Impact de la contamination par le zinc 6 µM

Les profils d’expression protéique (PEPs) d’Alexandrium catenella cultivée en présence de Zn 6 µM sont présentés en Figure 64. Le nombre total de spots détectés sur ces PEPs était en moyenne de 200 ± 11 spots (n = 3). Ce résultat était significativement inférieur (Test de Student : P = 0,05) (41% plus faible) à celui obtenu pour les PEPs Témoin (Figure 65), lesquels comportaient un nombre total de spots égal en moyenne à 339 ± 89 spots (n = 3). Les spots protéiques détectés en présence de Zn 6 µM sont horizontalement répartis le long d’une gamme de pI comprise entre 4,0 et 7,1, tandis qu’ils sont verticalement distribués dans une gamme de MW allant de 14 à 183 kDa. Cette répartition des spots protéiques était similaire à celle observée sur les PEPs Pb 6 µM, Pb 12 µM, Pb 18 µM et Témoin (Figures 48, 52, 56 et 64). Sur la base des critères précédemment définis (chapitre II, partie I, section II.6.), 83 protéines d’intérêt (parmi les 200 protéines détectées) présentaient une modification de leur expression en réponse à la contamination par Zn 6 µM. Sur ces 83 protéines, 4 protéines étaient sur – exprimées, parmi lesquelles une seule protéine (spot 14) l’était de façon assez significative (0,05 < P < 0,10). Les 4 protéines sur – exprimées étaient regroupées au centre, à gauche des PEPs Zn 6 µM, avec des pI autour de 4,5, et des MW autour de 30 kDa (Figure 64). Puis, 34 protéines étaient sous – exprimées parmi lesquelles, une protéine (spot 5) l’était de façon très significative (P < 0,01), 5 (spots 4, 25, 35, 36, 41) l’étaient de façon significative (0,01 < P < 0,05) et 2 (spots 18, 34) l’étaient de façon assez significative (0,05 < P < 0,10) (Figure 64). La majorité des protéines sous – exprimées était répartie dans la moitié inférieure des PEPs Zn 6 µM, avec des pI entre 4,0 et 6,9, et des MW de 14 à 32 kDa (Figure 64). Les protéines qui n’étaient pas sous – exprimées de façon significative par rapport au témoin (P > 0,10), étaient indicatrices de modification du protéome lorsque leur sous – expression s’avérait significative dans d’autres conditions contaminantes, i.e. soit en cas de plus forte contamination par le zinc (avec 12 µM et/ou 18 µM), soit en cas de contamination par le plomb (avec 6 µM et/ou 12 µM, et/ou 18 µM). Enfin, parmi les 83 protéines d’intérêt, au moins 45 protéines (protéines associées aux spots 8, 9, 21 et 30) disparaissaient totalement des PEPs Zn 6 µM par rapport au Témoin (Figure 64). Ces protéines étaient distribuées de façon homogène sur les PEPs Témoin (Figure 65A). Les coordonnées MW/pI des protéines

Comparaison contamination par Zn 6 µM vs Témoin

Noms des protéines sur-exprimées en présence de Zn 6 µM Noms des protéines sous-exprimées en présence de Zn 6 µM

A

B

A

B

Protéines sous-exprimées sur les gels Zn 6 par rapport aux gels Témoin Protéines sur-exprimées sur les gels Zn 6 par rapport aux gels Témoin

Figure 64. Profils d’expression protéique (PEPs) des cultures d’Alexandrium catenella

contaminées par le zinc 6 µM

A : Gels 2D montrant les protéines d’intérêt (dont l’expression était modifiée en réponse à la

contamination métallique). Les spots numérotés ont été analysés par LC-MS/MS

B : Noms, MW et pI des protéines d’intérêt

***

Protéine dont l’expression était très significativement différente par rapport au Témoin (P < 0,01)

