Transcripts of sulfur metabolic genes are coordinately regulated in developing seeds of common bean lacking phaseolin and major lectins.

Liao, D., Pajak, A., Karcz, S.R., Chapman, B. P., Austin, R.S., Sharpe, A.G., Datla, R.S.S., Dhaubhadel, S., et Marsolais, F. (2012). « Transcripts of sulfur metabolic genes are coordinately regulated in developing seeds of common bean lacking phaseolin and major lectins. », Journal of Experimental Botany, 63(17), p. 6283-6295. doi : 10.1093/jxb/ers280  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Chez le haricot commun (haricot sec, Phaseolus vulgaris) la teneur réduite en phaséoline et en phytohémagglutinine est associée à une augmentation des concentrations totales de cystéine et méthionine, de 70 % et de 10 % respectivement, et ce, principalement aux dépens de l’abondance de l’acide aminé non protéique S-méthyle-cystéine. Nous avons utilisé deux lignées génétiquement apparentées mais différentes en ce qui a trait à ce caractère et en avons établi le profil des transcrits à quatre stades de développement à l’aide d’une biopuce à haute densité conçue pour le haricot commun. Nous avons constaté la présence de grandes quantités de transcrits de protéines riches en soufre, parmi lesquelles plusieurs avaient déjà été identifiées par des techniques de protéomique : légumine, globuline 7S basique, albumine‑2, défensine, albumine‑1, inhibiteur de protéinase de type Bowman–Birk, protéine à deux têtes inhibant la trypsine et inhibiteur Kunitz de la trypsine. Nous avons remarqué que la variation des concentrations de cystéine et de méthionine était associée à la régulation coordonnée des transcrits des protéines suivantes : transporteurs de sulfates, enzymes associées à l’assimilation des sulfates, sérine acétyltransférases, cystathionine β-lyase, l’homocystéine S-méthyltransférase et méthionine gamma-lyase. L’expression différentielle des gènes codant des protéines riches en soufre précédait celle des gènes codant des enzymes associées au métabolisme du soufre, laissant supposer que la régulation se ferait selon les besoins au moyen d’un puits de protéines. La régulation à la hausse de l’expression des protéines SERAT1;1 et ‑1;2 a révélé l’activation de la biosynthèse de l’O‑acétylsérine du cytosol. La régulation à la baisse de la SERAT2;1 donne à penser que la biosynthèse de la cystéine et de la S-méthyl-cystéine pourrait être spatialement distincte et se faire dans des organites cellulaires différents. L’analyse du profil des acides aminés libres a révélé une corrélation entre la biosynthèse accrue de la cystéine et l’épuisement de l’O-acétylsérine. Ces résultats aident à mieux comprendre la régulation du métabolisme du soufre dans les graines en développement en réponse aux changements survenant dans la composition des protéines endogènes.

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