Quelques observations sur le rôle des ATPases à cuivre, HMA1 et PAA1, dans le contrôle de l'homéostasie du cuivre chloroplastique
Institution:
Université Joseph Fourier (Grenoble)Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
The chloroplast is an organelle specific of the plant cell surrounded by a an envelope which carries numerous transport systems for ions and metabolites and among them, two copper PlB ATPases: HMAI and PAAL PAAl is known to be the main pathway of copper import in the chloroplast, metal mainly used for photosynthesis. HMAI is thought to be an additional pathway for copper import, essential when the plant grows under high light condition. Ln order to better understand the respective roles of these two A TPases, two complementary approaches had been developed: - An in Dlanta approach had been initiated to obtain sorne new lines affected in the expression of one or both A TPases, then to identify conditions revealing the essential role ofthese ATPases. Results obtained show that the function ofHMAI, is also required when plants have to cope with a salt stress. We have also validated that HMAI is implied in copper homeostasis. We also have demonstrated that HMAI and PAAl function are not redundant. The copper imported by these two ATPases is very likely delivered to target proteins by distinct pathways and that a third copper import pathway in the chloroplast exists, pathway still not characterized. - An in vitro approach meant to produce HMAI and PAAl A TPases in the Lactococcus lactis heterologous expression system had been developed to determine their ionic specificities and biochemical characteristics. This expression system is perfectly suited for membrane protein production including HMAI and PAAl which have been solubilised and purified. Our data indicates that both of the proteins can bind one of their substrate: A TP and that PAAl can bind copper under its 1+ and 2+ form.
Abstract FR:
Le chloroplaste est un organite spécifique de la cellule végétale, délimité par une enveloppe renfermant de nombreux systèmes de transports d'ions et de métabolites et parmi eux, deux ATPases à cuivre de type PlB: HMAI et PAAL PAAl serait la voie principale d'import du cuivre, notamment pour alimenter la photosynthèse. HMAI constituerait une voie additionnelle d'import du cuivre, essentielle lorsque la plante est cultivée en lumière forte. Afin de mieux comprendre les rôles respectifs de ces A TPases, deux approches complémentaires ont été développées: - une approche in Dlanta visant à produire de nouvelles lignées affectées dans l'expression de l'une ou de ces deux A TPases, puis à identifier des conditions révélant le rôle essentiel de ces ATPases. Les résultats obtenus montrent que la fonction de HMAI est aussi requise lorsque la plante subit un stress salin. D'autre part, l'implication de HMAI dans l'homéostasie du cuivre a été validée. Nous avons aussi démontré que les fonctions de HMAI et PAAl ne sont pas redondantes et qu'il existe une troisième voie d'import de cuivre dans le chloroplaste, voie encore non caractérisée. - une approche in vitro visant à produire ces deux A TPases dans le système hétérologue Lactococcus lactis afin de déterminer leurs spécificités ioniques et leurs caractéristiques biochimiques. Ce système d'expression s'avère parfaitement adapté à la production de protéines membranaires d'Arabidopsis, dont HMAI et PAAl qui ont pu être solubilisées et purifiées. Nos données indiquent que ces deux protéines recombinantes peuvent lier l'un de leur substrat; l'A TP et que PAAl peut lier du cuivre monovalent et divalent.