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Dépôt Institutionnel de l’Université libre de Bruxelles / Université libre de Bruxelles Institutional Repository
Thèse de doctorat/ PhD Thesis Citation APA:
Kajeiou, M. (1997). Rôle de la lumière au cours de l'action de la contrainte thermique au niveau de l'appareil photosynthétiue chez le blé dur (Unpublished doctoral dissertation). Université libre de Bruxelles, Faculté des sciences, Bruxelles.
Disponible à / Available at permalink : https://dipot.ulb.ac.be/dspace/bitstream/2013/212141/1/f149f09d-12ae-4fea-81cc-8c16484efbb2.txt
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UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES Faculté des Sciences
Section Interfacultaire d’Agronomie
Rôle de la lumière au cours de raction de la contrainte thermique au niveau de Vappareil
photosynthétique chez le blé dur
Miloud KAJEIOU
Thèse présentée en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences Agronomiques
Promoteur: Professeur J. P. DELHAYE
1997
UNIVERSITE LIBRE DE
BRUXELLES Ly/cLy
□ c
FACULTE DES SCIENCES Secrétariat
L'épreuve publique pour l'obtention du grade académique de Docteur en Sciences Agronomiques et Ingénierie Biologique de Monsieur Miloud KAJEIOU, aura lieu le :
VENDREDI 24 OCTOBRE 1997 A 14.00 HEURES
Au Laboratoire de Physiologie Végétale, Institut Botanique, 28 Avenue P. Héger à 1050 - Bruxelles.
Monsieur Miloud KAJEIOU présentera et défendra publiquement une dissertation originale intitulée :
« Rôle de la lumière au cours de l'action de la contrainte thermique au niveau de l'appareil photosynthétique chez le blé dur » ;
et une thèse annexe intitulée :
« Effet du déficit hydrique sur le remplissage des grains de la culture de maïs » ;
DEFENSE PRIVEE : MERCREDI 15 OCTOBRE 1997 A 12.30 HEURES Labo de Physiologie Végétale
Directeur de thèse : Monsieur J.P. Delhaye
Q Q
Titre de la thèse annexe
Effet du déficit hydrique sur le remplissage
des grains de la culture de maïs.
UNIVERSITE LIBRE DE
BRUXELLES y,
FACULTE DES SCIENCES
SECRETARIAT
(Document destiné à la bibliothèque).
Je soussigné, NOM
Prénom :...
@ autorise O n'autorise pas
la consultation de ma thèse de doctorat intitulée :
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Bruxelles, le ^ ^
Signature :
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UNIVERSITE LIBRE DE BRUXELLES Faculté des Sciences
Section Interfacultaire d'Agronomie
Rôle de la lumière au cours de raction de la contrainte thermique au niveau de Vappareil
photosynthétique chez le blé dur
Miloud KAJEIOU
Thèse présentée en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences Agronomiques
Promoteur; Professeur J. P. DELHAYE
1997
Table des Matières
Résumé...
Objectifs et stratégie de travail
Partie : I INTRODUCTION
1- Thermostabilité membranaire... 4
1.2- Hétérogénéité latérale de la membrane thylacoidienne... 5
1.3- Aspects dynamiques de l’organisation de la membrane thylacoidienne: effet de la chaleur... 8
1.4- Réorganisation des lipides membranaires: séparation de phase... 14
1.5- Mécanismes de réorganisation de la membrane thylacoidienne... 15
1.6- Acclimatation des plantes aux hautes températures... ...19
1.7- Facteurs responsables de la stabilité thermique : 1.7.1- Synthèse des protéines ‘HSP’...22
1.7.2- Insaturation des acides gras... 26
1.7.3- Autres facteurs... ... 27
2- Effets des hautes températures sur la redistribution de l’énergie d’excitation: transitions d’états...29
3- Effet de la lumière sur la thermostabilité de la membrane thylacoidienne... 36
4- Régulation de la dissipation thermique de l’énergie lumineuse absorbée par le chloroplaste 4.1- Introduction... 48
4.2- ‘Quenching’ de la fluorescence chlorophyllienne...48
4.3- Mécanismes de contrôle de la photochimie primaire: relation rendement quantique-quenching... 50
4.3.1- Modèle de Weiss et Berry (1987)... 50
4.3.2- Modèle de Genty et al. (1989)... 53
4.3.3- Modèle de Havaux et al. (1991)...54
4.3.4- Modèles de Schreiber et Neubauer (1990)...55
5- Photosensibilisation et système de défense anti-oxydatif des plantes 5.1- Photosensibilisation et génération des espèces réduites d’oxygène...58
5.2- Mécanismes photoprotecteurs... 60
5.2.1- Cycle des xanthophylles et dissipation de l’énergie thermique... 60
5.2.2- Effet antioxidant de l’a-tocophérol (vitamine E) du thylacoide...64
5.2.3- Cycle ascorbate-glutathion: réaction de Mehler-peroxydase...67
5.2.4- Superoxydes dismutases (SOD)...69
5.2.5- Transfert cyclique autour du photosystème II... 69
6- Conclusion... 71
Partie : II Matériel & Méthodes
1- Materiel végétal... 76
2- Ruorimètrie: base biophysique de l’émission de la fluorescence chlorophyllienne... 76
2.1- Ruorescence en tant que réaction entrant en compétition dans la désactivation de la chlorophylle excitée... 76
2.2- Fluorescence modulée... 78
2.3- Etude de l’état redox du PSII en fonction de l’éclairement (mesures à des températures de 25°C et de 41°C)...80
2.4- Ruorescence initiale (Fo) en fonction de l’augmentation de la température...80
2.5- Test de réversibilité... 80
3- Ruorimètrie à une londeur d’onde en présence du DCMU... 80
4- Transport photosynthétique d’électrons 4.1- Extraction des chloroplastes... 81
4.2- Dosage de la chlorophylle... 82
4.3- Activité photosynthétique du PSII... 82
4.4- Activité photosynthétique du PSI et de la chaîne totale...,,„ 82
5- Electrophorèse sur gel SDS... ... 82
Partie : III Résultats 1- Rendement de la fluorescence chlorophyllienne... 86
* Conclusion... 88
2- Fluorescence initiale (Fo) en fonction de l’augmentation de la température...89
* Discussion...90
* Conclusion...91
3- Etat redox du photosystème II 3.1- Composante photochimique de l’extinction de la fluorescence chlorophyllienne (qP) et pression d’excitation du PSII (I-qP)... 93
* Conclusion...96
3.2- Etude de l’état redox du PSII en fonction de l’éclairement (mesures à des températures de 25°C et 41°C)... 96
* Conclusion...101
3.3- Test de réversibilité... ...101
4- Régulation de la dissipation de l’énergie lumineuse absorbée... 102
* Conclusion... 105
4,2- Constante de vitesse pour la dissipation de l’énergie non-radiative....105
* Conclusion... 108
5- Rendement quantique du photosystème II... 109
5.1- Fluorimètrie à une longueur d’onde en présence du DCMU... 109
5.2- Efficience de la capture de l’énergie d’excitation des centres réactionnels ouverts du PSIl...111
* Conclusion... 116
5.3- Rendement quantique du transport non cyclique d’électrons au niveau du PSIl... 117
* Conclusion... 123
6- Transport photosynthétique linéaire d’électrons 6.1- Activité photosynthétique du PSIl... 125
6.2- Activité photosynthétique du PSI...128
* Conclusion... 131
6.3- Activité photosynthétique de la chaîne totale...132
* Conclusion... 135
7- Electrophorèse sur gel de polyacrylamide... 136
Partie : IV Discussion Générale... 138
1- Etat redox du photosystème II... 138
2- Absorption de l’énergie lumineuse excessive...140
3- Composante non-photochimique de l’extinction de la fluorescence chlorophyllienne (qN)...141
4- Rendement quantique... 146
5- Transport photosynthétique d’électrons... 149
Partie ; V Conclusion générale et perspectives...156
Bibliographie... 162
REMERCIEMENTS
Au préalable, je tiens à exprimer mes vifs et sincères remerciements à monsieur le Professeur R. Lannoye qui a bien voulu diriger ce travail, il m’a toujours consacré une partie de son temps très précieux. Mes remerciements très chaleureuses sont également adressés à monsieur le professeur J. P.
