Spéciation et chélation dans le vivant
41
© Lavoisier
- La
photocopie non
autorisée est un
délit
2.3.3. Spéciation du sélénium : de la bactérie des sols à l’homme
Le sélénium existe dans les milieux naturels aux états d’oxydation (—II), séléniures (parmi lesquels les séléniures organiques tels que les acides aminés sélénométhionine et sélénocystéine), (0), sélénium élémentaire, (+IV), sélénite et (+VI),
séléniate. En fonction de son état d’oxydation, son accumulation cellulaire, ses
effets biologiques et son devenir diffèrent. En effet, après exposition au sélénite de
bactéries en culture, leur croissance apparaît perturbée : augmentation de la phase
de latence, diminution de la vitesse exponentielle de croissance et de la densité
cellulaire maximale atteinte en phase stationnaire. D’autre part, l’accumulation
de sélénium dans ces bactéries est 25 fois plus importante qu’après exposition au
séléniate, suggérant des voies d’accumulation différentes :
- le sélénite serait en partie transporté via la protéine DedA et pris en charge
après accumulation par deux voies distinctes : une voie d’assimilation lors
de laquelle le sélénite est transformé en alkyle séléniure, soluble dans la
bactérie, et une voie de détoxication lors de laquelle il est réduit en sélénium
élémentaire, qui précipite sous forme de granules (figure 6a) ;
- concernant le séléniate, il emprunterait la voie d’accumulation du sulfate, via
une sulfate perméase, et n’aurait ensuite qu’une seule voie d’assimilation,
conduisant majoritairement à l’apparition d’un alkyle séléniure (Sarret et al.,
2005).
Dans les deux cas cependant, l’alkyle séléniure a été identifié comme étant
de la sélénométhionine, qui est alors incorporée dans les protéines bactériennes
(Avoscan et al., 2006).
Ce « piégeage élémentaire » est aussi retrouvé chez Chlamydomonas reinhardtii, algue verte unicellulaire, après exposition à 200 pM de sélénite. Cette fois
encore, comme le montre la figure 6b, l’accumulation de sélénium a lieu dans des
structures de type « granules » situées dans le cytoplasme (Simon et al., 2007).
Chez les bivalves, des études montrent qu’après exposition de Corbicula
fluminea à de la sélénométhionine une incorporation aspécifique de cette dernière,
très probablement due à l’analogie S/Se, est observée dans de nombreuses
protéines du cytosol de la masse viscérale alors qu’après exposition à du sélénite,
une spéciation distincte est observée en fonction du temps. En effet, dans ces
conditions le sélénium est retrouvé au départ (après un jour d’exposition) dans
des composés de petit poids moléculaire (sélénite, sélénodigluthation...) puis par
la suite (après 20-50 jours d’exposition) dans des protéines séléniées (glutathion
peroxydase) (Fournier, 2005 ; Adam-Guillermin et al., 2009). Cet élément, en
deçà d’un certain seuil, paraît donc utilisé par l’organisme et non pas considéré
comme un toxique à stocker ou éliminer.
Sélénoprotéine
Chez l’homme son métabolisme simplifié est schématisé par la figure 7. Dans
le sérum humain au niveau basal, il serait sous forme de sélénourée, composés
séléniés cationique et neutre, Se(IV), sélénocystéine et Se(VI).
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autorisée est un
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2.3.3. Spéciation du sélénium : de la bactérie des sols à l’homme
Le sélénium existe dans les milieux naturels aux états d’oxydation (—II), séléniures (parmi lesquels les séléniures organiques tels que les acides aminés sélénométhionine et sélénocystéine), (0), sélénium élémentaire, (+IV), sélénite et (+VI),
séléniate. En fonction de son état d’oxydation, son accumulation cellulaire, ses
effets biologiques et son devenir diffèrent. En effet, après exposition au sélénite de
bactéries en culture, leur croissance apparaît perturbée : augmentation de la phase
de latence, diminution de la vitesse exponentielle de croissance et de la densité
cellulaire maximale atteinte en phase stationnaire. D’autre part, l’accumulation
de sélénium dans ces bactéries est 25 fois plus importante qu’après exposition au
séléniate, suggérant des voies d’accumulation différentes :
- le sélénite serait en partie transporté via la protéine DedA et pris en charge
après accumulation par deux voies distinctes : une voie d’assimilation lors
de laquelle le sélénite est transformé en alkyle séléniure, soluble dans la
bactérie, et une voie de détoxication lors de laquelle il est réduit en sélénium
élémentaire, qui précipite sous forme de granules (figure 6a) ;
- concernant le séléniate, il emprunterait la voie d’accumulation du sulfate, via
une sulfate perméase, et n’aurait ensuite qu’une seule voie d’assimilation,
conduisant majoritairement à l’apparition d’un alkyle séléniure (Sarret et al.,
2005).
Dans les deux cas cependant, l’alkyle séléniure a été identifié comme étant
de la sélénométhionine, qui est alors incorporée dans les protéines bactériennes
(Avoscan et al., 2006).
Ce « piégeage élémentaire » est aussi retrouvé chez Chlamydomonas reinhardtii, algue verte unicellulaire, après exposition à 200 pM de sélénite. Cette fois
encore, comme le montre la figure 6b, l’accumulation de sélénium a lieu dans des
structures de type « granules » situées dans le cytoplasme (Simon et al., 2007).
Chez les bivalves, des études montrent qu’après exposition de Corbicula
fluminea à de la sélénométhionine une incorporation aspécifique de cette dernière,
très probablement due à l’analogie S/Se, est observée dans de nombreuses
protéines du cytosol de la masse viscérale alors qu’après exposition à du sélénite,
une spéciation distincte est observée en fonction du temps. En effet, dans ces
conditions le sélénium est retrouvé au départ (après un jour d’exposition) dans
des composés de petit poids moléculaire (sélénite, sélénodigluthation...) puis par
la suite (après 20-50 jours d’exposition) dans des protéines séléniées (glutathion
peroxydase) (Fournier, 2005 ; Adam-Guillermin et al., 2009). Cet élément, en
deçà d’un certain seuil, paraît donc utilisé par l’organisme et non pas considéré
comme un toxique à stocker ou éliminer.
Sélénoprotéine
Chez l’homme son métabolisme simplifié est schématisé par la figure 7. Dans
le sérum humain au niveau basal, il serait sous forme de sélénourée, composés
séléniés cationique et neutre, Se(IV), sélénocystéine et Se(VI).