Développement d’outils de métabotypage pour l’étude de la biosynthèse de substances naturelles : application à l’étude de la biosynthèse des lignanes de la graine de lin

Development of tools of metabotyping for the study of natural substances biosynthesis : application to the study of the lignans biosynthesis of flaxseed

• Auteur / Autrice : Aina Ramsay
• Direction : François Mesnard, Éric Grand, Albrecht Roscher
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Chimie analytique, biologie végétale et chimie oraganique
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Amiens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Lignanes

Résonance magnétique nucléaire

Métabolisme

Biotechnologie

Lin

Résumé

Une meilleure connaissance des mécanismes de régulation des substances naturelles d’intérêt permettrait de débloquer les verrous métaboliques qui limitent leur production par voie biotechnologique. Pour y parvenir, une approche de métabolomique et une approche de mesure des flux ont été développées dans cette thèse, sur le modèle de la graine de lin (Linum usitatissimum). Ces graines sont la source la plus riche en sécoisolaricirésinol diglucosylé, lignane d’intérêt pour la santé humaine et dont la cinétique d’accumulation et la localisation précises restent à clarifier. Une fois optimisée, la métabolomique par RMN du proton a été appliquée à différentes variétés de graines de lin et semble indiquer que les lignanes sont d’autant plus accumulés que la teneur en acide α-linolénique (acide gras ω-3) est faible. Une étude de micrométabolomique a également été initiée et indique que les lignanes seraient accumulés dans les cellules parenchymateuses du tégument externe de la graine. Afin d’accéder à la mesure de flux, des précurseur des lignanes marqués (monolignols), ainsi que ces dérivés, ont été synthétisés et des expériences de supplémentations en RMN in vivo ont pu débuter, après avoir établi les cinétiques d’accumulation des lignanes et leurs précurseurs dans les graines en développement.

A better knowledge of regulation mechanisms of natural substances of interest could unlock the metabolic blocages which limit their production by biotechnological way. For that purpose, an approach of metabolomic and an approach of measurement of fluxes were developed in this thesis, using the model of flaxseed (Linum usitatissimum). These flaxseeds are the richest source of secoisolariciresinol diglucoside, lignan of interest for the human health and whose accumulation kinetics and precise localization remain to be clarified. Once optimized, the metabolomic analysis by proton NMR was applied to various varieties of flaxseeds and seems to indicate that the more the lignans are accumulated, the more the content of α- linoleic (fatty-acid ω- 3) is weak. A study of micrometabolomic also was initiated and indicates that the lignans would be accumulated in the parenchymatous cells of the external tegument of seed. In order to assess to the measurement of fluxes, marked lignan precursors (monolignols) and their derivatives, were synthesized and experiments of supplementations followed by in vivo NMR could begin, after having established the accumulation kinetics of lignans and their precursors in immature flaxseeds.