transport du sulfate à travers la double membrane limitante, ou enveloppe, des chloroplastes...

BIOCHIMIE, 1979, 61, 1283-1292.

Transport du sulfate travers la double membrane limitante, ou enveloppe, des chloroplastes d'dpinard.

Gilles MOURIOUX et Roland DODGE.

(26-6-1979).

DRF/Biologie V(g~lale, CEN6 el USMG 85 X, 38041 Grenoble Cedex, France.

R6sum6. Summary .

Le sulfate, le thiosulfaie et le sulfite traver- sent l 'enveloppe des chloroplastes d'Ep,+nard par l'interm6diaire d'un transporteur. A l'obscu- rit6, le sulfate s 'accumule dans le stroma. Le transport pr6sente des caract6ristiques de saturation permettant de caiculer let Vmax (~ 25 ~moles .mg -1 ch l .h-L ~ 22oC) et le Km (2,5 raM). La vitesse de transpor~ n'est modifi6e ni par la lumi6re, ni par le pH du milieu ext& rieur.

Le phosphate est un inhibiteur comp~titif de la p6n~tration du sulfate (Ki : 0,7 raM). D'autre part, quand les chloroplastes sont pr6alable- ment charq6s en sulfate P S ] , le phosphate a/out6 dans le milieu ext6rieur provoque la sortie de celui-ci. Par cons6quent, le transport du sulfate a lieu par un contre-6chancje strict : pour chaque mol6cule de sulfate qui p6n~tre dans le stroma, une molecule de phosphate en sort, et vice-versa.

La p6n6tration du sulfate dans le chloroplaste, en 6chanqe du phosphate libre du stroma, provoque le ralentissement des photophosphorylations. Par cons6quent, le sulfate ajout6 au milieu ext6r/eur entralne l'arr6t du d6qaqe- ment d'O2, & la lumi~re en pr6sence de bicar- bonate, par des chloroplastes isoI6s.

Nous discutons la poss~bilit6 du transport du sulfate par l'interm6diaire du transporteur de phosphate, ou par l 'interm6diaire d'un transporteur sp6cifique.

M o t s - c l ~ s - C h l o r o p l a s t e ; T r a n s p o r t ; S u l f a t e ; P h o s p h a t e .

Evidence is presented for low rates of carrier- mediated uptake of sulphate, thiosulphate and sulphite into the stroma of the C3 plant Spina- cia o/eracea. Uptake of sulphate in the dark was followed usinq two techniques (1) uptake oi sulphate [35S] as determined by silicon oil centrifugal filtration and (2) uptake as indicated by inhibition of CO2-dependant O2 evolution rates after addition of sulphate,

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0,8

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1 2 3

1 (mM-l) SO42-

FIG. 1. - - C o n c e n t r a t i o n d e p e n d a n c e o f s u l p h a t e t r a n s p o r t into the ch lo rop la s t s trozna, and i n h i b i t i o n btl p h o s p h a t e .

T e m p e r a t u r e : 22C, d a r k n e s s . R e a c t i o n m e d i u m : m a n n i t o l 330 raM, EDTA 2 mM, MOPS 50 raM, pH 7.8.

Lis le des abrdv i a t i ons : MOPS : ac i de3 - (N -morpho - l i n o ) p r o p a n e s u l f o n i q u e ; EDTA : acide E thy l~nedia- m i n e td t raacdl ique ; PGA : ac i de -3 -phosphog l yc~r ique ; D H A P : d i h y d r o x y a e d t o n e p h o s p h a t e .

Sulphate, thiosulphate and sulphite were transported across the envelope leadincj to an accumulation in the chloroplasts. Sulphate

1284 G. M o u r i o u x et R. Douce .

transport had saturation kinetics of the Michae- lis-Menten type (Vmax : ~ 25 ~tmoles. mq -~ c h l . h -~ at 22°C ; Km : 2.5 mM). The rate of transport for sulphate was not influenced either by illumination or pH chanqe in the external medium. Phosphate was a competitive inhibitor of sulphate uptake by chloroplasts (Ki : 0.7 mM, fiq. 1). The rate of transport for phosphate ap- peared to be much hiqher than for sulphate. When the chloroplasts were pre-loaded with labelled sulphate, radioactivity was rapidly released after addition of phosphate into the external medium. Consequently, the transport of sulphate occurs by a strict counter-exchanqe :

for each molecule of sulphate enterinq the chloroplast, one molecule of phosphate leaves the stroma, and vice-versa.

The uptake of sulphate by isolated intact chloroplasts exchanqinq for internal free phosphate induced a lower rate of photophosphory- lation, which in turn inhibited CO~_-dependent O~ evolution.

The presence, on the inner membrane of the chloroplast envelope, of a specific sulphate carrier, distinct from the phosphate translocator, is discussed.

Key-words : Ch lorop las t ; T r a n s p o r t ; Su lpha te ; Phospha~.

I n t r o d u c t i o n .

La d o u b l e m e m b r a n e i i m i t a n t e des c h l o r o p l a s - tes , ou e n v e l o p p e , c o n s t i t u e u n e b a r r i 6 r e a p o l a i r e r i c h e en g a l a c t o l i p i d e s [1], et i n f r a n c h i s s a b l e p a r l a p r e s q u e t o t a l i t 6 de s m o l 6 e u l e s c h a r g 6 e s . La m e m b r a n e e x t e r n e de l ' e n v e l o p p e se l a i s se t r a v e r - s e r p a r t o u t e s les m o l 6 c u l e s , c h a r g 6 e s ou n o n , de p o i d s m o l 6 c u l a i r e i n f 6 r i e u r h 10 000 [2]. E l le se c o m p o r t e , p a r e o n s 6 q u e n t , c o m m e la m e m b r a n e e x t e r n e de s m i t o c h o n d r i e s [3]. E n r e v a n c h e , la m e m b r a n e i n t e r n e , d i s t i n c t e des t h y l a k o i d e s , es t u n e v 6 r i t a b l e b a r r i 6 r e p h y s i o l o g i q u e : g r h c e h la p r 6 s e n c e de t r a n s p o r t e n r s s p 6 c i f i q u e s de n a t u r e p r o t 6 i q u e , e l le c o n t r S l e t r~s 6 t r o i t e m e n t le p a s s a g e de c e r t a i n s a n i o n s e n t r e le c y t o p l a s m e de la cel- lu le et le s t r o m a des c h l o r o p l a s t e s I1, 21. A ce t 6ga rd , la m e m b r a n e i n t e r n e de l ' e n v e l o p p e se corn- p o r t e c o m m e la m e m b r a n e i n t e r n e des m i t o e h o n - d r i e s [1] .

Les p r i n c i p a u x t r a n s p o r t e u r s d 6 c o u v e r t s h ce j o u r s u r l ' e n v e l o p p e des c h l o r o p l a s t e s de p l a n t e s de t y p e C3 s o n t : le t r a n s p o r t e u r de p h o s p h a t e [4, 5] , le t r a n s p o r t e u r d ' a c i d e s d i c a r b o x y l i q u e s [4, 5] , le t r a n s p o r t e u r d ' a d 6 n i n e - n u c l 6 o t i d e s [6] e t le t r a n s p o r t e u r de g l ucos e [7].

