Le complexe pyruvate déshydrogénase (PDC ) est l'association de trois enzymes intervenant séquentiellement pour catalyser la décarboxylation oxydative du pyruvate en acétyl-CoA . Le pyruvate est notamment issu de la glycolyse , tandis que l'acétyl-CoA est, par exemple, le point d'entrée du cycle de Krebs , qui fonctionne dans la foulée de la chaîne respiratoire pour parachever l'oxydation du groupement acétyle de l'acétyl-CoA.
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Acétyl-CoA:dihydrolipoamideS -acétyltransférase (E2)
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Le PDC est structurellement apparenté au complexe α-cétoglutarate déshydrogénase et au complexe 3-méthyl-2-oxobutanoate déshydrogénase , constitués comme lui d'une décarboxylase , d'une acyltransférase et d'une oxydo-réductase . Chez les procaryotes , il est organisé selon une symétrie qui varie suivant les espèces, cubique chez les bactéries à Gram négatif , avec 24 sous-unités E2[1] , et dodécaédrique chez les bactéries à Gram positif , avec 60 sous-unité E2[2] . Chez les eucaryotes , on le trouve dans la matrice mitochondriale , l'enzyme humaine étant constituée de 96 sous-unités organisées selon une symétrie dodécaédrique [3] .
La réaction globale catalysée par le complexe pyruvate déshydrogénase est la suivante :
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 :
Mécanisme réactionnel du complexe pyruvate déshydrogénase (R = H sur ce schéma) :
- la pyruvate déshydrogénase (E1) catalyse les étapes A et B avec la thiamine pyrophosphate (TPP),
- la dihydrolipoamide S-acétyltransférase (E2) catalyse l'étape C avec le lipoamide et la coenzyme A (CoA-SH),
- la dihydrolipoyl déshydrogénase (E3) catalyse les étapes D et E avec la FAD et la NAD+ .