Ionophore

Définition

Un ionophore est une molécule hydrophobe qui s'insère dans la membrane plasmique et augmente sa perméabilité aux ions. On en distingue deux types : les transporteurs ioniques mobiles et les ionophores formant un canal (canal ionique). Ils ne sont pas couplés à une source d'énergie donc le transport des ions ne peut se faire que dans le sens de leur gradient chimiosmotique de concentration (transport passif facilité par gradient de concentration).

L'agent ionophore est un agent chimique liposoluble qui aide les ions hydrophiles à se déplacer à travers l'intérieur hydrophobe de la bicouche phospholipidique.

Une médiation avec ionophores :

Transport d'ions à médiation ionophore à travers la membrane. Voir les commentaires en fin de page (médicaments ionophores).

Explications générales

⭐ Le ionophore peut être toute molécule ou composé liposoluble qui permet aux ions de se lier à la membrane lipidique, de la protéger et de la déplacer.
⭐ Le ionophore est n'importe lequel des groupes de composés qui forment un canal hydrophile pour le passage des ions et contribuent ainsi à empêcher l'exposition des ions à l'intérieur hydrophobe d'une membrane lipidique.

Les ionophores existent naturellement et synthétiquement. Ils sont produits synthétiquement comme un médicament qui améliore la perméabilité des membranes cellulaires à des ions particuliers. Ils peuvent être un porteur d'ions mobile ou un formeur de canaux pour faciliter le transport des ions à travers la bicouche lipidique.

Voir aussi un protonophore, ainsi que certaines protéines comme les protéines membranaires et les protéines transmembranaires, ou encore les protéines de transport.

Chez les plantes, l'échange d'ions entre l'eau de pluie et les cellules végétales des feuilles s'appelle une récrétion.

⭐ Les formateurs de canaux ont un extérieur hydrophobe qui vient en contact avec l'intérieur hydrophobe de la bicouche lipidique de la membrane cellulaire et un intérieur hydrophile pour permettre une diffusion facilitée des ions à travers la membrane cellulaire. Un ionophore formant un canal existe à partir duquel les ions peuvent passer à travers un milieu hydrophobe, tel que l'intérieur de la bicouche lipidique de la membrane cellulaire.

✅ Parmi les ionophores : la streptomycine (issue de Streptomyces griseus), la nigéricine (issue de Streptomyces hygroscopicus) et la valinomycine (issue de Streptomyces fulvissimus).

Rôle de transporteur

En plus des transporteurs de protéines, il existe d'autres moyens de faciliter le mouvement des ions à travers les membranes. Les ionophores sont de petites molécules organiques, souvent (mais pas exclusivement) fabriquées par des bactéries, qui aident les ions à se déplacer à travers les membranes.

De nombreux ionophores sont des antibiotiques qui agissent en provoquant la fuite des membranes vers des ions particuliers, modifiant le potentiel électrochimique de la membrane et la composition chimique à l'intérieur de la cellule. Les ionophores sont exclusivement des mécanismes de transport passif et se divisent en deux types.

Le premier type d'ionophore est un petit support principalement hydrophobe presque complètement intégré dans la membrane, qui se lie à et enveloppe un ion spécifique, le protégeant du lipide, puis le déplace à travers la membrane cellulaire. L'ionophore de type support le plus étudié est la valinomycine, qui se lie au K⁺. La valinomycine est un depsipeptide cyclique à 12 résidus (contient des liaisons amide et ester) avec une alternance d'acides aminés d et l. Les groupes carbonyle sont tous tournés vers l'intérieur pour interagir avec l'ion, tandis que les chaînes latérales hydrophobes sont tournées vers l'extérieur vers le lipide de la membrane. Les ionophores porteurs ne sont pas nécessairement des peptides : le produit chimique industriel 2,4-dinitrophénol est un vecteur H⁺ et un important problème de déchets environnementaux, et la nystatine, un antifongique utilisé pour traiter Candida albicans (infections chez les humains) est un porteur K⁺.

Le deuxième type de support forme des canaux dans la membrane cible, mais encore une fois, n'est pas une protéine. Gramicidin est un exemple prototypique, un antibactérien anti-Gram-positif (à l'exception de la source de gramicidines, le Bacillus brevis gram-positif) et un canal ionophore pour les cations monovalents tels que Na⁺, K⁺ et H⁺. Il est imperméable aux anions et peut être bloqué par le cation divalent Ca²⁺. Comme la valinomycine, la gramicidine A est également constituée d'acides aminés alternés d et l, tous hydrophobes (l-Val / Ile-Gly-l-Ala-d-Leu-l-Ala-d-Val-l -Val-d-Val-l-Trp-d-Leu-l-Trp-d-Leu- l-Trp-d-Leu-l-Trp). La gramicidine A se dimérise dans la membrane pour former une structure de feuille b comprimée connue sous le nom d'hélice b. La dimérisation forme N-terminal à N-terminal, plaçant les résidus Trp vers les bords extérieurs de la membrane, avec les groupes NH polaires vers les surfaces extracellulaire et cytoplasmique, ancrant le pore en place.

Ionophores comme médicaments

L'homéostasie ionique est extrêmement importante pour la survie des cellules normales et néoplasiques. L'homéostasie ionique modifiée trouvée dans les cellules cancéreuses a incité à l'étude de plusieurs ionophores en tant qu'agents anticancéreux potentiels.

Peu d'ionophores, tels que la salinomycine, la nigéricine et l'obatoclax, ont démontré de puissantes activités anticancéreuses contre les cellules souches cancéreuses considérées comme hautement résistantes à la chimiothérapie et responsables de la rechute tumorale. Le succès préclinique de ces composés dans des modèles in vitro et in vivo n'a pas été traduit en essais cliniques.

Dans le schéma ci-dessus : (A) Les petits ionophores "porteurs d'ions" se lient à l'ion, le protègent de l'intérieur lipophile de la membrane, le transportent à travers la membrane et le libèrent de l'autre côté de la membrane. (B) Les gros ionophores forment des canaux ioniques à travers la membrane et transportent des ions à travers ces canaux. Ces canaux ont un intérieur hydrophile qui aide au transport des ions tandis que son extérieur lipophile protège les ions de l'intérieur répulsif de la membrane. (C) Les polyéthers ionophores transportent les ions à travers la membrane par électroneutre, méthodes électrogènes et biomimétiques assurées sur les conditions microenvironnementales et la structure de l'ionophore.

En rapport avec "ionophore"

• androgynophore

  

  Un androgynophore est la partie effilée du réceptacle située entre le périanthe et les organes reproducteurs.

• cténophore

  

  En zoologie, un cténophore, est un embranchement (Ctenophora) d'animaux diblastiques, les diplobastiques, en excluant les triploblastiques.

• cyanophore

  

  Un cyanophore est un chromatophore mature de couleur bleu sur les téguments de certains amphibiens, reptiles, crustacés et céphalopodes.

• guanophore

  

  Un guanophore est un type d'iridocyte. Les guanophores sont des chromatophores caractérisés par des granules pâles ou des cristaux iridescents de guanine.