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GENERALITES SUR LES ALLOXAZINES

 Les alloxazines sont des benzo[g]ptéridines. Ainsi l’alloxazine est la benzo[g]lumazine. L’isoalloxazine est la structure tautomère de l’alloxazine. Elle est stabilisée lorsque l’azote en position 10 est substitué par un groupement, comme dans les composés flaviniques naturels.  Alloxazine Isoalloxazine ou flavine Figure 1 – Structures chimiques de l’alloxazine et de l’isoalloxazine Parmi les isoalloxazines, citons : la lyxoflavine, la lumiflavine et la lactoflavine ou riboflavine ou vitamine B2. Cette dernière est la diméthyl-6,7 (d-ribityl-1)-9 isoalloxazine. La lyxoflavine est un composé isomère de la riboflavine dans lequel le ribitol est remplacé par le lyxitol, c’est-à-dire le pentitol dont les hydroxyles du deuxième et du troisième carbone sont des épimères. La lyxoflavine a été trouvée dans le myocarde humain[3] . 

LES FLAVINES 

Les flavines sont composées d’un noyau hétérocyclique aromatique isoalloxazine et d’une chaîne carbonée greffée sur l’azote en position 10 du cycle. Il existe trois types de flavines à l’état naturel, qui se distinguent par la nature de leur chaîne carbonée (figure 3) : la Riboflavine ou vitamine B2, la Flavine Mononucléotide ou FMN et la Flavine Adénine Dinucléotide ou FAD. Figure 3 – Réactions de formation de la FMN et de la FAD Du point de vue chimique, la vitamine B2 est une isoalloxazine trisubstituée en positions 7 et 8 par des groupes méthyles et en position 10 par un reste ribitol. Lorsque cet alcool est phosphorylé sur son groupe hydroxyle terminal, le composé correspondant est le FMN ou flavine mononucléotide (mal nommé car le ribitol n’est pas un sucre) qui est un coenzyme d’oxydoréduction. Si le FMN, est lié à l’AMP (adénosine monophosphate), la molécule correspond au FAD (flavine adénine dinucléotide), un autre coenzyme d’oxydoréduction notamment impliqué dans le transport d’hydrogène et d’électrons. Ces formes actives de la riboflavine sont synthétisées dans les mitochondries. L’enzyme impliquée dans la formation du FMN est une flavokinase alors que celle impliquée lors de la formation du FAD est pyrophosphorylase. La riboflavine ou vitamine B2 est synthétisée par les plantes et un grand nombre de microorganismes, mais pas par l’homme. Une levure Ashbya gossypii en produit tellement que la vitamine cristallise en milieu de culture. Souvent associée aux protéines, elle est largement présente dans les aliments et principalement sous forme de FMN et de FAD. Elle est présente en quantité importante dans le foie, le lait et les œufs. Les légumes verts à croissance rapide en sont aussi très riches. Toutefois la viande et les produits laitiers sont les plus importants contributeurs de l’apport en vitamine B2 au régime des américains[4] . 

Historique de la vitamine B2 

La riboflavine a été originellement reconnue comme un facteur de croissance en 1879, et appelée un peu plus tard vitamine B2. En effet, elle fut d’abord isolée du lait, raison pour laquelle elle a longtemps porté le nom de lactoflavine (du latin flavus = jaune). La substance correspondante isolée du blanc d’œuf, en 1934, fut de manière analogue baptisée ovoflavine. Elle a été synthétisée en 1935 par R. Kuhn chercheur allemand et P. Karrer, chercheur suisse, qui lui donnèrent le nom de riboflavine, la vitamine B2. La dénomination « riboflavine » fut adoptée en 1952 par la Commission de nomenclature biochimique.

