Boudet, A.

Colonna, Jean-Paul

Horizon / Pleins textes

C. R. Acad. Sc. Paris, t. 272, p. 952-955”(15 février 1971) Série D 
PHYSIOLOGIE VÉGÉTALE. - Etude cinétique de ljincorporatiorz des aciaes 14C 
quinique et 4C cimamique dans la rtzolécule d’acide chlorogénique des tissus 
foliaires du caféier (Coffea Dewevrei de Wild et Durand, race C. Excelsa A .  
Cliev:). Note (”) de MM. Jean-Paul Colonna et Alain Boudet, présentée par 
M. Roger Gautheret. 
i 
En fonction du temps, la radioactivité qui disparaît du précurseur 14C quinique se retrouve direc- 
tement et presque intégralement dans la molécule d‘acide chlgrogénique. Ce n’est pas le cas pour la 
radioactivité du précurseur 14C cinnamique qui est incorporée dans cet acide et dans d‘autres compo- 
sés. Les résultats obtenus tendent à démontrer le renouvellement de l’ester 3 caféyl-quinique chez 
le caféier. 
Les études concernant la biosynthèse de l’acide chlorogénique, réalisées à l’aide 
de traceurs radioactifs, chez la pomme de terre [(I), (’), (’)I et le tabac [(4), (5)], 
font rarement ressortir l’évolution de ce processus métabolique en fonction du temps. 
La préoccupation de préciser la cinétique d’incorporation du précurseur trans- 
(U i4C) cinnamique dans les molécules caféyl-quiniques apparaît dans les travaux 
de Taylor [(6), (’)I sur Xarzthium. 
Dans le but de mieux apprécier les modalités de formation du depside 3 caféyl- 
quinique il nous a semblé utile de connaître l’évolution dans le temps de sa radio- 
activité dans les tissus foliaires du caféier, alimentés en acides 14C quinique ou 14C 
cinnamique. Les feuilles du caféier contiennent des quantités appréciables d’acide 
chlorogénique (*) et constituent un matériel intéressant pour l’étude de sa bio- 
synthèse. 
~ 
MATÉRIEL ET MÉTHODES. - Nouscdisposions de jeunes pIants de caféier Excelsa 
au stade cinq-paires de feuilles (pl.’ Jig. A et B), obtenus en salle conditionnée, 
à partir de semences sélectionnées provenant de Képublique Centrafricaine. Après 
germination sur sable humide et alimentation par une solution de Hoagland, les 
plantules furent transplantées sur terreau un mois avant cette série d’expériences. 
‘ Les incorporations portent sur les feuilles du troisième rang au-dessus I des 
feuilles cotylédonaires. L’expérience se déroule dans une enceinte ventilée, sous 
un éclairement de 6 O00 lx, à une température de 25-28 OC. Chaque feuille plonge 
par son pétiole dans un microrécipient élargi en V contenant tout d’abord 50 à 
70 pl de solution radioactive, puis l’eau distillée de rinçage (3 fois 50 pl environ). 
A la fin de la période d’absorption uniformément fixée à 2 h, on place la feuille dans 
une capsule contenant de l’eau distillée et on laisse la métabolisation du précurseur 
se poursuivre durant 3, 6, 12,24 ou 48 h pour chaque série d’expériences. 
L’acide quinique U 14C (95 pCi/mM) a été obtenu au laboratoire par synthèse 
biologique selon une technique précédemment décrite (’). L‘acide cinnamique 
3-I4C (9 mCi/mM) provient du CEA (lot 1067-1068). Leur pureté radiochimique 
est vérifiée au moment de l’utilisation. 
En raison des différences entre les activités spécifiques des deux précurseurs, 
les expériences de la série 3 (tableau) ont été effectuées, en abaissant par de l’acide 
0. R. s. T. o. M. . - I  , 
\ 
I 
cinnamique ({inerte l’activité spécifique du composé fourni par le CEA. La 
