Cours 1: stress oxydatif Flashcards
1
Q
Qu’est-ce que font les radicaux libres sur les différentes molécules?
A
- oxydation des lipides, protéine et acides nucléiques.
2
Q
Qu’est-ce que peut causer le stress oxydatif? (6)
A
- Maladies cardiovasculaires
- Diabète
- Maladies articulaires
- Maladies inflammatoires
- Cancer
- Maladies dégénératives
3
Q
décrit l’oxydation et la réduction.
A
oxydation: perte de l’hydrogène, donc perte d’électron et gain d’oxygène.
Réduction: gain d’hydrogène, donc gain d’électron ou perte d’oxygène.
4
Q
Décrit oxydant vs réducteur.
A
Oxydant (va être réduit): va oxyder une molécule en acceptant un électron (hydrogène) ou en donnant un oxygène.
Réducteur (va être oxydé): va réduire une molécule en donnant un hydrogène (électron) ou en acceptant un oxygène.
5
Q
Exemple de réaction d’oxydoréduction.
A
Oxydant (Cu2+) + Fe (réducteur) = Cu + Fe2+
6
Q
Définition d’un radicaux libres (les oxydants).
A
Un RL est une molécule qui contient un ou plusieurs électrons non appariés, résultat de la rupture homolytique d’une liaison covalente ou de réactions de transfert d’électron.
Donc un RL est un composant contenant un électron libre, extrêmement réactif, instable.
7
Q
Quelle est la raison chimique du stress oxydatif?
A
L’oxydation, soit le transfert d’électron.
8
Q
Nomme 4 espèces de RL radicalaires et définition de radicalaire.
A
- anion superoxyde (O2-)
- radical oxyde (OH-)
- radicaux lipidiques (LO-, LOO-)
- monoxyde d’azote (NO-)
Radicalaire = qui a un électron libre, un radical et donc très instable.
9
Q
nomme 5 RL d’espèce non radicalaire. et définition d’espèce non radicalaire.
A
- oxygène singulet : 1O2
- ozone : O3
- peroxyde d’hydrogène: H2O2
- acide hypochloreux (HOCl)
- Peroxinitrite: ONO2- ou ONOO-
Non radicalaire = qui ne possède pas d’électron libre, Mais c’est quand même des oxydants qui vont causer du stress oxydatif. Demi-vie plus longue que les espèces radicalaires.
10
Q
Comment se fait la production des ROS (espèce réactive de l’oxygène)?
A
- Par la réduction de l’O2 : O2-, H2O2, OH-
- La réaction de Haber-Weiss : OH-
- La réaction de Fenton: OH-
certaine enzyme produisent des ROS:
- NOX: NADPH oxydase: production d’anion superoxyde
- NOS / eNOS: production de NO / O2- / ONOO-
11
Q
Décrit les étapes de la réduction de l’oxygène.
A
- Un O2 accepte un électron = devient un superoxyde radical O2- (ROS)
- Superoxyde radical (O2-) accepte 2 hydrogènes (gain de 2 électrons) + 2 électron = H2O2(ROS)
- Peroxyde d’hydrogène accepte un hydrogène et un électron = OH- (hydroxyl radical) (ROS)
- L’hydroxyl radical (OH-) accepte un hydrogène et un électron = H2O)
12
Q
Décrit la réaction de Haber Weiss et quel ROS est produit (irréversible).
A
O2- (anion superoxyde) + H2O = OH- + OH- + O2 ** donc production de 2 radical hydroxyle à partir d’un anion superoxyde.
13
Q
Décrit la réaction de Fenton et les ROS produit (irréversible).
A
H2O2 (peroxyde d’hydrogène) + Fe2+ = OH- + OH- + Fe3+
*** donc production de deux radical hydroxyl et d’un ion ferrique (fe3+) à partir d’un peroxyde d’hydrogène et d’un ion ferreux.
14
Q
Décrit l’action du superoxyde radical (O2-)
A
- Réaction nucléophilique (donne des électrons à une autre molécule pour former de nouvelles liaisons
- Réactivité faible
- Peu de dommage directe
- mobiles.
15
Q
Décrit le peroxyde d’hydrogène et ses impacts.
