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.
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 E2A. Mattevi, G. Obmolova, E. Schulze, K. H. Kalk, A. H. Westphal, A. de Kok, W. G. Hol « Atomic structure of the cubic core of the pyruvate dehydrogenase multienzyme complex », dans Science, vol. 255, 1544-1550, 1992., et dodécaédrique chez les bactéries à Gram positif, avec 60 sous-unité E2. Chez les eucaryotes, on le trouve dans la matrice mitochondriale, l'enzyme humaine étant constituée de 96 sous-unités organisées selon une symétrie dodécaédriqueM. Smolle, A. E. Prior, A. E. Brown, A. Cooper, O. Byron, J. G. Lindsay, « A new level of architectural complexity in the human pyruvate dehydrogenase complex », dans J. Biol. Chem. vol. 281, 19772-19780, 2006..
Enzyme Abrév. Cofacteurs Nombre de sous-unités Procaryotes Eucaryotes Pyruvate-déshydrogénase : décarboxylase E1 Pyrophosphate de thiamine (TPP) 24 30 Dihydrolipoamide S-acétyltransférase : acyltransférase E2 Lipoamide / dihydrolipoamidecoenzyme A (CoA-SH) 24-60 48-60 Dihydrolipoyl-déshydrogénase : oxydoréductase E3 Dinucléotide flavine-adénine (FAD)Nicotinamide adénine dinucléotide (NAD+) 12 12
La réaction globale catalysée par le complexe pyruvate-déshydrogénase est la suivante :
60px|class=skin-invert-image + CoA-SH + NAD+ → NADH + H+ + + 90px|class=skin-invert-image 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 :
redresse=2.75|centre|class=skin-invert-image|vignette|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+.
Notes et références
Catégorie:EC 1.2.4 Catégorie:EC 2.3.1 Catégorie:EC 1.8.1