DELHAYE qui a bien voulu accepter d’être le promoteur de cette thèse.
Ma gratitude à tous les membres de l’équipe du Laboratoire de
Physiologie et d’Agrotechnologies Végétales (professeurs,
chercheurs et techniciens) qui ont tous contribué à cette étude par
différentes formes.
Résumé
La production de la plante dépend essentiellement de sa capacité photosynthétique qui est contrôlée par les facteurs intrinsèques. Ces facteurs sont modulés par les conditions de l’environnement de la plante. Ainsi, la plante subit, au cours de son développement, des effets combinés de plusieurs facteurs du milieu.
Notre étude se fixe comme objectif de mieux comprendre les processus physiologiques et photochimiques intervenant lors de l’action d’une contrainte thermique (41°C) en présence ou en absence de lumière (la lumière en tant que facteur non limitant). L’étude est réalisée sur trois variétés de blé dur ayant des degrés différents de tolérance; une variété sensible (Tomclair) et deux variétés plus tolérantes (Hedba et Waha).
L’étude est faite en adoptant deux approches complémentaires: (i) les mesures sont réalisées sur feuilles intactes (in-vivo), (ii) et sur membranes thylacoidiennes des chloroplastes (in-vitro).
L’analyse des résultats obtenus a montré que lorsque la contrainte thermique de 41°C est appliquée, en fonction du temps (de 0 à 60 mn), les réponses sont très différentes selon que ce traitement se déroule à l’obscurité ou en présence de lumière;
1° Le stress thermique (41^C) à robscurité se traduit par;
- les rendements de fluorescences (Fv) et (Fm) sont affectés, l’effet est proportionnel au niveau de sensibilité de la variété (l’inhibition du rapport Fv/Fo à 60 mn est de 87.8%, 49% et 42.8% respectivement chez les variétés Tomclair, Hedba et Waha).
- une hyper-réduction de l’appareil photosynthétique: l’augmentation de la pression d’excitation du PSll (1-qP) est proportionnelle au degré de sensibilité de la variété (0.60, 0.24 et 0.15 respectivement chez Tomclair, Hedba et Waha).
- l’augmentation de l’intensité lumineuse (100 à 2000 pE/m^ s) implique une concentration progressive des accepteurs primaires en état réduit et une diminution proportionnelle du rendement quantique.
- augmentation des niveaux de dissipation de l’énergie thermique (qN), dépendante de la désépoxydation du cycle des xanthophylles (199.6% à 15 mn chez Tomclair,
157.9% et 146.9% à 60 mn respectivement chez Hedba et chez Waha).
- diminution du rendement quantique maximal et du rendement quantique à l’état stationnaire; les inhibitions respectives par rapport aux témoins au bout d’une heure de traitement sont égales à 81%, 31.6% et 19.4% pour le rendement quantique maximal et 90.2%, 50.8% et 37.0% pour le rendement quantique à l’état stationnaire respectivement chez les variétés Tomclair, Hedba et Waha.
- diminution de l’activité du PSll; l’inhibition est de 42% à 30 mn chez Tomclair et elle est de 76% et 78% à une heure de traitement respectivement chez Hedba et Waha.
- l’activité du PSI diminue en fonction du temps chez Waha (inhibition de 38% à 60 mn de traitement) alors que chez Hedba et Tomclair on enregistre une stimulation de l’activité du PSI (125.7% à 30 mn chez Hedba et 114.5% et 134.0% respectivement à 45 mn et à 60 mn chez Tomclair).
- diminution de l’activité de la chaine totale au bout d’une heure de traitement.
L’inhibition est de 52%, 54.5% et 77.6% respectivement chez Tomclair, Hedba et Waha.
Cependant, une stimulation considérable de la chaine totale est enregistrée à 15 mn de traitement chez Tomclair (187.3%).
1
2° La combinaison du facteur lumière au stress thermique (4I°C) se traduit par;
- des rendements de Fv et Fm moins affectés principalement chez la variété sensible -Tomclair-(rinhibition du rapport Fv/Fo se réduit à 39.4%).
- des valeurs de la pression d’excitation du PSII très proches de celles des plantes témoins (0.11, 0.08 et 0.08 respectivement chez les variétés Tomclair, Hedba et Waha;
les valeurs des plantes témoins varient de 0.05 à 0.07).
- l’augmentation de l’intensité lumineuse (100 à 2000 pE/m^ s) se traduit par des valeurs plus proches de celles des échantillons témoins.
- une diminution des niveaux de dissipation de l’énergie thermique; les valeurs de qN sont généralement inférieures à celles du traitement de chaleur à l’obscurité.
- les diminutions des rendements quantiques sont très atténuées, les amplitudes de la photoprotection à 60 mn de traitement sont de 60%, 16.9% et 5.5% pour le rendement quantique maximal et elle est de 49.3%, 35.6% et 15.7% à l’état stationnaire respectivement chez Tomclair, Hedba et Waha.
