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Magie chimique dans les cellules : pourquoi les plantes et les animaux ont-ils besoin d'ATP Citrate Lyase
L'ATP citrate lyase (ACLY) joue un rôle vital dans les organismes, tant chez les plantes que chez les animaux. Cette enzyme est non seulement responsable de la conversion du citrate en acétyl-CoA, mais joue également un rôle clé dans de multiples réactions biochimiques telles que la synthèse des acides gras et le métabolisme des glucides. Cela signifie que l'ATP citrate lyase n'est pas seulement un catalyseur pour les réactions métaboliques intracellulaires, mais également un point de connexion important pour la conversion d'énergie.
Fonction de l'ATP citrate lyase
L'ATP citrate lyase est l'enzyme principale pour la synthèse de l'acétyl-CoA cytoplasmique dans de nombreux tissus. L'enzyme existe sous forme de tétramère composé de sous-unités très similaires dans divers organismes. Chez les animaux, l’acétyl-CoA synthétisé est utilisé dans plusieurs voies de biosynthèse importantes, notamment la synthèse des lipides et la production de cholestérol. Son activité est activée par l'insuline. Chez les plantes, l'ATP citrate lyase génère de l'acétyl-CoA qui est utilisé pour synthétiser une variété de métabolites spécialisés, notamment : les acides gras étendus (utilisés dans les huiles de graines, les phospholipides membranaires, les cires, la lignine et l'huile de lin), les flavonoïdes, l'acide acétique et isoprénoïdes de l'acide mévacurique, etc.
L'ATP citrate lyase est essentielle pour favoriser le métabolisme cytoplasmique, en reliant le métabolisme des glucides à la synthèse des acides gras.
Mécanisme de réaction
L'ATP citrate lyase catalyse la conversion du citrate et du coenzyme A en acétyl-CoA et en oxalylacétate. Ce processus est piloté par l’hydrolyse de l’ATP. En présence d'ATP et de CoA, la citrate lyase catalyse le clivage du citrate pour produire de l'acétyl-CoA, de l'oxalylacétate, de l'adénosine diphosphate (ADP) et du phosphate inorganique (Pi). Cette réaction peut être exprimée comme :
Structure et localisation de l'ATP citrate lyase
L'ATP citrate lyase est située dans le cytoplasme des plantes et des animaux. Chez les plantes vertes, la structure de cette enzyme est souvent composée de deux sous-unités, tandis que chez les animaux, il s'agit d'un homotétramère. L'ATP citrate lyase des mammifères possède un domaine de liaison au citrate N-terminal suivi d'un domaine de liaison au CoA et d'un domaine CoA-lyase. Le site actif est situé entre la région de liaison du coenzyme A et la région de synthèse du citrate, où les deux peuvent se lier.
Des études montrent que la structure de l’ATP citrate lyase a été conservée au cours de l’évolution, démontrant son importance dans différents règnes biologiques.
Applications pharmacologiques
L'activité de l'ATP citrate lyase peut être inhibée par certains composés, tels que le dérivé coenzyme A de l'acide bempédoïque, un médicament qui peut réduire le cholestérol des lipoprotéines de basse densité chez l'homme. Le médicament a été approuvé par la Food and Drug Administration aux États-Unis en février 2020, démontrant une fois de plus que l'ATP citrate lyase est non seulement cruciale dans le processus métabolique des organismes, mais peut également être une cible potentielle pour le traitement des maladies cardiovasculaires.
ConclusionEn résumé, l'ATP citrate lyase joue un rôle central dans le métabolisme végétal et animal, liant étroitement la synthèse des glucides et des acides gras. Leur structure et leur fonction reflètent non seulement la complexité de la biochimie, mais montrent également comment elles s’adaptent et évoluent au cours de l’évolution. Par conséquent, nous ne pouvons nous empêcher de nous demander si un tel système enzymatique clé révélera davantage de potentiel inconnu et d’applications médicales dans la recherche biomédicale future ?
