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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
1.1.
Oxydation à un électron
Il faut noter que le rayonnement ionisant n’est pas le seul agent génotoxique
connu pour produire une oxydation à un électron de l’ADN. Le rayonnement
UVA peut également induire la formation des radicaux cations dans l’ADN par
un mécanisme de photosensibilisation par transfert de charge. Également, divers
produits chimiques dont le potentiel d’oxydation est supérieur à celui des constituants de l’ADN peuvent produire une oxydation à un électron.
Parmi les constituants de l’ADN, ce sont les bases nucléiques qui possèdent le
potentiel d’oxydation le plus bas et qui sont donc des cibles préférentielles à une
oxydation à un électron. Cette ionisation des bases produit les radicaux cations
correspondants qui peuvent réagir ensuite par deux mécanismes compétitifs, à
savoir la déprotonation ou l’hydratation.
1.1.1. Oxydation des pyrimidines
Les mécanismes de décomposition des bases de l’ADN ont été déterminés à
travers la caractérisation à la fois des radicaux instables générés transitoirement et
des produits stables issus de leur décomposition (figures 1 et 2).
Figure 1 ■ Mécanismes de décomposition de la thymidine (Thd).
La déprotonation du radical cation de la thymidine (schématisée en haut) conduit à la
formation du radical neutre méthylyle. Ce radical réagit rapidement avec l’oxygène ।
moléculaire pour conduire à la formation du radical peroxyle qui après réduction pro- ?
duit la 5-(hydropéroxyméthyl)-2’-désoxyuridine (5-HOOMedUrd). Ce produit a une ;
durée de vie dans l’eau à 37 °C d’environ 8 semaines et sa décomposition génère deux «
produits stables, la 5-formyl-2’-désoxyuridine (5-FordUrd) et la 5-(hydroxyméthyl)-2’- j
désoxyuridine (5-HMdUrd).
L hydratation du radical cation de la thymidine (schématisée en bas) se produit de façon ?
majoritaire en position C6. Le radical ainsi obtenu conduit, après réaction avec l’oxy- |
gène moléculaire et réduction, aux 4 diastéréoisomères de la 5-hydroperoxy-6-hydroxy- j
5,6-dihydrothymidine. La décomposition de ces hydroperoxydes produit de façon |
majoritaire les 4 diastéréoisomères de 5,6-dihydroxy-5,6-dihydrothymidine (ThdGly, j
aussi appelés les diols ou glycols de thymidine) ainsi que les deux dérivés formamido 1
(dF) et méthylhydanthoine (5-MeHyd).
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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
1.1.
Oxydation à un électron
Il faut noter que le rayonnement ionisant n’est pas le seul agent génotoxique
connu pour produire une oxydation à un électron de l’ADN. Le rayonnement
UVA peut également induire la formation des radicaux cations dans l’ADN par
un mécanisme de photosensibilisation par transfert de charge. Également, divers
produits chimiques dont le potentiel d’oxydation est supérieur à celui des constituants de l’ADN peuvent produire une oxydation à un électron.
Parmi les constituants de l’ADN, ce sont les bases nucléiques qui possèdent le
potentiel d’oxydation le plus bas et qui sont donc des cibles préférentielles à une
oxydation à un électron. Cette ionisation des bases produit les radicaux cations
correspondants qui peuvent réagir ensuite par deux mécanismes compétitifs, à
savoir la déprotonation ou l’hydratation.
1.1.1. Oxydation des pyrimidines
Les mécanismes de décomposition des bases de l’ADN ont été déterminés à
travers la caractérisation à la fois des radicaux instables générés transitoirement et
des produits stables issus de leur décomposition (figures 1 et 2).
Figure 1 ■ Mécanismes de décomposition de la thymidine (Thd).
La déprotonation du radical cation de la thymidine (schématisée en haut) conduit à la
formation du radical neutre méthylyle. Ce radical réagit rapidement avec l’oxygène ।
moléculaire pour conduire à la formation du radical peroxyle qui après réduction pro- ?
duit la 5-(hydropéroxyméthyl)-2’-désoxyuridine (5-HOOMedUrd). Ce produit a une ;
durée de vie dans l’eau à 37 °C d’environ 8 semaines et sa décomposition génère deux «
produits stables, la 5-formyl-2’-désoxyuridine (5-FordUrd) et la 5-(hydroxyméthyl)-2’- j
désoxyuridine (5-HMdUrd).
L hydratation du radical cation de la thymidine (schématisée en bas) se produit de façon ?
majoritaire en position C6. Le radical ainsi obtenu conduit, après réaction avec l’oxy- |
gène moléculaire et réduction, aux 4 diastéréoisomères de la 5-hydroperoxy-6-hydroxy- j
5,6-dihydrothymidine. La décomposition de ces hydroperoxydes produit de façon |
majoritaire les 4 diastéréoisomères de 5,6-dihydroxy-5,6-dihydrothymidine (ThdGly, j
aussi appelés les diols ou glycols de thymidine) ainsi que les deux dérivés formamido 1
(dF) et méthylhydanthoine (5-MeHyd).
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