La superoxyde réductase SOR a été récemment décrite comme un nouveau système antioxydant bactérien permettant d'éliminer le radical superoxyde par réduction, pour donner H2O2 sans formation d'O2. Son site actif, un centre mononucléaire à fer non héminique, présente la caractéristique remarquable de posséder un ligand cystéine en position axiale.
Dans ce travail, les chercheurs ont montré que la mutation d'un résidu de glutamate interagissant avec cette cystéine induit un affaiblissement très spécifique de la force de la liaison cystéine-fer (S-Fe). L'étude de la réactivité de ce mutant avec le superoxyde a montré une corrélation directe entre la force de liaison S-Fe et la capacité du site actif à former le produit de la réaction H
2O
2. Il apparaît que le caractère électro-donneur du soufre vers le fer favorise la protonation de l'intermédiaire fer-peroxo (Fe-O-O
-) qui se forme au cours du cycle catalytique et qui conduit au relargage d'H
2O
2.
Ces données mettent en évidence un rôle important des résidus de la seconde sphère de coordination du métal dans l'activité de la SOR. La présence du glutamate permet de moduler finement le caractère électro-donneur de la cystéine vers le fer pour une activité SOR optimale.
Ce travail présente la première preuve expérimentale du rôle de cette cystéine dans le mécanisme d'élimination du radical superoxyde. De plus, le mutant glutamate décrit dans ce travail a permis le piégeage de l'intermédiaire réactionnel fer-peroxo dans des cristaux de SOR et la résolution de sa structure par diffraction des RX (
Science, 2007). Ces résultats permettent de mieux comprendre par quels mécanismes la cellule peut lutter très efficacement contre les espèces toxiques dérivées de l'oxygène.