L'acide succinique (SA) (/səkˈsɪnɪk/) est un acide dicarboxylique de formule chimique (CH2)2(CO2H)2.
Dans les organismes vivants, l'acide succinique (SA) prend la forme d'un anion, le succinate, qui joue de multiples rôles biologiques en tant qu'intermédiaire métabolique converti en fumarate par l'enzyme succinate déshydrogénase dans le complexe 2 de la chaîne de transport d'électrons impliquée dans la fabrication de l'ATP. , et comme molécule de signalisation reflétant l'état métabolique cellulaire.
Nom IUPAC : Acide butanedioïque
Numéro CAS : 110-15-6
Numéro CE : 203-740-4
Formule chimique : C4H6O4
Autres noms : acide succinique, acide butanedioïque, 110-15-6, acide ambre, asuccine, acide d'absinthe, acide dihydrofumarique, Katasuccin, Bernsteinsaure, acide 1,2-éthanedicarboxylique, acide éthylènesuccinique, acide 1,4-butanedioïque, absinthe, Succinicum acidum, Butandisaeure, Acidum succinicum, Acide butanedionique, Kyselina jantarova, Diacide de butane, Acide dicarboxylique d'éthylène, acide succinique, Bernsteinsaeure, HSDB 791, acide butanedioique, Succinate d'ammonium, NSC 106449, UNII-AB6MNQ6J6L, AB6MNQ6J6L, AI3-06297, EINECS 203 - 740-4, MFCD00002789, succ, NSC-106449, BRN 1754069, DTXSID6023602, E363, FEMA NO. 4719, CHEBI:1574, acide butanedioïque-13C4, HOOC-CH2-CH2-COOH, acide butanedioïque-1,4-13C2, DTXCID303602, EC 203-740-4, 4-02-00-01908, NSC25949, NCGC00159372-02 , NCGC00159372-04, Succinellite, Sal succini, WLN : QV2VQ, SIN, acide éthylène succinique, acide éthanedicarboxylique, butandisaure, acide succinique, succinate, 9, CAS-110-15-6, acide 1,2 éthanedicarboxylique, dihydrofumarate, succinate , Sel diammonique de l'acide butanedioïque, 1cze, 1,4-butanedioate, acide succinique, 6, acide succinique, FCC, acide succinique,(S), acide 1,4-butandioïque, 4lh2, 1,2-éthanedicarboxylate, suc, bmse000183, bmse000968, CHEMBL576, A 12084, GTPL3637, BDBM26121, HMS3885O04, HY-N0420, STR02803, Tox21_111612, Tox21_201918, Tox21_303247, LMFA01170043, NSC-25949, NSC106449, s3791, AKOS000118899, Tox21_111612_1, CCG-26609, DB00139, NCGC00159372-03, NCGC00159372 -05, NCGC00159372-06, NCGC00257092-01, NCGC00259467-01, BP-21128, CS-0008946, FT-0652509, FT-0773657, S0100, EN300-17990, C00042, D85169, AB013321 92-02, Q213050, SR-01000944556 , J-002386, SR-01000944556-2, Z57127453, F2191-0239, 37E8FFFB-70DA-4399-B724-476BD8715EF0, 26776-24-9
Le succinate est généré dans les mitochondries via le cycle de l'acide tricarboxylique (TCA).
Le succinate peut quitter la matrice mitochondriale et fonctionner dans le cytoplasme ainsi que dans l'espace extracellulaire, modifiant les modèles d'expression génique, modulant le paysage épigénétique ou démontrant une signalisation de type hormonal.
En tant que tel, le succinate relie le métabolisme cellulaire, en particulier la formation d’ATP, à la régulation de la fonction cellulaire.
Une dérégulation de la synthèse du succinate, et donc de la synthèse de l'ATP, se produit dans certaines maladies génétiques mitochondriales, telles que le syndrome de Leigh et le syndrome de Melas, et sa dégradation peut entraîner des conditions pathologiques, telles qu'une transformation maligne, une inflammation et des lésions tissulaires.
L'acide succinique (SA) est commercialisé comme additif alimentaire E363.
Le nom dérive du latin succinum, signifiant ambre.
Propriétés physiques
L'acide succinique (SA) est un solide blanc et inodore au goût très acide.
Dans une solution aqueuse, l'acide succinique (SA) s'ionise facilement pour former sa base conjuguée, le succinate (/ˈsʌksɪneɪt/).
En tant qu'acide diprotique, l'acide succinique (SA) subit deux réactions de déprotonation successives :
(CH2)2(CO2H)2 → (CH2)2(CO2H)(CO2)− + H+
(CH2)2(CO2H)(CO2)− → (CH2)2(CO2)22− + H+
Les pKa de ces processus sont respectivement de 4,3 et 5,6. Les deux anions sont incolores et peuvent être isolés sous forme de sels, par exemple Na(CH2)2(CO2H)(CO2) et Na2(CH2)2(CO2)2.
Dans les organismes vivants, on trouve principalement du succinate, et non de l'acide succinique (SA).
En tant que groupe radical, on l'appelle un groupe succinyle (/ˈsʌksɪnəl/).
Comme la plupart des acides mono- et dicarboxyliques simples, il n’est pas nocif mais peut être irritant pour la peau et les yeux.
Production commerciale
Historiquement, l'acide succinique (SA) était obtenu à partir de l'ambre par distillation et était donc connu sous le nom d'esprit d'ambre. Les voies industrielles courantes comprennent l'hydrogénation de l'acide maléique, l'oxydation du 1,4-butanediol et la carbonylation de l'éthylène glycol.
Le succinate est également produit à partir du butane via l'anhydride maléique.
