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Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
aspartique, glutamique et tyrosine. Au contrait e, les ions mous comme Cd vont
avoir une affinité importante pour des sites soufrés contenant des acides aminés
comme la cystéine ou la méthionine.
De cette théorie, entre autre, découlent plusieurs classifications des métaux en
biologie. Une des plus utilisées est celle décrite par Nieboer et Richardson (1980).
Elle découpe en classes A et B les métaux ayant respectivement une affinité pour
l’oxygène (e.g. Ca, Mg), l’azote et le soufre (e.g. Pd, Hg). Sont classés intermédiaires ceux susceptibles d’avoir de l’affinité pour l’un ou 1 autre.
1.2. Interactions éléments d’intérêt - molécules biologiques
De par leurs propriétés chimiques décrites précédemment, les éléments d’intérêt sont susceptibles d’interagir avec de nombreuses molécules biologiques et
notamment celles impliquées dans les rôles de stockage et transfert (e.g. métallothionéines (MT), phytochélatines (PC) chez les plantes). Deux exemples d’interactions avec des peptides synthétiques sont présentés ci-après.
1.2.1. Interactions d’ions mous avec des séquences peptidiques riches
en cystéines
Les transporteurs de métaux essentiels comme Cu+ et Zn2+ et de métaux
toxiques comme Hg2+, Cd2+ et Pb2+ possèdent des sites de liaison contenant la
séquence consensus d’acides aminés MxCxxC (M = méthionine, C = cystéine,
x=acide aminé quelconque) (Arnesano et al., 2002). Cette séquence contient trois
acides aminés à chaîne latérale soufrée de caractère mou et complexe donc les
ions métalliques précités de caractère mou ou intermédiaire.
Complexe Cu+-Atxl
Affinité M-P1 : Hg2+>Cu+»Cd2+>Pb2+>Zn2+
Peptide modèle P1
.SH Coude p pour ngidifier
la boucle de liaison
Boucle de liaison de Cu
MTCSGCS
Ion métallique
Figure 2 ■ Protéine Atxl et peptide modèle P1 (Rousselot-Pailley et al., 2006).
Des decapeptides ont été utilisés pour étudier l’interaction de cette séquence
avec les ions métalliques : par exemple le décapeptide cyclique P1 modélise la
boucle de liaison d’une métallochaperonne à cuivre de la levure Atxl (figure 2). Il
a ainsi été montré que P1 complexait les ions Cu+, Zn2+, Hg2+, Cd2+ et Pb2+ grâce à
Toxicologie nucléaire environnementale et humaine
aspartique, glutamique et tyrosine. Au contrait e, les ions mous comme Cd vont
avoir une affinité importante pour des sites soufrés contenant des acides aminés
comme la cystéine ou la méthionine.
De cette théorie, entre autre, découlent plusieurs classifications des métaux en
biologie. Une des plus utilisées est celle décrite par Nieboer et Richardson (1980).
Elle découpe en classes A et B les métaux ayant respectivement une affinité pour
l’oxygène (e.g. Ca, Mg), l’azote et le soufre (e.g. Pd, Hg). Sont classés intermédiaires ceux susceptibles d’avoir de l’affinité pour l’un ou 1 autre.
1.2. Interactions éléments d’intérêt - molécules biologiques
De par leurs propriétés chimiques décrites précédemment, les éléments d’intérêt sont susceptibles d’interagir avec de nombreuses molécules biologiques et
notamment celles impliquées dans les rôles de stockage et transfert (e.g. métallothionéines (MT), phytochélatines (PC) chez les plantes). Deux exemples d’interactions avec des peptides synthétiques sont présentés ci-après.
1.2.1. Interactions d’ions mous avec des séquences peptidiques riches
en cystéines
Les transporteurs de métaux essentiels comme Cu+ et Zn2+ et de métaux
toxiques comme Hg2+, Cd2+ et Pb2+ possèdent des sites de liaison contenant la
séquence consensus d’acides aminés MxCxxC (M = méthionine, C = cystéine,
x=acide aminé quelconque) (Arnesano et al., 2002). Cette séquence contient trois
acides aminés à chaîne latérale soufrée de caractère mou et complexe donc les
ions métalliques précités de caractère mou ou intermédiaire.
Complexe Cu+-Atxl
Affinité M-P1 : Hg2+>Cu+»Cd2+>Pb2+>Zn2+
Peptide modèle P1
.SH Coude p pour ngidifier
la boucle de liaison
Boucle de liaison de Cu
MTCSGCS
Ion métallique
Figure 2 ■ Protéine Atxl et peptide modèle P1 (Rousselot-Pailley et al., 2006).
Des decapeptides ont été utilisés pour étudier l’interaction de cette séquence
avec les ions métalliques : par exemple le décapeptide cyclique P1 modélise la
boucle de liaison d’une métallochaperonne à cuivre de la levure Atxl (figure 2). Il
a ainsi été montré que P1 complexait les ions Cu+, Zn2+, Hg2+, Cd2+ et Pb2+ grâce à