Acide glyoxylique

Sa condensation avec les phénols conduit à divers composés. Le produit intermédiaire est l'acide 4-hydroxymandélique ou l'un de ses dérivés. Ces espèces réagissent avec l'ammoniac pour donner l'hydroxyphénylglycine, un précurseur de l'antibiotique amoxicilline. La réduction de l'acide 4-hydroxy-mandélique donne l'acide 4-hydroxyphénylacétique, un précurseur du médicament aténolol.

Les condensations avec le guaiacol en lieu et place de phénols fournissent une voie de synthèse pour la vanilline via une formylation[4].

Le glyoxylate est produit par deux voies: par l'oxydation du glycolate dans les peroxysomes ou par le catabolisme de l'hydroxyproline dans les mitochondries[11]. Dans les peroxysomes, le glyoxylate est transformé en glycine par AGT1 ou en oxalate par la glycolate oxydase. Dans les mitochondries, le glyoxylate est transformé en glycine par AGT2 ou en glycolate par la glycolate réductase. Une petite quantité de glyoxylate est convertie en oxalate par la lactate déshydrogénase cytoplasmique[12].

En plus d'être un intermédiaire dans la voie du glyoxylate, le glyoxylate est également un intermédiaire important dans la voie de photorespiration. La photorespiration est le résultat de la réaction secondaire de Rubisco avec l'O2 au lieu du CO2. Considérée à l'origine comme un gaspillage d'énergie et de ressources, la photorespiration s'est révélée être une méthode importante de régénération du carbone et du CO2, en éliminant le phosphoglycolate toxique et en initiant des mécanismes de défense[13]. Dans la photorespiration, le glyoxylate est converti à partir du glycolate par l'intermédiaire de l'activité de la glycolate oxydase dans le peroxysome. Il est ensuite converti en glycine par des actions parallèles par SGAT et GGAT, qui est ensuite transporté dans les mitochondries.[14] Il a également été rapporté que le complexe de pyruvate déshydrogénase pourrait jouer un rôle dans le métabolisme du glycolate et du glyoxylate[15].

Le glyoxylate est considéré comme un marqueur précoce potentiel du diabète de type II. L'une des principales conditions de la pathologie du diabète est la production de produits finaux de glycation avancée (AGE) causés par l'hyperglycémie. Les AGEs peuvent entraîner d'autres complications du diabète, telles que des lésions tissulaires et des maladies cardiovasculaires. Ils sont généralement formés à partir d'aldéhydes réactifs, tels que ceux présents sur les sucres réducteurs et les alpha-oxoaldéhydes. Dans une étude, les niveaux de glyoxylate ont été significativement augmentés chez les patients qui ont été diagnostiqués plus tard avec le diabète de type II. [20] Les niveaux élevés ont été trouvés parfois jusqu'à trois ans avant le diagnostic, démontrant le rôle potentiel du glyoxylate pour être un marqueur prédictif précoce.

Le glyoxylate est impliqué dans le développement de l'hyperoxalurie, une cause clé de la néphrolithiase (communément appelée calculs rénaux). Le glyoxylate est à la fois un substrat et un inducteur du transporteur d'anions sulfate-1 (sat-1), un gène responsable du transport de l'oxalate, ce qui lui permet d'augmenter l'expression de l'ARNm sat-1 et donc l'efflux d'oxalate. La libération accrue d'oxalate permet l'accumulation d'oxalate de calcium dans l'urine, et donc la formation éventuelle de calculs rénaux.

La perturbation du métabolisme du glyoxylate fournit un mécanisme supplémentaire de développement de l'hyperoxalurie. La perte de fonction des mutations dans le gène HOGA1 conduit à une perte de la 4-hydroxy-2-oxoglutarate aldolase, une enzyme dans la voie hydroxyproline à glyoxylate. Le glyoxylate résultant de cette voie est normalement stocké loin pour empêcher l'oxydation d'oxalate dans le cytosol. La voie perturbée, cependant, provoque une accumulation de 4-hydroxy-2-oxoglutarate qui peut également être transporté dans le cytosol et converti en glyoxylate par une aldolase différente. Ces molécules de glyoxylate peuvent être oxydées en oxalate augmentant sa concentration et provoquant une hyperoxalurie.