酵分支强调快速NAD⁺再生和短期糖酵解通量，PDH分支强调碳源完全氧化、能量效率和生物合成前体供应。
表2 PDC、LDH与PDH的代谢功能比较
比较维度 | PDC | LDH | PDH |
直接底物 | 丙酮酸 | 丙酮酸/NADH或乳酸/NAD⁺ | 丙酮酸、CoA、NAD⁺ |
直接产物 | 乙醛、CO₂ | 乳酸、NAD⁺ | 乙酰-CoA、CO₂、NADH |
是否脱羧 | 是 | 否 | 是 |
是否直接消耗NADH | 否 | 是 | 否 |
是否生成NADH | 否 | 逆向时生成 | 是 |
主要意义 | 乙醇发酵入口 | 细胞质NAD⁺再生 | 氧化代谢入口 |
典型场景 | 酵母发酵、高糖条件 | 缺氧、高糖酵解、乳酸生成 | 有氧代谢、TCA循环、脂质合成 |
产物风险 | 乙醛毒性、乙醇副产物 | 乳酸积累、酸化 | ROS压力、线粒体负荷 |
6不同生物系统中的分支特点
6.1酵母系统
（1）PDC优势明显
在酿酒酵母中，PDC是乙醇发酵的核心入口。高糖条件下，丙酮酸大量进入PDC-ADH路径，生成乙醇并再生NAD⁺。
（2）LDH多用于工程改造
多数酿酒酵母天然乳酸生成能力不强。若目标是乳酸生产，常需导入外源LDH，并削弱乙醇分支，使丙酮酸更多进入乳酸路径。
（3）PDH与呼吸代谢相关
酵母线粒体PDH参与乙酰辅酶A生成和呼吸代谢，但在高糖发酵条件下，PDC分支常占据较强碳流优势。
6.2动物细胞系统
（1）LDH与缺氧响应相关
动物细胞缺氧或线粒体氧化能力下降时，丙酮酸更倾向于通过LDH生成乳酸，以维持糖酵解通量。
（2）PDH是线粒体氧化入口
氧供应充分时，丙酮酸经PDH生成乙酰辅酶A，进入TCA循环。PDH活性下降常使丙酮酸积累并转向乳酸生成。
（3）PDC通常不是动物细胞主分支
典型动物细胞不以PDC-乙醇发酵作为主要丙酮酸代谢路径。因此，在动物细胞代谢分析中，PDC通常不作为主要丙酮酸分支讨论。
6.3细菌和工程微生物系统
（1）分支灵活性强
不同细菌可同时具有乳酸、乙醇、乙酸、甲酸、琥珀酸等多种丙酮酸分支。PDC、LDH和PDH只是其中一部分。
（2）工程改造价值高
通过增强LDH、PDC或PDH相关通路，可定向生产乳酸、乙醇、乙酰辅酶A衍生物或有机酸。
（3）红氧平衡是关键
微生物发酵工程中，丙酮酸分支选择必须与NADH再氧化、ATP生成和副产物控制共同设计。单纯增强某一酶往往不足以稳定提高产量。
7实验检测与结果判读
7.1代谢物检测
（1）丙酮酸
丙酮酸水平升高可能提示下游分支受限，也可能反映糖酵解通量增强。需结合乳酸、乙醇、乙酰辅酶A和TCA中间物分析。
（2）乳酸
乳酸升高通常提示LDH正向通量增强，但需确认是否由生成增加、外排增强或利用下降导致。
（3）乙醇和乙醛
乙醇升高提示PDC-ADH分支增强。乙醛积累则可能提示PDC活性较强但ADH还原能力或NADH供应不匹配。
（4）乙酰辅酶A与TCA中间物
乙酰辅酶A、柠檬酸、α-酮戊二酸、苹果酸等指标可辅助判断PDH与TCA循环通量变化。
7.2酶活和蛋白检测
（1）PDC活性
PDC活性检测可用于判断乙醇发酵入口能力，常与乙醇生成、CO₂释放和ADH活性共同分析。
（2）LDH活性
LDH活性可反映乳酸-丙酮酸互转能力，但不能单独判断反应方向。需结合乳酸/丙酮酸比值和NADH/NAD⁺状态。
（3）PDH活性
PDH活性常通过酶活测定、PDH磷酸化水平、PDK/PDP表达及线粒体呼吸指标综合评价。PDH磷酸化升高通常提示PDH被抑制。
7.3同位素示踪
（1）碳流追踪
使用¹³C-葡萄糖或¹³C-丙酮酸可追踪碳流进入乳酸、乙醇、乙酰辅酶A及TCA循环的比例。
（2）分支定量
同位素标记可区分代谢物浓度变化和实际通量变化。例如乳酸浓度升高不一定等同于LDH通量持续增强，也可能与乳酸外排或再利用下降有关。
（3）工程评价
在代谢工程中，同位素示踪有助于判断PDC、LDH或PDH改造是否真正改变了碳流分配。
表3 丙酮酸分支实验判读指标
