Solutés compatibles et contrebalançants : Protéger les cellules de la Mer Morte à la Mer Profonde

Les cellules de nombreux organismes accumulent certaines petites molécules organiques—appelées solutés compatibles et contrebalançants, solutés compensatoires ou chaperons chimiques—en réponse à certains stress physiques. Ces solutés comprennent certains glucides, acides aminés, méthylamine et zwitterions de méthylsulfonium, et urée. En cas de stress osmotique de déshydratation, ces solutés servent d'osmolytes cellulaires. Contrairement aux ions de sel commun et à l'urée (qui inhibent les protéines), certains osmolytes organiques sont compatibles ; c'est-à-dire qu'ils ne perturbent pas les macromolécules telles que les protéines. De plus, certains peuvent protéger les cellules par des processus métaboliques tels que les réactions d'antioxydation et la détoxification des sulfures. D'autres osmolytes, ainsi que des solutés identiques ou similaires accumulés en situation d'anhydrobiose, de chaleur et de pression, sont appelés solutés contrebalançants ou chaperons chimiques car ils stabilisent les protéines et contrent les facteurs déstabilisants des protéines tels que l'urée, la température, le sel et la pression hydrostatique. La stabilisation des protéines, qui n'est pas nécessairement bénéfique en l'absence d'un perturbant, peut résulter indirectement des effets sur la structure de l'eau. Le rétrécissement osmotique des cellules active les gènes des protéines chaperons et des osmolytes par des mécanismes encore en cours d'élucidation. Ces solutés ont des applications en agriculture, médecine et biotechnologie.