Devenir du pyruvate - IBMC

Chap IV.
Devenir du pyruvate
1. Pyruvate Ethanol
Levure et certains microorganismes
Figures tirées de
Lehninger Principles of Biochemistry
Fourth Edition
Copyright © 2004 by W. H. Freeman & Company
a : Décarboxylation
C O- + H + Pyruvate
C O
décarboxylase
H
C
O
CH 3
+ CO 2
CH 3
Pyruvate
Acétaldéhyde
Coenzyme = thiamine pyrophosphate

: Réduction :
H
C
O
+ NADH + H +
Alcool
déshydrogénase
CH 3
CH 3
H
H
C
OH
+ NAD +
c : Bilan (avec glycolyse) :
Glucose + 2 Pi + 2 ADP + 2 H +
2 Ethanol + 2 CO 2 + 2 ATP + 2 H 2 O
= fermentation alcoolique
= processus anaérobie

2. Pyruvate Lactate
(microorganismes, organismes supérieurs si O 2 limité)
C O- C O-
Lactate
C O + NADH + H + déshydrogénase
HO C H
+ NAD +
CH 3
CH 3
Bilan :
Glucose + 2 Pi + 2 ADP
2 lactate + 2 ATP + 2 H 2 O

3. Formation d’Acétyl-CoA
Conditions AEROBIES, dans les mitochondries
Décarboxylation oxydative du pyruvate :
C O- C CH 3
C
CH 3
O
+ NAD + + HS-CoA
Pyruvate
déshydrogénase
S-CoA
+ CO 2
+ NADH

Bilan général :
Glucose
ANAEROBIOSE FERMENTATION
Lactate
NAD +
ou
EtOH
NADH + H +
Pyruvate
Pyruvate
NAD +
NADH + H +
Chaîne RESPIRATOIRE
OX - PHOS
AEROBIOSE RESPIRATION

Acétyl-CoA
1. Entrée du pyruvate dans la mitochondrie
Membrane
externe
Mb interne
Mb interne
Mb externe
Pyruvate
Pyruvate
Translocase
Matrice
Pyruvate
Matrice
Porine
PORINE

2. Décarboxylation oxydative du pyruvate
Pyruvate + CoA + NAD + Acétyl-CoA + CO 2 + NADH + H +
Enz = complexe de la pyruvate déshydrogénase
Cofacteurs : Thiamine pyrophosphate (TPP)
Lipoamide
FAD
NAD +
CoA
Pyruvate
déshydrogénase
Dihydrolipoyl
transacétylase
Dihydrolipoyl
déshydrogénase
TPP
Lipoamide
FAD
Décarboxylation du
pyruvate
Oxydation de C 2 et
transfert à CoA
Régénération de la
forme oxydée de la
lipoamide

Thiamine pyrophosphate (TPP)

Lipoamide
Forme oxydée
Acide
lipoic
Forme réduite
Forme acétylée
Rés. Lys
de E2
Chaîne polypeptidique de E2

Le complexe de la pyruvate déshydrogénase :
Pyruvate déshydrogénase : E1
Dihydrolipoyl transacétylase : E2
Dihydrolipoyl déshydrogénase : E3

a : Le pyruvate est décarboxylé :
Pyruvate + TPP hydroxyéthyl-TPP + CO 2
E1 pyruvate déshydrogénase
OH
C
CH 3
OH
C
CH 3
C
C
R
R
N
S
N
S
C
C
C
C
CH 3
R’
CH 3
R’
R
CO 2
R
C O- +
O C
C
N
CH 3
S
H + + δ− δ +
HO
C O-
C
CH 3
C
N
S
C
C
C
C
CH 3
R’
CH 3
R’

: Le groupe hydroxyéthyle lié au TPP est oxydé en groupe
acétyle et simultanément transféré sur la lipoamide
CH 3
S
C
R’
C
C
OH
N
C
CH 3
R
+
S S
CH 2
C
CH 2
Lipoamide
H
R
E1
H
S
CH 2
CH 3
C O
S
H
C
R
CH 2
+
C
S
N
R
C
C
R’
CH 3
Carbanion du TPP

c : Formation d’acétyl-CoA
CH 3
C O
H
S S
H
CH 2
C
R
CH 2
acétyllipoamide
SH
SH
E2
H
+ SH-CoA CH 2
C
R
CH 2
dihydrolipoamide
CH 3
C O
S-CoA
Conservation de la liaison riche en énergie
d : Régénération de la lipoamide oxydée
SH
CH 2
CH 2
SH
C
H
R
E3
+ NAD + (FAD)
Dihydrolipoyl
déshydrogénase
S
CH 2
S
CH 2
C
H
R
+ NADH
+ H +

Résumé :

Régulation de la Pyruvate déshydrogénase
Inhibition par les produits :
Acétyl-CoA inhibe la transacétylase
NADH inhibe la dihydrolipoyl déshydrogénase
Inhibitions levées par CoA et NAD +
Régulation par rétroinhibition :
GTP inhibe la pyruvate déshydrogénase
AMP 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)