- une photoprotection au niveau de l’activité du PSII (de 0 à 30 mn chez Tomclair, de 30 à 60 mn chez Waha et de 45 à 60 mn chez Hedba).
- au niveau du PSI on signale une stimulation de l’activité chez Hedba de 30 à 60 mn (152.5% à une heure de traitement). La photoprotection est observée chez Waha (de 30 à 60 mn) et chez Hedba (de 45 à 60 mn).
- au niveau de la chaine totale, on observe une stimulation chez Tomclair de 0 à 45 mn (183.3% à 45 mn) et chez Hedba à 45 mn de traitement (127%). La photoprotection se manifeste chez Tomclair de 30 à 45 mn de traitement et chez Waha et Hedba respectivement de 30 à 60 mn et de 45 à 60 mn de traitement.
En conclusion, il s’est avéré que le comportement des trois variétés étudiées
diffère selon le degré de tolérance de la variété. Les différents paramètres ont été affectés
par le traitement de haute température à l’obscurité, alors que le même traitement (41°C)
en présence de lumière a donné des résultats remarquablement différents mettant en
évidence un effet photoprotecteur vis-à-vis de la membrane thylacoidienne.
Objectifs et stratégie de Fétude
Les plantes sont généralement exposées, sous conditions naturelles, aux fluctuations des températures qui se produisent à des échelles de temps très larges. Ges changements peuvent être rapides, ou sous forme de fluctuations saisonnières ou périodiques. Cependant, ces changements des températures ambiantes se font habituellement en combinaison avec des variations d’autres facteurs environnementaux tels que l’intensité lumineuse, la disponibilité en eau et en d’autres éléments minéraux.
Les plantes ont la capacité de réagir et de moduler l’effet de ces facteurs externes en les utilisant comme indicateurs pour induire des ajustements morphologiques, physiologiques et moléculaires qui mènent finalement à l’acclimatation aux changements environnementaux.
Notre étude se fixe comme objectif de contribuer à l’étude de l’interaction de deux facteurs du milieu; la contrainte thermique (41°C) combinée à la lumière en tant que facteur non limitant (de 0 à 60 mn). Cette étude essaie de mieux comprendre les processus physiologiques et photochimiques intervenant lors de l’action de la contrainte thermique en présence ou en absence de lumière. Pour répondre à cet objectif l’étude est faite à partir de trois variétés de blé dur ayant des degrés différents de tolérance; une variété sensible (Tomclair), et deux variétés plus tolérantes (Hedba et Waha).
Notre étude a été réalisée en adoptant deux approches complémentaires:
1° des mesures réalisées in-vivo, sur feuilles intactes: les mesures des différents paramètres de fluorescence (la fluorescence modulée et la fluorescence à une longueur d’onde en présence du DCMU). Ainsi, nous avons étüdié l’effet des différents traitements sur les différents rendements de fluorescences (Fo, Fv, Fm, Fo = f(T), Fv/Fo) et sur les différents paramètres calculés.
L’étude de l’état redox du FSE en calculant le coefficient d’extinction photochimique de la fluorescence chlorophyllienne qP ainsi que la pression d’excitation du PSII (1-qP).
L’état redox du PSn a été étudié en fonction de l’éclairement. Les mesures ont été effectuées à 25°C et à 41°C. Pour évaluer les niveaux de dissipation de l’énergie d’excitation le paramètre qN ainsi que la constante de vitesse ko ont été calculés.
Le rendement quantique du PSII qui est proportionnel au produit du coefficient qP par l’efficience de la capture de l’énergie d’excitation au niveau des centres réactionnels
‘ouverts’ du FSE (Fv/Fm et F’v/F’m).
2° des mesures in-vitro sur membranes thylacoidiennes des chloroplastes: l’activité du PSE, PSI, et de la chaîne totale ont été suivies aux cours des différents traitements.
Enfin, nous avons fait un test d’électrophorèse sur thylacoides granaires et sur lamelles stromatiques.
En définitive, l’étude a pour objectif de présenter une méthodologie de travail plus
efficace, pour les sélectionneurs des céréales, dans le criblage des plantes cultivées mieux
adaptées aux conditions du champ.
Partie : I
INTRODUCTION
1- Thermostabilité membranaire
Les cultures des plantes ont été souvent exposées à des effets défavorables de différentes sortes de stress.Par conséquent, leur productivité biologique régresse et leur multiformité génétique est réduite. Cest pourquoi le problème de stress a été depuis très longtemps un sujet auquel les chercheurs accordent de plus en plus d’intérêt, spécialement la nature du dommage qu’il cause, aussi bien que les mécanismes d’acclimatation ou les processus physiologiques et biochimiques de la plante.
1.1- Conséquences agronomiques (rendement en grains) et test de thermostabilité membranaire
Le stress des hautes températures durant la période du remplissage des grains est l’une des contraintes majeures pour l’augmentation de la productivité chez le blé. Le poids final du grain est déterminé par le taux et par la durée d’accumulation de matière sèche.
Généralement, la réduction du poids du grain chez le blé stressé à la chaleur résulte d’une durée plus courte plutôt que d’un taux réduit de croissance du grain [Bagga et Rawson (1977) ; Sofield et al. (1977) ; Spiertz (1977) ; Warrington et al. (1977) ; Chowdhury et Wardlow (1978) ; Wiegand et Cuellar (1981) ; Wardlaw et al. (1989) ; Saadallah et al.
(1990a), (1990b) ; Shanahan et al. (1990)]. Par conséquent, le stress thermique durant le remplissage du grain précipite la maturation du grain ce qui résulte en des grains de taille plus petite.
Récemment, [Saadallah et al. (1990a), (1990b) ; Shanahan et al. (1990)] ont étudié la tolérance à la chaleur chez des génotypes de blé d’hiver et de printemps en utilisant le test de thermostabilité membranaire à différentes températures (34°C, 49°C, et 44°C respectivement ) et pendant des périodes différentes variant de 0 à 120 heures; les résultats sont exprimés en RI (Relative Injury):
RI (%) = 1 - {[1 - (T1/T2)] / [1 - (C1/C2)]} X 100
où T et C représentent les valeurs de conductance pour les échantillons traités (T) et témoins (C) respectivement. Les indices 1 et 2 représentent les valeurs respectives initiale et finale de la conductance.
