Functional and structural aspects of poplar thioredoxin and glutaredoxin systems and of their target enzymes, peroxiredoxins and type A methionine sulfoxide reductases

Autor: Rouhier, Nicolas
Přispěvatelé: Interactions Arbres-Microorganismes (IAM), Institut National de la Recherche Agronomique (INRA)-Université de Lorraine (UL), Université Henri Poincaré - Nancy 1, Jean-Pierre Jacquot, Université de Lorraine (UL)-Institut National de la Recherche Agronomique (INRA), Université Henri Poincaré (Nancy 1), Jean-Pierre JACQUOT
Jazyk: francouzština
Rok vydání: 2003
Předmět:
Zdroj: Biologie végétale. Université Henri Poincaré-Nancy 1, 2003. Français. ⟨NNT : 2003NAN10104⟩
Sciences du Vivant [q-bio]. Université Henri Poincaré (Nancy 1), 2003. Français
Aspects fonctionnels et structuraux des systèmes thiorédoxine et glutarédoxine de peuplier et de leurs enzymes cibles, les peroxyrédoxines et les méthionine sulfoxyde réductases de type A, Université Henri Poincaré (Nancy 1)(2003)
Popis: Le métabolisme cellulaire basal ainsi que les stress biotiques ou abiotiques génèrent des espèces réactives oxygénées (ROS) qui endommagent les macromolécules, protéines et lipides notamment. En maintenant l’équilibre oxydo-réducteur, les systèmes thiorédoxines et glutarédoxines permettent de lutter contre les ROS. Plusieurs variants moléculaires de ces protéines ont été caractérisés en utilisant une stratégie qui fait appel au clonage de séquences nucléotidiques, à l'expression de protéines recombinantes dans Escherichia coli et à la mutagenèse dirigée. Deux thiorédoxines et une glutarédoxine, toutes bicystéiniques, ont été ainsi caractérisées et leur mécanisme catalytique détaillé. De plus, la structure tridimensionnelle de la glutarédoxine de peuplier a pu être résolue par cristallographie. Notre intérêt s'est également porté sur deux types d'enzymes cibles des thiorédoxines et/ou des glutarédoxines, des peroxyrédoxines qui sont des peroxydases fonctionnant sans groupe prosthétique mais avec des cystéines réactives, et des méthionine sulfoxyde réductases de type A, qui réduisent l’isomère S des méthionine sulfoxydes en méthionine. Chez les plantes en général, et le peuplier en particulier, toutes ces protéines sont représentées par un grand nombre d’isoformes dans différents compartiments cellulaires. La caractérisation structurale et fonctionnelle de plusieurs isoformes de peroxyrédoxines et de méthionine sulfoxyde réductases de type A a permis d'identifier les acides aminés impliqués dans l’activité de ces protéines ainsi que ceux responsables des interactions protéine-protéine. Le résultat le plus original de ces travaux a été de montrer pour la première fois que les glutarédoxines peuvent servir de donneur d'électrons alternatifs et préférentiels pour une classe particulière de peroxyrédoxines. Outre la caractérisation moléculaire de ces systèmes, un travail d’expression et de localisation dans les différents organes de la plante a été entrepris
Basal cellular metabolism as well as biotic and abiotic stress conditions lead to the production of reactive oxygen species (ROS) which are extremely damaging to macromolecules including proteins and lipids. By maintaining the redox equilibrium, the thioredoxin and glutaredoxin systems help fight the damages generated by the ROS. Several molecular variants of these proteins have been characterized using strategies that combine nucleotidic sequence isolation, expression and mutagenesis of recombinant proteins in Escherichia coli. Two thioredoxins and one glutaredoxin, all bicysteinic, have been chracterized and their catalytic mechanism detailed. Moreover, the 3D structure of poplar glutaredoxin has been solved by X-ray crystallography. This work has also focused on two thioredoxin/ glutaredoxin target enzymes, peroxiredoxins which are peroxydases devoid of prosthetic group and type A methionine sulfoxide reductases, which reduce S methionine sulfoxide into methionine. In plants in general and especially in poplar, there are several isoforms of these enzymes distributed in several subcellular compartments. The structural and functional characterization of several peroxiredoxin and type A methionine sulfoxide reductases has led to the identification of the active site amino acids as well as those necessary for the protein/protein interactions. The most original result is that glutaredoxin can serve as an alternative and preferential electron donor for a certain class of peroxiredoxins. In addition to the molecular characterization of these components, expression studies and localization experiments have been undertaken
Databáze: OpenAIRE
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