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Régulation Redox de la Durée de Vie et du Vieillissement : Rôle de la Cystéine et des Espèces Réactives de l’Oxygène

La recherche sur le métabolisme cellulaire révèle que des molécules potentiellement nuisibles sont générées lors de son fonctionnement normal. Les cellules ont développé divers mécanismes pour nettoyer ces dommages, tout en intégrant la présence de ces molécules dans des systèmes de signalisation complexes qui régulent le métabolisme et l’entretien cellulaire. Par exemple, des mitochondries modifiées pour produire une légère augmentation des espèces réactives de l’oxygène (ROS), sous-produit normal de la production d’ATP, entraînent une réaction des cellules qui se traduit par une augmentation de l’entretien et une amélioration de la fonction. Cette réponse cellulaire peut conduire à une plus grande résilience face aux dommages liés au vieillissement et à une légère extension de la durée de vie, comme observé chez des espèces de laboratoire à courte durée de vie telles que les nématodes et les mouches. Les chercheurs s’efforcent de relier ces observations, qui montrent que le stress léger peut ralentir le vieillissement, à un tableau plus global. Un aspect clé de cette recherche est l’examen de l’oxydation de la cystéine présente dans les protéines, qui est une étape importante pour comprendre les mécanismes sous-jacents. Les espèces réactives de l’oxygène (ROS) et le sulfure d’hydrogène (H2S) sont produits naturellement lors des processus métaboliques et, à des niveaux physiologiques, ils agissent comme des molécules de signalisation redox, régulant de nombreux processus cellulaires. Le signalement redox se produit principalement par l’oxydation rapide et réversible des résidus de cystéine dans les protéines cibles, entraînant des changements dans l’affinité de liaison des ligands, la localisation subcellulaire et la fonction. Des études récentes ont démontré que les ROS et le H2S jouent un rôle essentiel dans divers modèles de longévité, et qu’une légère augmentation des niveaux de ROS ou de H2S est suffisante pour prolonger la durée de vie dans des organismes modèles. Le nombre de protéines liées au vieillissement modulées par des modifications post-traductionnelles médiées par les ROS ou le H2S augmente constamment. Dans cet examen, nous visons à résumer les résultats clés qui soutiennent la régulation redox basée sur la cystéine du vieillissement et de la durée de vie des organismes. Le protéome humain contient environ 210 000 résidus de cystéine, et des analyses de chimie protéomique par spectrométrie de masse révèlent que des milliers de cystéines sont sensibles aux oxydants. Dans des conditions physiologiques, la signalisation des ROS et du H2S est intrinsèquement liée via l’oxydation de la cystéine. Par exemple, le traitement des cellules HeLa avec de l’EGF induit une augmentation transitoire de la production de H2O2 et favorise la sulfenylation globale, suivie d’une vague de persulfidation des cystéines dans tout le protéome. La sulfenylation médiée par H2O2 du cystéine du site actif Cys797 renforce l’activité tyrosine kinase du récepteur EGF, qui est supprimée par un prétraitement avec du H2S. Ces résultats suggèrent que les modifications de cystéine médiées par les ROS et le H2S peuvent avoir des rôles antagonistes dans la signalisation des facteurs de croissance et soulèvent une question importante sur l’existence d’une interaction entre les ROS et le H2S dans d’autres processus, y compris le vieillissement. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/09/cysteine-in-longevity-related-redox-signaling/

Les effets du sulfure d’hydrogène sur le métabolisme cellulaire et le vieillissement

Les chercheurs ont exploré les effets bénéfiques du sulfure d’hydrogène (H2S) sur le métabolisme cellulaire dans le contexte du vieillissement. Une présence accrue de H2S semble améliorer modérément la fonction mitochondriale et l’autophagie, réduisant ainsi le stress oxydatif et l’inflammation associés au vieillissement. Ce processus se fait par une modification post-traductionnelle des protéines importantes via la S-sulfhydration, modifiant ainsi leur fonction. Cependant, l’ampleur des effets n’est pas aussi importante qu’on pourrait le souhaiter, et la biochimie sous-jacente peut se chevaucher en partie avec les réponses à l’exercice et à la restriction calorique. La S-sulfhydration induite par le sulfure d’hydrogène et les polysulfures est essentielle pour modifier spécifiquement les résidus de cystéine dans les protéines. Les maladies dégénératives sont souvent caractérisées par un stress oxydatif et un phénomène d’inflammaging, conduisant à une dysfonction organique progressive. Des preuves émergentes soulignent le rôle crucial de la S-sulfhydration dans la modulation de la biosynthèse mitochondriale, du métabolisme énergétique et de l’homéostasie cellulaire pendant le vieillissement. Néanmoins, les voies complexes et les régulateurs moléculaires qui relient la S-sulfhydration aux pathologies dégénératives restent insuffisamment élucidés. La diminution de l’H2S endogène avec l’âge entraîne un déclin de la modification de S-sulfhydration des résidus de cystéine, favorisant l’accumulation d’espèces réactives de l’oxygène (ROS) et provoquant des dommages à l’ADN. De plus, la réduction de la S-sulfhydration intracellulaire des protéines est corrélée à un phénotype sécrétoire lié à l’âge, caractérisé par une sécrétion accrue de facteurs inflammatoires et de chimiokines, ainsi qu’une altération de la voie autophagique-lysosomale. Cela mène à une inflammation chronique systémique et contribue à l’inflammaging. De nombreuses études ont souligné le rôle potentiel de la S-sulfhydration des protéines dans le traitement des troubles inflammatoires liés à l’âge et au stress. Dans des modèles de maladies tels que l’arthrite et l’ischémie-reperfusion myocardique, la supplémentation avec des donneurs exogènes de H2S peut efficacement contrer la sénescence cellulaire en favorisant l’entrée nucléaire de KEAP1/NRF2, réduisant la stabilité membranaire du récepteur RAGE, inhibant la S-sulfhydration de la sous-unité p65 de NF-κB et diminuant le stress oxydatif ainsi que la libération de facteurs inflammatoires. Cependant, il existe une pénurie d’interventions thérapeutiques efficaces ciblant les voies liées à l’âge. Cette revue propose un aperçu complet de la compréhension actuelle de la S-sulfhydration et de son rôle dans la lutte contre le stress oxydatif-inflammatoire et le vieillissement cellulaire. Source : https://www.fightaging.org/archives/2025/06/s-sulfhydration-as-an-anti-inflammatory-mechanism/