Peroxynitrite

structure de l'ion peroxynitrite

L'ion peroxynitrite et l'acide peroxynitreux sont connus depuis le début du XX^e siècle. Depuis le milieu des années 1990, ces deux entités prennent une importance croissante dans la compréhension de nombreux phénomènes cellulaires, et en particulier dans l'explication du suicide cellulaire (apoptose).

Synthèse - Mise en évidence

Au laboratoire, le peroxynitrite de sodium est obtenu par action de l'ozone O₃ sur l'azoture de sodium NaN₃, ainsi que par celle de l'eau oxygénée (peroxyde d'hydrogène) sur l'ion nitrite:

H₂O₂ + NO₂⁻ → ONOO⁻ + H₂O

La synthèse in vivo de l'ion peroxynitrite se fait en milieu intracellulaire par réaction rapide du monoxyde d'azote avec l'ion superoxyde O₂^.-.

La constante de vitesse de cette réaction est comprise, selon les auteurs, entre 5.10⁹ et 2.10¹⁰ mol^-1.s^{-1 [1],[2]}, alors que celle de la réaction inverse est inférieure à 1 s^-1. Alors que l'ion peroxynitrite est relativement stable, son acide conjugué, l'acide peroxynitreux HOONO, s'isomérise lentement en ion nitrate. La constante de vitesse de cette isomérisation est elle de 1,2 s^{-1 [3]}.

C'est pourquoi le temps de demi-vie in vivo des peroxynitrites est relativement élevé, à savoir 20 ms^[4].

Diagramme potentiel pH du couple acide peroxynitreux/dioxyde d'azote

Diagramme potentiel pH du couple acide peroxynitreux/dioxyde d'azote.

Le pKa du couple acide peroxynitreux/ion peroxynitrite est de 6,8. le potentiel redox du couple ion peroxynitreux/dioxyde d'azote est de 1,4 V à pH = 7^[5].

Il est possible d'en déduire le diagramme potentiel-pH suivant :

Il est remarquable de constater que le pKa de ce couple est très proche du pH physiologique (7,4). Nous pouvons en déduire que la forme acide représente 20% de la totalité de l'espèce à ce pH.

Diagramme de Frost de l'azote

Diagramme de Frost de l'azote

A pH=0, le diagramme de Frost de l'azote nous montre le caractère éminemment oxydant de l'acide peroxynitreux.

Ce caractère explique en grande partie ses propriétés d'agent de nitration des cycles aromatiques activés, tels les phénols (tyrosine), les anilines (mifépristone), ainsi que ses propriétés mutagènes (coupure de chaînes d'ADN, oxydation de la déoxyguanosine en 8-nitrodéoxyguanosine et en 8-oxodéoxyguanosine)^[6],[7].

Réactivité des peroxynitrites

Voici résumées les principales réactions des peroxynitrites et de l'acide peroxynitreux dont l'importance biologique est remarquable^[8].

Réactions des peroxynitrites

Les peroxynitrites sont également connus pour oxyder directement les thiols en sulfates^[9], pour être une des causes de la peroxydation des lipides^[10].

La réplication du VIH est intimement liée à la présence de peroxynitrites, car la décomposition de ceux-ci par le MnTBAP (chlorure de Mn(III)tetrakis(4-benzoic acid)porphrin) inhibe à 99% cette réplication lors d'une infection aiguë et à 90% lors d'une infection chronique^[11].

Références

1. ↑ W. H. Koppenol
2. ↑ Kobayashi, K.; Miki, M.; Tagawa, S.; J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1995, 2885
3. ↑ R. Kissner and W. H. Koppenol. Product distribution of peroxynitrite decay as a function of pH, temperature, and concentration. J. Am. Chem. Soc., 124(2):234, 2002.
4. ↑ C. Wang and W. M. Deen. Peroxynitrite delivery methods for toxicity studies. Chem. Res. Toxicol., 17:32-44, 2004
5. ↑ Koppenol, W. H.; Moreno, J. J.; Pryor, W. A.; Ischiropoulos, H.; Beckman, J. S.; Chem. Res. Toxicol. 1992, 5, 834.
6. ↑ P. C. Dedon and S. R. Tannenbaum. Project 2: DNA and protein reactions of NO, peroxynitrite-, and reactive species produced by phagocytic cells, 2001.
7. ↑ CEA - Modification de l'ADN par le peroxynitrite
8. ↑ Csaba Szabó, Harry Ischiropoulos and Rafael Radi; Peroxynitrite: biochemistry,pathophysiology and development of therapeutics Nat. Rev. Drug Discov.; 6, 662-680 (August 2007)
9. ↑ Radi, R, Beckman, J.S., Bush, K.M., and Freeman, B.A. Peroxynitrite oxidation of sulfhydryls: The cytotoxic potential of superoxide and NO. J. Biol. Chem., 266:4244-4250, 1991
10. ↑ Hogg, N. et al. The oxidation of human low-density lipoprotein by the simultane-ous generation of superoxide and NO. FEBS Letters, 326:199-203, 1993
11. ↑ Aquaro S, Muscoli C, Ranazzi A, Pollicita M, Granato T, Masuelli L, Modesti A, Perno CF, Mollace V. The contribution of peroxynitrite generation in HIV replication in human primary macrophages. Retrovirology. 2007 Oct 21;4(1):76 ; PMID: 17949509