D a n s le p r 6 s e n t t r a v a i l , n o u s m o n t r o n s que Fen - v e l o p p e des c h l o r o p l a s t e s con t r61e 6 g a l e m e n t t r6s 6 t r o i t e m e n t le p a s s a g e d u su l fa te . R a p p e l o n s e n effe t que d a n s les c e l l u l e s v6g6 ta le s c h l o r o p h y l - l i e n n e s , ce t a n i o n es t r 6 d u i t , h la l u m i 6 r e , d a n s le s t r o m a des c h l o r o p l a s t e s [8].

M a t 6 r i e l e t M 6 t h o d e s .

Prdparation des chloroplastes intacts : Les ehloroplastes in tae ts sont ex t ra i t s r ap idemen t de feuil les d 'Ep ina rd (Spinacia oleracea L.) gg6es de h a l t semaines

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environ, selon la mdthode de Jenssen et Bas sham [9] modifi~e pa r Heber [10]. Le poureentage de ehloroplastes in taets (elasse A dans la nomenc la tu re de Hall [I1]) pr6sents dans la suspens ion finale est cal- cul6 pa r la m6thode de Heber et San ta r ius [12]. Les suspensions r e n f e r m a n t moins de 85 p. cent de ehloroplastes in tac ts sont 61imin6es.

Prdparation des thylakoi'des : Les thy lakoides sont ob tenus en f a i s an t sub i r un choe osmot ique aux ehloroplas tes intaets . Pour ee faire, 500 txl de la suspension de ehloroplas tes in tae ts sont dilu6s dans 10 ml d 'eau distill6e. Dans ees condi t ions, l 'enveloppe ~clate, l ib6- r an t les thy lakoides a ins i que les enzymes du stroma. Apr6s quelques seeondes, l 'osmolar i t6 in i t ia le est r6ta- bl ie pa r l ' add i t ion de 10 ml du mi l ieu su ivan t : manni tol 500 mM, MgC12 10 raM, t a m p o n MOPS 50 raM, pH 7,6. Apr6s een t r i fuga t ion (120 see, 2 000 X g) le eulot est remis en suspens ion darts quelques gouttes du mi l ieu su ivan t : m a n n i t o l 250 raM, MgCl~ 5 mM, tampon MOPS 25 raM, pH 7,6 (mil ieu A). La pr6senee de Mg2÷ dans le mi l ieu emp~ehe le d6eroehement part ie] du fac teur de eouplage (CF~) de la surface externe des thylakoides au eours de la eent r i fugat ion .

Mesure du ddgagement d'O, induit par le bicarbo- nate : Les vi tesses de d~gagement d'02 pa r les ehloroplastes intaets, en pr6senee de b icarbonate , sont mesu- r6es, h 25°C, h l 'a ide d 'une ~leetrode de Clark. Le mi l ieu r~aet ionnel est le su ivan t : mann i to l 330 mM, EDTA 2 mM, t ampon MOPS 50 raM, pH 7,8, NaHCOa 10 mM K~_HPO~ 70 IxM, a jout6 jus te avan t l ' i l l umina t ion . La quant i t~ de ehloroplas tes correspond h une concentra- t ion de 70-80 Ixg de eh lo rophy l l es /ml . Le volume de la eellule est de 2,7 ml. Elle est ~elair~e St l 'a ide d 'un pro jee teur mun i d 'une lampe St halog6ne. Le faiseeau est coneentr6 sur la eellule pa r passage St t ravers un ba l lon de verre de 15 em de diam6tre, r empl i d 'eau. L ' in tensi t6 lumineuse au n iveau de la eellule est de 350 W.m-2. Les p repa ra t ions de ehloroplas tes qui p rdsen ten t une vi tesse de d~gagement d'O2 inf~r ieure St 40 ixmoles, m g - l c h l , h-1 sont ~galement ~limin6es. I1 eonvient pa r a i l l eurs de no te r que les cat ions Mg2* et Mn2+, eonseill6s pa r Jenssen et Bassham [9], ne sont pas ind ispensables an d6gagement d'Oe, indu i t pa r le CO2, pa r les ehloroplas tes isol~s.

Mesure des photophosphor!llalions : La composi t ion du mil ieu d 'essai pour la mesure des pho tophosphory- l a t ions est la su ivante : mil ieu A, ATP 150 lxM, phos-

T r a n s p o r t d u s u l f a t e

phate 1 h 15 raM, KCN 50 ,I~M, m6thylviolog~ne 100 ~M ; thylakoides, eorrespondant & 50 /xg de ehlorophyl les / ml. La consommat ion d'O2 h la lumi~re est mesur~e & l 'aide de l '6tectrode de Clark, dans les condit ions dfer i tes pr6e4demment. La s t imulat ion de la consommat ion d'02 est provoqu6e par r add i t i on d 'une quanti t6 l imi tante d'ADP au mil ieu r6actionnel. Les mesures du contrdle photosynthdt ique et du rapport ADP/2e- sout effectu~es selon Hall [13]. La presence de KCN dans le mil ieu permet d ' inhiber la eatalase qui conta- mine sporadiquement les p r@ara t ions de thylakoides.

Mesure da passage des anions & travers l 'enveloppe : Le passage du sulfate et du phosphate & t ravers l 'enveloppe des chloroptastes est suivi, ~ l 'obscurit6, h l 'aide de la technique de f i l t ra t ion-centr i fugat ion sur touche d 'hui le de silicone [14]. La composit ion du mil ieu r6aetiounel est la suivante : manni to l 330 raM, EDTA 2 raM, tampon MOPS 50 raM, pH 7,8. Ce milieu renferme en outre l 'une des substances radioactives suivantes : sulfate [35S] (2.106 dpm. ttmole-1), phosphate [z2P] (,,~ 2.106 dpm. i,mole-1), manni to l [1-14C] (1,5.104 dpm. ixmoleq), eau triti~e (104 dpm. ~d-1). 100 td de mil ieu r6actiouuel r eu fe rman t une quantit6 de ehloroplastes intaets correspoudant h 30 Ixg de ehlo- rophylles sont main tenus par tension superficielle dans la pa t t ie sup6rieure d 'un pet i t tube en poly6thyl6ne de 400 I~1 (Beckman). Le fond de ee tube renferme 20 ~tl d'acide perchlorique h 10 p. cent (v/v), sur lesquels repose une eouehe d 'hui le de silicone (Versilube F 50, General Electric). Au bout d 'un temps connu, le tube est rap idement soumis h une eentr i fugat ion (Microfuge B, Beckman, 20 see, 10 000 × g). La radioactivit6 totale pr6sente dans ta eouehe d'aeide perehlorique est mesu- r6e par scint i l lat ion l iquide (SL 4 000, Interteehnique). L 'ut i l i sa t ion successive de manni to l [1-14C] puis d 'eau triti~e permet de ddtermiuer avec pr6cision le volume d61imitfi par la membrane interne de l 'enveloppe des chloroplastes, et le volume de milieu r6actionnel entrain6 pass ivement par les organites au tours du passage & t ravers la eouche d 'huile de silicone [2]. Lors de l 'u t i l i sa t ion des anions marqu6s, la radioaet i- vit6 totale, corrigfe de la radioactivit6 entrain6e pas- s ivement par les chloroplastes, permet de connaitre la quantit6 de substance qui a travers6 l 'enveloppe. Connaissant 6galement le volume occup6 par le stroma, il est possible de calculer les concentrat ions en anions daus celui-ci.