La production mondiale est estimée entre 16 000 et 30 000 tonnes par an, avec un taux de croissance annuel de 10 %.
Escherichia coli et Saccharomyces cerevisiae génétiquement modifiés sont proposés pour la production commerciale par fermentation du glucose.
Réactions chimiques
L'acide succinique (SA) peut être déshydrogéné en acide fumarique ou être converti en diesters, comme le diéthylsuccinate (CH2CO2CH2CH3)2.
Cet ester diéthylique est un substrat dans la condensation de Stobbe. La déshydratation de l'acide succinique (SA) donne l'anhydride succinique.
Le succinate peut être utilisé pour dériver le 1,4-butanediol, l'anhydride maléique, le succinimide, la 2-pyrrolidinone et le tétrahydrofurane.
Applications
En 2004, le succinate a été inscrit sur la liste des 12 principaux produits chimiques de plateforme issus de la biomasse du Département américain de l'énergie.
Précurseur de polymères, de résines et de solvants
L'acide succinique (SA) est un précurseur de certains polyesters et un composant de certaines résines alkydes.
Le 1,4-Butanediol (BDO) peut être synthétisé en utilisant l'acide succinique (SA) comme précurseur.
Les industries automobile et électronique s'appuient largement sur BDO pour produire des connecteurs, des isolants, des enjoliveurs, des pommeaux de levier de vitesses et des poutres de renfort.
L'acide succinique (SA) sert également de base à certains polymères biodégradables, intéressants dans les applications d'ingénierie tissulaire.
L'acylation avec l'acide succinique (SA) est appelée succination. L'hypersuccination se produit lorsque plus d'un succinate s'ajoute à un substrat.
Aliment et complément alimentaire
En tant qu'additif alimentaire et complément alimentaire, l'acide succinique (SA) est généralement reconnu comme sûr par la Food and Drug Administration des États-Unis.
L'acide succinique (SA) est principalement utilisé comme régulateur d'acidité dans l'industrie alimentaire et des boissons.
L'acide succinique (SA) est également disponible comme agent aromatisant, apportant un composant quelque peu acide et astringent au goût umami.
En tant qu'excipient dans les produits pharmaceutiques, il est également utilisé pour contrôler l'acidité ou comme contre-ion.
Les médicaments impliquant du succinate comprennent le succinate de métoprolol, le succinate de sumatriptan, le succinate de doxylamine ou le succinate de solifénacine.
Biosynthèse
Cycle de l'acide tricarboxylique (TCA)
Le succinate est un intermédiaire clé dans le cycle de l'acide tricarboxylique, une voie métabolique principale utilisée pour produire de l'énergie chimique en présence d'O2.
Le succinate est généré à partir du succinyl-CoA par l'enzyme succinyl-CoA synthétase dans une étape de production de GTP/ATP :
Succinyl-CoA + NDP + Pi → Succinate + CoA + NTP
Catalysé par l'enzyme succinate déshydrogénase (SDH), le succinate est ensuite oxydé en fumarate :
Succinate + FAD → Fumarate + FADH2
SDH participe également à la chaîne de transport d’électrons mitochondriaux, où elle est connue sous le nom de complexe respiratoire II.
Ce complexe enzymatique est une lipoprotéine liée à la membrane de 4 sous-unités qui couple l'oxydation du succinate à la réduction de l'ubiquinone via les porteurs d'électrons intermédiaires FAD et trois amas 2Fe-2S.
Le succinate sert ainsi de donneur d'électrons direct à la chaîne de transport d'électrons et est lui-même converti en fumarate.
Branche réductrice du cycle TCA
Le succinate peut alternativement être formé par activité inverse de SDH. Dans des conditions anaérobies, certaines bactéries telles que A. succinogenes, A. succiniciproducens et M. succiniciproducens exécutent le cycle TCA à l'envers et convertissent le glucose en succinate par l'intermédiaire de l'oxaloacétate, du malate et du fumarate.
Cette voie est exploitée en ingénierie métabolique pour générer du succinate destiné à l’usage humain.
De plus, l'acide succinique (SA) produit lors de la fermentation du sucre apporte une combinaison de salinité, d'amertume et d'acidité aux alcools fermentés.
L'accumulation de fumarate peut entraîner l'activité inverse de la SDH, améliorant ainsi la génération de succinate. Dans des conditions pathologiques et physiologiques, la navette malate-aspartate ou la navette purine nucléotide peut augmenter le fumarate mitochondrial, qui est ensuite facilement converti en succinate.
Cycle du glyoxylate
Le succinate est également un produit du cycle du glyoxylate, qui convertit deux unités acétyle à deux carbones en succinate à quatre carbones.
Le cycle du glyoxylate est utilisé par de nombreuses bactéries, plantes et champignons et permet à ces organismes de subsister grâce à des composés produisant de l'acétate ou de l'acétyl CoA.
La voie évite les étapes de décarboxylation du cycle du TCA via l'enzyme isocitrate lyase qui clive l'isocitrate en succinate et glyoxylate.
Le succinate généré est ensuite disponible pour la production d'énergie ou la biosynthèse.
Dérivation GABA
Le succinate est le point de rentrée du shunt de l'acide gamma-aminobutyrique (GABA) dans le cycle du TCA, un cycle fermé qui synthétise et recycle le GABA.
Le shunt GABA sert de voie alternative pour convertir l'alpha-cétoglutarate en succinate, en contournant le succinyl-CoA intermédiaire du cycle TCA et en produisant à la place le GABA intermédiaire.
La transamination et la décarboxylation ultérieure de l'alpha-cétoglutarate conduisent à la formation de GABA.
Le GABA est ensuite métabolisé par la GABA transaminase en semialdéhyde succinique.
