Contribution à l'étude du cycle photosynthétique de Hatch et Slack des plantes en C4 : mise en évidence d'un complexe multi-enzymatique

Contribution to the study of the hatch and slack photosynthetic cycle in C4 plants. Identification of a multienzymatic complex

• Auteur / Autrice : Pascal Baret
• Direction : Frédéric Cadet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biochimie et biologie moléculaire
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : La Réunion

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plantes tropicales

Phosphoenolpyruvate carboxylase

Canne à sucre

Complexes multienzymatiques

Photosynthèse

Résumé

À partir de jeunes feuilles de canne à sucre (plante en C4), nous avons purifié trois enzymes du cycle de Hatch et Slack : la phosphoénol pyruvate carboxylase (PEPcase), la malate déshydrogénase à NAPT (NADP-MDH) et l'enzyme malique. L'étude des propriétés cinétiques des enzymes libres a apporté des éléments complémentaires à la connaissance du cycle de Hatch et Slack. La PEPcase est une enzyme tétramèrique dont la masse moléculaire est de 398 kDa. L'inhibition exercée par le malate sur cette enzyme est de type compétitif. Nous avons isolé et purifié jusqu'à homogénéité, chez la canne à sucre, pour la première fois, une NADP-MDH. C'est une protéine monomérique de masse moléculaire de 69 kDa. Cette enzyme étant photorégulée, l'effet des réducteurs, (DTT et thiorédoxines), a été étudié. Cette MDH est toutefois capable sous sa forme oxydée de catalyser la réduction de l'AOA en L-malate en présence de NADH. L'enzyme malique, tétramère de 269 kDa, présente une inhibition respectivement compétitive et mixte vis a vis du céto-malonate et de l'oxalate. Pour chacune de ces enzymes, les paramètres cinétiques (kc, efficacite catalytique, Km, Ki) ont été déterminés. L'effet du pH a été étudié. Nous avons mis en évidence chez les jeunes feuilles de canne à sucre un complexe multi-enzymatique PEPcase-MDH(NADP)-enzyme malique, que nous avons purifié. Son intérêt fonctionnel a été évalué en comparant les propriétés cinétiques des enzymes qui le composent, d'une part sous leur forme libre et, d'autre part sous leur forme complexée. L'étude des propriétés cinétiques des enzymes dans le complexe a montré que leur association conduit à des changements importants au niveau des propriétés cinétiques de chacune des enzymes. Ces changements importants sont dus probablement à une modification de leur conformation, permettant une meilleure transformation du substrat en produit.