A
- c’est un non radicalaire, donc à une demi-vie plus longue (> 4 s) et est non chargé
- Réactivité faible et peu de dommage direct
- mobiles
- La réaction nucléophilique du superoxyde radical (O2-) sur le peroxyde d’hydrogène (H2O2) va causer la fission (rupture) homolytique = création de 2 radical hydroxyl (OH-). ** réaction de Haber-Weiss.
16
Q
Décrit les actions du radical hydroxyl (OH-)
A
- extrêmement réactif
- Dommage direct important (les macromolécules)
- immobile - réagit avant son déplacement.
- cause des dommages directs aux lipides, protéines et acides nucléiques (ADN).
17
Q
Quelle enzyme est le plus grand producteur d’anion superoxyde? Réaction?
A
La NOX: NADPH oxydase
prend un O2 + NADPH = anion superoxyde (O2-) et NADP+ et H+.
18
Q
Quels sont les rôles de la NOX (NADPH oxydase)?
A
- initiation de la phagocytose
- signalisation cellulaire
19
Q
Décrit les 2 types de production d’anion superoxyde par la NOX.
A
type 1:”oxydative burst”: relâche d’une relativement grande quantité de radicaux libres en peu de temps (5-30 min) par les neutrophiles, macrophages et monocytes. Donc surtout quand attaque par agent infectieux ou bactérie. (phagocytose)
type 2: relâche continu de faible quantité par les cellules non phagocytaires (cellules endothéliales, muscle lisse de la vasculature, fibroblaste, etc.) donc par toutes les cellules non impliqués dans le système immunitaire. (signalisation)
20
Q
Décrit NOX (caractéristique).
A
- une enzyme transmembranaire
- l’enzyme inactive à la membrane est désassemblée, plusieurs unités sont déphosphorylées et libres dans le cytoplasme.
- lors d’une activation = phosphorylation et déplacement à la membrane. Donc activation membranaire et non membranaire.
21
Q
Décrit le rôle de signalisation de la NOX (NADPH oxydase) et la production de ROS.
A
- TNFa lie son récepteur ce qui le phosphoryle et active une PKC
- la PKC phosphoryle la NADPH cytosolique (donc les protéines à l’état basale dissocié du complexe transmembranaire).
- La NADPH oxydase cytosolique va se lié au complexe transmembranaire et l’active = production de ROS .
- Les ROS (radicaux libres) vont aller activer la voie MAPK (active c-jun) et MAPKPaB et IKKm(qui active Nf-kb= inflammation endothéliale.
- Maladies cardiovasculaires.
22
Q
Quelles enzymes sont impliqués dans la production des ROS et quels ROS elles produisent?
A
- NOX (NADPH oxydase): producteur important d’anion superoxyde (O2-)
- Xanthine oxydase: production de peroxyde d’hydrogène et d’anion superoxyde
- NOS et eNOS (oxyde nitrique synthase): production d’oxyde nitrique (pas ROS) et de peroxynitrite (ONOO-) (ROS).
23
Q
Décrit la réaction de la xanthine oxydase. (irréversible)
A
- impliqué dans le catabolisme des purines (adénine +guanine)
- 2 réactions de suites:
1. La xanthine oxydase transforme l’hypoxanthine en xanthine en utilisant un H2O et O2 et libère un peroxyde d’hydrogène et un anion superoxyde.
2. la xanthine oxydase transforme la xanthine en acide urique en utilisant un H2O et un O2 et libère 2 peroxyde d’hydrogène et un anion superoxyde
24
Q
Décrit les réactions de la forme couplée et de la forme non-couplée de l’oxyde nitrique synthase de l’endothélium (eNOS).
A
Forme normal: couplée de la eNOS (aussi nommé oxyde nitrique synthase 3) (en condition physiologique)
utilise la L-arginine et un O2 pour former du NO et la L-citrulline. Nécessite le couplage à la sous-unité BH4
Forme non-couplée de la eNOS: en condition non physiologique, soit si il y a une augmentation du stress oxydatif par des cytokines, ETI ou Ang II, la eNOS ne reconnait pas le co-facteur (BH4) car il est oxydé en BH2. donc la eNOS va encore utilisé la L-arginine et un O2, mais va former un anion superoxyde, qui va réagir avec l’oxyde nitrique (NO) et va former du peroxynitrite (ONOO-) et du peroxyde d’hydrogène.
