Etude de la production de 1,3-propanediol par différentes souches de clostridium butyricum

• Auteur / Autrice : Hassiba Malaoui
• Direction : Jean-Luc Marczak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie structurale
• Date : Soutenance en 2001
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Relations dose-effet

Glucose

Métabolisme

Glycérine

Bactéries anaérobies

Clostridium butyricum

Méthanisation

Oxydoréductases

Coenzymes

Résumé

Clostridium butyricum est une bactérie anaérobie stricte, capable de fermenter le glycérol en formant majoritairement du 1,3-propanediol (1,3-ppd). Nous avons recherché à optimiser les conditions de production du 1,3-ppd, un composé à haute valeur ajoutée. Dans un premier temps, nous avons vérifié que la souche de la collection DSM 5431 freinait sa production de 1,3-ppd en raison de l'activité limitante d’un glycérol deshydratase due à la formation d'un intermédiaire toxique, le 3-hydroxypropionaldehyde (3-hpa). Nous avons déduit de ce premier résultat que l'amélioration des performances fermentaires de clostridium butyricum passait par l'étude de nouvelles souches (e5) isolées au laboratoire. Afin d'améliorer le rendement molaire en 1,3-ppd nous avons mené des expériences en continu de confermentation sur des mélanges glucose-glycérol. L'ajout de glucose permet d'augmenter ce rendement de 0,6 à 0,9. Afin de compléter les études physiologiques, nous avons purifié chez la souche sauvage les deux activités majeures : la 1,3-propanediol déshydrogénase et le glycérol déshydrogénase. La première enzyme a pu être purifiée jusqu'a homogénéité et sa séquence n terminale a été établie. Le glycérol déshydrogénase n'a pu être purifiée que partiellement. Nous avons mis à profit les résultats précédents pour établir un protocole de séparation rapide de ces deux activités. Il a permis de mieux caractériser chacune de ces activités pour les deux souches étudiées (sauvage et mutant) et d'expliquer en particulier l'effet toxique du 3-hpa par une grande affinité de ce composé pour les déshydrogénases. En conclusion, clostridium butyricum e5 apparait comme un excellent micro-organisme pouvant servir d'outil biotechnologique pour l'optimisation de la production de 1,3-propanediol quelle que soit la source carbonée.