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Fait marquant

Mimer des protéines pour mieux comprendre la toxicité de l’uranium


​L'uranium est un élément naturel largement présent dans l'environnement, en raison de sa présence naturelle dans les minerais ou dans l'eau de mer et des applications industrielles. Il y a encore un sérieux manque de connaissances sur les interactions moléculaires responsables de la toxicité de l'uranium. Les mécanismes sous-jacents doivent être démêlés pour prédire l'effet de l'uranium sur les organismes vivants et pour aider à concevoir des agents de désintoxication efficaces.

Publié le 4 septembre 2017

L'uranium est un élément naturel abondant, présent dans de nombreux minerais et dans l'eau de mer. En dépit de cette omniprésence, l'uranium ne joue aucun rôle essentiel dans le vivant. Il présente une toxicité radiologique et chimique dont les mécanismes moléculaires sont encore mal compris. 

L'ion uranium le plus stable in vivo est le cation uranyle UO22+ qui interagit préférentiellement avec quatre à six atomes d'oxygène dans le plan perpendiculaire aux liaisons O=U=O. Les chimistes de l'Inac ont choisi des séquences peptidiques courtes pour mimer les interactions protéine – métal et ainsi déterminer leurs caractéristiques structurales et thermodynamiques. Une structure peptidique cyclique contraignant les atomes d'oxygène donneurs d'électrons dans le plan équatorial de l'uranyle s'est avérée particulièrement efficace pour produire un édifice supramoléculaire dans lequel le peptide interagit avec l'uranyle (complexe d'uranyle).

En combinant synthèse, analyse chimique, spectroscopie d'absorption de rayons X et calculs théoriques, les chercheurs sont parvenus à corréler la séquence d'acides aminés de la structure cyclique et la stabilité du complexe d'uranyle obtenu. En particulier, les groupements phosphate (PO43-) renforcent significativement l'affinité des peptides biomimétiques avec l'uranyle. Les phosphoprotéines comme l'ostéopontine doivent donc être considérées comme des cibles potentielles de l'uranyle in vivo.

Ce travail a été soutenu par les programmes toxicologie et NRBC du CEA.

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