Etude des biotransformations microbiologiques d’1,2-dicétones polyaromatiques et de leur implication dans les voies de biosynthèse des corymbiféranes et corymbiférones

Study of microbiological biotransformations of polyaromatic 1,2-diketones and their involvement in the biosynthetic pathways of corymbiferan and corymbiferone

• Auteur / Autrice : Cécile Flore Anne
• Direction : Didier Buisson
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie bio-organique
• Date : Soutenance le 25/09/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Chimie moléculaire de Paris centre (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Molécules de communication et adaptation des microorganismes (Paris ; 2011-....)
• Jury : Président / Présidente : Philippe Karoyan
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Grégory Genta-Jouve
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Véronique Alphand, Véronique Éparvier

Mots clés

Mots clés contrôlés

Oxydoréduction

Biosynthèse

Biotransformation (métabolisme)

Enzymes fongiques

Métabolites fongiques

Monooxygénases

Mots clés libres

Oxaphénalénones

Corymbiféranes

Corymbiférones

Biotransformations

Oxydation de Baeyer-Villiger

Champignons

Oxaphenalenones

Corymbiferan

Biotransformations

Baeyer-Villiger oxidation

Fungus

Résumé

Cette thèse s'inscrit dans un contexte d'étude de la biosynthèse de métabolites secondaires fongiques, les corymbiférane et corymbiférone. A partir des voies proposées dans la littérature, une approche originale basée sur la biotransformation d'analogues d'intermédiaires putatifs a été utilisée. Ces analogues, des dicétones-1,2, et leurs possibles produits de biotransformation ont été synthétisés par chimie organique classique. L’étude des bioconversions de ces dicétones par des souches productrices de corymbiféra/ones, Penicillium hirsutum, P. venetum et Talaromyces stipitatus, a permis de mettre en évidence des réactions de réduction, de déshydratation et d’oxydation de type Baeyer-Villiger. C’est la première fois que cette dernière est observée sur des 1,2-dicétones, avec formation d’anhydride et de lactone. Par ailleurs, les profils de fragmentation obtenus par analyses LC-MSMS des métabolites naturels des trois souches ont été comparés avec des prédictions in silico. Des métabolites ont pu être identifiés et l’ensemble des résultats a permis de proposer un chemin réactionnel pour leur formation. Enfin, la stéréosélectivité des réductions et l’oxydation des dicétones par des monooxygénases bactériennes ont été étudiées. Seule la formation de l’anhydride par ces enzymes bactériennes a été mise en évidence, montrant une différence notable avec les monooxygénases fongiques.

This thesis is part of a study of the biosynthesis of fungal secondary metabolites, corymbiferan and corymbiférone. Based on the proposed pathways described in literature, an original approach based on biotransformation of analogues of putative intermediates was used. These analogues, diketones-1,2, and their potential biotransformation products have been synthesized by conventional organic chemistry methods. The study of bioconversions of these diketones by corymbiféra/ones-producing strains, Penicillium hirsutum, P. venetum and Talaromyces stipitatus, highlighted reactions of reduction, dehydration and Baeyer-Villiger oxidation. This is the first time that the latter is described in 1,2-dicetones biotransformation, with anhydride and lactone formation. In addition, the fragmentation profiles obtained by LC-MSMS analyses of the natural metabolites of these three strains were compared with in silico predictions. Several metabolites were identified and, all the results made it possible to propose a reaction pathway for their formation. Finally, the stereoslectivity of the reductions and the oxidation of dicetones by bacterial Baeyer-Villiger monooxygenases were studied. Only the formation of anhydride by these bacterial enzymes has been shown, indicating an interesting difference with fungal monooxygenases.