Dégradation des protéines oxydées dans les cellules de mammifères

L’oxydation des protéines in vivo est une conséquence naturelle de la vie aérobie. Les radicaux oxygénés et d'autres espèces oxygénées activées, générés comme sous-produits du métabolisme cellulaire ou provenant de sources environnementales, provoquent des modifications des acides aminés des protéines qui entraînent généralement une perte de fonction/propriété enzymatique. Les protéines modifiées par oxydation peuvent subir une fragmentation chimique directe ou former de grands agrégats en raison de réactions de réticulation covalente et d'une hydrophobicité de surface accrue. Les cellules de mammifères présentent seulement des mécanismes de réparation directe limités et la plupart des protéines oxydées subissent une protéolyse sélective. Le protéasome semble être principalement responsable de la dégradation des protéines intracellulaires solubles. Dans la plupart des cellules, les protéines oxydées sont clivées dans une voie indépendante de l'ATP et de l'ubiquitine par le protéasome "cœur" de 20 S. Le complexe protéasomique reconnaît les résidus d'acides aminés hydrophobes, les résidus aromatiques et les résidus aliphatiques volumineux qui sont exposés lors du réarrangement oxydatif de la structure secondaire et tertiaire des protéines : une hydrophobicité de surface accrue est une caractéristique commune à toutes les protéines oxydées jusqu'à présent testées. La reconnaissance de tels résidus hydrophobes (normalement protégés) est le mécanisme suggéré par lequel le protéasome catalyse l'élimination sélective des protéines cellulaires modifiées par oxydation. En minimisant l'agrégation et la réticulation des protéines et en éliminant les fragments de protéines potentiellement toxiques, le protéasome joue un rôle clé dans les défenses antioxydantes globales qui minimisent les ravages du vieillissement et de la maladie.