支鏈α-酮酸脫氫酶複合物

支链α-酮酸脱氢酶复合物（branched-chain α-ketoacid dehydrogenase complex，BCKDC）是一种在线粒体内膜中找到的酶之多次单元复合物(multi-subunit complex)。 这种酶复合物催化具支链的短链α-酮酸的氧化脱羧反应。BCKDC是α-酮酸脱氢酶复合体家族内的成员，包括丙酮酸脱氢酶复合体(pyruvate dehydrogenase)和α-酮戊二酸脱氢酶复合体(α-ketoglutarate dehydrogenase)，是三羧酸循环具有重要功能的酶。

生物上的功能

在动物组织中，BCKDC催化不可逆步骤 ，分解代谢的支链氨基酸，即L-异白胺酸，L-缬氨酸和L-白胺酸及其衍生物（分别是L-α-酮-β-甲基戊酸酯，α-酮异戊酸和α-酮异己酸盐）。 在细菌中，这种酶参与的支链、长链脂肪酸的合成；在植物中，这种酶是参与合成支链、长链的烃。
BCKDC催化的分解代谢之全反应示于图1。

结构

BCKDC的酶催化机制很大程度上取决于这个大型酶复合体的精细结构。这种酶复合物是由三个催化次单元组成: α-酮酸脱氢酶(alpha-ketoacid dehydrogenase)（E₁部分），二氢硫辛酸转乙酰基酶(dihydrolipoyl transacylase) （E₂部分），和二氢硫辛酰胺脱氢酶(dihydrolipoamide dehydrogenase)（E₃部分）。在人体中的BCKDC核心中，有24个E₂部分以八面体对称排列。24 E₂次单元聚合物分两部分，12个E₁α2β2四聚体和6个E₃同二聚体以非共价方式结合。除了E₁/E₃-结合区域，在E₂次单元上，有2个其他重要的结构区域：
（i）以该蛋白质的氨基末端部分的硫辛酰-轴承结构域(lipoyl-bearing domain)
（ii）在蛋白质羧基端的内核区域(inner-core domain)。
内核区域是由两个区间片段（连接子）连接到E₂次单元的其他两个区域。内核区域对形成酶复合物的低聚核(oligomeric core)和催化酰基转移酶的反应是必须的（由“机制”一节中所示）。 E₂的硫辛酰区域可借由上述提到连结子的弹性构像，使其在组装好的BCKDC上之E₁、E₂和E₃次单元的活性区位间自由摆动。（参照图2）因此就功能及结构方面来说，E₂部分在BCKDC催化的整个反应扮演着重要的角色。
每个子单元的作用如下

E1次单元

E₁采用硫胺素焦磷酸（TPP）作为催化的辅助因子。 E₁催化α-酮酸的脱羧反应和后来的硫辛酰结构部分，以共价结合于E₂次单元的还原反应（另一催化辅因子）。

E2次单元

E₂催化酰基(acyl group)从硫辛酰部分转至的辅酶A（化学计量的辅因子，stoichiometric cofactor）。

E3次单元

在E3₃部分是黄素蛋白(flavoprotein)，且其可作为氧化剂并利用FAD（催化辅因子）重新氧化还原E₂次单元上的硫辛酰硫部分(lipoyl sulfur residues)；然后FAD将这些质子和电子转移到NAD+（化学计量的辅因子，stoichiometric cofactor）以完成反应循环。

疾病相关

缺乏任何这种复酶复合物以或复合物的抑制，会使支链氨基酸和它们有害衍生物在体内积聚。这些积累会产生有甜味的排泄物（如耳垢和尿液），及病理学常称为枫糖尿症。
在原发性胆汁性肝硬化中，[一种急性肝功能衰竭(acute liver failure)]，这种酶是自身抗原(autoantigen)，这些抗体(antibodies)会辨识氧化的蛋白质，导致炎症免疫反应，有些发炎反应可由麸质过敏解释。 其他线粒体自身抗原，可由抗线粒体抗体(anti-mitochondrial antibodies)所辨识的抗原,包括丙酮酸脱氢酶(pyruvate dehydrogenase)和支链酮戊二酸脱氢酶(oxoglutarate dehydrogenase)。