Rôle des acides organiques dans l’intégration du métabolisme redox cellulaire et modulation de la signalisation redox dans les tissus photosynthétiques chez les plantes vasculaires.
Citation
Igamberdiev AU, Bykova NV (2018) Role of organic acids in the integration of cellular redox metabolism and mediation of redox signalling in photosynthetic tissues of higher plants. Free Radic Biol Med. pii: S0891-5849(18)30026-1. doi: 10.1016/j.freeradbiomed.2018.01.016. [Epub ahead of print]
Résumé en langage clair
Chez les végétaux, les acides organiques constituent des stocks transitoires de carbone fixe dont l’accumulation est associée au temps de conversion transitoire des intermédiaires des cycles et voies métaboliques. Leur nature transitoire fait en sorte qu’ils peuvent être reconvertis en glucides ou encore faire l’objet d’une oxydation finale et produire du CO2 et de l’H2O. Dans le présent article, nous nous concentrons sur le rôle des acides organiques dans la régulation du métabolisme et de la signalisation redox. Les acides organiques jouent un rôle crucial dans de nombreux processus métaboliques qui s’accompagnent d’un transfert d’électrons et de protons, et ils sont associés à la réduction (oxydation) d’importants couples redox dans les cellules végétales, notamment le NAD, le NADP, le glutathion et l’ascorbate. Les flux qui empruntent les voies de métabolisation des acides organiques modulent l’état redox dans les compartiments cellulaires, contribuent à la production des espèces réactives de l’oxygène et de l’azote et modulent les processus de transduction du signal. Le métabolisme des acides organiques, en plus d’équilibrer le potentiel redox dans les cellules végétales, permet le transfert d’éléments réducteurs entre les compartiments cellulaires responsables de divers processus métaboliques. Nous analysons ici plus particulièrement le rôle tampon des acides organiques et la participation de ceux-ci à la régulation de la production et du piégeage des espèces réactives de l’oxygène et de l’azote. De plus, nous analysons les rôles importants des acides dicarboxyliques et tricarboxyliques organiques comme le malate et le citrate en associés au métabolisme, à l’établissement d’un équilibre redox, au maintien de gradients ioniques au niveau des membranes, à l’acidification du milieu extracellulaire et aux processus de signalisation auxquels participent les espèces réactives de l’oxygène et de l’azote.
Résumé
Les acides organiques jouent un rôle crucial dans de nombreux processus métaboliques qui s’accompagnent d’un transfert d’électrons et de protons, et ils sont associés à la réduction (oxydation) d’importants couples redox dans les cellules végétales, notamment le NAD, le NADP, le glutathion et l’ascorbate. Les flux qui empruntent les voies de métabolisation des acides organiques modulent l’état redox dans les compartiments cellulaires, contribuent à la production des espèces réactives de l’oxygène et de l’azote et modulent les processus de transduction du signal. Le métabolisme des acides organiques, en plus d’équilibrer le potentiel redox dans les cellules végétales, permet le transfert d’éléments réducteurs entre les compartiments cellulaires responsables de divers processus métaboliques. Les transferts les plus importants sont assurés par différentes formes de malate déhydrogénase interconvertissant le malate et oxaloacétate ou formant du pyruvate (enzymes maliques). Durant la photosynthèse, le malate constitue une forme majeure de transfert d’éléments réducteurs entre depuis les chloroplastes vers le cytosol et d’autres compartiments par l’entremise de la valve malate. Par contre, les mitochondries, à la suite d’altérations de leur potentiel redox, deviennent une source de citrate pouvant être transporté vers le cytosol et contribuer à la synthèse des acides aminés. De plus, le citrate est un important composé de signalisation rétrograde qui régule la transcription de plusieurs gènes, notamment ceux codant pour l’oxydase alternative. L’oxydase alternative, qui est activée par la hausse du potentiel redox et par le pyruvate, est elle-même importante pour le maintien du potentiel redox dans les mitochondries. Nous analysons ici les rôles des acides organiques dans l’établissement d’un équilibre redox, le maintien de gradients ioniques au niveau des membranes, l’acidification du milieu extracellulaire et la régulation de la production d’espèces réactives de l’oxygène et de l’azote.