Mecanismes regulant la voie de biosynthese des polycetides (pigments rouges et toxine) chez un champignon filamenteux, monascus ruber

par Hassan Hajjaj

Thèse de doctorat en Biologie et génétique moléculaires et cellulaires. Biotechnologie

Sous la direction de Philippe Blanc.

Soutenue en 1998

à Toulouse, INSA .

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  • Résumé

    Monascus ruber est un champignon filamenteux qui produit un pigment rouge utilise traditionnellement en asie par fermentation solide comme additif alimentaire, sous le nom d'anka. En culture immergee, la production du colorant est associee a la coproduction d'une mycotoxine, la citrinine, substance nephrotoxique. Le travail presente dans cette these porte sur l'etude de la voie de biosynthese du pigment et de la citrinine, dans une logique de production de colorant exempt de mycotoxine. Des etudes de marquage des metabolites par #1#3c ont permis de mettre en evidence une voie de biosynthese de la citrinine specifique et nouvelle, differente de celle proposee auparavant. La citrinine s'avere formee a partir d'un tetracetide au lieu d'un pentacetide suppose, alors que le colorant est un hexacetide. L'acide octanoique intervient comme intermediaire metabolique dans la synthese du pigment. Son utilisation comme co-substrat permet de baisser considerablement la production specifique de citrinine et d'augmenter celle du pigment. L'assimilation d'acide octanoique marque en #1#3c sur le c#1, ne donne aucun marquage sur le pigment (acide endogene), indiquant qu'il n'est pas assimile directement en tant que tel. Par contre, il est transforme en methyl-cetone par une -oxydation suivie d'une decarboxylation. Le catabolisme des substrats reduits (acides gras, methyl-cetones, n-alcanes) fournit a la fois des coenzymes (nadph) necessaires a l'anabolisme d'acides gras impliques dans la synthese du pigment, d'ou une amelioration de la production du pigment, et de l'eau oxygenee (h#2o#2) qui intervient dans la degradation de la toxine. Cette detoxication post-production est controlee, au moins en partie, par des peroxydases, qui sont inactivees par ajout de derives halogenes. En plus de l'assimilation des acides gras, monascus degrade les n-alcanes par une cascade de complexes enzymatiques, dont les cyt-p#4#5#0, impliques dans la biosynthese de la citrinine et donc susceptibles d'en controler la production. L'aeration et l'agitation influencent nettement le ratio pigment/citrinine. Avec une forte aeration, la production de la citrinine est maximale (metabolisme oxydatif), alors qu'une faible aeration ou agitation se traduit par une production tres faible de la toxine et une production importante d'ethanol (metabolisme fermentaire et reductif). Une coproduction de malate est observee lorsque le glutamate de sodium (mgs) est utilise comme source d'azote. Nous avons mis en evidence le caractere inhibiteur du malate sur la production du pigment. Ainsi, bien que le rendement en pigment soit favorise par une forte aeration, sa production est limitee par l'accumulation toxique de malate. L'utilisation d'autres sources d'acides amines comme source d'azote permet de s'affranchir de cette production de malate. Ainsi, l'utilisation de l'histidine, qui ne conduit a aucune production de malate, a permis l'amplification de la production specifique du colorant par un facteur 6, tout en ne produisant pas de citrinine.


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Informations

  • Détails : 255 P.
  • Annexes : 232 REF.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1998/468/HAJ
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