faible solubilité de cet acide n’a toutefois pas permis de ramener cette activité au 
niveau de celle .de l’acide quinique préparé biologiquement. Les précurseurs sont 
en solution dans un tampon carb-onate-bicarbonate de sodium (séries 1 et 3) ou dans 
l’eau distillée (série 2). 
Le dosage de l’acide chlorogénique est effectué selon une méthode connue (’), 
l’éthanol étant toutefois remplacé par du méthanol pour l’extraction qui suit la 
fixation par l’azote liquide et la lyophilisation. Les déterminations de la radioactivité 
sont réalisées au compteur à circulation gazeuse SAIP modèle FCP 101 ou au spec- 
tromètre à scintillation (< Packard modèle 221 1 D. 
TABLEAU 
Séries d’expériences 
1 2 - 3  
__s_ 
Acide Acide I . . . . . . . . . . . .  quinique cinnamique cinnamique Nature du précurseur 
Radioactivité fournie en pCi . . . . . . .  1,33 - 1 3  1,63 
Masse fournie en 1-16.. . . . . . . . . . . . .  2 900,O 25.7 966,O 
Radioactivité spécifique en pCi/mg . 0,46 60,70 - ll,68 
du témoin. i .  . . .  : . . . . . . . . . . . .  ,.. 133 1 O0 115 
Teneur en acide chlorogénique en 
‘RÉSULTATS. -L’absorption par la feuille d’une faible quantité d’acide Cinna- 
chlorogénique. Au contrah-e, l’absorption %e quantités élevées d’acide cinnamique 
(exp. 3) ou quinique (exp. 1) active la biosynthèse de ce depside. 
, 
1 mique (exp. 2) ne modifie pas d’une façon peiceptible sa,teneur normale en acide 
\ 
Cinétique de I’iricorporntion de l’acide i4C quinique. -Au bout de 59 h la 
surcharge d’acide quinique n’est pas entièrement métabolisée mais elle décroît 
régulièrement comme le montre l’abaissement de la radioactivité de la fraction 
quinique (f ig.  1, b). Inversement les radioGctivités totale et spécifique de l’acide 
chlorogénique croissent linéairement (Jig. 1, a). Ea somme des radioactivités des 
deux composés égale approximativement, durant toute l’expérience, la radioactivité 
totale de l’extrait méthanolique (Jig. 1, c). ALICU~I autre composé radioactif important 
n’apparaît sur les chromatogrammes (8) autoradiographiés de cet extrait (PLY Jig. C). ’ 
. ,  
x EXPLICATION DE LA PLANCHE 
Fig. A et B. - Jeunes caféiers ((Excelsa )) ayant servi à l’expérience. 
Fig. C. - Incorporation du précurseur 1 4 6  quinique ; q, acide quinique ; c, acide chlorogénique. 
Fig. D. - Incbrporation du précurseur 14C cinnamique ; cin, acide cinnamique ; c, acide chlorogénique ; 
BAEt : butanol, acide acétique, eau (4-1-5 v/v) sur papier Whatman 3 tamponné. 
MFE : méthylisobutylcétone, acide formique, eau (3-1-2 viv). 
w, x, y ,  z, composés à identifier. 
PLANCHE I. M. JEAN-PAUL COLONNA. 
( 3 )  
Cinétique de l’incoqyxatiora de l’acide I4C cinnamique. - L’acide cinnamique 
de haute activité spécifique est métabolisé à plus de 90 % en 2 h (Jig. 2, b) ; la radio- 
activité se trouve très rapidement incorporée dans l’acide chlorogénique mais 
un palier est atteint en 26 li (Jig. 2, a). La somme des radioactivités du précurseur 
et de l’acide chlorogénique n’égale jamais la radioactivité totale de l’extrait métha- 
Radioactivité en 70 
de la radioactivitt. 
100 dans I’ extrait  
m6thanolique 
50 i 
1 O0 
50 
b 
4 4 
E 
$‘ < 
. .  
- 
I ,  I . b ’  C 
\ 
10 20 30 40 50 10 20 50. 40 50 10 20 30 40 50 
DurC.e de metabolisation I hl 
1 2 ’  3 
, Incorporation de la radioactivité des p:écurseurs radioactifs dans l’acide chlorogénique en fonction du 
temps de métabolisation : a. Acide chlorogénique ; b. Précurseurs ; c.  Sbmme des deux ; 1, 2, 3 : Séries 
