Identification et caractérisation de gènes de glycosyltranférases impliqués dans la biosynthèse des polysaccharides pariétaux

par Sara Fasmer Hansen

Thèse de doctorat en Biologie

Sous la direction de Christelle Breton.

Soutenue en 2009

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Dans la Nature, le cycle du carbone commence avec la fixation du C02par les plantes photosynthétiques. Une partie se retrouve sous forme de molécules glucidiques qui seront utilisées par la cellule végétale pour construire le réseau de polysaccharides pariétaux. En raison de leur importance économique connue source d'énergie renouvelable, il apparaît essentiel de mieux comprendre les mécanismes cellulaires responsables de leur biosynthèse et donc d'identifier les glycosyltransférases (GTs), les enzymes clé de cette machinerie cellulaire. L'objectif principal de ce projet de recherche est d'identifier et caractériser la fonction de gènes potentiellement impliqués dans la biogenèse des polysaccharides pariétaux. Une approche bioinformatique innovante a permis d'identifier plus de 150 nouvelles séquences candidates dans le génome de Arabidopsis, dont une vingtaine présentent des signatures peptidiques les apparentant à des GTs. Pour certaines familles de GTs, la modélisation moléculaire a permis de progresser dans la connaissance des relations structure-fonction des GTs. Cette approche a été utilisée pour déterminer les bases moléculaires responsables de la spécificité de substrats des enzymes connues de la famille GT8, ceci afin de faciliter l'annotation des nombreux gènes d'Arabidopsis de fonction inconnue présents dans cette famille. L'effort a porté également sur l'analyse fonctionnelle d'un petit nombre de gènes, à travers l'étude du phénotype et de la composition pariétale de mutants d'Arabidopsis et leur expression en système hétérologue.


  • Résumé

    The carbon cycle in nature starts with fixation of carbon dioxide by photosynthetic plants. Part of the sugar generated is used by the plant cell to synthesize cell wall polysaccharides through the activity of biosynthetic enzymes. The central process of polysaccharide biosynthesis is the action of glycosyltransferases (GTs), the enzymes responsible for the formation of glycosidic bonds. The overall objective of the project is to identify and assign a function to genes possibly involved in the biogenesis of plant cell wall polysaccharides and to determine how they interact in the coordinatOO biosynthesis of highly complex biopolymers. With the objective to identify new Arabidopsis GT genes, a bioinformatic strategy was designed that 100 to the identification of more than 150 candidate protein sequences. Among them, 20 are considerOO as strong candidates since known GT signatures were clearly evidenced. To improve the functional annotation of plant GT genes, we took advantage of structural data available for sorne GT families to further explore the sequence determinants that confer substrate specificities. This approach which relies on the use of molecular modeling methods was applied to the large GT8 family that comprises approximatel~ 40 Arabidopsis GT genes of unknown functioIl. Ln addition, we contributed to the functional characterization of selected candidate genes. Our effort concemed a small number of genes that were characterized in the lab through plant mutant analysis and heterologous expression in insect cells.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (195 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 244 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS09/GRE1/0069/D
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