Note ABES Etude de l’implication des deux voies de biosynthèse des isoprénoïdes pour la spécificité et la régulation de la prénylation des protéines chez les plantes Implication of two isoprenoid biosynthesis pathways in the specificity and regulation of protein prenylation in plants Isoprénoïdes Protéine prényltransférase Capsidiol Protéines prénylées Tabac Nicotiana tabaccum Isoprenoid Protein prenylation Phytoalexin capsidiol Nicotiana tabaccum 572.8 580 Transcription génétique Nicotiana tabaccum Agents anti-infectieux Isoprénoïdes Synthèse (chimie) -- Régulation Prénylation des protéines Dissertations universitaires La prénylation de type I des protéines correspond à une modification post-traductionnelle faisant intervenir une liaison thioéther entre une cystéine localisée dans un motif CaaX en position C terminale et un groupement prényle en C 15 (farnésyle) ou C 20 (géranylgéranyle). Ces réactions sont catalysées par des protéine prényltransférases (PPTs) appartenant à la même famille fonctionnelle et comprenant la protéine farnésyltransférase (PFT) et géranylgéranyltransférase de type I (PGGT-I). Les plantes se distinguent par une double origine des substrats prényle (farnésyle diphosphate et géranylgéranyle diphosphate) utilisés comme précurseurs pour la biosynthèse des isoprénoïdes. Ces derniers sont biosynthétisés par l'intermédiaire de deux voies métaboliques distinctes, la voie cytosolique du mévalonate (MVA) et la voie plastidiale du méthylérythritol phosphate (MEP). Il est maintenant clair que la géranylgéranylation des protéines végétales dépend de la voie du MEP. Durant ce travail de thèse doctorale une étude comparative des spécificités de substrat a été réalisée. Elle a permis de montrer que la PFT est spécifique de son substrat protéique alors que la PGGT-I est spécifique de son substrat prényle. Ces spécificités peuvent néanmoins être modifiées in vivo, par exemple lors d’une augmentation de la concentration en MVA, suggérant que cette flexibilité des propriétés enzymatiques a un rôle régulateur dans certaines conditions physiologiques. Pour cette raison, nous avons entrepris une caractérisation de la prénylation des protéines dans des plantes de tabac élicitées, qui induisent la synthèse de MVA pour produire le capsidiol, une phytoalexine sesquiterpénique. La biosynthèse de ce métabolite secondaire capsidiol dérivant de la voie du MVA, est dépendante de la prénylation des protéines, notamment de protéines géranylgéranylées d’origine plastidiale. Le monoterpène S-carvone a été identifié comme un inhibiteur de la biosynthèse de capsidiol en interférant avec l’activité des PPTs in vivo. Les travaux ont également permis d’envisager l’existence d’un nouveau mode de prénylation des protéines spécifique aux feuilles. Type-I protein prenylation is a post-translational modification of a protein bearing a CaaX motif with a prenyl moiety, this by a thioether linkage. The enzymes catalyzing those reactions are called protein prenyltransferase (PPTs). Two enzymes are involved, the protein farnesyltransferase (PFT) and the protein geranylgeranyltransferase type I (PGGT-I). They respectively use farnesyl diphosphate and geranylgeranyl diphosphate as substrate. Those precursors are synthetized in plants by two differentbiosynthetic pathways: the cytosolic mevalonate (MVA) and the plastidial methylerythritol phosphate (MEP) pathways. Protein geranylgeranylation is dependent of the MEP pathway. Those specificities can be modified A comparative analysis of PPTs specificity was done during this PhD thesis, revealing that PFT is specific for its protein substrate, while PGGT-I is specific for its prenyl substrate. But those specificities can be modulated in vivo, for instance by increasing the concentration of MVA. This suggests that the regulation of protein prenylation specificities can become functionally important during physiological processes. For that reason we characterized protein prenylation in elicited tobacco plants, which produce the sesquiterpene phytoalexin capsidiol. This metabolite is synthesized via the MVA pathway, and this process depends of protein prenylation, in particular geranylgeranylation, with the substrate coming from plastids. S-Carvone, a monoterpene, was identified as an inhibitor of PPTS, resulting in a lack of capsidiol production. This work also suggests that a new mechanism of prenylation might exist, specifically in leaves. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 2689758 Université de Strasbourg Strasbourg 2014-12-31 application/pdf 2172782 http://www.theses.fr/2013STRAJ047/document http://www.theses.fr/2013STRAJ047/abes Huchelmann Alexandre 1987-12-20 FR 176217665 40500877 https://theses.fr/2013STRAJ047 2013STRAJ047 https://doi.org/10.70675/e4c3a919z5825z4693zbac2zd07ca8232faa 2013-11-26 Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Hemmerlin Andréa MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 176218491 Bach Thomas MADS_PRESIDENT_DU_JURY Hugueney Philippe MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 Knöss Werner MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 Dubois Joëlle MADS_RAPPORTEUR_1 Rolin Dominique MADS_RAPPORTEUR_2 École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 VS 156502844 Institut de biologie moléculaire des plantes (Strasbourg) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 UPR 2357 156775727 444 ddc:570 ddc:580 Hemmerlin Andréa Bach Thomas Hugueney Philippe Knöss Werner Dubois Joëlle Rolin Dominique École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg) Institut de biologie moléculaire des plantes (Strasbourg) PDF 2689758 confidentialité 2013-11-26 2030-12-20 confidentialité 2013-11-26 2030-12-20 confidentialité 2013-11-26 2030-12-20 confidentialité 2013-11-26 2030-12-20