**

Protéine dont l’expression était significativement différente par rapport au Témoin (0,01 < P < 0,05)

*

Protéine dont l’expression était assez différente par rapport au Témoin (0,05 < P < 0,10)

Noms des protéines sur-exprimées en présence de Zn 6 µM Noms des protéines sous-exprimées en présence de Zn 6 µM

B A

Protéines sous-exprimées sur les gels Zn 6 par rapport aux gels Témoin Protéines sur-exprimées sur les gels Zn 6 par rapport aux gels Témoin

Comparaison Témoin vs contamination par Zn 6 µM

Noms des protéines sur-exprimées en présence de Zn 6 µM Noms des protéines sous-exprimées en présence de Zn 6 µM Noms des protéines disparues en présence de Zn 6 µM

A _B

Protéines disparues sur les gels Zn 6 par rapport aux gels Témoin Protéines sous-exprimées ou sur-exprimées sur les gels Zn 6

Noms des protéines sur-exprimées en présence de Zn 6 µM Noms des protéines sous-exprimées en présence de Zn 6 µM Noms des protéines disparues en présence de Zn 6 µM

A ^B

Protéines disparues sur les gels Zn 6 par rapport aux gels Témoin Protéines sous-exprimées ou sur-exprimées sur les gels Zn 6

Figure 65. Profils d’expression protéique (PEPs) des cultures témoins d’Alexandrium

catenella

A : Gels 2D montrant les protéines d’intérêt (dont l’expression était modifiée en réponse à la

contamination métallique). Les spots numérotés ont été analysés par LC-MS/MS

B : Noms, MW et pI des protéines d’intérêt

***

Protéine dont l’expression était très significativement différente par rapport au Témoin (P < 0,01)

**

Protéine dont l’expression était significativement différente par rapport au Témoin (0,01 < P < 0,05)

*

Protéine dont l’expression était assez différente par rapport au Témoin (0,05 < P < 0,10) A

B

Protéines disparues sur les gels Zn 6 par rapport aux gels Témoin Protéines sous-exprimées ou sur-exprimées sur les gels Zn 6

1.2- Identification putative des protéines d’intérêt

Sur les 83 protéines d’intérêt, 25 protéines ont pu être prélevées dans les gels 2D pour identification par LC-MS/MS. L’analyse des séquences de 23 protéines sur les 25 protéines d’intérêt prélevées, a conduit à un résultat d’identification.

L’analyse de la seule protéine sur – exprimée assez significativement (spot 14) n’a abouti à aucun résultat.

La séquence de la protéine associée au spot 5, sous – exprimée très significativement, était homologue à celle de la protéine sous – unité α du protéasome exprimée par le dinoflagellé Oxyrrhis marina (Tableau X).

Les séquences des protéines associées aux spots 4, 25, 35, 36 et 41, sous – exprimées significativement, étaient respectivement homologues à celles des protéines : TPI exprimée par Karlodinium micrum, SOD séquencée chez Tetrahymena thermophila, sous – unité α du protéasome exprimée par Alexandrium fundyense, et PCP rencontrée chez Alexandrium minutum et Gonyaulax polyedra.

Les séquences des protéines associées aux spots 18 et 34, sous – exprimées assez significativement, étaient respectivement homologues à celles des protéines : sous – unité α du protéasome exprimée par Toxoplasma gondii et PCP séquencée chez Symbiodinium sp.

Les séquences des protéines disparues associées aux spots 8, 21, 9 et 30, étaient respectivement homologues à celles des protéines : FNR rencontrée chez Heterocapsa triquetra, RUBISCO séquencée chez Gonyaulax polyedra et sous – unité β du protéasome exprimée par Alexandrium ostenfeldii.

Pour certains spots, l’identification protéique s’est avérée infructueuse pour des raisons techniques (séquence peptidique non déterminée). Dans ce cas, les protéines ont été qualifiées de « non identifiées ». Pour certains autres spots, la séquence peptidique a été déterminée mais ne correspondait à aucune protéine connue. Dans ce cas, les protéines correspondantes ont été qualifiées d’« inconnues ».

