Laboratoire de Phytogénétique Cellulaire

Les bétalaïnes sont des pigments végétaux, dont la couleur varie d'un magnifique jaune foncé à un violet intense, qui caractérisent la plupart des familles de plantes appartenant à l'ordre des caryophyllales. L'exemple le plus connu de ces plantes est la betterave rouge (appelée parfois de manière erronée carotte rouge), mais des fleurs aussi populaires que les belles de nuits (mirabilis), les cactus, les bougainvilliers, les pourpiers (Portulaca grandiflora) sont colorés par ces pigments. Certains champignons comme les Amanites (parmi lesquels la populaire Amanite tue-mouche) et les Hygrocybes doivent leurs couleurs jaune ou rouges aux bétalaïnes. La biosynthèse des bétalaïnes, à partir de l'acide aminé tyrosine, suit le schéma suivant:

La réaction 2 est catalysée par une enzyme appelée 4,5-DOPA-dioxygenase (et pour préciser le site d'ouverture du cycle on ajoute -4,5- ). Cette enzyme a été isolée dans notre laboratoire et son gène cloné à partir du champignon Amanita muscaria. Nous venons récemment de clôner le gène de cette même enzyme chez les plantes (voir ICI). La réaction 1 est catalysée par une phenol-oxydase (groupe d'enzyme très répandues chez les plantes et les champignons). Les autres réactions non numérotées sont responsables de la grande variété de couleurs des plantes à bétalaïnes.

L'analyse génétique nous montre que trois gènes seulement sont nécessaires pour expliquer toutes les colorations connues : C (pour couleur - codant pour une 4,5-DOPA-dioxygénase), I (gène qui module la réaction spontanée entre l'acide bétalamique et les amines présentes dans la cellule) et enfin R qui code probablement pour le gène responsable de la formation de la cyclo-DOPA.