La succinate-déshydrogénase (SDH), ou complexe de la chaîne respiratoire, également appelée succinate-coenzyme Q réductase (SQR), est une oxydoréductase membranaire qui catalyse la réaction : succinate + ubiquinone fumarate + ubiquinol.
Cette enzyme est présente chez un très grand nombre d'êtres vivants. On la trouve ainsi dans la membrane plasmique des bactéries et dans la membrane mitochondriale interne des eucaryotes, notamment des mammifères. Elle présente la particularité d'intervenir à la fois dans le cycle de Krebs et dans la chaîne de transport d'électrons de la phosphorylation oxydative. Elle constitue le deuxième point d'entrée des électrons à haut potentiel de transfert dans la respiration cellulaire et assure le transfert de électrons du succinate de la matrice mitochondriale vers la dissoute dans la bicouche lipidique. Chez l'humain un blocage de la succinate-déshydrogénase est connue pour entrainer des maladies graves (maladies neurodégénératives ou des tumeurs), avec un spectre très large de symptômes typiques des maladies mitochondrialesP.Bénit , Pathologies liées aux déficits du cycle de Krebs. Revue Francophone des laboratoires 2018. S.Loublier , Les maladies mitochondriales : une médecine à part ? 2009. .
Structure et fonctionnement La plupart des succinate-déshydrogénases de bactéries et de mitochondries sont constituées de quatre sous-unités : deux sous-unités hydrophiles et deux sous-unités hydrophobes. Les deux premières sont la flavoprotéine SdhA et la protéine fer-soufre SdhB, situées dans la matrice mitochondriale, tandis que les deux dernières sont désignées par SdhC et SdhD et forment l'ancrage membranaire de l'enzyme. La SdhA contient le cofacteur flavine adénine dinucléotide (FAD) ainsi que le site de liaison au succinate, tandis que la SdhB contient trois centres fer-soufre : [2Fe-2S], [4Fe-4S] et [3Fe-4S]. Il existe deux isoformes distinctes de la sous-unité SdhA chez l'humain (sous-unités Fp de type et de type ), présentes également chez et Caenorhabditis elegans. Les sous-unités SdhC et SdhD forment un complexe membranaire avec le comprenant six hélices transmembranaires, un et un site de liaison à l'ubiquinone. On trouve également une molécule de cardiolipine et une molécule de phosphatidyléthanolamine occupant le volume hydrophobe situé sous l'hème dans les sous-unités SdhC et SdhD.
Inhibiteurs
Il existe deux classes distinctes d'inhibiteurs du complexe : ceux qui bloquent la liaison à l'ubiquinone et ceux qui bloquent la liaison au succinate.
Parmi les premiers, on trouve un pesticide comme la carboxine et ses dérivés (grande famille des SDHI, inhibiteur de la SDH) et le thénoyltrifluoroacétone. Ils sont utilisés en agriculture comme fongicides depuis la fin des années 1960. La carboxine a surtout été utilisée pour combattre les maladies provoquées par les basidiomycètes, telles que la rouille noire, ainsi que les maladies à Rhizoctonia, elle a ensuite été interdite pour l'utilisation en champs. Des dérivés de la carboxine ont été développés plus récemment avec un spectre plus large tels quel le boscalid, le penthiopyrad, le bixafen, le fluxapyroxad, le penflufen, l'isopyrazam, le flutolanil, le penthiopyrad, le Xemium, le fluopyram et l'isoflucypram. Les inhibiteurs SDHi ne sont pas spécifique d'une espèce, ils peuvent bloquer la respiration d'organismes variés, allant des moisissures (ex: botrytis cinerea) aux vers de terres, abeilles, poissons, grenouilles et l'humain}V. Graillot , Evidence of the in vitro genotoxicity of methyl-pyrazol pesticides in human cells. Mutat Res. 2012. lire en ligneQian , Toxic effects of boscalid in adult zebrafish (Danio rerio) on carbohydrate and lipid metabolism. Environmental pollutionS. Wu , Single and mixture toxicity of strobilurin and SDHI fungicides to Xenopus tropicalis embryos. Ecotoxicology and envirinmental safetyLH Liao , behavioral responses of honey bees (Apis mellifera) to natural and synthetic xenobiotics in food, 2017, Sci Rep. . Les SDHI sont des inhibiteurs qui rentrent en compétition avec les quinones ce qui aurait pour effet la production d'ions superoxyde .- et l'apparition d'un stress oxydant. Comme pour les antibiotiques avec les bactéries, les champignons (moisissures) sont capables de développer des résistances, ce qui rend les SDHI inefficaces avec le temps.
Certains mycètes importants en agriculture ne sont pas sensibles aux composés de la nouvelle génération d'inhibiteurs de la liaison du à l'ubiquinone. Parmi les seconds, on trouve des analogues du succinate tels que le malonate, mais aussi des métabolites du cycle de Krebs que sont le malate et l'oxaloacétate. Ce dernier est l'un des plus puissants inhibiteurs du , ce qui aurait un effet bénéfique en limitant la production d'ions superoxyde • – par transfert d'électrons inversé dans la NADH-déshydrogénase ().
Notes et références
1 Catégorie:Cycle de Krebs Catégorie:Respiration cellulaire Catégorie:Chromosome 11 humain