Characterization of Arabidopsis thaliana lines with altered seed storage protein profiles using synchrotron-powered FT-IR spectromicroscopy.

Withana-Gamage, T.S., Hegedus, D.D., Qiu, X., Yu, P., May, T., Lydiate, D.J., et Wanasundara, P.K.J.P.D. (2013). « Characterization of Arabidopsis thaliana lines with altered seed storage protein profiles using synchrotron-powered FT-IR spectromicroscopy. », Journal of Agricultural and Food Chemistry, 61(4), p. 901-912. doi : 10.1021/jf304328n  Accès au texte intégral (en anglais seulement)

Résumé

Nous avons produit des lignées d’Arabidopsis thaliana n’exprimant qu’un type de sous-unité de cruciférine (double invalidation; CRUAbc, CRUaBc ou CRUabC) ou ne produisant pas de cruciférine (triple invalidation; CRU-) ou de napine (ARNi de la napine) au moyen d’insertions d’ADN-T ou d’ARN interférent. Les graines de lignées doublement invalidées se caractérisaient par l’accumulation de cruciférine homohexamérique et une teneur en protéines comparable à celle du type sauvage. L’imagerie chimique des graines du type sauvage et des lignées doublement invalidées par spectromicroscopie infrarouge à transformée de Fourier au moyen d’un synchrotron (bande amide I, 1 650 cm-1, νC═O) a révélé que les protéines se concentrent au centre de la cellule et dans les vacuoles de stockage. Chez les lignées à cruciférine homohexamérique, la structure secondaire des protéines se caractérise par la prédominance de feuillets β. Chez la lignée à ARNi de la napine, la teneur en hélices α est moins élevée que chez le type sauvage. Chez les lignées ne produisant pas de cruciférine, la teneur en hélices α était élevée, tandis que la teneur en feuillets β était faible, ce qui signifie que des protéines de structure différente compensent l’absence de la cruciférine. Après un traitement à la pepsine, la structure secondaire des protéines des lignées à cruciférine homohexamérique ne présentait que des changements minimes, ce qui dénote la faible accessibilité à l’enzyme. La spectromicroscopie infrarouge à transformée de Fourier au moyen d’un synchrotron apporte de l’information sur la structure secondaire des protéines et sur les changements structuraux survenant dans la cellule.

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