Les PRP

1.      Qu’est ce que les PRP: Pathogenesis Related Proteins

         Les protéines PR représentent un ensemble de protéines produites par les végétaux dont la production est fortement induite lors de l’infection.

Elles ont été détectées pour la première fois dans des feuilles de tabac réagissant de façon hypersensible à l’infection par le virus de la mosaïque du tabac (VMT). Depuis, elles ont été identifiées chez de nombreuses espèces végétales aussi bien mono que dicotylédones, mais c’est dans le tabac qu’elles sont le plus étudiées et le mieux caractérisées.

L’accumulation de ces protéines a été observée après infection par différents pathogènes mais aussi dans d’autres situations de stress (sénescence).

Les protéines PR se divisent en 14 familles selon :

-         la comparaison des séquences en acides aminés,

-         la détermination des relations sérologiques,

-         et, lorsqu’elles sont caractérisées, leurs fonctions ou propriétés biologiques.

2.     Propriétés et lieu de stockage des PRP

 Elles ont en commun des propriétés physico-chimiques particulières :

-         elles sont stables à pH acide.

-         elles sont très résistantes à l’action des protéases produites par la plante elle-même ou par les micro-organismes pathogènes.

Ces deux propriétés confèrent aux protéines PR une grande stabilité dans les environnements défavorables ou elles s’accumulent :

-         notamment dans les vacuoles

-         et les espaces intercellulaires occupés par le pathogène.

        Ces protéines sont supposées interagir directement avec des composés structuraux ou des enzymes impliquées dans le pouvoir pathogène de l’agresseur.

 3.     Différents mécanismes de défense

        Certaines PRP sont des glycosides hydrolases comme les chitinases ou les glucanases. Ces protéines sont capables de dégrader la paroi des champignons et des bactéries, libérant ainsi de petits fragments de chitine et de glucane. Ces oligosaccharides constituent alors des éliciteurs hétérologues de réaction de défense chez les plantes.

D’autres protéines PR ont des activités antifongiques en interagissant avec la membrane plasmique du pathogène.

Certaines sont des péroxydases qui interviennent dans l’insolubilisation des protéines et des composés phénoliques permettant ainsi le renforcement de la paroi.

 Les agents pathogènes sécrètent de protéases et des polygalacturonases qui dégradent la paroi des végétaux. La plante lutte contre ces facteurs d’agressivité en synthétisant des inhibiteurs de protéases et de polygalacturonases. Les polygalacturonases dégradent les pectines de la paroi végétale et libèrent ainsi des mono et des disaccharides. Les inhibiteurs de polygalacturonases synthétisés par la plante diminuent l’activité de cet enzyme et favorise ainsi la synthèse des fragments oligosaccharidiques qui ont un degré de polymérisation plus élevé. Ces oligosaccharides possèdent une activité élicitrice des réactions de défense.

 Ces protéines PR sont fortement synthétisées au niveau des cellules entourant les lésions nécrotiques.

De plus, il a été observé que les chitinases sont synthétisées au cours de la sénescence indépendamment d’attaque pathogène. En effet, si on retarde la sénescence avec des gibbérélines ou du CO₂, il y a réduction d’activité des chitinase. A contrario, si on accélère la sénescence avec de l’éthylène, on observe une augmentation de l’activité des chitinases.

4.     Transduction du signal

        La transduction du signal est permise par des éliciteurs. Ils ont été identifiés par leur capacité à induire au moins une des réponse typique de défense. Ces éliciteurs peuvent être issus de la plante : il sont alors nommés éliciteurs endogènes, ou des agents pathogènes, ils sont alors nommés éliciteurs exogènes. Ces éliciteurs interagissent avec un récepteur membranaire de l’hôte. On distingue des éliciteurs de nature :

-         Oligosaccharidiques

-         glycoprotéiques

-         peptidiques

-         lipidiques.

        Les oligosaccharides et b- glycoprotéines sont les plus connus.

5.     Exemple de transduction de signal

Chez la tomate : Il y présence d’une prosystémine au niveau de la paroi de la plante. Lors de blessure ou d’une attaque par un herbivore, il y a libération de la systémine, qui joue alors le rôle d’éliciteur endogène. Via les vaisseaux conducteurs, celle-ci se fixe  à un récepteur membranaire, ce qui va induire la mise en place d’une réaction permettant la synthèse d’acide jasmonique. Celui-ci permet l’activation de l’expression des gènes de protéines de défense.

Conclusion

Des recherches sont actuellement effectuées pour augmenter la résistance des plantes grâce à  leurs PRP. On mute volontairement les gènes de ces protéines, puis on les insère dans des levures pour tester la « nouvelle résistance ». Si la résistance est supérieure à la résistance induite par le gène normal, on le teste dans la plante d’origine.

Références, Bibliographie