Etude du métabolisme de Fibrobacter succinogenes S85 par RMN : synthèse d'oligosides et dégradation de fibres végétales

par Régis Nouaille

Thèse de doctorat en Chimie organique biologique

Sous la direction de Anne-Marie Delort.

Soutenue en 2004

à Clermont-Ferrand 2 .

  • Titre traduit

    Study of metabolism in Fibrobacter succinogenes S85 by NMR : synthesis of oligosaccharides and degradation of lignocellulosic fibers


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  • Résumé

    Fibrobacter succinogenes est une bactérie cellulolytique anaérobie stricte du rumen prédominante lorsque le regime du ruminant est riche en parois végétales lignifiées. Cette espèce bactérienne possède un système fibrolytique très efficace composé de nombreuses cellulases, hémicellulases et estérases dont l'organisation et l'action synergique sont mal connues. L'objectif de ce travail de thèse était d'une part d'approfondir nos connaissances sur le métabolisme des sucres et la synthèse d'oligosaccharides par F. Succinogenes S85, et d'autre part, d'analyser la cinétique de dégradation de la paille de blé par cette bactérie. Nous avons d'abord analysé la synthèse d'oligosides par des cellules au repos de F. Succinogenes métabolisant le glucose, le cellobiose ou la cellulose. Nous avons essentiellement utilisé l'outil RMN, approche originale qui a permis, parce qu'elle est utilisée in situ et sans a priori, de découvrir la synthèse de nouveaux oligosides : maltodextrines, maltodextrines-1P, dérivé du glucose-1P(X), et glucose substitué par une agycone (X2). L'apport majeur de notre travail est de montrer que les maltodextrines et les maltodextrines-1P peuvent être à la fois synthétisées, excrétées et dégradées par F. Succinogenes et peuvent provenir des sucres exogènes et du glycogène endogène via le maltotriose ou le glucose-1P généré par le glycogène phosphorylase. De plus, en fonction des substrats et de la physiologie des cellules (cellules au repos ou en croissance), d'importantes déviations métaboliques vers la synthèse de ces différents oligosides ont été observées. Nous n'avons pas observé d'accumulation extracellulaire de cellodextrines, quelque soit le substrat métabolisé et la condition physiologique. Enfin, nos résultats nous ont conduit à proposer un modèle de "système maltose" chez F. Succinogenes, différent de celui écrit par E. Coli. Dans le cadre de l'étude de la dégradation des fibres, l'approche originale a été de combiner l'utilisation de RMN liquide et solide afin de conserver intacts à la fois le système enzymatique au sein de la bactérienne, et le substrat analysé (paille de blé) dans sa complexité. Nous n'avons pas démontré de dégradation préférentielle des zones amorphes de la cellulose par rapport aux zones cristallines, ni de la cellulose par rapport aux hémicelluloses. Par ailleurs, nous avons montré que la première fois une action séquentielle des estérases et des xylanases de F. Succinogenes S85 au cours de la dégradation de la paille. Nous avons montré en particulier que l'acétyl-xylane estérase était plus active que l'arabinofuranosidase, elle-même plus active que l'alpha-glucuronidase, l'analyse des xylooligosaccharides libérés témoigne en outre de l'activité conjointe de xylanases des familles 10 et 11

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Informations

  • Détails : 1 vol. (220 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury

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  • Bibliothèque : Bibliothèque Clermont Université (Aubière). Section Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
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