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L'atome de soufre —
une méditation sur
l'élément le plus sous-estimé en biologie.
Dans l'imaginaire populaire, le soufre est l'élément des allumettes, des œufs pourris et des châtiments bibliques. C'est aussi l'élément sur lequel repose une extraordinaire quantité de biologie. L'atome au cœur du glutathion. L'atome sous-tendant chaque pont disulfure dans chaque protéine repliée. L'atome auquel presque personne ne pense — et qui, discrètement, réalise certaines des réactions chimiques les plus importantes de la vie cellulaire.
I
Un élément avec une réputation —
et une vie plus discrète derrière elle.
Le soufre arrive dans la culture humaine avec une réputation qui précède la chimie. La substance jaune. La matière des allumettes. L'odeur des silex frottés, des allumettes craquées, des processus industriels mis en marche. Le soufre de l'enfer biblique. Le soufre de l'imagination médiévale — brimstone étant lui-même un vieux mot anglais pour soufre, du moyen anglais brennen (brûler). L'élément est entré dans la langue avec le feu, l'odeur et la menace. C'est l'un des rares éléments à avoir une place en poésie indépendamment de sa chimie.
Ce qui reçoit moins d'attention, c'est la vie cellulaire de l'élément. À l'intérieur de chaque cellule de chaque organisme vivant sur Terre, le soufre est à l'œuvre. Il est au centre du glutathion — le tripeptide que le corps produit dans pratiquement tous les tissus, et la molécule que la littérature décrit tout au long de ce travail. Il est au cœur de chaque pont disulfure — les ponts chimiques qui maintiennent les protéines repliées dans leurs formes tridimensionnelles. On le trouve dans la coenzyme A, dans la biotine, dans les clusters fer-soufre qui alimentent la respiration cellulaire, dans les acides aminés cystéine et méthionine. Il est présent dans certaines des réactions les plus petites et les plus importantes que la cellule effectue. L'élément est partout dans la cellule. La réputation, dans ce registre, n'a aucune emprise.
La chimie du soufre biologique repose sur une caractéristique définissante unique : la capacité de l'atome à gagner et à perdre des électrons. Le soufre se trouve dans la seizième colonne du tableau périodique, la colonne que les chimistes appelaient autrefois les chalcogènes. Cette colonne contient également l'oxygène — et la ressemblance familiale est en partie la raison pour laquelle le soufre accomplit tant de travail biologique. Comme l'oxygène, le soufre peut capter et libérer des électrons selon des schémas qui font avancer la chimie. Contrairement à l'oxygène, le soufre est quelque peu plus doux, quelque peu plus accommodant, quelque peu plus disposé à participer aux liaisons que la biologie construit réellement. Il en résulte une chimie que la cellule peut réaliser délicatement, d'une manière que la chimie plus dure de la cellule avec l'oxygène ne le permet pas.
Le carbone pour l'épine dorsale.
L'oxygène pour la respiration.
L'azote pour la protéine.
Le soufre pour tout le reste.
L'élément derrière la chimie
que l'imagination populaire oublie.
L'élément au travail
Quatre endroits où l'on trouve le soufre biologique —
et ce qu'il y fait.
L'élément apparaît dans le paysage cellulaire sous différentes formes chimiques. Les fiches ci-dessous en énumèrent quatre des plus importantes — de la surface thiol du glutathion aux ponts disulfure maintenant les protéines repliées, en passant par les clusters fer-soufre de la respiration cellulaire.
I
Le groupe thiol
-SH · la surface de travail
Le groupe fonctionnel le plus réactif chimiquement contenant du soufre. Un seul atome de soufre lié à un seul hydrogène, écrit -SH. Le thiol est la surface de travail du glutathion, la position réactive sur chaque résidu de cystéine, et l'une des poignées chimiques les plus polyvalentes que la cellule maintient.
II
Ponts disulfure
-S-S- · le lien structurel
Deux thiols liés ensemble, les hydrogènes libérés, formant un pont -S-S-. Les ponts disulfure maintiennent la structure tridimensionnelle de nombreuses protéines — insuline, anticorps, kératines capillaires. Ils sont la chimie derrière la boucle des cheveux, la fonction des anticorps, la stabilité de nombreuses hormones.
III
Clusters fer-soufre
[Fe-S] · les transporteurs d'électrons
Petits amas d'atomes de fer et de soufre qui sont au cœur de nombreuses réactions cellulaires de transport d'électrons. Ce sont des composants essentiels des complexes respiratoires mitochondriaux — la machinerie par laquelle la cellule extrait l'énergie des aliments. Parmi les motifs chimiques les plus anciens de la biologie cellulaire.
