Etude du comportement physiologique de Bacillus Subtilis ATCC-21556 confiné et en suspension : suivi des métabolites et d'activités enzymatiques endo et exocellulaires

par Enrique Duran Paramo

Thèse de doctorat en Génie enzymatique, bioconversion et microbiologie

Sous la direction de Jean-Noël Barbotin.

Soutenue en 1997

à Compiègne .


  • Résumé

    Le comportement physiologique de Bacillus subtilis ATCC-21556 en suspension et immobilisé dans des billes de kappa-carraghénane a été étudié. Des différences sont observées entre les systèmes libre et confiné qui semblent être liées à l'environnement chimique et structural du support d'immobilisation. La production d'alpha-amylase par la souche est toujours associée à la croissance cellulaire et réprimée partiellement par le glucose. Lors de cultures batch en milieu riche avec des cellules en suspension, la production spécifique d'alpha-amylase est inversement proportionnelle à la concentration de glucose jusqu'à 20 g/I. En revanche, dans les cultures avec des cellules immobilisées, cette relation s'est révélée directement proportionnelle à la concentration de glucose jusqu'à 20g/I. Ce comportement laisse penser que le support d'immobilisation permettrait d'amoindrir l'effet répresseur du glucose sur la production d'alpha-amylase. Il a été montré que la production d'alpha-amylase par des cellules immobilisées en culture batch représentait une production 30 pour cent supérieure (6000 unités d'activité/l) à celle obtenue avec des cellules en suspension. La croissance de Bacillus subtilis ATCC-21556 confiné dans du kappa-carraghénane est favorisée dans la région périphérique des billes. Les populations se trouvant dans les couches intérieures des billes présentent des vitesses spécifiques de croissance inférieures à celles des cellules cultivées en suspension. En revanche, les populations cellulaires se trouvant dans les couches périphériques ont présenté des vitesses spécifiques de croissance similaires à celle des cellules en suspension. De même, la vitesse spécifique de croissance des cellules relarguées s'est révélée inférieure à celle des cellules en suspension, ce qui suggère que le comportement des cellules relarguées est différent de celui des cellules en suspension. Un effet inhibiteur de l'acétate sur l'activité isocitrate déshydrogénase a été observé chez Bacillus subtilis ATCC-21556. Le glucose nodule indirectement l'activité de cette enzyme, car la production d'acétate est proportionnelle à la quantité de glucose présente dans la culture. Les cellules immobilisées ont présenté des niveaux d'activité isocitrate déshydrogénase plus élevés que ceux des cellules relarguées. Le support amoindrirait l'effet inhibiteur de l'acétate sur l'activité isocitrate déshydrogénase.

  • Titre traduit

    Study of the physiological behaviour of free and immobilized bacillus subtilis atcc-21556 : following of the metabolites and of the intra and extracellular enzymatics activities


  • Résumé

    The physiological behaviour of Bacillus subtilis ATCC-21556 free and immobilized in kappa-carrageenan gel beads was studied. Sorne differences between free and immobilized systems was observed. These differences seem to be linked to the structural and chemical environment of the immobilization carrier. The alpha-amylase production by the strain is always associated to the cell growth and partially repressed by glucose. Ln free cells batch cultures with a rich medium, the specifie production of alpha-amylase varies in direct proportion with the glucose concentration up to 20 g/1. At the opposite, in the immobilized cells batch cultures this relationship was inversely proportional to the glucose concentration up to 20 g/1. This behaviour suggests that the immobilization carrier al!ows to reduce the repression effect of glucose on the alpha-amylase activity. We showed that the alpha-amylase production by the immobilized cells was 30 percent superior (6000 activity units/1) to that obtained by the free cells. The growth of Bacillus subtilis ATCC-21556 immobi!ized in kappa-carrageenan gel was higher in the peripheral zone of the beads. The bacterial populations located in the inner layers of the beads present lower growth rates than that presented by the free cells. Ln return, the cell populations growing in the peripheral layers present growth rates similar to the free cells growth rate. Moreover, the specifie growth rate of the released cells from the carrier was lower than that of the free cells, suggesting that the relased cells behaviour is different to that of the free cells. We noted that the acetate produced by Baci/lus subtilis ATCC-21556 presents an inhibitory effect on the isocitrate deshydrogenase activity of the bacteria. The glucose modulates indirectly this enzyme activity, because the acetate production is directly proportional to the amount of glucose in the medium. The immobilized cells isocitrate deshydrogenase activity is higher to that of the relased cells. The immobilization carrier seems to reduce the acetate inhibitory effect on the isocitrate deshydrogenase activity.

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Informations

  • Détails : 235 p.
  • Annexes : 241 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Technologie de Compiègne. Service Commun de la Documentation.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1997 DUR 1031
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