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Découverte du fonctionnement d'une enzyme auxiliaire de la photosynthèse
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Des chercheurs de l'Institut Max-Planck de Biochimie (MPIB) de Martinsried (Bavière) ont réussi à caractériser une protéine méconnue jusqu'à présent, qui aide la photosynthèse des algues rouges (ou Rodophyta) : la Rubisco-Activase. "Nous avons pu décrypter sa structure et son mécanisme fascinant", explique Manajit Hayer-Hartl, chef d'équipe au MPIB. "La comparaison de son mécanisme avec celui des plantes vertes pourrait servir à développer des plantes plus efficaces". On pense notamment à la réduction de la photorespiration nocturne.
Plantes, algues et planctons transforment le dioxyde de carbone (CO2) et l'eau en oxygène et en sucre. Sans ce processus, appelé photosynthèse, la vie d'aujourd'hui serait impossible. La photosynthèse est donc l'un des processus biologiques les plus importants du monde végétal. Il est pourtant chez les plantes bien moins efficace qu'il le pourrait.
Au cours de la photosynthèse, une protéine joue un rôle clé, il s'agit de la Rubisco, de son nom complet ribulose-1,5-diphosphate carboxylase-oxygénase. Elle relie les molécules de CO2 et déclenche la transformation en sucre et en oxygène. Elle est ainsi l'une des protéines les plus importantes.
Comme le souligne Manajit Hayer-Hartl, "malgré son importance, la Rubisco commet plein d'erreurs". L'un des problèmes est que la Rubisco lie les mauvaises molécules de sucre, ce qui a pour effet d'inhiber son activité. Afin que la Rubisco puisse reprendre son travail, les molécules de sucres doivent être éliminées par une enzyme spéciale, la Rubisco-Activase. Les scientifiques du Max-Planck ont justement découvert l'existence de deux Rubisco Activase, l'une chez les plantes vertes et l'autre chez les algues rouges, qui ont évolué au cours du temps. Elles diffèrent par leur structure tridimensionnelle et leur mécanisme d'action.
Deux voies mènent à la reprise de l'activité Rubisco. La Rubisco-Activase des algues rouges répare la protéine Rubisco bloquée en tirant sur une extrémité de la protéine - comme quelqu'un qui tire sur ses lacets - le centre actif de la Rubisco s'ouvre et le sucre se libère. La Rubisco-Activase des plantes vertes fonctionne au contraire plutôt comme un étrangleur. Elle enserre la protéine Rubisco inactive et la contraint à libérer la molécule de sucre. "La compréhension de la structure et de la fonction des deux enzymes pourrait aider les plantes et les microorganismes à produire un travail efficace et ainsi transformer davantage de CO2 en biomasse", explique Manajit Hayer-Hartl.
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