L’étude de Saadallah et al. (1990a) montre qu’il existe de larges différences de RI
parmi les sept cultivars -de blé d’hiver- étudiés aux deux stades de croissance; les valeurs de
RI varient de 37 à 80% et de 31 à 69% respectivement au stade ‘plant’ et au stade ‘anthèse’.
Dans la seconde étude [Saadallah et al. (1990b)] réalisée sur 144 génotypes de blé d’hiver RI varie entre 31 et 78% et les génotypes sont classés en génotypes tolérants à la chaleur (HT), génotypes sensibles à la chaleur (HS) et en un groupe intermédiaire (I). Les résultats montrent aussi que la tolérance à la chaleur est associée au rendement en grains et à la qualité des grains. De ce fait, le poids du grain est plus élevé chez les (HT) par rapport aux deux autres groupes dans les trois localités. Shanahan et al. (1990) ont réalisés une étude semblable sur 8 génotypes de blé de printemps sur deux années successives (1985 et 1986).
Les variations des valeurs de RI, au stade anthèse, sont respectivement de 29 à 84% et de 41 à 86%. Les plantes sont groupées en génotypes tolérants à la chaleur (HT, n=4) et en génotypes sensibles (HS, n=4). Les deux groupes de génotypes produisent des rendements en grains similaires dans les deux régions Nord et Centrale, alors que dans la région du sud qui présente un climat relativement plus chaud (les températures moyennes du mois de juillet dans les trois régions sont respectivement de 19.5°C, 21.7°C et 23.4°C) le groupe HT produit un rendement en grains plus élevé de 21% par rapport aux groupe HS.
1.2- Hétérogénéité latérale de la membrane thylacoidienne
L’hétérogénéité latérale dans la distribution des photosystèmes entre les membranes empilées et non-empilées doit avoir un impact profond sur la compréhension courante de la distribution de l’énergie d’excitation et du transport photosynthétique d’électrons entre les photosystèmes.
L’étude de Andersson et Anderson (1980) compare les fractions
subchloroplastiques dérivant des thylacoides empilés et non-empilés en tenant compte de
leur teneur en trois principaux complexes protéines-chlorophylles de l’unité
photosynthétique, à savoir les complexes des centres réactionnels du PSI et du PSÜ et le
complexe LHCP. Afin que la plupart des chlorophylles reste attachée aux protéines
Anderson et al. (1978) ont utilisés la méthode d’analyse de l’électrophorèse sur gel de
polyacrylamide SDS, de ce fait les quantités relatives de chlorophylles associées aux
photosystèmes peuvent être déterminées. Les thylacoides de l’épinard présentent ainsi six
complexes chlorophylles-protéines (fig.l) qui ont été caractérisés par leurs propriétés
d’absorption et de fluorescence, par la teneur en P-700 et par la composition en
polypéptides [Anderson et al. (1978) ; Anderson (1980)]. D ressort des résultats que 27% de
chlorophylle totale est associée avec le complexe du centre réactionnel du PSI (CPI et CPI a), 52% avec le complexe LHC et 13% avec le centre réactionnel du PSn et une petite
plasts, <b) the Yeda pren fraction aedimentlng at 100000 X g (Y>100), and (e) the pbaae^artltiOD frac*
tioD, B3, were scanned at 675 nm.
partie de chlorophylle (8%) a été dissociée des protéines et se déplace dans le front du gel comme micelles de chlorophylle-détergent. Andersson et Anderson (1980) suggèrent que le complexe du centre réactionnel du PSÜ et le complexe LHC sont localisés principalement dans les régions des grana et que le complexe du centre réactinnel du PSI est localisé principalement dans les régions membranaires non-empilées avec la ferrédoxine NADP- réductase ainsi que le facteur de couplage du chloroplaste. Les traitements de presse ou digitonine suggèrent aussi que le PSI des grana est limité principalement aux marges et aux membranes terminales des grana non-empilées (fig.2).
D PSI
0PS2 (reactioncentre conrtpiex ♦ LHCPJ factorCoupling
pin 2*
6* *'.A Khematic modal ibowint the diatribuUon of Photoiyitem I and Photoiritem II between appreaied and non^ppreaaad thylakold membranei of hilher plant cbloroplaaU which contain (rana.
Durant la dernière décade plusieurs travaux s’intéressaient, en plus de la localisation des
différents constituants de la membrane thylacoidienne, à leurs fonctions spécialisées. La
recherche s’oriente par conséquent vers l’étude de l’hétérogénéité des deux photosystèmes
et de la taille de leurs antennes collectrices. En utilisant la méthode de sonification des
chloroplastes suivie d’une partition avec un système aqueux de polymères biphasiques
Andreasson et al. (1988) et Albertsson et al. (1990) séparent les vésicules de la membrane
thylacoidienne en deux populations de vésicules bien définies (fig.3). Lapopulation a, originaire des grana, qui contient 63% de chlorophylle et la population p, originaire des
thylakoid membranes. The a-peak comprises vesicles orlgi- nating from the grana membrane and the ^-peak comprises vesicles originatlng from the stroma membrane.
membranes du stroma, qui se compose de 37% de chlorophylle. L’étude de la distribution de chlorophylle parmi les photosystèmes dans le chloroplaste (Albertsson et al. 1990) montre que 33 à 40% de chlorophylle, originaire des vésicules des grana, est associée au PSIa.
Cette quantité substantielle de PSIa dans les grana suggère que le PSIa et PSIIa fonctionnent d’une façon parallèle dans le transport non cyclique d’électrons, alors que la fonction principale de la membrane stromatique est d’assurer le transport cyclique d’électrons (cf. modèle de la figure 4). Cette dernière étude rapporte aussi que 85% de PSD
:>
/>sle Ps^â
Fig. 4 S
Hodel for the localization of the four photosystems. The tvro a Systems PSIa and PSIIa with their larger respective antennae are localized in the grana while the p Systems PSI^ and PSII)3 are localized in the stroma membranes. PSIa and PSIIa are segregated;PSIIa being confined to the central core of the grana partitions and PSIa in the margins and end membranes. It is not known whether PSI^ and PSII^ are mixed or segregated in the stroma membranes.
