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Accueil > Départements > Biochimie, Biophysique et Biologie Structurale > Diana KIRILOVSKY : Mécanismes régulateurs chez les organismes photosynthétiques

Stress oxydant et signalisation par les ROS

Anja KRIEGER-LISZKAY

Le sous-groupe "Stress oxydant et signalisation par les ROS" dirigé par Anja Krieger-Liszkay se consacre à 2 thèmes principaux : d’une part nous étudions la régulation du transport photosynthétique d’électrons ainsi que les sites et les mécanismes moléculaires de la production de ROS (1O2, O2-●, H2O2, OH) chez les plantes et les algues ; d’autre part nous étudions le rôle important qu’ont les ROS dans certains processus de développement tels que la germination et la croissance en longueur.

Pour se protéger contre les dommages induits par le stress oxydant, les plantes ont développé plusieurs mécanismes qui conduisent soit à accroître la dissipation d’énergie sous forme de chaleur (quenching non photochimique ou NPQ), soit à activer des voies alternatives de transport d’électrons, soit enfin à modifier le système de détoxification des ROS par les antioxydants (ascorbate et caroténoïdes par ex.) et les enzymes antioxydantes (catalase, ascorbate péroxydase par ex.). Nous utilisons des approches biophysiques, biochimiques et génétiques pour étudier ces différents aspects de régulation et ces différents mécanismes (1er thème). Notre 2ème thème de recherche est abordé par l’étude de la réponse des plantes à des conditions variables d’éclairement et leur acclimatation à court terme aussi bien qu’à long terme. De plus, nous poursuivons nos investigations concernant la génération des ROS au niveau des membranes plasmiques.

Production des ROS et signalisation. Le stress environnemental est perçu d’abord dans le chloroplaste comme une perturbation du flux photosynthétique d’électrons conduisant à une production accrue de ROS. En même temps, l’état rédox du chloroplaste est détecté via la réduction des thiorédoxines. D’après notre modèle, les thiorédoxines et les molécules thiol-réactives apparentées régulent de manière négative et réversible l’activité des enzymes de détoxification des ROS, ce qui provoque donc une induction transitoire du stress oxydant conduisant ensuite à l’expression des gènes répondant à la présence des ROS.

Voie alternative de transport d’électrons : caractérisation de l’oxydase plastidiale terminale PTOX. La quantité de PTOX augmente en conditions de stress oxydant. Cette enzyme oxyde les plastoquinones réduites par transfert d’électrons vers l’oxygène moléculaire O2 pour former de l’eau. L’activité de la PTOX peut être importante pour contrôler l’état rédox de la chaîne photosynthétique de transporteurs d’électron en conditions de stress. Nous avons caractérisé les propriétés biochimiques de PTOX et reconstitué un système fonctionnel comprenant le photosystème II et la PTOX. Nous étudions à présent le rôle physiologique de PTOX.

Tobacco Overexpressing PTOX

Rôle des ROS dans la germination et la croissance en longueur. Nous avons identifié et caractérisé les différentes enzymes de la membrane plasmique des plantes générant des ROS. Nous avons ainsi montré qu’en plus des NADPH oxydases, les quinone réductases constituent une source importante de ROS. Nous caractérisons à présent des mutants de différentes quinone réductases d’ A. thaliana.

Publications

- Feilke K, Yu Q, Beyer P, Sétif P, Krieger-Liszkay A. (2014)In vitro analysis of the plastid terminal oxidase in photosynthetic electron transport. Biochim Biophys Acta 1837, 1684-90.

- Yu Q, Feilke K, Krieger-Liszkay A, Beyer P. (2014) Functional and molecular characterization of plastid terminal oxidase from rice (Oryza sativa). Biochim Biophys Acta 1837,1284-92

- Heyno E, Innocenti G, Lemaire S, Issakidis-Bourguet E, Krieger-Liszkay A (2013) Putative role of the malate valve enzyme NADP-malate dehydrogenase in H2O2 signalling in Arabidopsis. Phil. Trans. Royal Soc. B 369, 20130228

- Fischer BB, Hideg E, Krieger-Liszkay A (2013) Production, Detection, and Signaling of Singlet Oxygen in Photosynthetic Organisms. Antioxid Redox Signal. 18, 2145-2152

- Michelet L, Roach T, Fischer BB, Bedhomme M, Lemaire SD, Krieger-Liszkay A. (2012) Down-regulation of catalase activity allows transient accumulation of a hydrogen peroxide signal in Chlamydomonas reinhardtii. Plant Cell Environ 36, 1204-1213.

- Schopfer P, Heyno E, Drepper F, Krieger-Liszkay A (2008) Naphthoquinone-dependent generation of superoxide radicals by quinone reductase isolated from the plasma membrane of soybean. Plant Physiology 147, 864-878

Contact


KRIEGER-LISZKAY Anja [Directeur de Recherche - CNRS]
Equipe Kirilovsky D. - Mécanismes régulateurs chez les organismes photosynthétiques
01 69 08 66 84 Saclay - Bât 532

publié le , mis à jour le