Direction des sciences du vivant

L’oxydation du résidu cystéine intervient dans des mécanismes enzymatiques et régulateurs multiples. Elle est reversée par la voie du GSH et/ou celle de la thioredoxine. Chez les eucaryotes, la fonction du GSH reste inexplorée. Une équipe de l’iBiTec-S montre par une analyse exhaustive chez S. cerevisiae que l’absence de GSH n’a pas d’impact thiol-redox, et que sa présence en excès n’impacte que le réticulum endoplasmique, s’y accumulant et perpétuant l’activation du système Ero1-Pdi1 catalysant l’oxydation des protéines sécrétées. En revanche, l’absence/excès de GSH inhibent la maturation des enzymes à centres fer-soufre cytosoliques. Nous proposons le modèle suivant : le GSH a une fonction cytosolique essentielle dans le métabolisme du fer, mais n’intervient dans le contrôle thiol-redox cytosolique que comme système de secours de la thioredoxine. En présence d’un stress redox consommant le GSH, le métabolisme du fer est affecté, indiquant que le GSH lie ces deux métabolismes. Les concentrations cellulaires millimolaires, élevées du GSH ne sont nécessaires que pour protéger sa fonction dans le métabolisme du fer vis-à-vis de stress redox.

Ces données suggèrent l'existence d'une compartimentation cellulaire stricte du GSH. L'identification des systèmes assurant cette compartimentation sera essentielle pour mieux appréhender les pathologies liées aux déséquilibres redox et liant altérations du métabolisme du fer et stress oxydant.

Figure 1. Modèle de l’organisation fonctionnelle des systèmes de réduction des cystéines. La voie de la thioredoxine assume de façon quasi-exclusive le contrôle thiol-redox cytosolique, le glutathion n’intervenant que comme système de secours. En revanche, dans le cytosol, le glutathion intervient dans l’assemblage des centres Fe-S et la régulation du trafic du fer, une fonction essentielle à la vie. Dans le réticulum endoplasmique, le glutathion intervient dans le repliement oxydatif des protéines sécrétées selon des modalités qu’il reste à définir. Ce modèle montre qu’un stress redox consommant le GSH altère le métabolisme du fer. Abréviations : TRR1, thioredoxine réductase ; Trx, thioredoxine ; GSH, glutathion ; Grx, glutaredoxine ; GLR1, GSH réductase, RNR, ribonucléotide réductase

Kumar C, Igbaria A, D'Autreaux B, Planson A G, Junot C, Godat E, Bachhawat A K, Delaunay-Moisan A, Toledano M B. (2011). Glutathione revisited: a vital function in iron metabolism and ancillary role in thiol-redox control. EMBO J. 30, 2044-2056.