IV
Acides aminés soufrés
Cystéine et méthionine
Deux des vingt acides aminés que le corps assemble en protéines contiennent du soufre dans leurs structures : la cystéine (avec un thiol) et la méthionine (avec un thioéther). Ce sont les principaux points d'entrée alimentaires du soufre biologique — les sources à partir desquelles l'économie du soufre du corps est approvisionnée.
II
Le groupe thiol, le pont disulfure —
deux façons dont l'élément agit à l'intérieur des cellules.
Le principal groupe fonctionnel chimique dans lequel le soufre biologique apparaît est le thiol – un atome de soufre lié à un hydrogène, écrit -SH. Le thiol est l'un des groupes fonctionnels les plus chimiquement réactifs que la cellule maintienne. Il peut donner des électrons. Il peut accepter des électrons. Il peut se lier à un autre thiol pour former un pont disulfure – et ensuite le pont peut être rompu à nouveau, avec la bonne enzyme, restituant les deux thiols originaux. Le thiol est, en un sens, le "manche chimique" le plus polyvalent de la cellule. C'est la partie du glutathion qui fait le travail de la molécule, et c'est la partie de chaque résidu de cystéine dans chaque protéine qui – lorsque la cellule en a besoin – forme une liaison structurale. L'article d'introduction décrit spécifiquement le rôle du thiol dans le glutathion.
La liaison disulfure est la deuxième des deux principales formes que prend le soufre biologique. Un disulfure est deux thiols liés ensemble, les deux hydrogènes libérés, les deux atomes de soufre partageant désormais des électrons dans un pont -S-S-. La liaison disulfure est ce qui maintient la structure tridimensionnelle de nombreuses protéines. L'insuline, l'hormone qui régule la glycémie, possède trois ponts disulfures au cœur de sa structure tertiaire. Les anticorps – la classe de protéines la plus diverse du système immunitaire – sont maintenus ensemble par des ponts disulfures entre leurs chaînes lourdes et légères. Les protéines des cheveux et des ongles – les kératines – sont maintenues dans leurs formes caractéristiques par de vastes réseaux disulfures. La chimie que les coiffeurs réalisent avec les permanentes et les défrisants chimiques est, en essence, la rupture et la reformation contrôlées des liaisons disulfures dans la kératine capillaire. L'élément, encore une fois, effectue un travail structurel que l'imagination populaire attribue à autre chose.
Dans le glutathion, le thiol et le disulfure sont les deux faces de la même molécule. La forme réduite (GSH) porte un thiol libre. La forme oxydée (GSSG) joint deux molécules par un pont disulfure. Le cycle cellulaire qui convertit l'une en l'autre et vice versa – par l'intermédiaire des enzymes glutathion peroxydase et glutathion réductase – est la chimie de la paire thiol-disulfure en répétition continue. Tout l'appareil, chaque cycle, chaque conversion, chaque boucle de régulation, passe par la chimie de l'atome de soufre.
140 grammes de soufre
dans un corps humain typique.
Pas un grand nombre.
Mais disproportionné
par rapport à la chimie qu'il véhicule.
Le soufre en chiffres
Trois faits sur un élément —
plus conséquent que sa masse ne le suggérerait.
~140 g
Masse totale approximative de soufre dans le corps humain adulte typique
Le corps humain contient environ 140 grammes de soufre biologique – soit environ 0,2 pour cent de la masse corporelle. En masse, c'est le huitième élément le plus abondant dans le corps, derrière l'oxygène, le carbone, l'hydrogène, l'azote, le calcium, le phosphore et le potassium. Mais la chimie que ces 140 grammes réalisent est disproportionnée par rapport à cette masse modeste.
Colonne 16
Position du soufre dans le tableau périodique — directement sous l'oxygène dans la famille des chalcogènes
Le soufre se trouve dans la seizième colonne du tableau périodique, directement sous l'oxygène. La ressemblance familiale entre les deux – tous deux peuvent gagner et libérer des électrons selon des schémas que la cellule utilise – est l'une des raisons pour lesquelles le soufre joue un rôle si important en chimie biologique. Contrairement à l'oxygène, le soufre participe à la chimie de manière plus délicate, d'une manière que la chimie plus "dure" de l'oxygène ne permet pas.
