Recherche Avancée

Thèse soutenue

Effet du potentiel d'oxydoréduction et du ph sur le métabolisme de Escherichia coli : rôle de ces paramètres sur la force proton motrice, sur la survie au choc thermique et sur l'orientation des flux de carbone

FR
Auteur / Autrice : Christophe Riondet
Direction : Charles Diviès
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences de l'alimentation, Microbiologie.
Date : Soutenance en 1999
Etablissement(s) : Dijon

Résumé

FR

Le potentiel d'oxydoréduction (POR) est un paramètre physico-chimique intrinsèque a tous les milieux au même titre que le pH. Il peut être considéré en biologie comme un marqueur de l'état moyen d'oxydoréduction des molécules présentes dans le milieu. Notre objectif a été d'avoir une approche globale de la réponse du métabolisme au POR sur un micro-organisme modèle, Escherichia coli. Au cours de ces travaux, nous avons traité dans un premier temps l'aspect métrologique du POR pour fiabiliser sa mesure et assurer sa maitrise par la compréhension des mécanismes le régulant dans le milieu de culture. La deuxième partie de l'étude a porté sur l'action du POR à différents niveaux du métabolisme. Lorsque le milieu devient acide et réducteur, la force proton motrice diminue. Cette baisse est due à une chute du pH intracellulaire, sans modification du potentiel membranaire. Cette particularité est totalement ou en partie liée à une augmentation de la perméabilité membranaire aux protons. Le mécanisme supposé est une modification de la conformation des protéines membranaires. Puis, une approche sur la thermorésistance (valeur D) et la reprise après le choc thermique, a permis de mettre en évidence que l'interaction des deux paramètres en conditions acide et réductrice entraine une diminution du D et un ralentissement de la reprise de croissance. Enfin, au niveau du métabolisme fermentaire, un milieu réducteur entraine une modification des flux de carbone, avec une augmentation de la production de lactate au détriment du formate et de l'acétate. La principale cause est une augmentation de l'activité spécifique de la LDH. Cette déviation est obtenue sans variation du ratio de cofacteur NADH mais avec une modification du bilan d'oxydoréduction des produits, liée à un excédent d'équivalents réducteurs. Une diminution du rendement d'ATP produit et de la consommation de substrat, en parallèle avec un Y m a x A T P et un m A T P identique, conduit à une production de biomasse inférieure.