Caracterisation de transporteurs d'electrons dans l'enveloppe des chloroplastes d'epinard (spinacia oleracea l. )

par PASCALE JAGER-VOTTERO

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de A.-J. DORNE.

Soutenue en 1995

à Grenoble 1 .

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  • Résumé

    Au cours de notre travail, nous avons mis en evidence et caracterise d'un point de vue structural differentes classes de transporteurs d'electrons presentes dans l'enveloppe des chloroplastes d'epinard. Nous avons demontre la presence de fmn et de fad libres dans ce systeme membranaire, le fad constituant l'espece flavinique majoritaire de la membrane interne et de la membrane externe de l'enveloppe. Les quinones (plastoquinone-9, phylloquinone, -tocoquinone et -tocopherol) etaient les seuls transporteurs d'electrons potentiels dont la presence dans l'enveloppe etait connue au debut de nos travaux. Nous avons etudie leur comportement redox dans l'enveloppe par une technique spectroscopique: la resonance paramagnetique electronique (rpe). Nous avons ainsi mis en evidence la presence d'une semiquinone dont le signal est centre a g = 2. 003. Afin d'estimer la nature de la stabilisation de cette semiquinone, nous avons traite l'enveloppe par le pentane, solvant apolaire permettant d'extraire selectivement les quinones en solution dans les membranes. A la suite de ce traitement, le signal centre a g = 2. 003 demeure visible sur le spectre rpe revelant ainsi une forte stabilisation de cette semiquinone par une proteine ou un complexe proteique de l'enveloppe. L'oxydation chimique de l'enveloppe realisee par addition de nitrate d'ammonium et de cerium (+2. 5 volt enh) provoque une augmentation de l'amplitude du signal centre a g = 2. 003 et egalement l'apparition d'un signal centre a g = 1. 975. Ce comportement spectral est caracteristique d'un couplage spin-spin entre deux especes paramagnetiques tres proches l'une de l'autre. Comme le signal centre a g = 2. 003 est le seul signal amplifie au cours de cette oxydation, le couplage spin-spin materialise par la presence conjointe des signaux centres a g = 2. 003 et a g = 1. 975 doit etre attribue a la formation d'une nouvelle classe de semiquinones fortement stabilisee sur un site localise a proximite de celui des semiquinones observees sur les spectres rpe en absence de tout traitement oxydant. Ce comportement spectral revele l'heterogeneite de la population des semiquinones de l'enveloppe et demontre qu'il est impossible de proceder a une oxydation complete des semiquinones et des quinols de l'enveloppe. Lorsque l'enveloppe est placee dans des conditions fortement reductrices, obtenues par photoreduction en presence d'oxalate et de 5-deazaflavine, le signal centre a g = 2. 003 disparait completement. Ce resultat implique que la semiquinone peut etre reduite sous la forme quinol et ne peut donc osciller dans l'enveloppe qu'entre sa forme semireduite et bireduite. La spectroscopie rpe de l'enveloppe soit photoreduite soit reduite par le dithionite de sodium, nous a egalement permis de decouvrir l'existence de deux centres fer-soufre paramagnetiques a l'etat reduit: un centre fer-soufre x de type inconnu et un centre fer-soufre 4fe-4s#1#+ dont les signaux transverses sont respectivement centres a g = 2. 057 et 1. 921. Une separation des membranes de l'enveloppe a permis de demontrer la localisation exclusive des centres fer-soufre et des semiquinones dans la membrane interne. Les centres fer-soufre x et 4fe-4s#1#+ ainsi que la semiquinone peuvent etre reduits par le nadph. La reduction de l'enveloppe par le nadh provoque l'apparition d'un nouveau signal rpe centre a g = 1. 935 et caracteristique d'un centre 2fe-2s#1#+. L'oxydation des quinols de l'enveloppe en semiquinones est obtenu apres un enrichissement de l'enveloppe en oxygene moleculaire. L'ensemble de ces resultats permet d'envisager l'existence probable d'une chaine de transfert d'electrons dans l'enveloppe des chloroplastes et d'en proposer un premier et hypothetique modele


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Informations

  • Détails : 136 P.
  • Annexes : 198 REF.

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