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Activité enzymatique révélée : quel est le rôle de l'aldéhyde déshydrogénase dans le développement du cancer ?
Les aldéhydes déshydrogénases (ALDH) sont un groupe d'enzymes qui catalysent l'oxydation des aldéhydes et jouent un rôle important dans de nombreux processus biologiques, notamment dans le développement du cancer. Les scientifiques ont identifié dix-neuf gènes ALDH dans le génome humain qui sont impliqués dans la détoxification des aldéhydes, y compris la dégradation des aldéhydes exogènes et endogènes. En particulier, ALDH2 et ALDH1 sont étroitement liés à l’oxydation des aldéhydes et ont des fonctions physiologiques importantes dans de nombreux tissus.
L'aldéhyde déshydrogénase est une enzyme polymorphe responsable de la conversion des aldéhydes en acides carboxyliques, ce qui a une influence décisive sur les processus métaboliques.
Structure et fonction de l'aldéhyde déshydrogénase
Chez les mammifères, les aldéhydes déshydrogénases sont divisées en trois classes différentes : classe I (faible Km, cytoplasmique), classe II (faible Km, mitochondriale) et classe III (Km élevé, principalement exprimée dans les tumeurs, l'estomac et la cornée). Les trois catégories existent sous des formes constitutives et inductives. Parmi eux, ALDH1 et ALDH2 sont les enzymes les plus importantes pour l'oxydation des aldéhydes, et tous deux sont des tétramères composés de sous-unités de 54 kDa.
Sites et mécanismes actifs
Le site actif de l'aldéhyde déshydrogénase est essentiellement conservé dans différentes enzymes. Bien que le nombre d'acides aminés de la sous-unité puisse varier, sa fonction reste fondamentalement inchangée. Le site actif peut se lier à une molécule d'aldéhyde et à une molécule de NAD+ ou NADP+, qui servent de cofacteurs. Des études ont montré que les molécules de cystine et de glutamate du site actif interagissent avec les substrats aldéhydiques.
Dans cette réaction dépendante du NAD(P)+, les aldéhydes pénètrent dans le site actif de l'enzyme et sont convertis en acides carboxyliques par une série de réactions chimiques.
Le mécanisme de ces réactions implique plusieurs étapes, dans lesquelles les liaisons carbone-hydrogène des molécules d'aldéhyde libèrent des protons d'hydrogène pour former du NAD(P)H, puis les molécules d'eau participent davantage à la réaction catalytique pour favoriser la formation de produits.
Déficit et pathologie de l'ALDH
ALDH2 joue un rôle clé dans l'oxydation de l'alcool, aidant à maintenir de faibles niveaux d'acétaldéhyde dans le sang. Lorsque l'activité de l'ALDH2 est insuffisante, la concentration d'acétaldéhyde dans le sang augmente, provoquant des symptômes de « réaction de bouffée vasomotrice alcoolique » tels que des bouffées vasomotrices, des palpitations et des nausées, également connues sous le nom de « syndrome de bouffée vasomotrice asiatique ».
La forme mutante d'ALDH2, ALDH2*2, est assez courante dans des régions comme le Japon et Taiwan, et est associée à une variété de cancers, notamment le cancer de l'œsophage et le cancer du larynx.
Des études ont montré que les mutations du gène ALDH2 peuvent ralentir l’élimination de l’acétaldéhyde, ce qui peut expliquer pourquoi l’incidence de la dépendance à l’alcool dans ces régions est plus faible. Ce phénomène rend également les mutations ALDH2 étroitement associées à un risque accru de cancer.
Relation entre l'aldéhyde déshydrogénase et d'autres maladies
De plus, l’expression d’ALDH est associée à une variété de maladies neurodégénératives telles que la maladie de Parkinson et la maladie d’Alzheimer. Des études ont montré que l’expression génétique et l’activité enzymatique sont considérablement réduites chez les patients atteints de ces maladies, ce qui peut être lié aux aldéhydes dérivés de l’oxydation toxique des lipides.
L'inhibition de l'aldéhyde déshydrogénase est considérée comme l'un des mécanismes pathogènes conduisant à la maladie de Parkinson, ce qui souligne encore davantage l'importance physiologique de cette enzyme.
Des études ont montré que les modèles de souris dépourvus d'ALDH présentent une détérioration des performances motrices et des déficits de mémoire liés au vieillissement similaires à la maladie de Parkinson, ce qui offre une nouvelle perspective pour comprendre les neuropathies.
Résumé et perspectives d'avenir
L'aldéhyde déshydrogénase joue un rôle irremplaçable dans le corps, et son rôle dans l'oxydation des aldéhydes et la théorie anticancéreuse est progressivement exploré en profondeur. Comprendre l’importance de ces enzymes dans la prévention du cancer, le métabolisme de l’alcool et les maladies neurodégénératives pourrait fournir de nouvelles idées pour les traitements futurs. Alors que la recherche sur l’ALDH continue de s’approfondir, nous ne pouvons nous empêcher de nous demander : quels autres mystères de la vie ces enzymes peuvent-elles nous révéler ?