25
Pourquoi le NO (oxyde nitrique) peut être toxique?
Parce qu'il à une capacité de réagir avec le radical superoxyde pour former du peroxynitrite (ONOO-) et acide peroxynitreux (quand peroxinitrite rencontre un H+).
La disparition du NO est principalement due à sa réactivité avec l'anion superoxyde.
- à haute concentration, l'oxyde nitrique (NO) est cytotoxique et mutagénique.
26
Quels dommages sont causé par le peroxynitrite (et acide peroxynitreux)?
- Dommages à l'ADN
- Peroxydation des lipides
- oxydation des AA
- Oxydation des thiols.
27
Qu'est-ce qui produit les NO?
La NOS (oxyde nitrique synthase)
aussi la S-nitrosothiols, qui est impliqué dans le stockage et le transport du NO, il est aussi une source de NO.
mais le NO est produit par toutes les cellules.
28
Quels sont les effets biologiques du NO?
- EDRF: endothelium-derived relaxing factor
- régulation de la tension vasculaire
- inhibiteur de l'aggrégation plaquettaire
- neurotransmetteur
-etc.
29
Quels sont les rôles du NO?
-NO inhibe les aconitases (transforme le citrate en isocitrate) par l'oxydation du noyau ferreux:
4Fe-4S = 3F3-4S + Fe donc perte d'un fer dans le noyau.
- inhibe la ribonucléotide réductase
- inhibe la glutathion peroxydase
- inhibe le cytochrome C oxydase
- Inhibe la NADPH oxydase
- inhibe la xanthine oxydase
- inhibe la lipoxygénase
NO active:
- MMPs (métalloprotéinases)
- SOD (superoxyde dismutase)
Mécanisme:
- par réaction avec l'hème
- par l'oxydation de thiol
- S-nitrosylation
30
Qu'est-ce qu'une aconitase?
Famille de déshydrogénase catalysant la transformation du citrate en isocitrate *dans le cycle de Krebs ou cycle acide citrique*.
très sensible à l'action de NO et peut etre utiliser comme marqueur de stress oxydatif.
31
Comment se fait le dosage des nitrites?
On utilise la réaction de Griess, une méthode pour mesurer l'oxyde nitrique dans un milieu de culture ou dans un sérum.
dans la solution 1: l'ion nitrite (NO2-) + acide sulfanilique (sulfanamide) = Sel de Diazonium. (un sel avec un composant nitrite)
Dans la solution 2: Ajout de alpha-naphtylamine (rx2) qui se lie au sel de diazonium et forme un colorant rouge = spectro
= on dose le nitrite au lieu du NO car le NO est instable en solution biologique.
32
Comment se fait le dosage des ROS?
- sonde H2DCFDA activé en présence de radicaux libres et forme un composé fluorescent.
33
Nomme les 3 types d'anti-oxydants et exemple.
- Piégeurs: GSH, vitamines E & C, beta-carotène, ubiquinol
- Enzymes: SOD, catalase, GSH peroxydase.
- Chélateurs: transferrine, céruloplasmine, albumine
34
De quoi est composé le système antioxydant?
- enzymes antioxydantes - Élimination des ROS
- Les chélateurs de métaux (protéines)
- Antioxydants de faible MW
- autres protéines protextrice
- processus de réparation.
35
De quoi dépend la variabilité de l'efficacité de l'agent oxydant?
- dépend du type cellulaire: le niveau du système antioxydant peut varier d'un type cellulaire à un autre. ex: chondrocytes dans le cartilage = milieu anaérobique, donc capacité anti-oxydante diminué.
- dépend de la nature du radical libre (certains plus réactifs que d'autres) et du site de production (dans les mitochondries = très dommageable).
36
Quel est l'anti-oxydant de premier choix et de quel type s'agit-il?
Glutathion : trappe radicalaire donc piégeurs et enzyme.
