Peroxydase de raifort

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Laperoxydase de raifort (HRP, de l'anglais horseradish peroxidase) et une oxydoréductase qui catalyse la réaction :

2 donneurs phénoliques + H2O2    2 radicaux phénoxyle du donneur + 2 H2O.

Cette enzyme est très utilisée en biochimie, notamment lors de protocoles de détection de molécules lors d'immunohistochimie ou d'immuno-blot (western blot), ainsi que pour son action catalytique lors des réactions d’oxydoréduction. Il s'agit d'une hémoprotéine dont on connaît de nombreuses isoformes, variant notamment par la nature des oses qui leur sont liés[2], la plus étudiée étant l'isoenzyme de type C.

L'enzyme est observée avec des substrats dont l'altération en présence de peroxyde d'hydrogène H2O2 peut être suivie par spectrophotométrie[3],[4]. Il existe de nombreux substrats conçus pour fonctionner avec la peroxydase de raifort, qui catalyse la converions de substrats chromogènes en composés colorés, ou qui produit de la lumière à partir de substrats chimioluminescents ; on peut noter l'ABTS, l'OPD, le DAB (en), l'AEC (en) ou encore le TMB pour les réactions colorées ; l'acide homovanillique (en) et la tyramine pour la spectroscopie de fluorescence ; le luminol pour la production de lumière.

(en) Structure de substrats utilisés avec la peroxydase de raifort.

Applications[modifier | modifier le code]

La peroxydase de raifort est une glycoprotéine d'environ 44 kDa — dont 33,9 kDa pour l'holoenzyme, 0,7 kDa pour les cofacteurs (hème et cations de calcium Ca2+) et 9,4 kDa pour la glycosylation[5] — dont six résidus de lysine peuvent être conjugués pour marquer la molécule. Cela donne un dérivé coloré, fluorescent ou luminescent de la molécule marquée lorsqu'elle est incubée avec le substrat qui convient, ce qui permet de la détecter et d'en mesurer la quantité. La protéine HRP est souvent utilisée sous forme conjuguée avec une molécule cible qu'elle permet de marquer pour détection et quantification. Par exemple, un anticorps conjugué avec la peroxydase de raifort permet de détecter une faible quantité d'une protéine particulière dans le cadre d'un western blot. Dans ce cas, l'anticorps assure la spécificité chimique permettant de localiser la protéine intéressante, tandis que la peroxydase de raifort, en présence d'un substrat approprié, permet de produire un signal détectable[6]. La protéine HRP est également couramment utilisée dans des techniques telles que la méthode immuno-enzymatique ELISA ou encore l'immunohistochimie en raison de sa nature monomérique et de la facilité avec laquelle elle donne des produits colorés. Elle est en particulier plus petite, plus stable et moins chère que d'autre enzymes concurrentes telles que la phosphatase alcaline. Sa vitesse de réaction plus élevée que la phosphatase acide ou la β-galactosidase permet en outre de produire des signaux forts en relativement peu de temps[7]. Elle devient cependant rapidement instable en présence de fortes concentrations de phosphate[8],[9].

Outre ces applications biomédicales, la peroxydase de raifort est également utilisée pour le traitement de certaines pollutions, notamment aux composés aromatiques hydroxylés dans les eaux usées industrielles[10].

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. (en) Gunilla H. Carlsson, Peter Nicholls, Dimitri Svistunenko, Gunnar I. Berglund et Janos Hajdu, « Complexes of Horseradish Peroxidase with Formate, Acetate, and Carbon Monoxide », Biochemistry, vol. 44, no 2,‎ , p. 635-642 (PMID 15641789, DOI 10.1021/bi0483211, lire en ligne)
  2. (en) Leland M. Shannon, Ernest Kay et Jow Y. Lew, « Peroxidase Isozymes from Horseradish Roots. I. Isolation and Physical Properties », Journal of Biological Chemistry, vol. 241, no 9,‎ , p. 2166-2172 (PMID 5946638, [www.jbc.org/content/241/9/2166.full.pdf lire en ligne])
  3. (en) Nigel C. Veitch, « Horseradish peroxidase: a modern view of a classic enzyme », Phytochemistry, vol. 65, no 3,‎ , p. 249-259 (PMID 14751298, DOI 10.1016/j.phytochem.2003.10.022, lire en ligne)
  4. (en) Joseph A. Akkara, Kris J. Senecal et David L. Kaplan, « Synthesis and characterization of polymers produced by horseradish peroxidase in dioxane », Journal of Polymer Science, vol. 29, no 11,‎ , p. 1561-1574 (DOI 10.1002/pola.1991.080291105, Bibcode 1991JPoSA..29.1561A, lire en ligne)
  5. (en) Henry Delincée et Bertold J. Radola, « Fractionation of Horseradish Peroxidase by Preparative Isoelectric Focusing, Gel Chromatography and Ion-Exchange Chromatography », The FEBS Journal, vol. 52, no 2,‎ , p. 321-330 (PMID 240683, DOI 10.1111/j.1432-1033.1975.tb04000.x, lire en ligne)
  6. (en) Y. P. Chau et K. S. Lu, « Investigation of the Blood-Ganglion Barrier Properties in Rat Sympathetic Ganglia by Using Lanthanum Ion and Horseradish Peroxidase as Tracers », Acta Anatomica, vol. 153, no 2,‎ , p. 135-144 (PMID 8560966, DOI 10.1159/000313647, lire en ligne)
  7. (en) K. Beyzavi, S. Hampton, P. Kwasowski, S. Fickling, V. Marks et R. Clift, « Comparison of horseradish peroxidase and alkaline phosphatase-labelled antibodies in enzyme immunoassays », Annals of Clinical Biochemistry: International Journal of Laboratory Medicine, vol. 24, no Pt 2,‎ , p. 145-152 (PMID 3035992, DOI 10.1177/000456328702400204, lire en ligne)
  8. (en) L. Haifeng, L. Yuwen, C. Xiaomin, W. Zhiyong et W. Cunxin, « Effects of sodium phosphate buffer on horseradish peroxidase thermal stability », Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, vol. 93, no 2,‎ , p. 569-574 (DOI 10.1007/s10973-007-8407-y, lire en ligne)
  9. (en) Sedigheh Asad, Seyed-Fakhreddin Torabi, Mehrnoosh Fathi-Roudsari, Nasser Ghaemi et Khosro Khajeh, « Phosphate buffer effects on thermal stability and H2O2-resistance of horseradish peroxidase », International Journal of Biological Macromolecules, vol. 48, no 4,‎ , p. 566-570 (PMID 21291907, DOI 10.1016/j.ijbiomac.2011.01.021, lire en ligne)
  10. (en) Salehe Ghasempur, Seyed-Fakhreddin Torabi, Seyed-Omid Ranaei-Siadat, Mehdi Jalali-Heravi, Nasser Ghaemi et Khosro Khajeh, « Optimization of Peroxidase-Catalyzed Oxidative Coupling Process for Phenol Removal from Wastewater Using Response Surface Methodology », Environmental Science & Technology, vol. 41, no 20,‎ , p. 7073-7079 (PMID 17993150, DOI 10.1021/es070626q, lire en ligne)