Catabolisme microbien des stérols : caractérisation de la cholestérol oxydase, de la cholestérol ester hydrolase et d'une alcool secondaire deshydrogénase chez Rhodococcus Sp. CIP 105 335

• Auteur / Autrice : Joseph Kreit
• Direction : Pierre Germain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie et industries alimentaires
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Rhodococcus

Cholestérol -- Métabolisme

Résumé

Revue Le catabolisme microbien des stérols passe par deux voies distinctes. L'une concerne la dégradation du noyau stéroïde, tandis que l'autre concerne le clivage de la chaîne latérale. Ce clivage est effectué par oxydation. Les actinomycètes sont généralement actifs dans le catabolisme des stérols. Le clivage sélectif de la chaîne latérale des stérols, qui fournit le noyau stéroïde est d'un intérêt économique remarquable. La cholestérol oxydase (COX), première enzyme du catabolisme des stérols, transforme la structure 5-ène-3[bêta]-ol en 4-ène-3-one. Les COXs microbiennes sont produites sous forme sécrétée et/ou sous forme cellulaire. Elles sont monomériques (54-62 kDa) et polymorphes. Le gène de l'enzyme et son opéron ont été identifiés chez une espèce de Streptomyces. Ce gène a été aussi étudié chez Brevibacterium sterolicum. Les COXs sont utilisées dans plusieurs applications. Resultats Deux isolats du sol (GK1, GK3), actifs dans le catabolisme des stérols, ont été identifiés comme appartenant au genre Rhodococcus. La souche GK1 (CIP 105335) produit la COX sous formes extracellulaire et cellulaire. La COX cellulaire est localisée à l'extérieur de la membrane cytoplasmique. Un essai calorimétrique a été mis au point pour doser l'activité de la COX. Il permet de doser l'enzyme acellulaire, et aussi l'enzyme liée aux cellules sans qu'elle soit extraite. L'induction de la COX de Rhodococcus sp. GK1 est liée à la chaîne latérale des stérols. La structure 3[bêta]-ol-5-ène ne suffit pas pour l'induire. La culture de cette souche sur stérols, comme seules sources de carbone et d'énergie, est marquée par la production de la COX cellulaire uniquement. Cette forme est extractible par traitement des cellules avec des détergents non ioniques. La croissance de GKl sur une source de carbone différente des stérols, ou sur un stérol plus un autre composé carboné, est marquée par une sécrétion importante de la COX. Les formes de la COX de GK1 ont la même spécificité de substrats. La double liaison en C-5 n'est pas nécessaire pour l'oxydation de la fonction alcool. La longueur de la chaîne latérale des stérols influence le niveau de l'activité. Ces formes possèdent un certain caractère hydrophobe. Le Triton X-100 ou le Lubrol PX (0,1- 0,2 %, p/v) stimulent leur activité. La COX de GK1 est relativement stable à des températures allant jusqu'à 50°C. La COX extracellulaire et cellulaire de cette souche ont été purifiées. Leur masse moléculaire est environ 59 kDa. La séquence en aminoacides du ségment N-terminal de la COX extracellulaire est: H2N-Ala-Pro-Pro-Val-Ala-Ser-XArg- Tyr-X-(Phe)-. Le pl de cette forme est de l'ordre de 9,0. Une cholestérol ester hydrolase (estérase) a été mise en évidence dans les cellules de GKl. Une alcool secondaire déshydrogénase NAD-dépendante a été obtenue de cette souche et caractérisée. Sa masse moléculaire apparente est 60 kDa. Elle catalyse la réduction des monocétones et des dicétones comme le 2-pentanone et le diacétyle. Elle oxyde des alcools secondaires comme l'isopropanol et le 2-octanol.