Enfin, le semialdéhyde succinique est oxydé par la semialdéhyde succinique déshydrogénase (SSADH) pour former du succinate, réintégrant le cycle du TCA et bouclant la boucle.
Les enzymes nécessaires au shunt GABA sont exprimées dans les neurones, les cellules gliales, les macrophages et les cellules pancréatiques.
Intermédiaire métabolique
Le succinate est produit et concentré dans les mitochondries et sa fonction biologique principale est celle d'un intermédiaire métabolique.
Toutes les voies métaboliques liées au cycle du TCA, y compris le métabolisme des glucides, des acides aminés, des acides gras, du cholestérol et de l'hème, reposent sur la formation temporaire de succinate.
L'intermédiaire est rendu disponible pour les processus de biosynthèse par plusieurs voies, y compris la branche réductrice du cycle du TCA ou le cycle du glyoxylate, qui sont capables de piloter la production nette de succinate.
Chez les rongeurs, les concentrations mitochondriales sont d'environ 0,5 mM tandis que les concentrations plasmatiques ne sont que de 2 à 20 μM.
Production de ROS
L'activité de la succinate déshydrogénase (SDH), qui convertit le succinate en fumarate, participe à la production d'espèces réactives de l'oxygène (ROS) mitochondriales en dirigeant le flux d'électrons dans la chaîne de transport d'électrons.
Dans des conditions d’accumulation de succinate, une oxydation rapide du succinate par SDH peut entraîner le transport inverse des électrons (RET).
Si le complexe respiratoire mitochondrial III est incapable d’accueillir les électrons en excès fournis par l’oxydation du succinate, il force les électrons à refluer vers l’arrière le long de la chaîne de transport d’électrons.
RET au niveau du complexe respiratoire mitochondrial 1, le complexe précédant normalement le SDH dans la chaîne de transport d'électrons, conduit à la production de ROS et crée un microenvironnement pro-oxydant.
Fonctions biologiques supplémentaires
En plus de ses rôles métaboliques, le succinate sert de molécule de signalisation intracellulaire et extracellulaire.
Le succinate extra-mitochondrial modifie le paysage épigénétique en inhibant la famille des dioxygénases dépendantes du 2-oxoglutérote.
Alternativement, le succinate peut être libéré dans le milieu extracellulaire et dans la circulation sanguine où il est reconnu par les récepteurs cibles.
En général, les fuites des mitochondries nécessitent une surproduction ou une sous-consommation de succinate et se produisent en raison d’une activité réduite, inversée ou totalement absente de la SDH ou de changements alternatifs dans l’état métabolique.
Les mutations du SDH, l'hypoxie ou le déséquilibre énergétique sont tous liés à une altération du flux à travers le cycle du TCA et à l'accumulation de succinate.
À la sortie des mitochondries, le succinate sert de signal de l’état métabolique, communiquant aux cellules voisines l’activité métabolique de la population cellulaire d’origine.
En tant que tel, le succinate relie le dysfonctionnement du cycle du TCA ou les changements métaboliques à la communication cellule-cellule et aux réponses liées au stress oxydatif.
Transporteurs
Le succinate nécessite des transporteurs spécifiques pour se déplacer à travers la membrane mitochondriale et plasmique. Le succinate sort de la matrice mitochondriale et traverse la membrane mitochondriale interne via des transporteurs dicarboxylates, principalement SLC25A10, un transporteur succinate-fumarate/malate.
Dans la deuxième étape de l'exportation mitochondriale, le succinate traverse facilement la membrane mitochondriale externe à travers les porines, canaux protéiques non spécifiques qui facilitent la diffusion de molécules de moins de 1,5 kDa.
Le transport à travers la membrane plasmique est probablement spécifique aux tissus.
Un transporteur candidat clé est INDY (je ne suis pas encore mort), un échangeur d'anions indépendant du sodium, qui déplace à la fois le dicarboxylate et le citrate dans la circulation sanguine.
Signalisation extracellulaire
Le succinate extracellulaire peut agir comme une molécule de signalisation ayant une fonction semblable à celle d'une hormone, ciblant divers tissus tels que les cellules sanguines, le tissu adipeux, les cellules immunitaires, le foie, le cœur, la rétine et principalement les reins.
Le récepteur couplé à la protéine G, GPR91, également connu sous le nom de SUCNR1, sert de détecteur de succinate extracellulaire.
Arg99, His103, Arg252 et Arg281 près du centre du récepteur génèrent un site de liaison chargé positivement pour le succinate.
La spécificité du ligand du GPR91 a été rigoureusement testée en utilisant 800 composés pharmacologiquement actifs et 200 composés d'acide carboxylique et de type succinate, qui ont tous démontré une affinité de liaison significativement plus faible.
Dans l’ensemble, la CE50 pour le succinate-GPR91 se situe entre 20 et 50 µM.
Selon le type de cellule, GPR91 peut interagir avec plusieurs protéines G, notamment Gs, Gi et Gq, et permettre ainsi une multitude de résultats de signalisation.
Effet sur les adipocytes
Dans les adipocytes, la cascade de signalisation GPR91 activée par le succinate inhibe la lipolyse.
Effet sur le foie et la rétine
La signalisation succinate se produit souvent en réponse à des conditions hypoxiques. Dans le foie, le succinate sert de signal paracrine, libéré par les hépatocytes anoxiques, et cible les cellules étoilées via GPR91.
Cela conduit à l’activation des cellules étoilées et à la fibrogenèse.
Ainsi, le succinate jouerait un rôle dans l’homéostasie hépatique.
Dans la rétine, le succinate s'accumule dans les cellules ganglionnaires de la rétine en réponse à des conditions ischémiques. La signalisation du succinate autocrine favorise la néovascularisation rétinienne, déclenchant l'activation de facteurs angiogéniques tels que le facteur de croissance endothélial (VEGF).
