Etude de la voie de synthèse du monogalactosyldiacylglycérol dans les tissus photosynthétiques : régulation de MGD1 par l'acide phosphatidique

par Emmanuelle Dubots

Thèse de doctorat en Biologie végétale

Sous la direction de Maryse Block.

Soutenue en 2009

à l'Université Joseph Fourier (Grenoble) .


  • Résumé

    Le développement des chloroplastes dépend de la synthèse du galactoglycérolipide monogalactosyldiacylglycérol (MGDG). Le MGDG est formé dans les chloroplastes par l’enzyme MGD1 par transfert du galactose de l’UDP-galactose sur le diacylglycérol (DAG), dont une partie provient de l'hydrolyse des phospholipides extraplastidiaux par des phospholipases D (PLD) via l'acide phosphatidique (AP). Dans la voie de synthèse, cette étape semble importante puisque l'AP est le précurseur général des glycérolipides et un messager secondaire clé. Dans cette thèse, nous analysons le rôle de l'AP dans la synthèse du MGDG. Nous montrons que : 1) la teneur en AP de cultures cellulaires d’Arabidopsis affecte la quantité de MGDG formé par son action stimulatrice sur l'activité MGD, 2) l'AP active également le niveau de synthèse de MGDG dans des homogénats de feuilles et dans de l'enveloppe de chloroplastes isolée, et 3) l’AP active la protéine recombinante MGD1 de manière allostérique. Nous montrons que PLD?2 est localisée sur le tonoplaste et est potentiellement impliquée dans la régulation du niveau d’activité MGDG synthase. Par ailleurs, nous mettons en évidence que le phosphatidylglycérol (PG) est un deuxième activateur allostérique de MGD1. La comparaison du comportement de MGD1 en présence d’AP ou de PG indique que l’AP et le PG activent MGD1 par des mécanismes différents et se fixent sur MGD1 en des sites distincts. L’analyse de mutants ponctuels de MGD1 permet d’identifier des résidus impliqués dans l’activation de MGD1 par le PG. Suite à ce travail, nous proposons un modèle de régulation de la synthèse du MGDG dans les cellules foliaires.


  • Résumé

    Chloroplast development is dependent on the synthesis of monogalactosyldiacylglycerol (MG DG) galactoglycerolipid. MGDG synthesis occurs in chloroplasts and is catalyzed by MGD1 enzyme which transfers galactose from UDP-galactose to diacylglycerol (DAG). DAG is for one part issued from phospholipid hydrolysis by phospholipases 0 (PLO) via phosphatidic acid (PA). This step seems important for this synthetic pathway because PA is a general precursor of ail glycerolipides but also a key signalling molecule. Ln this thesis we analyze the role of PA in MGDG synthesis. We show that : 1) PA level in Arabidopsis suspension cells affects MGDG level by stimulating MGD activity, 2) PA also stimulates MGDG synthesis in leaf homogenates and in isolated chloroplast envelope, and 3) PA allosterically activates MGD1 recombinant protein. We show that PLD<2 is localized on the tonoplast membrane and is potentially involved in the regulation of MGDG synthase activity. Furthermore, we show that PG is a second allosteric activator of MGD1. Comparison of PA and PG effects on MGD1 demonstrates that PA and PG activates MGD1 through different mechanisms and have distinct binding sites on MGD1. Analysis of MGD1 proteins exhibiting point mutations allows identification of residues involved in MGD1 activation by PG. Based on this work, we propose a regulatory model for MGDG synthesis in leaf.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (146 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 287 réf.

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  • Cote : TS09/GRE1/0237/D
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