Etude du catabolisme de l'arginine par les bactéries lactiques du vin : aspects physiologique, enzymatique et génétique chez Œnococcus œni

par Thierry Tonon

Thèse de doctorat en Sciences biologiques et médicales. Œnologie et ampélologie

Sous la direction de Aline Lonvaud.

Soutenue en 2000

à Bordeaux 2 .


  • Résumé

    La fermentation malolactique est une étape nécessaire de la vinification de la plupart des vins de garde. Elle est réalisée par les bactéries lactiques, en particulier Œnococcus œni, chez lesquelles le catabolisme des acides aminés a été peu étudié. Or, il peut entraîner l'apparition de composés dont l'impact hygiénique et toxicologique est non négligeable. La dégradation de l'arginine, un des acides aminés majeurs du vin, par la voie de l'arginine deiminase (voie ADI), conduit notamment à la libération de citrulline qui réagit avec l'éthanol pour former du carbamate d'éthyle (ou uréthane). Cette substance, à fortes doses, présente des effets cancérigènes mis en évidence sur des animaux de laboratoire et sa teneur pourrait être réglementée. Après avoir mis en évidence la dégradation de l'arginine dans le vin, la présence de la voie ADI a été recherchée chez plusieurs espèces de bactéries lactiques. Puis l'étude s'est concentrée sur l'espèce Œnococcus ceni. L'influence de certains composés du vin sur ce catabolisme a été testée. Les activités enzymatiques sont induites en présence d'arginine. Leur cinétique a été étudiée. Puis la comparaison de souches positives et négatives vis-à-vis de ce caractère a révélé que l'utilisation de l'arginine entraîne la production d'ATP. Cette énergie est consommée par des cellules en croissance et par des cellules viables non cultivables. Le clonage des gènes codant pour les enzymes de la voie ADI a permis l'isolement de l'opéron arc. Ces données moléculaires n'ont pour le moment pas permis de mettre au point un test spécifique pour déterminer la capacité des souches à dégrader l'arginine. En amont d'arcA, un gène codant pour une protéine présentant des homologies de séquence et un lien phylogénétique avec des activateurs de la transcription a été identifié. Les premières expériences sur la régulation de l'opéron arc ont montré que ce locus est aussi induit en présence d'arginine


  • Résumé

    Malolactic fermentation is a necessary step in most winemaking processes. It is carried out by lactic acid bacteria, mainly (Enococcus œni, where little has been studied on amino acid catabolism. However, this metabolism is implicated in the production of compounds which exhibit hygienic and toxicological disturbances. Arginine is one of the mort abundant amino acid in wine. Its degradation through the arginine deiminase pathway (ADI pathway) can be followed by citrulline excretion. Citrulline reacts with ethanol to produce ethyl carbamate (or urethane), which is carcinogenic at high concentrations, as it has been demonstrated on animal laboratory. Thus, its levels in wine should be monitored and legislated. After demonstration of arginine breakdown in wine, the presence of the ADI pathway in many lactic acid bacteria species has been tested. Subsequently, attention was focused on OEnococcus ceni. The influence of several wine compounds on this catabolism was assayed. Its induction by arginine was concluded by determination of enzymatic activities. Enzymes were studied as well. Comparison of arginine positive and arginine negative strains showed that ATP was produced from this amino acid. Energy is used by growing cells and viable but no cultivable cells. The cloning of the genes encoding the ADI pathway enzymes allowed the isolation of the arc cluster. However, these molecular data could not so far be used to discriminate arginine positive from arginine negative strains. Upstream of arcA, a locus encoding a protein showing significant homologies and phylogenetic relationships with transcription activators was identified. The first experiments carried on the arc cluster regulation showed that this last gene is induced by arginine as well.

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  • Détails : 1 vol. (135 f.)
  • Annexes : Bibliogr. f. 111-134

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