La SuperOxyde Dismutase

La SOD -superoxyde dismutase- est présente là où il y a de la vie aérobie.

La SOD -superoxyde dismutase- est une métallo enzyme produite de façon endogène dans toutes les cellules aérobies.

La SOD -superoxyde dismutase-catalyse la dismutation de l’anion superoxyde en oxygène et peroxyde d’hydrogène.

Elle est reconnue comme la première ligne de défense contre les ROS.

C’est une des enzymes les plus abondamment synthétisée dans les cellules. Elle est présente dans tous les compartiments cellulaires où il y a production d’anion superoxyde, le premier ROS formé dans les cellules.

La SOD -superoxyde dismutase-a le plus grand rendement de toutes les enzymes connues (constante de vitesse catalytique). La réaction de catalyse n’est limitée que par la fréquence de collision entre les molécules de SOD -superoxyde dismutase-et leurs substarts, les anions superoxyde. La réaction est dite « à diffusion limité ».

Dans les conditions normales, la SOD -superoxyde dismutase-réduit efficacement la concentration de l’anion superoxyde dans les cellules aérobies, empêchant sa toxicité de se manifester.

Les types de SOD -superoxyde dismutase-

La SOD -superoxyde dismutase-est une enzyme ubiquinone.

Il existe quatre types de SOD -superoxyde dismutase-selon les ions cofacteurs qui y sont associés : cuivre et zinc ; manganèse ; fer ; nickel.

Ces isoformes diffèrent ainsi dans leur habilité à s’associer avec un métal mais aussi dans leur distribution dans les compartiments cellulaires.

Une SOD -superoxyde dismutase-cuivre/zinc (Cu/Zn SOD) est présente dans le cytosol de tous les eucaryotes et dans les chloroplastes des cellules végétales. La SOD -superoxyde dismutase-Cu-Zn est un homodimère de poids moléculaire de 32 500 daltons.

Une SOD -superoxyde dismutase-cuivre/zinc (Cu/Zn SOD) extracellulaire est présente chez les mammifères, certaines plantes et procaryotes. Cette une SOD tétramérique..

Une SOD -superoxyde dismutase-manganèse (Mn SOD) est présente dans les mitochondries de toutes les cellules eucaryotes et dans les cellules procaryotes (bactéries).

Une SOD -superoxyde dismutase-ferrique (Fe SOD) seulement présente dans les cellules procaryotes comme E.coli et d’autres bactéries et dans certaines espèces végétales.

Chez l’homme et les mammifères, trois formes de SOD sont présentes. La première (SOD1) est une Cu/Zn SOD de forme homodimérique qui se trouve dans le cytoplasme. La seconde (SOD2) est une Mn SOD mitochondriale de forme tertamérique et la troisième (SOD3) est une Cu/Zn SOD -superoxyde dismutase-extracellulaire de forme tetramérique glycosylée.

Parmi elles, la SOD1 est l’enzyme prévalente. Largement distribuée, elle représente 90% du total de SOD -superoxyde dismutase-présent chez l’homme et les mammifères.

Les CuZn-SOD ont la plus grande constante de vitesse catalytique: kcat=~109 M-1 s-1. Les autres SOD -superoxyde dismutase-sont légèrement moins efficaces (kcat=~108 M-1 s-1).

Ces nombreuses formes de SOD -superoxyde dismutase-et leur répartition variée permet de détoxifier les cellules directement au site de production de l’anion superoxyde et d’éviter la production d’autres ROS.

Les mécanismes d'action

La SOD -superoxyde dismutase-a été isolée en 1939 d’organes animaux. A cette époque, on pensait que son rôle était le stockage du cuivre.

Sa réelle fonction biologique a été découverte en 1969 par Joe McCord et Irwin Fridowich : la SOD -superoxyde dismutase- permet de neutraliser les déchets toxiques de l’oxygène en neutralisant l’anion superoxyde.

La SOD -superoxyde dismutase-catalyse la dismutation de l’anion superoxyde en oxygène et peroxyde d’hydrogène. Cette réaction peut être schématisée de la façon suivante :

  • M(n+1)+ − SOD + O2 → Mn+ − SOD + O2
  • Mn+ − SOD + O2 + 2H+ → M(n+1)+ − SOD + H2O2.

où M = Cu (n=1) ; Mn (n=2) ; Fe (n=2) ; Ni (n=2).

C’est ensuite la catalase et la glutathion peroxydase qui neutralise le peroxyde d’hydrogène en catalysant sa dismutation en oxygène et en eau.

2H2O2 → O2 + 2H2O

Comme beaucoup d’autres composés protecteurs  des cellules qui se trouvent naturellement dans l’organisme, la SOD -superoxyde dismutase-décroit avec l’âge, laissant les cellules de plus en plus vulnérables au ROS et et favorisant les conditions de stress oxydatif.