Le mécanisme de cette réaction, qui fait intervenir successivement les enzymes E1, E2 et E3, chacune avec ses cofacteurs, est assez complexe, et peut être résumé par le schéma simplifié ci-dessous :
↑(en) Mischa Machius, R. Max Wynn, Jacinta L. Chuang, Jun Li, Ronald Kluger, Daria Yu, Diana R. Tomchick, Chad A. Brautigam et David T. Chuang, « A Versatile Conformational Switch Regulates Reactivity in Human Branched-Chain α-Ketoacid Dehydrogenase », Structure, vol. 14, no 2, , p. 287-298 (PMID16472748, DOI10.1016/j.str.2005.10.009, lire en ligne)