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Stéphane Miras

Identification et caractérisation de nouveaux systèmes de transport associés à l'enveloppe des chloroplastes

Publié le 22 décembre 2004


Thèse soutenue le 22 décembre 2004 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université Joseph Fourier de Grenoble I - Discipline : Biologie

Résumé :
L'enveloppe limitante des plastes porte de très nombreuses activités de transport d'ions et de métabolites qui sont essentielles à l'intégration du métabolisme des plastes dans celui de la cellule végétale. Les chloroplastes importent également les protéines chloroplastiques qui sont synthétisées dans le cytosol sous forme de précurseurs. L'import de ces précurseurs est strictement dépendant de la présence d'une séquence d'adressage chloroplastique clivable localisée en N-terminal de leur séquence primaire. Il est assuré par l'action concertée des complexes protéiques TOC et TIC de l'enveloppe des chloroplastes.
Une approche protéomique visant à identifier les protéines constitutives de l'enveloppe des chloroplastes a été développée au laboratoire et a permis d'identifier la protéine ceQORH. Nous avons démontré que la protéine ceQORH est la première protéine identifiée qui soit adressée vers la membrane interne de l'enveloppe tout en étant dépourvue d'une séquence d'adressage chloroplastique clivable. De plus, nous avons montré que la protéine ceQORH possède un domaine central qui porte l'information essentielle à son import dans les chloroplastes, un domaine N-terminal qui permet une interaction aspécifique de cette protéine avec les membranes et un domaine interne de l'enveloppe. Enfin, des expériences d'import in vitro nous ont permis de démontrer que ces domaines agissent de concert pour diriger la protéine ceQORH vers une nouvelle voie d'import des protéines dans les chloroplastes.
La protéine ceQORH s'apparente aux protéines de la famille​ des quinones oxydoréductases qui sont très largement impliquées dans des mécanismes de transfert d'électrons. La protéine ceQORH pourrait donc être la première protéine identifiée dans la chaîne de transfert d'électron potentielle de l'enveloppe. Nous avons démontré que l'activitté NADPH:quinone oxydoréductase de l'enveloppe est reliée à la présence de la protéine ceQORH dans ce système membranaire. De plus, nous avons démontré que cette protéine interagit de manière spécifique avec le NADPH. Ces observations sont en accord avec l'implication potentielle de la protéine ceQORH dans la chaîne de transfert d'électron de l'enveloppe des chloroplastes.
Parmi les protéines identifiées dans l'enveloppe, deux transporteurs de phosphate potentiels (P56/4 et P56/2) ont été identifiés. Nous avons validé la localisation chloroplastique de ces protéines. Afin de caractériser fonctionnellement les protéines P56/4 et P56/2, nous avons exprimé ces protéines dans la levure S. cerevisiae et dans les ovocytes de Xenopus laevis. Les résultats obtenus avec ces systèmes hétérologues nous ont permis de conclure que les protéines P56/4 et P56/2 peuvent catalyser une activité de transport de phosphate.


Jury :
Président : Roland Douce
Rapporteur : Michel Lebrun
Rapporteur : Jean-David Rochaix
Examinateur : Eva Pebay-Peyroula
Examinateur : Norbert Rolland
Examinateur : Jacques Joyard
Directeur de thèse : Norbert Rolland
Co-directeur de thèse : Jacques Joyard


Mots-clés :
ceQORH, Enveloppe des chloroplastes, Import dans chloroplaste, Quinone oxydoréductase, Transfert d'électrons, Transporteurs de phosphate, P56/4, P56/2

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