Saccharose synthetase et fructokinase de la raune tuberisee de betterave a sucre (beta vulgaris l. ) : caracterisation biochimique et moleculaire

par FRANCK CHAUBRON

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de G. LEDOIGT.

Soutenue en 1995

à Clermont Ferrand 2 .

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  • Résumé

    La saccharose synthetase est l'enzyme le plus actif et le plus abondant intervenant lors du metabolisme carbone dans la racine tuberisee de la betterave a sucre (beta vulgaris l. ). Elle clive le saccharose en fructose et udp-glucose via une reaction enzymatique reversible. Une partie des hexoses est alors utilisee pour les besoins energetiques et structuraux des cellules racinaires. La racine tuberisee constitue un organe de reserve (puits) qui accumule du saccharose dans la vacuole des cellules parenchymateuses. La concentration en saccharose dans cet organe peut atteindre 600 mm. Par consequent, le saccharose extrait de betterave est la source la plus importante de sucre de la communaute europeenne. Moduler l'activite de la saccharose synthetase pourrait aboutir a encourager le stockage de saccharose dans la vacuole. La sequence nucleotidique de l'adnc de la saccharose synthetase de la betterave a sucre et la sequence peptidique deduite montre que cet enzyme est tres bien conserve au sein du regne vegetal. Aucune activite post-transcriptionnelle n'a ete mise en evidence. L'expression in vivo du gene de la saccharose synthetase sbsusy n'est pas dependante de la concentration cellulaire en saccharose. Comme l'activite de la saccharose synthetase est modulee par ses propres produits d'activite et en particulier la concentration en hexoses. Il a ete decide de moduler les flux de fructose dans la racine tuberisee en modifiant l'expression du gene de la fructokinase. La fructokinase a ete partiellement purifiee et acracterisee. Un seul isoforme dimerigue 38 kda ayant une tres forte specificite pour le fructose a ete mis en evidence k#m= 0,068 mm. Une concentration de 0. 6 mm inhibe l'activite fructokinase. Un adnc de 1320 bp codant pour la fructokinase a ete isole, caracterise et sequence. La sequence peptidique deduite du cadre de lecture ouvert code pour une proteine de 37 kda qui presente 80,6% d'identite avec la fructokinase de pomme de terre. Des etudes d'expression de ce gene ont ete realisees et montrent une activite tres elevee et relativement stable >100umol min#-#1mg#-#h#3#2 de proteines a toutes les etapes du developpement de la racine tuberisee. Aucune correlation n'a ete mise en evidence entre l'activite fructokinase et l'activite saccharose synthetase. Les travaux d'etude avec des betteraves a sucre transgeniques exprimant plus ou moins fortement les genes de la saccharose synthetase et de la fructokinase devraient permettre d'identifier leurs roles precis lors du stockage de saccharose dans la racine tuberisee


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