OXYDORÉDUCTIONS, biologie

En général, les oxydoréductions biologiques ne s'effectuent pas directement entre les deux métabolites intéressés, mais par l'intermédiaire de transporteurs d'électrons souvent accompagnés de protons. Ils peuvent être fixés sur une membrane et assurent alors le transport des électrons d'un site réactionnel de cette membrane à un autre. Ils peuvent aussi être mobiles, s'incorporer au pool métabolique du cytosol cellulaire et permettre l'échange d'électrons entre des métabolites très éloignés, parfois même situés dans des organites différents.

Les transporteurs sont soit des enzymes, dont le site actif est oxydoréducteur, soit des coenzymes libres. De toute manière, les oxydoréductions exigent pour se réaliser la présence d'une structure protéique, qui assure la spécificité de la réaction.

Le nicotinamide-adénine-dinucléotide ou NAD (cf. tableau, formule 1a) est un dérivé de la nicotinamide, ou vitamine PP, antipellagreuse. C'est un coenzyme libre. Sous sa forme oxydée (NAD⁺) et en présence d'une enzyme appropriée, il réalise l'oxydation du substrat en le déshydrogénant, avec libération d'un H⁺ dans le milieu.

Inversement, la réduction par la forme réduite (NADH) s'effectue par une hydrogénation du substrat, avec incorporation d'un H⁺ pris au milieu. Son potentiel rédox normal est — 0,32 V (cf. tableau, formule 1b).

Le nicotinamide-adénine-dinucléotide-phosphate ou NADP n'en diffère que par un phosphoryde —OPO₃H₂ substitué à un oxhydrile —OH de l'un des riboses.

Les deux nucléotides ont même site actif (la nicotinamide), donc même mécanisme d'action et même E′₀. Le NAD intervient dans les dégradations des glucides (ex. respiration, fig. 3), le NADP dans celles des lipides et dans les biosynthèses (notamment la photosynthèse, fig. 2). Le rôle de ces nucléotides est essentiel dans la production d'ATP, la molécule où a lieu le stockage de l'énergie métabolique.

Le flavine-mononucléotide ou FMN