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Métabolisme cellulaire

Pyruvate déshydrogénase
La pyruvate déshydrogénase (ou PDH) est la première des trois enzymes du complexe pyruvate déshydrogénase (PDC), constitué d'une décarboxylase, d'une acétyltransférase et d'une oxydoréductase intervenant séquentiellement pour catalyser la décarboxylation oxydative du pyruvate en acétyl-CoA, réaction qui assure notamment la liaison entre la glycolyse et le cycle de Krebs. Les autres enzymes de ce complexe sont la dihydrolipoamide S-acétyltransférase (E2) et la dihydrolipoyl déshydrogénase (E3).

Il existe deux voies métaboliques principales pour cela, suivant l'état rédox du milieu :

1) l'une, en milieu anaérobie, appelée fermentation, se fait par phosphorylation au niveau du substrat et acceptation d'électrons par une substance organique. Il en existe de plusieurs sortes : fermentation lactique (qui se produit dans le muscle non oxygéné), fermentation butyrique, fermentation alcoolique6.

Dans la fermentation lactique, le pyruvate est réduit directement par le NADH en lactate.
Dans la fermentation alcoolique provoquée par des levures, la glycolyse se prolonge par deux réactions supplémentaires : la décarboxylation du pyruvate en acétaldéhyde puis la réduction de ce dernier en éthanol.

C'est donc dans le premier cas, le pyruvate qui sert d'accepteur final d'électrons et l'acétaldéhyde dans le second cas.

Fermentation lactique :
la régénération du NAD+ est assurée par la réduction directe du pyruvate en lactate pyruvate + 2 H+ + 2 e- ? lactate
Fermentation alcoolique :
la régénération du NAD+ est assurée par la réduction de l'acétaldéhyde en éthanol acétaldéhyde + 2 H+ + 2 e- ? éthanol

Le bilan énergétique de la glycolyse suivie de la fermentation (cytoplasmique) est de 2 ATP soit 16 fois moins élevé que celui de la respiration mitochondriale(32 ATP)

2) l'autre voie, en milieu aérobie (mitochondriale), se fait par phosphorylation oxydative (par exemple en utilisant l'oxygène de l'air comme accepteur d'électron final) et est ârfois appelée "respiration cellulaire"

. Elle a lieu au niveau de la chaîne respiratoire des mitochondries (phosphorylation oxydative) chez les eucaryotes et dans le cytoplasme des bactéries. Elle fait intervenir une cytochrome oxydase et entraine la formation d'H2O.

Le bilan énergétique de la glycolyse suivie de la respiration (32 ATP) est environ 16 fois plus élevé que celui de la glycolyse suivie de la fermentation (2 ATP pour la fermentation lactique).
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