Analyses des phosphoprotéines et du phosphoprotéome : application à l’étude de la phosphoénolpyruvate carboxylase kinase et à la carence en azote chez Arabidopsis thaliana

par Patrice Meimoun

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Sciences du végétal

Sous la direction de Jean Vidal et de Catherine Colas-des-Francs-Small.

Soutenue en 2007

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Le projet concerne l’étude des phosphoprotéines et du phosphoprotéome chez Arabidopsis thaliana dans l’objectif de préciser le rôle physiologique de la PEPCk in planta et l’identification de composants de signalisation lors de la carence en azote. Nos résultats valident l’utilisation d’une colonne commerciale (Qiagen) en mettant en évidence la possibilité : 1- en conditions dénaturantes et non dénaturantes, de séparer en une seule étape les formes phosphorylées et non-phosphorylées de la PEPC d’extraits foliaires; 2- en conditions dénaturantes, de purifier les P-protéines d’un extrait total de feuilles avec un rendement satisfaisant (environ 8 pour cent de la charge) et un niveau de contamination faible. L’analyse en spectrométrie de masse (NanoLC-MS/MS) a permis l’identification de 250 P-protéines putatives. En combinant ces méthodes avec l’électrophorèse bidimensionnelle j’ai contribué à la caractérisation de mutants insertionnels de PEPCk. Les résultats établissent que le gène At1g08650 code une PEPCk authentique et suggèrent la spécificité de cette kinase pour la PEPC. Par ailleurs, l’étude comparée des protéomes et des transcriptomes (en collaboration avec l’Unité NAP, INRA Versailles) des feuilles et des racines de la plante à différents stades de la carence azotée ne révèle pas de composants de signalisation liés au nitrate. En revanche, l’analyse préliminaire des phosphoprotéomes, élargissant le spectre des protéines visualisées, détecte des variations significatives de P-protéines dont l’identification est en cours. Ces résultats soulignent le potentiel de la méthode de chromatographie sur colonne Qiagen aussi bien dans un objectif ciblé que générique.

  • Titre traduit

    Phosphoproteins and phosphoproteome analyses: application to the study of the Arabidopsis thaliana phosphoenolpyruvate carboxylase kinase and nitrogen starvation


  • Résumé

    This study concerns the phosphoproteome and phosphoproteins in Arabidopsis thaliana with the aim to clarify the physiological role of phosphoenolpyruvate carboxylase kinase (PEPCk) in planta and the identification of signalling components during nitrogen starvation. It required the development of plant-adapted analytical techniques. Our results validated the use of a commercial support (Qiagen) by showing: 1) the separation of phosphorylated and non-phosphorylated forms of PEPC from leaf extracts in both denaturing and non-denaturing conditions; 2) the purification of phosphoproteins from leaf extracts in denaturing conditions with good yields (around 8 per cent of the protein load) and low levels of contamination. NanoLC-MS/MS analysis allowed the identification of 250 putative phosphoproteins. Combining these methods with 2D-gel electrophoresis allowed the further characterization of PEPCk insertion mutants. The results established that the gene At1g08650 encodes an authentic PEPCk and suggests that this kinase is dedicated to the PEPC. Furthermore, a comparative proteome/transcriptome study (in collaboration with the Unité de Nutrition Azotée des Plantes (NAP), INRA Versailles) did not reveal any signalling components linked to nitrate in leaves and roots during the time course of nitrogen starvation. On the other hand, a preliminary phosphoproteome analysis, that widens the spectrum of visualized proteins, detected significant variations in phosphoproteins (the identification of which is in progress). The results underline the potential of the Qiagen affinity chromatography column for both targeted and generic studies.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (145 f.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 111-122

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2007)330
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