Brenztraubensäure ist eine organische Säure, die in den meisten biologischen Systemen vorkommt. Es ist eine farblose Flüssigkeit, die chemisch als CH3COCO2H dargestellt wird. Wenn Brenztraubensäure ein Wasserstoffatom verliert, nimmt sie eine negative Ladung an und wird Pyruvat genannt. Pyruvat ist essentiell für viele Stoffwechselwege, die von lebenden Organismen benötigt werden, und wird chemisch als C3H3O3 dargestellt.
Pyruvat wird bei Stoffwechselreaktionen verwendet, um einem Organismus Energie zuzuführen. Glukose – besser bekannt als Zucker – kann in einem Prozess namens Glykolyse abgebaut werden, der zur Bildung von Pyruvat führt. Das Pyruvat kann dann in Acetyl-Coenzym A umgewandelt werden, das notwendig ist, um eine Reihe von Reaktionen auszulösen, die als Krebs-Zyklus bekannt sind, auch bekannt als Zitronensäure-Zyklus. Im Krebs-Zyklus wird Sauerstoff verwendet, um Kohlenhydrate, Fette und Proteine in Kohlendioxid und Wasser umzuwandeln und dabei Energie zu erzeugen.
In einem separaten Prozess kann Pyruvat in eine Verbindung namens Oxalacetat umgewandelt werden, die auch ein notwendiger Bestandteil des Krebs-Zyklus ist. Oxalacetat ist ein Vermittler bei der Gluconeogenese, einem Prozess, bei dem der Körper in Zeiten extremen Stresses Glukose herstellen kann. Dies tritt normalerweise während Hungerperioden oder intensiver körperlicher Betätigung auf.
Pyruvat kann auch zur Herstellung von Alanin verwendet werden, einer Aminosäure, die zur Herstellung von Proteinen verwendet wird. Alanin und Pyruvat sind durch eine reversible Transaminierungsreaktion leicht austauschbar.
In Abwesenheit von Sauerstoff kann Pyruvat bei Mensch und Tier zu Laktat abgebaut werden. Die Umwandlung von Pyruvat in Laktat erfolgt meist nur bei intensiver Aktivität, wenn der Energiebedarf sehr hoch ist. Wenn die gleiche Reaktion in Pflanzen oder Bakterien abläuft, ist das Endprodukt Ethanol, der zentrale Inhaltsstoff aller alkoholischen Getränke.
Im Wesentlichen wird Pyruvat für viele Stoffwechselreaktionen benötigt, die biologisch vielen verschiedenen Zwecken dienen. Obwohl es aus Glukose gebildet wird, kann Pyruvat über den Krebs-Zyklus in Energie, durch Gluconeogenese in Kohlenhydrate zur Energiespeicherung, in Protein in Form der Aminosäure Alanin und in anaeroben Reaktionen in Ethanol umgewandelt werden. Da Brenztraubensäure chemisch so einfach und essentiell für viele Reaktionen ist, die zur Aufrechterhaltung des Lebens notwendig sind, denken einige Leute interessanterweise, dass sie eine der ersten organischen Verbindungen und ein Katalysator für die Entstehung des Lebens auf der Erde war.