Interactions entre homéostasie redox et toxicité des métaux
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donner d’autres espèces réactives comme l’anion peroxynitrite issu de superoxyde
et monoxyde d’azote (Genestra, 2007).
Parmi les effets biologiques des ERO et ERN, les principales modifications
subies par les protéines sont l’oxydation de la chaîne carbonée principale aboutissant à une fragmentation ou à des pontages covalents interprotéiques et à
l’oxydation des chaînes latérales des acides aminés (Genestra, 2007; Halliwell
et Gutteridge, 2007). Certaines métallo-enzymes, comme les déshydratases à
centres [4Fe-4S], sont aussi inactivées par l’ion superoxyde (Fridovich, 1995).
Les modifications oxydatives de l’ADN sont multiples sur les bases ou les sucres,
et elles sont la cause principale des effets mutagènes associés aux situations de
stress. Plus généralement, l’oxydation des biomolécules affecte le fonctionnement
de la cellule, en particulier au niveau de la réplication, de la transcription et de la
traduction, en conduisant à des modifications géniques, au vieillissement ou à la
mort cellulaire (Genestra, 2007 ; Halliwell et Gutteridge, 2007).
1.3. Molécules antioxydantes
Tous ces oxydants peuvent être à l’origine des situations de stress oxydant si les
cellules ne parviennent pas à préserver les fonctions chimiques donneuses d’électron (thiolates, alcènes...). Pour cela, les cellules disposent de deux types d’espèces réductrices groupés sous la désignation d’antioxydants : les anti-oxydants
chimiques et les antioxydants enzymatiques (Genestra, 2007).
Pour les premiers, souvent des vitamines, certains sont liposolubles comme la
vitamine E (tocophérols et tocotriénols) ou les caroténoïdes (Collin et al., 2008).
Dans les chloroplastes des plantes, les caroténoïdes sont étroitement associés
aux chlorophylles dans des complexes pigments-protéines; ils peuvent ainsi
désactiver la chlorophylle triplet et l’oxygène singulet. Les tocophérols sont
présents dans la phase lipidique des membranes photosynthétiques où ils piègent
les radicaux peroxyle de lipides empêchant la propagation de la péroxydation
lipidique. Le radical tocophéroxyle qui en résulte peut être recyclé par l’action
concertée d’autres antioxydants dont l’ascorbate. D’autres antioxydants sont
solubles comme l’ascorbate (vitamine C), le glutathion (GSH) ou la vitamine B6
(dérivés de pyridine substituée, précurseur du cofacteur pyridoxal-5’phosphate).
L’ascorbate réagit avec les ERO pour former le monodéshydroascorbate (MDHA)
qui se disproportionné en déshydroascorbate (DHA) et ascorbate. L’ascorbate est
régénéré à partir de MDHA et DHA par les enzymes du cycle ascorbate-GSH.
L’ascorbate fonctionne aussi comme antioxydant via le système enzymatique
ascorbate peroxydase. Le GSH peut directement éliminer le radical hydroxyle
en le réduisant et en formant GSSG qui est recyclé en GSH par la glutathion
réductase. Le glutathion ainsi que les vitamines C et E peuvent aussi être régénérés par la forme réduite de l’acide lipoïque (l’acide dihydrolipoïque) qui est
donc aussi un antioxydant impliqué dans la régulation de l’état redox cellulaire.
La vitamine B6 est un excellent piégeur de l’oxygène singulet (Genestra, 2007).
Les polyphénols, comme le resvératrol, des alcaloïdes, comme la chloroquine, ou
les tanins, souvent d’origine végétale, sont d’autres molécules antioxydantes. Les
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donner d’autres espèces réactives comme l’anion peroxynitrite issu de superoxyde
et monoxyde d’azote (Genestra, 2007).
Parmi les effets biologiques des ERO et ERN, les principales modifications
subies par les protéines sont l’oxydation de la chaîne carbonée principale aboutissant à une fragmentation ou à des pontages covalents interprotéiques et à
l’oxydation des chaînes latérales des acides aminés (Genestra, 2007; Halliwell
et Gutteridge, 2007). Certaines métallo-enzymes, comme les déshydratases à
centres [4Fe-4S], sont aussi inactivées par l’ion superoxyde (Fridovich, 1995).
Les modifications oxydatives de l’ADN sont multiples sur les bases ou les sucres,
et elles sont la cause principale des effets mutagènes associés aux situations de
stress. Plus généralement, l’oxydation des biomolécules affecte le fonctionnement
de la cellule, en particulier au niveau de la réplication, de la transcription et de la
traduction, en conduisant à des modifications géniques, au vieillissement ou à la
mort cellulaire (Genestra, 2007 ; Halliwell et Gutteridge, 2007).
1.3. Molécules antioxydantes
Tous ces oxydants peuvent être à l’origine des situations de stress oxydant si les
cellules ne parviennent pas à préserver les fonctions chimiques donneuses d’électron (thiolates, alcènes...). Pour cela, les cellules disposent de deux types d’espèces réductrices groupés sous la désignation d’antioxydants : les anti-oxydants
chimiques et les antioxydants enzymatiques (Genestra, 2007).
Pour les premiers, souvent des vitamines, certains sont liposolubles comme la
vitamine E (tocophérols et tocotriénols) ou les caroténoïdes (Collin et al., 2008).
Dans les chloroplastes des plantes, les caroténoïdes sont étroitement associés
aux chlorophylles dans des complexes pigments-protéines; ils peuvent ainsi
désactiver la chlorophylle triplet et l’oxygène singulet. Les tocophérols sont
présents dans la phase lipidique des membranes photosynthétiques où ils piègent
les radicaux peroxyle de lipides empêchant la propagation de la péroxydation
lipidique. Le radical tocophéroxyle qui en résulte peut être recyclé par l’action
concertée d’autres antioxydants dont l’ascorbate. D’autres antioxydants sont
solubles comme l’ascorbate (vitamine C), le glutathion (GSH) ou la vitamine B6
(dérivés de pyridine substituée, précurseur du cofacteur pyridoxal-5’phosphate).
L’ascorbate réagit avec les ERO pour former le monodéshydroascorbate (MDHA)
qui se disproportionné en déshydroascorbate (DHA) et ascorbate. L’ascorbate est
régénéré à partir de MDHA et DHA par les enzymes du cycle ascorbate-GSH.
L’ascorbate fonctionne aussi comme antioxydant via le système enzymatique
ascorbate peroxydase. Le GSH peut directement éliminer le radical hydroxyle
en le réduisant et en formant GSSG qui est recyclé en GSH par la glutathion
réductase. Le glutathion ainsi que les vitamines C et E peuvent aussi être régénérés par la forme réduite de l’acide lipoïque (l’acide dihydrolipoïque) qui est
donc aussi un antioxydant impliqué dans la régulation de l’état redox cellulaire.
La vitamine B6 est un excellent piégeur de l’oxygène singulet (Genestra, 2007).
Les polyphénols, comme le resvératrol, des alcaloïdes, comme la chloroquine, ou
les tanins, souvent d’origine végétale, sont d’autres molécules antioxydantes. Les