- c'est une molécule tripeptide (y-glutamyl + cystéine + glycine)
37
Décrit la réaction du glutathion.
2 GSH transformé en GSSG (forme oxydé) par la GSH peroxydase qui transforme un peroxyde d'hydrogène en 2 mol d'eau.
ensuite, recyclage du glutathion par la transformation du GSSG en 2GSH par la GSH réducatse avec l'aide d'un NADPH + H+.
38
Comment le glutathion est-il produit?
La synthèse du glutathion:
1: L-glutamate + L-cystéine = y-glutamylcystéine par la y-glutamylcystéine ligase (GCL)
2: y-glutamylcystéine + Glycine = Glutathion par la glutathion synthétase
39
Décrit l'enzyme GCL (y-glutamylcystéine ligase)
Composé de 2 sous-unités:
une sous-unité catalytique: GCLC
et
une sous-unité modulatrice : GCLM
40
GCLC KO?
mort avant la naissance. GSH (glutathion) essentiel pour la croissance cellulaire.
41
GCLM KO?
phénotype normal, mais une baisse du pool de GSH et augmentation à la sensibilité aux toxines et au stress
42
GS KO?
Mort avant la naissance.
43
Réactions de la SOD (superoxyde dismutase), ses différences formes et son rôle (irréversible).
2O2- (superoxyde dismutase) + 2 H+ = H2O2 et O2
donc production de peroxyde d'hydrogène mais utilisation de superoxyde dismutase.
Elle dismute le radical superoxyde en mol de H2O2.
forme: Cu-Zn ou Mn
Rôle: Neutraliser l'anion superoxyde ce qui va former du peroxyde d'hydrogène.
44
Décrit la forme cytosolique de la SOD
SOD1, soit la forme cytoplasmique
- sous forme Cu-Zn (dépendante de Cu-Zn)
- homodimère
- Cu = activité enzymatique
- Zn = stabilisation de l'enzyme
45
Décrit la forme extracellulaire de la SOD
SOD 3
- matrice extracellulaire = vaisseaux sanguins
- homotétramère
- prévention de la production de peroxynitrite ? (car transforme les superoxydes en H2O2 donc empêche la réaction avec NO.
46
Décrit la forme mitochondriale de la SOD
SOD 2
- Mn dépendante
- Homotétramère
- transforme l'anion superoxyde produit dans la chaine respiratoire en H2O2.
47
Mutations de la Cu-Zn SOD?
cardiomyopathie, cancer
48
Délétion de la Cu-ZnSOD
Kératocône (maladie de la cornée)
49
Cu-ZnSOD KO
Perte de la masse musculaire, cataractes, carcinome hépatocellulaire, durée de vie plus courte.
50
MnSOD KO
Mort après 10 jours post naissance.
51
Rôle de la glutathion peroxydase (GPx)
Action enzymatique du glutathion contre les ROS
Transforme l'hydroperoxyde lipidique (LOOH et le peroxyde d'hydrogène (H2O2) en LOH + 1/2 O2
Transforme aussi le peroxinitrite (ONOO-) en nitrites (NO2-).
Besoin de molécule de GSH (glutathion) pour la réaction (oxyde le glutathion)
Dépendant du sélénium (Se) = oligoélément.
GPx présent dans le cytosol, la mitochondrie et la membrane.
52
Pourquoi le sélénium est considéré comme ayant des propriétés antioxydantes?
Parce qu'il est nécessaire à l'action de la GPx (glutathion peroxydase). Il utilise le glutathion comme intermédiaire.
53
Décrit la catalase (CAT), réaction, localisation, caractéristique.
- fait la décomposition du peroxyde d'hydrogène en 2 mol d'eau et 1 mol d'O2.
- protéine tétramérique
- centre ferrique au niveau du site actif
- intracellulaire, dans les peroxysomes
surtout dans le foie > cerveau, coeur et muscle.
54
CAT KO
phénotype normal, pas d'augmentation du stress oxydatif parce que l'absence de catalase est remplacé par la glutathion peroxydase pour décomposer le peroxyde.
55
nom de la vitamine E, sa localisation, son rôle, sa provenance et dose journalière.
