Molecular and biochemical characterization of two brassinosteroid sulfotransferases from Arabidopsis, AtST4a (At2g14920) and AtST1 (At2g03760)

Les sulfotransférases mammaliennes (EC 2.8.2) interviennent dans de nombreux aspects de l’activité et du métabolisme des hormones stéroïdiennes. Dans la présente étude, les protéines AtST4a et AtST1 d’Arabidopsis ont été identifiées et caractérisées : il s’agit de brassinostéroïdes sulfotransférases qui semblent intervenir dans différents aspects de la régulation hormonale. Les deux protéines partagent 44 % de leur séquence d’acides aminés et appartiennent à différentes familles de sulfotransférases. L’AtST4a est spécifique aux produits biologiquement actifs de la voie des brassinostéroïdes. Ces enzymes agissent sur des brassinostéroïdes comportant diverses chaînes latérales, notamment les 14-épibrassinostéroïdes et les (22R,23R) 28 homobrassinostéroïdes d’origine naturelle. L’AtST4a appartient à une petite sous famille de sulfotransférases qui compte deux autres membres, AtST4b et AsST4c. L’AtST4a est la seule de ces trois enzymes recombinantes à avoir une activité catalytique à l’égard des brassinostéroïdes. L’expression des transcrits des membres de la sous-famille de gènes AtST4 est largement spécifique à la racine. Les transcrits des gènes AtST4b et AtST4c sont induits par un traitement à la trans zéatine, alors que les transcrits du gène AtST4a sont réprimés dans les mêmes conditions, ce qui indique que l’enzyme AtST4a a une fonction différente. La corégulation des gènes AtST4b et AtST4c est corrélée à leur localisation en tandem sur le chromosome 1. L’AtST1 est stéréospécifique aux 24 épibrassinostéroïdes, elle préfère comme substrat le précurseur métabolique 24 épicathastérone et a une activité catalytique à l’égard des hydroxystéroïdes et des œstrogènes. Pour mieux comprendre cette double activité sur les stéroïdes végétaux et mammaliens, nous avons caractérisé l’activité enzymatique des stéroïdes sulfotransférases humaines à l’égard des brassinostéroïdes. La déhydroépiandrostérone sulfotransférase SULT2A1 présente une activité catalytique à l’égard d’un ensemble de précurseurs 24 épibrassinolides, notamment la 24-épicathastérone, les activités spécifiques étant comparables à celles mesurées pour le substrat endogène, la déhydroépiandrostérone. Les AtST1 et SULT2A1 ayant un profil d’activité comparable, les deux enzymes ont probablement un site de liaison-accepteur à l’architecture semblable qui leur conférerait la capacité de conjuguer certains xénobiotiques.