Mesures diverses : La concentrat ion eu phosphate Iibre dans le s t roma est mesur6e par la technique de Martin et Dory [15]. Les chlorophylles sont dos6es sui- vant la m6thode d 'Arnon [16].

R~sultats.

P d n d t r a t i o n du s u l f a t e d u n s les c h l o r o p l a s t e s .

La f igure 1 m o u t r e que les c h l o r o p l a s t e s de c las- se A m a i n t e n u s h l ' o b s c u r i t 6 a c c u m u l e n t au c o u r s du t e m p s le su l fa te . Ce t te f igure m o n t r e en o u l r e que, h l ' 6qu i l i b re , le r a p p o r t des c o n c e n t r a t i o n s [ su l fa te ] i , t

d i t n i n u e & m e s u r e que la c o n c e n t r a - [ su l fa te ] ~.~t. t ion en su l fa t e a u g m e n t e d a n s le m i l i e u ex t6 r i eu r .

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d u n s Ies c h l o r o p l a s t e s . 1285

D a n s la g a m m e de c o n c e n t r a t i o n s u t i l i s6es , de 0,2 mM h 10 raM, la c o n c e n t r a t i o n m a x i m a l e en su l fa te t rouv6e d a n s le s t r o m a est en m o y e n n e de

5,28 mM

. / ~ 0,88 mM

mM

g mM

0 - 0 1 2 3

temps (rain) Fro. 1 . - Cindtiques de pdn~tration du sul fate dans

le s t roma des chloroplastes. Le milieu r6actionnel est d6erit dans Ie texte. Temp6-

rature : 22°C, obscurit6. Les valeurs h droite des courbes indiquent les concentrat ions en sulfate dans le milieu r6actionnel.

20 £

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cu.~- o

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.~ 5-

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[$042- ] dans le mi l ieu (mM)

Fie,. 2. - - Vitesse de pdndtration du sul fa te dans le s t roma des ehloroplastes en fonct ion de la concentration en sul fa te dans le mi l ieu rdactionnel.

Le milieu r~actionnel est d0crit dans ]e texte. Tem- pdrature 22°C, obscuritC

8 raM. Ce t t e d e r n i ~ r e v a l eu r p e u t c e p e n d a n t f luc- t u e r c o n s i d 6 r a b l e m e n t d ' u n e p r 6 p a r a t i o n de ch lo -

r o p l a s t e s h l ' au t re .

1286 G. M o u r i o u x el R . D o u c e .

La figure 2 mont re que la vitesse maximale de p6n6trat ion du sulfate dans le chloroplas te est de l ' o rd re de 25 .~moles. mg-~ c h l . h 1, gt 22°C. Le Km relat i f au t ranspor t du sulfate est voisin de 2,5 mM. D'autre part, la vitesse de p6n6trat ion du sulfate dans le chloroplas te est trbs sensible ~ la temp6- rature. Ainsi, fi 2°C, nous ne notons p ra t iquemen t pas d 'entr6e du sulfate.

Nous avons 6galement constat6 que ni la lu- mibre, n i l e pH du mi l ieu ext6r ieur (entre 6,5 et 9) n 'ont d 'effet sur la p6ndtrat ion du sulfate. Cepen- dant, la vitesse de p6n6trat ion et l ' accumula t ion du sulfate dans le s t roma d iminuen t r6gul ibrement au cours du v ie i l l i ssement des chloroplastes main- tenus h 0°C dans leur mi l ieu de suspension. I1 se pourra i t , alors, que le ra lent i ssement de la vitesse de p6nOra t ion du sulfate dans le s t roma soit imputable it une al t6rat ion ch imique discrete de l ' enve loppe au cours du viei l l issement , car, dans ces condi t ions, l ' int6grit6 phys ique de l ' enveloppe, d6termin6e par le test d 'Heber et Santar ius [12], demeure p ra t iquemen t inchang6e.

1 i :1

-°°1 / A -~ l r n M

~1 >

I / I I ! "

-1 0 1 2 3

1 ( r a M - l ) SO2-

FIG. 3. - - Inhibit ion comp#titive, par le phosphate, de la pdndtration du sulfate dans le stroma des ehloroplastes.

Le milieu r~actionnel est ddcrit dans le texte. Tem- perature 22°C, obscuritY.

Tous ces r6sultats ind iquen t que ie sulfate ne t raverse pas l ' enve loppe par s imple diffusion. Le main t ien de l '6qui l ibre des charges de par t et d 'aut re de l ' enveloppe impl ique que l'entr&e du sulfate soit compens~e par une sort ie en quanti t6

6quivalente d 'un autre anion. Or, en bon accord avec les r6cents t ravaux de Kaiser et Urbach [17], nous avons v6rifi6 que le s t roma des chloroplastes r ap idement isol6s r en fe rme une impor tan te concent ra t ion de phosphate (de l ' o rd re de 10 raM). Cette va leur peut 6galement f luctuer consid6rable- ment d 'une p repara t ion & l 'autre. I1 est donc pos-

120

c- O

100 E

~ 8o

~ 4o

ID

5_ "5 2O ¢/}

Pi:O

I i I

0 1 2 3

temps (rain)

,q6. 4. - - Sortie, induite par le phosphate, du sulfate aceumul~ dans les ehloroplastes.

Le milieu r~aetionnel est d6crit dans le texte. Tem- perature 22°C, obscurit& Dans une premibre 6tape, les chloroplastes sont eharg6s en sulfate (5 min dans le milieu r6aetionnel contenant K 2 3 5 S O 4 , 1 mM; 22°C, obscuritd). Ils sont ensuite eollect~s par centr:fugation (90 sec, 2 000 xg). Le culot est remis en suspens'on clans le milieu d~pourvu de sulfate. La mesure de la sortie du sulfate est effectu4e par la technique de flltration-centrifugation sur couche d'huile de silicone (voir texte). La radioactivit4 est mesur4e dans la couche d'aeide perchlorique.

Noter qu'en l'absence de phosphate dans le milieu extdrieur, la concentration en sulfate clans le stroma demeure constante au conrs du temps.

Pi : phosphate inorganique.

sible que l'entr&e du sulfate dans le chloroplas te soit compens4e par une sortie en quanti t6 6quiva- lente de phosphate . L ' examen des figures 3 et 4 confi rme tout h fair cette hypoth~se. En effet, la figure 3 d6montre que l 'entr6e du sulfate est inhi- b6e de mani~re comp6t i t ive par le phosphate (Ki : 0,7 mM). D 'aut re part, la figure 4 montre que le phosphate ajout6 au mil ieu ext6r ieur p rovoque la sort ie rapide du sulfate pr6al-~blement accumul6 dans le stroma.

