Le reseau metabolique de lactococcus lactis ssp. Lactis ncdo 2118 : interactions entre metabolisme carbone et azote

Metabolic network of lactococcus lactis ssp. Lactis ncdo 2118 : interactions between carbon and nitrogen metabolism

• Auteur / Autrice : Levente Novak
• Direction : Pascal Loubière
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie - Santé. Microbiologie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Toulouse, INSA

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acides aminés -- Métabolisme

Bactéries -- Métabolisme

Bacteries -- Croissance

Mots clés libres

Microbiologie

Résumé

La souche lactococcus lactis ncdo 2118 constitue, du fait de ses exigences nutritionnelles relativement simples, un modele d'etude ideal pour les recherches concernant le metabolisme des lactocoques. Le micro-organisme croit dans un milieu minimal ne contenant que du glucose, cinq vitamines, deux sels mineraux et six acides amines (glu, ser, met, val, ile et leu). L'omission du glutamate de ce milieu est possible mais il en resulte une latence d'environ 48 heures et un taux de croissance diminue, le 2-oxoglutarate permettant de substituer partiellement le glutamate. La supplementation du milieu en thiamine et eventuellement en threonine est necessaire pour permettre une croissance en l'absence des acides amines branches. La croissance est tres lente en remplacant la serine par de la glycine, mais un ajout de sulfate d'ammonium est suffisant pour ramener le taux de croissance a sa valeur normale. La culture de la bacterie sur plusieurs milieux chimiquement definis graduellement simplifies, et un de nature complexe, a permis de quantifier la consommation des substrats carbones et azotes et d'etablir les bilans stoechiometriques. La fermentation est homolactique et les bilans carbones et azotes sont toujours deficitaires, indiquant la formation de produits non encore identifies. Le rendement de la biomasse, le taux de croissance maximal, la vitesse specifique de consommation du glucose et le y#a#t#p augmentent avec la complexite du milieu. Une relation lineaire existe dans les milieux definis entre le taux de croissance et le taux de synthese d'atp, montrant un equilibre delicat entre l'anabolisme et le catabolisme. La determination de la composition macromoleculaire de la bacterie, puis sa culture dans du milieu minimal contenant des substrats marques au #1#4c suivie du comptage par scintillation des composes excretes dans le milieu de culture et des molecules cellulaires, a permis de determiner le reseau metabolique du micro-organisme, incluant les voies cataboliques et anaboliques issues du glucose et des acides amines. Les resultats mettent en cause la distinction couramment faite entre les substrats dits cataboliques et anaboliques, puisque dans un milieu minimal, le glucose fournit 60% du carbone de la biomasse tandis que les acides amines sont a l'origine de produits de fermentation excretes dans le milieu. Les flux carbones ont ete determines a partir des donnees obtenues et en connaissance des contraintes imposees par la regulation des voies metaboliques. La serine est partiellement desaminee en pyruvate et en ammonium, ce dernier etant partiellement reconsomme apres l'epuisement de la serine. Il a ete demontre que la forte desamination de la serine dans le milieu minimal par rapport aux milieux contenant 18 acides amines n'etait pas due a un niveau intracellulaire plus eleve de serine deshydratase ou au manque d'inhibition par la cysteine. La serine est un substrat requis pour l'initiation de la croissance dans le milieu minimal mais son epuisement en cours de fermentation n'arrete pas la multiplication cellulaire. La croissance dans la phase exempte de serine se fait aux depens d'un ou de plusieurs composes formes prealablement et excretes dans le milieu de culture.