GHK-Cu
composé chimique
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Le peptide à cuivre GHK est un tripeptide de structure primaire Gly-L-His-L-Lys. C'est un chélateur naturel doté d'une grande affinité pour le cuivre(II) Cu2+. Le complexe qui en résulte est généralement noté GHK-Cu. Il a été isolé pour la première fois à partir de plasma humain, mais est également présent dans la salive et l'urine.
| Peptide à cuivre GHK | |
Structure du Gly-L-His-L-Lys (GHK)  |
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| Structure du GHK complexé avec le cuivre | |
| Identification | |
|---|---|
| Nom UICPA | glycyl-L-histidyl-L-lysine |
| Synonymes |
Gly-L-His-L-Lys |
| No CAS | (GHK) (GHK-Cu) |
| PubChem | 73587 (GHK) 71587328 (GHK-Cu) |
| ChEBI | 75430 |
| SMILES | |
| InChI | |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | C14H24N6O4 [Isomères] |
| Masse molaire[1] | 340,378 2 ± 0,015 3 g/mol C 49,4 %, H 7,11 %, N 24,69 %, O 18,8 %, |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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Les peptides à cuivre sont généralement de petits fragments protéiques pourvus d'une grande affinité pour les cations de cuivre(II) Cu2+. Le taux plasmatique de GHK-Cu à l'âge de 20 ans est d'environ 200 µg ml−1, mais chute à 80 µg ml−1 à 60 ans. Chez l'homme, le GHK-Cu favorise la cicatrisation des plaies, stimule la synthèse du glycogène et du glycosaminoglycane dans les fibroblastes de la peau ainsi que la croissance des vaisseaux sanguins, possède des vertus anti-inflammatoires et anti-oxydantes, et attire les cellules du système immunitaire. Des études récentes ont montré qu'il peut moduler l'expression d'un grand nombre de gènes humains, généralement en rétablissant l'expression de ces gènes correspondant à l'état sain. Du GHK-Cu synthétique est utilisé dans les cosmétiques et comme ingrédient dans les produits dits « réparateurs » et « anti-âge »[2].
Lors d'études sur l'affinité du GHK pour le cuivre au cours desquelles le résidu d'histidine a été remplacé par un acide aminé synthétique, on a pu montrer que le résidu de glycine joue un rôle essentiel dans la liaison au cuivre, tandis que le résidu de lysine ne peut interagir avec le cuivre qu'à pH basique. À pH physiologique, la lysine peut interagir avec un récepteur cellulaire. La capacité du GHK à interagir à la fois avec le cuivre et avec un récepteur cellulaire lui permet de transporter le cuivre dans et hors des cellules. La petite taille de la molécule de GHK lui permet de circuler rapidement dans l'espace extracellulaire et d'accéder facilement aux récepteurs cellulaires[3].
La structure du complexe GHK-Cu a été étudiée en détail par cristallographie aux rayons X, résonance paramagnétique électronique, spectrométrie d'absorption des rayons X, spectroscopie RMN, ou encore par titrage. Dans ce complexe, le cation Cu2+ est coordonné à l'atome d'azote de l'imidazole de la chaîne latérale du résidu d'histidine, à l'atome d'azote du groupe amine α du résidu de glycine, et à l'atome d'azote de la liaison peptidique déprotonée entre les résidus de glycine et d'histidine. Dans la mesure où une telle structure ne permet pas d'expliquer la grande stabilité de ce complexe, dont le logarithme décimal de la constante de dissociation vaut log10(K) = 16,44, contre 8,68 pour le complexe GH-Cu, dont la structure est semblable à celle du complexe GHK-Cu, il a été avancé qu'un autre atome du GHK intervient pour stabiliser le complexe avec le cuivre. Il pourrait s'agir de l'atome d'oxygène du carboxyle du résidu de lysine[4].
De nombreux chercheurs ont proposé que les complexes GHK-Cu forment des dimères et des trimères à pH physiologique qui pourraient faire intervenir un résidu d'histidine et/ou la région de liaison au cuivre de la molécule d'albumine. La constante de dissociation du complexe formé avec le cuivre vaut log10(K) = 16,2 avec l'albumine plasmatique contre 16,44 avec le GHK.
L'activité rédox du cuivre(II) est neutralisée lorsqu'il est complexé avec le GHK, ce qui permet l'administration de cuivre non toxique aux cellules[5].
Cicatrisation des plaies
À la fin des années 1980, le peptide de cuivre GHK-Cu a commencé à attirer l’attention en tant que moyen prometteur pour la cicatrisation des plaies[6]. À des concentrations pico- et nanomolaires, le GHK-Cu stimulait la synthèse de collagène dans les fibroblastes cutanés[7],[8], augmentait l’accumulation de protéines totales, de glycosaminoglycanes (selon une courbe biphasique) et d’ADN dans les plaies dermiques chez les rats. Ils ont également découvert que la séquence GHK est présente dans le collagène et ont supposé que le peptide GHK est libéré après une lésion tissulaire. Ils ont proposé une classe de molécules de réponse d’urgence, qui sont libérées de la matrice extracellulaire au site de la blessure. Le GHK-Cu augmentait également la synthèse de la décorine[9] — un petit protéoglycane impliqué dans la régulation de la synthèse du collagène, la régulation de la cicatrisation des plaies et la protection antitumorale. Il a été démontré que le GHK-Cu exerce une action anti-inflammatoire et stimule la libération de facteurs de croissance tels que le facteur neurotrophique dérivé du cerveau (BDNF), le facteur de croissance endothélial vasculaire (VEGF) et la protéine morphogénétique osseuse 2 (BMP-2)[7].
Il a également été établi que le GHK-Cu stimule à la fois la synthèse des métalloprotéinases[10] — des enzymes qui dégradent les protéines dermiques — ainsi que celle de leurs inhibiteurs (antiprotéases). Le fait que le GHK-Cu stimule non seulement la production des composants dermiques mais régule également leur dégradation suggère qu’il doit être utilisé avec précaution.
Administration
Les peptides de cuivre peuvent être pris par voie orale, et beaucoup les préfèrent aux injections. Le cuivre est un oligo-élément indispensable, et notre organisme nécessite une petite quantité pour fonctionner. Cependant, à ce jour, le peptide GHK-Cu n’est pas approuvé par la Food and Drug Administration (FDA) des États-Unis en tant que complément alimentaire. Pour cette raison, les formes orales sont généralement vendues « uniquement à des fins de recherche » et ne sont pas destinées à un usage quotidien[11].
Usage cosmétique
Le peptide de cuivre GHK-Cu est largement utilisé en cosmétique anti-âge (nom INCI : cuivre tripeptide-1)[12],[13],[14]. Plusieurs études contrôlées sur le visage ont montré une activité anti-âge, raffermissante et anti-rides du peptide de cuivre GHK-Cu, mais avec des tailles d’échantillon relativement petites et une durée d’utilisation courte, et des recherches supplémentaires sont nécessaires pour des conclusions définitives.
