Différence de potentiel électrochimique des protons de part et d'autre du tonoplaste et systèmes d'accumulation vacuolaire

Résumé

La mesure de la différence de potentiel de part et d'autre du tonoplaste et l'estimation de la différence de pH entre le cytoplasme et la vacuole montrent qu'un fort gradient de potentiel électrochimique des protons existe entre ces deux territoires de la cellule végétale. Le couplage possible du transport des protons et de l'accumulation dans la vacuole de solutés tels que des sucres est discuté en relation avec les connaissances relatives au plasmalemme.

Il est montré que la simple différence de pH entre milieu extérieur, cytoplasme et vacuole permet la forte accumulation, dans ce dernier compartiment, de molécules basiques et lipophiles dont certains alcaloïdes.

L'appareil vacuolaire peut être hétérogène en termes de concentration en protons du contenu des vésicules qui le constituent. Chez les cellules d'Acer pseudoplatanus coexistent un appareil vacuolaire principal à contenu acide et un système vésiculaire à contenu plus alcalin. Les implications possibles d'une telle hétérogénéité sont discutées.

Summary

Measurements of transtonoplast potential differences and estimates of the pH of the cytoplasmic and vacuolar compartments of plant cells show that a large electrochemical potential gradient of protons is established across the vacuolar membrane.

The coupling between accumulation of solutes, such as sucrose, inside the vacuole and proton transport is discussed by comparison to the transport systems at the plasmalemma.

A large vacuolar accumulation of lipophilic bases (such as nicotine and indole alkaloids) is simply driven by the pH differences between the three compartments, extracellular medium, cytoplasm and vacuole.

The vacuolar apparatus of Acer pseudoplatanus cells is heterogeneous in terms of proton concentration of the different vesicles that coexist within one cell. A large acidic vacuole and several vesicles with a more alkaline content can be seen when the cells are incubated with a mixture of 9-aminoacridine and fluoresceine dyes. The possible involvement of these vesicles in the process of vacuolar loading is discussed.