Effet du potentiel d'oxydoréduction sur Leuconostoc mesenteroides : aspects métaboliques et génétiques

Effect of oxidoreduction potential on Leuconostoc mesenteroides : metabolic and genetic aspects

• Auteur / Autrice : Gérald Bourel
• Direction : Charles Diviès
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie. Sciences de l'alimentation
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Dijon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydoréduction

Lactobacillaceae

Mots clés libres

Leuconostoc mesenteroides

Résumé

Les travaux présentés concernent le comportement de Leuconostoc mesenteroides en anaérobie sous deux conditions de potentiel d'oxydoréduction (POR), + 200 mV et - 400 mV (Eh7). Le potentiel d'oxydoréduction a été fixé en utilisant de l'hydrogène et de l'azote. La croissance de L. Mesenteroides est affectée par le POR : à un POR initial de + 200 mV la phase de latence est de 1 heure et à un POR de - 400 mV la phase de latence est de 6 heures. Le taux de croissance maximal est diminué de 30% à - 400 mV par rapport à + 200 mV. De même les rendements de production de biomasse par rapport au glucose et à l'ATP sont diminués de 25% à - 400 mV par rapport à + 200 mV. Le ratio NADH/NAD+ et le pool [NADH+NAD+] ne sont pas modifiés par les conditions d'oxydoréduction du milieu. Par ailleurs les activités lactate déshydrogénase (LDH) et alcool déshydrogénase (ADH) sont augmentées d'un facteur 2 dans les cellules cultivées à - 400 mV par rapport aux cellules cultivées à + 200 mV. Les quantités d'ARN messagers des gènes ldhD et adh ne sont pas affectées par le POR ce qui exclue une modulation de la transcription par le POR et conduit à émettre l'hypothèse d'une modulation de la traduction des ARN messagers des gènes ldhD et adh en fonction du POR. Le rendement de production d'éthanol à - 400 mV est plus faible de 20% par rapport au rendement à + 200 mV. Il est probable que l'acétyl-CoA emprunte une autre voie que celle de l'alcool déshydrogénase. Une souche dépourvue d'ADH permettrait de mettre en évidence les voies alternatives empruntées par l'acétyl-CoA en conditions réductrices. Cependant la séquence du gène de l'alcool déshydrogénase de Leuconostoc mesenteroides n'étant pas encore complète nous avons choisi de disrupter le gène de la lactate déshydrogénase pour rediriger le flux de carbone et mettre en évidence des voies métaboliques alternatives. Le remplacement du gène chromosomique ldhD par un gène non fonctionnel est la technique qui a été retenue pour tester la faisabilité de la manipulation génétique de Leuconostoc mesenteroides.