Etude du mécanisme de phosphorylation de la phosphoénolpyruvate carboxylase et de son rôle physiologique dans les feuilles de rosette chez Arabidopsis thaliana

par Aurélie Gousset-Dupont

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Sciences du végétal

Sous la direction de Jean Vidal.


  • Résumé

    CHEZ LES PLANTES C3, LA PHOSPHOENOLPYRUVATE CARBOXYLASE (PEPC) A UNE FONCTION ANAPLEROTIQUE : ELLE FOURNIT DES SQUELETTES CARBONES AU CYCLE DE KREBS POUR LA BIOSYNTHESE DES ACIDES AMINES PAR LE CYCLE GS-GOGAT. DIFFERENTES ISOFORMES (4) DE L'ENZYME SONT PRESENTES DANS LES FEUILLES D'ARABIDOPSIS THALIANA, DONT L'UNE, PEPC2 EST MAJORITAIRE. LES PROPRIETES BIOCHIMIQUES ET DE REGULATION DE L'ENZYME ONT ETE DETERMINEES: CELLE-CI EST INHIBEE PAR LE MALATE, L'ASPARTATE ET LE GLUTAMATE, CES EFFETS ETANT REVERSE PAR LE GLUCOSE-6-PHOSPHATE ET DEPENDANTS DE LA LUMIERE. UN MECANISME DE PHOSPHORYLATION A LA LUMIERE (SUGGERE PAR LA REPONSE AU PH, AU MALATE, ET LES PROPRIETES IMMUNOLOGIQUES) A ETE CONFIRME PAR MARQUAGE RADIOCHIMIQUE IN PLANTA. UNE CHAINE DE TRANSDUCTION DU SIGNAL LUMINEUX A ETE MISE EN EVIDENCE PAR ETUDE PHARMACOLOGIQUE SUR PROTOPLASTES DE MESOPHYLLE : ELLE IMPLIQUE LA CHAINE DE TRANSFERT D'ELECTRONS PHOTOSYNTHETIQUES, L'ACTIVATION D'UNE PHOSPHOLIPASE C, LA PRODUCTION D'UN PIC TRANSITOIRE D'IP3, DES CANAUX CALCIQUES VACUOLAIRES IP3-DEPENDANTS, ENFIN LA SYNTHESE DE PEPCK. LE GENOME D'ARABIDOPSIS CONTIENT DEUX GENES DE PEPC KINASE DONT SEUL PPCK1 EST EXPRIME DANS LES FEUILLES. L'ETUDE D'UN MUTANT PPCK1 APPORTE LA PREMIERE PREUVE QUE LA PEPCK EST LA KINASE " PHYSIOLOGIQUE ". LE MUTANT NE PRESENTE AUCUN PHENOTYPE APPARENT EN CONDITIONS NORMALES DE CULTURE, CEPENDANT Lorsque il EST CULTIVE SUR SEL (LICL, NACL), SA CROISSANCE EST PLUS ALTEREE QUE CELLE DU SAUVAGE. CE RESULTAT SUGGERE QUE LA PHOSPHORYLATION DE LA PEPC PERMET UNE MEILLEURE TOLERANCE A DES CONDITIONS DE CROISSANCE DEFAVORABLES.

  • Titre traduit

    Study of the phosphoenolpyruvate caboxylase phosphorylation mecanism and it's physiological role in Arabidopsis thaliana rosette's leaves


  • Résumé

    In c3 plants, phosphoenolpyruvate carboxylase (pepc) has an anaplerotic function: it is involved in the replenishment of tca cycle intermediates for amino acid synthesis by the gs-gogat cycle. We have shown that arabidopsis leaves contain four pepc isoforms. With pepc2 being the major species. Biochemical and regulatory properties of the enzyme have be en determined : it is sensitive to inhibition by malate, aspartate, and glutamate, this effect is light dependent and it can be reversed by glucose-g-phosphate. Evidence that arabidopsis pepc undergoes a light-dependent phosphorylation process (ph regulation, malate sensitivity, immunological response) was confirmed by an in vivo [32p]-phosphate labelling experiment. The light-transduction pathway was investigated by a pharmacological study using mesophyll protoplasts. It involves photosynthetic electron transfer, a pi-plc activity, transient ip3 production, ip3-dependent tonoplast calcium channels and finally pepc kinase (pepck) synthesis. The arabidopsis genome contains two pepck genes, but only ppck1 is expressed in leaves. The study of a ppck1 knock-out mutant brings the first proof that this pepck is the unique leaf pepc kinase in planta. The mutant displayed no visible phenotype under normal growth conditions. However, when subjected to salt stress (licl, nacl), the mutant showed a significant reduction in growth when compared to the wild type. This result suggests that pepc phosphorylation allows a better tolerance to adverse culture conditions.

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Informations

  • Détails : 200 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 111-127

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2004)299
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