Résumé
Le complexe V mitochondrial (F1FO-ATP synthétase) catalyse la phosphorylation de lADP par le phosphate inorganique en utilisant la force proton-motrice générée par la chaîne de transport délectrons. Ce complexe protéique possède deux domaines : un secteur associé à la membrane, FO, impliqué dans la translocation des protons, et un domaine extrinsèque, F1, qui catalyse la synthèse dATP. Les deux secteurs sont connectés par deux bras : un bras central qui couple la translocation des protons à la région catalytique, et un bras latéral qui est considéré comme faisant partie du stabilisateur (stator) de lenzyme.
Au cours de ce travail, nous nous sommes intéressés à lenzyme de deux algues appartenant à la classe des Chlorophyceae, Chlamydomonas reinhardtii et Polytomella sp.. L'enzyme des deux algues présente une composition sous-unitaire atypique, les sous-unités classiquement retrouvées chez les eucaryotes et impliquées dans larchitecture du bras périphérique ou dans la dimérisation du complexe en étant absentes. En contrepartie, 9 sous-unités dorigine évolutive inconnue sont associées à lenzyme. Elles ont été appelées Asa1 à 9 pour ATP Synthase Associated protein.
Chez C. reinhardtii et Polytomella sp., lATP synthétase présente une stabilité accrue de sa forme dimérique in vitro, et, in vivo, les cellules de C. reinhardtii sont insensibles à loligomycine, un puissant inhibiteur de la translocation de protons au travers de FO.
Nous avons dans un premier temps tenté détablir la composition sous-unitaire du complexe V chez des espèces appartenant aux différentes classes de Chlorophytes (Chlorophyceae, Trebouxiophyceae, Prasinophyceae et Ulvophyceae) en combinant analyses génomiques et protéomiques. Plusieurs sous-unités Asa ont ainsi pu être détectées chez des algues appartenant à divers ordres de Chlorophyceae. Au contraire, les analyses de séquences disponibles chez les autres classes de Chlorophytes (Trebouxiophyceae, Prasinophyceae et Ulvophyceae) indiquent une composition canonique de lenzyme.
Lanalyse de la stabilité de la forme dimérique du complexe de différentes espèces d'algues vertes sur BN PAGE (Blue Native PolyAcrylamide Gel Electrophoresis) suggère également que la présence dun dimère stable est caractéristique aux Chlorophyceae. Par ailleurs, leur croissance, respiration, et niveaux d'ATP sont à peine affectés par la présence d'oligomycine à des concentrations inhibitrices chez les représentants des autres classes de Chlorophytes.
Les nombreuses particularités communes aux algues appartenant à cette classe suggèrent que la perte d'éléments canoniques du stator est apparue lors de la séparation des Chlorophyceae et a été accompagnée du recrutement de nouvelles sous-unités. Ce réarrangement drastique de la composition de stator et du module de dimérisation pourrait avoir conféré de nouvelles propriétés à lenzyme, notamment une meilleure stabilité et une plus grande résistance à loligomycine.
Nous avons également étudié la fonction de la sous-unité atypique Asa7 en inactivant son expression chez C. reinhardtii. Bien que la perte de la sous-unité Asa7 n'aie aucun impact sur la bioénergétique des cellules ou sur la structure mitochondriale, elle déstabilise lenzyme in vitro et rend la croissance, la respiration, et de le niveau d'ATP sensible à oligomycine.
L'impact de la perte de l'activité ATP synthétase mitochondriale chez un organisme photosynthétique a été étudié chez C. reinhardtii par linactivation de l'expression du gène ATP2, codant pour la sous-unité catalytique beta. Les résultats démontrent que, en l'absence de beta, l'ATP synthétase ne peut plus être assemblée et les cellules deviennent dépendantes de la photosynthèse. La respiration en présence ou en absence du découpleur CCCP suggère que le passage des protons à travers la membrane interne mitochondriale est bloqué chez la souche mutante. Enfin, la morphologie des mitochondries est affectée, et les chloroplastes montrent un réaménagement massif de l'appareil photosynthétique, suggérant des répercussions importantes sur la synthèse dATP par les chloroplastes. Ces résultats contribuent à la compréhension des interactions entre organites bioénergétiques chez les organismes photosynthétiques.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:BICfB/oai:ETDULg:ULgetd-08252010-094213 |
| Date | 28 April 2010 |
| Creators | Lapaille, Marie |
| Contributors | Franck, F., Baurain, D., Remacle, C., Sluse, F., Galleni, M., Di Rago, J.P., Boutry, M., Cardol, P. |
| Publisher | Universite de Liege |
| Source Sets | Bibliothèque interuniversitaire de la Communauté française de Belgique |
| Detected Language | French |
| Type | text |
| Format | application/pdf |
| Source | http://bictel.ulg.ac.be/ETD-db/collection/available/ULgetd-08252010-094213/ |
| Rights | restricted, Je certifie avoir complété et signé le contrat BICTEL/e remis par le gestionnaire facultaire. |
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