est sous la forme de vésicules a (PSIIa), les 15% restant est sous forme p (PSnp). De même
36% de PSI est sous forme de vésicules a (PSIa) alors que 64% restant est sous forme P
(PSIp). En se basant sur les données expérimentales des cinétiques de photo-oxydation
[Andreasson et al. (1988) et Andreasson et al.(1990)] rapportent que la taille de l’antenne du
PSna est environ deux fois plus large que celle du PSIip et la taille de l’antenne du PSIa est
de 28 à 30% plus large que celle du PSip. La fraction a -dérivée des grana - se caractérise par un rapport chlorophylle a/b de 2.4, alors que la fraction p -provenant des vésicules stromatiques- a un rapport chlorophylle a/b de 4.6 [Albertsson et al. (1990)], ce même rapport chlorophylle a^ est de 1.8 chez le PSIIa et il est d’une valeur égale à 5 chez le PSIa. L’étude de Andreasson et al. 1990 rapporte que chez la membrane thylacoidienne de l’épinard il y a deux populations, différentes de PSI par rapport à la taille de l’antenne du PSIa et PSip. Le PSIa a une antenne plus grande, se localise dans la région membranaire des grana. Le PSip, avec son antenne plus petite, est localisée dans les membranes du stroma. Les résultats de cette étude suggèrent en outre que les unités PSIa de la membrane des grana résident dans des domaines séparés du PSII, tels que les membranes terminales, les marges des grana et au sein même des membranes des grana. Les travaux de Albertsson et Yu (1988) et de Albertsson et al.(1990) étudient l’hétérogénéité du PSIIa en fonction de la taille de l’antenne en utilisant les techniques de sonification des vésicules thylacoidiennes et de partition de phase suivies par les deux méthodes de spectroscopie, de fluorescence et d’électrophorèse sur gel de polyacrylamide. Ils définissent des subclasses du PSIIa (PSIIal, PSno2, PSna3, ..). L’utilisation de l’électrophorèse sur gel à deux dimensions montre qu’il y a une différence qualitative entre les systèmes d’antennes des différentes vésicules membranaires du PSIIa. Les deux polypéptides de LHCII (25 et 27 kDa) sont séparés. D se trouve que la fraction qui a la taille d’antenne la plus large contient aussi plus de polypéptides 25 kDa. Ces résultats convergent avec ceux de [Larsson et Andersson (1985) et de Spangfort et al. (1987)] qui montrent que le complexe LHCII se compose d’une partie interne ne contenant que le polypéptide 27 kDa et d’une partie périphérique comprenant les deux types de polypéptides ; 25 et 27 kDa. Albertsson et al. (1990) concluent que toutes les fractions des vésicules membranaires du PSIIa contiennent les deux types de polypéptides mais celles ayant des antennes fonctionnelles plus larges sont plus enrichies en polypéptide 25 kDa.
1.3- Aspects dynamiques de l’organisation de la membrane thylacoidienne:
efiet de la chaleur
D devient évident que l’organisation latérale de la membrane thylacoidienne ne
devrait pas être considérée comme statique. Plutôt, certains facteurs, comme la lumière ou
les hautes températures, peuvent induire des changements d’arrangement des complexes pigments-protéines. Ainsi, depuis très longtemps, différents travaux ont eu comme objet d’étudier la migration latérale réversible et contrôlée de ces complexes entre les régions thylacoidiennes empilées et les régions thylacoidiennes non-empilées. Ceci afm de permettre l’adaptation de l’appareil photosynthétique aux différentes conditions environnementales.
En utilisant les techniques de fluorescence Armond et al. (1978) évoquent la dissociation, induite pai' la chaleur, du LHCP et des centres réactinnels du PSII quand la température augmente. Armond et al.(1980) étudient les modifications de la structure chez les membranes thylacoidiennes du chloroplaste des feuilles de Nerium Oleander cultivées à deux régimes de températures (20/15°C et 45/32°C; températures de jour et de nuit respectivement) et prétraitées à des températures allant de 40°C à 50°C. L’analyse quantitative par la microscopie électronique de cryofracture révèle que les changements structuraux de l’organisation supramoléculaire des membranes se produisent suite aux traitements des feuilles par les hautes températures. Ces changements se traduisent d’abord par une diminution du nombre de particules EF faisant partie des catégories de particules de taille plus larges (> 90A) et par une augmentation correspondante du nombre de particules EF de taille plus petites. Cette perte indique, selon ces mêmes auteurs , que les constituants des particules -supposés être les sous-unités LHCP et complexe du coeur du PSn - se dissocient physiquement suite au traitement par la chaleur. Ces résultats impliquent que la modification de l’appareil photosynthétique par la chaleur doit affecter les interactions entie le complexe LHCP et le complexe du coeur du PSÜ jusq’au point de causer une dissociation de ces deux constituants (cf. fig. 5).
A CONTROL
B HEAT STRESSED
Mode! of the chloroplast thylakoid membranes of iV. oleander. The close association of thc photo- System II core complex (II) and the chlorophyll a/b light-harvcsting complex (LH) that. nojmally exists (A) is lost when the membranes are hcat-damagcd, resulting in dissociation of thc subunits (B). Other complexes présent include photosystem I (I).
L’effet de la chaleur sur la structure des membranes thylacoidiennes des
chloroplastes isolés de fève a été examiné par Gounaris et al. (1983) en utilisant la
microscopie électronique associée à la cryofracture. Les chloroplastes sont incubés pendant cinq minutes à des températures < 35°C, 35 à 45°C, et > 45°C. Les chloroplastes incubés à des températures < 35°C ne montrent pas de changement de morphologie en comparaison avec les chloroplastes non stressés; les particules plus larges (17 nm de diamètre), localisées principalement dans les membranes granaires empilées, sont observées au niveau des faces fracturées exoplasmiques et les particules plus petites (11 nm de diamètre) sont distribuées d’une manière équitable dans toutes les faces protoplasmiques des régions empilées et non empilées. Les échantillons traités à 40°C montrent une organisation très différente. Les grana ne sont plus empilés et les thylacoides montrent un arrangement concentrique avec relativement peu de sites d’attachement entre les surfaces membranaires. Cependant la distribution des petites et des grandes particules, entre les faces fracturées exoplasmiques et protoplasmiques, est maintenue alors que les membranes deviennent désempilées.
Les thylacoides exposés à des températures élevées subissent une réorganisation significative. D en résulte un dé.sempilement partiel [Sundby et Andersson (1985)], au cours duquel le centre réactionnel du PSIT et une portion de LHCII fortement liée migrent à partir des grana vers les régions non-empilées contenant le PSI. Une partie de LHCn, supposée être le pool périphérique du complexe LHCII, reste libre dans les régions empilées et ainsi devient largement séparée des deux photosystèmes. En utilisant le subfractionnement des thylacoides des chloroplastes d’épinard, Sundby et Andersson (1985) montrent que le traitement des thylacoides à 5°C, 20°C et 30°C donnent un rendement constant de vésicules
‘inside-out’ et de vésicules lamellaires du stroma. Cela implique qu’à ces températures la proportion entre les régions empilées et les régions non-empilées reste constante. A 35°C le rendement en vésicules ‘inside- out’ est un peu plus faible, alors que entre 40°C et 50°C cette diminution du rendement est accentuée d’avantage. La diminution du rendement en vésicules ‘inside-out’ à des températures élevées est accompagnée par une proportion croissante des vésicules lamellaires non-empilées du stroma.
