Le complexe AKIN, homologue de SNF1, chez A. Thaliana : caractérisation de sous-unités non catalytiques et étude préliminaire de sa régulation et de ses fonctions

par Lionel Gissot

Thèse de doctorat en Sciences biologiques

Sous la direction de Martine Thomas.

Soutenue en 2002

à Paris 11 .

mots clés

• Kinases SNF1
• Arabidopsis thaliana

Résumé

Le complexe hétérotrimérique Ser/Thr kinase SNF1 de levure a été particulièrement conservé au cours de l'évolution, ces protéines étant présentes chez les mammifères (AMPK) et les plantes (SnRK1). De manière générale, ces kinases semblent impliquées dans les réponses cellulaires aux contraintes environnementales, nutritionnelles ou aux changements métaboliques. Dans un premier temps, nous avons caractérisé deux nouvelles sous-unités non catalytiques de type β et γ chez A. Thaliana, AKINβ3 et AKINβγ interagissant avec les sous-unités du complexe AKIN. Ces sous-unités atypiques, jamais décrites chez les mammifères et la levure, semblent spécifiques des végétaux. Dans un deuxième temps, une étude exhaustive des interactions entre tous les membres du complexe AKIN a montré qu'en théorie plusieurs complexes composés de l'assemblage de ces différentes sous-unités pourraient coexister dans la plante. De plus, l'analyse de l'expression de ces gènes au cours du développement d'A. Thaliana et en réponse à différentes contraintes environnementales indique qu'un niveau de régulation de ce complexe kinase pouvait être réalisé par la transcription différentielle des sous-unités non catalytiques. Ce modèle est cohérent avec la multitude de cibles et de fonctions dans lesquelles le complexe SnRK1 semble impliqué chez les végétaux. Enfin, la recherche de partenaires de la sous-unité AKINβγ a permis d'isoler des protéines potentiellement impliquées dans les réactions plantes/microorganismes. Par ailleurs, des résultats préliminaires semblent impliquer le(s) complexe(s) AKIN dans une vole de signalisation "sucre" chez les végétaux.

Titre traduit

The AKIN complex, related to SNF1, in A. Thaliana : characterisation of atypical non-catalytic subunits and preliminary study of its regulation and functions

Résumé

The yeast SNFI1 heterotrimeric Ser/Thr kinase complex has been remarkably well conserved during the course of evolution, these proteins being present in mammals (AMPK) and plants (SnRK1). These kinases are usually considered as implicated in cell responses to environmental, nutritional and metabalic changes. We have characterized two novel non-catalytic β- and γ-subunit in A. Thaliana, AKINβ3 and AKINβγ interacting with the known AKIN subunits. These atypical protein present features, never described in mammals and yeasts, and could be specific to plants. A two-hybrid global analysis has been performed between the different α-, β- and γ-type subunits. The data suggest that many complexes composed by a combination of generally three subunits could coexist in the plant. Moreover, the analysis of gene expression during the course of development of A. Thaliana or in response to various environmental conditions indicate that one level of regulation of the kinase could be through the differential transcription of the non-catalytic subunits. This model is coherent with the large number of targets and functions implicating SnRK1 complexes. Finally, the search for partners of AKINβγ subunit allowed us to isolate proteins potentially implicated in plant/pathogens interactions. Furthermore, preliminary data suggest the implication of AKIN complexe(s) in one sugar signalling pathway in plants.