Effet sur le coeur
Le succinate extracellulaire régule la viabilité des cardiomyocytes grâce à l'activation de GPR91 ; une exposition à long terme au succinate entraîne une hypertrophie pathologique des cardiomyocytes.
La stimulation de GPR91 déclenche au moins deux voies de signalisation dans le cœur : une voie MEK1/2 et ERK1/2 qui active l'expression des gènes hypertrophiques et une voie de la phospholipase C qui modifie le modèle d'absorption et de distribution du Ca2+ et déclenche l'activation du gène hypertrophique dépendant de la CaM.
Effet sur les cellules immunitaires
SUCNR1 est fortement exprimé sur les cellules dendritiques immatures, où la liaison au succinate stimule la chimiotaxie.
De plus, SUCNR1 entre en synergie avec les récepteurs Toll-like pour augmenter la production de cytokines pro-inflammatoires telles que le TNF alpha et l'interleukine-1bêta.
Le succinate peut renforcer l’immunité adaptative en déclenchant l’activité des cellules présentatrices d’antigènes qui, à leur tour, activent les lymphocytes T.
Effet sur les plaquettes
SUCNR1 est l'un des récepteurs couplés aux protéines G les plus exprimés sur les plaquettes humaines, présent à des niveaux similaires à ceux de P2Y12, bien que le rôle de la signalisation succinate dans l'agrégation plaquettaire soit débattu. Plusieurs études ont démontré une agrégation induite par le succinate, mais l'effet présente une grande variabilité interindividuelle.
Effet sur les reins
Le succinate sert de modulateur de la pression artérielle en stimulant la libération de rénine dans les cellules de la macula densa et de l'appareil juxtaglomérulaire via GPR91.
Des thérapies ciblant le succinate pour réduire le risque cardiovasculaire et l'hypertension sont actuellement à l'étude.
Signalisation intracellulaire
L'accumulation de fumarate ou de succinate réduit l'activité des dioxygénases dépendantes du 2-oxoglutarate, notamment les histones et les ADN déméthylases, les prolyl hydroxylases et les collagènes prolyl-4-hydroxylases, par inhibition compétitive.
Les dioxygénases dépendantes du 2-oxoglutarate nécessitent un cofacteur de fer pour catalyser les hydroxylations, les désaturations et les fermetures de cycles.
Simultanément à l’oxydation du substrat, ils convertissent le 2-oxoglutarate, également connu sous le nom d’alpha-cétoglutarate, en succinate et en CO2.
Les dioxygénases dépendantes du 2-oxoglutarate se lient aux substrats de manière séquentielle et ordonnée.
Premièrement, le 2-oxoglutarate se coordonne avec un ion Fe (II) lié à une triade conservée 2-histidinyl – 1-aspartyl / glutamyl de résidus présents dans le centre enzymatique.
Ensuite, le substrat primaire pénètre dans la poche de liaison et enfin le dioxygène se lie au complexe enzyme-substrat.
La décarboxylation oxydative génère ensuite un intermédiaire ferryl coordonné au succinate, qui sert à oxyder le substrat primaire lié.
Le succinate peut interférer avec le processus enzymatique en se fixant d'abord au centre Fe(II), interdisant la liaison du 2-oxoglutarate.
Ainsi, via l’inhibition enzymatique, une charge accrue en succinate peut entraîner des modifications de l’activité des facteurs de transcription et des altérations à l’échelle du génome de la méthylation des histones et de l’ADN.
Effets épigénétiques
Le succinate et le fumarate inhibent la famille TET (dix-onze translocations) d'enzymes modifiant l'ADN de la 5-méthylcytosine et l'histone lysine déméthylase (KDM) contenant le domaine JmjC.
Des niveaux pathologiquement élevés de succinate conduisent à une hyperméthylation, à un silence épigénétique et à des modifications de la différenciation neuroendocrinienne, conduisant potentiellement à la formation de cancer.
Régulation des gènes
L'inhibition par le succinate des prolyl hydroxylases (PHD) stabilise le facteur de transcription facteur inductible par l'hypoxie (HIF) 1α.
Les PHD hydroxylent la proline en parallèle à la décarboxylation oxydative du 2-oxyglutarate en succinate et en CO2.
Chez l'homme, trois HIF prolyl 4-hydroxylases régulent la stabilité des HIF.
L'hydroxylation de deux résidus prolyle dans HIF1α facilite la ligature de l'ubiquitine, la marquant ainsi pour la destruction protéolytique par la voie ubiquitine/protéasome.
Étant donné que les PHD ont un besoin absolu en oxygène moléculaire, ce processus est supprimé en cas d'hypoxie, permettant à HIF1α d'échapper à la destruction.
Des concentrations élevées de succinate imiteront l’état d’hypoxie en supprimant les PHD, stabilisant ainsi HIF1α et induisant la transcription de gènes dépendants de HIF1, même dans des conditions normales d’oxygène.
HIF1 est connu pour induire la transcription de plus de 60 gènes, notamment des gènes impliqués dans la vascularisation et l'angiogenèse, le métabolisme énergétique, la survie cellulaire et l'invasion tumorale.
Rôle dans la santé humaine
Inflammation
La signalisation métabolique impliquant le succinate peut être impliquée dans l'inflammation via la stabilisation de la signalisation HIF1-alpha ou GPR91 dans les cellules immunitaires innées.
Grâce à ces mécanismes, il a été démontré que l’accumulation de succinate régule la production de cytokines inflammatoires.