检测指标 | 主要反映 | 关联分支 | 判读注意点 |
乳酸 | 丙酮酸还原和NADH再氧化 | LDH | 需结合乳酸外排和NADH/NAD⁺ |
乙醇 | 乙醛还原产物 | PDC-ADH | 需结合乙醛和ADH活性 |
乙醛 | PDC直接产物 | PDC | 易挥发且有毒，检测需快速稳定 |
乙酰-CoA | PDH产物及生物合成前体 | PDH | 受脂质合成和TCA消耗影响 |
NADH/NAD⁺ | 红氧状态 | LDH、PDH、ADH | 决定发酵分支方向 |
PDH磷酸化 | PDH抑制状态 | PDH | 磷酸化升高通常提示PDH活性下降 |
OCR/ECAR | 呼吸和糖酵解状态 | LDH/PDH | 需结合代谢物直接检测 |
8常见误区与区分要点
8.1将PDC与PDH混淆
PDC在不同文献中可能有两种含义：一是丙酮酸脱羧酶，二是丙酮酸脱氢酶复合体。若同时讨论PDC、LDH和PDH，应明确PDC指丙酮酸脱羧酶，PDH指丙酮酸脱氢酶复合体，避免缩写混乱。
8.2将乳酸生成等同于缺氧
乳酸生成常见于缺氧，但并不只发生于缺氧。高糖酵解、线粒体功能受限、肿瘤代谢重编程和免疫细胞激活均可增强乳酸生成。LDH通量升高应结合氧消耗、线粒体功能和糖酵解通量判断。
8.3将PDH活性下降等同于线粒体完全失活
PDH下降会限制丙酮酸进入TCA循环，但线粒体仍可能利用脂肪酸、谷氨酰胺或其他底物维持部分氧化代谢。判断线粒体状态需结合OCR、膜电位、TCA代谢物和呼吸链功能。
8.4忽略红氧平衡
PDC-ADH和LDH分支的共同价值在于再生NAD⁺，而PDH则生成NADH并依赖线粒体氧化能力。若只看碳流，不看NADH/NAD⁺，容易误判分支变化的真实原因。
表4 PDC、LDH与PDH的快速区分逻辑
判读问题 | 优先关注分支 | 关键判断 |
是否发生乙醇发酵 | PDC-ADH | 乙醇、乙醛、CO₂释放增加 |
是否增强乳酸生成 | LDH | 乳酸增加，NAD⁺再生需求升高 |
是否进入TCA循环 | PDH | 乙酰-CoA和TCA中间物增加 |
是否维持糖酵解NAD⁺ | LDH或PDC-ADH | NADH被氧化回NAD⁺ |
是否发生氧化脱羧 | PDH | 生成乙酰-CoA和NADH |
是否发生非氧化脱羧 | PDC | 生成乙醛和CO₂ |
是否保留三碳骨架 | LDH | 丙酮酸与乳酸之间互转 |
9PDC、LDH与PDH分支研究相关产品选型
表5 PDC、LDH与PDH分支研究核心检测产品
产品类别 | 货号 | 产品名称 | 级别/规格 | 体系作用 | 适用方向 |
丙酮酸节点检测 | 丙酮酸（PA）含量检测试剂盒（乳酸脱氢酶, 微量法） | BioReagent | 基于LDH偶联体系检测丙酮酸含量 | 丙酮酸节点定量、LDH/PDH/PDC分流研究 | |
丙酮酸节点检测 | 丙酮酸（PA）含量检测试剂盒（乳酸脱氢酶, 比色法） | BioReagent | 通过LDH偶联反应进行丙酮酸比色检测 | 细胞、组织或发酵样本中丙酮酸定量 | |
丙酮酸节点检测 | 丙酮酸（PA）含量检测试剂盒（二硝基苯肼, 比色法） | BioReagent | 通过DNPH显色体系检测丙酮酸 | 丙酮酸积累、下游分支受限和通量变化分析 | |
PDC样本处理 | 丙酮酸脱羧酶 (PDC)提取试剂 | BioReagent,植物样品抽提用 | 提取样本中PDC相关酶组分 | PDC活性检测前处理，适合植物样本 | |
PDC活性检测 | 丙酮酸脱羧酶（PDC）活性检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 检测PDC催化丙酮酸脱羧生成乙醛的能力 | 乙醇发酵分支、酵母/植物PDC通量分析 | |
PDC活性检测 | 丙酮酸脱羧酶（PDC）活性检测试剂盒（紫外比色法） | BioReagent | 比色法评价PDC活性 | PDC-ADH乙醇发酵路径、缺氧发酵研究 | |
