Voir la source de SOD1

{{à sourcer|date=mars 2017}}
{{infobox Gène}}
La '''superoxide dismutase [Cu-Zn]''' aussi connue comme '''SOD1''' est une [[enzyme]] [[Ubiquité|ubiquitaire]] codée par le gène ''SOD1'' situé sur le [[chromosome 21 humain]]. Elle appartient a la superfamille des [[Superoxyde dismutase|superoxyde dismutases]], et est impliquée dans les mécanismes de l'[[apoptose]] ainsi que dans la [[sclérose latérale amyotrophique]].

== Structure et fonctionnement ==

=== Structure globale ===
La SOD1 est un homodimère de 32kDa dont chaque monomère est formé de 153 acides aminés<ref name=":0">{{Ouvrage|prénom1=Gerald|nom1=Litwack|titre=Human biochemistry|éditeur=Elsevier/Academic Press|date=2018|isbn=978-0-12-383864-3|oclc=on1031214027|lire en ligne=https://www.worldcat.org/title/on1031214027|consulté le=2024-10-05}}</ref>.

=== Fonctionnement de l'enzyme ===
Le fonctionnement de SOD1 est basé sur l'interaction entre deux éléments : le [[cuivre]] (Cu<sup>2+</sup>), dont l'apport à l'enzyme est assuré par le chaperon Ccs1 (''Copper Chaperone for SOD1'') qui jouera le rôle de [[Cofacteur (biochimie)|cofacteur]] [[Catalyse|catalytique]] pour l'enzyme<ref name=":0" /> ; et le [[zinc]] (Zn<sup>2+</sup>), qui interviendra dans la conformation de l'enzyme (ainsi, une carence en cuivre ou en zinc entraînera un manque de fonction de l'enzyme SOD1).

L'ion zinc est associé au sein de l'enzyme à un résidu [[Acide aspartique|aspartate]] (Asp) et à trois résidus [[histidine]] (His), dont l'un va permettre de former un pont histidine entre l'ion Zn<sup>2+</sup> et l'ion Cu<sup>2+</sup>. Le [[superoxyde]] (O<sub>2</sub><big><sup>-</sup></big>), substrat de l'enzyme, va se loger près du site actif par un [[Électrostatique|phénomène électrostatique]] à travers un "entonnoir cationique"<ref name=":0" />. Le superoxyde va donner un électron au [[site actif]], entraînant la rupture du pont histidine. Cet échange d'électron va engendrer un changement de conformation de l'enzyme, qui va faire s'éloigner l'ion cuivre de l'ion zinc. Lors de l'arrivée d'un second [[Radical (chimie)|radical]] superoxyde au niveau du site actif, l'ion cuivre précédemment réduit en Cu<sup>1+</sup> va être réoxydé en Cu<sup>2+</sup>, et l'électron échangé lors de la première étape va rejoindre la seconde molécule de superoxyde avec les deux protons, formant ainsi un [[peroxyde d'hydrogène]] (H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>). La réaction peut se résumer par la formule :

<chem>2O2- + 2H+ -> H2O2 + O2</chem>

L'ion H<sub>2</sub>O<sub>2</sub> résultant sera ensuite pris en charge par la [[catalase]], ou par la [[glutathion peroxydase]] selon l'environnement de l'ion.

== Fonctions physiologiques ==
{{...}}
Le fonctionnement de l'enzyme SOD1 lui confère un rôle d'[[antioxydant]] crucial dans la prise en charge des ions superoxyde, produit toxique du processus de [[Respiration cellulaire|respiration mitochondriale]]. Elle va ainsi assurer la dismutation de ces ions en provenance de l'espace intermembranaire [[Mitochondrie|mitochondrial]], du [[cytosol]] ou encore des [[Peroxysome|peroxysomes]]<ref>{{Article|prénom1=Elis Cristina Araujo|nom1=Eleutherio|prénom2=Rayne Stfhany|nom2=Silva Magalhães|prénom3=Aline|nom3=de Araújo Brasil|prénom4=José Raphael|nom4=Monteiro Neto|titre=SOD1, more than just an antioxidant|périodique=Archives of Biochemistry and Biophysics|volume=697|pages=108701|date=2021-01-15|issn=0003-9861|doi=10.1016/j.abb.2020.108701|lire en ligne=https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003986120307104|consulté le=2024-10-05}}</ref>.

Elle va également être retrouvée dans le [[Noyau (biologie)|noyau]] des cellules où elle va agir comme un important [[facteur de transcription]] en réaction au [[stress oxydant]]. En effet, il a été retrouvé qu'en réponse à des concentrations élevées de H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>, on va observer dans la cellule une relocalisation de SOD1 vers le noyau de la cellule<ref>{{Article|langue=en|prénom1=Chi Kwan|nom1=Tsang|prénom2=Yuan|nom2=Liu|prénom3=Janice|nom3=Thomas|prénom4=Yanjie|nom4=Zhang|titre=Superoxide dismutase 1 acts as a nuclear transcription factor to regulate oxidative stress resistance|périodique=Nature Communications|volume=5|numéro=1|pages=3446|date=2014-03-19|issn=2041-1723|doi=10.1038/ncomms4446|lire en ligne=https://www.nature.com/articles/ncomms4446|consulté le=2024-10-05}}</ref>.

== Physiopathologie ==

=== Sclérose latérale amytrophique ===
Les souris dépourvues de SOD1 (Cu-Zn-SOD cytosolique) développent une grande quantité de pathologies parmi lesquelles le cancer du foie, une accélération de la perte de masse musculaire avec l'âge, une incidence précoce de la cataracte et une espérance de vie réduite.

Dans la [[Sclérose latérale amyotrophique]] (SLA) familiale, les patients présentent dans 20% des cas des mutations des gènes codants SOD1. Actuellement plus d'une centaine mutations sont connues. Pour permettre d'étudier la maladie, des modèles souris ont été développés avec des surexpressions de la protéine SOD1 humaine muté (Gurney et al, 1994) , et donnent un gain de fonction toxique à la protéine. Ces souris développent des symptômes assimilés à la SLA.

=== Syndrome de Down ===
Le [[Trisomie 21|syndrome de Down]] est causé par la [[Trisomie|triplication du chromosome 21]]. La surexpression du gène SOD1 liée au [[Chromosome 21 humain|chromosome 21]] surnuméraire semble aboutir à une toxicité de l'enzyme au niveau de certains [[Système nerveux|tissus cérébraux]], avec en particulier une augmentation significative des taux de SOD1 dans le [[lobe temporal]], le [[lobe pariétal]] et le [[lobe occipital]] des sujets<ref>{{Article|prénom1=T.|nom1=Gulesserian|prénom2=R.|nom2=Seidl|prénom3=R.|nom3=Hardmeier|prénom4=N.|nom4=Cairns|titre=Superoxide dismutase SOD1, encoded on chromosome 21, but not SOD2 is overexpressed in brains of patients with Down syndrome|périodique=Journal of Investigative Medicine: The Official Publication of the American Federation for Clinical Research|volume=49|numéro=1|pages=41–46|date=2001-01|issn=1081-5589|pmid=11217146|doi=10.2310/6650.2001.34089|lire en ligne=https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/11217146/|consulté le=2024-10-05}}</ref>.{{Portail|biochimie|médecine}}

[[Catégorie:EC 1.15.1]]
[[Catégorie:Chromosome 21 humain]]
<references />