Ingénierie du transport chez Cupriavidus necator

Transport engineering in Cupriavidus necator

• Auteur / Autrice : Javier GARCíA NAVARRO
• Direction : Stéphane Guillouet, Robert Kourist
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Ingénieries microbienne et enzymatique
• Date : Inscription en doctorat le 15/02/2021
• Etablissement(s) : Université de Toulouse (2023-....) en cotutelle avec Institute of Molecular Biotechnology
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences écologiques, vétérinaires, agronomiques et bioingénieries (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : TBI - Toulouse Biotechnology Institute, Bio & Chemical Engineering
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : FAME - Fermentation Avancée et Génie Microbien

Mots clés

Mots clés libres

Ingénierie microbienne

Biocatalyse

Autotrophie

Génie génétique

Biotechnologie

Cupriavidus necator

Strain engineering

Biocatalysis

Autotrophy

Genetic engineering

Biotechnology

Cupriavidus necator

Résumé

L'objectif de la recherche est d'examiner la faisabilité de biotransformations conduites par de l'Hydrogène chez Cupriavidus necator en tant qu'alternative durable aux technologies actuelles qui nécessitent des co-substrats organiques. À cette fin, une enzyme modèle sera exprimée de manière recombinante dans C. necator et couplée à ses hydrogénases endogènes pour le recyclage des cofacteurs. En outre, le transport à travers les membranes cellulaires est un problème majeur chez C. necator par rapport à E. coli. E. coli a la capacité de transférer une grande diversité de molécules organiques à travers ses membranes. Ainsi, la thèse vise à : (i) Examen des réactions enzymatiques candidates (ii) Identification de gènes transporteurs pour plusieurs composés organiques dans E. coli. (iii) Coexpression de ces gènes avec des oxydoréductases énantiosélectives chez C. necator. (iv) Mise à l'échelle et intensification de la biotransformation conduite par H2 (ène-réductases et monooxygénases) sous haute pression. (v) Etude de l'influence des pressions partielles en H2 et O2.

The research goal is to address the feasibility of the H2-driven biotransformations in Cupriavidus necator as a sustainable alternative to current technologies that require organic co-substrates. To this end, a model enzyme will be recombinantly expressed in C. necator and coupled to its endogenous hydrogenases for cofactor recycling. Besides, transport across cell membranes is a major issue in C. necator compared to E. coli. E. coli has the capacity to transfer a large diversity of organic molecules across its membranes. Accordingly, the PhD aims at: (i) Examination of candidate enzymatic reactions (ii) Identification of transporter genes for several organic compounds in E. coli and subsequent cloning in C. necator (iii) Coexpression of these genes together with enantioselective oxidoreductases in C. necator. (iv) Up-scaling and intensification of H2-driven biotransformation (ene-reductases and monooxygenases) under high pressure. (v) Investigation of the influence of H2 and O2 partial pressures.