Nous avons 6galenlent monlr6 que les anions thiosulfate el sulfite inh iben l de mani~re compS-

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T r a n s p o r t du s u l f a t e dans les c h l o r o p l a s t e s . 1287

t i t i v e l ' e n t r 6 e d u s u l f a t e d a n s le s t r o m a ( r 6 s u l t a t n o n m o n t r 6 ) . I1 s e m b l e p a r c o n s 6 q u e n t que le sul- fa te , le t h i o s u l f a t e et le sul f i te s o n t m a n i p u l 6 s p a r le m 6 m e t r a n s p o r t e u r . N o u s a v o n s d ' a i l l e u r s v6r i -

L a f igure 5 m o n t r e que la p h o t o s y n t h 6 s e effec- tu6e p a r des c h l o r o p l a s t e s i so l6s i n t a c t s est to ta - l e m e n t i n h i b 6 e p a r l ' a d d i t i o n au m i l i e u r 6 a c t i o n - ne l des a n i o n s su l fa t e , t h i o s u l f a t c et sulf i te , "h la

/ - - 1 5 / 1 0 ~

-- ~ ~ \Pi IO01JM f - Pi ~oo.M / " ~o

/'K2S04 2raM /'K2S203 2mM /'K2S03 2raM

j _,/J FI6. 5. - - Effets du sulfate, du thiosulfate et du sulfite sur le ddgage-

ment d'O~, induit par le CO=, de ehloroplastes isolds. Le mil ieu rdact ionnel est d~crit dans le texte. Tempera tu re 25°C.

Concent ra t ion en phospha te inorgan ique au d~but de la r~action : 70 ~tM. In tens i t6 lumineuse : 350 W.m-2. Les va leurs h gauche des courbes ind iquen t la vi tesse de dSgagement d'02, en ~moles .mg-lchl . h-1.

Noter que l ' i nh ib i t i on indui te pa r le sulfite s ' ins ta l le plus r ap idemen t que celle provoqu6e pa r le su l fa te ou le th iosul fa te . La pr6sence des cat ions Mg2+ ou Mn2+ dans le mi l ieu r6act ionnel ne modifie pas les vitesses de d~gagement d ' O 2 par les ehloroplas tes isol~s. Cependant, Mn2÷ provoque une oxydat ion spontan~e du sulfite, cette oxydat ion s 'aceom- pagne d 'une consommat ion rapide d'O~ (r6sul tat non montr$) .

Dans t o u s l e s cas, ]e phosphate , h une concent ra t ion de 100 ~tM, re l ive en par t ie l ' i nh ib i t ion . L 'add i t ion de concent ra t ions sup6rieurcs de phospha te ne rel6ve pas l ' i nh ib i t ion . Dans ces condit ions, en effet, cet an ion provoque une sort ie rapide du PGA et des t r ioses phospho- ryl6s, pa r l ' i n te rm6dia i re du t r a n s p o r t e u r de phosphate , et empSehe a ins i la reprise de la photosynthbse .

L : i l l um i na t i on ; Pi : phospha te inorganique.

fi6 que le t h i o s u l f a t e a jou t6 au m i l i e u e x t ~ r i e u r p e r m e t la s o r t i e d u s u l f a t e a c c u l n u l 6 d a n s le c h l o - r o p l a s t e ( r 6 s u l t a t n o n m o n t r ~ ) .

Inhib i t ion de la photosynth~se par le sulfate, le thiosulfate et le sulfite.

I1 es t b i e n c o n n u h p r 6 s e n t q u e le p h o s p h a t e j o u e u n r61e e s s e n t i e l d a n s la f i x a t i o n d u CO 2 : l ' 6 p u i s e m e n t d u c o n t e n u e n p h o s p h a t e d u s t r o m a e n t r a i n e l ' a r r 6 t des p h o t o p h o s p h o r y l a t i o n s et, p a r c o n s 6 q u e n t , de la f i x a t i o n d u CO 2. N o u s d e v o n s d o n c n o u s a t t e n d r e h ce que , a u n i v e a u des ch lo - r o p l a s t e s i so l6s de c l a s se A, les a n i o n s su l fa t e , t h i o s u l f a t e et sul f i te m o d i f i e n t c o n s i d 6 r a b l e m e n t la v i t e s s e de d 6 g a g e m e n t d 'O 2 i n d u i t p a r le CO 2, p u i s q u e ces a n i o n s v i d e n t le s t r o m a de s on c o n t e - n u en p h o s p h a t e .

BIOCHIMIE, 1979, 61, n ° 11-12.

c o n c e n t r a t i o n de 2 mM. D a n s les t r o i s cas , n o u s c o n s t a t o n s que l ' a r r 6 t de la p h o t o s y n t h 6 s e s ' i n s - ta l le a p r 6 s u n e p h a s e de l a t e n c e p l u s ou m o i n s p r o l o n g 6 e . P a r a i l l eu r s , l ' i n h i b i t i o n d u d 6 g a g e m e n t d 'O 2 p r o v o q u 6 e p a r ces t r o i s a n i o n s es t e n p a r t i e r e l ev6e p a r des a d d i t i o n s de p h o s p h a t e d a n s le mi - l i eu e x t 6 r i e u r (fig. 5).

La t e c h n i q u e de f i l t r a t i o n - c e n t r i f u g a t i o n s u r c o u c h e d ' h u i l e de s i l i c o n e n o u s a p e r m i s de m o n - t r e r que le p h o s p h a t e i n h i b e de m a n i b r e c o m p 6 t i - t i r e la p 6 n 6 t r a t i o n d u su l f a t e d a n s le c h l o r o p l a s t e . La f igure 6 c o n f i m n e l ' e x i s t e n c e d ' u n e c o m p 6 t i t i o n e n t r e ces a n i o n s : l o r s q u e la c o n c e n t r a t i o n en p h o s p h a t e p r e s e n t d a n s le m i l i e u e x t 6 r i e u r au d6- b u t de la r 6 a c t i o n es t doub!6e , la c o n c e n t r a t i o n e n su l f a t e n 6 c e s s a i r e p o u r o b t e n i r u n e i n h i b i t i o n de 50 p. c e n t du d ~ g a g e m e n t d 'O 2 do l t O r e doub l6e .

1 2 8 8 G. M o u r i o u x e t R . D o u c e .

Ces r 6 s u l t a t s c o n f i r m e n t en les 6 t e n d a n t des ob- s e r v a t i o n s a n t 6 r i e u r e s e f f ec tu6es p a r B a l d r y et al. [18].

m a t i o n d 'O 2. L o r s q u e t o u t I 'ADP a 6t6 p h o s p h o - ry l6 en ATP , la v i t e s s e de la e o n s o m m a t i o n d 'O 2 se r a l e n t i t . P a r a i I l eurs , la v a l e u r d u r a p p o r t

50 nm_oles 02 /

o. , . , . ,

® ® ©

Pi 33 pM Pi 66pM Pi 132 pM

FIG. 6 . - Mise en duidence d 'une compet i t ion entre le phosphate et le su l fa te an niveau du ddgagement d'Ot, indui t par le COt, par les ehloroplastes isolds.

