Contributors: Institut de biologie structurale (IBS - UMR 5075); Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG); Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA); Plantes, Stress & Métaux (MetalStress); Physiologie cellulaire et végétale (LPCV); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Grenoble Alpes (UGA); Institut de Biosciences et Biotechnologies d'Aix-Marseille (ex-IBEB) (BIAM); Aix Marseille Université (AMU)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA); Service de Pharmacologie et Immunoanalyse (SPI); Médicaments et Technologies pour la Santé (MTS); Université Paris-Saclay-Institut des Sciences du Vivant Frédéric JOLIOT (JOLIOT); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE)-Université Paris-Saclay-Institut des Sciences du Vivant Frédéric JOLIOT (JOLIOT); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE); Chimie Interface Biologie pour l’Environnement, la Santé et la Toxicologie (CIBEST ); SYstèmes Moléculaires et nanoMatériaux pour l’Energie et la Santé (SYMMES); Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG); Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes (UGA)-Institut de Chimie - CNRS Chimie (INC-CNRS)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG); IR-RMN-THC FR3050 CNRS; ANR-17-CE34-0007,GreenU,Identification de protéines impliquées dans le devenir de l'uranium chez les plantes(2017); ANR-17-EURE-0003,CBH-EUR-GS,CBH-EUR-GS(2017); ANR-10-INBS-0005,FRISBI,Infrastructure Française pour la Biologie Structurale Intégrée(2010)
نبذة مختصرة : International audience ; Uranium (U) is a naturally-occurring radionuclide that is toxic to living organisms. Given that proteins are primary targets of U(VI), their identification is an essential step towards understanding the mechanisms of radionuclide toxicity, and possibly detoxification. Here, we implemented a chromatographic strategy including immobilized metal affinity chromatography to trap protein targets of uranyl in Arabidopsis thaliana. This procedure allowed the identification of 38 uranyl-binding proteins (UraBPs) from root and shoot extracts. Among them, UraBP25, previously identified as plasma membrane-associated cation-binding protein 1 (PCaP1), was further characterized as a protein interacting in vitro with U(VI) and other metals using spectroscopic and structural approaches, and in planta through analyses of the fate of U(VI) in Arabidopsis lines with altered PCaP1 gene expression. Our results showed that recombinant PCaP1 binds U(VI) in vitro with affinity in the nM range, as well as Cu(II) and Fe(III) in high proportions, and that Ca(II) competes with U(VI) for binding. U(VI) induces PCaP1 oligomerization through binding at the monomer interface, at both the N-terminal structured domain and the C-terminal flexible region. Finally, U(VI) translocation in Arabidopsis shoots was affected in pcap1 null-mutant, suggesting a role for this protein in ion trafficking in planta.
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