Pour les cellules dendritiques, le succinate fonctionne comme un chimioattractif et augmente leur fonction de présentation d'antigène via la production de cytokines stimulée par les récepteurs.
Dans les macrophages inflammatoires, la stabilité de HIF1 induite par le succinate entraîne une transcription accrue des gènes dépendants de HIF1, y compris la cytokine pro-inflammatoire interleukine-1β.
Les autres cytokines inflammatoires produites par les macrophages activés, comme le facteur de nécrose tumorale ou l'interleukine 6, ne sont pas directement affectées par le succinate et HIF1.
Le mécanisme par lequel le succinate s’accumule dans les cellules immunitaires n’est pas entièrement compris.
L'activation des macrophages inflammatoires via des récepteurs de type péage induit un changement métabolique vers la glycolyse.
Malgré une régulation négative générale du cycle du TCA dans ces conditions, la concentration de succinate est augmentée. Cependant, les lipopolysaccharides impliqués dans l’activation des macrophages augmentent les transporteurs de glutamine et de GABA.
Le succinate peut ainsi être produit à partir d'un métabolisme amélioré de la glutamine via l'alpha-cétoglutarate ou le shunt GABA.
Tumorigenèse
Le succinate est l'un des trois oncométabolites, intermédiaires métaboliques dont l'accumulation provoque une dérégulation métabolique et non métabolique impliquée dans la tumorigenèse.
Des mutations avec perte de fonction dans les gènes codant pour la succinate déshydrogénase, fréquemment trouvées dans les paragangliomes héréditaires et les phéochromocytomes, provoquent une augmentation pathologique du succinate.
Des mutations SDH ont également été identifiées dans des tumeurs stromales gastro-intestinales, des tumeurs rénales, des tumeurs thyroïdiennes, des séminomes testiculaires et des neuroblastomes.
On pense que le mécanisme oncogène provoqué par la SHD mutée est lié à la capacité du succinate à inhiber les dioxygénases dépendantes du 2-oxoglutérote.
L'inhibition des KDM et des hydroxylases TET entraîne une dérégulation épigénétique et une hyperméthylation affectant les gènes impliqués dans la différenciation cellulaire.
De plus, l'activation de HIF-1α favorisée par le succinate génère un état pseudo-hypoxique qui peut favoriser la néogenèse tumorale par l'activation transcriptionnelle de gènes impliqués dans la prolifération, le métabolisme et l'angiogenèse.
Les deux autres oncomabolites, le fumarate et le 2-hydroxyglutarate, ont des structures similaires pour succiner et fonctionnent via des mécanismes oncogènes parallèles induisant le HIF.
Lésion d'ischémie-reperfusion
L'accumulation de succinate dans des conditions hypoxiques a été impliquée dans les lésions de reperfusion en raison d'une production accrue de ROS.
Pendant l'ischémie, le succinate s'accumule. Lors de la reperfusion, le succinate est rapidement oxydé, conduisant à une production brutale et étendue de ROS.
Les ROS déclenchent alors la machinerie apoptotique cellulaire ou induisent des dommages oxydatifs sur les protéines, les membranes, les organites, etc.
Dans des modèles animaux, l’inhibition pharmacologique de l’accumulation ischémique de succinate a amélioré les lésions d’ischémie-reperfusion.
Depuis 2016, l'inhibition de la production de ROS médiée par le succinate était à l'étude en tant que cible thérapeutique.
Utilisations par les consommateurs
L'acide succinique (SA) est utilisé dans les produits suivants : adsorbants, engrais, encres et toners, produits de lavage et de nettoyage, adoucisseurs d'eau, adhésifs et produits d'étanchéité, produits de revêtement, charges, mastics, plâtres, pâte à modeler, parfums et fragrances, produits pharmaceutiques, polymères et produits cosmétiques et de soins personnels.
D'autres rejets dans l'environnement d'acide succinique (SA) sont susceptibles de se produire à partir de : l'utilisation en intérieur (par exemple, liquides/détergents de lavage en machine, produits d'entretien automobile, peintures et revêtements ou adhésifs, parfums et assainisseurs d'air) et l'utilisation en extérieur.
Utilisations répandues par les travailleurs professionnels
L'acide succinique (SA) est utilisé dans les produits suivants : régulateurs de pH et produits de traitement de l'eau, produits antigel, produits de traitement de surfaces métalliques, fluides caloporteurs, fluides hydrauliques, produits de lavage et de nettoyage, engrais, adoucisseurs d'eau et cosmétiques et soins personnels. des produits.
L'acide succinique (SA) est utilisé dans les domaines suivants : impression et reproduction sur supports enregistrés, services de santé et recherche et développement scientifique.
L'acide succinique (SA) est utilisé pour la fabrication de : et de produits en plastique. D'autres rejets dans l'environnement d'acide succinique (SA) sont susceptibles de se produire à partir de : l'utilisation en intérieur (par exemple, liquides/détergents de lavage en machine, produits d'entretien automobile, peintures et revêtements ou adhésifs, parfums et assainisseurs d'air), l'utilisation en extérieur et l'utilisation en extérieur dans des espaces clos. systèmes avec un rejet minimal (par exemple, liquides hydrauliques dans les suspensions automobiles, lubrifiants dans l'huile moteur et liquides de freinage).
Formulation ou reconditionnement
L'acide succinique (SA) est utilisé dans les produits suivants : produits de lavage et de nettoyage, adoucisseurs d'eau, cosmétiques et produits de soins personnels, produits de traitement de surfaces non métalliques, encres et toners, produits chimiques pour papier, colorants et polymères.
Le rejet dans l'environnement de l'acide succinique (SA) peut survenir lors d'une utilisation industrielle : formulation de mélanges.