Les rapports chlorophylles a/b des vésicules ‘inside-out’ et des vésicules lamellaires
Fig. 6 !
Chlorophyll yield and chla/b
ratios of stroma lamellac vesicles (®) and inside-out vesicles (t) upon f^ragmentation of stacked thylakoids incubated for 5 minat varions températures.
stromatiques isolées à partir des thylacoides d’épinard à différentes températures (fig.6) montrent qu’à des températures inférieures ou égales à 30°C les valeurs sont constantes et typiques de 2.2 à 2.4 et de 5.3 à 5.4 respectivement [Sundby et Andersson (1985) ; Sundby et al. (1986)]. Remarquablement, chez les vésicules ‘inside-out’ ces rapports tombent à une valeur de 1.9 à 40°C et à une valeur de 1.7 à des températures de 45°C à 50°C.
Concomitamment, le rapport chlorophylles a/b des vésicules lamellaires stromatiques décroit jusqu’à 4.2 par rapport à celui du témoin qui est de 5.4.
La composition relative des complexes protéines-chlorophylles [Anderson et al.
(1978) ; Andersson et Anderson (1980)] a été déterminée par électrophorèse sur gel de polyacrylamide SDS et par analyse des fractionnements des thylacoides traités à différentes températures [Sundby et Andersson (1985) ; Sundby et al. (1986) ; Andersson et al. (1987)].
Les résultats de ces études montrent qu’en dessous de 35°C la composition relative des protéines-chlorophylles est similaire à celle connue pour les vésicules ‘inside-out’ et pour
‘ les vésicules lamellaires stromatiques [Anderson et al. (1978) ; Andersson et Anderson (1980)]. Cependant, des réarrangements structuraux de l’appareil photosynthétique se produisent à des températures élevées. Sundby et al. (1986) montrent que les changements dûs à la chaleur sont le résultat d’une augmentation relative de la teneur en LHCII et d’une diminution du complexe chlorophylle a -protéines (Cpa) du PSn chez les vésicules ‘inside- out’,parallèlement on enregistre une augmentation relative de ces complexes chez les vésicules lamellaires stromatiques. Les résultats de Sundby et Andersson (19.85) vont dans le même sens, ils rapportent que la valeur du rapport LHCII/PSII, dans les régions empilées des thylacoides, à 45°C est de trois fois celle du même rapport à 5°C. Cette diminution de la teneur en FSH au sein des vésicules thylacoidiennes ‘inside-out’ à 45°C s’accompagne pai- une augmentation concomitante des proportions du PSII et du complexe LHCII au niveau des vésicules lamellaires stromatiques. Ainsi le rapport PSI/PSII des thylacoides non- empilées diminue de la valeur 9 à 5°C à une valeur approximative de 4 à 45°C. Bien que la quantité nette du PSn devient plus élevée dans les vésicules lamellaires stromatiques quand la température augmente, le rapport LHCII/CPa des vésicules lamellaires stromatiques est assez constant indiquant que la migration du coeur du FSH se fait avec son pool de LHCII fortement lié [Sundby et Andersson (1985) ; Andreasson et al. (1987) ; Sundby et al.
(1986)]. Ainsi les unités du PSII,ayant migré, doivent avoir la même teneur en LHCII que la
petite portion du PSD qui fait normalement partie des régions des thylacoides non-empilées [Andersson et al. (1987) ; Larsson et al. (1987)]. Ceci est confirmé par les analyses, des rapports entre les deux polypéptides (25 et 27 kDa) du stroma après traitement à la chaleur, qui montrent que la population LHCII ,qui migre avec le coeur du PSD à des températures élevées, a la même quantité relative de polypeptide 27 kDa que le petit pool de LHCn présent dans les thylacoides témoins du stroma. D est aussi important de noter que la migration latérale comprend tous les polypéptides identifiables du PSn et non seulement le centre réactionnel ou les polypéptides du coeur du PSÜ [Sundby et al. (1986)]. L’étude de Sundby et Andersson (1985) précise que d’autres sous-unités du complexe du coeur du PSÜ participent aussi à cette migration latérale, ce qui se traduit par une diminution de la teneur en cytochrome b-559 (9 kDa) chez les vésicules ‘inside-out’ des échantillons traités à des températures de 40°C à 50°C. Les deux auteurs signalent aussi qu’une bande contenant principalement la chlorophylle a avec un poids moléculaire de 29 kDa (CP 29) migre avec le PSII et son pool lié de LHCII à des températures élevées.
Les mesures des cinétiques d’induction de fluorescence de la chlorophylle a réalisées en présence du DCMU des thylacoides traités à la chaleur et des thylacoides témoins (cf.
fig. 7 ) ont permis de mettre en évidence une hétérogénéité au sein du PSÜ et de distinguer des PSn de type a - se localisant au niveau des grana - et des PSÜ de type P au niveau du stroma [Sundby et al. (1986)].
î<’-2
<
Fig.
heaied for 1 min lo various températures, and (b) firsi-order ktneiic analysis of control (O) and the 42°C (•) heated thylakoids. The intercepi of the linear phase with the ordinale gives the percentage of PS lIp for control and heated thylakoids.
Les changements de l’organisation des antennes dûs au traitement à la chaleur doivent
entrainer la dissociation du PSIIa en LHCII libre et en PSnp et que ce dernier migre des
grana vers les régions des thylacoides non-empilés [(Sundby et Andersson (1985) ; Sundby
et al. (1986) ; Andreasson et al. (1987) ; Larsson et al. (1987) ; Ruban et Trach (1991)]. Les
calculs à partir des tracés semilogarithmiques révèlent qu’en dessous de 30°C les
thylacoides contiennent environ 30% de centres p et 70% de centres a [(Sundby et al.
(1986) ; Andersson et al. (1987)]. Au delà de cette température la population des centres p augmente au dépens des centres a (fg.8) [Andersson et al. (1987)]. Ainsi à 40°C on trouve de 67 à 75% de PSIip et 33 à 25% de PSIIa. A 45°C Sundby et al. (1986) trouvent une valeur de 84% de PSnp. Il est intéressant de noter que la conversion du PSIIa en PSIIp ne nécessite pas plus d’une minute d’ incubation des thylacoides à des températures élevées [Sundby et al. (1986)].