Fonctions biologiques des flavines 

Le FAD est un cofacteur de nombreuses réactions métaboliques intermédiaires comme celles des glucides, des lipides et de la synthèse des acides aminés. Le FAD et la R5P ou FMN, sont également nécessaires pour l’activation d’autres vitamines et systèmes enzymatiques. Dans la majorité des cas, le FAD est lié à son enzyme par un groupe thiométhyle en position 8 (exemple : la monoamine oxydase A ou B). L’ensemble FAD-protéine enzymatique est appelé flavoprotéine. Ces flavoprotéines ont diverses fonctions métaboliques et sont classées selon le type de réaction qu’elles catalysent : oxydases, monooxygénases, hydrolases, déshydrogénases, réductases ou encore transférases. La RF contribue à la croissance cellulaire, au métabolisme enzymatique et à la production d’énergie. L’acide folique et la pyridoxine nécessitent la riboflavine pour leur activation. Dans le domaine clinique, en raison de sa nature omniprésente dans le métabolisme, la RF a plusieurs applications, notamment dans la prise en charge de l’anémie, des cataractes, de l’hyperhomocystéinémie, dans la prophylaxie des migraines, dans l’alcoolisme, … En effet, la RF étant une vitamine essentielle chez l’homme, ce dernier l’absorbe par son alimentation ou par les bactéries intestinales qui la produisent. La dose journalière recommandée est d’environ 1,4 mg/jour pour l’homme et 1,1 mg/jour pour la femme[6] . Une carence en RF peut entrainer un certain nombre de troubles notamment une stomatite angulaire, une séborrhée, une glossite, une neuropathie, une anémie. Ces troubles cliniques apparaissent 3 à 8 mois après un régime pauvre en vitamine. En effet la carence en riboflavine tend à la fois à coexister et à interagir avec la carence en fer. Mais la déficience en RF interfère plutôt avec l’utilisation du fer qu’avec son absorption. Cependant, l’apport en riboflavine et en 7 fer absorbable est généralement faible lorsque la consommation de produits d’origine animale, y compris le lait, est limitée. La prévalence mondiale de la carence en riboflavine est inconnue, mais elle est probablement assez élevée là où la consommation de produits animaux est faible. Selon des études réalisées entre les années 1980 et 1997, les prévalences déclarées de carence comprennent : 77% des femmes allaitantes et plus de 50% des personnes âgées au Guatemala ; plus de 90% des adultes en Chine ; et presque toutes les femmes enceintes et allaitantes en Gambie. Les femmes enceintes et celles allaitantes sont considérées comme les plus à risque de carence en riboflavine en raison de leurs exigences élevées. II.3 Mécanisme d’internalisation cellulaire de la Riboflavine La Riboflavine est absorbée au niveau de l’épithélium intestinal pour être ensuite distribuée à divers organes. Le mécanisme par lequel la Riboflavine est absorbée dans les cellules est étudié depuis plusieurs décennies. Il a été suggéré dans un premier temps qu’elle pouvait être internalisée par un mécanisme non spécifique faisant suite à son interaction avec des protéines sériques telles que l’albumine[7] . L’étude de l’internalisation de Riboflavine radiomarquée sur des lignées de différentes origines (placenta, sang, rein, foie, colon, rétine, sein…) a permis par la suite d’identifier un mécanisme spécifique d’internalisation . En dessous d’une concentration extracellulaire de 5µM en Riboflavine, un mécanisme d’internalisation actif, dépendant de l’énergie, est effectivement observé. Au-delà de 5µM, un mécanisme d’entrée passif semble permettre l’entrée de la Riboflavine[14] . C’est chez le poulet qu’une protéine transportant la Riboflavine, ou RCP (Riboflavin Carrier Protein), a été identifiée pour la première fois. D’après une recherche de similarité de séquence, cette protéine ferait partie de la famille des protéines de liaison au folate (vitamine B9) qui peuvent s’ancrer à la membrane plasmique des cellules par un motif GPI (Glycosylphosphatidylinositol)[15,7]. La protéine RCP aviaire, soluble et secrétée, existe sous trois formes qui sont le fruit de modifications post-traductionnelles et qui sont retrouvées dans le blanc d’œuf, le jaune d’œuf et le plasma de la poule pondeuse. La forme plasmatique de la RCP, d’une taille de 37 kDa, est produite par le foie sous le contrôle des œstrogènes tandis que les formes présentes dans l’œuf sont produites par l’oviducte de la poule[15] . Chez le poulet, la protéine RCP régule le transport de la Riboflavine au fœtus et est indispensable à son développement[7]. Aucun ancrage à la membrane de la protéine RCP n’a été démontré à ce jour 8 et il est plutôt suggéré que le complexe RF-RCP serait internalisé après interaction de la RCP avec des partenaires membranaires qui restent à identifier[16] . La protéine RCP a été détectée dans le sérum de nombreuses espèces de vertébrés telles que le crapaud, la tortue, la souris, le rat, la vache, certains singes ou encore l’Homme. Chez l’Homme, une protéine RCP dont on ne connaît pas encore la séquence a été détectée dans le sérum de la femme enceinte, dans le liquide amniotique ou encore dans le lait[16] . D’après des études d’internalisation sur des trophoblastes placentaires humains, la Riboflavine serait internalisée par endocytose médiée par un récepteur suite à son interaction avec la RCP humaine[16] . Il a en outre été établi que cette protéine transportant la Riboflavine est présente de manière plus abondante dans le sérum de patients atteints de carcinomes du sein[2,17] et du foie[18] comparativement aux sujets sains. La RCP serait également surexprimée dans de nombreuses lignées de carcinomes de la prostate .