Étude cinétique et physiologique de Corynebacterium glutamicum productrice de glutamate : importance du contenu cellulaire et de l'étape d'excrétion de glutamate

• Auteur / Autrice : Pascale Lapujade
• Direction : Jean-Marc Engasser
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Excrétion

Cytométrie de flux

Fermentation

Corynebacterium glutamicum

Résumé

L'objectif général de ce travail est l'étude des perturbations métaboliques et physiologiques de Corynebacterium glutamicum au cours de la fermentation glutamique. Nous avons utilisé un procédé qui déclenche l'excrétion de glutamate par augmentation de la température de culture de 33 à 39°. En modulant la température nous avons observé une grande flexibilité du métabolisme de la bactérie. Plus la température est élevée, plus le flux de glutamate synthétisé est dévié vers l'excrétion, au détriment de la croissance. Le pool intracellulaire de glutamate est modulé par sa vitesse d'excrétion: plus l'excrétion est rapide, plus le pool de glutamate est faible. Ce dernier s'avère jouer un rôle clé dans le métabolisme de C. Glutamicum. D'une part, il participe activement à la régulation du flux de glutamate synthétisé, et d'autre part, il semble être impliqué dans le ralentissement de la croissance. Après quelques heures de production rapide de glutamate, la fermentation est caractérisée par le ralentissement de la vitesse spécifique d'excrétion de glutamate. Grâce au développement des fermentations «diluées», nous avons pu déterminer que ce ralentissement est principalement la conséquence de l'accumulation extracellulaire de glutamate (au-delà de 20-25gll) et de l'augmentation de la pression osmotique. Leur effet SQr le métabolisme est toutefois réversible et n'affecte pas la viabilité des bactéries. Nous avons également identifié le rôle clé de l'étape d'excrétion du glutamate. Grâce à l'étude d'une souche surexprimant la glutamate déshydrogénase, nous avons déterminé que l'étape d'excrétion est fortement limitante pour la production de glutamate. Enfin, l'utilisation de la cytométrie en flux nous a permis de mettre en évidence la sensibilité de l'excrétion de glutamate à la disponibilité en ATP. Elle est également sensible à la température, à la concentration extracellulaire en glutamate et à la pression osmotique.