Biologie des peroxysomes

Peroxysome, organite lié à la membrane se trouvant dans le cytoplasme des cellules eucaryotes. Les peroxysomes jouent un rôle clé dans l'oxydation de biomolécules spécifiques. Ils contribuent également à la biosynthèse des lipides membranaires appelés plasmalogènes. Dans les cellules végétales, les peroxysomes remplissent des fonctions supplémentaires, notamment le recyclage du carbone du phosphoglycolate lors de la photorespiration. Des types spécialisés de peroxysomes ont été identifiés dans les plantes, parmi eux le glyoxysome, qui fonctionne dans la conversion des acides gras en glucides.

maladie métabolique: troubles peroxysomaux

Les peroxysomes sont des organites cytoplasmiques qui jouent un rôle central dans le catabolisme des acides gras à très longue chaîne et d'autres

Les peroxysomes contiennent des enzymes qui oxydent certaines molécules normalement présentes dans la cellule, notamment les acides gras et les acides aminés. Ces réactions d'oxydation produisent du peroxyde d'hydrogène, qui est la base du nom de peroxysome. Cependant, le peroxyde d'hydrogène est potentiellement toxique pour la cellule, car il a la capacité de réagir avec de nombreuses autres molécules. Par conséquent, les peroxysomes contiennent également des enzymes telles que la catalase qui convertissent le peroxyde d'hydrogène en eau et en oxygène, neutralisant ainsi la toxicité. De cette façon, les peroxysomes fournissent un emplacement sûr pour le métabolisme oxydatif de certaines molécules.

Les plasmalogènes sont les principaux lipides éthérés chez l'homme (les lipides éthérés contiennent une ou plusieurs liaisons éther, les distinguant des autres lipides, qui contiennent généralement des liaisons ester). Des enzymes spécialisées dans les peroxysomes catalysent la synthèse d'un précurseur de phospholipide éther. La molécule précurseur subit une synthèse supplémentaire dans le réticulum endoplasmique, entraînant la production de plasmalogène. Bien que le rôle physiologique des plasmalogènes ne soit pas clair, les défauts de leur biosynthèse, qui se produisent à la suite de troubles peroxysomaux, sont associés à des conditions de développement sévères, y compris la chondrodysplasie ponctuelle rhizomélique (RCDP) et le syndrome de Zellweger. Dans le cerveau, des niveaux réduits de plasmalogènes ont été observés chez des patients atteints de la maladie d'Alzheimer et liés à des déficits de la fonction cognitive.

Les troubles peroxysomaux sont causés par des mutations dans des gènes impliqués dans la biogenèse des peroxysomes ou qui codent pour les enzymes et les protéines de transport (qui absorbent les enzymes du cytoplasme) du peroxysome. Les troubles peroxysomaux sont des troubles congénitaux, et ils varient de nature relativement modérée à sévère. Le spectre de Zellweger, par exemple, comprend le syndrome de Zellweger, l'adrénoleucodystrophie néonatale (NALD) et la maladie infantile de Refsum. Le syndrome de Zellweger se caractérise par une absence totale ou une réduction du nombre de peroxysomes. C'est la condition la plus grave du syndrome de Zellweger. Les mutations à l'origine du syndrome de Zellweger provoquent une accumulation de cuivre, de fer et de substances appelées acides gras à très longue chaîne dans le sang et dans les tissus, tels que le foie, le cerveau et les reins. Les nourrissons atteints du syndrome de Zellweger naissent souvent avec une déformation faciale et une déficience intellectuelle; certains peuvent avoir une déficience visuelle et auditive et peuvent présenter des saignements gastro-intestinaux graves ou une insuffisance hépatique. Le pronostic est mauvais: la plupart des nourrissons atteints du syndrome de Zellweger ne vivent pas au-delà d'un an. En revanche, les symptômes de la NALD et de la maladie infantile du refsum apparaissent à la fin de la petite enfance ou dans l'enfance, et les patients peuvent survivre jusqu'au début de l'âge adulte. De même, les patients atteints de RCDP peuvent survivre dans l'enfance ou, dans les cas bénins, au début de l'âge adulte.

Les peroxysomes ont été décrits en 1960 dans le cadre du travail de pionnier de Christian René de Duve, qui a développé des techniques de fractionnement cellulaire. La méthode de De Duve a séparé les organites sur la base de leurs propriétés de sédimentation et de densité, et les peroxysomes sont plus denses que les autres organites. Il a ensuite inventé le terme peroxysome. De Duve a partagé le prix Nobel de physiologie ou médecine 1974 avec Albert Claude et George Palade pour ce travail.