Transfert du manganèse vers l’appareil Photosynthétique II et confirmation des centres de biogénèse

L’équipe de Jörg Nickelsen, Professeur au Biocentre de l’Université Ludwig-Maximilian de Munich a révélé la présence d’une protéine de transfert du manganèse vers le photosystème II et a ainsi démontré l’existence des centres de biogenèse [1].

La photosynthèse est le processus grâce auquel les plantes et certaines bactéries synthétisent leur matière organique en exploitant la lumière du soleil. Ce mécanisme est à l’origine de la production d’oxygène alors rejeté par ces organismes phototrophes et donc de la vie sur terre telle que nous la connaissons. La photosynthèse a lieu dans des ensembles de molécules de chlorophylle connus sous le nom de photosystèmes. Chez les eucaryotes [2] la photosynthèse se déroule dans les photosystèmes I et II. Le photosystème II contient un domaine protéique responsable de l’oxydation de l’eau (système Z) et de l’émission d’oxygène. L’oxydation de l’eau s’effectue avec l’aide d’atomes de manganèse présent dans les centres réactionnels des photosystèmes. Jusque-là le processus permettant au manganèse de rejoindre le photosystème II était obscur.

L’équipe de Nickelsen a identifié une protéine de transfert, nommée Prat A (Processing associated Tetratico-peptide repeat) chargée de s’attacher aux atomes de manganèse et de les mener jusqu’au Photosystème II. Cependant ce transfert ne s’effectue pas directement dans la membrane des thylacoïdes mais dans une région spécifique de la cellule, celle reliant la membrane plasmique de la cellule et la membrane interne du thylacoïde. Selon Nickelsen, les sous-unités du photosystème II sont assemblées dans ces centres de biogenèse puis transportées vers leur site d’action dans la membrane des thylacoïdes. L’incorporation efficace du manganèse dans le photosystème II est essentielle pour assurer le clivage des protons et électrons de l’eau.

Selon Nickelsen, comprendre ce processus constitue un nouveau pas vers le développement de systèmes photosynthétiques artificiels pour la synthèse d’hydrogène et donc la production de carburant propre.

[1] Biogenèse : élaboration d’une substance biologique par et dans un organisme vivant

[2] organismes uni- ou pluricellulaires caractérisés par la présence d’un noyau et de mitochondries dans leurs cellules et se répliquant par mitose ou méiose contrairement aux procaryotes qui se reproduisent pas division simple.

 

Pour en savoir plus, contacts :

– Prof. Dr. Jörg Nickelsen- Département de Botanique, Biocentre de la LMU- tél. : +49 89 2180 7477 – email : joerg.nickelsen@lrz.uni-muenchen.de
– Publication originale: Initial Steps of Photosystem II de Novo Assembly and Preloading with Manganese Take Place in Biogenesis Centers in Synechocystis », The Plant Cell- publication en ligne, 02/2012 – http://www.plantcell.org/content/early/2012/02/06/tpc.111.093914
– « The plant PRAT proteins – preprotein and amino acid transport in mitochondria and chloroplasts » Plant Biology- edition spéciale – Dynamics and Regulation of Plant Membrane Transport, Volume 12, 21/06/2010 – http://redirectix.bulletins-electroniques.com/gK1PX
– Site internet du département de botanique du Biocentre de la LMU : http://www.botanik.bio.lmu.de/index.html
– « Production d’hydrogène à partir de cellules vivantes », BE Allemagne 445- 16/07/2009 – http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/59986.htm

 

Sources :

« Wie Mangan zum Photosyntheseapparat gelangt », communiqué de presse de la LMU – 8 /02/2012, http://redirectix.bulletins-electroniques.com/Z6LsQ

 

Rédacteurs :

Haoua Maïano, bfhz@lrz.tu-muenchen.de – https://www.science-allemagne.fr