Unravelling new metal- or redox-dependent proteins and processes in plants
Responsable scientifique: Nicolas Rouhier (UMR 1136 Interactions Arbres/Microorganismes — IAM)
Collaboration:
Pr Roland Lill (Univ. of Marburg), Pr Johannes Herrmann (Univ. of Kaiserslautern), Dr Claude Didierjean (Université de Lorraine), Dr Pascal Rey (CEA Cadarache, AMU) ; Dr Jean Philippe Reichheld (Univ. of Perpignan); Pr Andreas J. Meyer (Univ. of Bonn), Dr Janneke Balk (John Innes Centre and University of East Anglia); Dr Frédéric Gaymard (INRA/Univ of Montpellier).
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Contexte — De nombreuses fonctions cellulaires sont contrôlées en plusieurs points par des réactions d’oxydo-réduction, comprenant des réactions de transfert d’électrons catalysées par des métalloprotéines, notamment celles liant du fer et du cuivre, et par des protéines contenant des groupements thiol réactifs permettant la formation et la réduction de ponts disulfure. En contrôlant certains aspects de développement et de la réponse au stress, ainsi que l’efficacité de la photosynthèse, ces mécanismes redox sont donc particulièrement cruciaux chez les plantes. Les résidus cystéinyls se retrouvent au centre de ces réactions agissant en tant que centres catalytiques, que ligands métalliques ou commutateurs de la signalisation redox à travers leur capacité à adopter plusieurs états d’oxydation au sein des protéines en réponse aux variations de l’état redox cellulaire.
Objectifs — Bien qu’il n’y ait pas de signature unique, la présence de motifs CXXC conservés au sein des protéines est particulièrement adaptée à la formation de ponts disulfure et/ou à la coordination des métaux comme c’est le cas des ferrédoxines liant des centres fer-soufre de type Fe2S2. En identifiant des protéines de fonction inconnue et possédant un ou plusieurs motifs CXXC conservés, l’objectif du projet MetOx est ainsi d’identifier de nouvelles protéines soit régulées de manière redox soit liant des métaux.
Démarche — A partir d’une analyse in silico de plusieurs génomes de plantes, nous allons sélectionner environ 50 protéines candidates et effectuer une caractérisation biochimique et structurale approfondie des protéines recombinantes correspondantes, avant de caractériser les rôles biologiques des candidats les plus prometteurs en utilisant des approches génétiques.
Résultats et impacts attendus —L’approche proposée devrait permettre (i) d’identifier chez le peuplier et plus généralement chez les plantes de nouveaux processus cellulaires ou voies de signalisation qui sont contrôlés par des réactions redox, c’est-à-dire impliquant des échanges dithiol-disulfure ou des métalloprotéines et en sus (ii) de comprendre comment le fonctionnement de ces protéines est contrôlé au niveau cellulaire.