1.3- Catégories fonctionnelles des protéines d’intérêt

Les protéines d’intérêt exprimées en réponse à la contamination par Zn 6 µM, étaient associées à sept catégories fonctionnelles connues : signal cellulaire, action chaperonne, réponse au stress oxydatif, métabolisme énergétique, photosynthèse, photorespiration et métabolisme des carbohydrates (Figure 66).

La réponse au stress oxydatif, via les sous – unités du protéasome, la SOD et la BIP ; puis la photosynthèse, via la RUBISCO, la PCP, la FNR, la RPI et la TPI, représentaient, dans cet ordre, les deux catégories fonctionnelles les plus affectées par Zn 6 µM (34% des protéines identifiées concernaient la réponse au stress oxydatif, 26% concernaient la photosynthèse).

Puis, le métabolisme des carbohydrates (TPI, RPI, MDH) (17%), le signal cellulaire (CaM) (4%), la photorespiration (RUBISCO) (4%) et l’action chaperonne (BIP) (4%), étaient les fonctions biologiques moins perturbées par cette contamination.

9% 2% 26% 4% 34% 4% 17% 4%

Figure 66. Distribution des fonctions biologiques assignées aux protéines d’intérêt exprimées

par Alexandrium catenella en réponse à une contamination par Zn 6 µM

Chaperonne

Réponse au stress oxydatif Métabolisme énergétique Légende Photosynthèse Signal cellulaire Inconnue Photorespiration

1.4- Taux d’expression des protéines analysées par LC-MS/MS

Les taux d’expression calculés dans le cas de la contamination par Zn 6 µM sont présentés en Figure 67. Les résultats obtenus indiquaient des modifications du protéome d’Alexandrium catenella en présence de Zn 6 µM, certaines protéines montrant une expression modifiée de -28,0 à +2,1 fois par rapport aux conditions témoins (P < 0,10). La seule protéine significativement sur – exprimée (spot 14), dont l’analyse n’a pas permis l’identification, était +2,1 fois exprimée en réponse à la contamination par Zn 6 µM. L’impact du stress métallique était plus important sur les protéines sous – exprimées telles que la PCP (spots 34, 36, 41) dont les taux d’expression atteignaient entre -2,4 et -3,3, les sous – unités α du protéasome (spots 5, 18, 35), et la TPI (-3,2). Toutefois, la protéine dont l’expression était la plus affectée par Zn 6 µM, était la SOD, montrant un taux de sous - expression particulièrement bas, le plus faible calculé dans cette étude, égal à -28,0.

** ** ** * ** * * *** ** -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 1 2 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 21 22 24 25 26 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 39 40 41 43 44 45 46 47 Spot n° T a u x d 'e x p re s s io n

Figure 67. Taux d’expression des protéines d’intérêt exprimées par Alexandrium catenella en

réponse à une contamination par Zn 6 µM. L’axe des ordonnées indique le taux moyen d’expression de chaque protéine ; les valeurs positives, en noir, indiquent les taux d’expression des protéines sur – exprimées (taux ≥ +2) ; les valeurs négatives, en gris, indiquent les taux d’expression des protéines sous – exprimées (taux ≤ -2). En blanc, sont représentés les taux d’expression les moins modifiés (-2 < taux < +2), de certaines protéines. Le taux d’expression des protéines disparues est égal à 0

***

Taux d’expression des protéines dont l’expression était très significativement différente par rapport au Témoin (P < 0,01)

**

Taux d’expression des protéines dont l’expression était significativement différente par rapport au Témoin (0,01 < P < 0,05)

*

Taux d’expression des protéines dont l’expression était assez différente par rapport au Témoin (0,05 < P <

2. Impact de la contamination par le zinc 12 µM