Les péroxysomes : structure, composition biochimique et rôles physiologiques

Thèmes abordés

Péroxysomes, mécanismes énergétiques, cellule, détoxification, biogenèse des péroxysomes

Résumé du document

Les péroxysomes sont des organites sphériques, qui sont impliqués dans les mécanismes énergétiques de la cellule, et qui jouent un rôle dans la détoxification.
De Duve découvre les péroxysomes, en même temps que les lysosomes :
-ce sont des organites sphériques de 0,5-1 µm de diamètre
-1 matrice dense aux e-
-1 seule membrane, malgré un fort accolement au RE
-nucléoïde central : - au centre du péroxysome, cristal d'uricase, l'enzyme dégradant l'acide urique

Extraits

[...] Comme nous l'avons déjà vu, les phospholipides sont synthétisés par le RE, puis capturés par une protéine et libérés dans le péroxysome. Les péroxysomes peuvent se diviser, mais ne possèdent pas de génome, contrairement aux mitochondries. [...]

[...] uricase ou urate oxydase - elle dégrade l'acide urique : acide urique ( allantoïne + CO2 + H2O - l'Homme n'a pas d'uricase acylcoA déshydrogénase - elle dégrade les ag longue chaîne : ag ( acétylcoA + ag' carbones par rapport à ag) - la dégradation se poursuit dans le péroxysome jusqu'à ce que le nombre de carbones soit assez faible (16-18 pour que la mitochondrie la continue - la dégradation se termine dans l'hélice de Lynen de la mitochondrie - les acétylcoA formés sont les substrats du cycle de Krebs mitochondrial CH3 (CH2)n COOH + coA SH ( CH3 (CH2)n COScoA + H2O CH3 (CH2)n COScoA ( CH3 (CH2)n-2 COScoA + CH3 CO COScoA AcétylcoA vers la mitochondrie CH3 (CH2)n-2 COScoA ( CH3 (CH2)n-4 COScoA + CH3 CO COScoA Rôles physiologiques Oxydation des substrats Cette oxydation joue un rôle dans la détoxification (ex : éthanol réoxydé en acétaléhyde dans le foie). La détoxification se poursuit, grâce au cytochrome P450 et à sa réductase. Catabolisme des purines adénine guanine hypoxanthine xanthine acide urique uricase oiseaux et insectes allantoïne allantoïnase mammifères (Homme) et mollusques acide allantoïque allantoïcase poissons téléostéens acide glyoxylique urée uréase invertébrés marins ammoniac + CO2 On a longtemps considéré que le péroxysome était un organite en voie de dégénérescence. [...]

[...] Certaines pathologies provoquent une absence de dégradation des ag dans le péroxysome accumulation et toxicité, un peu comme une maladie de surcharge Pathologie : l'adrénoleucodystrophie - troubles durant la scolarité, paralysies, cécité, puis mort (il existe des formes chez l'adulte) - les glandes surrénales sont touchées provoquant des problèmes de croissance - il y a accumulation d'ag longue chaîne (26 d'ailleurs non impliqués dans la myélinogenèse) - tout cela est lié à une délétion d'un gène du chromosome 10, codant pour l'ALDP (dimérique), transporteur membranaire péroxysomal de la coenzyme A synthétase - la coA synthétase permet l'entrée dans le péroxysome de l'ag couplé au coA, afin d'y être dégradé Biogenèse des péroxysomes Bien qu'ils ressemblent beaucoup au RE, ce sont des organites à part entière. Les protéines péroxysomales sont traduites par des ribosomes libres, puis transportées au péroxysome grâce à des régions signal PTS 1 et 2. [...]

[...] La membrane du péroxysome ressemble fortement à celle du RE : - 70% protéines et 30% lipides - présence du cytochrome P450 et de sa réductase - faible taux de cholestérol - nombreux transporteurs pour l'importation de protéines matricielles Analyse de la matrice Elle est le lieu de nombreuses activités enzymatiques : oxydase - elle oxyde les substrats grâce à des transporteurs d'e- : RH2 + O2 ( R + H2O2 - RH2 peut être un aa, un ag, une purine, un acide lactique les 4 représentants du Vivant - H2O2 (péroxyde d'hydrogène) est toxique pour la cellule, qui doit donc effectuer une péroxydation catalases ou péroxydases - elles dégradent H2O2 : - par péroxydation : R'H2 + H2O2 ( R' + 2 H2O - par dismutation : 2 H2O2 ( 2 H2O + O2 Ces réactions sont exothermiques et toute l'énergie est libérée sous forme de chaleur pour les 37°C. On s'aperçoit qu'il s'agit d'une minichaîne respiratoire séquencée, avec entrée d'O2, et sortie d'H2O. C'est la 1ère chaîne respiratoire formée, mais son importance a régressé face à la mitochondrie. [...]

[...] Chapt XII LES PÉROXYSOMES Les péroxysomes sont des organites sphériques, qui sont impliqués dans les mécanismes énergétiques de la cellule, et qui jouent un rôle dans la détoxification. Structure et découverte De Duve découvre les péroxysomes, en même temps que les lysosomes : - ce sont des organites sphériques de 0,5-1 µm de diamètre - 1 matrice dense aux e 1 seule membrane, malgré un fort accolement au RE - nucléoïde central : - au centre du péroxysome, cristal d'uricase, l'enzyme dégradant l'acide urique - cette structure est absente chez les primates, qui ne dégradent pas l'acide urique - dans la fraction lysosomale, on détecte des fonctions oxydasiques et péroxydasiques (catalase) - les cellules riches en péroxysomes sont : les hépatocytes, les cellules du TC1, les cellules des glandes surrénales, les neurones, et les cellules végétales - les péroxysomes ont également été appelés microbodies Composition biochimique In situ On effectue une détection de produit pour la péroxydase : - on introduit la diaminobenzidine ou DAB, substrat de la péroxydase - on obtient un précipité rouge au MO, et un produit dense aux au ME Sur fractions Analyse de la membrane Comme nous l'avons vu, le péroxysome se retrouve dans la même fraction que les lysosomes et mitochondries. [...]