Étude comparative de la biosynthèse des [beta]-glucanes parietaux d'Arabidopsis thaliana et de Rubus fruticosus

Biosynthesis of cell wall [beta]-glucans from Arabidopsis thaliana and Rubus fruticosus

• Auteur / Autrice : Joséphine Lai Kee Him
• Direction : Vincent Bulone
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

La cellulose et le β-(1, >3)-glucane jouent un rôle essentiel dans l'établissement, le maintien et la croissance de la paroi cellulaire végétale. Les voie de biosynthèse de ces polysaccharides ne sont cependant pas parfaitement connues au niveau moléculaire. Afin d'apporter des éléments de réponse à ces problèmes, nous avons utilisé des cultures cellulaires d 'Arabidopsis thaliana et de Rubus fruticosus. Les conditions de dosage des activités β-(1, >3)-glucane synthases (GS) de nos deux modèles ont été optimisées après extraction des enzymes membranaires à l'aide de détergents. Les caractéristiques cinétiques des GS ont ensuite été déterminées et comparées. L'obtention de fractions enrichies en GS a permis l'identification, après séquençage, de plusieurs protéines majoritaires dont certaines sont susceptibles d'être associées aux activités enzymatiques. Une étude mettant principalement en jeu la microscopie électronique à transmission et la cryomicroscopie électronique a montré que la taille et le type des vésicules et micelles obtenues à partir de fractions microsomales sont fortement modifiés en fonction du détergent utilisé. Il en est de même des vitesses de réaction des GS et des caractéristiques des polymères synthétisés in vitro. Ces derniers ont été caractérisés à l'aide de techniques physico-chimiques. Une méthode d'analyse structurale sensible basée sur l'utilisation d'UDP-glucose marqué au 13 C a été mise au point pour faciliter, par RMN du 13 C, la carctérisation des polymères synthétisés in vitro. Dans une autre partie de ce travail, un polymère de cellulose I a été synthétisé in vitro en utilisant la β-(1, >4)- glucane synthase de R. Fruticosus. Ce polysaccharide a été caractérisé à l'aide de techniques biophysiques et biochimiques. Il présente un degré de cristallinité supérieur à celui de la cellulose pariétale. Ces résultats ouvrent de nouvelles perspectives permettant d'envisager l'étude de la cellulose synthase végétale à l'aide d'approches biochimiques.