Vitamine E = alpha-tocophérol
- antioxydant liposoluble majeur dans les membranes et le plasma humain (associés aux LDL).
- piégeurs de radicaux libres en donnant un hydrogène (réducteur)
- apporté par les huiles végétales et les fruits oléagineux (dose journalière = 7-10 mg)
56
Vitamine C: son nom, son rôle, sa localisation, sa provenance, dose journalière.
- vitamine C = acide ascorbique
- antioxydant hydrosoluble le plus important dans le plasma
- piège les radicaux anion superoxyde (O2-) et radical hydroxyl (OH-)
- Aporté par les fruits (agrumes, kiwi)
- dose journalière = 70-100 mg
57
Vrai ou faux, la vitamine E et la vitamine C sont des vitamines complémentaires.
vrai
58
Comment se fait le recyclage des vitamines E et C (dans le fond réaction avec ROS et recyclage).
1. radical lipidique (LOO-) transformé en hydroxyperoxyde lipidique (LOOH) (qui peut ensuite être transformé par la GPx en mol de LOH et 1/2 O2 ) par la vitamine E (a-tocophérol ou a-TOH) qui est oxydé et perd son H+ (a-TO-).
2. L'ascorbate recycle la vitamine E oxydé (a-TO-) en a-TOH. La vitamine C devient oxydé, donc radical ascorbyl.
3. le radical ascrobyl est recycler en ascorbate par l'utilisation d'un glutathion (le glutathion va réduire (donné un H) au radical ascorbyl). Le glutathion devient oxydé (GSSG).
4. Le glutathion oxydé (GSSG) est recyclé par la glutathion réductase et l'utilisation d'un NADPH + H+.
59
Nomme deux COMPOSÉS antioxydants
- thiorédoxine
- glutarédoxine
60
Quel est le rôle de la thiorédoxine et de la glutarédoxine?
Rôl de recyler les froupements thiols oxydés
- ce sont des protéines (petits peptides) capables de réactivés des enzymes ayant été utilisé pour redonner (recycler) des gr thiol à d'autre protéines.
61
Exemple de l'action de la thiorédoxine et de la glutarédoxine sur l'enzyme ribonucléotide réuctase.
1. La ribonucléotide réductase donne le H de ses groupements thiols à des protéines ou acide nucléique qui en ont besoin. Ainsi la ribonucléotide réductase perd ces groupements thiols.
2. la thiorédoxine ayant 2 gr thiols, va permettre le recyclage de la ribonucléotide réductase en lui redonnant les 2 H nécessaire pour ses groupement thiol.
3. maintenant la thiorédoxine n'a plus de H sur ces gr thiols. C'est la thiorédoxine réductase qui va lui redonner 2 H en les prenant du FADH2.
4. Le FADH2 oxydé en FAD va retrouvé ces 2 H en les prenant d'un NADPH + H+.
2. La glutarédoxine va faire la même chose que la thiorédoxine, elle donne ces 2 H à la ribonucléotide réductase.
3. La glutarédoxine réductase redonne les 2 H à la glutarédoxine en les prenant de 2 GSH (glutathion) ****action non-enzymatique du GSH****
4. Le GSH est oxydé en GSSG.
5. La glutathione réductase recycle le GSSG et GSH à partir du NADPH + H+.
62
Quels sont les effets néfastes et les effets bénéfiques du stress oxydatif?
effets néfastes: oxydation des lipides, protéines et acides nucléiques = maladie. Ex: si donne une grosse concentration de stress oxydatif (ROS) = mort des cellules en 24 h.
Effets bénéfiques: Induction de l'Expression génique de plusieurs protéines dont les enzymes anti-oxydantes (MnSOD) = adaptation et protection. Ex: si donne une petite concentration de ROS à une cellule, attend 24 h, puis donne une grosse concentration de ROS à la cellule = survie après 24 h car il y a eu adaptation.
63
Nomme 2 dommages irréversibles et 4 dommages réversibles de l'oxydation des protéines.
irréversible si formation de:
- carbonyls (carbonylation): C=O (ex: acide sulfinique et sulfonique).
