Caractéristiques de l'incorporation d'acides aminés par les polysomes isolés du latex d'Hevea brasiliensis

CARACTl?RISTIQUES DE L’INCORPORATTON D’ACIDES AMINI% PAR LES POLYSOMES ISOLfiS DU LATEX D’HEVEA BRASILIENSlS MICHEL COUPE Laboratone

de Phystologre Vegetale, Faculte des Sctences, B P 4322, AbrdJan, Repubhque de Cbte d’lvotre

Acceptele 14 aoat 1973)

(Recu le 21 Jwu 1973

Key WordIndex-Heuea

et JEAN ~‘AUZAC

brasdwnsn,

Euphorbraceae, protein synthesis, rtboaomes, cell-free systems

Abstract-Ammo acrdmcorporatron by latex polysomes needs the presence of cofactors (K’, Mg’+), cytoplasmtc serum and GTP It 1s abolished by RNase but not by chloramphemcol Poly U Increases the incorporation rate R&urn&-L’mcorporahon d’actdes ammes par les polysomes du latex requtert la presence de cofacteurs (K*, Mg’+) de serum cytoplasmrque et de GTP Elle est abohe par la RNase mars non par le chloramphtmcol

INTRODUCTION

d’aades ammCs par des syst&mes acellulan-es de plantes est connue depuls longtemps IS2 NCanmoms k part les rksultats ntgatlfs de Melssner3 rlen n’avalt CtCfait concernant les systkmes lssus de plantes B latex Aprks avolr mls en Cwdence,4 dans le latex d’tieuea braszl~ems la prksence de polysomes susceptlbles d’mcorporer de la L-leucme dans des protkmes, nous avons &udlC les caractknstlques blochlmlques de cette synthtse L’analyse de ce systkme rev& une importance particuhbre SIl’on se rappelle que l’hCvCa,en phase d’exploltatlon, est sounus B une salgnke blhebdomadalre pouvant prodmre Jusqu’i 500 ml de latex &chaque fols I1 nous a done paru mtkressant de connaitre les condltlons optlmales dans lesquelles se rkalrse le renouvellement du contenu de la cellule latlclfkre et en partlcuher la blosynthkse de ses protkmes

L’INCORPORATION

RESULTATS

ET DISCUSSION

Les polysomes obtenus par notre mkthode ont les caractknsfiques suwantes (moyenne de 10 prbparatlons) Spectre d’absorptlon maxlmum 258 nm, mmlmum 236 nm (D02s8/D0235 Une umd de den& mg/ml La concentration

= 1,40,

ARN/Protkmes

= 1,04)

optlque correspond B une concentration en rlbosomes de 0,l en rlbosomes est obtenue par le dosage de YARN et des protkmes

’ STEPHENSON, M L, THMANN, K V et ZAMECNIK,P C (1956) Arch Bmhern 2 BOLLTFR D (19701 4~1 Ru Plmt Ph~trol 21, 91 ’ M~ISS\IK L (19661 flortr Ahw IsA, 634 4 COUPE, M et D’AUZACJ (1972) Coalpt Read 274, 1031 85

Blophys

65, 194

Des etudes antQleures5 ayant montre I’exlstence d’une glycolyse lmpol tdnte au sem du ldtex de l’htv6d dins1 que la prksence d’une fructokmase dctive,6 nous avons compare deux systkmes gknerateurs d’ATP l‘un classlque et l’dutre utlhsant la glycolyse du serum cytoplasmlque Les mcorporatlons ont ete respectlvement 2 36 et 2,41 pmol de L-leucme,mg nbosomes/mn Ces deux syst&mes sont done equivalents L’mcorporation est lintdlre en fonctlon du temps Jusqu’a 12 mn pour une COnCentrdtlOn en polysomes de 0 8 mg/ml dvec une concentration plus falble (0 4 mg/ml) l’mcorporatlon se poursuit lmeairement pendant du moms 15 mm Pour un temps d’mcorpordtlon de 12 mm on constate que 1 incorporation est proportionnelle d In concentration en nbosomes Ddns la suite de notre Ctude nous avons adopt& des temps d’incorporation dlldnt de 10 ;1 15 mm et des concentrations en rlbosomes Jdmais superieures d 0 5 mg,‘ml Le pH optimum de ld redction eat de 7.8 en tampon tris et de 7,5 en tnmpon tri6thdnolnmme Les mcorporntlons correspondantes sont respectlvement de 2.82 et 2 96 pmol de L-lcucme, mg ri bosomes ‘mn

Mgzt

mM

FIG 1 EFFET rx LA CONCENTRATION FU Mg’ + SLR L’IYCORPORATION L)E ‘SC-L-LL.r CIht PAR 1215 PO1 t SOW9 I’SOLLEt)I LAITY r) HI Cl I

Une telle mcorporatlon de leucme pdr les rlbosomes du latex necessite Id presence de cofacteurs (Mg2+. K+) de Serum cytoplasmlque (serum C) et d’energle (Tabledu 1) Mg’ L est strlctement indispensable, son optimum de 12 mM est tres algu (Fig 1) et correspond aux chlffres ordmdirement troule? pnr d’dutres duteurs,’ * 11eyt boisin de Id Loncentratlon habituelle du magnt%ium ddns le serum C K’ augmente fortement l’mcorporation Ld Fig 2 montre un optimum dssez large pour une concentration de 90 mM Cette vdleur est dssez elevee par rapport aux donnees habltuelles de Id htterature ’ ’I Elle dlffire senslblement de Id concentration du potdssium ddns le cerum C qui est de 30 mM I7

