Florie Schild
Caractérisation biochimique et implication dans la réponse au stress de la protéine « Selenium Binding Protein 1 » (SBP1) chez Arabidopsis thaliana
Publié le 29 novembre 2013
Corps de texte 1
Thèse soutenue le 29 novembre 2013 pour obtenir le grade de Docteur de l'Université de Grenoble
Résumé :
La « Selenium Binding Protein » (SBP1), présente chez la plupart des êtres vivants, a un rôle qui n’est pas encore élucidé. Cette protéine possède dans sa structure primaire de nombreux sites potentiels de liaisons aux métaux. Chez
Arabidopsis thaliana, la surexpression de SBP1 augmente la tolérance à deux composés toxiques pour la plante, le cadmium (Cd) et le sélénium (Se) qui sont présents dans les sols pollués. Pour mieux comprendre la fonction de SBP1 dans les mécanismes de détoxication, une démarche intégrée combinant deux approches complémentaires,
in vitro et
in planta, a été menée. La caractérisation biochimique de SBP1 a mis en évidence ses propriétés chélatrices vis-à-vis de différents ligands dont le Cd et le Se. Le Cd se lie à SBP1 avec un ratio molaire ligand/SBP1 de 3 et un KD de 2,2 10-7 M
via principalement des acides aminés soufrés et potentiellement à moindre échelle des résidus histidines. Le Se, initialement sous forme SeO32-, se lie à SBP1 de façon covalente, avec un ratio molaire ligand/SBP1 de 1, via les cystéines 21 et 22 pour former une liaison de type R-S-Se-S-R. Les analyses
in planta de localisation subcellulaire ont montré que SBP1 était à la fois cytosolique et nucléaire. L’utilisation de lignées bioluminescentes a permis d’analyser la zone promotrice du gène
SBP1. Le motif
cis ‘GAGAC’ connu pour être impliqué dans la régulation de certains gènes à une carence en soufre (S) a été identifié comme élément
cis majeur de la régulation de l’expression de SBP1 en réponse à différents stress, dont le Cd et le Se. Ce résultat démontre l’existence d’un lien entre la fonction de SBP1 et une demande en S de la cellule. La surexpression de SBP1
in planta perturbe le niveau d’accumulation du Se dans les parties aériennes, mais pas sa spéciation. L’ensemble de ces résultats semble indiquer que SBP1 soit impliquée dans des mécanismes de détoxication
via ses propriétés chélatrices et qu’elle joue également un rôle dans le métabolisme du S et du Se.
Jury :
Rapporteur : Jean-François Briat
Rapporteur : Alain Vavasseur
Examinateur : Sébastien Thomine
Examinateur : Géraldine Sarret
Examinateur : Cécile Bouton
Directeur de thèse : Jacques Bourguignon
Co-encadrante de thèse : Véronique Hugouvieux
Mots-clés :
Cadmium, Sélénium, toxicité, caractérisation biochimique, Arabidopsis
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