- 3-nitrotyrosine
Réversible si formation de:
- acide sulfenique (s-sulfenation)
- S-nitrosothiols (s-nitrosylation)
- S-glutathione (s-glutathionylation)
- disulfides
64
Aller voir diapo sur oxydation et nitrosylation
go go go
65
Comment on mesure les groupes carbonyles et nitrosyles (résultats d'oxydation irréversibles des protéines)?
1. Avec le DNPH, il agit avec le carbonyle (protéine oxydé C=O) = formation de protéine DNP (C=DNP)
2. mesure l'absorbance à 370 nm.
** permet de mesurer le degré d'oxydation des protéines par les RL.
sinon:
anticorps contre DNP:
1. Met DNPH avec protéine = changement du O (carbonyl) pour un DNP = protéine DNP.
2. Met des anticorps dirigé contre DNP (anti-DNP)
3. dosage pas ELISA.
sinon:
Biotine (pour des groupes nitrosyles):
1. protéine nitrosylé (avec groupement SNO) en solution avec biotine = protéine S-biotine.
2. ajout de HRP qui réagit avec la biotine = chimiluminescence. Mesure la luminescence par western blot.
66
Quels sont les conséquences de la peroxydation lipidique?
conséquences sur les lipides ET sur les protéines membranaires.
Les membranes cellulaires contiennent de grandes quantités d'acides gras polyinsaturés (PUFAs).
Peroxidation des lipides = acides gras saturé (aucune double liaison): associé à:
- une augmentation de la température de fusion donc à température ambiante, insaturé = liquide et saturé = solide.
- La fluidité de la membrane est du aux PUFAs (polyinsaturé = avec des =)
- Le cholestérol (saturé et très rigide et stable) joue un rôle structural qui limite la fluidité excessive (stabilité mécanique)
- dommages aux PUFAs = diminution de la fluidité de la membrane, essentielle pour le fonctionnement des membranes biologiques (fonctionnement des protéines, etc.).
67
Quels sont les mécanismes de peroxydation?
- processus de peroxydation (initiation et propagation)
- métaux et peroxydation lipidique
68
Décrit le processus de peroxydation avec 3 étapes.
1. initiation:
1.1 lipide polyinsaturé + RL (OH-) = radical lipidique (L-) ou radical oxyde lipidique (LO-).
1.2 radical lipidique subit un réarrangement moléculaire = diène conjugué avec électron radicalaire
2. Propagation:
2.1 diène conjugué avec électron radicalaire en présence d'O2 = lipide peroxyde radicalaire (LOO-)
2.2 peroxyde lipidique (LOO-) avec lipide normal (LH) = lipide hydroperoxyde (LOOH) + radical lipidique
** donc production sans arrêt de peroxydation lipidique
3. Arrêt: 2 options
- soit peroxyde lipidique agissent entre eux pour former un composé. neutre et non actif (probabilité très faible) (L-+L- , LOO- + LOO- ou L-+LOO-)
- soit production de groupement carbonyles (MDA, autres aldéhydes, cétones). Ce sont des produits de dégradation, il se dégrade parce qu'ils sont instables.
69
Décrit le mécanisme de la peroxydation lipidique par les métaux
- par des métaux de transition comme les ions ferreux (Fe2+).
- en présence d'O2, le fer génère des RL qui vont causer la peroxydation lipidique.
1. O2 + Fe2+ = Fe3+ (ions ferrique) + o2- (anion superoxyde) *réversible
2. O2- + 2H+ = H2O2 + O2 (radical réduit en H2O2)
3. H2O2 + Fe2+ = Fe3+ + OH- + OH- (H2O2 décomposé avec le fer en radical hydroxyl.
4. OH- + LH = peroxydation lipidique.
5. Fe3+ + ascorbate (vitamine C- agent réducteur) = Fe2+ ) donc recommence.
--> donc en présence de sel de fer (Fe2+ ou Fe3+) + agent réducteur (ascorbate) + peroxyde-lipide insaturé + O2 = initiation de la peroxydation lipidique.
70
Comment le stress oxydatif augmente le niveau de métaux potentiellement catalytiques (disponible pour augmenter le stress oxydatif)?
