Contribution à l'étude de la mannose 6-phosphate réductase (E. C. 1. 1. 1. 224), enzyme clé du métabolisme carbonné des plantes supérieures parasites : Purification, caractérisation et recherche d'inhibiteurs

Study of the mannose 6-phosphate réductase (E. C. 1. 1. 1. 224), a key enzyme of carbon metabolism in the parasitic flowering plants : purification, characterization and seek for inhibitors.

• Auteur / Autrice : Stéphane Robert
• Direction : André Fer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie végétale
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie biologie (Nantes....-2008)
• Jury : Président / Présidente : Dominique Job
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : André Fer, Dominique Job, Camille-Michel Coste, Danielle Laval-Martin, Didier Dubreuil, Serge Renaudin, Patrick Thalouarn
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Camille-Michel Coste, Danielle Laval-Martin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mannose

Mannitol

Angiospermes marines

Résumé

Des Angiospermes hémiparasites ( Striga, Alectra) et holoparasites ( Orobanche) provoquent des dégâts très importants dans les cultures vivrières des régions du pourtour méditerranéen et de la zone intertropicale africaine. Une des particularités métaboñques de ces parasites est que. Contrairement à la majorité des Angiospermes, le mannitol constitue le produit essentiel du métabolisme carboné. La voie de biosynthèse de ce polyol, spécifique du parasite, semble donc être une cible métabolique intéressante dans l'optique d'une lutte chimique sélective. A partir de travaux réalisés sur le céleri, une des rares Angiospermes autotrophes productrice de mannitol, un protocole de purification de la mannose 6-phosphate réductase (M6PR, E. C. 1. 1. 1. 224), enzyme clé de la voie anabolique du polyol, a été mis au point. Ce protocole a ensuite été utilisé pour purifier cette enzyme chez différentes espèces parasites. Les caractéristiques stériques, physiques et cinétiques de l'enzyme de différents parasites ont été déterminées. Les particularités de la M6PR d'Orobanche ramosa ont notamment pu être mises en évidence, à savoir une forte affinité de l'enzyme pour son substrat (KmM6P ≈ 1,4 mM) et une température optimale de fonctionnement très élevée (45°C). L'activité inhibitrice de plusieurs molécules structuralernent proches du substrat ou du produit de l'enzyme et notamment des analogues phosphonates du substrat ( obtenus par synthèse organique) a été évaluée afin de mieux comprendre les interactions intervenant lors de la reconnaissance ose-enzyme

Some hemiparasitic ( Striga, Alectra) and holoparasitic ( Orobanche) flowering plants induce important damage in crops in the mediterranean and intertropical african areas. One of the characteristics of the metabolism of these parasites is that mannitol is the essential compound in carbon metabolism, while this central role is assumed by sucrose in most of Angiosperms. The mannitol biosynthetic pathway, which only occurs in the parasites, may be regarded as a possible metabolic target for selective chemical control. Using celery, one of the few autotrophic mannitol-producing Angiosperms, a method for purification of mannose 6-phosphate reductase (M6PR, E. C. 1. 1. 1. 224), the key enzyme of mannitol production, has been established. This method has then been used to purify the enzyme from different parasites. Steric, physical and kinetic properties of the enzyme purified from different parasites have been determined. Specific features of the M6PR from Orobanche ramosa have been demonstrated, specially the high affinity for its substrate (KmM6P ≈ 1,4 mM) and also a very high value of the optimal temperature (45°C). Inhibitory activity of several molecules structurally related to substrate or product of the enzyme, including phosphonate analogues produced by organic synthesis has also been assessed. The data allow a better understanding of the interactions involved in the recognition of the substrate by the enzyme