Incorporatlon

d’aades

arnmb

par les polysomes

du latex

87

Le s&-urn cytoplasmlque est nkcessalre B l’mcorporatlon mals un exc&s est mhlblteur (Fig 3) Un tel effet a dkja Cti: observt sur des polysomes lssus de cotykdons de pals I3 Le GTP augmente senslblement l’mcorporatlon mals n’est pas strlctement mdlspensable (Tableau 1) Cet effet est commun aux polysomes qm ne sont pas hautement purlfiees

0

I

I

I

I

2

3

Sirum

C,

mg

4

de protemes/ml

FIG 3 EFFET DE LA COYCENTRATION EN SERUM CYTOPLASMJQUE SUR L'IWORPORATION DE "C-~-~~~~~~~ PAR DESPOLYSOMESISOLESDU LATtX D'HEVEA pOUR2 SERUMS DIFFENTS

Le Tableau 1 montre que le chloramphemcol a concentration tlevCe (1 mM) n’a pas d’actlon sur l’mcorporatlon La prksence des 19 acldes ammCs non marquks n’est pas nicessalre Le &urn cytoplasmlque ou les rlbosomes dolvent en contemr suffisamment TABLFA~

I

CARACTFKI~TIQ~

Ad&Ions

ou omlsslons

Mlheu complet - 19 acldes ammes -GTP + chloramphemcol - ribosomes

1 mM

I 1~L I\~ORI'OR~TI~\ DI

"C-I.-LtUcIYFPARDESPOLYSOMES

Additions

Actlvlte (“/,) 100 99 48 98 1

+ -

ou onwslons

RNase 4 pg/ml Mg’+ K+ serum cytoplasmlque

ISOLESIX

LATFY

Actwlte

DHFVEA

(“/,)

6 2 15 10

L’addltlon d’aclde polyurldyhque (40 pg/ml) B notre systkme augment consldkrablement son actlvltt vls-2-w de l’mcorporatlon de 14C-L-phenylalanme qul passe de 1,5 B 7,l pmo@ng de nbosomes/mn I3 SWAIN,

R R et DEK~FR

E E (1969) Plant Physd

44,319

xx

M COUPF et J d’Au~.ic

I1 est mteressant de noter que les polysomes Isoles du latex d’hevea ont des caracterlstlques volsmes de ceux ISSUSd’dutres plantes L’actlon stlmulante du poly-U sur I’mcorporation montre que dans nos condltlons expknmentales In dlspombWC en ARN messager est le facteur llmltdnt prmclpal de l’mcorporatlon PARTIE

FXPERIMENTALE

Apres Id salgnee le latex d’~-irrru Artr~l~rn~$ (Kunth) Mull Arg es1 receuilh dans un recipient refroldl par de la glace Les polqsomes sont ~soles selon Id methode decrlte par Coupi et d’Auzdc 4 Le mlheu d’mcorpordtlon (0,5 ml) d Id cornposItIon smvdnte (concentr,itlon IA mM) Trls-WC1 (pH 7 8) 50, MgClz 10 KC1 90 mercapto-2ethdnol, 10, ATP 1 GTP 0 25, fructose 5 NAD 0 5 Na?HPO, 5, 19dclde ammes (moms Id leucme) 0 1 mM de chdque On y aJoute 0,2 mg de rlbosomes 0 25 110 de ’‘YZ-Lleucme (150 mQ,mmol) et (I,6 mg de serum Lqtoplasmlque mtrodult ~OUSforme d’unc poudre acetomque redhsce p,tt la methode de Coupe et u( I4 Le lavage des protemes marquees est f&t selon Id methode de Chmg” et leur rddiodctlvlte mesuree par scmtlllatlon en mlheu hqulde L’ARN est dose pdr Id methode de Schmidt et Thannhduser tnodtfiee pdr lilunro et Fleck I’ les protemeq pnr la methode de Lowry er n/ 1Dam une experience ie systeme fructose, NAD, Nd,HPO,, ATP, serum cytopldsmlque d ete rempldce par 4TP S mM pvruvdte kmase 40 /~g ml phosphoenol pyruvnte, 10 mM Remr~(~rr,zents-Nous remerclons 1’Instltut de Recherche sur le Cdoutchouc en Afrlque (I R CA ) qul d mls sa plnntatlon n notre dlsposltlon et le Commissarlat n I’Energle Atotmque (C E A ) qui nous a burni gracleusement les rddlolsotopes ” COLPL, M, PUJARWCLE, S et t~‘AlI7~~ J (1972) Phrvol

l’eg 10, 459

I 5 CHIUG T M (1970) P /u/~r P/f, vol 46, 475 lb MLF~RO H N et FLKh A (1966) ilr~ulv~t 91, 78 ” LOWRY 0 H Rosf BROI GH N J FARR A L et RAWJALL R I (1961) .I B/o/ C/WI

193, 265