PDH活性检测 | 丙酮酸脱氢酶（PDH）活性检测试剂盒（DCPIP, 微量法） | BioReagent | 检测PDH氧化脱羧活性，反映丙酮酸进入乙酰辅酶A分支能力 | PDH通量、TCA入口、线粒体氧化代谢研究 | |
ADH样本处理 | 乙醇脱氢酶 (ADH)提取试剂 | BioReagent,植物样品抽提用 | 提取样本中ADH相关酶组分 | PDC下游ADH活性检测前处理 | |
ADH活性检测 | 乙醇脱氢酶（ADH）活性检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 检测乙醛与乙醇互转能力 | PDC-ADH分支完整性、乙醛还原能力评价 | |
ADH活性检测 | 乙醇脱氢酶（ADH）活性检测试剂盒（紫外比色法） | BioReagent | 比色法检测ADH活性 | 乙醇代谢、乙醛还原和发酵通量分析 | |
乙醇分支产物检测 | 乙醇含量检测试剂盒（WST-8, 微量法） | BioReagent | 定量检测乙醇含量 | PDC-ADH乙醇发酵分支评价 | |
乙醇分支产物检测 | 乙醇含量检测试剂盒（WST-8, 比色法） | BioReagent | 比色法检测乙醇含量 | 乙醇生成、PDC分支强度和发酵终产物分析 | |
LDH核心活性检测 | L-乳酸脱氢酶检测试剂盒（WST-8法） | BioReagent,比色法,适用于分析 | 检测L-LDH相关活性 | L-乳酸生成、糖酵解增强和LDH分支评价 | |
LDH核心活性检测 | 乳酸脱氢酶（LDH）活性检测试剂盒（LD-L, 比色法） | BioReagent | 检测LDH催化乳酸-丙酮酸互转能力 | LDH分支活性、乳酸生成能力分析 | |
LDH核心活性检测 | 乳酸脱氢酶（LDH）活性检测试剂盒（LD-P, 紫外比色法） | BioReagent | 紫外比色法检测LDH活性 | 乳酸/丙酮酸氧化还原平衡分析 | |
D-LDH活性检测 | D-乳酸脱氢酶 (D-LDH) 活性检测试剂盒 (二硝基苯肼, 微量法) | BioReagent | 检测D-LDH相关活性 | 微生物D-乳酸发酵、D/L乳酸分支区分 | |
L-乳酸检测 | L-乳酸检测试剂盒 | 比色法, 100 assays(96 samples) | 检测L-乳酸含量 | LDH正向通量、乳酸外排和糖酵解水平分析 | |
L-乳酸检测 | L-乳酸检测试剂盒（WST-8法） | BioReagent,比色法,适用于分析 | WST-8体系定量L-乳酸 | 细胞培养上清、发酵液或组织样本乳酸定量 | |
D-乳酸检测 | D-乳酸 (D-LA) 含量检测试剂盒 (WST-8, 微量法) | BioReagent | 检测D-乳酸含量 | 微生物发酵、D/L乳酸异构体区分 | |
D-乳酸检测 | D-乳酸比色法 | 足以进行100次比色测试 | 比色法检测D-乳酸 | D-乳酸生成菌株、乳酸发酵产物分析 | |
LDH细胞毒性检测 | 乳酸脱氢酶 (LDH) 细胞毒性检测试剂盒 (WST-8, 微量法) | BioReagent | 通过LDH释放评价细胞膜损伤 | 分支干预后的细胞损伤和毒性评价 | |
LDH细胞毒性检测 | 乳酸脱氢酶 (LDH) 细胞毒性检测试剂盒 (二硝基苯肼, 微量法) | BioReagent | DNPH体系检测细胞外LDH释放 | 细胞膜完整性、代谢干预安全性评价 | |
LDH细胞毒性检测 | 乳酸脱氢酶细胞毒性检测试剂盒(WST-8法) | BioReagent,即用型,for IP | 即用型LDH释放检测体系 | 药物处理、代谢调控或细胞损伤模型评价 | |
LDH细胞毒性检测 | 乳酸脱氢酶（LDH）细胞毒性检测试剂盒（二硝基苯肼, 比色法） | BioReagent | 比色法评价细胞外LDH释放 | 细胞毒性、膜损伤及代谢抑制剂安全性分析 | |
