Production de fengycine par les souches des Bacillus : aspects moléculaire et physiologie

Fengycin production by strains of bacillus : molecular and physiological aspects

• Auteur / Autrice : Yazen Mohlab Yaseen
• Direction : Djamel Drider, Philippe Jacques, Frédérique Gancel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ingénierie des fonctions biologiques
• Date : Soutenance le 11/07/2016
• Etablissement(s) : Lille 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Procédés biologiques et génie enzymatiques et microbien (ProBioGEM) - Institut Charles Viollette

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéine fluorescente verte

Microorganismes -- Mutation

Promoteurs (génétique)

Bacillus subtilis

Synthèse (chimie)

Lipopeptides

Mots clés libres

Fengycine

Surfactine

Polynucléotide phosphorylase

Résumé

Ce travail a pour objectif d’analyser la surproduction de fengycine par la souche de B. subtilis BBG 21, en comparant la synthèse à celle d’autres souches de Bacillus. BBG21 produisant également des surfactines, nous avons aussi analysé la co-production des lipopeptides dans cette souche. Le travail montre le rôle des promoteurs Pfen et Ppps dans la synthèse des fengycines. L’analyse de la séquence met en évidence 10 nucléotides manquants entre Ppps168 et PfenBBG21 et la modification d’un nucléotide de « l’UP element » entre BBG 21 et ATCC 21332. Dans un second temps, certaines conditions biotiques et abiotiques influençant l’expression du promoteur Pfen et la synthèse de fengycines et de surfactines ont été testées dans le dérivé BBG 208. Les sources de carbone orientent la synthèse vers une famille de lipopeptides alors que la plupart des sources d’azote permettent la cosynthèse à haut niveau des 2 molécules. Une forte expression du promoteur Pfen couplée à une synthèse importante de fengycines a été mise en évidence lorsque l’urée ou le mélange urée ammonium sont utilisés comme source d’azote et le mannitol comme source de carbone. Les conditions de température, de pH et d’oxygénation sont importantes pour la synthèse de fengycine et ces conditions sont spécifiques aux sources de carbone ou d’azote présentes dans le milieu. Enfin, nous avons étudié la synthèse des molécules chez des mutants surfactine - et pnp ase – issus de la souche Bs 168. Les résultats montrent que le régulateur srfAA affecte significativement la production de fengycines alors qu’il n’y pas action de srfAC. Chez les mutants pnpase - il y a une forte diminution des 2 lipopeptides.

This work aimed at analyzing the overproduction of fengycin in Bacillus subtilis BBG21 and then was compared to a set of Bacilli strains. As BBG21 also produces surfactin, we also studied coproduction of lipopeptides in this strain. The work highlighted the role the promotor Pfen and Ppps in the synthesis of fengicins. The analysis of sequences was unveiled 10 missing nucleotides between Ppps168 and PfenBBG21 and modification of one nucleotide of the UP element between strains BBG21 and 21332, respectively. Secondly, environmental conditions that might influence the promotor Pfen expression and synthesis of both lipopeptides were also tested in B. subtilis BBG 208. Thus, carbon sources appeared to direct synthesis of one family of lipopeptides, whilst most of nitrogen sources allowed high level of both lipopeptides co-synthesis. A strong expression of promotor Pfen and an important synthesis of fengycins were obtained with urea or urea ammonium mixture used as nitrogen source and with mannitol as carbon source. Temperature, pH and filling volume are important for fengycins synthesis and these conditions are carbon and nitrogen sources dependent. Finally we studied fengycins synthesis in surfactin and PNPase mutants derived from Bs 168. The result showed that srfAA regulator decreased fengycin synthesis whereas srfAC has not any affect. Notably, an important decrease in surfactin and fengycin was observed for PNPase mutant strains.