Etude des relations de compétition à l'entrée des électrons dans la chaîne respiratoire et de l'organisation supramoléculaire de la chaîne respiratoire chez S. Cerevisiae

Relationship between the supramolecular organization of the respiratory chain and electron competition process

• Auteur / Autrice : Arnaud Mourier
• Direction : Anne Devin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et médicales. Biologie - Santé
• Date : Soutenance en 2008
• Etablissement(s) : Bordeaux 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phosphorylation oxydante

Métabolisme énergétique

Respiration cellulaire

Saccharomyces cerevisiae

Mitochondries

Résumé

La chaîne respiratoire de la levure Saccharomyces cerevisiae ne possède pas de complexe 1 mais des déshydrogénases internes et externes transférant leurs électrons aux quinones. Lorsque plusieurs substrats de ces déshydrogénases sont présents, les mitochondries isolées vont consommer certains d'entre eux de façon préférentielle. L'objectif de ce travail a consisté à identifier les mécanismes moléculaires à l'origine de ces phénomènes de compétitions entre substrats. La première partie de ce mémoire est consacrée à la caractérisation des propriétés bioénergétiques des mitochondries placées en présence de substrats respiratoires. Cette étude a mis en évidence un phénomène d'augmentation de la conductance membranaire liée à l'activité des déshydrogénases. Ce processus permet d'accroître les capacités respiratoires en réponse à une augmentation de la pression rédox. L'étude de l'organisation supramoléculaire de la chaîne respiratoire par la réalisation d'électrophorèses en conditions native nous a permis de mettre en évidence l'absence de liens entre les supercomplexes et le phénomène de compétition. La mesure de l'état rédox des quinones et des cytochromes (constituants de la chaîne respiratoire) a quant à elle permis de mettre en évidence l'existence de pools de quinones pouvant constituer un élément essentiel des phénomènes de compétitions à l'entrée des électrons dans la chaîne respiratoire. La dernière partie du manuscrit décrit l'activation des D-lactates déshydrogénases par les composés possédant des groupements carboxyles. Ce phénomène pourrait avoir un rôle important dans le mécanisme de détoxification cellulaire du méthylglyoxal.

The yeast Saccharomyces cerevisiae respiratory chains do not have a complex 1 but rather exhibit a number of external and internal deshydrogenases that transfer their electrons to the quinone pool. When isolated mitochondria are placed in the presence of multiple substrates, they will oxidize some of them preferentially. The goal of this work was to identify the molecular mechanisms that were responsible for these substrates oxidation competition processes. The first part of this manuscript deals with the characterisation of the bioenergetic properties of isolated mitochondria placed in the presence of multiple respiratory substrates. This study has shown an increase in membranal conductance that is due to the deshydrogenases activities. This process allows an increase in the respiratory capacities in response to an increase in the redox pressure. The study of the supramolecular organization of the respiratory chain by native gel electrophoresis allowed us to point out that there is no relationship between the respiratory chain supercomplexes and the competition processes. The assessment of the quinones and cytochromes redox states showed that there exists quinone pools that might be responsible for the competition processes. The last part of this manuscript deals with the activation of D-lactate deshydrogenases by compounds bearing a carboxyl groupment. This phenomenon might have an important role in the cellular detoxification process of methyl glyoxal.