Complexe pyruvate-déshydrogénase

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.

Pyruvate-déshydrogénase (E1)

Données clés

N° EC	EC 1.2.4.1
N° CAS	9014-20-4
Cofacteur(s)	TPP

Activité enzymatique

IUBMB	Entrée IUBMB
IntEnz	Vue IntEnz
BRENDA	Entrée BRENDA
KEGG	Entrée KEGG
MetaCyc	Voie métabolique
PRIAM	Profil
PDB	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
GO	AmiGO / EGO

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Acétyl-CoA:dihydrolipoamide-
S-acétyltransférase (E2)

Données clés

N° EC	EC 2.3.1.12
N° CAS	9032-29-5

Activité enzymatique

IUBMB	Entrée IUBMB
IntEnz	Vue IntEnz
BRENDA	Entrée BRENDA
KEGG	Entrée KEGG
MetaCyc	Voie métabolique
PRIAM	Profil
PDB	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
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Dihydrolipoyl-déshydrogénase

Données clés

N° EC	EC 1.8.1.4
N° CAS	9001-18-7
Cofacteur(s)	FAD

Activité enzymatique

IUBMB	Entrée IUBMB
IntEnz	Vue IntEnz
BRENDA	Entrée BRENDA
KEGG	Entrée KEGG
MetaCyc	Voie métabolique
PRIAM	Profil
PDB	RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
GO	AmiGO / EGO

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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 oxydoréductase. 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].

Enzyme	Abrév.	Cofacteurs	Nombre de sous-unités
			Procaryotes	Eucaryotes
Pyruvate-déshydrogénase   EC 1.2.4.1 : décarboxylase	E1	Pyrophosphate de thiamine   (TPP)	24	30
Dihydrolipoamide S-acétyltransférase   EC 2.3.1.12 : acyltransférase	E2	Lipoamide / dihydrolipoamide  coenzyme A (CoA-SH)	24-60	48-60[4]
Dihydrolipoyl-déshydrogénase   EC 1.8.1.4 : oxydoréductase	E3	Dinucléotide flavine-adénine (FAD)   Nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+)	12	12

La réaction globale catalysée par le complexe pyruvate-déshydrogénase est la suivante :

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

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 le pyrophosphate de thiamine (TPP),
    - la S-acétyltransférase de dihydrolipoamide (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⁺.