L'ADH

L’alcool déshydrogénase (ADH) est l’enzyme qui catalyse la première étape du métabolisme de l’alcool chez l’homme.

Elle catalyse le processus d’oxydation de toute une série de substrats contenant des groupes hydroxyle, dont l’éthanol. En effet, l’alcool est transformé en acétaldéhyde, autre composé toxique, qui est ensuite métabolisé. L’agent oxydant nicotinamide adénine dinucléotide (NAD⁺) est indispensable pour que la réaction se produise. Le NAD⁺ est une coenzyme qui sert d’accepteur d’électrons, qui accepte 2 électrons et un H⁺ de l’éthanol [1]. Par conséquent, l’ADH catalyse la réaction suivante :

Figure 1 : La formule chimique d’une réaction avec la présence de l’enzyme ADH et, en dessous, la structure de l’alcool déshydrogénase ADH1B*1 (entrée PDB 1HSZ).

En effectuant des dosages cinétiques, il est important de commencer à mesurer immédiatement après avoir ajouté l’enzyme, car cette réaction se produit dès que l’ADH est mélangée avec le NAD⁺ et l’éthanol.

Le syndrome du rougissement asiatique

Il existe chez l’homme plusieurs variantes (isozymes) de l’ADH. Parmi celles-ci, deux, appelées ADH1B*1 et ADH1B*2, ne diffèrent que par un seul résidu d’acide aminé. Cependant, ces deux isozymes présentent des différences significatives en termes de propriétés cinétiques. En effet, l’ADH1B*1 possède un résidu d’arginine en position 47, tandis que l’ADH1B*2 possède un résidu d’histidine à cette position. On retrouve plus souvent l’ADH1B*2 chez les Asiatiques de l’Est, tandis que l’ADH1B*1 est fréquent chez les Caucasiens [2,3].

Ces différences cinétiques sont dues aux propriétés chimiques de l’arginine et de l’histidine. L’arginine dans l’ADH1B*1 établit des liaisons hydrogène avec le groupe pyrophosphate du NAD⁺. En revanche, le résidude l’histidine dans l’ADH1B*2 ne parvient pas à établir des liaisons aussi fortes. Autrement dit, l’ADH1B*2 n’a pas une liaison aussi solide avec le NAD⁺ que l’ADH1B*1. La valeur de K_m de l’ADH1B*2 est par conséquent plus élevée. L’étape qui détermine la vitesse de la réaction dans son ensemble est la dissociation du NADH ; par conséquent, le nombre de rotations et la valeur de V_max de l’ADH1B*2 sont plus élevés, car le NADH n’est pas lié aussi solidement. En outre, la valeur pK_a de l’histidine étant inférieure à celle de l’arginine, le pH optimal de l’ADH1B*2 (8,5) est inférieur à celui de l’ADH1B*1 (10,0) [4].

Les personnes qui portent l’isoenzyme ADH1B*2 sont affectées par le syndrome du rougissement asiatique. Il se traduit par des bouffées de chaleur et d’autres symptômes généralement associés à la gueule de bois après la consommation d’une quantité d’alcool, si petite soit-elle. Ces symptômes sont causés par un niveau élevé d’acétaldéhyde dans le sang, qui est dû à une activité plus élevée de l’ADH1B*2 que de l’ADH1B*1. La simple substitution d’un acide aminé dans l’ADH1B*2, causée par une mutation de l’ADN, est donc à l’origine du syndrome du rougissement asiatique [5].

Les références

1. Hurley, T.D., Bosron, W.F., Stone, C.L. and Amzel, L.M. (1994) Structures of three human ß alcohol dehydrogenase variants. J. Mol. Biol. 239, 415-429.

2. Shou-Lun Lee, Gar-Yang Chau, Chung-Tay Yao, Chew-Wun Wu, and Shih-Jiun Yin (2006) Functional assessment of Human Alcohol Dehydrogenase Family in Ethanol Metabolism: Significance of First-Pass Metabolism. Alcohol. Clin. Exp. Res. 30, 1132-1142.

3. Jornvall H., Hempel J., Vallee, B.T., Bosron, W.F. and Li, T.K. (1984) Human liver alcohol dehydrogenase: Amino acid substitution in the ß2ß2 Oriental isozyme explains functional properties, establishes an active site structure, and parallels mutational exchanges in the yeast enzyme. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 81, 3024-3028.

4. Thomasson, H.R., Crabb, D.W., Edenberg, H.J., and Li, T.K (1993) Alcohol and Aldehyde Dehydrogenase Polymorphisms and Alcoholism. Behav. Genet. 23, 131-136.