Diffusion multi-échelle de Pectine Méthylestérases dans différents systèmes pectiques : conséquences biochimiques et structurales

Multi-scales diffusion of pectin methylesterases in different pectic environments : structural and biochemical consequences

• Auteur / Autrice : Pauline Videcoq
• Direction : Catherine Garnier, Estelle Bonnin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physiologie. Biologie des organismes, populations, interactions
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Végétal-Environnement-Nutrition-Agro-Alimentaire-Mer (Angers)
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gélification

Méthylation

Mots clés libres

Degré de méthylation

Milieu hétérogène

Résumé

Pectins are plant cell wall polysaccharides and are commonly used in the food industry as gelling and stabilizing agents. Pectin methylesterases (PME) can alter pectin structure and transform their gelling properties in the presence of calcium. The action of PME in the presence of calcium can lead to a gelified system. Differences in the gelation kinetics can be observed according to the origin of the PME used. In this system, action of the enzyme leads to environment structuring which could thereafter affect the enzyme behavior. In order to grasp this phenomenon, PME’s action on pectin and their diffusion have been studied in different environments: unstructured medium (pectin solution), in process structuring medium (pectin-calcium mixture), and structured medium. The modes of action of plant and fungal PME have been studied by determining their catalytic parameters and by measuring pectins biochemical characteristics after the action of the two PME. The presence of calcium affects in a different way PME’s behavior according to their origin. Different macro- and microscopic techniques (Fluorescence Correlation Spectroscopy, Fluorescence Recovery After Photobleaching) have been used to characterize PME’s diffusion. The comparison between micro- and macroscopic scale showed differences in the diffusion behavior of the two PME towards the environment and their origins. These observations have been linked to activity and mode of action of PME according to the environment.

Les pectines sont des polysaccharides de la paroi végétale couramment utilisés en industrie comme agent gélifiant ou stabilisant. Les pectines méthylesterases (PME) modifient la capacité de gélification des pectines en présence de calcium. L’action des PME en présence de pectine et de calcium permet l’obtention d’un système gélifié. Différentes cinétiques de gélification peuvent être observées selon l’origine de la PME utilisée. Dans ce système, l’action de l’enzyme induit la structuration du milieu qui à son tour influerait sur le comportement de l’enzyme. Afin d’appréhender ces phénomènes, l’action des PME sur les pectines ainsi que leur diffusion ont été étudiées dans différents systèmes : non structuré (solution de pectine), en cours de structuration (mélange pectine-calcium), et préalablement structuré (gel). Le mode d’action de PME d’origines végétale ou fongique a été étudié en caractérisant les paramètres catalytiques et en mesurant les caractéristiques biochimiques des pectines obtenues après action de l’une ou l’autre des PME. La présence de calcium influence différemment le comportement des deux enzymes sur la pectine, selon leur origine. Différentes techniques macroscopiques et microscopiques (Spectroscopie de Corrélation de Fluorescence, Fluorescence Recovery After Photobleaching) ont été mises en oeuvre pour caractériser la diffusion. La comparaison entre les échelles micro- et macroscopique a permis de mettre en évidence des différences de comportement de diffusion des deux PME vis-à-vis de l’environnement et de leur origine, qui ont été reliées à l’activité et au mode d’action des PME.