Le mil ieu r6aet ionnel est d6erit dans le texte. Tempera tu re 25°C; intensi t6 lumineuse : 350 W.m-2. Concentra t ion en phospha te au ddbut de la r~aetion :

A : 33 tLM. B : 66 p.M. C : 132 p.M. Les va leurs h gauche des eourhes ind iquen t la vitesse de ddgage-

ment d'O2, en ttmoles, mg-lehl , h-1. Noter que l ' i nh i b i t i on de 50 p. cent du ddgagement d'O_. est obtenue

[ sulfate] pour u n r a p p o r t cons tan t dans ]e mi l ieu ext~rieur : il y a

[phosphate] eomp6t i t ion entre ees anions . En bon accord avee les t r avaux de Walke r [27], on peut d ' au t re pa r t noter qne la phase de la tence (temps compris en t re l ' i l l um i na t i on et le m o m e n t oil le d~gagement d'O= a t t e in t sa vitesse maximale) augmente avec la concent ra t ion en phospha te darts le mi l ieu ext6rieur. Pa r ai l leurs , la vitesse max ima le de d~gage- merit d'O._, d6pend de la concen t ra t ion in i t ia le en phosphate . Pour le trae~ B, la concent ra t ion en p h o s p h a t e (66 ltM) est proehe de la concen- t r a t ion optimale.

L : i l l um i na t i on ; Pi : phospha te inorganique.

L ' i n h i b i t i o n , p a r le su l fa te , d u d 6 g a g e n l e n t d 'O 2 p a r des c h l o r o p l a s t e s i n t a c t s en p r 6 s e n c e de CO 2 es t s a n s d o u t e i m p u t a b l e h la b a i s s e de la t e n e u r en p h o s p h a t e d u s t r o m a . I1 se p o u r r a i t c e p e n d a n t que le su l f a t e i n h i b e p l u s s p 6 c i f i q u e m e n t u n e ou p l u s i e u r s 6 t a p e s des m 6 c a n i s m e s de la p h o t o s y n - thbse . L ' e f f e t d u s u l f a t e s u r les t r a n s f e r t s d '61ec- t r o n s et su r les p h o t o p h o s p h o r y l a t i o n s es t m o n t r 6 s u r la f igure 7. A la l u m i ~ r e , e n p r 6 s e n c e de m6- t h y l v i o l o g ~ n e , n o u s a s s i s t o n s h u n e c o n s o m m a t i o n d 'O 2 p a r les t h y l a k o i d e s , d o n t la v i tesse , v a r i a b l e d ' u n e p r 6 p a r a t i o n h l ' a u t r e , es t i m p u t a b l e h la fu i t e p a s s i v e des p r o t o n s de l ' e s p a c e i n t e r n e des t h y l a k o i d e s v e r s le m i l i e u e x t 6 r i e u r . L ' a d d i t i o n au m i l i e u r 6 a c t i o n n e l d ' u n e q u a n t i t 6 l i m i t a n t e d ' A D P p r o v o q u e u n e acc616 r a t i on de la c o n s o m -

BIOCHIMIE, 1979, 61, n ° t1-12.

A D P / 0 (ou M ) P / 2 e - ) , 6 q u i v a l e n t au r a p p o r t P / 0 des m i t o c h o n d r i e s , p e r m e t de c a l c u l e r le n o m b r e de << s i t e s de p h o s p h o r y l a t i o n >> l o r s q u ' u n e p a i r e d ' 6 1 e e t r o n s p a r c o u r t l es d e u x p h o t o s y s t ~ m e s . E n b o n a c c o r d a v e c les r 6 c e n t s t r a v a u x de H a l l [13], n o u s t r o u v o n s u n e v a l e u r de ce r a p p o r t v o i s i n e de 2 p o u r des c o n c e n t r a t i o n s e n p h o s p h a t e d a n s le m i l i e u r 6 a c t i o n n e l r e l a t i v e m e n t 61ev6es (fig. 7E).

La f igure 7 m o n t r e e n o u t r e q u e p o u r les f o r t e s c o n c e n t r a t i o n s e n p h o s p h a t e (~ p a r t i r de 5 mM), le su l fa te , & la c o n c e n t r a t i o n u t i l i s6e (15 raM), es t p r a t i q u e m e n t s a n s effet s u r la v a l e u r d u r a p p o r t A D P / 0 a i n s i que s u r ce l le du con t r61e p h o t o s y n - t h 6 t i q u e ( c ' e s t -~ -d i r e le r a p p o r t e n t r e la v i t e s s e de e o n s o m m a t i o n d 'O 2 en p r 6 s e n c e d ' A D P et ce l le en

Transport du sul fate dans les ehloroplastes. 1 2 8 9

a b s e n c e d ' A D P [19]). E n r e v a n c h e , p o u r les f a i b l e s c o n c e n t r a t i o n s en p h o s p h a t e (2 mM et a u - d e s s o u s ) , le s u l f a t e p r o v o q u e u n e d i m i n u t i o n m a r q u 6 e d u r a p p o r t A D P / 0 . La d i m i n u t i o n o b s e r v 6 e es t d ' a u - t a n t p l u s f o r t e que la c o n c e n t r a t i o n en p h o s p h a t e

t e i n d r e u n e v a l e u r p o u r l a q u e l l e le s u l f a t e a u n effe t i n h i b i t e u r s u r les p h o t o p h o s p h o r y l a t i o n s . D a n s ces c o n d i t i o n s , la p h o t o s y n t h b s e es t r a l e n t i e , e t p e u t m 6 m e s ' a r r 6 t e r p a r d 6 f a u t d ' A T P d a n s le s t r o m a .

__•A/L /L /L ) _

_ ~ ~ ~ ~ 5 4 ~ A D P / O 1,7 ~ o ~ A D P / O ' I 7 64\ AOP/O. ta \AOP/O:O.9 ~ \ "~ \ " " -- 47k " 21~ 17~ 50nm°les 02

3 0 ~ 2~1, 49~oP/o:t. 7 "" 51~t)p/o. t 6

47~ A°p/°: t 3 19~N H4C, ~36~o'/o:,.8 39~,NH40 I ov, / ,,\- \

02:0 ~- ~ ~ ~ FIo. 7. - - Effets du sulfate sur les photophosphorylations.

Le mil ieu r6act ionnel est d6crit dans le texte. Temp6ra ture 25°C; in tensi t6 lumineuse : 350 W.m-2. Les va leurs h gauche des courbes ind iquen t la vi tesse de consommat ion d'O:, en ~moles.mg-lchL h-L

A, B : le mi l ieu eont ient 2 mM de phosphate . A : t6moin ; B : + K~SO~ 15 mM. le su l fa te d i m i nue la va leu r du rappor t ADP/O.

C, D : le mi l ieu cont ien t 15 mM de phosphate . C : t6moin ; D : q- K~SO4 15 mM. Darts ce cas, le su l fa te est sans effet sur la va leur du rappor t ADP/O. Chaque add i t ion d'ADP correspond h 200 nmoles. NH4C1 est ajout~ ~ une concent ra t ion de 5 mM. Noter que le sulfate ne modifie pas la vitesse de t r anspo r t des 61ectrons apr6s addi t ion au mi l ieu de NH4CI, qui suppr ime le g rad ien t de pH de par t et d ' au t re de la m e m b r a n e des thylakoides .