Utilisations sur sites industriels
L'acide succinique (SA) est utilisé dans les produits suivants : régulateurs de pH et produits de traitement de l'eau, produits de traitement des surfaces métalliques, produits de traitement du cuir, fluides de travail des métaux et produits chimiques de laboratoire.
L'acide succinique (SA) est utilisé dans les domaines suivants : approvisionnement municipal (par exemple électricité, vapeur, gaz, eau) et traitement des eaux usées ainsi que recherche et développement scientifique.
L'acide succinique (SA) est utilisé pour la fabrication de : produits chimiques, produits plastiques et textiles, cuir ou fourrure.
Le rejet dans l'environnement de l'acide succinique (SA) peut survenir lors d'une utilisation industrielle : dans des auxiliaires technologiques sur des sites industriels, comme étape intermédiaire dans la fabrication ultérieure d'une autre substance (utilisation d'intermédiaires), pour la fabrication de thermoplastiques, dans la production d'articles et comme aide au procédé.
L'acide succinique (SA) apparaît sous forme de cristaux blancs ou de poudre cristalline blanche brillante et inodore. pH de la solution 0,1 molaire : 2,7. Goût très acide.
L'acide succinique (SA) est un acide alpha, oméga-dicarboxylique résultant de l'oxydation formelle de chacun des groupes méthyles terminaux du butane en groupe carboxy correspondant.
L'acide succinique (SA) est un métabolite intermédiaire dans le cycle de l'acide citrique.
L'acide succinique (SA) joue un rôle de nutraceutique, d'agent de radioprotection, de médicament anti-ulcéreux, de micronutriment et de métabolite fondamental.
L'acide succinique (SA) est un acide alpha, oméga-dicarboxylique et un acide C4-dicarboxylique. L'acide succinique (SA) est un acide conjugué d'un succinate (1-).
Cristal incolore, soluble dans l'eau, au goût acide, utilisé comme intermédiaire chimique, en médecine, dans la fabrication de laques et pour fabriquer des esters de parfum.
L'acide succinique (SA) est également utilisé dans les aliments comme séquestrant, tampon et agent neutralisant.
L'acide succinique (SA) est un acide dicarboxylique.
L'anion, succinate, est un composant du cycle de l'acide citrique capable de donner des électrons à la chaîne de transfert d'électrons.
L'acide succinique (SA) est créé comme sous-produit de la fermentation du sucre.
L'acide succinique (SA) confère aux boissons fermentées telles que le vin et la bière un goût commun qui est une combinaison de salinité, d'amertume et d'acidité.
Le succinate est couramment utilisé comme intermédiaire chimique, en médecine, dans la fabrication de laques et pour fabriquer des esters de parfums.
L'acide succinique (SA) est également utilisé dans les aliments comme séquestrant, tampon et agent neutralisant.
Le succinate joue un rôle dans le cycle de l'acide citrique, un processus de production d'énergie et est métabolisé par la succinate déshydrogénase en fumarate.
La succinate déshydrogénase (SDH) joue un rôle important dans les mitochondries, faisant à la fois partie de la chaîne respiratoire et du cycle de Krebs.
SDH avec un groupe prothétique FAD attaché de manière covalente, se lie aux substrats enzymatiques (succinate et fumarate) et aux régulateurs physiologiques (oxaloacétate et ATP).
Le succinate oxydant relie le SDH à la partie du cycle de Krebs à cycle rapide où il participe à la dégradation de l'acétyl-CoA tout au long du cycle de Krebs.
Le succinate peut facilement être importé dans la matrice mitochondriale par le support dicarboxylate sensible au n-butylmalonate (ou phénylsuccinate) en échange avec un phosphate inorganique ou un autre acide organique, par exemple le malate.
(A3509) Les mutations dans les quatre gènes codant pour les sous-unités de la succinate déshydrogénase sont associées à un large spectre de présentations cliniques.
Le succinate agit également comme un oncométabolite.
Le succinate inhibe les enzymes histones et ADN déméthylase dépendantes du 2-oxoglutarate, ce qui entraîne un silençage épigénétique qui affecte la différenciation neuroendocrinienne.
Base de données sur les toxines et les cibles de toxines (T3DB)
Cristal incolore, soluble dans l'eau, au goût acide, utilisé comme intermédiaire chimique, en médecine, dans la fabrication de laques et pour fabriquer des esters de parfum.
L'acide succinique (SA) est également utilisé dans les aliments comme séquestrant, tampon et agent neutralisant.
Densité : 1,56 g/cm3
Point de fusion : 184-190 °C
Point d'ébullition : 235 °C
Poids moléculaire : 118,09 g/mol
XLogP3 : -0,6
Nombre de donneurs de liaisons hydrogène : 2
Nombre d'accepteurs de liaison hydrogène : 4
Nombre de liaisons rotatives : 3
Masse exacte : 118,02660867 g/mol
Masse monoisotopique : 118,02660867 g/mol
Surface polaire topologique : 74,6 Ų
Nombre d'atomes lourds : 8
Frais formels : 0
Complexité : 92,6
Nombre d'atomes d'isotopes : 0
Nombre de stéréocentres d'atomes définis : 0
Nombre de stéréocentres atomiques non définis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison définis : 0
Nombre de stéréocentres de liaison non défini : 0
Nombre d'unités liées de manière covalente : 1
Le composé est canonisé : oui
L'acide succinique (SA), également appelé acide butanedioïque, est un acide dicarboxylique de formule moléculaire C4H6O4 largement distribué dans presque tous les tissus végétaux et animaux et qui joue un rôle important dans le métabolisme intermédiaire.
L'acide succinique (SA) est un solide cristallin incolore, soluble dans l'eau, avec un point de fusion de 185 à 187 °C.