乙酰辅酶A检测 | 乙酰辅酶A（Acetyl-CoA）含量检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 检测乙酰辅酶A含量，反映PDH产物池变化 | PDH分支、TCA入口、脂质合成前体分析 |
表6 PDC、LDH与PDH分支研究相关酶学材料
产品类别 | 货号 | 产品名称 | 级别/规格 | 体系作用 | 适用方向 |
PDC酶学材料 | 丙酮酸脱羧酶 (PDC) | 生物活性 重组 ActiBioPure™ 高性能 EnzymoPure™ ≥1 U/mg enzyme powder; ≥5 U/mg protein | 催化丙酮酸非氧化脱羧生成乙醛和CO₂ | PDC分支体外酶学验证、酵母乙醇发酵通量研究 | |
丙酮酸相关酶 | 丙酮酸氧化酶 (PYOD) | ActiBioPure™, EnzymoPure™, 生物活性, 高性能, ≥90%(SDS-PAGE), ≥50 U/mg protein | 催化丙酮酸氧化，可用于丙酮酸偶联检测体系 | 丙酮酸定量、酶偶联检测、丙酮酸节点分析 | |
糖酵解末端酶 | 丙酮酸激酶 (PK) | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥90%(SDS-PAGE),≥50 U/mg enzyme powder; ≥300 U/mg protein | 催化PEP生成丙酮酸 | 糖酵解末端供碳、丙酮酸生成速率分析 | |
糖酵解末端酶 | 丙酮酸激酶 (PK) | 生物活性,ActiBioPure™,天然,高性能,EnzymoPure™,来源于兔肌肉; ≥200 U/mg enzyme powder | 催化PEP向丙酮酸转化 | 体外酶学、糖酵解上游供碳评价 | |
丙酮酸竞争分支酶 | 丙酮酸羧化酶 |
| 催化丙酮酸羧化生成草酰乙酸 | 丙酮酸补充反应、PDH竞争分支、TCA补料分析 | |
ADH酶学材料 | (R)-乙醇脱氢酶 |
| 催化醇/醛酮底物氧化还原转化 | ADH偶联反应、醇类代谢和手性底物转化研究 | |
ADH酶学材料 | 乙醇脱氢酶 来源于酿酒酵母 | 生物活性,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,天然,≥300 units/mg protein | 催化乙醛与乙醇互转 | PDC-ADH乙醇发酵路径、乙醛还原能力分析 | |
ADH酶学材料 | 重组乙醇脱氢酶 (ADH) | 生物活性, ActiBioPure™, 高性能, EnzymoPure™, ≥90%(SDS-PAGE), ≥100 U/mg protein | 重组ADH酶学反应材料 | ADH活性验证、乙醇/乙醛互转分析 | |
LDH酶学材料 | D-乳酸脱氢酶 (LDHD) | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥220 U/mg enzyme powder | 参与D-乳酸相关氧化还原转化 | 微生物D-乳酸代谢、D/L乳酸分支区分 | |
LDH酶学材料 | 乳酸脱氢酶 来源于葡萄球菌 | EnzymoPure™, ＞100U/mg | 催化乳酸与丙酮酸互转 | 微生物LDH反应、乳酸分支体外验证 | |
LDH酶学材料 | 重组L-乳酸脱氢酶 (L-LDH) | ActiBioPure™, 生物活性, 高性能, EnzymoPure™, 重组, >260 U/mg protein | 催化丙酮酸与L-乳酸之间可逆转化 | L-乳酸生成、LDH分支、NADH/NAD⁺平衡研究 | |
LDH酶学材料 | 重组L-乳酸脱氢酶 (L-LDH) | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥90%(SDS-PAGE),≥80 U/mg enzyme powder; ≥300 U/mg protein | 高活性L-LDH酶学材料 | 乳酸生成体系、LDH偶联检测 | |