Fig. 8
î Changes in the relative content of PS Hoc and PS II0 fol- lowing beat treatraent of thyla- koids for 1 min.Les résultats structuraux (rapport LHCII/PSII) [Andersson et al. (1987) montrent que la taille de l’antenne du PSn au niveau des vésicules thylacoidiennes ‘inside out’, parallèlement à la taille de l’antenne fonctionnelle (taux du transport d’électrons) du PSÜ, décroit avec la température au dessus de 30°C.
L’étude de Larsson et al. (1987) s’est fixée comme objectif d’étudier les propriétés du complexe LHCII (Light Harvesting Chlorophylles a/b Protein Complex) du PSÜ en analysant des subfractions isolées à partir de thylacoides d’épinard phosphorylés ou traités à différentes températures (de 40 à 50°C) pendant 12 minutes. Les résultats de cette étude montrent que LHCII est hétérogène du point de vue composition en polypéptides, cinétiques de phosphorylation et association structurale avec le coeur du PSII. La quantification des apopolypéptides de LHCII réalisée à l’aide de l’électrophorèse sur gel de polyacrylamide à une ou deux dimensions a mis en évidence l’existance de deux subpopulations de LHCII;
une subpopulation fortement liée au coeur du PSÜ qui contient principalement le
polypéptide 27 kDa lentement phosphorylé, une deuxième subpopulation de LHCII limitée
périphériquement au coeur du PSÜ et contient une proportion relativement élevée de
polypeptide 25 kDa rapidement phosphorylé. Ce dernier pool de LHCÜI peut se détacher
réversiblement du PSÜ en réponse à des températures élevées ou à une phosphorylation.
Afin de quantifier les teneurs relatives en polypéptides 25 et 27 kDa dans les membranes thylacoidiennes des grana et du stroma. Larsson et al. (1987) ont procédé à l’isolation des vésicules lamellaires stromatiques et des vésicules ‘inside-out’ des thylacoides traités ù la chaleur (40°C, 45°C et 50°C) et des thylacoides témoins. Les résultats montrent que le rapport 27/25 de LHCII diminue en fonction du temps d’incubation dans les thylacoides empilés pour les trois températures (cf.fig.9). La valeur
^’Time-course of lhe ratio belween lhe 27 and 25 kDa polypeptides of LHC II in inside-out vesicles isolaied front thylakoids incubaied al 40°C (a), 45 °C (a) and 50 “C (•).
Included are aiso the 27/25 polypeptide ratios of isolaied stroma thylakoids at ail Ihree températures (O). At different limes of incubation lhe thylakoids were fraclionaled in a Yeda press and inside-out and stroma lamellae vesicles were col- lecled by differenlial centrifugation and phase partition. The relative amounis of the Iwo apopolypeplides were quanlified from lheir peak areas after Iwo-dimcnsional gel eiccirophore-
sis.
E
Time (min)
du rapport 27/25 de LHCll libre dans les thylacoides empilés est de 2.4 à 2.6 alors que celle du pool de LHCll associé au PSII migrant vers les thylaoides du stroma est de 4.5 à 5 . Ce même rapport est aussi obtenu pour le petit pool de LHCII se localisant dans les thylacoides du stroma des traitements témoins. L’études de Andersson et al. (1987) rapportent des valeurs très similaires de 2 et de 5 respectivement.
1.4- Réorganisation des lipides membranaires: séparation de phase
Les membranes thylacoidiennes des chloroplastes sont particulièrement riches en lipides ‘non-bilayer’ qui forment le lipide monogalactosyl-diacyl-glycérol (glycolipides) représentant une fraction de 50% des lipides membranaires [Nishihara et al. (1980) ; Shechter(1990)].
L’étude de Gounaris et al. (1983) examine l’effet du stress thermique sur les membranes chloroplastiques pour déterminer l’effet du changement d’équilibre vers la création des structures de lipides non lamellaires au sein de la membrane intacte. Les résultats montrent que l’augmentation de températures au delà de 45°C implique une séparation de phase extensive des lipides ‘non bilayer’ et la formation d’agrégats tridimensionnels de micelles cylindriques inversées. La taille des micelles est de 8 à 10 nm de diamètre et les agrégats prennent la forme de spirale fermée de 50 à 200 nm de section.
Les mêmes auteurs rapportent que cette structure ‘non bilayer’ ne se trouve pas dans les
chloroplastes incubés à des températures < 45®C, alors qu’une incubation de 5 minutes à 50°C montre que 75% de chloroplastes contiennent des structures ‘non bicouches’ indiquant que le réarrangement le plus important des lipides de chloroplastes se fait à des tempértatures allant de 45 à 50°C.
Très récemment, Yordanov (1992) montre que le stress thermique cause une perturbation des interactions protéines-lipides et des modifications des propriétés physiques des lipides membranaires. Ainsi, un traitement de température allant jusqu’à 50°C induit une séparation de phase des lipides qui ne forment plus une bicouche, par conséquent des agrégats à trois dimensions de micelles tubulaires sont formés.
1.5- Mécanismes de réorganisation de la membrane thylacoidienne
Le pourcentage d’activité des enzymes se trouvant dans le stroma ne décroit significativement qu’à des hautes températures; supérieures ou égales à 50°C suggérant une certaine rupture des enveloppes des chloroplastes; c’est à dire que l’enveloppe fonctionne comme barrière protégeant les enzymes au niveau du stroma [Krause et Santarius (1975)].
Le comportement particulier des membranes de l’enveloppe vis-à-vis du stress thermique peut être expliqué par leur composition lipidique qui diffère nettement de celle des thylacoides [Mackender et Leech (1974)].
Armond et al. (1980) supposent que l’association des composantes protéiques entre elles dans des complexes supramoléculaires structuraux de la membrane thylacoidienne et les interactions entre ces complexes et les lipides membranaires reflètent un équilibre délicat, entre les forces hydrophobes et hydrophiles, qui maintient l’intégrité fonctionnelle de la membrane. Ces forces sont distinctement sensibles à la chaleur; quand la température augmente les forces hydrophobes augmentent et les interactions hydrophiles diminuent
Les hautes températures augmentent la perméabilité des thylacoides aux ions sans inhiber la formation d’ATP [Weis (1981a ; 1981b)].
Stidham et al. (1982) montrent que les hautes températures inhibent la phosphorylation, ceci pourrait être appelé découplage thermique dans le sens où le rapport ATP/2e“ diminue et le transport des protons diminue également. L’une des conséquences physiologiques du découplage thermique pourrait être prédite en tenant compte du fait que la réduction du CO
2nécessite l’activation des enzymes du stroma par la lumière [Stidham et al. (1982)].