- la nécrose cellualire produit la libération de Fe
- L'o2- peut libérer du Fe à partir de la ferritine et des protéines (S-Fe)
- les peroxydes peuvent libérer du Fe en dégradant les protéines avec hèmes (Hb, myogobine, Cyt P450, Cyt C)
- Le peroxynitrite peut attaquer les protéines (S-Fe) en libérant le Fe. La capacité d'un excès de NO- d'endommager les centres Fe-S des protéines mitochondriales est probablement médié par le ONOO-.
71
Décrit les particularités de la peroxydation lipidique par le fer.
- la peroxydation lipidique en présence de Fe3+ peut être accélérée par l'adition d'agent réducteur (parce qu'il recycle le Fe3+ en Fe2+).
- les sels de Fe2+ sont plus solubes à pH 7.4 que les Fe3+ dont [ascorbate] petite = stimule la peroxydation lipidique, mais [ascorbate] éevé inhibe la peroxydation à cause du changement du pH qui rend les ions Fe non soluble.
72
Nomme et donne les réactions des autres métaux causant la peroxydation lipidique par métaux.
- cuivre: ions Cu sont des promoteurs puissants de la décomposition des péroxydes: Cu2+ = excellent catalyseur de la peroxydation des LDL
- cobalt: certains Co2+-chelateurs peuvent décomposer des péroxydes
- Zn2+ et Mn2+ = impossible de faire la peroxydation lipidique
- de nombreux autres ions métalliques : stimulent la peroxydation lipidique et se lient aux membranes de façon à faciliter la peroxydation Fe-dépendante (Al3+, Pb2+)
73
Quels sont les cibles de la peroxydations lipidiques sur les LDL (low-density lipoprotein)?
La protéine Apo B100 et les phospholipides
74
Comment la peroxydation des LDL cause des dommages?
La modification des LDL joue un rôle dans l'athérosclérose.
Les LDL oxydés active LOX 1 (récepteur des LDLox) qui induit l'expression des protéines d'adhésion (pour l'adhésion et l'entrée des monocytes) et favorise l'internalisation des LDL oxydés au niveau des macrophages (LOX 1 se place sur la membrane du macrophage qui est dans l'épithélium) = formation de cellules squameuses. Les cellules squameuses stimulent les muscles lisses vasculaires et forme des plaques d'athérome.
75
Comment se fait la signalisation des oxLDL dans la cellule?
1. oxLDL se lie à son rcpt LOX-1
2. il y a activation de la voie MAPK
3. ce qui active NF-kB
4. NF-kB augmente la sécrétion d'une molécule d'adhésion (le facteur MCP-1) qui favorise l'adhésion des monocytes activations.
5. NF-kB réduit l'expression de eNOS en agissant sur la stabilité de l'ARNm de l'eNOS = moins de production de NO.
6. NF-kB active Fas = apoptose.
7. tous les actions de NF-kB = athérosclérose.
76
Quels sont les produits de la peroxydation lipidique?
- les aldéhydes soit le HNE (4-hydroxynonénal)
77
Décrit le HNE, comment former, etc.
- le HNE est un produit de la peroxydation radicalaire de l'acide arachidonique et linoleique (lipide polyinsaturé)
- c'est un "second toxic messenger": Il cause la propagation du dommage induit par les radicaux libres
- possède 3 fonctions réactives: C=C, carbonyl (C=O) et hydroxyl (OH)
- Se lie aux protéines, peptides, lipides, ARNs, ADNs
- cause la signalisation cellulaire et la régulation génique. (positif, mais HNE en excès = cytotoxique).
78
Comment fait-on le dosage du HNE?
selon la forme libre et/ou liée aux protéines
tous les liquides et tissus biologiques: dosage lourd et rigoureuses
- spectrométrie de masse: sensible et spécifique, mais nécessite un équipement sophistiqué et expertise.
- méthodes immunologiques: plus faciles, moins sensibles
- méthodes HPLC (Chromatographie en phase Liquide à Haute Performance) forme libre.
79
Comment on se débarasse du HNE?
Par détoxification:
- réduction en dihydroxynonène (alcool) par l'aldose réductase à partir de la conjugaison du HNE avec le GSH.
