[tel-00433556, v1] Relation entre Stress Oxydant et Homéostasie ...

tel-00433556, version 1 - 20 Nov 2009
1.6.3. Systèmes antioxydants enzymatiques
1.6.3.1. Superoxyde dismutase
! Les SOD sont des métalloenzymes dont la structure de base, en forme de puit dans
lequel se glisse l"anion superoxyde, s"est fortement conservée au cours de l"évolution (Zelko
et al., 2002). Il existe plusieurs isoformes de superoxyde dismutase (Fridovich, 1995), mais
toutes les SOD ont une finalité commune#: dismuter l"anion superoxyde#(Eq. 12).
Au cœur du site actif de l"enzyme, siège un métal au rôle catalyseur et dont la nature permet
de discriminer spécifiquement les isoformes de l"enzyme. Ces isoformes sont propres à un
ou plusieurs compartiments cellulaires ou tissulaires. La cupro-zinc SOD (cCu-ZnSOD ou
SOD-1) est présente dans le cytosol et l"espace intermembranaire (Okado-Matsumoto et
Fridovich, 2002), tandis que la SOD à manganèse (MnSOD ou SOD-2 ; 10 à 15% des SOD
totales) siège uniquement dans la matrice mitochondriale. La SOD-1 s"exprime également au
niveau de la face externe des cellules endothéliales (ecCu-ZnSOD) ou circule dans le
plasma (pCu-ZnSOD). Bien que la SOD-2 soit moins abondante que son homologue SOD-1,
elle est davantage inductible (Shull et al., 1991).
Il est vital pour la cellule de maintenir une concentration basale de superoxyde la plus basse
possible par les SOD car, comme nous l"avons vu précédemment, le superoxyde réduit les
métaux et aboutit à la formation d"hydroxyle (lorsqu"il réagit avec H2O2) ou de peroxynitrite
(en réagissant spontanément avec du NO ! ). Une partie des superoxydes peut échapper à la
SOD-2, mais il sera séquentiellement inactivé par des entités extramitochondriales (SOD-1,
catalase peroxysomale, GPx) (Nohl et Hegner, 1978).
2O2 !) + 2H + " H2O2 + O2 (Eq. 12)
1.6.3.2. Catalase
! La catalase est une enzyme ubiquiste majeure dans la réduction de l"H2O2 en eau et
en oxygène (Eq. 13) (Putnam et al., 2000). Avec le fer comme cofacteur, la catalase est
essentiellement présente dans les peroxysomes hépatiques, mais aussi dans les hématies
et les mitochondries de cellules cardiaques.
1.6.3.3. Glutathion peroxydase
2H2O2 " O2 + 2H2O (Eq. 13)
Introduction — Stress oxydant
! Les peroxydases, à l"instar de la GPx, sont des enzymes capables de neutraliser
l"H2O2 sous forme d"eau (Eq# 14). Elles assurent, en outre, la dégradation des
hydroperoxydes comme l"H2O2 ou les hydroperoxydes organiques (ROOH), dérivés des
composés lipidiques (oxydation des acides gras et du cholestérol) (Eq 15), et du très nocif
peroxynitrite (Eq 16), ce qui leur confère une place de choix dans la ligne de défense
antioxydante. La GPx, principale enzyme à sélénium (Rotruck et al., 1973), utilise le GSH à
titre de cofacteur. Il en existe plusieurs isoformes (Ursini et al., 1995). Elles sont présentes
dans le cytosol et la matrice mitochondriale (GPx-1), ou uniquement dans le cytosol (GPx-2),
avec toutefois moins d"affinité pour l"H2O2 chez cette dernière, la seule dépourvue de
sélénium (Mullenbach et al., 1988). D"autres isoformes peuvent être extracellulaires (GPx-3),
ou spécifiques de la membrane cellulaire (GPx-4) (Takahashi et al., 1987). La GPx-4 est
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