L'acide succinique (SA) est un précurseur de certains polyesters et un composant de certaines résines alkydes.
L'acide succinique (SA)) peut être synthétisé en utilisant l'acide succinique (SA) comme précurseur.
Les industries automobile et électronique s'appuient largement sur BDO pour produire des connecteurs, des isolants, des enjoliveurs, des pommeaux de levier de vitesses et des poutres de renfort.
L'acide succinique (SA) sert également de base à certains polymères biodégradables, intéressants dans les applications d'ingénierie tissulaire.
L'acylation avec l'acide succinique (SA) est appelée succination.
L'hypersuccination se produit lorsque plus d'un succinate s'ajoute à un substrat.
En tant qu'additif alimentaire et complément alimentaire, l'acide succinique (SA) est généralement reconnu comme sûr par la Food and Drug Administration des États-Unis.
L'acide succinique (SA) est principalement utilisé comme régulateur d'acidité[20] dans l'industrie alimentaire et des boissons.
L'acide succinique (SA) est également disponible comme agent aromatisant, apportant un composant quelque peu acide et astringent au goût umami.
En tant qu'excipient dans les produits pharmaceutiques, il est également utilisé pour contrôler l'acidité ou comme contre-ion.
Les médicaments impliquant du succinate comprennent le succinate de métoprolol, le succinate de sumatriptan, le succinate de doxylamine ou le succinate de solifénacine.
Le kit de dosage de l'acide succinique (SA) (Succinate) convient au dosage spécifique de l'acide succinique (SA) dans le vin, le fromage, les œufs, les sauces et autres produits alimentaires.
L'acide succinique (SA) (ou succinate) se trouve dans toutes les matières végétales et animales en raison du rôle métabolique central joué par cet acide dicarboxylique dans le cycle de l'acide citrique.
Les concentrations d'acide succinique (SA) sont surveillées dans la fabrication de nombreux produits alimentaires et boissons, notamment le vin, la sauce soja, la farine de soja, les jus de fruits et les produits laitiers (par exemple le fromage).
L'acide succinique (SA) peut être utilisé dans les procédés suivants :
En tant qu'agent de lixiviation dans l'extraction du lithium (Li), du cobalt des batteries Li-ion usagées et du magnésium du minerai de magnésite.
Synthèse de nouveaux polyesters élastiques.
Comme agent cocristallisant dans la synthèse de cocristaux avec des molécules organiques.
L'acide succinique (SA) (succinate) est un acide dicarboxylique.
L'acide succinique (SA) est un composant important du cycle de l'acide citrique ou TCA et est capable de donner des électrons à la chaîne de transfert d'électrons.
Le succinate se trouve dans tous les organismes vivants, des bactéries aux plantes en passant par les mammifères.
Chez les eucaryotes, le succinate est généré dans les mitochondries via le cycle de l'acide tricarboxylique (TCA).
Le succinate peut facilement être importé dans la matrice mitochondriale par le support dicarboxylate sensible au n-butylmalonate (ou phénylsuccinate) en échange avec un phosphate inorganique ou un autre acide organique, par exemple le malate.
Le succinate peut sortir de la matrice mitochondriale et fonctionner dans le cytoplasme ainsi que dans l'espace extracellulaire.
Le succinate joue de multiples rôles biologiques, notamment celui d’intermédiaire métabolique et celui de molécule de signalisation cellulaire.
Le succinate peut modifier les modèles d’expression des gènes, modulant ainsi le paysage épigénétique ou il peut présenter des fonctions de signalisation de type hormonal.
En tant que tel, le succinate relie le métabolisme cellulaire, en particulier la formation d’ATP, à la régulation de la fonction cellulaire.
Le succinate peut être décomposé ou métabolisé en fumarate par l'enzyme succinate déshydrogénase (SDH), qui fait partie de la chaîne de transport d'électrons impliquée dans la fabrication de l'ATP.
Une dérégulation de la synthèse du succinate, et donc de la synthèse de l'ATP, peut survenir dans un certain nombre de maladies génétiques mitochondriales, telles que le syndrome de Leigh et le syndrome de Melas.
Le succinate s’est avéré associé à l’acidurie D-2-hydroxyglutarique, qui est une erreur innée du métabolisme.
L'acide succinique (SA) a récemment été identifié comme un oncométabolite ou un métabolite endogène cancérigène.
Des niveaux élevés de cet acide organique peuvent être trouvés dans les tumeurs ou dans les biofluides entourant les tumeurs.
L'action oncogène de l'acide succinique (SA) semble être due à sa capacité à inhiber les enzymes contenant la prolyl hydroxylase.
Dans de nombreuses tumeurs, la disponibilité en oxygène devient très rapidement limitée (hypoxie) en raison de la prolifération cellulaire rapide et de la croissance limitée des vaisseaux sanguins.
Le principal régulateur de la réponse à l’hypoxie est le facteur de transcription HIF (HIF-alpha).
Sous des niveaux d'oxygène normaux, les niveaux de protéines de HIF-alpha sont très faibles en raison d'une dégradation constante, médiée par une série d'événements de modification post-traductionnelle catalysés par les enzymes contenant le domaine prolyl hydroxylase PHD1, 2 et 3 (également connues sous le nom d'EglN2, 1 et 3) qui hydroxylent le HIF-alpha et conduisent à sa dégradation.
L'acide succinique (SA) est un intermédiaire du cycle du TCA et l'un des produits finaux du métabolisme anaérobie lors de la fermentation d'un certain nombre de micro-organismes.
Dans le processus de production d'acide succinique (SA) d'origine biologique employant des micro-organismes qui exploitent la branche réductrice du cycle du TCA, le dioxyde de carbone (CO2) est fixé pour former de l'acide succinique (SA).
