Toutes les cellules des êtres vivants qui respirent produisent des ions superoxyde O₂^•- qui sont des radicaux libres contribuant au stress oxydant.

Des métalloprotéines appelées superoxyde dismutases protègent les cellules contre ces effets délétères. En effet, elles catalysent une réaction chimique de dismutation qui permet de neutraliser les radicaux libres O₂^•- : celle-ci transforme O₂^•- en deux espèces oxygénées moins agressives O₂ et H₂O₂.

Est-il possible de reproduire l'action de ces enzymes pour lutter contre des maladies liées au stress oxydant ?

Des chercheurs de l'Irig et leurs partenaires ont développé un complexe inspiré du centre actif d'une superoxyde dismutase à base de nickel (NiSOD) et de peptides connus pour leur affinité avec des ions métalliques (motif ATCUN, Amino Terminal Cu^II and Ni^II binding motif).

Pour cela, ils ont varié l'environnement chimique en atomes d'azote et de soufre autour de l'ion Ni^II (ou sa sphère de coordination) afin d'optimiser l'activité catalytique du complexe.

Ils montrent qu'un tripeptide dérivé du motif ATCUN lié à l'ion Ni^II permet de reproduire la coordination de trois atomes d'azote et d'un atome de soufre au nickel, dans une géométrie « plan carré », analogue à celle d'une NiSOD.

Les chimistes ont pu démontrer l'activité catalytique de ce complexe dans les conditions physiologiques (milieu aqueux, pH 7). Ils ont également pu mettre en évidence, à basse température et dans un solvant organique, deux intermédiaires réactionnels fugaces : les complexes superoxo Ni^II et hydroperoxo Ni^III. Le second atteste d'une interaction directe du superoxyde avec l'ion nickel. Une avancée significative dans la connaissance du fonctionnement des NiSOD !

Les analyses ont été réalisées par résonance paramagnétique électronique (RPE) et spectroélectrochimie et les résultats obtenus concordent avec les simulations numériques utilisant la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT).

Les chercheurs peuvent désormais optimiser ces complexes dans la perspective d'un traitement contre les effets nocifs du stress oxydant.