Analyse electrophysiologique des effets des beticolines, toxines produites par le champignon phytopathogene cercospora beticola, sur les biomembranes

par CYRIL GOUDET

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie

Sous la direction de Marie-Louise Milat.

Soutenue en 1999

à Dijon .

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  • Résumé

    Les beticolines sont des toxines produites par le champignon phytopathogene cercospora beticola qui est responsable de la cercosporiose de la betterave a sucre. Jusqu'a present, 20 beticolines partagent le meme squelette polycyclique incluant un atome de chlore ont ete identifiees. Il a ete montre que les beticolines sont capables de chelater les ions mg 2 + et de former des complexes electriquement neutres. Cette association avec le magnesium augmente fortement leur affinite avec les membranes lipidiques. Sur le plan biologique, ces toxines sont connues, entre autre, pour affecter la permeabilite et l'energisation des membranes cellulaires mais les mecanismes sous-jacents restent peu compris. En utilisant la beticoline o nous avons observe une forte augmentation dependante du mg 2 + de la conductance membranaire de protoplastes d'arabidopsis thaliana et d'ovocytes de xenope. Dans des bicouches lipidiques planes (blm) exemptes de proteines, en presence de bo et d'une quantite nominale de mg 2 +, des variations discretes de courant sont observees revelant l'aptitude de ces toxines a s'assembler et former des canaux ioniques peu selectifs en presence de mg 2 +. Une etude approfondie des proprietes canal de la beticoline 3 nous a permis de mettre en evidence que les multiples etats de conductance observes traduisent un assemblage en cluster de canaux elementaires et de proposer un modele de canal. Nous avons egalement montre que d'autres toxines de cette famille sont capables de former des canaux. La comparaison de leurs proprietes electrophysiologiques en terme de relation structure-activite nous a permis de montrer que le type de cyclisation (ortho ou para) du monomere de beticoline affecte la conductance elementaire et que la nature de la substitution sur le c11 affecte la selectivite ionique du canal. Les beticolines constituent donc une nouvelle famille de toxines non peptidiques capables de former des canaux ioniques. En provoquant l'effondrement des gradients ioniques et electriques transmembranaires et en autorisant un influx d'ions ca 2 + perturbant la signalisation cellulaire, la formation de canaux pourrait etre impliquee dans l'activite biologique des beticolines.


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  • Détails : 92 p.
  • Annexes : 98 ref.

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