Identification et caractérisation enzymatique des chainons moléculaires manquant dans la voie de biosynthèse des furocoumarines chez le panais (Pastinaca sativa)

Coordinateur du projet :

Prof. Frederic Bourgaud
Directeur du laboratoire Agronomie et Environnement

Dr Sandro ROSELLI -  Post-Doctorant

Partenaire :

Laboratoire Agronomie et Environnement
UMR 1121 Université de Lorraine – INRA
ENSAIA, 2 Avenue Forêt de Haye
F-54500 Vandoeuvre

Site web :  http://www.lae.inpl-nancy.fr/

Résumé :

Les furocoumarines sont des composés secondaires issus du métabolisme des phenylpropanoïdes et principalement distribués chez quatre familles de végétaux supérieurs : Apiacées (céleri), Moracées (ficus), Rutacées (citrus) et Fabacées (coronilles). Certaines de ces plantes, comme les Apiacées (carotte, céleri, persil) ou les Rutacées (Citrus), ont un intérêt agronomique évident. Chez ces espèces à usage alimentaire, les furocoumarines ont fait l’objet d’études car elles présentent un risque de toxicité majeur pour les consommateurs de ces produits végétaux. D’une manière plus générale, les plantes à furocoumarines présentent un intérêt fondamental dans le domaine de la biologie végétale dans la mesure où elles constituent un des modèles les mieux compris de co-évolution avec des insectes herbivores. Ces molécules de défense chez la plante sont utilisées en médecine pour soigner un certain nombre d’affections comme des maladies de la peau (bergaptène, utilisé contre le psoriasis), ou le traitement de cancers (xanthotoxine contre le lymphome T). L’équipe Métabolites Secondaires du Laboratoire Agronomie et Environnement cherche à caractériser au niveau moléculaire et enzymatique l’ensemble des réactions impliquées dans la voie de biosynthèse et ainsi à comprendre quels sont les processus évolutifs mis en œuvre dans leur apparition au sein des 4 familles de plantes phylogénétiquement très distinctes. Des éléments de réponses ont été apportés par l’identification de la psoralène synthase (Larbat et al JBC 2007) et de l’angélicine synthase (Larbat et al JBC 2009), enzymes appartenant à la famille des P450.
Le projet vise à la caractérisation de l’ensemble des enzymes de cette voie de biosynthèse particulière par la construction d’une banque BAC de panais et le repérage et séquençage des BACs porteurs des gènes recherchés. Les connaissances générées permettront de révéler le fonctionnement complet de la voie de biosynthèse des phénylpropanoïdes et de comprendre la manière dont les plantes appartenant à des familles très distinctes ont pu évoluer pour s’adapter à un environnement hostile en produisant le même type de molécules. A terme, cela pourrait également permettre par des approches de génie métabolique de moduler/améliorer la synthèse des furocoumarines dans des plantes transgéniques et ainsi générer des plantes transformées dédiées à la production de ces molécules à usage thérapeutique.

Publications :

- Bourgaud et al, Phytochemistry reviews 2006
- Larbat et al JBC 2007
- Larbat et al JBC 2009

Implication du CNRGV :

Responsable: Sonia VAUTRIN
Construction et Criblage d’une banque BAC de panais
Séquençage

 

Panais

Représentation schématique de la voie de biosynthèse des furocoumarines. Les flèches rouges correspondent à des étapes catalytiques P450 dépendantes