LDH酶学材料 | 重组乳酸脱氢酶（LDH） | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥90%(SDS-PAGE),≥420U/mg enzyme powder | 催化乳酸-丙酮酸互转 | LDH活性研究、乳酸/丙酮酸氧化还原平衡分析 | |
PEPC酶学材料 | 重组磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (PEPC) | ActiBioPure™, 生物活性, 高性能, EnzymoPure™, ≥80 U/mg protein | 催化PEP羧化生成草酰乙酸相关产物 | PEP-丙酮酸相邻碳流、植物/微生物碳代谢研究 | |
MDH酶学材料 | 苹果酸脱氢酶 (MDH) | 生物活性,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,重组,≥40 U/mg enzyme powder; expressed in E.coli | 催化苹果酸与草酰乙酸互转 | PDH下游TCA联用、NADH读出、线粒体代谢分析 | |
MDH酶学材料 | 苹果酸脱氢酶（MDH）来源于栖热菌 | 生物活性,ActiBioPure™,天然,高性能,EnzymoPure™,≥100 U/mg enzyme powder | 耐热来源MDH反应材料 | TCA循环联用、体外酶偶联体系 | |
MDH酶学材料 | 重组苹果酸脱氢酶 (MDH) | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥50U/mg enzyme powder; ≥200U/mg protein | 催化苹果酸-草酰乙酸互转 | PDH下游TCA状态评价 | |
MDH酶学材料 | （重组）苹果酸脱氢酶 r-MDH | EnzymoPure™, ＞ 550 units/mg | 高活性MDH酶学材料 | NADH读出体系、代谢偶联反应 | |
GDH酶学材料 | L-谷氨酸脱氢酶（NADP型） | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,>60 U/mg protein | NADP(H)依赖的谷氨酸代谢反应 | NADPH/NADP⁺状态、碳氮代谢交叉研究 | |
GDH酶学材料 | L-谷氨酸脱氢酶（NADP型） | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥2000U/ml; ≥400U/mg protein | 高活性NADP型GDH | 氮代谢与TCA联用分析 | |
GDH调控剂 | R162,谷氨酸脱氢酶（GDH1）抑制剂 | ≥98% | 抑制GDH1相关活性 | 丙酮酸与氨基酸代谢交叉机制研究 | |
GDH酶学材料 | 谷氨酸脱氢酶 (GLDH) | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥90%(SDS-PAGE),≥200 U/mg enzyme powder; ≥400 U/mg protein | 催化谷氨酸与α-酮戊二酸互转 | TCA-氨基酸代谢交叉、NAD(P)H状态分析 | |
GDH酶学材料 | 谷氨酸脱氢酶（NAD-GDH）来源于微生物 | 生物活性,ActiBioPure™,天然,高性能,EnzymoPure™,≥100 U/mg enzyme powder | NAD依赖型GDH反应材料 | α-酮戊二酸相关代谢、碳氮代谢联用 | |
GDH酶学材料 | 重组谷氨酸脱氢酶（NAD-GDH） | 生物活性,重组,ActiBioPure™,高性能,EnzymoPure™,≥80 U/mg enzyme powder | 重组NAD-GDH酶学材料 | TCA联用、氨基酸代谢交叉分析 | |
