Proteomic analysis of common bean seed with storage protein deficiency reveals up-regulation of sulfur-rich proteins and starch and raffinose metabolic enzymes, and down-regulation of the secretory pathway.

Marsolais, F., Pajak, A., Yin, F., Taylor, M., Gabriel, M., Merino, D.M., Ma, V., Kameka, A., Vijayan, P., Pham, H., Huang, S.Z., Rivoal, J., Bett, K.E., Hernández-Sebastià, C., Liu, Q., Bertrand, A., et Chapman, R.A. (2010). « Proteomic analysis of common bean seed with storage protein deficiency reveals up-regulation of sulfur-rich proteins and starch and raffinose metabolic enzymes, and down-regulation of the secretory pathway. », Journal of Proteomics, 73(8), p. 1587-1600. doi : 10.1016/j.jprot.2010.03.013  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

On associe une carence en protéines de stockage de semences importantes à une augmentation de la teneur en acides aminés soufrés de presque deux fois dans des lignées génétiquement reliées de haricots communs (Phaseolus vulgaris). On a comparé le protéome des semences matures grâce à une approche combinant la quantification sans étiquette par dénombrement par analyse spectrale (2-DE) et l’analyse d’extraits sélectifs. L’absence de phaséoline, de phytohémagglutinine et d’arceline était compensée surtout par des augmentations de légumine, d’inhibiteurs de l’α-amylase et de lectine FRIL liant le mannose. En plus de la légumine, l’albumine-2, la défensine et l’albumine-1 étaient les principaux responsables de la teneur élevée en acides aminés soufrés. L’induction coordonnée de la synthase I de l’amidon liée à des granules, de la synthase II-2 de l’amidon et de l’enzyme de ramification de l’amidon était associée à des altérations mineures de la composition de l’amidon, alors que des teneurs accrues en UDP-glucose 4-épimérase ont été corrélées à une augmentation de 30 % de la teneur en raffinose. L’induction de la protéine 48 du cycle de division cellulaire et de l’ubiquitine semble indiquer une dégradation améliorée associée au réticulum endoplastique (ER), mais non à une réponse classique de protéine déployée, étant donné que les concentrations de protéine liant les composés apparentés à l’ER HSC70 étaient réduites dans le mutant. La répression de la rab1-GTPase correspondait bien à une réduction de la circulation par les voies sécrétrices. Dans l’ensemble, ces résultats améliorent nos connaissances sur la qualité nutritionnelle du haricot commun et elles fournissent des informations sur le phénotype pléiotropique associé à la carence en protéines de stockage dans une semence de dicotylédone.

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