La mutagénèse dirigée et la transfection stable dans le modèle cellulaire X-CGD PLB-985 ont été utilisées pour étudier les mécanismes moléculaires du dysfonctionnement de l'oxydase dans 3 cas de CGD-X+ (H303N /P304R, D500G, L505R), 1 cas de X–-CGD (S193F) et le rôle de 2 domaines de Nox2 191TSSTKTIRRS200 et 484DESQANHFAVHHDEEKD500. Les mutations H303N, P304R et D500G inhibent l'assemblage et l'activité de l'oxydase. La mutation L505R diminue partiellement l'affinité de Nox2 pour NADPH et son interaction avec p67phox in vitro. Cependant cet acide aminé n'est impliqué dans la fixation directe du NADPH. La boucle D et la région (484-504) sont essentielles à l'activité oxydase. Seule la région C-terminale est impliquée dans l'assemblage de l'oxydase et le transfert électronique du NADPH vers FAD. La boucle D des Nox1/3/4 est fonctionnelle pour l'activité oxidase de Nox2. Le modèle-3D de la partie C-terminale de Nox2 confirme l'importance de l'hélice-alpha dans l'activation du complexe oxydase.

La NADPH-oxydase phagocytaire, responsable de la production d'anions superoxydes microbicides, résulte de l'assemblage des protéines cytosoliques avec le cytochrome b558 membranaire redox formé de Nox2 et p22phox. Nous avons mis en évidence précédemment que le remplacement de la boucle D de Nox2 par celle de Nox4 (mutant D-loopNox4-Nox2) était à l'origine d'une " super-activité " oxydase. Le présent travail a consisté à élucider les mécanismes moléculaires à l'origine de la super-activité oxydase de ce mutant. Le mutant présente une activité oxydase ex vivo 2 à 8 fois supérieure à celle de cellules PLB-985 WT-Nox2, en réponse aux stimuli solubles et particulaires. Cette suractivité est plus importante en réponse à l'ionomycine et au facteur chimiotactique fMLF, dont les voies d'activation impliquent une augmentation du taux de Ca2+i. Cette suractivité a également été mise en évidence dans un système simplifié in vitro contenant uniquement les protéines purifiées du complexe oxydase et activé par l'acide phosphatidique. L'activité oxydase du mutant ex vivo présente une sensibilité accrue à un influx de calcium. Le cytochrome b558 muté est moins sensible aux événements de phosphorylation dépendant d'ERK1/2 durant l'activation par le fMLF. Ainsi, la suractivité du mutant D-loopNox4-Nox2 pourrait provenir d'une modification de la conformation de Nox2 mutée, favorisant l'état activé du complexe oxydase. De plus, la super-activité du mutant améliore son pouvoir bactéricide vis-à-vis de la souche atténuée P. aeruginosa PAO1. Enfin, nous avons pu mettre en évidence l'existence de deux phases distinctes et interdépendantes dans le processus de bactéricidie de ce microorganisme.