Résumé
Les défensines de plantes appartiennent à la grande famille des peptides antimicrobiens impliqués dans l'immunité innée. Elles se caractérisent par leur richesse en cystéines et ponts disulfures et par leurs propriétés antifongiques. Cependant, d'autres activités biologiques ont également été décrites chez certaines défensines de plante. Ce travail poursuit l'étude d'une de ces activités annexes et notamment la propriété de conférer une tolérance cellulaire à un excès de zinc lorsqu'une défensine est exprimée dans la levure. La défensine d'Arabidospsis halleri, AhPDF1.1b est prise comme défensine modèle pour étudier le mode d'action des défensines dans cette activité très particulière. Dans un premier temps, la possibilité de chélation du zinc par AhPDF1.1b a été recherchée. Cette étude a nécessité la production de la protéine recombinante. La mise au point de cette production chez Pichia pastoris a été entreprise. Nous avons montré par des études de fluorimétrie et d'ESI-MS en conditions natives qu'il est en effet possible que la défensine AhPDF1.1b recombinante fixe plusieurs atomes de zinc, en particulier après réduction. Cependant la stabilité de ces complexes et la coordination du zinc restent à élucider. Dans un deuxième temps, une étude sur la réponse cellulaire de la levure à l'expression de AhPDF1.1b en condition d'excès de zinc a été menée. Lorsqu'elle est exprimée dans la levure, AhPDF1.1b n'est pas sécrétée mais accumulée dans le réticulum endoplasmique (RE) et des compartiments pré-vacuolaires, ce qui nous a conduit à étudier l'influence de l'expression de AhPDF1.1b et d'un excès de zinc sur le fonctionnement du RE. Il a été montré que le contrôle qualité du RE notamment l' UPR « Unfolded Protein Response » et l' ERAD « ER-associated degradation» sont augmentés lors de l'expression de AhPDF1.1b et d'une surcharge en zinc, ce qui concourt au mécanisme de tolérance au zinc. Enfin, dans un troisième temps, une analyse transcriptomique sur des levures exprimant AhPDF1.1b en conditions d'excès de zinc a été développée. L'expression de la défensine seule ne perturbe pas le profil d'expression des gènes. Par contre, en conditions de surcharge en zinc, elle permet de limiter certaines dérégulations de l'expression des gènes provoquées par l'excès de zinc. En conditions d'expression de AhPDF1.1b et d'excès de zinc, il y a une induction d'une réponse hypoxique et de façon surprenante, une surproduction très importante de l'ergostérol. Bien que beaucoup de choses restent à découvrir concernant le mode d'action de la défensine AhPDF1.1b, les résultats présentés dans cette thèse constituent un premier pas vers son élucidation.Mots clés : Défensine, Mode d'action, tolérance au zinc, toxine, réponses adaptatives, ergostérol, glycolyse.