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Des cibles moléculaires d'uranium identifiées

La spéciation chimique de l'uranium dans les organismes vivants n'a pas été bien comprise au niveau moléculaire. Des chercheurs financés par l'UE ont tenté de combler ce manque en matière de connaissances scientifiques.
Des cibles moléculaires d'uranium identifiées
L'uranium dans sa forme appauvrie est largement employé dans l'industrie et l'armée. Bien qu'il soit peu radioactif, sa toxicité chimique est bien documentée dans les études de réactivité des ions uranyles dans une variété de modèles biologiques.

Celles-ci montrent la formation de complexes avec des ligands importants et l'induction de stress oxydatif. Donc, comprendre les mécanismes de son métabolisme, l'homéostasie et la toxicité sur les humains et d'autres organismes est de la plus grande importance.

Le but du projet MOTAUR (Molecular targets of uranium in some aquatic organisms) était de développer une série de nouvelles méthodes analytiques susceptibles d'identifier et de quantifier les espèces résultant de l'interaction des ions uranyles avec le protéome et le métabolome.

À ce jour, la plupart des études in vitro des ions uranyles portaient sur les protéines isolées. MOTAUR, toutefois, abordait le problème des interactions protéine-uranium dans un système, y compris les interactions complexes protéine-ions uranyles-protéine.

Les résultats ont montré que les ions uranyles agissent sur un réseau de protéines de sérum comme un ligand de liaison plutôt que de choisir des cibles moléculaires simples. Par conséquent, les données de la protéomique ont été caractérisées en matière de fonction moléculaire et biologique des protéines impliquées, telles que les cascades de coagulation, la minéralisation et les liaisons de ions métalliques.

Les protéines identifiées sur la base de leur réactivité vis-à-vis des ions uranyles ont révélé 32 responsables de la liaison aux protéines et 34 pour les interactions avec les ions. Cette constatation était soutenue par des informations dans la documentation qui indiquaient que les ions uranyles pouvaient être liés sous forme cationique et anionique.

Les chercheurs ont également identifié des protéines impliquées dans l'homéostasie d'autres ions, principalement le calcium. Certains contenaient des domaines riches en acide gamma-carboxyglutamique qui ont montré une forte affinité pour les ions de calcium et n'ont pas été précédemment considérés comme des cibles des ions uranyles dans le sérum.

Dans le réseau dépendant des ions uranyles, huit protéines sont connues pour lier l'héparine, qui, en tant que liant riche en sulfates, peut facilement interagir avec les ions uranyles. Les scientifiques ont donc déterminé les relations des autres éléments présents dans le sérum, y compris le calcium, le phosphore et le magnésium, avec des protéines dépendantes de l'uranium.

La différence dans le schéma des protéines isolées chez les bovins et les systèmes de sérum fœtaux ont montré différents mécanismes moléculaires pour la liaison des ions uranyles, démontrant ainsi la validité de la méthode MOTAUR dans une variété d'échantillons de sérums.

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Mots-clés

Cibles moléculaires, uranium, spéciation chimique, toxicité, ions uranyles, MOTAUR