L : i l lumina t ion .

d a n s le m i l i e u e x t 6 r i e u r es t p l u s fa ib le . Ces r6su l - t a t s s ' a c c o r d e n t a v e c c e u x de Ha l l e t T e l l e r [20], q u i o n t no t6 u n e c o m p 6 t i t i o n e n t r e le s u l f a t e et le p h o s p h a t e au n i v e a u des p h o t o p h o s p h o r y l a t i o n s .

Les ef fe ts d u s u l f a t e s u r les p h o t o p h o s p h o r y l a - t i o n s p e u v e n t p a r c o n s 6 q u e n t e x p l i q u e r , au m o i n s e n p a r t i e , l ' i n h i b i t i o n , p a r ce t a n i o n , d u d6gage- m e n t d 'O 2 ~ la l u m i ~ r e p a r les c h l o r o p l a s t e s de c l a s se A e n p r 6 s e n c e de CO 2. E n effet , le s u l f a t e p 6 n ~ t r e d a n s le c h l o r o p l a s t e p a r u n m 6 c a n i s m e d u t y p e 6 c h a n g e - d i f f u s i o n c o n t r e u n e q u a n t i t 6 6qui - v a l e n t e de p h o s p h a t e . T r~s r a p i d e m e n t , le r a p p o r t

[ su l f a t e ] a u g m e n t e d a n s le s t r o m a , j u s q u ' h at-

[ p h o s p h a t e ]

BIOCHIMIE, 1979, 61, n ° 11-12.

Le transporteur de phosphate et le passage du sulfate ~ travers reaveloppe.

Fl i igge et H e l d t [21, 22, 231 o n t d 6 m o n t r 6 l ' ex i s - t e n c e , s u r la m e m b r a n e i n t e r n e de l ' e n v e l o p p e , d ' u n e p r o t 6 i n e de p o i d s m o l 6 c u l a i r e 30 000, i m p l i - qu6e d a n s le t r a n s p o r t d u p h o s p h a t e , d u PGA et de l a D H A P . Ces m o l 6 c u l e s t r a v e r s e n t l ' e n v e l o p - p e p a r u n m ~ c a n i s m e d u t y p e ~ c h a n g e - d i f f u s i o n . La s o r t i e d ' u n e m o l e c u l e de p h o s p h a t e , de PGA ou de D H A P est c o m p e n s 6 e p a r l ' e n t r ~ e d ' u n e mol6- cu le de p h o s p h a t e , de PGA ou de DHAP. Les K m de t r a n s p o r t d u p h o s p h a t e , d u PGA et de la D H A P s o n t r e s p e c t i v e m e n t de 0,30, 0,14 et 0,08 raM, et les v i t e s s e s de t r a n s p o r t p o u r ces t r o i s m o l 6 c u l e s

1290 G. Mour ioux el R. Douce.

9 0

o "T o~ 80 E

c 7 0

~ 6o

~ 5o

40

100 - ®

~ ' ~ _ . t@moin .~ t@moin 8 o - . -

• ~ / DHAP

--~ 40- •

@ •

/\ ~ 20 ,

Pi lmM

i i , t 0 t i !

10 20 30 40 20 40 60

temps (sac) temps (sec)

®

FIG. 8. - - Echanges sul fate-PGA ~ travers l 'enveloppe des chloroplastes. Le milieu r~actionnel est d6crit dans le texte. Temp6rature 22°C, obscu-

tit@ A. Sortie, induite par le PGA, du sulfate pr6alablement accumu]6 duns les chloroplastes. Le proeessus exp4rimental est d~crit sous la figure 4. Noter que la vitesse de sortie du sulfate induJte par le phosphate est plus rapide que eelle induite par le PGA.

B. P6n6tration du sulfate darts les chloroplastes pr6alablement charg6s en PGA ou en DHAP. Avant d'effectuer la cin@tique de p6n6tration du sulfate, les ehloroplastes ont 6t$ mis en pr6sence de PGA ou de DHAP (2 mM clans le mil ieu r@actionnel, pendant 5 min, 4°C, obscurit6), puts collect6s par eent r i fugat 'on (90 sec, 2 000 × g) et lav4s dans le milieu r6aetionnel d6pourvu de ces anions. Dans ces cond' t ions, le phosphate libre du s t roma a 6t6 @chang6 avec le PGA ou la DHAP (5, 24). Noter que le sulfate p6n@tre plus rap idement dans le s troma ]orsque ce dernier con- t ient du phosphate (t6moin).

Pi : phosphate inorganique.

t - O

v 60 E ~9 O9

"6

4O

temoin

/ / * - - +K2SO 4

7 m M C A ~ A

@ 20 / S t~

t -

i a. 0 ~- j

0 1 2 temps (min)

FIG. 9. - - In f luence du su l fa te sur la vilesse de pdndtration du phosphate duns le s t roma des chloroplastes & 2~C.

Le milieu r@actionnel est d4crit dans le texte. Obscu- rit4. Concentrat ion en phosphate [ 3 2 p ] : 0 , 3 mM.

Le phosphate, et le sulfate ou le PGA, sont ajout~s s imul tan~ment au milieu r~actionnel. Noter que le sulfate, cont ra i rement au PGA, ne modifie p ra t iquement pus la vitesse init iale de p~ndtration du phosphate duns le stroma.

s o n t de l ' o r d r e de 300 t ~ m o l e s . m g -1 c h l . h -1, h 20o,C [24].

D ' a p r 6 s les r6su l t a t s que n o u s v e n o n s d ' e x p o s e r , il s e m b l e r a i t que le t r a n s p o r t e u r de p h o s p h a t e p u i s s e c a t a l y s e r 6 g a l e m e n t le p a s s a g e des a n i o n s su l fa te , t h i o s u l f a t e et sulf i te h t r a v e r s l ' e n v e l o p p e des c h l o r o p l a s l e s . Duns le hu t de s a v o i r si le sul- fa te p 6 n 6 t r e duns le s t r o m a p a r l ' i n t e r m d d i a i r e du t r a n s p o r t e u r de p h o s p h a t e ou g r a c e h u n t r a n s - p o r t e u r sp6c i f ique , les e x p 6 r i e n c e s s u i v a n t e s on t

6t6 r6al is6es .

