Regulation du metabolisme central de lactococcus lactis

par CHRISTEL GARRIGUES

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

Sous la direction de PASCAL LOUBIERE.

Soutenue en 1998

à Toulouse, INSA .

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  • Résumé

    Lactococcus lactis ssp. Lactis ncdo 2118 est une bacterie lactique homofermentaire qui presente une grande flexibilite metabolique. En effet, sur certains substrats son metabolisme est homolactique tandis que sur d'autres le metabolisme est mixte ou mixte extreme avec production de formiate, acetate, et ethanol. Les resultats obtenus grace a une approche integree de genie microbien et d'analyses physiologiques permettent de proposer un modele de regulation du metabolisme central. Ce modele est base sur le controle de la glycolyse par l'une de ses enzymes, la glyceraldehyde-3-phosphate deshydrogenase. Lorsque le flux carbone est eleve, on mesure un fort rapport nadh/nad +. Ce ratio active la lactate deshydrogenase et inhibe la glyceraldehyde-3-phosphate deshydrogenase. La limitation au niveau de la glyceraldehyde-3-phosphate deshydrogenase se traduit par une accumulation de fructose-1,6-diphosphate et de trioses-phosphate, inhibiteurs de la pyruvate formiate lyase. L'inhibition de la pyruvate formiate lyase et l'activation de la lactate deshydrogenase contribuent a orienter le flux de pyruvate vers la production de lactate et conduisent a un metabolisme homolactique. Quand le flux glycolytique diminue, le rapport nadh/nad + mesure est plus faible, la regulation au niveau de la glyceraldehyde-3-phosphate deshydrogenase est levee et le flux s'oriente vers un metabolisme mixte. Bien que le fructose-1,6-diphosphate soit considere dans la litterature comme etant le metabolite determinant dans l'orientation du metabolisme, son role dans la transition du metabolisme homolactique vers la fermentation mixte a pu etre ecarte. Afin de preciser le role de la glyceraldehyde-3-phosphate deshydrogenase, des cultures de l. Lactis ncdo 2118 ont ete realisees en presence d'un inhibiteur de cette enzyme, l'iodoacetate. Des concentrations croissantes de cet inhibiteur permettent d'inhiber graduellement l'enzyme et d'orienter le flux metabolique vers un metabolisme homolactique, confirmant que la glyceraldehyde-3-phosphate est une enzyme de controle du flux glycolytique. L'etude d'un mutant dont l'expression de la lactate deshydrogenase est attenuee demontre que cette enzyme, bien que finement regulee par le rapport nadh/nad +, est toujours presente en large exces par rapport au flux qu'elle assure in vivo. Enfin, une souche deletee pour le gene ldh oriente son flux metabolique conformement au modele etabli, via la pyruvate formiate lyase et pour une faible part vers la synthese d'acetoine. Meme dans ce cas, la glyceraldehyde-3-phosphate deshydrogenase est regulee de facon a controler le flux glycolytique a un niveau compatible avec l'ensemble des capacites metaboliques.


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Informations

  • Détails : 190 p.
  • Annexes : 142 ref.

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  • Bibliothèque : Institut national des sciences appliquées. Bibliothèque centrale.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 19998/496/GAR
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