Activité superoxyde réductase. Mise en évidence d'une nouvelle activité enzymatique impliquée dans la lutte contre le stress superoxyde.
Superoxyde Reductase Activity: Evidence for a new enzymatic activity involved in the fight against superoxide stress.
La rubredoxine oxydoréductase (rbo), ou désulfoferrodoxine (Dfx) est une protéine homodimérique de 2 x 14 kDa, présente chez de nombreuses bactéries sulfato-réductrices (genre Desulfovibrio) et chez quelques archaebactéries. Elle possède deux centres métalliques non héminiques par sous-unité, un centre de type rubrédoxine et un centre [Fe(NHis)4(SCys)]. Toutes les expériences réalisés (test SOD, études de réactivité avec O2.- et H2O2, radiolyse gamma) ont montré que le centre [Fe(NHis)4(SCys)] est responsable de l’activité superoxyde réductase (SOR) de l’enzyme. Par radiolyse pulsée, deux intermédiaires réactionnels ont été mis en évidence pouvant correspondre à des espèces type fer-peroxyde. D’autre part, deux résidus proches du site actif ont été mutés chez la SOR de Desulfoarculus baarsii : le résidu glutamate 47 (Glu-Ala) et le résidu lysine 48 (Lys-Ileu). La mutation Lys-Ileu induit une diminution d’un facteur 20 de la réactivité avec O2.- et la mutation Glu-Ala stabiliserait un intermédiaire fer-perroxyde. Une autre classe de SOR a été étudiée, celle de Treponema pallidum, un organisme microaérophile sans SOD ni catalase. Le centre de type rubrédoxine est absent. La protéine présente la même activité SOR. L’activité SOR pourrait représenter une nouvelle stratégie dans la lutte contre le stress superoxyde.
Rubredoxin oxidoreductase (Rbo), also called desulfoferrodoxin (Dfx) is a 2 x 14 kDa homodimeric protein, found in some sulfate-reducing bacteria (Desulfovibrio spp.) and archaea. It contains two non-heme iron centers in each subunit, a rubredoxin-type center and a [Fe(NHis)4(SCys)] center. All experiments (SOD assay, reactivity study with O2.-, gamma radiolysis) have shown that the iron center [Fe(NHis)4(SCys)] is responsible for the enzyme superoxide reductase activity (SOR). A pulse radiolysis study has shown two intermediate species that could correspond to iron-peroxo species. Moreover, two mutants of residues in the vicinity of the SOR active site have been studied: the residue glutamate 47 mutated into alanine, and the residue lysine mutated into isoleucine. The Lys-Ileu mutant is 20 less active towards O2.- than the wild-type protein, and the Glu-Ala mutant could stabilize an iron-peroxo species during catalysis. Another class of SOR has been studied, from Trepanosoma pallidum, a microaerophile bacteria which doesn't contain SOD nor catalase. This SOR class doesn't possess the rubredoxin type center, and the protein contains the same activity. This SOR activity thus could represent a new strategy in the fight against superoxide stress.
Soutenue le 19 janvier 2001 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Joseph Fourier de Grenoble I - Discipline : Biologie
