Le cuivre est important pour de nombreux processus dans notre corps. Il soutient la production de globules rouges, métabolisme, et la formation de tissu conjonctif et d'os, entre autres. Le cuivre est également connu pour jouer un rôle dans des maladies telles que le cancer, diabète et maladie d'Alzheimer. Malheureusement, nous ne savons pas encore exactement en quoi consiste ce rôle. Des chercheurs de l'Université de technologie de Delft et de l'Académie polonaise des sciences ont maintenant découvert une nouvelle pièce du puzzle. Afin de pouvoir faire son travail, le cuivre se lie à différents types de protéines dans la cellule. Et bien que les complexes qui se forment dans ce processus ne soient pas eux-mêmes nocifs, des «formes intermédiaires» temporaires semblent apparaître pendant la reliure, ce qui peut endommager la cellule. Les résultats de la recherche ont été publiés dans Angewandte Chemie .

Une personne moyenne ingère environ 2 à 5 milligrammes de cuivre chaque jour. Il est trouvé, par exemple, dans la viande, poisson et noix. Le corps absorbe environ un tiers de ces quelques milligrammes de cuivre, et le reste est excrété.

Dans le corps, le cuivre ne peut exister que sous la forme de deux ions :le cuivre 1+ et le cuivre 2+. Le cuivre 1+ est nocif pour les cellules. "Il peut réagir avec l'oxygène, formant des espèces oxygénées dites réactives, " dit Peter-Leon Hagedoorn, directeur de recherche de l'Université de technologie de Delft. " Ce sont des molécules instables qui sont très dommageables pour la cellule. " L'autre ion, cuivre 2+, n'entre pas dans des réactions nocives avec l'oxygène, mais se lie à différents types de protéines. Les complexes résultants, protéines contenant une petite quantité de cuivre, effectuer des tâches cellulaires importantes. Cependant, le cuivre 2+ peut réagir avec d'autres substances dans la cellule, créant le cuivre dangereux 1+.

Assiette congelée

En soi, alors, le cuivre 2+ n'est pas particulièrement nocif pour les cellules. Une fois qu'il a lié une protéine, il est stable et ne représente pas une menace. Néanmoins, en présence de complexes protéiques auxquels le cuivre 2+ s'est lié, des espèces réactives de l'oxygène semblent se former, comme les chercheurs le savent grâce à d'autres études. Jusqu'à maintenant, on ne sait pas comment cela est possible. « Dans mon groupe, nous nous intéressons beaucoup aux métaux dans les protéines, " dit Hagedoorn. "Nous voulions savoir exactement comment les espèces réactives de l'oxygène se forment dans la cellule en présence de ces complexes stables contenant du cuivre 2+."

Les chercheurs se sont concentrés sur le moment où le cuivre 2+ se lie à un minuscule morceau de protéine. "Nous appelons un tel morceau de protéine un motif, et le motif auquel le cuivre se lie se compose de seulement trois acides aminés, " explique Hagedoorn. " Dans notre laboratoire, nous sommes capables de mélanger rapidement le cuivre 2+ avec ces motifs protéiques. Nous congelons ensuite les échantillons à différents moments en les projetant contre une plaque froide à la vitesse de l'éclair. En utilisant la résonance paramagnétique électronique, nous avons pu voir comment les complexes ont changé au fil du temps. En utilisant cette technique, il est possible de mesurer les propriétés magnétiques des électrons non appariés dans les ions cuivre, afin que vous détectiez immédiatement quand quelque chose change dans l'environnement chimique de l'ion."

Pas à pas

La recherche a révélé que le cuivre ne se fixe pas à une protéine à la fois, mais qu'il se lie pas à pas - ou plutôt, acide aminé par acide aminé. "Dans ce processus, des formes intermédiaires temporaires sont créées, dont l'existence nous était jusqu'alors inconnue, " dit Hagedoorn. Ces formes intermédiaires ne survivent pas longtemps :seulement environ un dixième de seconde. Après cela, le cuivre est complètement lié au motif et le complexe est stable. Mais dans le peu de temps qu'ils existent, les formes intermédiaires nouvellement découvertes peuvent réagir avec l'oxygène. Et cela peut conduire aux espèces réactives de l'oxygène, qui sont si nocives pour la cellule et que nous combattons avec des antioxydants au quotidien. Les chercheurs soupçonnent également que les formes intermédiaires jouent un rôle dans d'autres processus liés au cuivre, comme le transport du cuivre à travers la membrane cellulaire.

Les résultats augmentent la compréhension fondamentale du comportement du cuivre dans la cellule. Il est possible que les formes intermédiaires nouvellement découvertes et les réactions qu'elles provoquent jouent un rôle dans le développement des maladies. Mais si c'est vraiment le cas n'est pas encore déterminé. Hagedoorn dit, "Nous savons maintenant que ces formes intermédiaires réactives existent. Exactement ce qu'elles font dans la cellule, et s'ils le sont, En effet, à l'origine de certaines maladies doit être étudiée plus avant.