Ada dapatan bahawa enzim piruvat dehidrogenase yang terdapat dalam mitokondria sel eukariot hampir menyerupai enzim daripada Geobacillus stearothermophilus, sejenis bakteria positif Gram. Walaupun terdapat persamaan kompleks piruvat dehidrogenase dengan bakteria positif, tidak ada banyak persamaan dengan bakteria negatif Gram. Persamaan struktur kuaterner antara piruvat dehidrogenase dan enzim dalam bakteria positif menunjukkan sejarah evolusi terkongsi tersendiri berbanding sejarah evolusi enzim sepadan dalam bakteria negatif Gram. Melalui peristiwa endosimbiosis, piruvat dehidrogenase di mitokondria eukariot menunjukkan hubungan nenek moyang sejak bakteria positif Gram.[15]

Kompleks piruvat dehidrogenase berkongsi banyak persamaan dengan dehidrogenase 2-oksoasid rantai bercabang (BCOADH), terutamanya dalam kekhususan substratnya terhadap asid alfa-keto. Secara khusus, BCOADH memangkinkan penguaraian asid amino, dan enzim ini berkemungkinan banyak semasa tempoh prasejarah Bumi dengan persekitaran limpahan asid amino. Subunit E2 daripada piruvat dehidrogenase berkembang daripada gen E2 yang terdapat dalam BCOADH manakala kedua-dua enzim mengandungi subunit E3 yang sama kerana kehadiran hanya satu gen E3. Oleh kerana subunit E1 mempunyai kekhususan tersendiri terhadap substrat tertentu, subunit E1 piruvat dehidrogenase dan BCOADH adalah berbeza-beza tetapi berkongsi persamaan genetik. Bakteria positif Gram dan sianobakteria yang kemudiannya akan menimbulkan mitokondria dan kloroplas yang ditemui dalam sel eukariot, mengekalkan subunit E1 yang berkaitan secara genetik dengan yang terdapat dalam enzim BCOADH.[16][17]