Surfactine et lichenysine, deux lipopeptides biosurfactants de Bacillus : obtention d'isomorphes, structures par spectrométries de masse et de RMN et relations activité-structure

Surfactin and lichenysin, two biosurfactant lipopeptides from bacillus : controlled-biosynthesis of isoforms, structures by mass and nmr spectroscopies and structure-activity relationships

• Auteur / Autrice : Isabelle Grangemard
• Direction : Jean Wallach
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Biochimie
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : École Doctorale Interdisciplinaire Sciences-Santé (Villeurbanne1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean Wallach

Mots clés

Mots clés contrôlés

Spectrométrie de masse

Spectroscopie de la résonance magnétique nucléaire

Substitution (chimie)

Surfactants biologiques

Bacillus subtilis

Lipopeptides

Résumé

La surfactine, un lipopeptide macrolide produit par b. Subtilis, est a ce jour le plus puissant des biosurfactants d'origine bacterienne. La molecule de surfactine est constituee d'un acide -hydroxyle en c#1#4-c#1#5 formant un cycle lactonique avec un heptapeptide de sequence glu1->leu2->d-leu3->val4->asp5->d-leu6->leu7. L'objectif de mon travail etait l'obtention, l'isolement et la caracterisation structurale de nouveaux biosurfactants lipopeptidiques, plus efficaces que la surfactine. Six isoformes de surfactine ont ete obtenus par biosynthese dirigee en controlant la source d'azote du milieu de croissance de deux souches de b. Subtilis (s 499 et 2c). Ils constituent le groupe des surfactines et different par des substitutions hydrophobes aux positions 2, 4 et/ou 7 du cycle peptidique. Le criblage de plusieurs souches bacteriennes du genre bacillus a conduit a la selection d'une souche de b. Licheniformis (im 1307) productrice de nouveaux lipopeptides : les lichenysines. Malgre une structure de base identique a celle des surfactines, elles different de celles-ci par le residu glutaminyle en position 1. Toutes les structures ont ete elucidees par analyses chimiques, par spectrometrie de masse tandem et par spectrometrie de rmn du proton (1d et 2d). L'influence des variations de structure, substitutions hydrophobes et perte d'un groupement carboxyle, ont ete etudiees sur les proprietes surfactante, chelatante des ions ca#2#+ et hemolytique. Pour les surfactines, le pouvoir surfactant augmente avec l'hydrophobicite du residu 4 et la presence d'un residu isoleucyle en 2 favorise l'affinite du lipopeptide pour le calcium. La diminution importante de polarite resultant de la perte d'un groupement carboxyle confere aux lichenysines des pouvoirs tensioactif et chelatant optimums. L'augmentation des interactions hydrophobes se traduit par une meilleure micellisation des lipopeptides en solution favorisant leur interaction avec les membranes, notamment lors de l'action hemolytique. La structure spatiale de la surfactine a confirme nos resultats.