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Concept
Glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase
Résumé
La glycéraldéhyde-3-phosphate déshydrogénase (GAPDH) est une oxydoréductase qui catalyse la réaction suivante :
Cette enzyme intervient à la sixième étape de la glycolyse, donc dans la dégradation du glucose, qui libère de l'énergie métabolique et du pouvoir réducteur sous forme respectivement d'ATP et de . Outre cette fonction métabolique essentielle, on sait depuis peu que la GAPDH est impliquée dans plusieurs processus non métaboliques, tels que l'activation de la transcription, l'initiation de l'apoptose et le transfert de vésicules entre le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi.
La GAPDH catalyse la seule réaction d'oxydation de la glycolyse ; elle porte sur la fonction aldéhyde du glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP) et produit un acyl-phosphate, le 1,3-bisphosphoglycérate. La réaction d'oxydation est couplée au transfert d'un phosphate inorganique sur la molécule de GAP et à la réduction d'un NAD+ en NADH + H+.
La GAPDH catalyse également la réaction inverse lorsque la néoglucogenèse prédomine sur la glycolyse.
Le mécanisme catalytique de la GAPDH est constitué de deux étapes:
Réaction d'oxydo-réduction
Après la liaison du glycéraldéhyde-3-phosphate (GAP) sur le site actif de l'enzyme, le groupement sulfhydryle (-SH) de la cystéine 149 du site catalytique réalise une attaque nucléophile de la fonction aldéhyde du G3P et forme un thiohémiacétal intermédiaire (catalyse covalente). Le thiohémiacétal subit alors une oxydation en acyl-thioester par le NAD+ lié à l'enzyme. L'énergie fournie par l'oxydation de la fonction aldéhyde permet en plus de la réduction d'un NAD+ en NADH, la synthèse d'un thioester intermédiaire, possédant une liaison à haut potentiel énergétique. Le transfert des deux électrons et du proton entre le G3P et la NAD+ est assisté par l'histidine 176 du site catalytique de l'enzyme.
Phosphorylation
Après remplacement du NADH formé par une nouvelle molécule de NAD+, l'acyl-thioester intermédiaire subit une attaque nucléophile par un phosphate inorganique.
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