Cofacteurs
Cofacteurs d'oxydoréduction et coenzyme de transfert
Lipoamide

Le lipoamide participe à la fois :

• à un transfert de groupe acyle ($\ce{-C(=O)-}$),
• à une réaction d’oxydoréduction, grâce à son cycle entre forme oxydée et réduite.

Structure du lipoamide

1. L'acide lipoïque (LA ou ALA) est un composé organosulfuré, dérivé de l'acide caprylique, i.e. acide octanoique.

a. L'acide lipoïque contient deux atomes de soufre reliés par une liaison disulfure dans le cycle 1,2-dithiolane. le lipoamide

Le cycle 1,2-dithiolane est un hétérocycle organosulfuré dérivé structurellement du cyclopentane en remplaçant deux ponts méthylène ($\ce{-CH2-}$ par un atome de soufre pour former un pont disulfure.

b. Le cycle disulfure est capable de subir des réactions d'oxydoréduction et forme un système rédox avec l'acide dihydrolipoïque, qui est acyclique, dans lequel chaque soufre existe sous la forme d'un thiol.

L'acide lipoïque est considéré comme oxydé par rapport à l'acide dihydrolipoïque.

2. Le lipoamide, 5-(1,2-dithiolan-3-yl)pentanamide, est la forme fonctionnelle de l'acide lipoïque où la fonction carboxylique ($\ce{-C(=O)OH}$ est liée, de manière covalente, à la lysine d'une enzyme.

Rôle du lipoamide

Le lipoamide joue un rôle important comme groupe prosthétique dans plusieurs complexes multienzymatiques du métabolisme,

Le lipoamide intervient dans l'enzyme E2, i.e. acyltransférase, des complexes multienzymatiques, en particulier dans les complexes 2-oxoacide déshydrogénases ( tableau ci-dessous).

1. Le complexe pyruvate déshydrogénase (PDH) mitochondrial relie la glycolyse au cycle de Krebs..

Le lipoamide transporte le groupe acétyle ($\ce{-C(=O)-CH3}$) du pyruvate décarboxylé vers le CoA.

$\ce{Pyruvate + CoA-SH + NAD+}$ $\longrightarrow$ $\ce{+ Acétyl-CoA + NADH + H+ + CO2}$

2. Dans le complexe α-cétoglutarate déshydrogénase (OGDC) dans l'étape 6 du cycle de Krebs, le lipoamide transfère le groupe succinyle ($\ce{–CO–CH2–CH2–C(=O)-}$)

$\ce{α-Cétoglutarate + CoA-SH + NAD+}$ $\longrightarrow$ $\ce{Succinyl-Co + NADH + H+ + CO2}$

3. Dans les complexes des déshydrogénases des acides aminés branchés (BCKDH ou BCKDC), lors de la dégradation de la leucine, de l'isoleucine et de la valine, il transporte transporte des groupes acyles dérivés des acides aminés (Structural and Thermodynamic Basis for Weak Interactions between Dihydrolipoamide Dehydrogenase and Subunit-binding Domain of the Branched-chain α-Ketoacid Dehydrogenase Complex 2011).

4. du complexe déshydrogénase 2-oxoadipate (OADHC) lors de la dégradation de la lysine, de l'hydrolysine et du tryptophane , dans lesquelles elle transporte des groupes acyle dérivés des acides aminés.

		Complexe 2-oxoadipate déshy- drogénase (OADHC)	Complexe Oxoglutarate déshy- drogénase (OGDC)	Complexe Branched-chain α-cétoacide déshy- drogénase (BCKDC)			Complese Pyruvate déshy- drogénase (PDH)
Voie		Dégradation lysine tryptophane hydroxylysine	Étape 6 du cycle de Krebs	Dégradation des acides aminés branchés			Connection glycolyse/ cycle de Krebs
				Leucine	Isoleucine	Valine
Substrat		2-oxoadipate	2-oxoglutarate	α-céto isocaproate	α-céto-β-méthyl valérate	α-céto isovalérate	Pyruvate
Produits		Glutaryl-CoA	Succinyl-CoA	Isovaléryl-CoA	2-Méthy lbutyryl-CoA	Isobutyryl-CoA	Acétyl-CoA
Com po sants	E1	DHTKD1	OGDH ou KGDH	BCKDHA, BCKDHB			PDHA, PDHB
	E2	DLST		DBT			DLAT E3BP
	E3	DLD					DLD
Cofactor		Thiamine pyrophosphate (TPP), acide lipoïque, coenzyme A, FAD, NAD

Remarque : le complexe de clivage de la glycine (GDC ou système P ou GDC) lors de la dégradation de la glycine dans la mitochondrie a un comportement similaire dans lequel elle transfère le groupement méthylamine ($\ce{–NH-CH2-}$)

$\ce{Glycine}$ $\longrightarrow$ $\ce{CO2 + –NH–CH2}$ via la protéine P

$\ce{Lipoamide–S–S +–NH–CH2}$ $\longrightarrow$ $\ce{Lipoamide–S–CH2–NH– + S–H}$

$\ce{Lipoamide–S-CH2–NH + THF}$ $\longrightarrow$ $\ce{Lipoamide–SH + N^5,N^10-méthylène-THF}$ via la protéine T

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