Malonate

Définition

Le malonate est un acide dicarboxylique à trois carbones. Il est bien connu comme inhibiteur compétitif de la succinate déshydrogénase. Il existe naturellement dans les systèmes biologiques. Le malonate est présent dans les légumineuses et les cerveaux de rats en développement, ce qui indique qu'il peut jouer un rôle important dans le métabolisme symbiotique de l'azote et le développement du cerveau.

La structure d'un malonate :

Structure formulée en 2D d'un malonate.

Explications

Le malonate(2-) est un dianion d'acide dicarboxylique obtenu par la déprotonation des groupes carboxy de l'acide malonique. Il a un rôle de métabolite humain et d'inhibiteur de la chaîne respiratoire mitochondriale. Le malonate C₃H₂O₄^-2 est une base conjuguée d'un malonate(1-).

Le malonate induit un effondrement du potentiel mitochondrial, un gonflement mitochondrial, la libération de cytochrome c (Cyt c) et épuise les réserves de glutathion (GSH) et de coenzyme nicotinamide adénine dinucléotide (NAD(P)H) dans les mitochondries isolées du cerveau.

⭐ Le malonate semialdéhyde est un produit transaminé (issu de transamination) de la β-alanine, élevé dans l'hyper-β-alaninémie.
⭐ Le malonate, l'arsénite et l'iodoacétate ont donné une inhibition partielle de l'absorption d'oxygène.

L'inhibition de la déshydrogénase succinique par le malonate est un exemple d'inhibition compétitive. L'inhibiteur compétitif ressemble étroitement au substrat dans sa structure et se lie au site actif, ce qui entraîne une inhibition de l'action enzymatique.

✅ L'ion malonate est l'un des très rares inhibiteurs enzymatiques spécifiques - en tant qu'inhibiteur compétitif de la succinique déshydrogénase. Le malonate a donc été largement utilisé avec des tissus animaux, dans des travaux visant à élucider le cycle de Krebs.

Malonate de sodium

Le malonate de sodium est l'acide malonique (numéro CAS 141–82–2) titré à pH 4,0–8,0 à l'aide d'hydroxyde de sodium. Il est utilisé sous forme cristallisée pour les fabrications d'écrans à cristaux.

Le malonate de sodium a été signalé comme ayant plus de succès que tout autre sel, entraînant la cristallisation de 19 des 23 macromolécules, presque deux fois plus efficace que le sel suivant le plus réussi, qui était un tirage au sort entre l'acétate de sodium, le tartrate de sodium, formiate de sodium et sulfate d'ammonium. Le taux de réussite élevé du malonate de sodium dans la production de cristaux était encore plus impressionnant lorsqu'un taux de réussite global unique avec des macromolécules individuelles était pris en compte.

L'utilisation de malonate de sodium à la place du sulfate d'ammonium a été rapportée dans un cas pour améliorer la reproductibilité des cristaux et améliorer la résistance aux chocs physico-chimiques. Le malonate de sodium a également agi comme un bon cryoprotecteur.

On peut combiner les quatre stocks différents de malonate de sodium pour créer une grille de concentration du pH par rapport au malonate de sodium pour le criblage ou l'optimisation. Il est nécessaire de se reporter à un tableau de pH/dilution pour le malonate de sodium.

Sur la base de la structure de l'acide malonique titré avec de l'hydroxyde de sodium, il n'y a pas de carbones chiraux, il n'est donc pas caractérisé comme ayant des structures énantiomères, telles que D ou L.

Malonate décarboxylase

La malonate décarboxylase (EC 4.1.1.88) et la citrate lyase (EC 4.1.3.6) sont toutes deux de grands complexes enzymatiques constitués de plusieurs sous-unités, dont la plus petite agit comme un ACP. Ces deux complexes catalysent la décarboxylation du malonate en acétate et CO₂ et le clivage dépendant du Mg²⁺ du citrate en acétate et oxaloacétate, respectivement.

Il a été démontré que les deux nécessitent un groupe prothétique contenant un thiol pour leur activité. Cependant, contrairement aux protéines porteuses décrites dans la section précédente, les sous-unités ACP de ces protéines ne sont pas phosphopantéthéinylées par une réaction avec CoA. Au lieu de cela, ils s'appuient sur un cofacteur unique, le 2′-(5″-triphosphoribosyl)-3′-déphospho-CoA (24, dePCoA-RibPPP), comme source d'un 2′-(5″-phosphoribosyl)-3′- groupe prothétique déphospho-CoA, qui est lié à un résidu sérine conservé de l'ACP.203–207 Un groupe prothétique similaire a été identifié dans la citramalate lyase (EC 4.1.3.22).

Succinate déshydrogénase

Le malonate est un inhibiteur réversible de la succinate déshydrogénase. La succinate déshydrogénase joue un rôle central dans le cycle de l'acide tricarboxylique et dans le cadre du complexe II de la chaîne de transport d'électrons. Beal et ses collègues et d'autres ont examiné les effets des injections intrastriatales de malonate chez les rats. Les injections intrastriatales de malonate ont produit des lésions excitotoxiques dose-dépendantes qui ont été atténuées par les antagonistes NMDA compétitifs et non compétitifs. La co-injection avec le succinate bloque les lésions, en raison de son effet sur la succinate déshydrogénase. D'autres travaux ont montré que la co-injection de malonate subtoxique avec des concentrations non toxiques de NMDA, d'AMPA et de l-glutamate produisait de grandes lésions, montrant que l'inhibition métabolique peut exacerber l'excitotoxicité médiée par les récepteurs NMDA et non NMDA in vivo. Un antagoniste du NMDAR a réduit la toxicité du glutamate de 40 %, mais un antagoniste non-NMDAR n'a eu aucun effet, ce qui suggère que le NMDAR pourrait jouer un rôle majeur dans les situations de compromis métabolique in vivo.

En rapport avec "malonate"

• acétoacétate

  

  L'acétoacétate est un anion d'acide monocarboxylique 3-oxo (C4H5O3-) qui est la base conjuguée de l'acide acétoacétique (ou acide acétylacétique).

• déprotonation

  

  La déprotonation est la lysation d'un cation hydrogène (hydron H+) à partir d'une espèce chimique (molécule ou ion).

• malonyl-CoA

  

  La malonyl-CoA est un métabolite intermédiaire clé dans la synthèse des acides gras. Dans la synthèse de novo des acides gras, la malonyl-coenzyme A (CoA)...

• bicarbonate

  

  L'ion bicarbonate (ou ion mono-hydrogénocarbonate) est un anion de formule chimique HCO3−.