BICH 6423 Mécanisme et régulation de l’activité des macromolécules

Présentation au sujet: "BICH 6423 Mécanisme et régulation de l’activité des macromolécules"— Transcription de la présentation:

1 BICH 6423 Mécanisme et régulation de l’activité des macromolécules
Choc oxydatif Automne 2009 BICH Choc oxydatif

2 Choc oxydatif Déséquilibre entre formation de dérivés réactifs de l'oxygène et le métabolisme protecteur DRO (dérivés réactifs de l'oxygène - ROS) Réduction partielle (un e-) de O sous-produits (indésirables) du métabolisme normal ou de défense Cause du vieillissement ? Automne 2009 BICH Choc oxydatif

3 Stress oxydatif: sources des DRO
Chaine respiratoire Principale source cellulaire Complexe IV qui réduit O2 en H2O Cycle Q (quinone): •Q + O2 -> •O2 -> •OH- Niveau basal de ROS durant fonctionnement normal Amplifié par blocage de la chaine respiratoire Anoxie ou hypoxie (peu/pas Poisons mitochondriaux Peroxysomes Radiations ionisantes Automne 2009 BICH Choc oxydatif

4 Stress oxydatif: sources des ROS
Métabolisme: xanthine oxydase, cyt P450 Réactions spécifiques: Rn de Fenton Phagocytes (•O2-), oxide nitrique (•NO), peroxynitrite (OONO-) Agents exogènes (H2O2) Pathologies? (causes ou conséquences) Automne 2009 BICH Choc oxydatif

5 Stress oxydatif: dommages cellulaires
Lipides insaturés des membranes => perte de propriétés Protéines => dénaturation ADN => mutations => Associé à pathologies: cancer, Alzheimer, asthme, ischémie, déficits fonctionnels liés au vieillissement, diabète, etc…….. Automne 2009 BICH Choc oxydatif

6 DRO H2O2, ROOH, •O2-, -, ONOO-, ? Produits très réactifs (•OH-)
Diffusant loin de leur point de formation (•OH-, ONOO-, ) Produits très réactifs (OH•-) Diffusant loin de leur point de formation (H2O2) Formant des radicaux libres capables d'amorcer/propager des réactions en chaîne (•O2-) Automne 2009 BICH Choc oxydatif

7 Principaux ROS •O2- : anion superoxide H2O2 : peroxyde d'H
- réactif chaine respiratoire ou auto-oxydation de O2 H2O2 : peroxyde d'H réactif - dismutation O2- soluble dans membranes •OH-: radical hydroxyle très réactif Rn Fenton Automne 2009 BICH Choc oxydatif

8 Principaux DRO (suite)
HOCl: acide hypochloreux très réactif: acides aminés, thiol soluble dans membranes Autres: hydroperoxydes organiques (ROOH), oxyde nitrique (•NO), peroxyde nitrique (OONO-) Automne 2009 BICH Choc oxydatif

9 Roles catalytiques des métaux dans la formation des DRO
Fe, Cu, Cr, Va, Co Réaction de Fenton Fe2+ + H2O2 ===> Fe3+ + OH• + OH- Fe2+ + H2O2 ===> Fe3+ + HOO• + H+ => Formation de radicaux libres potentiellement dangereux Réaction de Haber-Weiss Quinones Automne 2009 BICH Choc oxydatif

10 Systèmes protecteurs Antioxydants endogènes ou alimentaires
=> Désactivateurs ("scavengers" intra- ou extracellulaires) Vitamine C (ascorbate), vitamine E, polyphénols, Méthionine et autres échangeurs thiol-disulfures… Systèmes Catalase-SOD Automne 2009 BICH Choc oxydatif

11 Systèmes protecteurs (suite)
Diverses peroxydases Glutathion Principal agent de maintien des conditions réductrices du cytoplasme Peroxydase (échange thiol-disulfure) (GSHPx) Automne 2009 BICH Choc oxydatif

12 Glutathion Principal agent de maintien des conditions réductrices du cytoplasme Tripeptide oscillant entre formes oxydées (GSSG) et réduites (GSH) oxydantes Élimination de molécules oxydantes toxiques Echange thiol-disulfure Cytoplasme: GSH:GSSG = 50:1 Automne 2009 BICH Choc oxydatif

13 Réactions du glutathion
Automne 2009 BICH Choc oxydatif

14 Gluthation Echange thiol-disulfure
GSH  GSSG: élimination de molécules oxydantes toxiques GSSH  GSH: regénération du GSH Avec NADPH + H+ comme donneur d’électrons NADPH: produit par voie des pentoses (cyto) Automne 2009 BICH Choc oxydatif

15 Glutathion peroxydase (élimination)
2 GSH + H2O2  GSSG + 2 H2O (mitochondrie) Élimination du H2O2 + ac. gras peroxydés Glutathion réductase GSSG + NADPH + H > 2 GSH (mitochondrie) Transfert du NADPH cyto -> mito Automne 2009 BICH Choc oxydatif

16 Superoxyde dismutase (SOD) et catalase
SOD: 2 O H > H2O2 + O2 Cofacteur métallique: Zn2+, Cu2+, Mn2+, Fe2+ Production d’un H2O2 qui doit être éliminé (catalase) Catalase: 2 H2O2 ==> 2 H2O + O2 H2O2 seulement provenant SOD ou autre Automne 2009 BICH Choc oxydatif