Isolation and characterization of hydroxyproline-rich glycoproteins from green macroalgae
Institution:
Rennes, Ecole nationale supérieure de chimieDisciplines:
Directors:
Abstract EN:
Hydroxyproline-rich glycoproteins (HRGPs) encompass a diverse group of plant cell wall glycoproteins, which play an essential role in plant development, signaling, plant-microbe interactions, and many others. HRGPs can be further categorized into i) none-glycosylated proline-rich proteins, ii) moderately glycosylated extensins (EXTs) and iii) highly glycosylated arabinogalactan-proteins (AGPs). Although they are widely distributed throughout the plant kingdom, they remain unexplored in the lower plants, especially in seaweeds. This thesis presents the first experimental confirmation of HRGP-like glycoproteins in Ulva species and their immunolocalization within Ulva lactuca thallus. Moreover, it provides a simple extraction protocol of Ulva lactuca AGP-like glycoproteins, their purification, partial characterization, and extraordinary comparison to the scarcely described Solanum lycopersicum AGPs. The detailed analysis of their saccharide part revealed the unique glycosylation of the Ulva lactuca AGP-like glycoproteins whereas the most outstanding was the presence of 3-O-methyl-hexose, which has never been described in the AGPs. Besides, the ability of AGP-enriched sample to enhance plant resistance against pathogens was discovered. The pretreatment of Brassica napus cotyledons with the highest tested concentration (1 mg·mL- 1 ) resulted in a major reduction of infection propagation by 94-83%, which makes them a promising new plant bioprotectants with high biotechnological potential.
Abstract FR:
Les glycoprotéines riches en hydroxyproline (HRGP) représentent un groupe diversifié de glycoprotéines de la paroi cellulaire végétale. Elles jouent un rôle essentiel notamment dans le développement des plantes, la signalisation, les interactions plantes-microbes. Les HRGP peuvent être classées en i) protéines non glycosylées riches en proline, ii) extensines, modérément glycosylées (EXT) et iii) protéines arabinogalactane hautement glycosylées (AGP). Les HRGP sont largement répandues dans tout le règne végétal, mais elles restent inexplorées dans les plantes inférieures, en particulier dans les algues. Cette thèse présente la première confirmation expérimentale des glycoprotéines de type HRGP chez les espèces d'Ulva et leur immunolocalisation dans le thalle d'Ulva lactuca. La thèse présente aussi un protocole d'extraction simple des glycoprotéines de type AGP d'Ulva lactuca, leur purification, leur caractérisation partielle et une comparaison unique avec les AGP très peu décrites de Solanum lycopersicum. L’analyse détaillée de la partie saccharidique d'Ulva lactuca a mis en évidence la présence remarquable de 3-O-méthyl-hexose qui n'a jamais été décrite dans les AGP. Dans une seconde phase de cette thèse, la capacité d'un échantillon enrichi en AGP à améliorer la résistance des plantes contre des agents pathogènes a été découverte. Le prétraitement des cotylédons de Brassica napus avec un échantillon à la concentration de 1 mg·mL-1 a entraîné une réduction majeure de la propagation de l'infection de 94 à 83%, ce qui en fait un nouveau bioprotecteur végétal prometteur à fort potentiel biotechnologique.