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Concept
Fumarase
Résumé
La fumarase, ou fumarate hydratase, est une lyase qui catalyse la réaction :
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| +
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| Fumarate
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| L-malate
|}
Cette enzyme existe sous une forme cytosolique, par laquelle elle intervient dans le métabolisme du fumarate et de certains acides aminés, et sous une forme mitochondriale, par laquelle elle intervient à la du cycle de Krebs pour catalyser l'hydratation du fumarate en L-malate. Sa localisation dans un compartiment cellulaire cible est déterminée par la présence ou l'absence d'un peptide signal de l'extrémité N-terminale : la présence de cette séquence N-terminale détermine une localisation mitochondriale tandis que son absence détermine une localisation cytosolique.
Outre le cycle de Krebs, elle intervient également dans le cycle de Krebs inverse (fixation du ), et joue un rôle dans le cancer du rein. Une mutation de son gène a été associée au développement de léïomyomes de la peau et de l'utérus en relation avec un cancer du rein.
L'étude de la structure cristallisée de plusieurs fumarases C d'Escherichia coli a révélé que cette enzyme possède deux sites de liaison aux dicarboxylates : le site actif et le . L'observation du déplacement du résidu His129 du laisse penser que de l'eau occupe ce site en permanence. Ce déplacement suggère également que l'accès au site allostérique B est contrôlé par la conversion imidazole imidazolium.
La figure ci-dessous illustre le mécanisme réactionnel de la fumarase. Deux groupes acide-base catalysent le transfert de protons, et l'état d'ionisation de ces groupes est en partie défini par les deux formes E1 et E2 de cette enzyme. À l'état E1, le groupe se présente sous une forme neutre A–H/B, tandis qu'à l'état E2 il se présente sous une forme zwittérionique A−/BH+. C'est l'état E1 qui se lie au fumarate et favorise sa conversion en malate, tandis que l'état E2 se lie au malate et favorise sa conversion en fumarate. Les deux formes doivent subir une isomérisation lors de chaque cycle catalytique.
Source officielle
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