Ainsi, en étant basée sur des ressources renouvelables, la production d’acide succinique (AS) biosourcé est un processus beaucoup plus respectueux de l’environnement que le processus pétrochimique.
La production fermentaire d’acide succinique (SA) à l’aide de micro-organismes a été bien documentée et de nombreuses études ont été réalisées pour améliorer le processus biologique de production d’acide succinique (SA).
Divers micro-organismes, tels que les champignons, les levures et les bactéries Gram-positives, ont été sélectionnés et étudiés pour la production d'acide succinique (SA).
Les bactéries naturelles productrices d'acide succinique (SA), telles que Anaerobiospirillum succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes et Mannheimia succiniciproducens, ont été particulièrement bien étudiées et il a été vérifié qu'elles produisaient de l'acide succinique (SA) comme produit final majeur à des concentrations élevées avec des productivités et des rendements élevés. .
Par conséquent, des études intensives sur l’ingénierie métabolique, l’optimisation des processus de fermentation et les technologies de séparation ont été menées sur ces organismes producteurs naturels d’acide succinique (SA).
De plus, l’organisme modèle, Escherichia coli, a également été considérablement modifié pour la production d’acide succinique (SA).
L'acide succinique (SA) est un acide dicarboxylique naturel à quatre carbones de formule moléculaire C4H6O4 produit par le gaz de pétrole liquéfié.
Cependant, le gaz de pétrole est cher et l'acide succinique (SA) est donc généré par différents microbes.
L'acide succinique (SA) est naturellement formé par la plupart des cellules vivantes à la suite de la digestion anaérobie.
L'acide succinique (SA) est un acide organique courant, qui peut être utilisé dans de nombreuses industries alimentaires, chimiques et pharmaceutiques comme précurseur pour générer de nombreux produits chimiques tels que des solvants, des parfums, des laques, des plastifiants, des colorants et des produits chimiques photographiques.
L'acide succinique (SA) est également utilisé comme antibiotique et agent curatif.
L'acide succinique (SA) trouve également des applications comme tensioactif, chélateur d'ions et comme additif dans diverses industries.
Par bioraffinerie, l'acide succinique (SA) peut être généré par fermentation microbienne des glucides.
Les micro-organismes courants utilisés dans la bioproduction fermentaire de l'acide succinique (SA) sont Actinobacillus succinogenes, Anaerobiospirillum succiniciproducens, Mannheimia succiniciproducens et Escherichia coli recombinant.
Ces souches peuvent fixer le dioxyde de carbone lors de la fermentation et ainsi réduire les émissions de gaz à effet de serre.
Les déchets alimentaires sont composés à près de 60 % de glucides et peuvent être utilisés comme substrat pour la production d’acide succinique (SA).
De plus, les déchets alimentaires sont également riches en nutriments organiques.
Ainsi, les déchets alimentaires peuvent être utilisés comme substrat pour la production de divers produits chimiques à valeur ajoutée sans aucun ajout de nutriments supplémentaires.
Cependant, certains déchets alimentaires peuvent ne pas contenir suffisamment de nutriments et des nutriments supplémentaires doivent être ajoutés.
La production d'acide succinique (SA) par fermentation a été largement utilisée récemment par rapport à la production conventionnelle utilisant des produits pétrochimiques, car elle n'implique pas de conditions de fonctionnement difficiles et nécessite donc moins d'énergie.
Il existe plusieurs publications évaluant la possibilité de produire de l'acide succinique (SA) à partir de divers types de déchets alimentaires.
Habituellement, l'acide succinique (SA) est produit à partir d'un seul type de déchets alimentaires purs, et il existe peu de littérature portant sur la fermentation de l'acide succinique (SA) à partir de déchets alimentaires mélangés.
Ces auteurs ont produit de l'acide succinique (SA) par fermentation à l'échelle du laboratoire en utilisant des micro-organismes génétiquement modifiés (E. coli) et A. succinogenes.
Les déchets alimentaires mélangés étaient constitués de légumes, de fruits, de viande, de riz et de nouilles provenant de diverses cantines. Ils ont conclu que la production d'acide succinique (SA) par fermentation à l'aide de microbes à croissance rapide était bénéfique sans aucune production de sous-produits, ce qui facilitait le processus de traitement en aval.
L'acide succinique (SA) est l'une des plateformes chimiques les plus prometteuses avec diverses applications potentielles (par exemple, aliments et boissons, produits pharmaceutiques, polymères, peintures, cosmétiques, encres).
L'acide succinique (SA) est un précurseur pour la production de divers produits chimiques en vrac, polymères et résines, entre autres.
L'acide succinique (SA) peut être produit par hydrogénation catalytique de l'acide maléique ou de l'anhydride maléique, un procédé à la fois coûteux et nocif pour l'environnement.
L'acide succinique (SA) pourrait également être produit par fermentation.
Les souches Anaerobiospirillum succiniciproducens, Actinobacillus succinogenes, Mannheimia succiniciproducens, Basfia succiniciproducens et les souches génétiquement modifiées d'Escherichia coli sont les souches bactériennes les plus connues qui ont été utilisées pour la production d'acide succinique (SA) en utilisant différentes sources de carbone dérivées de résidus agricoles ou industriels. flux secondaires (par exemple, biomasse lignocellulosique, glycérol brut, hydrolysats d'amidon).
Plusieurs souches ont été génétiquement modifiées afin d'améliorer la production d'acide succinique (SA) et de réduire la formation de sous-produits. Par exemple, Yarrowia lipolytica a été génétiquement modifiée afin de produire de l'acide succinique (SA) avec une efficacité de fermentation plus élevée et dans des conditions de pH faible.