Les
coenzymes sont indispensables pour l'activité des enzymes. Certaines sont intimement liées à l'apoenzyme (exemple du PALP des transaminases), d'autres jouent le rôle de cosubstrats comme (exemple: NAD, NADP,..).
Les coenzymes sont constituées de vitamines (du groupe B, en particulier) ou d'éléments non vitaminiques comme les porphyrines à fer. JMOL permet de visualiser leur structure en 3D.
تلعب تميمات الإنزيمات أو مرافقات الإنزيمات، و التي ينحدر البعض منها من الفيتامينات، دورا هاما في تحفيز التفاعلات البيوكيميائية
Les coenzymes sont constituées de vitamine(s) (du groupe B, en particulier) ou de facteurs de croissance. Aussi, elles peuvent
être constituées de porphyrines à fer. La plupart des coenzymes possède un ou plusieurs noyaux cycliques ou hétérocycliques (noyaux tétrapyrroliques, pyrimidiques, thiazoliques, purique,
...) et présente une structure fortement conjuguée riche en électrons pi mobiles et à l'origine de leur capacité catalytique.
Peroxydases.
Exemple d'enzymes à porphyrine à fer
Exception
faite pour les hydrolase, les enzymes
sont formées de deux composantes, en général. 1/
Apoenzyme, de nature protéique et codée par le génome
et 2/ Coenzyme, molécule organique non protéique,
de taille relativement très faible et thermostable. Il existe une
vingtaine de coenzymes pour plus de 2000 enzymes.
Il existe deux groupes de coenzymes:
- Coenzymes en tant que groupements prosthétiques
intimement liés à l'apoenzyme (ex: PALP (pyridoxal-phosphate
et FAD (Flavine-adénine-dinucléotide)).
Transaminases.
Exemple d'enzymes à PALP.
- Coenzymes transporteurs (= cosubstrats)
qui se dissocient de l'apoenzyme (ex: NAD (nicotine-amide-dinucléotide
et ATP (adénosine triphosphate))
Selon leurs fonctions, les coenzymes peuvent être subdivisés en
deux groupes:
- Coenzymes d'oxydoréduction (transporteurs de H+) comme NAD,
NADP, FMN, FAD, Coenzyme Q, ...
- Coenzymes de transfert de groupements (acétyl, phosphate,
ose, acétate, carboxyle, amine, ...) comme ATP, CTP, GTP, TTP,
UTP, Coenzyme A, TPP, lipoate, PALP, Biotine, SAM, ...
Exemples de coenzyme(s) et vitamine(s):
- Nicotinamide-adénine-dinucléotide (NAD) d'origine la nicotinamide
(vitamine B3 = vitamine PP)
- Flavine mononucléotide (FMN) et Flavine-adénine-dinucléotide
(FAD, voir cycle de Krebs)
d'origine la riboflavine (vitamine B2). Lien comparaison NAD, FAD
- Biotine, transfert du groupement COOH d'origine la vitamine B8 (= vitamine H)
- Thiamine-pyrophosphate (TPP), d'origine la thiamine
(vitamine B1)
- Coenzyme A, transfert des groupements acyl et acétate d'origine
l'acide pantothénique
(vitamine B5).
Le coenzyme A acétylé (Acétyl
Coenzyme A) est un acteur dans la décarboxylation du pyruvate dans la matrice mitochondriale (voir cycle de Krebs)
- Pyridoxal-phosphate, transfert des groupement aminés d'origine
la pyridoxine (vitamine B6)
Liste des vitamine(s) du groupe B:
| - Vitamine B1 = Thiamine - Vitamine B2 = Riboflavine - Vitamine B3 = PP = Nicotinamide - Vitamine B5 = Acide pantothénique |
-
Vitamine B6 = Pyridoxine - Vitamine B8 = H = Biotine - Vitamine B9 = Acide folique - Vitamine B12 = Cyanocobalamine |
Biotine (vitamine B8 = Vitamine H)
La
biotine est une vitamine hydrosoluble. On la retrouve dans les céréales complètes, le foie, le lait et les oeufs.
La biotine est synthétisée par les bactéries de la flore intestinale. La biotine est un coenzyme participant au métabolisme des acides gras, des acides aminés et des glucides. Elle intervient dans la
synthèse des vitamine(s) B9 (acide folique) et B12 (Cyanocobalamine). La biotine joue un grand rôle dans le transfert du dioxyde de carbone avec plusieurs enzymes de type carboxylase. C'est un transporteur du groupe CO2. Sur les enzymes, elle est liée à une lysine de l'apoenzyme.
La biotine est un composé de deux cycles accolés. Le cycle thiolane et le cycle imidazolidin-2-one (dérivé de l'urée). La liaison commune est formée par les carbones 3 et 4 du thiolane. L'acide valérique (acide pantanoïque) substitue le carbone en position 2 du thiolone. Les réactions de carboxylation sont réalisées par l'azote en position 1', car l'autre azote en position 3' subit une gêne stérique par l'acide valérique. la première partie de la réaction de carboxylation en présence de Mg++ est:
E-Biotine + ATP + HCO3- ------ E-Biotine-CO2 + ADP + Pi
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NAD+ (Coenzyme d'oxydo-réduction ou transporteur de H+)
Le rôle principal du NAD+ est le transport d'électrons d'une molécule à une autre (agit avec les enzymes de type oxydoréductases).
PALP (Coenzyme transporteur de groupements)
Le
phosphate de pyridoxal (PALP) est un coenzyme provenant de la pyridoxine
(vitamine B6). C'est un groupement prosthétique. Il intervient
au niveau des transaminase
dans le transfert de groupement amine sur des cétoacides.
Son site réactif est la fonction aldéhyde sur le carbone 4
L'Aspartate aminotransférase catalyse la réaction Aspartate + 2-Oxoglutarate
----> Oxaloacétate + Glutamate. La fonction de l'enzyme dépend du PALP intimement lié à la protéine et se trouvant sous deux formes; le Pyridoxal-5'-Phosphate (PLP)
et le Pyridoxamine-5'-Phosphate (PMP). Le PLP a une fonction aldéhyde qui est remplacée par une fonction amine primaire dans le PMP. Le coenzyme est lié à une
chaîne latérale de lysine appartenant à l'enzyme (transaminase).
Le cycle catalytique est le suivant:
L-Aspartate+Enzyme<----->Oxaloacétate+Enzyme,PMP
Enzyme,PMP+2-Oxoglutarate<---->L-Glutamate+Enzyme,PLP
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