Nous a v o n s m e s u r 6 p a r f i l t r a t i o n - c e n t r i f u g a t i o n les 6 c h a n g e s su l f a t e -PGA ou DH&P, et v i ce -ve r sa . E n effet , s i ces 6 c h a n g e s s ' e f f e c t u a i e n t h u n e v i tes - se an a l o g u e h ce l le de l ' 6 c h a n g e s u l f a t e - p h o s p h a t e , ce la r e n f o r c e r a i t l 'hypoth@se se lon l aque l l e le pas - sage du su l fa t e fi t r a v e r s l ' e n v e l o p p e es t ca ta lys6 p a r le t r a n s p o r t e u r de p h o s p h a t e . P a r c o n t r e , 1'ab- s e n c e d ' 6 c h a n g e su l f a t e -PGA ou D H A P s e r a i t une i n d i c a t i o n de 1 ' ex i s t ence d ' u n t r a n s p o r t e u r sp6ci - f ique de sul fa te . La f igure 8A m o n t r e que le PGA s ' 6 c h a n g e avec le su l fa te p r 6 a l a b l e m e n t a c c u m u l 6 d a n s le c h l o r o p l a s t e . C e p e n d a n t , la v i t e s se de ce t 6 c h a n g e es t n e t t e m e n t p l u s f a ib le que ce l le de l ' 6 c h a n g e p h o s p h a t e - s u l f a t e . R 6 c i p r o q u e m e n t , la

BIOCHIMIE, 1979, 61, n ° 11-12.

T r a n s p o r t du su l fa t e clans les ch loroplas tes . 1291

figure 8B mont re que le sulfate s '6change avec le PGA ou la DH,AP pr6alablement accumul6s dans le chloroplaste . L~ encore, cependant , la vitesse ini- t ime de p6ndtrat ion du sulfate dans le chloroplaste, en 6change avec le PGA ou la DHAP, est plus faible que la vilesse ini t ia le de l '6change sulfate-phosphate.

120"

lOO-

J

E

~ 80" E c

v

E 2 60'

~ 40-

g o

~ 20-

j , -

/ t@moin

~ / ~ o ~ + K 2 S O 40,5mM

1raM

a c

0 o ;

temps (min) Fro. 10. - - Influence dn sulfate sur la vitesse de

pdn~tration du phosphate dans le stroma des chloroplastes, dt 25oC.

Le milieu r~actionnel est d~crit darts le texte. Obscu- rit6. Concentration en phosphate [32p] : 0,1 mM.

Le phosphate, et le sulfate ou le PGA, sont ajout6s simultan~ment au milieu rdactionnel. La lente ddcrois- sanee de la concentration en phosphate dans le stroma apr~s 20 sec reticle sans doute l'6change sulfate-phosphate qui tend ~ vider le ehloroplaste de son contenu en phosphate.

Dans une deuxi6me 6tape, nous avons cherch~ inhiber , par Ie sulfate, la p6n6trat ion du phos-

phate darts le chloroplaste . En effet, si la p6n6tra- l ion du sulfate 6tail catalys6e par le t ranspor teur de phosphate , on devra i t pouvoi r inh iber de ma- ni6re comp6t i t ive l '6change phosphate-phosphate par le sulfate. La figure 9 mont re que, ~ 4°C, le sulfate, ~ une concen t ra t ion dix lois sup6rieure celle du phosphate, est p ra t iquemen t sans effet sur la vitesse ini t ia le de p6n6trat ion de celui-ci dans le chloroplaste . En revanche, le PGA fi la m~me concent ra t ion , et comme l 'a montr6 Heldt [5], inhibe for tement la p6n~trat ion du phosphate . Lorsque la m6me exp6r ience est r6p6t6e ~ 25°C,

on assiste tout d 'abord, en pr6sence de sulfate, un 6change ex t r6mement rap ide phosphate-phosphate (fig. 10). A c e t t e temp6rature, la vitesse ini- t iale de cet 6change n 'est p ra t iquemen t pas affec- t6e par de fortes concent ra t ions en sulfate dans le mi l ieu ext6rieur. Ensuite, on observe une lente d6- croissance de la concen t ra t ion en phosphate dans le stroma. Cette d6croissance est d 'autant plus ra- p ide que la concen t ra t ion en sulfate dans le mi- l ieu ext6r ieur est plus 61ev6e. Elle refl6te sans an- curt doute l '6change beaucoup plus lent sulfate- phosphate qui tend alors /~ v ider len tement le chloroplas te de son contenu en phosphate . Cette d6croissance n 'est pas observ6e ~ 4°C (voir fig. 9). A cette temp6rature, en effet, comme nous l ' avons pr6c6demment not6, la vitesse de p6n6trat ion du sulfate est ex t r6mement faible.

D i s c u s s i o n .

Nous avons montr6 que le sulfate p6n6tre dans le chloroplas te pa r l ' i n te rm6dia i re d 'un t ranspor- teur, en 6change avec le phospha te du stroma.

[sulfate] Darts ces condi t ions , le r appor t aug-

[phosphate] mente clans le s t roma des chloroplastes , jusqu'h p rovoque r la d iminu t ion des pho tophosphory la - lions, et done de la photosynthbse.

L 'ensemble des r6sultats rappor l6s dans cet ar- t icle ne s ' accorde pas avec un r6cent t ravai l de I tampp et Ziegler [25], qui ont utilis6 une technique de mesnre analogue h la nbtre pour suivre la p6n6trat ion du sulfate dans le chloroplaste . Ces auteurs, en effet, ont montr6 que la concen t ra t ion eu sulfate at teinte ~ l '6qui l ibre dans le s t roma des chloroplas tes est toujours plus faible que celle pr6- sente clans ]e mi l ieu ext6rieur. Par ailleurs, ils ont monlr6 que le phosphate ajout6 darts le mi l ieu fa- vor ise la p6n6trat ion du sulfate par un ph6nom~- ne de cotransport . La d ivergence observ6e entre leurs r6sultats et les nStres est d i f f ic i lement inter- pr6table. Elle n 'est pas imputable h l'~ge des feuilles utilis6es, car nons sommes arriv6s aux m6mes conclus ions en ut i l isant de trbs jeunes feuilles. Ce- pendant , il convien t de signaler que ces auteurs out t ravail l6 h une temp6ra ture de 4°C, peu favo- rable pour suivre avec pr6cis ion le passage du sulfate h t ravers l 'enveloppe. D'ail leurs, et en bon accord avec eux, nous avons montr6 qu"h cette temp6rature , le sulfate, con t ra i rement an phosphate, ne se concen t re pas dans ]e s t roma des chloroplastes.

BIOCHIMIE, 1979, 61, n ° 11-12.

t292 G. M o u r i o u x et R . D o u c e .

Un c e r t a i n n o m b r e d ' a r g u m e n t s t e n d e n t h sug- g6re r que le su l fa te p6nb t re dans le c h l o r o p l a s t e p a r l ' i n t e r m 6 d i a i r e d ' u n t r a n s p o r t e u r sp6c i f ique :

a : l ' 6 c h a n g e s u l f a t e - p h o s p h a t e s ' e f fec tue s u r un r y t h m e b e a u c o u p p lus l en t (25 ~rnoles . m g -i c h l . h -1, h 25°C) que les 6changes p h o s p h a t e - p h o s p h a - te, P G A - p h o s p h a t e ou D H A P - p h o s p h a t e ( ~ 300 ~moles .mg-1 c h l . h "1, h 20°C) ca ta lys6s p a r le t r a n s p o r t e u r de p h o s p h a t e .

b : l ' 6 c h a n g e p h o s p h a t e - p h o s p h a t e n ' e s t pas i n h i b 6 p a r le sul fa te . H e l d t [5] ava i t d ' a i l l e u r s si- gnal6 i n c i d e m m e n t que le su l fa te n ' e n t r e pas cn c o m p 6 t i t i o n a v e c le p h o s p h a t e p o u r la p 6 n 6 t r a t i o n de ce lu i - c i darts le ch lo rop l a s t e .

c : la l en te d 6 c r o i s s a n c e de la t e n e u r en phos- p h a t e r a d i o a c t i f du s t r o m a i n d u i t e p a r le su l fa te (fig. 1% ne p e n t s ' e x p l i q u e r que p a r l ' e x i s t e n c e su r l ' e n v e l o p p e d ' u n t r a n s p o r t e u r sp6c i f ique de su l fa te d i s t i n c t du t r a n s p o r t e u r de p h o s p h a t e .

