Contribution à l'étude de la régulation de la fonction anaplérotique de la phosphoenolpyruvate carboxylase par la nutrition azotée chez le blé

Contribution to the study of the regulation of the anaplerotic function of phosphoenolpyruvate carboxylase in wheat by nitrogen nutrition

• Auteur / Autrice : Thi Manh Cao
• Direction : Marie-Louise Champigny
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 1993
• Etablissement(s) : Paris 11

Mots clés

Mots clés libres

Tricitum aestivum

Ammonium

Arn

Nitrate

Protéine kinase

Résumé

Les recherches ont été faites avec les feuilles de Blé (Triticum aestivum L. Cv Fidel) dont la phosphoénolpyruvate carboxylase (PEPcase) est activée par phosphorylation de la protéine. La régulation de cette phosphorylation est dépendante de l'assimilation de NO3-. Deux aspects principaux du mécanisme de cette interaction entre l'assimilation de NO3- et la PEPcase ont fait l'objet des recherches décrites dans ce mémoire. (1) Interaction entre le processus métabolique d'assimilation de NO3- et l'activation de la phosphoénolpyruvate carboxylase : La stimulation de l'activité PEPcase est observée dans les feuilles de Blé recevant à la lumière NH4+ ou glutamine aussi bien que NO3-. Ainsi, la régulation de la voie anapleurotique de fixation du carbone n'est-elle pas une fonction spécifique à NO3-. Une activation de la synthèse des ARN de la PEPcase par NO3- et par la glutamine dans les feuilles à la lumière a été mise en évidence. La glutamine favorise la réaction PEPcase-protéine kinase in vitro. Nos résultats apportent ainsi des arguments supplémentaires au concept récent du rôle de la glutamine dans la régulation de la PEPcase. Le fait que la méthylamine puisse remplacer NO3- dans l'activation de la PEPcase suggère que l'alcalinisation du cytosol est aussi un facteur de régulation. (2)Mécanisme de la modulation des protéine-kinases en relation avec l'assimilation de NO3- :Une méthode de mesure quantitative de l'activité PEPcase-protéine kinase par l'activation de la PEPcase de Sorgho a été mise au point. L'augmentation de l'activité des b kinases sans changement de leur activité spécifique apparente observée dans les feuilles de Blé sur NO3- à la lumière, suggère que NO3- agit sur la synthèse des protéines b kinases. Aucune modification post-traductionnelle n'a été mise en évidence. Les fractions b kinases préparées à partir de feuilles de Blé phosphorylent aussi bien la PEPcase de Sorgho que la PEPcase de Blé, ce qui suggère que l'enzyme de Blé est une PEPcase-protéine-sérine kinase comme l'enzyme de Sorgho.

The study was carried out with leaves from wheat (Triticum aestivum L. Cv Fidel). It is now well established that phosphoenolpyruvate carboxylase (PEPcase) in these leaves is activated by reversible phosphorylation of the enzyme protein and that regulation of the phosphorylation depends on NO3- assimilation. Two aspects of the mechanism of interaction between NO3- assimilation and PEPcase activation have held our attention and have been the subject of the research presented in this report. Interaction between the metabolic process of NO3- assimilation and PEPcase activation : Stimulation of PEPcase activity was observed in illuminated wheat leaves fed with NH4+ or glutamine as well as NO3-, showing evidence that regulation of the anapleurotic pathway of C fixation is not specific to NO3-. In addition enhancement by NO3- and glutamine of PEPcase ARN synthesis in illuminated leaves was pointed out. In vitro glutamine enhances the PEPcase-protein kinase activity. These results are additional confirmations of the recently developed concept of the role of glutamine in the regulation of PEPcase. That methylamine can be as efficient as NO3- to activate PEPcase suggests that the cytosol alcalization is another regulatory factor. (2)Mechanism of the modulation of protein-kinase in relation with NO3- assimilation : a method for the quantitative assay of PEPcase-protein kinase based on the sorghum leaf PEPcase activation was deviced. The increase of b kinase activity without any change of its apparent specific activity as observed in wheat leaves fed with NO3- in the light, suggests that NO3- affects the b kinase protein synthesis. No post-translational modification was shown. The b kinase fractions prepared from wheat leaves catalyse the phosphorylation of the sorghum leaf PEPcase as well as that of the wheat leaf PEPcase, suggesting that like the enzyme from sorghum, the enzyme from wheat is a PEPcase-protein-serine kinase.