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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)