Etudes structure-fonction des supéroxyde réductases : mise en évidence de nouvelles espèces intermédiaires au niveau du site actif

• Auteur / Autrice : Christelle Mathé
• Direction : Vincent Nivière, Tony Mattioli
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Pharmacie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Paris 5
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale du Médicament (....-2009Paris)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Paris Descartes. Faculté de pharmacie de Paris (....-2019)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectroscopie Raman

Stress oxydatif

Superoxyde

Superoxyde dismutase

Superoxyde réductase

Résumé

Les superoxyde réductases catalysent la réduction du O2o- en H2O2 exclusivement, il en existe 3 classes. Leur site actif renferme un Fe2+ lié à 4 histidines et 1 cystéine. La 6ème liaison du Fe3+ est occupée par un résidu glutamate conservé. L'étude par spectroscopie Raman de résonance d'une SOR de chaque classe a permis d'observer des variations structurales du site actif, visibles par un renforcement du pouvoir électrodonneur du soufre de la classe 1 à 3. Nous avons également démontré qu'elles sont capables de former une espèce de type Fe3+-?2-peroxo non protonée après réaction avec H2O2 (excès). La mutation du glutamate en alanine permet la stabilisation de cette espèce indiquant que le glutamate facilite la libération du H2O2. Nous avons identifié une espèce Fe3+-hydroxyde, formée à haut pH, responsable des changements spectroscopiques pH-dépendants. Cette espèce HO- provient de la déprotonation d'une molécule d'eau proposée comme la source du 2éme proton libérant H2O2.

Superoxide reductase is a newly discovered enzymatic activity, that catalyzes the reduction of O2o- to H2O2 exclusively. There are three classes of SOR. The active site of SOR consists of a non-heme Fe2+ center in an unusual [His4 Cys1] pentacoordination. Upon oxidation, a conserved glutamate residue becomes the sixth Fe3+ ligand. Our resonance Raman spectroscopic studies on representative SOR proteins active sites from each class revealed structural variations. During our work, we have characterized a meta-stable non-protonated Fe3+-h2-O2 species after reaction with excess H2O2. Mutation of the glutamate residue to alanine resulted in the stabilization of the Fe3+-h2-O2 species. This indicated that this glutamate side chain facilitates H2O2 release. We have also identified a Fe3+-OH species which is responsible for observed pH-dependent spectroscopy changes of the SOR active site. The HO- species comes from the water solvent, which could be the second proton donor required for the H2O2 release.