La fermentation de la cellulose par Clostridium cellulolyticum : métabolisme modèle d'un Clostridium cellulolytique mésophile

Thecellulose fermentation by Clostridium cellulolyticum : a metabolic model of a mesophilic cellulolytic Clostridium

• Auteur / Autrice : Mickaël Desvaux
• Direction : Henri Petitdemange
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie structurale, moléculaire et cellulaire
• 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

Cellobiose

Chémostats

Clostridium cellulolyticum

Cellulose -- Biodégradation

Métabolisme

Bactéries anaérobies

Méthanisation

Résumé

Clostridium cellulolyticum est une bactérie cellulolytique anaérobie mésophile, dont le métabolisme carboné fut jusqu'à présent étudié sur cellobiose. En batch sur une cellulose native cette bactérie apparaît sensible à l'acidification tandis qu'à pH régulé l'arrêt de croissance est le résultat d'un flux carboné entrant élevé entraînant l'accumulation de composé(s) intracellulaire(s) inhibiteur(s). L'analyse des flux métaboliques en chémostat sur cellulose en conditions limitantes et/ou saturantes de carbone et/ou d'ammonium a montré que (i) le cellulosome régule le flux carboné entrant (ii) plus la cellodextrine incorporée est longue et plus il y a de glucose 1-phosphate généré (iii) la phosphoglucomutase contrôle l'entrée du flux carboné vers la glycolyse (iv) le glycogène absorbe le surplus de carbone (v) le noeud métabolique du pyruvate est capital dans le contrôle du flux électronique et énergétique (vi) les flux restent globalement inférieurs à ceux obtenus sur cellobiose.

So far carbon metabolism of Clostridium cellulolyticum, a mesophilic cellulolytic anaerobic bacteria, has been only investigated with cellobiose. In batch with cellulose, this bacterium appears sensitive to the acidification while in pH-control culture the growth arrest results from a high entering carbon flow leading to the accumulation of intracellular inhibitory compound(s). The metabolic flux analysis in chemostat fed with cellulose under limited or saturated conditions of carbon and/or ammonium showed (i) the carbon entry was regulated by the cellulosome (ii) the longer the cellodextrin incorporated into the cell is, the more the glucose 1-phosphate is generated (iii) the phosphoglucomutase control the orientation of the flux towards glycolyse (iv) the glycogen buffer the carbon surplus (v) the pyruvate metabolic node is of key importance in electronic and energetic fluxes regulation (vi) the metabolic fluxes remain always lower with cellulose than those obtained with cellobiose.