Structure et fonctions de la protéine kinase OST1 dans la cellule de garde d'Arabidopsis thaliana

par Christophe Belin

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Biologie et écologie végétale

Sous la direction de Sébastien Thomine.


  • Résumé

    La sécheresse est un stress majeur pour les plantes qui ont développé de nombreuses stratégies pour y faire face. La réponse la plus rapide à un stress hydrique est la fermeture des pores stomatiques qui limite les pertes d'eau par évapo-transpiration. La phytohormone acide abscissique (ABA) participe à cette réponse en modifiant la turgescence des cellules de garde. La protéine kinase OST1 d'Arabidopsis thaliana contrôle les étapes précoces de la transduction du signal ABA dans ces cellules. Au cours de cette thèse, nous avons cherché à comprendre les mécanismes de régulation de la kinase OST1. Nous avons d'abord montré que la protéine 10xHis-OST1 produite chez E. Coli est active et s'autophosphoryle. Ceci nous a permis d'identifier des résidus phosphorylés, cibles potentielles de kinases ou phosphatases régulant l'activité de OST1 dans la plante. L'importance de ces résidus a d'abord été étudiée in vitro par l'analyse de l'activité de protéines recombinantes mutées sur les résidus phosphorylés. Puis nous avons étudié l'impact de ces mutations dans la plante en réalisant des tests de complémentation du mutant ost1 et des tests d'activité kinase après immunoprécipitation des différentes versions de la protéine OST1. La même stratégie appliquée à l'étude de versions tronquées de OST1 nous a permis d'analyser son domaine C-terminal. Nous avons ainsi identifié plusieurs éléments structuraux critiques pour l'activité de OST1 et sa fonction dans la plante. Enfin, notre analyse des différents allèles mutants ost1 suggère que OST1 régule les flux transpiratoires en réponse à un stress hydrique à deux niveaux distincts, dans les cellules de garde et les tissus vasculaires.

  • Titre traduit

    Structure and functions of OST1 protein kinase in Arabidopsis thaliana guard cells


  • Résumé

    Drought is a major environmental constraint, and plants have developed several protective strategies to survive this stress. Most plants first respond to drought by closing their stomatal pores to prevent water loss via transpiration. The phytohormone abscisic acid (ABA) mediates reduction of stomatal conductance in response to drought through its action on guard cells. The protein kinase OST1 has been identified as a key early component of ABA signal transduction in Arabidopsis guard cells. In this thesis, we investigated the mechanisms of OST1 activation in response to ABA in guard cells. We show that the recombinant fusion protein 10xHis-OST1 produced in E. Coli is active and autophosphorylates. This allowed the identification of phosphorylated residues representing putative targets of upstream kinases or phosphatases. The importance of these residues was first investigated in vitro by studying biochemical activity of recombinant point mutated versions of OST1. The impact of these mutations in plants was then analysed by OST1 knock-out mutant complementation and OST1 kinase activity measurements after immunoprecipitation. We also studied the C-terminal domain of OST1 applying the same strategy with several truncated versions of OST1 kinase. This work identifies several conserved residues and regulatory features critical for OST1 kinase activity and function in guard cells. Finally, the detailed analysis of several ost1 alleles leads us to propose a dual function for OST1 in guard cells and vascular tissues, controlling waterloss at both levels under drought conditions.

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Informations

  • Détails : 1 vol., 123 f.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. 103-115

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2006)96
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