Dual oxydase 2

La dual oxydase 2, aussi connue sous le nom de DUOX ou ThOX2 (pour thyroid oxidase), est une oxydoréductase qui catalyse les réactions :

NADPH + H+ + O2    NADP+ + H2O2 ;
NADH + H+ + O2    NAD+ + H2O2.
NAD(P)H oxydase
formant H2O2
N° EC EC 1.6.3.1
N° CAS 77106-92-4
Cofacteur(s) Ca2+ ; FAD ; hème
Activité enzymatique
IUBMB Entrée IUBMB
IntEnz Vue IntEnz
BRENDA Entrée BRENDA
KEGG Entrée KEGG
MetaCyc Voie métabolique
PRIAM Profil
PDB RCSB PDB PDBe PDBj PDBsum
GO AmiGO / EGO

Cette enzyme est présente chez l'homme[1],[2]. Elle a été la première fois identifiée au niveau des glandes thyroïdes puis au niveau de l'épithélium pulmonaire. Chez l'homme, il existe deux isoformes : hDUOX1 et hDUOX2[3],[4],[5],[6]. Son gène est le DUOX2 situé sur le chromosome 15 humain.

Fonction

Les recherches sur les dérivés réactifs de l'oxygène dans les systèmes biologiques ont été jusqu'à présent très orientées sur les processus de phagocytose. Il est maintenant reconnu que la production de ces espèces oxygénées n'est pas uniquement spécifique à la phagocytose. On sait que les DUOX2 ont la capacité à produire du peroxyde d'hydrogène H2O2, peroxyde qui peut ensuite être utilisé (détoxiqué) par une peroxydase, par exemple la lactoperoxydase, afin de produire l'anion hypothiocyanite N≡C–S–O–[1].

Implication des duox en santé humaine

Les duox sont également impliquées dans les mécanismes de défenses immunitaires du poumon[7],[8],[9],[10], en particulier dans le cadre de la mucoviscidose où elles sont inhibées par les Pseudomonas aeruginosa[8]. De fait, le fonctionnement de cette protéine régulatrice de la production de peroxyde d'hydrogène associé au dysfonctionnement du canal CFTR, ne laissant pas passer les ions chlore, thiocyanate, iode, explique le développement des micro-organismes sur l'épithélium pulmonaire. Ainsi, en compensant le manque en thiocyanate du poumon, en rétablissant le fonctionnement des duox, on pourrait maîtriser les flores bactériennes et fongiques se développant dans le poumon et dès lors disposer de traitements efficaces pour les patients atteints de mucoviscidose.

Schéma de fonctionnement.

Notes et références
  1. (en) C. Dupuy, R. Ohayon, A. Valent, M.S. Noël-Hudson, D. Dème et A. Virion, « Purification of a novel flavoprotein involved in the thyroid NADPH oxidase. Cloning of the porcine and human cdnas », Journal of Biological Chemistry, vol. 274, no 52,‎ , p. 37265–9 (PMID 10601291)
  2. (en) X. De Deken, D. Wang, M.C. Many, S. Costagliola, F. Libert, G. Vassart, J.E. Dumont et F. Miot, « Cloning of two human thyroid cDNAs encoding new members of the NADPH oxidase family », Journal of Biological Chemistry, vol. 275, no 30,‎ , p. 23227–33 (PMID 10806195, DOI 10.1074/jbc.M000916200)
  3. (en) Harper RW, Xu C, Eiserich JP, Chen Y, Kao CY, Thai P, Setiadi H, Wu R, « Differential regulation of dual NADPH oxidases/peroxidases, Duox1 and Duox2, by Th1 and Th2 cytokines in respiratory tract epithelium », FEBS Lett., vol. 579, no 21,‎ , p. 4911–7 (PMID 16111680, DOI 10.1016/j.febslet.2005.08.002)
  4. (en) Geiszt M, Witta J, Baffi J, Lekstrom K, Leto TL, « Dual oxidases represent novel hydrogen peroxide sources supporting mucosal surface host defense », The FASEB Journal, vol. 17, no 11,‎ , p. 1502–4 (PMID 12824283, DOI 10.1096/fj.02-1104fje)
  5. (en) El Hassani RA, Benfares N, Caillou B, Talbot M, Sabourin JC, Belotte V, Morand S, Gnidehou S, Agnandji D, Ohayon R, Kaniewski J, Noël-Hudson MS, Bidart JM, Schlumberger M, Virion A, Dupuy C, « Dual oxidase2 is expressed all along the digestive tract », Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol., vol. 288, no 5,‎ , G933–42 (PMID 15591162, DOI 10.1152/ajpgi.00198.2004)
  6. (en) Rokutan K, Kawahara T, Kuwano Y, Tominaga K, Nishida K, Teshima-Kondo S, « Nox enzymes and oxidative stress in the immunopathology of the gastrointestinal tract », Semin Immunopathol, vol. 30, no 3,‎ , p. 315–27 (PMID 18521607, DOI 10.1007/s00281-008-0124-5)
  7. (en) Fischer H, « Mechanisms and function of DUOX in epithelia of the lung », Antioxid. Redox Signal., vol. 11, no 10,‎ , p. 2453–65 (PMID 19358684, DOI 10.1089/ARS.2009.2558)
  8. (en) B. Rada, K. Lekstrom, S. Damian, C. Dupuy et T.L. Leto, « The Pseudomonas toxin pyocyanin inhibits the dual oxidase-based antimicrobial system as it imposes oxidative stress on airway epithelial cells », J. Immunol., vol. 181, no 7,‎ , p. 4883–93 (PMID 18802092, PMCID 2776642)
  9. (en) G.E. Conner, M. Salathe et R. Forteza, « Lactoperoxidase and hydrogen peroxide metabolism in the airway », American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, vol. 166, no 12 Pt 2,‎ , S57–61 (PMID 12471090, DOI 10.1164/rccm.2206018)
  10. (en) Rada B, Leto TL, « Oxidative innate immune defenses by Nox/Duox family NADPH oxidases », Contrib Microbiol, vol. 15,‎ , p. 164–87 (PMID 18511861, PMCID 2776633, DOI 10.1159/000136357)
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