Succinate déshydrogénase

La plupart des succinate déshydrogénases de bactéries et de mitochondries sont constituées de quatre sous-unités : deux sous-unités hydrophiles et deux sous-unités hydrophobes. Les deux premières sont la flavoprotéine SdhA et la protéine fer-soufre SdhB, situées dans la matrice mitochondriale, tandis que les deux dernières sont désignées par SdhC et SdhD et forment l'ancrage membranaire de l'enzyme. La SdhA contient le cofacteur flavine adénine dinucléotide (FAD) ainsi que le site de liaison au succinate, tandis que la SdhB contient trois centres fer-soufre : [2Fe-2S], [4Fe-4S] et [3Fe-4S]. Il existe deux isoformes distinctes de la sous-unité SdhA chez l'homme (sous-unités Fp de type I et de type II), présentes également chez Ascaris suum (en) et Caenorhabditis elegans[6]. Les sous-unités SdhC et SdhD forment un complexe membranaire avec le cytochrome b comprenant six hélices transmembranaires, un hème b et un site de liaison à l'ubiquinone. On trouve également une molécule de cardiolipine et une molécule de phosphatidyléthanolamine occupant le volume hydrophobe situé sous l'hème dans les sous-unités SdhC et SdhD.

• 
  (en) Schéma des flux d'électrons à travers le complexe II (PDB 1YQ3[7]), illustrant la position des différents cofacteurs : le FAD, les trois centres fer-soufre, l'hème et l'ubiquinone. La matrice mitochondriale est en haut, la membrane mitochondriale interne est en bas.

Il existe deux classes distinctes d'inhibiteurs du complexe II : ceux qui bloquent la liaison à l'ubiquinone et ceux qui bloquent la liaison au succinate.

• Parmi les premiers, on trouve un pesticide comme la carboxine et ses dérivés (grande famille des SDHI, inhibiteur de la SDH) et le thénoyltrifluoroacétone. Ils sont utilisés en agriculture comme fongicides depuis la fin des années 1960. La carboxine a surtout été utilisée pour combattre les maladies provoquées par les basidiomycètes, telles que la rouille noire, ainsi que les maladies à Rhizoctonia, elle a ensuite été interdite pour l'utilisation en champs. Des dérivés de la carboxine ont été développés plus récemment avec un spectre plus large tels quel le boscalid, le penthiopyrad, le bixafen, le fluxapyroxad, le penflufen, l'isopyrazam, le flutolanil, le penthiopyrad, le Xemium, le fluopyram et l'isoflucypram[8]. Les inhibiteurs SDHi ne sont pas spécifique d'une espèce, ils peuvent bloquer la respiration d'organismes variés, allant des moisissures (ex: botrytis cinerea) aux vers de terres, abeilles, poissons, grenouilles et l'Homme}[9] - [10] - [11] - [12].

Les SDHI sont des inhibiteurs qui rentrent en compétition avec les quinones ce qui aurait pour effet la production d'ions superoxyde O₂^.- et l'apparition d'un stress oxydant. Comme pour les antibiotiques avec les bactéries, les champignons (moisissures) sont capables de développer des résistances, ce qui rend les SDHI inefficaces avec le temps[13].

Certains mycètes importants en agriculture ne sont pas sensibles aux composés de la nouvelle génération d'inhibiteurs de la liaison du complexe II à l'ubiquinone[14].

• Parmi les seconds, on trouve des analogues du succinate tels que le malonate, mais aussi des métabolites du cycle de Krebs que sont le malate et l'oxaloacétate. Ce dernier est l'un des plus puissants inhibiteurs du complexe II, ce qui aurait un effet bénéfique en limitant la production d'ions superoxyde O₂^{• –} par transfert d'électrons inversé dans la NADH déshydrogénase (complexe I)[15].