d‘expériences (cf. tableau). 
1 
. 
\ 
nolique (Jig. 2, c). Ce déficit correspond à la présence d’autres substances radio- 
actives visibles sur les autoladiogrammes après chromatographie. bidimensionnelle 
(pl.,fig. D). Trois de ces composés x, y, z, qui ne peuvent être identifiés aux isomères 
monocaféylquiniques, ni aux acides phénoliques de ,la série cinnamique, voient 
leur radioactivité diminuer en fonction du temps. 1 
. I  
( 4 )  
On aboutit aux mêmes constatations, avec un décalage dans le temps et un palier 
moins élevé (’g. 3)’ lorsque l’on utilise de l’acide 14C cinnamique de faible radio- 
activité spécifique. 
L‘excès d’acide cinnamique introduit dans les feuilles au cours de la série 
d’expériences 3 ne semble pas modifier fondamentalement le phénomène d’incor- 
poration par rapport à la série d’expériences 2, où le précurseur fortement radioactif 
est fourni en très petite quantité. 
, 
DISCUSSION. CONCLUSION. -Dans les conditions de l’expérience : 
- L‘acide quinique est mobilisé presque exclusivement dans la synthèse de la 
molécule chlorogénique ; ce fait souligne l’orientation du métabolisme de ce composé 
chez le caféier où il existe essentiellement à l’état combiné, sous forlde de depsides, 
alors qu’il est présent, en quantités parfois importantes, à l’état libre ( ‘ O )  chez 
d’autres plantes. 
- Au contraire, la radioactivité de l’acide cinnamique est incorporée dans 
l’acide chlorogénique et dans divers. autres composés. On doit se demander si 
ceux-ci représentent des déments de la séquence biosynthétique conduisant à l’acide 
chlorogénique ou s’ils reflètent seulement la pluralité éventuelle des-destinations 
métaboliques de l’acide cinnamique. 
rc 
- 
Les résultats obtenus tendent à démontrer le renouvellement de l’ester 3 caféyl- 
quinique chez le caféier. Malgré son abondance chez ce végétal ce composé ne 
représenterait pas un produit d’accumulation inerte mais pourrait avoir un rale 
mktabolique actif. - , 
\ 
(*) Séance du ler février 1971. 
(1) C. C. LEVY et M. ZUCKER, J. Biol. Chem., 235, 1960, p. 2418. 
( 2 )  K. R. HANSON, Phytochem., 5, 1966, p. 491. 
(3) C. L. GAMBORG, Can. J. Biol. Cheni., 45, 1967, p. 1451. 
(4) V. C. RUNECKLES, Can. J. Biochem. Physiol., 41, 1963, p. 2249. 
(5) W. STECK, Plzpochem., 7, 1968, p. 1711. 
(6) A. O. TAYLOR et M. ZUCKER, Plant Physiol., 41, 1966, p. 1350. 
(7) A. O. TAYLOR, Phytochern., 7, 1968, p. 63. 
(8) J.-P. COLONNA, Comptes rendus, 269, Série D, 1969, p. 1770. 
(9) A. BOUDET, J.  Labelled Comnpoimds, 4, 2, 1967, p. 139. 
(10) A. BOUDET, G. MARIGO et G.  ALIBERT, Comptes rendus, 265, Série D, 1967, p. 209. 
i3 
(Ofice de la Recherche Scientifique et Technique Outre-Mer 70, 
74, route d’Airlnay, 93-Boridy, Seine-Saint-Denis ; 
Centre de Physiologie Végétale, 
1 18, route de Narbonne, 31-Toulorise, Haute-Garonne.) 
7. - Imp. JOUVE, 12, rue de Tournon, Paris (63 
Imprimé en France 


Etude cinétique de l'incorporation des acides 14C quinique et 14C cinnamique dans la molécule d'acide chlorogénique des tissus foliaires du caféier (Coffea Dewevrei de Wild et Durand, race C. Excelsa A. Chev.)

Etude cinétique de l'incorporation des acides 14C quinique et 14C cinnamique dans la molécule d'acide chlorogénique des tissus foliaires du caféier (Coffea Dewevrei de Wild et Durand, race C. Excelsa A. Chev.)

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