C e p e n d a n t , nous avons obse rv6 l ' e x i s t e n c e d ' u n 6change su l f a t e -PGA et sulfate-DH,AP, ma t s se d6- r o u l a n t su r un r y t h m e p lus l en t que l ' 6 c h a n g e sul- f a te?phospha te . Darts ces c o n d i t i o n s , i l se p o u r r a i t 6 g a l e m e n t que le t r a n s p o r t e u r de p h o s p h a t e d6- c o n v e r t i n i t i a l e m e n t p a r He ld t et R a p l e y [4, 5] puisse , "~ 25°C, c a t a l y s e r un l en t t r a n s p o r t de sul- fa te h t r a v e r s l ' e n v e l o p p e des ch lo rop la s t e s .

L ' i n t6g ra l i t 6 des 6tapes du m 6 c a n i s m e de r6duc- t ion du su l fa te se d6roule , h la lu lnibre , darts le s t r o m a des c h l o r o p l a s t e s [81. T r e b s t et S c h m i d t [26] r a p p o r t e n t u n e v i tesse de r 6 d u c t i o n du sul- fa te p a r des c h l o r o p l a s t e s isol6s de l ' o r d r e de 3 a m o l e s , mg-~ c h l . h - ~ , c ' e s t -h -d i re e n v i r o n h u i t fois p lus fa ib le que la v i t e s se m a x i m a l e de t rans - p o r t que nous i n d i q u o n s . I1 est ~ n o t e r que ces vitesses se t r o u v e n t h pen pr6s dans le m 6 m e rap- p o r t que la v i t e s se m a x i m a l e de f ixa t ion du CO 2 obse rv6e avec des c h l o r o p l a s t e s isol6s ( ~ 150 t ~ m o l e s . m g ~ c h l . h ~ [9]) et la v i tesse qu i pou r - r a i t 6tre a t t e in te g race au f o n c t i o n n e m e n t h v i tesse m a x i m a l e du t r a n s p o r t e u r de p h o s p h a t e (et qu i s e r a i t a lors d ' c n v i r o n 900 ~ m o l e s . mg-~ c h l . h-D. D ' a u t r e p a r t i l est p r o b a b l e que, dans la ce l lu le , le su l fa te ne se t r o u v e j ama i s aux c o n c e n t r a t i o n s p o u r l e sque l l e s la v i t esse m a x i m a l e de t r a n s p o r t est a t te in te .

Remerciements.

Cette recherche a dt~ effectu~e dans le cadre de I'ERA N ° 857 ~Interactions plastes-cytoplasme-mito- chondries ~.

BIBLIOGRAPHIE.

1. Donee, R. a Joyard, J. (1979) Adv. Bot. Res., 7, 1-117. 2. Heldt, H. W. & Saner, F. (1971) Biochim. Biophys.

Acta, 234, 83.91. 3. Wojtezak, L. & Zaluska, H. (1969) Biochim. Biophys.

Acta, 193, 64-72. 4. Heldt, H. W. a Rapley, L. (1970) FEBS Left., 7, 139-

142. 5. Heldt, H. W. ~ Rapley, L. (1970) FEBS Left., 10, 143-

148. 6. Heldt, H. W. (1969) FEBS Lett., 5, 11-14. 7. Sch~ifer, G., Heber, U. & Heldt, H. W. (1977) Plant

Physiol., 64), 286-289. 8. Schwenn, J. D. ~ Trebst, A. (1976) in (< The Intact

Chloroplast ~ (J. Barber, ~d.), pp. 315-334, Else- v ie r /Nor th Holland Biomedical Press, Amster- dam.

9. Jenssen, R. G. a Bassham, J. A. (1966) Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 56, 1095-1101.

10. Heber, U. (1973) Bioehim. Biophys. Acta, 305, 140- 152.

11. Hall, D. O. (1972) Nature, 235, 125-126. 12. Heber, U. & Santarius, K. A. (1973) Z. Natar{orsch.,

25 b, 718-728. 13. Hall, D. O. (1976) in ¢ The Intact Chloroplast ~> (J.

Barber, ~d.), pp. 135-170 Elsevier /North Holland Biomedical Press, Amsterdam.

14. Klingenberg, M. • Pfaff, E. (1967) in <<Methods Enzymol. ~ (K. W. Eastabrook & M. E. Pullman, ~d.), Vol. X, pp. 680-684, Academic Press, Londres-New York.

15. Martin, J. B. ~ Doty, D. M. (1949) Anal. Chem., 21, 965-967.

16. Arnon, D. I. (1949) Plant Physiol., 24, 1-15. 17. Kaiser, W. & Urbach, W. (1977) Biochim. Biophys.

Acta, 459, 337-346. 18. Baldry, C. W., Cockburn, W. i Walker, D. A. (1968)

Biochim. Biophys. Acta, 153, 476-483. 19. West, K. R. & Wiskich, J. T. (1968) Biochem. J., 109,

527-532. 20. Hall, D. O. a Telfer, A, (1969) in Progress ix2 Photo-

synthesis Research (H. Metzner, 6d.), Vol. IlI, pp. 1281-1287, Internat ional Union of Biomedical Press, Tiibingen.

21. Fliigge, U. I. & Heldt, H. W. (1976) FEBS Lett., fi8, 259-262.

22. Fliigge, U. I. ~ Heldt, H. W. (1977) FEBS Lelt., 82, 29-33.

23. Fliigge, U. I. & Heldt, H. W. (1978) Biochcm. Bio- phys. Res. Commun., 27, 150-156.

24. Fliege, R., Fiiigge, U. I., Werdan, K. ~ Heldt, H. W. (1978) Biochim. Biophys. Acta, 502, 232-247.

25. Hampp, R. ,~ Ziegler, I. (1977) Planta, 137, 309-312. 26. Trebst, A. & Schmidt, A. (1969) in << Progress in

Photosynthesis Research * (H. Metzner, ~d.), Vol. III, pp. 1510-1516, Internat ional Union of Biomedical Sciences, Tiibingen.

27. Walker, D. A. (1976) in <~ The Intact Chloroplast >> (J. Barber, gd.), pp. 235-278, Elsevier /North Holland Biomedical Press, Amsterdam.

BIOCHIMIE, 1979, 61, n ° 11-12.

transport du sulfate à travers la double membrane limitante, ou enveloppe, des chloroplastes...

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