Regulation mechanisms of arabidopsis protein kinases SnRK2. 6 and sSnRK2. 10 in the osmotic and ABA signaling pathways

par Florina Vlad

Thèse de doctorat en Sciences biologiques. Biologie et écologie végétale

Sous la direction de Christiane Laurière.

Soutenue en 2009

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

  • Titre traduit

    Mécanismes de régulation des protéines kinases SnRK2. 6 et SnRK2. 10 d’ arabidopsis dans les voies de signalisation osmotique et de l’acide abscissique


  • Résumé

    La sécheresse et la salinité constituent des obstacles majeurs à la culture de plantes en conditions naturelles et plusieurs SnRK2s ont été impliquées dans la tolérance à ces stress. Ces kinases sont activées par l’ hyperosmolarité et trois d’entre elles également par l’acide abscissique. Les SnRK2 sont elle mêmes phosphorylées quand elles sont activées. L'objectif a été de comprendre les mécanismes de régulation de ces kinases, en utilisant deux kinases SnRK2. 6 et SnRK2. 10 représentant chacune un sous-groupe. Différentes approches de déphosphorylation in vitro et d'interaction in vivo en utilisant trois protéines phosphatases type 2C HAB1, ABI1 et ABI2 et l'analyse de l'activation de SnRK2. 6 dans des plantes mutantes pour ces PP2Cs, ont montrées que ces phosphatases jouent un rôle important dans la régulation de SnRK2. 6 dans la signalisation ABA. Par ailleurs, deux sites de phosphorylation ont été identifiés par spectrométrie de masse dans les SnRK2s activées et immunoprécipitées à partir des cellules d'Arabidopsis. Des approches de mutagenèse dirigée ont montré que ces sites sont indispensables à l’activation des SnRK2s in planta et que l’un d’eux est nécessaire pour l'activité catalytique de la kinase. Des expériences de coloration spécifique des phosphoprotéines et d’électrophorèse bidimensionnelle ont montré que des mécanismes de phosphorylation distincts sont impliqués dans l'activation des deux kinases. En conclusion, nos données mettent en évidence l'implication de mécanismes de phosphorylation/déphosphorylation distincts dans l'activation de SnRK2. 6 et SnRK2. 10, qui pourraient être conservés dans les sous-groupes de SnRK2s, selon leur dépendance ou non à l'ABA.


  • Résumé

    Drought and salinity are major challenges for plants cultured in natural conditions and several members of SnRK2 family have been implicated in stress tolerance. They are activated through phosphorylation upon a hyperosmotic stress and three of them additionally upon ABA treatment, constituting two subgroups. The aim of this work was to understand the regulation mechanisms of these kinases, using one representative of each subgroup: SnRK2. 6 and SnRK2. 10. Different approaches of in vitro dephosphorylation tests, in vivo interaction assays using three protein phosphatases type 2C HAB1, ABI1 and ABI2 and the analysis of SnRK2. 6 activation by ABA in PP2C mutant plants showed that these phosphatases play an important role in the regulation of SnRK2. 6 in the ABA signaling. In addition, PP2Cs might also participate in the osmotic activation of SnRK2. 6, but not of SnRK2. 10. Moreover, two regulatory phosphorylation sites were mapped by mass spectrometry in stress-activated SnRK2s, immuno-precipitated from Arabidopsis cells. By site-directed mutagenesis we show that these sites are important for the in planta activation of the SnRK2s, while one of them is necessary for the kinase catalytic activity. Phosphoprotein staining and bidimensional electrophoresis assays indicated distinct phosphorylation mechanisms involved in the activation of the two kinases, suggesting the participation of different upstream kinases. Taken together, our data bring evidence for the involvement of distinct phosphorylation/dephosphorylation mechanisms in the activation of SnRK2. 6 and SnRK2. 10, which may be conserved within each subgroup of SnRK2s, depending on their ABA-responsiveness.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (150 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 132-150

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  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2009)176
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