Caractérisation structurale et fonctionnelle d'AGP31, une glycoprotéine atypique de la paroi chez Arabidopsis thaliana

Structural and functional characterization of AGP31, an atypical cell wall glycoprotein in Arabidopsis thaliana

• Auteur / Autrice : May Hijazi
• Direction : Elisabeth Jamet, Cécile Albenne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biosciences végétales
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Polysaccharides

Alpha-1-Glycoprotéine acide

Arabidopsis thaliana

Glycoprotéines

Mots clés libres

Agp31

Arabidopsis thaliana

Glycoprotéine

Paroi

Hydroxyproline

O-glycosylation

Résumé

La paroi cellulaire végétale est une structure dynamique constituée de réseaux de polysaccharides et de protéines dont l'organisation supramoléculaire est complexe. AGP31, codée par At1g28290, a été identifiée comme une protéine multi-domaines abondante dans la paroi des cellules des hypocotyles étiolés d'Arabidopsis thaliana. Mon travail de thèse a consisté à élucider la structure et la fonction d'AGP31. La caractérisation structurale du domaine riche en Pro d'AGP31 a été effectuée : des résidus Hyp et des O-galactanes ont été localisés par spectrométrie de masse. AGP31 a été trouvée sous plusieurs glycoformes différant par le type et la taille des O-glycanes et/ou la longueur de la chaîne polypeptidique. Des tests in vitro ont montré des interactions entre différents domaines d'AGP31 et des polysaccharides pariétaux (HG méthylestérifiés, galactanes du RGI). Une remarquable affinité entre les O-galactanes d'AGP31 et la lectine PNA a été montrée, indiquant de possibles interactions avec des lectines pariétales. Le patron d'expression d'At1g28290 suggère un rôle de renforcement des parois lors de l'émergence de la radicule et de l'élongation rapide des hypocotyles étiolés. Cependant, l'étude de plantes ARNi sous-expresseurs et sur-expresseurs d'Atg28290 n'a pas permis de trouver un phénotype au cours du développement, probablement du fait d'une redondance fonctionnelle avec des gènes proches d'At1g28290. Ce travail constitue la première caractérisation structurale d'un domaine riche en Pro d'une protéine pariétale et permet de proposer qu'AGP31, via ses différents domaines, interagisse en réseau dans les parois avec elle-même, des polysaccharides ou des lectines.

Plant cell wall is a dynamic structure consisting of polysaccharide and protein networks with a complex supramolecular organization. AGP31, encoded by At1g28290, was identified as a abundant multi-domain protein in Arabidopsis thaliana etiolated hypocotyls cell walls. My thesis project consisted in elucidating the structure and the function of AGP31. Structural characterization of the Pro rich domain was performed: Hyp residues and O-galactans were located using mass spectrometry. AGP31 was found as several glycoforms differing by the type and the size of O-glycans as well as by the polypeptidic length. In vitro assays showed interactions between AGP31 domains and cell wall polysaccharides (methylesterified HG, galactans from RGI). A remarkable affinity between AGP31 O-galactans and the PNA lectin was shown, indicating possible interactions with cell wall lectins. The expression pattern of At1128290 suggests a role in cell wall strengthening during radicle emergence and fast elongation of etiolated hypocotyls. However, study of RNAi underexpressors and overexpressors of At1g28290 did not permit to find a phenotype during development, probably because of functional redundancy with At1g28290 homologues. This work constitutes the first structural characterization of a Pro rich domain of a cell wall protein and permits to propose that AGP31, via its different domains, could make scaffolds in the cell wall through interactions with itself, polysaccharides and/or lectins.