Projet ANR-08-BLAN-0153 – GLUTAPHOTO : Roles of glutathionylation and glutaredoxins in photosynthetic organisms
Programme : Blanc (BLANC) 2008
Année de financement : 2008
Coordinateur du projet : CNRS DELEGATION REGIONALE ILE DE FRANCE SUD (CNRS DELEGATION REGIONALE ILE DE FRANCE SUD)
Partenaires : Centre national de la recherche scientifique; Centre national de la recherche scientifique; Université Paris-Sud
Montant : 520000.0 euros
Date de début : 2009
Durée : 36 mois
Résumé : La vie sur terre repose principalement sur les organismes photosynthétiques qui, en utilisant l'énergie solaire, permettent de renouveler l'oxygène atmosphérique et d'intégrer du carbone dans des molécules organiques indispensables à la chaîne alimentaire. Ces organismes producteurs d'oxygène sont continuellement exposés à des espèces actives de l'oxygène (Reactive Oxygen Species, ROS) produites par la photosynthèse et la respiration. Ces molécules cytotoxiques sont contrôlées par des systèmes antioxydants cellulaires qui permettent notamment de maintenir l'homéostasie redox des thiols cellulaires. Le glutathion est l'un des principaux tampons redox dans les cellules. Il s'agit d'un abondant (1-5 mM) tripeptide (³-L-glutamyl-L-cysteinyl-L-glycine) que l'on trouve principalement (10 fois plus) sous la forme réduite (GSH). En plus de son rôle de tampon redox, le glutathion peut également former un pont disulfure mixte avec le thiol de sa cystéine et un thiol protéique accessible, une réaction appelée glutathionylation. Cette modification post-traductionnelle, qui commence à être étudiée chez les mammifères, peut protéger les cystéines d'une oxydation irréversible mais peut également moduler, positivement ou négativement, l'activité des protéines. Les mécanismes moléculaires de la glutathionylation restent inconnus, tout comme les enzymes pouvant être impliquées dans ce processus. Comme elle est réversible et semble se produire en conditions de stress oxydatif, la glutathionylation des protéines pourrait constituer un mécanisme important de signalisation redox. L'importance de la régulation redox liée aux modifications du statut thiol/disulfure des protéines commence à être largement reconnue. On sait que les échanges thiol/disulfure protéiques sont effectués par des protéines spécifiques: thiorédoxines (TRXs) et glutarédoxines (GRXs). Alors que le rôle des TRXs a été largement étudié, celui des GRXs reste peu connu, en particulier chez les végétaux. Ces dernières pourraient jouer un rôle dans le contrôle de la déglutathionylation des protéines. Récemment, nous avons participé aux études protéomiques qui ont permis l'identification de nombreuses cibles des TRXs chez les végétaux. Le nombre de cibles connues est ainsi passé de 20 à près de 300 en quelques années, illustrant ainsi la puissance des approches protéomiques pour l'étude des cibles des régulations de type redox. Plus récemment, nous avons également identifié plusieurs protéines glutathionylées et initié des études biochimiques sur les activités des GRXs. Forts de notre expérience dans le domaine de la signalisation redox, nous proposons d'utiliser une approche multidisciplinaire combinant la biochimie, la protéomique et la génétique pour analyser le rôle et l'importance de la glutathionylation et des GRXs chez deux organismes photosynthétiques modèles : l'algue verte Chlamydomonas reinhardtii et la cyanobactérie Synechocystis PCC6803. Nous développerons une stratégie globale originale basée sur la protéomique pour identifier les cibles de la glutathionylation et des GRXs dans différentes conditions physiologiques de stress. Une approche génétique sera également mise en œuvre dans le but d'identifier de nouveaux facteurs protéiques impliqués dans le contrôle de la glutathionylation. Enfin, des approches de biochimie et de génétique inverse nous permettront d'étudier l'effet de la glutathionylation sur l'activité des protéines, de déterminer les mécanismes moléculaires impliqués mais également d'évaluer la fonction et l'importance des GRXs dans ces processus.