Thèse soutenue

Exploration de la chimiodiversité d'un Penicillium restrictum d'origine marine par approches métabolomique et lipidomique
FR  |  
EN
Accès à la thèse
Auteur / Autrice : Van Tuyen Le
Direction : Olivier GrovelSamuel Bertrand
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie des substances naturelles marines
Date : Soutenance le 01/12/2020
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Mer, Molécules, Santé (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Angèle Lengo Mambu
Examinateurs / Examinatrices : Pascal Richomme, Véronique Éparvier
Rapporteurs / Rapporteuses : Pascal Richomme, Françoise Lohézic-Le Dévéhat

Mots clés

FR

Mots clés contrôlés

Mots clés libres

Résumé

FR  |  
EN

Cette thèse s’inscrit dans un contexte d’investigations du métabolome de souches fongiques marines en vue de l’étude des interactions chimiques entre organismes marins et de la valorisation de produits naturels. La souche Penicillium restrictum MMS417 a été isolée de moules Mytilus edulis. Lors d’un screening biologique réalisé au sein du laboratoire MMS (Mer, Molécules, Santé), cette souche a présenté une activité cytotoxique sur lignée cellulaire tumorale. Notre travail s’est donc porté sur cette souche avec trois axes de recherche : premièrement, une approche OSMAC couplée à un profilage métabolique par UHPLC-HRMS/MS a été réalisée sur 7 milieux de culture, dont un milieu original à base d’extrait de moules (MES -Mussel Extract Sucrose). Deux conditions osmotiques pour chaque milieu ont été utilisées : l’une utilisant de l’eau distillée (ED) et l’autre de l’eau de mer reconstituée (EDM). L’étude métabolomique non-ciblée et la construction du réseau moléculaire de l’extrait MES-EDM ont montré que la souche MMS417 exprimait spécifiquement la voie de biosynthèse aboutissant à des composés de type pyran-2-one sur milieu MESEDM dont des analogues originaux. A partir d’une culture à grande échelle, des travaux d’isolement et de purification guidés par la spectrométrie de masse puis d’analyse structurale ont abouti à la description de douze pyran-2-ones dont sept produits naturels originaux. Une évaluation biologique préliminaire de certains de ces composés a été réalisée (cytotoxicité sur lignée cancéreuse humaine KB, tests antibactériens, test anti Quorum Sensing), ainsi qu’une évaluation in silico d’inhibition de la protéine phosphatase PTP1B. Le second axe de recherche a concerné l’étude de la biosynthèse des différentes pyran-2-ones produites par cette souche. Une étude cinétique sur milieu MES-EDM a été effectuée pendant une durée 11 jours pour comprendre l’enchaînement des différentes étapes biosynthétiques menant à la production des pyran-2-ones observées chez MMS417. Un réseau moléculaire « dynamique » a été élaboré à partir des profils UHPLC-HRMS/MS, qui montre l’évolution des clusters d’ions au cours de la croissance fongique. L’analyse ciblée de l’évolution cinétique du sous-réseau des pyran-2-ones, et l’isolement d’un précurseur biosynthétique original, a permis de proposer des hypothèse sur cette voie de biosynthèse. Enfin, une troisième approche a concerné l’étude du lipidome de la souche MMS417, celle-ci produisant une fraction lipidique extrêmement abondante sur milieu MES-EDM. Pour cela, les extraits issus de l’étude OSMAC ont été analysés à la fois par UHPLC-HRMS (méthode lipidomique, ionisations positive et négative) et par profilage GC-MS des extraits lipidiques totaux après transesterification en esters méthyliques d’acides gras. Une analyse multi-blocs a été développée pour concaténer et traiter de façon globale les quatre jeux de données disponibles : profils UHPLC-HRMS « métabolites spécialisés », profils « lipides-(+/-) » et profils « GC-MS acides gras ». Cela a mis en évidence l’influence de la présence de moules et d’eau de mer sur la production de globale de lipides et en particulier de certains acides gras inhabituels.