Photosynthèse et mise en réserve : un compromis difficile entre la structure et la fonction du grain d'amidon

Photosynthesis and storage : a difficult compromise between structure and function for starch granule biosynthesis

• Auteur / Autrice : Nathalie Libessart
• Direction : Steven Ball
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la vie
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Amylose

Chlamydomonas reinhardtii

Amidons

Photosynthèse

Résumé

Les cellules de chlamydomonas reinhardtii en arret de croissance accumulent un polysaccharide dont la structure est identique a celle de l'amidon de reserve des plantes superieures. Les approches genetiques, couplees a la biochimie des sucres, ont permis de montrer que cet amidon est synthetise par des enzymes similaires a celles decrites chez ces memes plantes. Notre attention s'est alors tournee vers l'amidon qui est produit dans les cellules des algues en croissance. Nous avons decouvert qu'une algue active pour la photosynthese et en phase exponentielle de croissance, accumule des glucanes dont l'agencement differe visiblement de ceux constituant l'amidon de reserve. Toute notre attention s'est donc dirigee vers une etude comparative de l'amidon de reserve avec celui accumule dans les cellules de l'algue au cours de la croissance et de la photosynthese (amidon photosynthetique ou transitoire). Cette etude nous a permis de montrer que non seulement les quantites, la taille et la localisation cellulaire de l'amidon transitoire sont changees, mais aussi que le polysaccharide est fortement appauvri, voire depourvu de la fraction amylose et ce, malgre la presence d'une activite gbss (enzyme responsable de la synthese des longues chaines de type amylose) abondante. Parallelement, nous avons mis en evidence que la structure de l'amylopectine est modifiee. Nous avons montre que la biosynthese de ces deux types de polysaccharides repond a des voies semblables, mais differe par l'existence de fonctions specifiquement impliquees dans la biosynthese d'un amidon de reserve. En effet, les mutants defectueux au locus sta4 accumulent un amidon de reserve de type nouveau, montrant un phenotype riche en amylose avec une alteration dans la distribution des chaines de l'amylopectine. Par contre chez ces mutants, le polysaccharide accumule pendant la croissance ne semble pas etre different du polysaccharide de la souche sauvage en quantite et qualite. Nous pensons que les differences de structure entre les polysaccharides accumules lors de la photosynthese ou lors de la mise en reserve, sont susceptibles de presager d'une difference de fonction qui reste encore a etablir.