2 sur 20
Les deux acides aminés contenant du soufre — la cystéine et la méthionine — parmi les vingt utilisés par le corps
Parmi les vingt acides aminés que le corps assemble en protéines, seuls deux contiennent du soufre : la cystéine et la méthionine. L'économie du soufre de l'organisme passe par ces deux acides aminés – les sources à partir desquelles les réserves cellulaires de soufre, y compris le glutathion, sont approvisionnées. L'asymétrie entre l'abondance des acides aminés soufrés et la demande cellulaire en soufre est l'un des sujets récurrents dans la littérature.
III
Un élément sous-estimé —
et la biologie cellulaire qu'il dirige discrètement.
Le traitement populaire des éléments biologiques a tendance à mettre l'accent sur les plus évidents. Le carbone — l'épine dorsale de la chimie organique. L'oxygène — le souffle de vie. L'hydrogène — le plus léger et le plus abondant. L'azote — l'élément formant les protéines. Ce sont les quatre avec lesquels tout manuel de biologie introductif commence, et ce sont, en masse, les éléments dominants du corps humain. Mais derrière ces quatre, effectuant certains des travaux les plus chimiquement importants de la vie cellulaire, le soufre se trouve discrètement en position seize de la colonne. Il ne représente qu'environ 0,2 % de la masse corporelle — ce qui signifie qu'un adulte humain typique contient environ 140 grammes de soufre biologique. Ce n'est pas un grand nombre. Mais la chimie que ces 140 grammes réalisent est disproportionnée par rapport à cette masse.
Les deux principales sources alimentaires de soufre biologique sont les acides aminés soufrés : la cystéine et la méthionine. Tous deux sont présents dans les protéines alimentaires ; tous deux contribuent au pool de soufre de l'organisme. La cystéine, l'acide aminé qui se trouve au centre du glutathion, est décrite dans la littérature comme le substrat limitant la vitesse de la synthèse cellulaire du glutathion – ce qui signifie que l'approvisionnement cellulaire en glutathion est, dans de nombreux tissus, régi par la disponibilité de cet acide aminé contenant du soufre. L'article sur les acides aminés décrit la chimie de la cystéine en détail.
Et puis il y a les aliments eux-mêmes. Les asperges contiennent certaines des concentrations de glutathion les plus élevées de tous les légumes catalogués dans la littérature. La famille des alliums – ail, oignon, poireau, échalote – possède une chimie du soufre entièrement différente, les composés organosoufrés responsables de l'odeur et du goût caractéristiques de cette famille. Les légumes crucifères – brocoli, chou, chou frisé, choux de Bruxelles – contiennent encore une autre classe de composés soufrés. L'article sur les légumes soufrés de ce dossier aborde cette conversation. L'élément est, en termes alimentaires, distribué partout dans l'alimentation – concentré à certains endroits, présent dans de nombreux autres. Les 140 grammes que le corps contient proviennent des repas, plat par plat. Les études référencées ont été menées indépendamment et n'impliquaient aucun produit Codeage spécifique. La littérature sur le soufre biologique continue de se développer ; l'image décrite reflète la compréhension actuelle plutôt qu'un compte rendu clos.
Codeage · Longévité Cellulaire · Pilier 03
La gamme de glutathion Codeage —
formats de l'architecture du Pilier 03.
Formulations de la gamme de glutathion Codeage — le tripeptide que le corps produit, en formats conçus pour une utilisation quotidienne.
Glutathion Liposomal
Le fleuron de l'architecture du glutathion Codeage. L-glutathion réduit (GSH) fourni sous forme de vésicule phospholipidique — le système de livraison Helix Liposomal utilisé dans certaines formulations Codeage. Le pilier 03 d'ancrage de la conversation sur la redox cellulaire.
Voir le produit →L-Glutathion
L-glutathion réduit présenté sous une forme classique non liposomale. La molécule elle-même, sans l'architecture vésiculaire, pour ceux qui abordent la catégorie sous sa forme la plus directe.
Voir le produit →Vitamine C Liposomale + Platine
Une formulation liposomale de vitamine C élaborée avec du L-glutathion, du NAC, du resvératrol et de la rutine — cinq molécules que la littérature a examinées en lien avec la biologie redox cellulaire, assemblées dans une seule préparation liposomale Helix.
Voir le produit →Article B1 · Précédemment dans ce dossier
Levure, Soufre et un Chimiste Français — La Découverte du Glutathion en 1888
Codeage · Le Code de Longévité
Un élément négligé —
au centre du système.
Le Pilier 03 du Code de Longévité traite des molécules cellulaires. Le soufre, présent en traces, dirige une grande partie de la chimie que le pilier décrit.
Explorer Le Code de Longévité →
