Formation de flavonols hautement hydroxylés – HIGHERFLAVO

Ce projet concerne l’identification des gènes impliqués dans la formation des flavonols hautement hydroxylés présents dans les fleurs d’Asteraceae. Ces composés participent à la pigmentation jaune des pétales et jouent le rôle de guides nectarifères sous lumière UV pour les pollinisateurs. Les flavonols hautement hydroxylés possèdent des groupements hydroxylés supplémentaires en positions 6 et/ou 8 du cycle aromatique A et comportent des groupes méthyles et glycosyles sur diverses positions. Ce type de structure confère à ces métabolites secondaires des propriétés antioxydante, antivirale et des activités pharmacologiques variées basées sur leur capacité à piéger les radicaux libres. Bien que la biosynthèse du motif de base de type flavone est bien établie tant aux niveaux génomique qu’enzymatique, la genèse de ces flavonoïdes hautement hydroxylés et les enzymes impliquées dans leur formation (flavonol-6 ou 8-hydroxylases) et la dérivatisation de ces fonctions hydroxylées (méthyl- et glucosyltransférases) sont inconnues. De ce fait, l’absence d’information sur les enzymes responsables de ces transformations moléculaires n’a pas permis à ce jour de développer une approche de clonage par homologie de séquence. L’objectif de cette proposition Franco-Autrichienne (HIGHERFLAVO) est d'élucider les voies biosynthétiques conduisant à ces flavonols hautement hydroxylés en suivant une approche combinée de protéomique chimique quantitative et de biologie moléculaire. Cet objectif permettra d’identifier les enzymes impliquées dans ces modifications structurales additionnelles et les facteurs biochimiques déterminant leurs interventions. Cette combinaison des techniques, basée sur un séquençage de novo de peptides issus de protéines ciblées extraites de pétales d’espèces de la famille des Asteraceae, permettra de concevoir des amorces dégénérées destinées à isoler des clones d’ADNc à l’origine de ces protéines. Les enzymes recombinantes obtenues avec ces clones d’ADNc, éventuellement complétés par les techniques 3’ et 5’ RACE-PCR, seront utilisées par la suite pour produire ou modifier des flavonoïdes, mais également pour évaluer leur utilisation potentielle en tant que métabolites secondaires bioactifs ou comme molécules bio-inspirées pour un développement pharmaceutique. Techniquement, ce projet répondra à un certain nombre de questions importantes concernant notamment la pertinence de la protéomique chimique pour capturer des protéines membranaires ou encore l’étude de métabolons (un complexe multi-enzyme formé transitoirement entre les enzymes séquentielles d'une voie métabolique) à l’aide des interactions spécifiques de ces complexes avec les sondes moléculaires à base de flavonoïdes. L’objectif final de cette étude est d’établir la biosynthèse de ces flavonoïdes hautement hydroxylés au niveau génétique. Cette avancée permettra d’ouvrir la porte à des études futures sur le mécanisme de formation des guides nectarifères et le développement de fleurs ornementales.