乙酰辅酶A标准/底物 | 乙酰辅酶A 三锂盐 | 85%(酶和吸光度),2%(锂) | 作为乙酰辅酶A来源或标准品 | PDH产物池、TCA入口、脂质合成前体分析 | |
乙酰辅酶A标准/底物 | 乙酰辅酶A三锂盐 | ≥85% | 乙酰辅酶A底物/标准品 | 乙酰辅酶A相关酶反应体系 | |
乙酰辅酶A标准/底物 | 乙酰辅酶A钠盐 | ≥90% | 乙酰辅酶A来源 | PDH下游代谢、乙酰辅酶A分支分析 |
表7 丙酮酸相邻通路、TCA联用与辅助评价产品
产品类别 | 货号 | 产品名称 | 级别/规格 | 体系作用 | 适用方向 |
PK活性检测 | 丙酮酸激酶 (PK) 活性检测试剂盒 (紫外微量法) | BioReagent | 检测糖酵解末端PK活性 | 丙酮酸生成速率、糖酵解供碳分析 | |
PPDK活性检测 | 丙酮酸磷酸双激酶 (PPDK) 活性检测试剂盒 (紫外常量法) | BioReagent | 检测PPDK活性 | 植物/微生物PEP-丙酮酸互转分析 | |
PPDK活性检测 | 丙酮酸磷酸双激酶 (PPDK) 活性检测试剂盒 (紫外微量法) | BioReagent | 微量法检测PPDK活性 | 丙酮酸相邻碳流调节研究 | |
PC活性检测 | 丙酮酸羧化酶（PC）活性检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 检测丙酮酸羧化生成草酰乙酸能力 | 丙酮酸补充反应、PDH竞争分支分析 | |
PC活性检测 | 丙酮酸羧化酶（PC）活性检测试剂盒（紫外比色法） | BioReagent | 比色法检测PC活性 | 丙酮酸分流、糖异生或补充代谢研究 | |
PEPC活性检测 | 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 检测PEPC活性 | PEP羧化、草酰乙酸补充、植物碳代谢 | |
PEPC活性检测 | 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶（PEPC）活性检测试剂盒（紫外比色法） | BioReagent | 比色法检测PEPC活性 | 植物/微生物碳流补充反应 | |
PEPCK活性检测 | 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）活性检测试剂盒（紫外常量法） | BioReagent | 检测PEPCK活性 | 糖异生、草酰乙酸-PEP转化分析 | |
PEPCK活性检测 | 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶（PEPCK）活性检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 微量法检测PEPCK活性 | PEP/丙酮酸供需关系分析 | |
CS活性检测 | 柠檬酸合酶（CS）活性检测试剂盒（DTNB, 微量法） | BioReagent | 检测乙酰辅酶A进入TCA循环的入口酶活性 | PDH-TCA耦联、线粒体氧化代谢评价 | |
NAD-MDH活性检测 | NAD-苹果酸脱氢酶（NAD-MDH）活性检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 检测NAD依赖型MDH活性 | TCA循环、NADH状态和PDH下游联用分析 | |
NAD-MDH活性检测 | NAD-苹果酸脱氢酶（NAD-MDH）活性检测试剂盒（紫外比色法） | BioReagent | 比色法检测NAD-MDH活性 | 线粒体/胞质苹果酸代谢分析 | |
NADP-MDH活性检测 | NADP-苹果酸脱氢酶（NADP-MDH）活性检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 检测NADP依赖型MDH活性 | NADPH相关还原力分析、碳代谢联用 | |
