Biosynthèse de la portion oligosaccharidique de différents glycosphingolipides par ingénierie métabolique d'Escherichia coli

Synthesis of the carbohydrate moieties of glycosphingolipids by metabolically engineered Escherichia coli

• Auteur / Autrice : Tatiana Antoine
• Direction : Eric Samain
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie cellulaire et moléculaire
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

Les motifs oligosaccharidiques des glycosphingolipides sont impliqués dans des phénomènes de reconnaissance cellulaire et de transduction du signal ainsi que dans diverses pathologies. Ils ne sont pas disponibles en grande quantité, car leur synthèse chimique est difficile. Une nouvelle méthode, ''l'usine cellulaire'', développée au laboratoire a permis de produire des oligosaccharides dérivés du lactose à faible coût par culture à haute densité cellulaire des souches d'Escherichia coli qui surexpriment des glycosyltransférases et des glycosyl-nucléotides synthétases. Dans ce travail, les portions oligosaccharidiques de différents gangliosides (GM2, GM1, GA2, GA1 et GD3) et globosides (Gb3-Cer, Gb4-Cer) ont été synthétisées à grande échelle (à l'échelle du g. L-1), purifiées par chromatographie et caratérisées par spectrométrie de masse et RMN. Le motif oligosaccharidique facilement activable du GM3 (sialyllactose b-allylé) a été obtenu en utilisant de l'allyl b-lactoside comme précurseur.

Glycosphingolipids oligosaccharides are involved in a number of events in adhesion/recognition and signal transduction and in some pathologies. They are not readely available, due to the difficulty of chemical synthesis. A new process, the ''cell factory'' has been recently developped in our laboratory for the low cost production of lactose derived oligosaccharides by living recombinant Escherichia coli overexpressing the suitable sugar-nucleotides synthases and glycosyltransferases genes. In this work, the carbohydrate moieties of several gangliosides (GM2, GM1, GA2, GA1 and GD3) and globosides (Gb3-Cer, Gb4-Cer) have been efficiently produced (at the g. L-1 scale), purified by chromatography and caracterized by mass spectrometry and NMR. The readily activable oligosaccharide moiety of GM3 (b-allyl sialyllactose) has been obtained using allyl- b-lactoside as precursor.