Détermination, par RMN du deutérium, du fractionnement isotopique d'acides gras produits par un microorganisme en milieu contrôlé

par Vincent Baillif

Thèse de doctorat en Chimie analytique

Sous la direction de Richard J. Robins et de Isabelle Billault.

Soutenue en 2007

à Nantes , dans le cadre de École doctorale chimie biologie (Nantes) , en partenariat avec Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    La distribution naturelle du deutérium observée sur les acides gras dépend de l’origine des atomes d’hydrogène et de l’action des différentes enzymes impliquées (synthéthase et désaturase). Elle est donc une source très importante d’informations concernant la biosynthèse des acides gras. Cette thèse est divisée en trois partie. Dans la première partie, le développement d’une méthode analytique permettant l’analyse des directions énantiotopiques pro-R et pro-S de linoléate de méthyle par RMN-2H en milieu orienté a été effectué. Ces analyses ont montré que les énantioisotopomères de configuration pro-S sont appauvris comparés aux énantioisotopomères pro-R. Dans la seconde partie, des acides gras diversement enrichis en deutérium ont été produits par un champignon oléagineux (Fusarium lateritium) en présence de différents précurseurs légèrement enrichis. Enfin, dans la dernière partie, les linoléates de méthyles isolés à partir de ces cultures ont été analysés par RMN-2H en milieux isotrope et orienté chiral. Les résultats de la filiation isotopique montrent une incorporation stéréoselective du deutérium sur les positions pro-R et pro-S des sites pairs et impairs des linoléates de méthyle isolés. Grâce à cette étude, le mécanisme des deux réactions de désaturation conduisant à l’acide linoléique a pu être discuté en terme de stéréosélectivité et d’effets cinétiques isotopiques.


  • Résumé

    The distribution of deuterium observed in long-chain fatty acids at natural abundance is determined by both the origin of hydrogen atoms and the action of the different enzymes involved (synthethase and desaturase). It is thus a very important source of information concerning the biosynthesis of fatty acids. In the first part of this thesis, the development of an analytical method allowing the analysis of the pro-R and pro-S enantiotopic directions of methyl linoleate by 2H-NMR in oriented medium was carried out. These analyses showed that pro-S configured enantioisotopomers are impoverished compared to the pro-R ones. In the second part, fatty acids variously enriched in deuterium were produced using an oleaginous fungus (Fusarium lateritium) in the presence of different slightly enriched precursors. Finally, in the last part, the methyl linoleate isolated from these cultures was analyzed by 2H-NMR in isotropic and chiral oriented media. The results of the isotopic affiliation show a stereoselective incorporation of deuterium on pro-R and pro-S positions of odd and even sites. Thanks to this study, the mechanism of the two reactions of desaturation leading to linoleic acid can be discussed in term of stereoselectivity and kinetic isotopic effects.

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