NADP-MDH活性检测 | NADP-苹果酸脱氢酶（NADP-MDH）活性检测试剂盒（紫外比色法） | BioReagent | 比色法检测NADP-MDH活性 | NADP(H)平衡、TCA旁路分析 | |
线粒体MDH检测 | 线粒体苹果酸脱氢酶（mMDH）活性检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 检测线粒体MDH活性 | PDH下游线粒体氧化代谢评价 | |
线粒体MDH检测 | 线粒体苹果酸脱氢酶（mMDH）活性检测试剂盒（紫外比色法） | BioReagent | 比色法检测mMDH活性 | 线粒体TCA循环状态分析 | |
MDH样本处理 | 苹果酸脱氢酶 (MDH)提取试剂 | BioReagent | 提取样本中MDH相关酶组分 | MDH活性检测前处理 | |
MDH活性检测 | 苹果酸脱氢酶活性检测试剂盒(WST-8) | BioReagent,比色法,适用于分析 | WST-8体系检测MDH活性 | TCA联用、苹果酸-草酰乙酸转化分析 | |
GDH活性检测 | 谷氨酸脱氢酶 (GDH) 活性检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 检测GDH活性 | α-酮戊二酸相关代谢、TCA-氨基酸交叉分析 | |
GDH活性检测 | 谷氨酸脱氢酶（GDH）活性检测试剂盒（紫外比色法） | BioReagent | 比色法检测GDH活性 | 氮代谢与碳代谢联用 | |
ACC活性检测 | 乙酰辅酶A羧化酶（ACC）活性检测试剂盒（钼酸铵, 微量法） | BioReagent | 检测乙酰辅酶A向脂肪酸合成方向转化相关活性 | PDH产物乙酰辅酶A下游脂质合成分析 | |
ACC活性检测 | 乙酰辅酶A羧化酶（ACC）活性检测试剂盒（钼酸铵, 比色法） | BioReagent | 比色法检测ACC活性 | 乙酰辅酶A分流至脂质合成的评价 | |
ATP检测 | ATP含量检测试剂盒（钼酸铵, 微量法） | BioReagent | 检测ATP水平 | PDC/LDH发酵分支与PDH氧化分支的能量收益比较 | |
无机磷检测 | 无机磷含量检测试剂盒（紫外微量法） | BioReagent | 检测无机磷水平，辅助评价能量代谢背景 | ATP代谢、糖酵解和氧化磷酸化联用分析 | |
无机磷检测 | 无机磷含量检测试剂盒（紫外比色法） | BioReagent | 比色法检测无机磷 | 能量代谢辅助指标分析 | |
细胞活性检测 | CCK-8试剂盒 | BioReagent,for detection | 评价细胞代谢活性 | LDH抑制、PDH激活、丙酮酸回补后的细胞状态分析 | |
细胞活性检测 | 固体即溶型CCK-8试剂盒 |
| 评价细胞增殖和代谢活性 | 分支调控处理后的细胞活力检测 | |
细胞活性检测 | MTT细胞增殖及细胞毒性检测试剂盒 | BioReagent | 检测细胞代谢活性和毒性响应 | PDC、LDH、PDH调控后的细胞损伤与活性评价 |
PDC、LDH与PDH分别代表丙酮酸在发酵、红氧平衡和氧化代谢中的不同去向。PDC将碳流导向乙醇发酵，LDH维持丙酮酸与乳酸之间的NADH/NAD⁺平衡，PDH则将丙酮酸连接到乙酰辅酶A和TCA循环。准确区分三者，有助于理解细胞在缺氧、高糖、发酵、肿瘤代谢和代谢工程场景中的碳流分配逻辑。
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[1] 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性的测定
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