Buchanan (1980) rapporte que plusieurs enzymes de la voie réductrice du pentose
phosphate; tels que ribulose 1,5-biphosphate carboxylase, fructose 1,6-biphosphatase et sédohéptulose 1,7-diphosphatase, sont activés par les changements au niveau du stroma qui sont induits par le transport de protons à l’intérieur des thylacoides. Weis (1981a) supporte l’hypothèse qu’une diminution de l’activation par la lumière du ribulose 1,5- biphosphate carboxylase se produit à des hautes températures et cette diminution est accompagnée par des changements des propriétés de la membrane thylacoidienne.
Werdan et al. (1975) ont montré que la réduction photosynthétique du carbone est hautement sensible au pH du stroma et ont suggéré que des petites diminution d’absorption de protons par les thylacoides contribuent à des petites variations du pH et de Mg^"^. Ce qui pourrait impliquer des effets plus larges sur la réduction du CO
2. Au cours du transport d’électrons, induit par la lumière, le mouvement des protons à travers les thylacoides cause une alcalinisation du stroma [Heldt et al. (1973)]. Aussi, le flux d’ions Mg^"^ à l’intérieur du stroma à partir des thylacoides en réponse au transport de protons augmente la concentration du stroma en cet ion [Portis et Heldt (1976)]. Les résultats de Stidham et al, (1982) mondent que la valeur de l’absorption de protons diminue très légèrement entre 25°C et 35°C, ensuite une chute importante d’absorption de protons est enregistrée entre 35°C et 40°C, ce qui pourrait cependant, empêcher une alcalinisation du stroma et diminuer les niveaux de Mg^^
du stroma; ainsi, le cycle de réduction du carbone pourrait être inhibé.
D’autres parts, on devrait mentionner que la dissociation thermique du coeur du PSn vis-à-vis du LHCII nécessite la présence des ions monovalents [Sundby et Andersson (1985)
; Andersson et al. (1987)]. Si, durant le traitement à la chaleur, ces derniers sont absents et que malgré la présence des ions Mg"^ aucune dissociation de LHCII vis-à-vis du PSn ne pourrait être détectée. Aussi, le rapport chlorophylles a/b des vésicules ‘inside-out’, isolées à partir des thylacoides traités à la chaleur en absence d’ion monovalent (Na^), ne montre pas de diminution. Les expériences réalisées par Sundby et al. (1986) montrent que la dissociation du LHCII à partir du PSII, suite à un traitement à la chaleur, nécessite la présence de cations monovalents. Quand les thylacoides sont traités à hautes températures en absence de cations monovalents la conversion du PSIla en PSnp est fortement diminuée.
Ces résultats indiquent que l’organisation latérale et rassemblement des complexes des
thylacoides sont contrôlés par un équilibre entre les charges de surface et les conditions
ioniques [Barber (1982)]. Allen et Holmes (1986) ont souligné l’importance de la répulsion
électrostatique mutuelle et parallèle à la membrane entre les phosphoprotéines.
Dans le but de comprendre le mécanisme de dissociation du LHCII vis-à-vis du PSn plusieurs travaux ont essayé de faire une analyse comparative des différents aspects de la réorganisation du PSIl suite aux traitements à la chaleur et à la phosphorylation. Les deux processus provoquent la dissociation d’un pool de LHCII vis-à-vis du reste du PSII, comme conséquence des traitements à la chaleur et à la phosphorylation il y a une conversion du PSna en PSIip et en LHCII libre. Cependant, les migrations latérales subséquentes différent complètement; dans le cas de la phosphorylation la population de LHCII dissociée migre vers les régions non-empilées laissant ainsi le reste du PSII dans les régions empilées. En contraste, après traitement à la chaleur le LHCII dissocié reste dans les régions empilées alors que le coeur du PSH et son antenne LHCII intimement liée migrent vers les régions non-empilées [cf. modèle de la figure 10 de Sundby et al. (1986)].
free LHC
PSIlp PSI +
PSI bound LHC PSI„
-0
PSI +
PS I bound LHC + free-LHC associated phosphorylated
l§. /^;Model comparing changes in ihc latéral distribution of PS II and LHC 11 between ihe appressed and non-appressed ihylakoid régions evoked by elevaied températures or phosphor>'laiion.
L’analyse des polypeptides de LHCII par l’électrophorèse bidimensionnelle sur gel de polyacrylamide en présence de SDS révèle que la LHCII dissociée est la même sous les deux conditions de phosphorylation et de hautes températures et que sa composition en polypeptides est différentes de celle du reste de LHCII [Larsson et Andersson (1985) ; Andersson et al. (1987)].
La raison de différence de comportement de migration de LHCII périphérique après
un traitement de phosphorylation ou un traitement à la chaleur est dûe selon Andersson et
al. (1987) aux changements des propriétés électrostatiques de LHCII et du complexe PSD
par des charges négatives introduites au cours du traitement de phosphorylation. H importe
de noter que l’apopolypeptide 25 kDa, d’une abondance relativement élevée au niveau du
pool périphérique de LHCII, présente une teneur en phosphate marqué trois fois plus élevée
que celle de l’apopolypeptide 27 kDa typique du pool de LHCII fortement lié [Andersson et
al. (1987)]. Bien que le polypeptide 25 kDa est très rapidement phosphorylé -comparé au polypeptide 27kDa- sa cinétique de migration est beaucoup plus lente et que cette migration semble être dépendante de la phosphorylation lente du polypeptide 27 kDa [Larsson et al.
(1987)]. La figure II [Larsson et al. (1987)] présente un modèle pour les propriétés hétérogènes et dynamiques de l’antenne du PSTI. Les auteurs suggèrent que
yiahen P
1
^ or high Itmp ^ I
______1________ •_________ 1______
pi)
i 1
LHC II LHCII ^ LHCII CP 29 CP» PSII
2S kOa 27 kOa \ 27 kOa 29 kOa 47.UkOa RC ________ A—
Pig. Il
Model of the hotcrogL'ncuus and dynamic organization of ihe lighi-har\t>ling anicnna of Photosyslem II. The com- parativcly wcak interaction between the peripheral and tightiy Sound (inner) subpopulation.s of LHC II will break us a resuit of répulsive charges appearing upon phosphorylation or elevated températures and the two LHC II piH)ls will dis.svH;iate(RC = reaction centre of Photosystem II).
