Etude de l'implication de la carnitine dans le transport intracellulaire des acides gras chez Arabidopsis thaliana

par Benoîte Bourdin

Thèse de doctorat en Stratégies d'exploitation des fonctions biologiques

Sous la direction de Yolande Perrin.

Soutenue en 2007

à Compiègne .


  • Résumé

    Les mécanismes de transport des acides gras entre les différents compartiments dans la cellule végétale sont encore très peu caractérisés. Ce transport est principalement effectué dans les cellules animales par des systèmes mettant en œuvre la carnitine, des carnitine acyl-carnitine transferases (CAT) et des acylcarnitine translocases (CACT). Chez les plantes, l'implication de la carnitine dans le métabolisme des acides gras a été suggérée par des mesures d'activités CAT dans des extraits végétaux sans qu'aucune donnée ne permette toutefois d'établir la présence d'acyl-carnitines. Un transporteur mitochondrial, BOU, présentant une forte homologie de séquence avec des CACT d'animaux et de levures a également été identifié chez Arabidopsis thaliana. Notre étude a comporté l'optimisation d'une analyse par spectrométrie de masse qui a permis de mettre en évidence la présence d'acyl-carnitines au côté de la carnitine libre chez Arabidopsis et d'autres espèces végétales. Ceci démontre de manière incontestable un lien entre la carnitine et le métabolisme des acides gras. Les teneurs en carnitine et acyl-carnitines dans les tissus végétaux sont respectivement cent et mille fois plus faibles que dans les tissus animaux. Ces données suggèrent que la carnitine joue un moindre rôle dans le métabolisme des acides gras chez les végétaux. Le rôle précis de la carnitine vis-à-vis du métabolisme des acides gras dans la cellule végétale reste à élucider. Notre étude montre que la carnitine libre pourrait revêtir aussi un rôle d'osmolyte en réponse à des stress osmotiques, compte tenu de sa capacité à être stockée à des teneurs non physiologiques sans toxicité pour la plante et de son influence sur l'architecture racinaire. Notre travail sur le transporteur BOU a montré que son rôle dans le développement post-germinatif d'Arabidopsis est sans lien avec l'utilisation des lipides de réserves mais spécifique de la phase d'acquisition de la photoautotrophie. L'analyse de la fonction de transport de BOU par complémentation d'un mutant de levure et par reconstitution dans des protéoliposomes n'a pas permis de démontrer son implication dans le transport de carnitine et d'acylcarnitines.

  • Titre traduit

    Putative implication of carnitine in fatty acid intracellular trafficking in Arabidopsis thaliana


  • Résumé

    Fatty acid intracellular trafficking within plant cell is still poorly characterized. In animal cell, a carnitine shuttle system is in charge of FA exchange between subcellular compartments, implementing carnitine acyl-transferases (CAT) and carnitine acyl-translocases (CACT). The measurement of CA T activities in plant extracts suggests that carnitine is involved in plant fatty acid metabolism but no data exist regarding the occurrence of acyl-carnitines in plant tissues. A mitochondrial transporter, BOU, showing a strong homology with yeast and animal CACT has also been characterized in Arabidopsis thaliana. The present study has allowed the finding of acyl-carnitines alongside free carnitine in Arabidopsis and other plant species, after the optimization of a quantification method based on mass spectrometry. This result confirms definitely the link between carnitine and plant fatty acid metabolism. The carnitine and acylcarnitine contents in plant tissues are respectively a hundred and a thousand times lower than in animal tissues. These data suggest that carnitine plays a lesser role in fatty acid metabolism in plants than it does in animaIs. The question on the precise role of carnitine in plant fatty acid metabolism remains to be answered. Yet, our study suggests that free carnitine could act as a compatible solute in response to osmotic stress when considering that it can be stored in plant tissues at non physiological levels without toxic effect but with an impact on root architecture. Our work on the role of the transporter BOU, with regard to Arabidopsis post-germinative growth, shows that it is involved during the stage of photoautotrophic acquisition but not during the preceding stage of storage lipid utilization. A yeast complementation analysis and a transport study using proteoliposomes have not been conclusive enough to associate BOU with the intracellular transport of free carnitine and acylcarnitine.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (185 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 240 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2007 BOU 1710
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