Identification et caractérisation fonctionnelle de nouvelles lipases/acyltransférases de levures

Identification and functional caracterization of novel lipases/acyltransferases of yeasts

• Auteur / Autrice : Pisey Neang
• Direction : Eric Dubreucq, Maëva Subileau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biotechnologie, microbiologie
• Date : Soutenance le 08/04/2013
• Etablissement(s) : Montpellier, SupAgro
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences des Procédés – Sciences des Aliments (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ingénierie des Agro-Polymères et Technologies Emergentes (Montpellier) - Ingénierie des Agro-Polymères et Technologies Emergentes (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Eric Dubreucq, Maëva Subileau, Suzana Ferreira Dias, Alain Marty, Isabelle Chevalot
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Suzana Ferreira Dias, Alain Marty

Mots clés

Mots clés libres

Lipase/acyltransférase

Candida parapsilosis

Candida tropicalis

Candida viswanathii

Biocatalyse

Milieu biphasique aqueux

Lipase/acyltransferase

Candida parapsilosis

Candida tropicalis

Candida viswanathii

Biocatalysis

Biphasic aqueous medium

Résumé

Les lipases/acyltransférases présentent des propriétés intermédiaires entre les lipases et les acyltransférases. Capables de se comporter comme des hydrolases, elles catalysent cependant la réaction de transfert d'acyle préférentiellement à l'hydrolyse même en milieu aqueux à forte activité thermodynamique de l'eau en présence de divers nucléophiles. La recherche de nouvelles lipases/acyltransférases, soit sécrétées par des levures sauvages, soit identifiées parmi les séquences protéiques disponibles dans des bases de données, nous a permis d'identifier deux nouvelles enzymes de ce type : CvisL2 de Candida viswanathii et CtroL4a de C. tropicalis. Cette dernière, produite par expression hétérologue, a été plus particulièrement étudiée en comparaison avec les deux lipases/acyltransférases déjà connues, CpLIP2 de C. parapsilosis et CaLIP4 de C. albicans, ainsi qu'avec des enzymes plus éloignées (AflaL0a d'Aspergilus flavus, isolée dans ce travail, et CaLA de C. antarctica, qui présentent respectivement 35 % et 31 % d'identité avec CpLIP2). Le caractère spécifique des acyltransférases semble relié à leur degré d'homologie et à leurs relations phylogénétiques. En effet, les trois lipases/acyltransférases étudiées appartiennent à un sous-groupe phylogénétique distinct composé de diverses autres protéines actuellement non-caractérisées présentant plus de 57 % d'identité avec CpLIP2. En plus de leur activité acyltransférase plus ou moins prononcée, ces nouveaux biocatalyseurs diffèrent par leur spécificité de substrat, leur stabilité en présence de fortes concentrations en alcool ou leur activité à basse température, élargissant ainsi le spectre des applications potentielles des lipases et lipases/acyltransférases.

Lipases/acyltransferases have intermediate properties between lipases and acyltransferases. Although being active hydrolases, they catalyze acyltransfer reactions preferentially to hydrolysis even in an aqueous medium with a high thermodynamic activity of water in the presence of various nucleophiles. Searching for new lipases/acyltransferases, either secreted by wild yeast strains or identified in protein sequences databases, allowed us to identify two new enzymes of this type: CvisL2 from Candida viswanathii and CtroL4a from C. tropicalis. The latter, produced by heterologous expression, has been more particularly studied and compared with the two already known, closely related, lipases/acyltransferases, CpLIP2 from C. parapsilosis and CaLIP4 from C. albicans, and with two more distantly related lipases (a new lipase AflaL0a from Aspergillus flavus and CaLA from C. antarctica, with 35 % and 31 % identity with CpLIP2, respectively). The specific catalytic behavior of the acyltransferases seems to be associated with sequence homology and phylogenetic relationships. Indeed, the three lipases/acyltransferases studied are part of a phylogenetic subgroup composed of various proteins (identity with CpLIP2 higher than 57 %), currently not characterized. Besides their acyltransfer activity, these new biocatalysts differ in properties such as their substrate selectivity, their stability in the presence of high alcohol concentration or their activity at low temperature, opening the way to new applications.