Le rôle des métaux en biologie 235
tion peuvent exister dans divers états d'oxydation stables. Le fer, par
exemple, existe couramment à l'étage d'oxydation deux (Fe 2 +), qualifié
de ferreux, et trois (Fe 3 +), qualifié de ferrique. Parmi les autres métaux
impliqués dans une fonction redox, on citera le cuivre, le molybdène et
le cobalt. De tous ces éléments, c'est le fer dont on connaît le mieux le
mécanisme d'action. Le fer se retrouve inclus selon diverses modalités
de coordination dans des protéines. On le retrouve dans le groupe prosthétique de !'hème (voir figure 14.2a) utilisé par de nombreuses enzymes
redox comme la peroxydase et les cytochromes. Le fer peut aussi être lié
à des atomes de soufre dans l'entité fer-soufres de certaines protéines.
Cys-s , Fe --- S ---- -- -- -- -- S -Cys
Cys -s " .S-Cys
l " s 1 - 1
F
I
.{ Cys- s
.s .
S-Cys
Fé
s-- -Fe __ s -Cys
'Fé ... ',F /
Cys-S / "- s -Cys
"'---- -- -- -/ "fi"' e
"Cys-S
,.. Fe
S
Cys -S
S
S-Cys
Figure 14.4 Structures de quelques entités fer-soufres dans des protéines
où ces éléments sont associés.
Ces atomes de fer sont localisés dans les protéines ad hoc sous forme
d'agglomérats fe r-soufres. La structure de ces agglomérats fer-soufres
est variable et peut, dans certains cas, comporter plus d'un atome de fe r
(figure 14.4). Chaque entité fe r-soufres fonctionne en tant que transporteur monoélectronique. De par leur structure, cela signifie que certains groupes caractérisés par des potentiels standard de réduction
négatifs (chapitre 13) peuvent se fo rmer comme dans le cas de la ferrédoxine (-0,43 V). Le potentiel standard de réduction de l'ion métallique dépendra des types d'atomes impliqués dans la coordination
ainsi que de l'hydrophobicité du milieu entourant ledit métal. Ainsi, en
fonction de la nature des ligands fixés par coordination au fer, le potentiel standard de réduction de ce métal peut varier de -0,4 à +0,4 V.
Côté A
00 0 0
e e e e0 e
Membrane plasmique
Côté B
Présence d'un sel dissocié,
c'est-à-dire d'ions sans déséquilibre
de charges.
0
e
Côté A
e
e
A
©
e
Membrane plasmique
0 0 0
Côté B
Des cations se
déplacent
vers le côté B.
Côté A
ee e e e
Membrane plasmique
©00 ©©
Côté B
Un déséquilibre de charges
électriques (potentiel
de membrane) existe au travers
de la membrane plasmique
(le côté B devient positif).
Figure 14.5 Le mouvement de cations au travers des membranes plasmiques
peut créer, au niveau transmembranaire, un déséquilibre de charges électriques
(potentiel de membrane).
'f
tion peuvent exister dans divers états d'oxydation stables. Le fer, par
exemple, existe couramment à l'étage d'oxydation deux (Fe 2 +), qualifié
de ferreux, et trois (Fe 3 +), qualifié de ferrique. Parmi les autres métaux
impliqués dans une fonction redox, on citera le cuivre, le molybdène et
le cobalt. De tous ces éléments, c'est le fer dont on connaît le mieux le
mécanisme d'action. Le fer se retrouve inclus selon diverses modalités
de coordination dans des protéines. On le retrouve dans le groupe prosthétique de !'hème (voir figure 14.2a) utilisé par de nombreuses enzymes
redox comme la peroxydase et les cytochromes. Le fer peut aussi être lié
à des atomes de soufre dans l'entité fer-soufres de certaines protéines.
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Figure 14.4 Structures de quelques entités fer-soufres dans des protéines
où ces éléments sont associés.
Ces atomes de fer sont localisés dans les protéines ad hoc sous forme
d'agglomérats fe r-soufres. La structure de ces agglomérats fer-soufres
est variable et peut, dans certains cas, comporter plus d'un atome de fe r
(figure 14.4). Chaque entité fe r-soufres fonctionne en tant que transporteur monoélectronique. De par leur structure, cela signifie que certains groupes caractérisés par des potentiels standard de réduction
négatifs (chapitre 13) peuvent se fo rmer comme dans le cas de la ferrédoxine (-0,43 V). Le potentiel standard de réduction de l'ion métallique dépendra des types d'atomes impliqués dans la coordination
ainsi que de l'hydrophobicité du milieu entourant ledit métal. Ainsi, en
fonction de la nature des ligands fixés par coordination au fer, le potentiel standard de réduction de ce métal peut varier de -0,4 à +0,4 V.
Côté A
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Membrane plasmique
Côté B
Présence d'un sel dissocié,
c'est-à-dire d'ions sans déséquilibre
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Membrane plasmique
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Côté B
Des cations se
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Un déséquilibre de charges
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(le côté B devient positif).
Figure 14.5 Le mouvement de cations au travers des membranes plasmiques
peut créer, au niveau transmembranaire, un déséquilibre de charges électriques
(potentiel de membrane).
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