Etude moléculaire de la fermentation malolactique chez Leuconostoc oenos (Oenococcus oeni) en vue de l'amélioration des levains malolactiques

Molecular study of the malolactic fermentation in Leuconostoc Oenos (Oenococcus Oeni) to improve the malolactic starters

• Auteur / Autrice : Cécile Labarre
• Direction : Charles Diviès
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Dijon

Mots clés

Mots clés contrôlés

Fermentation malolactique

Vinification

Leuconostoc

Résumé

La fermentation malolactique est une étape indispensable à l'élaboration de certains vins permettant une désacidification par décarboxylation du L-malate en L-lactate. Cette fermentation est principalement réalisée par Leuconostoc Oenos (Oenococcus Oeni) qui est la bactérie malolactique la mieux adaptée aux conditions défavorables du vin. Les gènes de L. Oenos de l'enzyme malolactique, responsable de la décarboxylation, et de la malate perméase, permettant le transport actif du malate sous forme monoanionique, ont été clonés et caractérisés. L'enzyme malolactique présente des analogies de séquence avec les enzymes maliques de divers organismes. Son expression chez Escherichia coli est faible. L'utilisation d'anticorps montre effectivement que la protéine est très peu synthétisée chez E. Coli. Par contre, son expression chez Saccharomyces Cerevisiae confère à la levure une bonne capacité de degradation du malate. Le taux de dégradation reste cependant limité par l'absence de transport actif dans la levure. La malate perméase de L. Oenos presente un arrangement de 10 segments transmembranaires organisés autour d'une structure hydrophile centrale. Un transport du malate dépendant de la différence de PH transmembranaire est observé lors de l'expression du gène de la malate perméase dans un mutant d'E. Coli affecté dans le transport des acides dicarboxyliques. L'analyse des ARN messagers montre que ces deux gènes sont organisés en opéron. L'extremite 5' de ce messager a pu être déterminée permettant la localisation des séquences -10 et -35 du promoteur. Ces séquences s'avèrent très proches de la séquence consensus TATAAT-TTGACA. En amont de l'opéron, un gène codant pour une protéine présentant de nombreuses analogies avec des régulateurs transcriptionnels de la famille de type LysR a été trouvé. La séquence de la protéine est similaire à celle du régulateur MleR de Lactococcus Lactis impliqué dans l'induction de l'enzyme malolactique par le malate. Cependant, contrairement à MleR, ce régulateur ne semble pas intervenir dans l'induction par le L-malate à ph 5 en milieu riche. Sa fonction sur l'opéron malolactique n'a pu être démontrée. L'analyse de mutants de L. Oenos a cependant pu montrer que la diminution de PH externe pouvait jouer un rôle sur l'induction de l'enzyme malolactique et serait en faveur d'une régulation multifactorielle. Enfin, des premiers travaux suggèrent que l'enzyme malolactique serait associée de façon périphérique à la membrane. L'ensemble de cette étude permet donc de mieux connaitre les mécanismes moléculaires impliqués dans la fermentation malolactique chez L. Oenos et a conduit à l'élaboration d'outils utilisables pour l'amélioration des levains malolactiques