Chapitre 11 — Le métabolisme énergétique · Topic 2 : Le devenir du pyruvate · Leçon 2.1
En présence d’oxygène, le pyruvate ne s’arrête pas là : il entre dans la mitochondrie pour y être transformé en acétyl-CoA, la molécule qui alimentera le cycle de Krebs. Cette étape charnière, la décarboxylation oxydative, est le pont entre la glycolyse (cytosol) et la respiration (mitochondrie).
🎯 Objectifs pédagogiques
À la fin de cette leçon, tu sauras :
- décrire l’entrée du pyruvate dans la mitochondrie ;
- expliquer la décarboxylation oxydative par la pyruvate déshydrogénase ;
- donner le bilan de cette étape (acétyl-CoA, CO₂, NADH).
🧭 Plan de la leçon
- Vue d’ensemble : pourquoi l’aérobiose ?
- L’entrée du pyruvate dans la mitochondrie
- La décarboxylation oxydative en acétyl-CoA
1. Vue d’ensemble : pourquoi l’aérobiose ?
Dans une cellule de mammifère en conditions normales d’aérobiose, le pyruvate est le prélude à la dégradation complète du glucose en CO₂ + H₂O. Le glucose a formé 2 pyruvates (glycolyse), qui entrent dans la mitochondrie pour former 2 acétyl-CoA (en libérant 1 CO₂ par pyruvate), avant de rejoindre le cycle de Krebs (puis la chaîne respiratoire).
2. L’entrée du pyruvate dans la mitochondrie
Le pyruvate, formé dans le cytosol, doit d’abord pénétrer dans la mitochondrie. C’est le rôle de la pyruvate translocase, l’enzyme (transporteur) qui permet au pyruvate de franchir la membrane mitochondriale.
3. La décarboxylation oxydative en acétyl-CoA
Dans la mitochondrie, le pyruvate est pris en charge par la pyruvate déshydrogénase, un complexe multienzymatique formé de 3 enzymes. Elle catalyse la décarboxylation oxydative irréversible du pyruvate, en présence de HS-CoA, pour former de l’acétyl-CoA. Cette réaction :
- forme une liaison thioester riche en énergie (dans l’acétyl-CoA) ;
- s’accompagne de la réduction d’un NAD⁺ en NADH,H⁺ (pool mitochondrial) ;
- s’accompagne de la libération d’un CO₂.
Ce n’est pas une simple décarboxylation : c’est une décarboxylation oxydative. Deux choses se produisent en même temps : la perte d’un CO₂ (décarboxylation) et une oxydation (réduction du NAD⁺ en NADH,H⁺). Et la réaction est irréversible — comme celle, voisine, de l’α-cétoglutarate déshydrogénase dans le cycle de Krebs.
Le « CoA » de l’acétyl-CoA désigne le coenzyme A, découvert en 1946 par Fritz Lipmann. C’est lui qui « active » les groupements acétyle grâce à sa liaison thioester riche en énergie, au carrefour de tout le métabolisme. Lipmann reçut le prix Nobel de médecine 1953, partagé avec Hans Krebs — celui-là même du cycle !
En aérobiose, le pyruvate entre dans la mitochondrie (pyruvate translocase) puis subit une décarboxylation oxydative irréversible par la pyruvate déshydrogénase (complexe de 3 enzymes) en présence de HS-CoA : pyruvate → acétyl-CoA + CO₂ + NADH,H⁺. L’acétyl-CoA (liaison thioester) rejoint le cycle de Krebs.
🧠 À retenir absolument
- En aérobiose : 2 pyruvates → 2 acétyl-CoA (1 CO₂ libéré par pyruvate), puis cycle de Krebs.
- Pyruvate translocase : fait entrer le pyruvate dans la mitochondrie.
- Pyruvate déshydrogénase : complexe de 3 enzymes ; décarboxylation oxydative irréversible, en présence de HS-CoA.
- Bilan par pyruvate : 1 acétyl-CoA (liaison thioester riche en énergie) + 1 CO₂ + 1 NADH,H⁺.
❓ Questions fréquentes
Comment le pyruvate entre-t-il dans la mitochondrie ?
Grâce à la pyruvate translocase, un transporteur qui lui permet de franchir la membrane mitochondriale, depuis le cytosol où il a été formé par la glycolyse.
Qu’est-ce que la pyruvate déshydrogénase ?
C’est un complexe multienzymatique formé de 3 enzymes, situé dans la mitochondrie. Il catalyse la décarboxylation oxydative irréversible du pyruvate en acétyl-CoA.
Quel est le bilan de la transformation du pyruvate en acétyl-CoA ?
Par pyruvate : 1 acétyl-CoA (avec une liaison thioester riche en énergie), 1 CO₂ libéré et 1 NAD⁺ réduit en NADH,H⁺. Comme il y a 2 pyruvates par glucose, tout est doublé.
Pourquoi parle-t-on de décarboxylation oxydative ?
Parce que la réaction combine une décarboxylation (perte d’un CO₂) et une oxydation (réduction du NAD⁺ en NADH,H⁺). Ces deux événements ont lieu simultanément, et la réaction est irréversible.
🚀 Pour aller plus loin
Et en l’absence d’oxygène ? Le pyruvate emprunte alors une autre voie : la fermentation lactique.
Contenu pédagogique original — Réussir SVT. L’équipe Réussir SVT.