Chapter 13
Acidic Shell Proteins of the Mediterranean
Fan Mussel Pinna nobilis
Fre ´de ´ric Marin, Prabakaran Narayanappa, and Se ´bastien Motreuil
Contents
13.1
Biomineralization of the Molluscan Shell, a Brief Overview of the Mechanism . . . 354
13.2
Pinna nobilis, a Model for Understanding Molluscan Shell Formation . . . . . . . . . . . . 355
13.2.1 Presentation of Pinna nobilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
13.2.2 Physiology, Development, and Reproduction of Pinna nobilis . . . . . . . . . . . . 357
13.2.3 Systematic Position of Pinna nobilis and Ancestry
of the Pinnid Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
13.3
Shell Formation Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
13.3.1 Shell Growth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
13.3.2 Shell Microstructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
13.3.3 The Calcitic Prisms of Pinna nobilis . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 361
13.3.4 Ultrastructure of the Prisms of P. nobilis and Complexity of the
Organo-mineral Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
13.3.5 The Prism/Nacre Transition and the Nacreous Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
13.3.6 Minor Elements in Prisms and Nacre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.4
The Shell Matrices of Pinna sp. and of Pinna nobilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.4.1 Early Biochemical Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.4.2 Electrophoresis and Serology on the Shell Matrix
of Pinna nobilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
13.4.3 Molecular Data on the Shell of P. nobilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
13.4.4 Effect of the Acidic Proteins of P. nobilis
on “Calcification,” Sensu Lato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
13.5
Putative Functions of P. nobilis Shell Proteins: Toward a Dynamic View
of the Shell Fabrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
13.5.1 The Prismatic Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
13.5.2 The Nacreous Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
13.6
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
F. Marin (*)
UMR CNRS 5561 “Bioge ´osciences”, Universite ´ de Bourgogne, 6, Boulevard Gabriel, Dijon
21000, France
e-mail: Frederic.marin@u-bourgogne.fr
W.E.G. M€ uller (ed.), Molecular Biomineralization, Progress in Molecular
and Subcellular Biology 52, DOI 10.1007/978-3-642-21230-7_13,
# Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011
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Acidic Shell Proteins of the Mediterranean
Fan Mussel Pinna nobilis
Fre ´de ´ric Marin, Prabakaran Narayanappa, and Se ´bastien Motreuil
Contents
13.1
Biomineralization of the Molluscan Shell, a Brief Overview of the Mechanism . . . 354
13.2
Pinna nobilis, a Model for Understanding Molluscan Shell Formation . . . . . . . . . . . . 355
13.2.1 Presentation of Pinna nobilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355
13.2.2 Physiology, Development, and Reproduction of Pinna nobilis . . . . . . . . . . . . 357
13.2.3 Systematic Position of Pinna nobilis and Ancestry
of the Pinnid Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 357
13.3
Shell Formation Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
13.3.1 Shell Growth . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 358
13.3.2 Shell Microstructures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 360
13.3.3 The Calcitic Prisms of Pinna nobilis . . . . .. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 361
13.3.4 Ultrastructure of the Prisms of P. nobilis and Complexity of the
Organo-mineral Interactions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 363
13.3.5 The Prism/Nacre Transition and the Nacreous Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 364
13.3.6 Minor Elements in Prisms and Nacre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.4
The Shell Matrices of Pinna sp. and of Pinna nobilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.4.1 Early Biochemical Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367
13.4.2 Electrophoresis and Serology on the Shell Matrix
of Pinna nobilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
13.4.3 Molecular Data on the Shell of P. nobilis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 372
13.4.4 Effect of the Acidic Proteins of P. nobilis
on “Calcification,” Sensu Lato . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
13.5
Putative Functions of P. nobilis Shell Proteins: Toward a Dynamic View
of the Shell Fabrication . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 382
13.5.1 The Prismatic Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
13.5.2 The Nacreous Layer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386
13.6
Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 388
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
F. Marin (*)
UMR CNRS 5561 “Bioge ´osciences”, Universite ´ de Bourgogne, 6, Boulevard Gabriel, Dijon
21000, France
e-mail: Frederic.marin@u-bourgogne.fr
W.E.G. M€ uller (ed.), Molecular Biomineralization, Progress in Molecular
and Subcellular Biology 52, DOI 10.1007/978-3-642-21230-7_13,
# Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011
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