La nitrogénase et les nodules

Un compartiment dans la cellule végétale où se déroule la fixation de l'azote atmosphérique par les bactéries symbiotiques.

Forme ionisée de l'ammoniac (NH3), présente dans le milieu acide du symbiosome, elle est absorbée par la plante.

Un canal membranaire qui permet le passage de l'ion ammonium (NH4+) du symbiosome vers le cytosol de la plante.

Le processus par lequel des bactéries (rhizobactéries) dans les racines des légumineuses fixent l'azote atmosphérique en ammoniac.

Des plantes, comme les légumineuses, cultivées pour enrichir le sol en azote.

La fixation d'azote atmosphérique par des bactéries qui vivent indépendamment des plantes.

Un mécanisme qui pompes des protons (H+) vers l'extérieur de la cellule, créant un gradient de protons.

Une protéine membranaire qui transporte à la fois des protons (H+) et des nitrates (NO3-) à travers la membrane cellulaire.

Petites protéines composées de l'acide aminé γ-glutamyl-cystéine (γGlu-Cys) et de la glycine (Gly), impliquées dans la détoxication des métaux lourds dans les plantes.

Enzyme qui assemble les phytochélatines en utilisant l'acide γ-glutamyl-cystéine (γGlu-Cys) et la glycine (Gly).

Les plantes utilisent une stratégie en trois étapes : 1) Réduction de l'arsenic oxydé en arsenic 3+ par l'Arsenic réductase. 2) Complexation de l'arsenic 3+ avec les phytochélatines par la PC Synthase. 3) Transport des complexes phytochélatines-arsenic vers la vacuole via les transporteurs ABCC1 et ABCC2.

Protéines membranaires de la vacuole qui transportent les complexes phytochélatines-métaux lourds de l'intérieur de la cellule vers la vacuole. Ils sont ATP-dépendants et fonctionnent contre un gradient de concentration.

Les transporteurs ABCC1 et ABCC2 (ACC1/ACC2) sont essentiels pour la détoxification des métaux lourds. Une mutation d'un seul de ces transporteurs peut être compensée par l'autre. Cependant, les plantes mutées pour les deux transporteurs sont sensibles aux métaux lourds et ne se développent pas.

Le nitrate peut soit être transporté vers les parties aériennes de la plante pour la synthèse d'acides aminés, soit être stocké dans la vacuole en cas de manque d'eau.

Le nitrate est transformé en nitrite par la nitrate réductase, puis en ammonium (NH4+) par la nitrite réductase dans le plaste.

L'ammonium produit par la réduction du nitrate est immédiatement utilisé pour synthétiser des acides aminés via le système GS/GOGAT.

Le soufre est un nutriment important pour les plantes, entrant dans la constitution de la cystéine et de la méthionine, des vitamines, des coenzymes et des sulfolipides.

Le soufre peut être oxydé à différents degrés, affectant la méthionine. La méthionine sulfoxyde est oxydée une fois, la méthionine sulfone est oxydée deux fois.

La méthionine, présente au début des protéines, est impliquée dans la régulation de l'homéostasie redox. Elle peut s'oxyder pour contrer le stress oxydatif.

L'oxydation de la méthionine permet de tamponner le stress oxydatif, réduisant le stress redox dans le cytosol.

L'oxydation de la méthionine peut être réversible, permettant de réguler l'activité enzymatique, par exemple des canaux potassiques.

Un composé présent dans les vacuoles des feuilles des Brassicaceae, composé d'un glucose, d'un résidu soufré et d'une chaîne variable. Il peut être hydrolysé par la myrosinase.

Une enzyme présente dans les cellules des Brassicaceae qui hydrolyse les glucosinolates, libérant du glucose et un composé variable, souvent toxique.

Un composé souvent toxique, produit par l'hydrolyse des glucosinolates. Il a un goût amer et piquant, dissuadant les prédateurs et les pathogènes.

Les glucosinolates, stockés dans les vacuoles, sont hydrolysés par la myrosinase en isothiocyanates, des composés toxiques qui dissuadent les prédateurs et les pathogènes.

Certains insectes ont développé des mécanismes pour tolérer, voire utiliser les glucosinolates.

Les Brassicaceae ont besoin de beaucoup de soufre pour produire leurs glucosinolates. Une carence en soufre peut entraîner une chlorose.

Le soufre dans le sol est présent sous forme inorganique (SO4 2-) ou organique. La forme organique, liée à la matière organique, est moins disponible.

Le soufre organique dans le sol est libéré par l'action des micro-organismes.

Avant les années 1990, la pollution industrielle était une source majeure de soufre dans le sol. Cette pollution provenait principalement des industries en Europe de l'Ouest et en Amérique. Cependant, avec les mesures de réduction de la pollution, cet apport a diminué significativement dans les pays industrialisés.

Certains engrais phosphatés contiennent du soufre en tant que « contaminant ». Ce soufre est ajouté lors de la production des engrais par l'utilisation d'acide sulfurique pour solubiliser les phosphates.

La réduction de la pollution atmosphérique a entraîné une diminution de l'apport de soufre dans le sol. Cela a conduit à des carences en soufre pour les plantes, car elles étaient auparavant nourries par la pollution atmosphérique.

La structure du charbon anthracite est riche en soufre. Les sulfobactéries, qui utilisent le soufre comme source d'énergie, préfèrent les isotopes plus lourds de soufre (34SO42-). Le charbon brûlé libère du soufre avec un ratio isotopique semblable à celui trouvé dans les plantes, ce qui indique que le soufre présent dans les plantes provient du charbon.

Les plantes utilisent un transporteur de sulfate pour absorber les ions sulfate (SO42-) du sol au niveau des racines. Ce transporteur est un symporteur protons/sulfate, ce qui signifie qu'il transporte les protons (H+) et les sulfates simultanément dans la cellule.

Une fois à l'intérieur de la plante, le sulfate peut être stocké dans la vacuole si la plante ne peut pas l'assimiler immédiatement. L'assimilation du sulfate se produit principalement dans les feuilles et implique un processus similaire à l'assimilation des nitrates.

Une enzyme qui utilise du glutathion pour réduire l'adénosine 5' phosposulfate (APS) en sulfite. Ce processus nécessite 2 électrons.

La transformation du sulfate en sulfite par l'APS réductase, suivie de la synthèse de cystéine à partir de la sérine en utilisant l'OAS.

L'O-acétyl-sérine. Un composé intermédiaire dans la synthèse de la cystéine à partir de la sérine. Il est formé par l'ajout d'un groupe acétyle à la sérine.

Un acide aminé qui joue un rôle important dans la structure des protéines et dans la formation du glutathion.

Un processus où l'augmentation de la production d'un composé stimule la production d'un autre composé. Par exemple, la production de sulfite stimule l'activité de la sérine acétyltransférase.

Un processus où l'augmentation de la production d'un composé inhibe la production d'un autre. Par exemple, la production de cystéine inhibe la synthèse de l'OAS.

Le processus de regroupement de plusieurs molécules pour former un complexe plus grand. En ce qui concerne les enzymes OAS et sérine acétyltransférase, leur oligomérisation les rend inactives.

Les feuilles utilisent la photosynthèse pour obtenir l'énergie nécessaire à l'assimilation des sulfates, tandis que les racines utilisent la glycolyse.