Régulation redox de la photosynthèse dans une cellule de microalgue révélée par la Résonance Magnétique Nucléaire en temps réel – PhotOxIN

L’assimilation du CO2 par le cycle de Calvin Benson Basham (CBB) est dépendante de la lumière et de la disponibilité d’ATP et NADPH produits lors les phases photochimiques de la photosynthèse. Elle est inhibée à l’obscurité par l’oxydation des groupement thiols de certaines enzymes, un changement du pH dans le stroma du chloroplaste et des interactions protéines-protéines. L’objectif de ce projet est de comprendre les mécanismes moléculaires de la régulation d’enzymes du cycle CBB en tenant compte des nouveaux réseaux de transfert d’électrons récemment décrit et de l’environnement multiphasique du chloroplaste. En particulier, la glycéraldéhyde phosphate déshydrogénase (GAPDH) et la phosphoribulokinase (PRK) sont inhibées à l’obscurité par la formation d’un complexe ternaire avec une protéine médiateur redox, CP12. A la lumière, la protéine CP12 est désordonnée, le complexe se dissocie, et d’autre fonctions sont proposées pour la CP12 sur la base d’études in vivo. Bien que très solubles dans l’eau, les enzymes du cycle CBB sont localisées à proximité des membranes thylakoïdes et pourraient être influencées par l’encombrement moléculaire ou le confinement spatial. Il est donc nécessaire de tenir compte de l’environnement physico-chimique très encombré du chloroplaste pour étudier la régulation du cycle CBB. Nous proposons d’utiliser la RMN pour étudier les propriétés et transitions structurales de la CP12 dans le contexte cellulaire de la microalgue modèle Chlamydomonas reinhardtii. Afin de corréler ces transitions structurales au fonctionnement du cycle, des métabolites spécifiques du cycle seront également suivies par RMN haute résolution à l’angle magique (HR-MAS NMR). Ce tandem structure / métabolisme sera étudié à l’obscurité, à la lumière et lors de transitions obscurité/lumière grâce à des méthodes de RMN ultra-rapides.