Identification et caractérisation d’une protéase à sérine extraite de feuilles de blé

Citation

Fan, T., Bykova, N.V., Rampitsch, C., Xing, T. (2016). Identification and characterization of a serine protease from wheat leaves, 146(2), 293-304. http://dx.doi.org/10.1007/s10658-016-0914-x

Résumé en langage clair

Lorsque les plantes sont infectées par un champignon, elles produisent beaucoup de protéines pour se défendre, ce qui représente une partie de leur réponse immunitaire. Les protéases consituent une classe de protéines couramment observées. Il s’agit d’enzymes qui peuvent détruire d’autres protéines en les décomposant. Dans cette étude, nous décrivons la découverte d’une protéase dans des feuilles de blé infectées par le champignon responsable de la rouille des feuilles. Comme les protéases sont assez puissantes, elles sont produites en très petites quantités, ce qui les rend difficiles à trouver. Nous avons pu classer notre protéase comme une protéase à sérine d’après certaines de ses propriétés biochimiques que nous avons pu vérifier. Nous ne sommes pas tout à fait certains de son rôle dans la réponse immunitaire du blé, mais nous supposons qu’elle joue divers rôles importants dans la régulation de la croissance et du développement normaux des feuilles de blé, de la sénescence et de la défense contre les pathogènes.

Résumé

© Koninklijke Nederlandse Planteziektenkundige Vereniging, 2016. Nous avons extrait du liquide apoplastique de feuilles de blé une présumée protéase à sérine qui pourrait jouer un rôle dans la réponse du blé aux stress biotiques et abiotiques, l’avons purifiée et partiellement caractérisée. Après une électrophorèse bidirectionnelle, nous avons observé une protéine dont la masse moléculaire relative (Mr) est de 75 000 et le point isoélectrique (pI) se situe entre 4,2 et 4,5. La protéine présentait une activité protéasique dans le gel et était spécifiquement inhibée par le fluorure de phénylméthylsulfonyle et partiellement inhibée par les ions Ca2+ et Zn2+, mais pas par l’E 64 ou la leupeptine. L’analyse MALDI QqTOF MS/MS a révélé un fragment trypsique interne de 13 acides aminés qui présentait une forte homologie (identique à 85 100 %) avec une région hautement conservée de protéases végétales connues semblables à la subtilisine. L’activité protéasique augmentait jusqu’à un stade tardif du développement des feuilles de blé et augmentait en réponse à un choc thermique. Dans les deux cas, la grande sous unité de la rubisco se dégradait avec le temps. L’activité protéasique augmentait également durant un stress biotique. Chez les feuilles auxquelles nous avons inoculé la rouille des feuilles (Puccinia triticina), l’activité protéasique a triplé durant une interaction incompatible par rapport à celle mesurée chez les feuilles témoins (inoculation simulée) et chez les feuilles dans une interaction compatible avec la rouille des feuilles. Nos résultats portent à croire que l’expression de la protéase à sérine participe à la réponse défensive contre les stress abiotiques et biotiques.

Date de publication

2016-10-01