Devenir du pyruvate

1. Pyruvate EthanolLevure et certains microorganismes

a : Décarboxylation

CH3

C O

CO-

+ H+Pyruvate

décarboxylase

OC

H

CH3

+ CO2

Pyruvate Acétaldéhyde

Coenzyme = thiamine pyrophosphate

Chap IV.

Figures tirées de

Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company

Lehninger Principles of BiochemistryFourth Edition

b : Réduction :

OC

H

CH3 CH3

CH

H

OHAlcool

déshydrogénase+ NAD++ NADH + H+

c : Bilan (avec glycolyse) :

Glucose + 2 Pi + 2 ADP + 2 H+

2 Ethanol + 2 CO2 + 2 ATP + 2 H2O

= fermentation alcoolique

= processus anaérobie

2. Pyruvate Lactate

(microorganismes, organismes supérieurs si O2 limité)

CH3

C O

CO-

CO-

C HHO

CH3

Lactate

déshydrogénase+ NADH + H+ + NAD+

Bilan :

Glucose + 2 Pi + 2 ADP 2 lactate + 2 ATP + 2 H2O

3. Formation d’Acétyl-CoA

Conditions AEROBIES, dans les mitochondries

Décarboxylation oxydative du pyruvate :

CH3

C O

CO-

CCH3

S-CoA+ NAD+ + HS-CoA

+ CO2

+ NADH

Pyruvatedéshydrogénase

Bilan général :

Glucose

Pyruvate

NAD+

NADH + H+

Lactate

EtOHou

Pyruvate

NADH + H+NAD+

Chaîne RESPIRATOIREOX - PHOS

AEROBIOSE RESPIRATION

ANAEROBIOSE FERMENTATION

Membraneexterne

Matrice

PORINE

Mb interne

Pyruvate

Pyruvate

Matrice

Mb externeMb interne

PyruvateTranslocase

Porine

Acétyl-CoA

1. Entrée du pyruvate dans la mitochondrie

2. Décarboxylation oxydative du pyruvate

Régénération de laforme oxydée de la

lipoamideFADDihydrolipoyl

déshydrogénase

Oxydation de C2 ettransfert à CoALipoamideDihydrolipoyl

transacétylase

Décarboxylation dupyruvateTPPPyruvate

déshydrogénase

Pyruvate + CoA + NAD+ Acétyl-CoA + CO2 + NADH + H+

Enz = complexe de la pyruvate déshydrogénase

Cofacteurs : Thiamine pyrophosphate (TPP)LipoamideFAD

CoANAD+

Thiamine pyrophosphate (TPP)

Lipoamide

Forme réduite Forme acétyléeAcidelipoic

Rés. Lysde E2

Forme oxydée

Chaîne polypeptidique de E2

Le complexe de la pyruvate déshydrogénase :

Dihydrolipoyl transacétylase : E2Pyruvate déshydrogénase : E1

Dihydrolipoyl déshydrogénase : E3

CH3

CO

CO-

NCH3

CC

CS

R

R’

NCH3

CC

CS

R

R’CH3

OH

C

NCH3

CC

CS

R

R’CH3

OH

C

CH3

NC

C

CS

R

R’CH3

C

CO-

HO

CO2

+H+ + δ− δ+

a : Le pyruvate est décarboxylé :

Pyruvate + TPP hydroxyéthyl-TPP + CO2

E1 pyruvate déshydrogénase

b : Le groupe hydroxyéthyle lié au TPP est oxydé en groupeacétyle et simultanément transféré sur la lipoamide

CCH3

R’

S

OH

C

CC

CH3

N R

R’

SC

CC

CH3

N R

CH2

R

SH

C

S

CH2

C O

CH3

H

CH2

R

SH

C

S

CH2

Lipoamide

+

+

E1

Carbanion du TPP

c : Formation d’acétyl-CoA

C O

CH3

S-CoACH2

R

SH

C

S

CH2

C O

CH3

H

acétyllipoamide

+ SH-CoA CH2

R

SH

C

S

CH2

H H

dihydrolipoamide

Conservation de la liaison riche en énergie

CH2

R

SH

C

S

CH2

CH2

R

SH

C

S

CH2

H H

d : Régénération de la lipoamide oxydée

+ NAD+

(FAD)

E2

E3 + NADH+ H+

Dihydrolipoyldéshydrogénase

Résumé :

Régulation de la Pyruvate déshydrogénaseInhibition par les produits :Acétyl-CoA inhibe la transacétylaseNADH inhibe la dihydrolipoyl déshydrogénase

Inhibitions levées par CoA et NAD+

Régulation par rétroinhibition :GTP inhibe la pyruvate déshydrogénaseAMP active la pyruvate déshydrogénase

Régulation par modification covalente : Phosphorylation d’une sérine de la pyruvate déshydrogénase = inactivation

Phosphorylation augmentée si ATP, ADP, Acétyl-CoA, CoA, NADH, NAD+ élevés

Réactivation par phosphatase (déphosphorylation activée si [pyruvate] élevée)