Service d’analyse des isomères de la biliverdine (BV)

La biliverdine est un pigment vert formé comme sous-produit de la dégradation de l’hémoglobine. Elle est constituée de quatre cycles pyrroliques reliés linéairement (un tétrapyrrole). La biliverdine se forme lorsque le groupe hème de l’hémoglobine est clivé au niveau de son pont alpha-méthène. La biliverdine résultante est ensuite réduite en bilirubine, un pigment jaune, par l’enzyme biliverdine réductase. Le changement de couleur d’une ecchymose, du violet profond au jaune au fil du temps, est un indicateur graphique de cette réaction. Un précurseur de la bilirubine est biosynthétisé à partir de l’hémoglobine. Cela se produit dans la bile des amphibiens et des oiseaux, mais pas dans la bile humaine normale ou le sérum.

L’hème est surtout connu comme un constituant de l’hémoglobine, qui est libéré en association avec la dégradation des globules rouges vieillissants. L’hème est également contenu dans un large éventail d’enzymes dont le renouvellement entraîne également la libération d’hème libre. L’hème libre peut être toxique, c’est pourquoi la nature a créé une famille d’enzymes oxygénases de l’hème pour le dégrader, et leur blocage entraîne une augmentation considérable de l’excrétion d’hème non métabolisé dans la bile. Ces enzymes clivent le cycle de l’hème pour former de la biliverdine, du fer et un fragment à un carbone sous forme de monoxyde de carbone. Le CO est de plus en plus apprécié comme neurotransmetteur, et le fer, lui-même toxique, est excrété des cellules par une pompe récemment caractérisée. La biliverdine semble être un produit final approprié de la voie, étant facilement excrétée dans la bile pour entrer dans l’intestin et quitter le corps dans les fèces. En effet, chez les oiseaux, les reptiles et les amphibiens, la biliverdine est le produit final prédominant de la dégradation de l’hème. Pour des raisons qui semblaient jusqu’à présent obscures, chez les mammifères, la biliverdine subit un métabolisme supplémentaire, étant réduite par la biliverdine réductase (BVR) en bilirubine, une étape qui consomme la ressource énergétique nicotinamide adénine dinucléotide phosphate (NADPH).

Figure 1. Réactions enzymatiques de l’hème oxygénase et de la biliverdine réductase.

Les biliverdines sont dérivées formellement des hèmes par élimination oxydative d’un pont méthine et perte de l’atome de fer. La nature asymétrique de l’hème IX entraîne la possibilité de quatre isomères différents de la biliverdine, chacun correspondant à l’élimination d’un pont méthine différent et nommé en conséquence. Ainsi, les isomères Ixα, IXβ, IXγ et IXδ illustrés dans le schéma I correspondent respectivement à l’élimination des ponts α, β, γ et δ du mésohème. Un tel isomérisme est important pour l’étude du métabolisme de l’hème et de la biline.

Figure 2. Structures de quatre isomères de biliverdines (Ixα, IXβ, IXγ et IXδ).

La biliverdine possède des propriétés anti-mutagènes et antioxydantes importantes et peut donc remplir une fonction physiologique utile. La biliverdine et la bilirubine se sont révélées être de puissants piégeurs de radicaux peroxyles. Il a également été démontré qu’elles inhibent les effets des hydrocarbures aromatiques polycycliques, des amines hétérocycliques et des oxydants, qui sont tous des agents mutagènes. Certaines études ont révélé que les personnes présentant des niveaux de concentration plus élevés de bilirubine et de biliverdine dans leur organisme ont une fréquence plus faible de cancer et de maladies cardiovasculaires. Il a été suggéré que la biliverdine – ainsi que de nombreux autres pigments tétrapyrroliques – pourrait fonctionner comme un inhibiteur de la protéase du VIH-1 et avoir des effets bénéfiques sur l’asthme, bien que des recherches supplémentaires soient nécessaires pour confirmer ces résultats. Il n’y a actuellement aucune implication pratique pour l’utilisation de la biliverdine dans le traitement d’une quelconque maladie.

Chez les mammifères, la transformation de la biliverdine par la biliverdine réductase est rapide. La biliverdine est donc une espèce à courte durée de vie et, par rapport à la bilirubine, elle est présente dans le sérum à des concentrations relativement faibles. Les concentrations sériques accrues de biliverdine (hyperbiliverdinaemie ou jaunisse verte) chez l’homme sont rares et sont principalement dues à des mutations dans les gènes des enzymes métaboliques. La biliverdine n’a pas été incluse dans les tests de diagnostic standard ; cependant, plusieurs études ont suggéré l’administration de la biliverdine en thérapie en raison de son activité antioxydante et anti-inflammatoire. Cette administration pourrait augmenter la demande de dosage de la biliverdine à l’avenir. D’autre part, le besoin d’un test de diagnostic de la biliverdine existe déjà en médecine vétérinaire. Les oiseaux et les reptiles ont une faible activité biliverdine réductase et produisent de très faibles quantités de bilirubine. Des concentrations accrues de biliverdine dans le sérum, la bile ou les excréments peuvent indiquer une anémie due à une intoxication ou une infection, ou encore des problèmes hépatiques ou une obstruction biliaire. La biliverdinurie est presque toujours le signe d’une maladie hépatique et se produit en raison d’une accumulation sérique de biliverdine qui dépasse le seuil rénal. La biliverdine est donc un analyte alternatif dans le diagnostic des maladies des oiseaux et des reptiles pour lesquelles les valeurs de référence restent à établir. En outre, la biliverdine est également un pigment important des coquilles d’œufs chez plusieurs espèces. Les études de coloration des œufs nécessitent également un dosage de la biliverdine pour déterminer la teneur en biliverdine dans les coquilles d’œufs.

Il existe donc un besoin évident d’une méthode efficace, simple et rentable pour le dosage de la biliverdine. Creative Proteomics fournit un système de chromatographie en couche mince unidimensionnelle qui a utilisé pour la résolution des isomères IXα, IXβ, IXγ, et IXδ de la biliverdine, et chaque isomère est identifié sans ambiguïté.

Résumé

• Identification et quantification des isomères de la biliverdine (BV)

Demande d’échantillon

• Volume normal : 100ul de plasma ; 50mg de tissu ; 2e7 cellules
• Volume minimal : 50uL de plasma ; 30mg de tissu ; 5e6 cellules

Rapport

• Un rapport technique détaillé sera fourni à la fin de l’ensemble du projet, comprenant la procédure d’expérience, les paramètres des instruments.
• Les analytes sont rapportés en uM ou ug/mg (tissu), et les CV sont généralement<10%.
• Le nom des analytes, l’abréviation, la formule, le poids moléculaire et le CAS# seraient également inclus dans le rapport.