FERRôle biologique du fer

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Rôles et fonctions physiologiques du fer dans le monde du vivant

Les protéines du métabolisme du fer

Dans le métabolisme du fer, deux grandes classes de protéines différentes interviennent. D'une part, celles qui sont nécessaires au transport du fer (sidérophores) dans les fluides biologiques, à son passage à travers les membranes cellulaires, à son stockage dans les tissus sous une forme facilement disponible et non toxique, mais aussi les protéines à activité ferroxydase ou ferriréductase, qui catalysent les nombreux passages de l'état ferreux à l'état ferrique, ou réciproquement, que subit ce métal dans un organisme vivant. Ces protéines, dont la plupart ont été découvertes depuis la fin des années 1990, seront présentées dans leur contexte par les chapitres suivants.

D'autre part, celles qui dans l'organisme utilisent le fer pour leur fonction ; ces protéines peuvent être distinguées d'après le degré de coordination de l'atome de fer dans la molécule, en corrélation avec la grande variété de fonctions auxquelles le fer est associé.

Chez les hémoprotéines, le fer est présent sous forme d'hème, lié aux quatre noyaux pyrroles d'une molécule de porphyrine IX (fig. 1a). L'hème est le groupement prosthétique de protéines de transport d'oxygène (hémoglobine, myoglobine), d'activateurs de l'oxygène moléculaire (cytochrome P450, cytochromes oxydase, peroxydase, catalase) ou de transport d'électrons (cytochrome de la chaîne respiratoire mitochondriale). Une deuxième classe de protéines à fer est constituée par les protéines à centre fer-soufre (fig. 1e), où des atomes de fer sont liés de façon covalente à des atomes de soufre, et ces structures, de composition variable de type [2Fe-2S], [3Fe-4S] ou [4Fe-4S], sont liées à la protéine par l'intermédiaire de résidus cystéine.

Fer et protéines : formes chimiques

Dessin : Fer et protéines : formes chimiques

Dessin

Formes chimiques sous lesquelles le fer est associé aux protéines. A : molécule d'hème ; B : centre fer-soufre ; C : exemples de liaison directe de l'atome de fer aux acides aminés de la protéine. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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La troisième classe contient des protéines où le fer est présent sous forme d'un seul atome associé à des acides aminés particuliers (le plus souvent une histidine ou une cystéine) du site actif de la molécule (fig. 1c), av [...]


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Fer et protéines : formes chimiques

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Ferritine : structure de la molécule

Ferritine : structure de la molécule
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Hepcidine : rôle biologique

Hepcidine : rôle biologique
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Pour citer l’article

Carole BEAUMONT, « FER - Rôle biologique du fer », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 27 septembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/fer-role-biologique-du-fer/