Identification et validation fonctionnelle de nouveaux gènes impliqués dans la voie de biosynthèse des composés phénoliques

par Fida Khater

Thèse de doctorat en Biochimie et biologie moléculaire

Sous la direction de Véronique Cheynier.

Soutenue le 12-07-2011

à Montpellier, SupAgro , dans le cadre de Sciences des Procédés – Sciences des Aliments (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015) , en partenariat avec SPO - Sciences Pour l'Oenologie (laboratoire) .

Le jury était composé de Véronique Cheynier, Laurence Lesage-Meessen, Nancy Terrier, Eric Dubreucq.

Les rapporteurs étaient Isabelle Debeaujon, Christian Chervin.


  • Résumé

    Les proanthocyanidines (PA) du raisin jouent un rôle majeur dans les propriétés organoleptiques du vin notamment dans l'astringence et la stabilité de la couleur. Elles sont accumulées principalement dans la pellicule et les pépins pendant les premiers stades du développement de la baie. La biosynthèse des PA commence à être bien décrite, cependant certaines étapes restent à élucider.Une étude transcriptomic avait permis d'indentifier de nouveaux gènes potentiellemnt impliqués dans la biosynthèse des PA (Terrier et al., 2009). Parmi ces gènes figuraient 3 glucosyltransférases et 2 glucose- acyltransférases.Les trois glucosyltransférases VvgGT1, VvgGT2 et VvgGT3 présentent de fortes homologies entres elles et avec d'autres glucosyltransférases capables de catalyser la formation de glucose ester. Les transcrits sont exprimés durant les premiers stades de développement de la baie principalement dans les pépins et la pellicule mais aussi dans la pulpe pour VvgGT2. Les propriétés de ces 3 enzymes (Km, Vm, spécificité de substrat, effet du pH) ont été étudiées in vitro après production de protéines recombinantes. Les 3 VvgGTs sont capables de catalyser la synthèse d'esters de glucose en présence de dérivés d'acide hydroxybenzoique ou d'acide hydroxycinnamique.Deux acyltransférases VvGAT1 et VvGAT2 ont été isolées. Elle présente de fortes similarités avec des acyltransférases glucose-ester dépendantes de type serine carboxypeptidase like. Les transcrits sont exprimés surtout avant la véraison, dans les pépins et la pellicule pour VvGAT1 et dans la pulpe et les pépins pour la VvGAT2. L'expression hétérologue dans différents hôtes n'a pas permis de détecter d'activité enzymatique. Les analyses en microscopie confocale suggèrent que VvGAT1 fusionnée à une GFP est localisée dans des vésicules cytoplasmiques.L'implication successive des VvgGTs et des VvGATs dans la galloylation des PA et dans la synthèse d'esters d'acides hydroxcinnamiques est discutée.

  • Titre traduit

    identification and functional validation of new genes involved in the biosynthetic pathway of phenolic components


  • Résumé

    Grape proanthocyanidins (PA) play a major role in organoleptic properties of wine, being involved in astringency and color stability. They are accumulated mainly in skin and seeds during early stages of berry development. Numerous structural genes involved in PA biosynthesis have already been identified even in grape, but some steps are still not documented.A previous transcriptomic study led to identify new genes putatively involved in the PA pathway (Terrier et al., 2009). Among them, 3 glucosyltransferases and 2 glucose acyl transferases were identified. The objective of this work is to clarify the function of these genes in the phenylpropanoid pathway.The three glucosyltransferases called VvgGT1, VvgGT2, VvgGT3 displayed high sequence similarities between them and with other plant glucosyltransferases able to catalyze the formation of glucose esters. The transcripts are expressed in the early stages of grape berry development, mainly in skins and seeds and also in the pulp for VvgGT2. The properties of these 3 enzymes (Km, Vm, substrate specificity, pH sensitivity) were studied in vitro after production of recombinant proteins. The three of them are able to catalyse the synthesis of glucose ester with derivates of hydroxybenzoic acids and hydroxycinnamic acids as substrates and with similar kinetic properties.Two glucose-acyltransferases called VvGAT1 and VvGAT2 were isolated. They displayed high sequence similarity with other Serine carboxypeptidase like acyltransferases-glucose dependent. The transcripts are expressed in early stages of grape berry development mainly in skins and seeds for VvGAT1 and in pulp and seeds for VvGAT2. Heterologous expression of the proteins in different hosts were unsuccessful. The confocal microscopy data suggest that VvGAT1 fused to GFP are localized in cytosolic vesicles.The successive involvement of those VvgGT and VvGAT in the galloylation of PAs and in the synthesis of hydroxycinnamic esters is discussed.


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