L’oxaloacétate est un intermédiaire du cycle de l’acide citrique, où il réagit avec l’acétyl-CoA pour former du citrate, catalysé par la citrate synthase. Il est également impliqué dans la gluconéogenèse, le cycle de l’urée, le cycle du glyoxylate, la synthèse des acides aminés et la synthèse des acides gras. L’oxaloacétate est également un inhibiteur puissant du complexe II.
gluconéogénèse
La gluconéogenèse est une voie métabolique consistant en une série de onze réactions catalysées par des enzymes, entraînant la génération de glucose à partir de substrats non hydrates de carbone. Le début de ce processus se déroule dans la matrice mitochondriale, où se trouvent des molécules de pyruvate. Une molécule de pyruvate est carboxylée par une enzyme pyruvate carboxylase, activée par une molécule d’ATP et d’eau chacune. Cette réaction entraîne la formation d’oxaloacétate. Le NADH réduit l’oxaloacétate en malate. Cette transformation est nécessaire pour transporter la molécule hors des mitochondries. Une fois dans le cytosol, le malate est à nouveau oxydé en oxaloacétate à l’aide de NAD +. Ensuite, l’oxaloacétate reste dans le cytosol, où le reste des réactions aura lieu. L’oxaloacétate est ensuite décarboxylé et phosphorylé par la phosphoénolpyruvate carboxykinase et devient le 2-phosphoénolpyruvate en utilisant la guanosine triphosphate (GTP) comme source de phosphate. Le glucose est obtenu après un traitement ultérieur en aval.
Cycle de l’uréedit
Le cycle de l’urée est une voie métabolique qui entraîne la formation d’urée à l’aide de deux molécules d’ammonium et d’une molécule de bicarbonate. Cette voie se produit généralement dans les hépatocytes. Les réactions liées au cycle de l’urée produisent du NADH, et le NADH peut être produit de deux manières différentes. L’un d’eux utilise de l’oxaloacétate. Dans le cytosol, il y a des molécules de fumarate. Le fumarate peut être transformé en malate par les actions de l’enzyme fumarase. Le malate agit sur la malate déshydrogénase pour devenir l’oxaloacétate, produisant une molécule de NADH. Après cela, l’oxaloacétate sera recyclé en aspartate, car les transaminases préfèrent ces cétoacides aux autres. Ce recyclage maintient le flux d’azote dans la cellule.
Cycle du glyoxylatedit
Le cycle du glyoxylate est une variante du cycle de l’acide citrique. C’est une voie anabolique se produisant dans les plantes et les bactéries utilisant les enzymes isocitrate lyase et malate synthase. Certaines étapes intermédiaires du cycle sont légèrement différentes du cycle de l’acide citrique; néanmoins, l’oxaloacétate a la même fonction dans les deux processus. Cela signifie que l’oxaloacétate dans ce cycle agit également comme réactif primaire et produit final. En effet l’oxaloacétate est un produit net du cycle du glyoxylate car sa boucle du cycle incorpore deux molécules d’acétyl-CoA.
Synthèse des acides gras
Au cours des étapes précédentes, l’acétyl-CoA est transféré des mitochondries au cytoplasme où réside l’acide gras synthase. L’acétyl-CoA est transporté sous forme de citrate, qui s’est préalablement formé dans la matrice mitochondriale à partir d’acétyl-coA et d’oxaloacétate. Cette réaction déclenche généralement le cycle de l’acide citrique, mais lorsqu’il n’y a pas besoin d’énergie, elle est transportée vers le cytoplasme où elle est décomposée en acétyl-CoA et oxaloacétate cytoplasmatiques.
Une autre partie du cycle nécessite du NADPH pour la synthèse des acides gras. Une partie de ce pouvoir réducteur est générée lorsque l’oxaloacétate cytosolique est renvoyé dans les mitochondries tant que la couche mitochondriale interne est non perméable à l’oxaloacétate. Tout d’abord, l’oxaloacétate est réduit en malate à l’aide de NADH. Ensuite, le malate est décarboxylé en pyruvate. Maintenant, ce pyruvate peut facilement pénétrer dans les mitochondries, où il est à nouveau carboxylé en oxaloacétate par la pyruvate carboxylase. De cette façon, le transfert d’acétyl-CoA des mitochondries dans le cytoplasme produit une molécule de NADH. La réaction globale, qui est spontanée, peut se résumer comme suit :
HCO3– + ATP + acétyl-CoA → ADP + Pi + malonyl-CoA
Synthèse d’acides aminés
Six acides aminés essentiels et trois non essentiels sont synthétisés à partir d’oxaloacétate et de pyruvate. L’aspartate et l’alanine sont formés à partir d’oxaloacétate et de pyruvate, respectivement, par transamination à partir du glutamate. L’asparagine, la méthionine, la lysine et la thréonine sont synthétisées par l’aspartate, d’où l’importance accordée à l’oxaloacétate car sans lui, aucun aspartate ne se formerait et les autres acides aminés suivants ne seraient pas produits.
Biosynthèse de l’oxalatemodifier
L’oxaloacétate produit de l’oxalate par hydrolyse.
oxaloacétate + H2O ⇌ oxalate + acétate
Ce processus est catalysé par l’enzyme oxaloacétase. Cette enzyme est observée chez les plantes, mais n’est pas connue dans le règne animal.