Les cellules effectuent constamment des réactions biochimiques pour croître, reproduire, maintenir leurs structures et réagir à leur environnement. Tout cela prend de l'énergie, que la cellule récolte en décomposant les molécules organiques dans des réactions qui libèrent l'énergie de la liaison chimique entre les atomes. La glycolyse et le cycle de l'acide citrique, également connu sous le nom de cycle de Krebs, sont deux voies importantes fournissant de l'énergie. Ils sont liés par le stade du pont, une réaction appelée pyruvate décarboxylation.
Le pont
(Ref 1) Le but de la glycolyse est de décomposer le glucose à six carbones en diverses substances stocker l'énergie libérée dans d'autres molécules, y compris l'adénosine triphosphate (ATP) et réduit nicotinamide adénine dinucléotide (NADH). Un sous-produit de la glycolyse est l'acide pyruvique, qui contient trois atomes de carbone, quatre atomes d'hydrogène et trois atomes d'oxygène. La réaction en pont en trois étapes convertit l'acide pyruvique en acétyl-CoA, une entrée dans le cycle de l'acide citrique. Trois enzymes catalysent les étapes de pyruvate decarboxylation.
La réaction qui élimine le dioxyde de carbone de l'acide pyruvique nécessite une triple enzyme biochimique, appelée complexe pyruvate déshydrogénase, qui contient de nombreuses sous-unités protéiques . Les enzymes sont abrégées E1 à E3. La réaction nécessite la présence d'oxygène et le processus fait partie du cycle de respiration aérobie de la cellule. L'enzyme E1 extrait la molécule de CO2 du pyruvate. E1 catalyse également des réactions qui utilisent le reste, un groupe acétyle, pour produire une molécule de lipoate contenant une paire d'atomes de soufre. E2 transfère ensuite le groupe acétyle à la coenzyme A pour former l'acétyl CoA, l'entrée du cycle de Krebs. Dans la dernière étape, E3 aide à oxyder le reste du lipoate, ce qui entraîne la production de NADH.
Rôle des mitochondries
Dans la glycolyse, le glucose déclenche une longue chaîne de réactions chimiques donnant du pyruvate. et énergie. Ces réactions se produisent dans le composant liquide de la cellule, ou le cytosol, qui n'est pas enfermé dans un organelle. Les organites communs comprennent le noyau, les mitochondries, le réticulum endoplasmique et l'appareil de Golgi. Le pyruvate est absorbé par les mitochondries des cellules eucaryotes, celles contenant un noyau organisé, où il participe à la production d'acétyl-CoA. La thésaurisation mitochondriale du pyruvate empêche d'autres utilisations du pyruvate, telles que la production de glucose par le foie.
Rendement énergétique
L'importance de l'étape du pont est qu'il permet un rendement beaucoup plus important de l'énergie extraite de la molécule de glucose originale. La glycolyse produit un faible rendement énergétique, mesuré par la production nette de seulement deux ATP et deux molécules NADH. La pyruvate décarboxylation et le cycle de l'acide citrique produisent deux ATP de plus, mais la grande récompense est la production de huit molécules de NADH, chacune pouvant être convertie en trois ATP par le biais d'autres processus de respiration aérobie. Par conséquent, le stade du pont est directement ou indirectement responsable de la production de 24 ATP supplémentaires.
