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ASSOCATION DES PRATICIENS DE GENETIQUE MOLECULAIRE (ANPGM)
Pyruvate Deshydrogenase
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Numéro de version : 1.0
Référence : ANPGM_ 0 76
Date de Création : Avril 2009
Date de validation en assemblée plénière: 15/06/2009
Date de la remise à jour :
Motif :
Validation :
Nom
Hôpital
Date
Rédacteur(s)
Michèle Brivet
Hôpital Bicêtre
APHP
Kremlin Bicêtre
Avril 2009
Vérificateur(s)
Sous-groupe Mitochondrie
15/06/2009
Approbateur(s)
Bureau ANPGM :
15/06/2009
Michel GOOSSENS
Hôpital Henri Mondor-APHP
Marc DEPLECH
Hôpital Cochin-APHP
Michel VIDAUD
Hôpital Beaujon-APHP
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Pyruvate Deshydrogenase
Référence : ANPGM_ 0 76
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1-Anomalies du complexe pyruvate deshydrogénase
La réaction catalysée par le complexe pyruvate deshydrogénase (PDHc) est une étape
clé de la glycolyse aérobie. Ce complexe effectue la décarboxylation oxydative du
pyruvate en acétylCoA, selon la réaction :
Pyruvate + CoA + NAD acétylCoA + NADH
Trois cofacteurs participent à cette réaction, le thiamine pyrophosphate (TPP) l’acide
lipoïque et le flavine adenine dinucléotide (FAD).
Le complexe PDHc est ancré dans la membrane mitochondriale interne et comprend 4
sous-unités catalytiques E1, E1, E2, E3 et une protéine de liaison E3BP (protéine X)
ainsi qu’un système de régulation enzymatique, faisant intervenir des kinases et des
phosphatases spécifiques qui agissent sur la sous-unité E1
Les déficits en pyruvate deshydrogénase concernent :
soit le complexe pyruvate deshydrogénase seul,
soit les 3 complexes de décarboxylation oxydative qui ont la sous-unité E3 en
commun :
le complexe pyruvate deshydrogénase (PDHc),
le complexe -céto-glutarate deshydrogénase,
le complexe deshydrogénase des -céto-acides ramifiés.
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2-Structure du complexe PDHc
PDH kinases
PDH-phosphatases
Action inhibitrice
Action activatrice
PDHX
11p13
PDHA1
Xp22.2p22.1
PDHB
3p21.1-p14.2
PPM2C
8q22.1
DLAT
11q23.1
DLD
7q31-q32
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3-Anomalies du complexe PDHc : orientation clinique et biochimique
Anomalies des trois complexes
-céto-acide deshydrogénase :
anomalie de la sous-unité E3
Anomalie isolée du
complexe PDHc
3 formes cliniques
Acidose lactique néo-natale
Retard psychomoteur + accès aigus de syndrome de Leigh
Episodes récurrents d’ataxie avec hyperlactatémie
2 formes cliniques
Détresse neurologique néo-natale
Accès récurrents de syndrome de Reye
Anomalies des acides aminés ramifiés sanguins (Val, Leu Ileu)
 Acide -céto-glutarique, 2-OH isovalérique, 2 cetoisocaproïque … (urines)
Lactate, pyruvate (sang, LCR)
Lactate, pyruvate (sang, LCR)
Rapport lactate/pyruvate normal (<15)
Dosage de l’activité globale
du complexe PDHc
lymphocytes et/ou fibroblastes
Dosage spécifique de l’activité E3
lymphocytes et/ou fibroblastes
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4-Dosage de l’ activité enzymatique du complexe PDHc
2 types cellulaires si possible :
lymphocytes circulants puis fibroblastes
normal
garçons
Déficit
SANS défaut d’activation
filles
Déficit
AVEC défaut d’activation
garçons et/ou filles
Etude du système d’activation
Arrêt
si résultat normal
sur 2 types cellulaires
Etude du gène PDHA1
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4-1 Etude du gène PDHA1
PCR longue promoteur-exon 11
Séquençage promoteur +11 exons
si négatif
Extraction ARN
à partir de fibroblastes traités par émétine
RT-PCR et séquençage cDNA PDHA1
(2 amplicons)
si négatif
qPCR PDHA1 exons 1 et 11
Recherche de grands remaniements
hétérozygotes ou mosaïques
si négatif
Etude des autres sous-unités
-si lactate, pyruvate informatifs
-et dosage PDHc anormal sur au moins 1 type cellulaire
Filles
Garçons
Mutation
Mutation
hétérozygote hémizygote
ou mosaïque
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4-2 Etude des gènes des autres sous-unités : PDHB, PDHX, DLAT
ARN
ADN
RT-PCR et séquençage
cDNA PDHB (2 amplicons)
cDNA PDHX (3 amplicons)
cDNA DLAT (4 amplicons)
PCR et séquençage
PDHB 10 exons
PDHX 11 exons
DLAT 14 exons
mutation
(fibroblastes)
Pas de mutation
arrêt
Résultats ininterprétables sur ADN
mutation
Vérification mutation
sur ADN
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4-3 Etude du système d’activation
Dosage complexe PDHc évoquant un défaut d’activation
(fibroblastes)
Extraction d’ARN
à partir de fibroblastes traités par émétine
RT-PCR et séquençage
cDNA PDHA1 (2 amplicons)
cDNA DLAT (4 amplicons)
cDNA PPM2C (4 amplicons)
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5-Anomalies de la sous-unité E3
commune aux trois -céto-acide deshydrogénases
Dosage de l’activité E3
lymphocytes circulants
et/ou fibroblastes
arrêt
normal
anormal
Recherche de la mutation fréquente G229C
puis
séquençage DLD (14 exons)
et/ou séquençage cDNA DLD (3 fragments)
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6-Remarque
•
Dans notre expérience, le Western-blot des différentes sous-unités PDH
n’est pas utilisé comme test d’orientation compte tenu de sa faible
informativité