- oxydation en acide hexanonéoique par l'aldéhyde deshydrogénase
- par conjugaison au GSH par la glutathione-S-transférase (Gsta4-4) et élimination urinaire.
Par liaison aux protéines (CYS ; LYS: HIS) (avec groupement amine pour base de schiff)
- Addition de Michael: addition d'une protéine avec liaison C-C ou C-S
- Base de Schiff : ajout d'une protéine avec double liaison entre C de HNE et N de la protéine ajouté (C=N)
- liaison possible avec l'ARG
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Quels sont les effets biologiques du HNE?
- signalisation intracellulaire par induction de plusieurs protéines kinases (p38, JNK), par modification de l'Expression génique (COX-2, iNOS, cytokines, collagène de type 1, phosphatase alcaline, MMP-13) et par activation de facteur de transcription (AP-1, NF-kB)
- modification post-traductionnelle des protéines. exemple de cible: enzyme (G6P déshydrogénase, pyruvate déshydrogénase PDH, MMP-13, cyp C), protéine kinase (JNK) et protéine de structure (actine, collagène de type II)
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Quelles sont les conséquences de l'Accumulation des protéines modifiées causé par la peroxydation lipidique (donc aldéhyde qui modifie les protéines par la suite ou ROS qui affecte les protéines directement)?
- perte de l'activité fonctionnelle de la protéine
- dysfonction du repliement de la protéine
- accumulation de protéine mal repliée
- inhibition de a fonction du protéasome dépendante de l'ubiquitine.
- inactivation directe du protéasome
- accumulation de protéine oxydés
- induction de l'apoptose et nécrose.
donc: decline in tissue function.
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Comment le HNE modifie la matrice extracellulaire?
Le HNE peut attaquer des protéines de structures et le collagène de type II. Cette attaque peut stimuler un signal intracellulaire qui va induire l'activation de gène impliqué dans la dégradation du cartilage = résorption du cartilage articulaire qui cause une modification de la matrice extracellulaire causé par le HNE.
juste un exemple, plusieurs autres façon.
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Gsta4-4 KO (glutathione S-transférase)
cause une obésité associée aux marqueurs suivants:
- inactivation de l'aconitase
- niveau élevé de citrate
- niveau élevée de malonyl-CoA
- niveau très élevé de HNE
explication: Le HNE inhibe l'aconitase = accumulation de citrate = induit l'ACC (aétyl-CoA carboxylase) - transforme l'acétyl-CoA en malonyl-CoA) et produit le malonyl-CoA - synthèse de novo des acides gras = obésité.
Le HNE pourrait aussi augmenter la transcription de l'ARNm de l'ACC.
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Quels sont les 3 niveau qui permettent d'évaluer le niveau (ou l'ampleur) du stress oxydatif? Quels sont les marqueurs circulants?
niveau 1: le niveau de la production des radicaux libres (O2-, H2O2, OH-. ONOO-). Marqueurs:
- les conjugués: comme réaction de Griess avec acide sulfanamide ou la sonde)
Niveau 2: niveau de modification: on assiste à la modification des biomolécules comme la modifications des lipides par peroxydation lipidique, ou l'oxydation des protéines ou des acides nucléiques. Marqueurs:
- aldéhydes (HNE, MDA, alcanes)
- acides aminés ox (cys, phe, trp, protéines modifiée (ex avec le DNPH)
- base ox
niveau 3: réaction d'inactivation, quand la cellule n'arrive pas à résister au stress oxydatif. Marqueur:
- on voit une diminution du glutathion.
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Comment on combat le stress oxydatif?
par des antioxydants, des chélateurs de métaux et des agents capables de neutraliser les aldéhydes de la peroxydation lipidique.
aussi utilisation de facteurs de transcription qui son anti-oxydant, comme le Nrf2 car stimule l'expression de Gsta4-4 = neutralise les HNE et stimule l'expression de d'autres enzymes de neutralisation. La plupart des enzymes antioxydantes sont activés donc dépendante de Nrf2.
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Nomme deux "trappeurs" du HNE (aldéhyde).
glutathion: neutralisation du HNE
ou
carnosine: qui transforme le HNE en complexe non actif.
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