Aldéhyde déshydrogénase

Aldéhyde déshydrogénase
Description de cette image, également commentée ci-après
Structure de surface tridimensionnelle de l'aldéhyde déshydrogénase 2 en association avec une coenzyme NAS (PDB 1CW3),
N° EC EC 1.2.1.3
N° CAS 9028-86-8
Activité enzymatique
IUBMB Entrée IUBMB
IntEnz Vue IntEnz
BRENDA Entrée BRENDA
KEGG Entrée KEGG
MetaCyc Voie métabolique
PRIAM Profil
PDB RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
GO AmiGO / EGO

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Les aldéhydes déshydrogénases (EC 1.2.1.3), ou ALDH, sont une superfamille d'enzymes de type déshydrogénases qui catalysent l'oxydation des aldéhydes, présentes chez l'ensemble des organismes vivants, incluant les bactéries, les archées et les eucaryotes.

Classification

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24 familles ALDH sont décrites dans le vivant. Certaines sont décrites chez les animaux uniquement, comme ALDH8 et ALDH9, d'autres seulement chez les plantes, comme ALDH11 et ALDH12. ALDH2, ALDH3, ALDH4, ALDH5, ALDH6 et ALDH7 sont communes aux plantes et aux animaux[1],[2]. LDH1, ALDH4 et ALDH5 sont communes aux animaux et aux champignons. ALDH20 n'est décrite que chez des eucaryotes unicellulaires.

Fonction

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Les aldéhyde déshydrogénases sont des enzymes polymorphes responsables de l'oxydation des aldéhydes en acides carboxyliques.

Les ALDH sont notamment impliquées dans la détoxification d'aldéhydes toxiques et dans la réponse au stress abiotique, et peuvent être régulées par le stress. En présence d'inhibiteurs de l'ALDH, la concentration des aldéhydes très toxiques augmente et on peut observer l'effet Antabuse. Certaines, comme les ALDH5, interviennent également dans le métabolisme du GABA ou encore dans la régulation du potentiel osmotique. Les ALDH10 de certaines espèces végétales comme le riz interviennent dans la synthèse d'osmoprotectants, comme la glycine bétaïne[3]. Elles sont également impliquées dans la voie de biosynthèse de la carnitine et le développement précoce de la graine[4].

Il existe trois catégories différentes de ces enzymes chez les mammifères : la classe 1 (fort Km, cytosolique), la classe 2 (faible Km, mitochondrial), et la classe 3 (Km élevé, tels que ceux exprimés dans les tumeurs, l'estomac et la cornée). Dans les trois classes, il existe des formes constitutives et inductibles. ALDH1 et ALDH2 sont les enzymes les plus importantes pour l'oxydation aldéhyde, et toutes les deux sont des enzymes tétramères composées de sous-unités 54kDA. Ces enzymes se trouvent dans de nombreux tissus de l'organisme, mais leur concentration la plus élevée se trouve dans le foie.

Types

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Chez l'être humain, 19 aldéhydes déshydrogénases ont été identifiées, dont autant de gènes[5]. Ils sont répartis en quatre sous groupes, ALDH1 à ALDH4 :

Chez Arabidposis, 14 gènes codant pour des ALDH sont identifiés, répartis dans 9 familles. Ces enzymes peuvent être localisées dans des organites différents. Les ALDH2, par exemple, sont mitochondriales et cytosoliques.

Mécanisme

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L'oxydation de l'aldéhyde peut se résumer ainsi :

Mechanism of Aldehyde Dehydrogenase
Mechanism of Aldehyde Dehydrogenase

Références

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  1. ↑ Sophos, N., Vasiliou, V., « Aldehyde dehydrogenase gene superfamily: the 2002 update », Chemico-Biological Interactions, vol. 143-144,‎ , p. 5-22 (PMID 12604184, DOI 10.1016/s0009-2797(02)00163-1)
  2. ↑ Brocker, C., Vasiliou, M., Carpenter, S., Zhang, Y., Kotchoni, S., Wood, A., Kirch, H-H., Kopecny, D., Nebert, D., Vasiliou, V., Wang, X., « Aldehyde dehydrogenase (ALDH) superfamily in plants: gene nomenclature and comparative genomics », Planta, vol. 271, no 1,‎ , p. 189-210 (PMID 23007552, DOI 10.1007/s00425-012-1749-0)
  3. ↑ Munoz-Clares, R., Riveros-Rosas, H., Garza-Ramos, G., Gonzalez_Segura, L., Mujica-Jimenez, C., Julian-Sanchez, A., « Exploring the evolutionary route of the acquisition of betaine aldehyde dehydrogenase activity by plant ALDH10 enzymes: implications for the synthesis of the osmoprotectant glycine betaine », BMC Plant Biology, vol. 271, no 1,‎ , p. 189-210 (PMID 24884441, DOI 10.1186/1471-2229-14-149)
  4. ↑ Jacques, F., Zhao, Y., Kopecna, M., Koncitikova, R., Kopecny, D., Rippa, S., Perrin, Y., « Roles for ALDH10 enzymes in γ-butyrobetaine synthesis, seed development, germination, and salt tolerance in Arabidopsis », Journal of Experimental Botany, vol. 71, no 22,‎ , p. 7088-7102 (PMID 32845293, DOI https://doi.org/10.1093/jxb/eraa394)
  5. ↑ Vasiliou V, Nebert DW, Analysis and update of the human aldehyde dehydrogenase (ALDH) gene family, Hum Genomics, 2005;2:138–143