Compréhension des mécanismes physiologiques et génétiques impliqués dans l'activité réductrice de Lactococcus lactis

par Célia Roussel

Thèse de doctorat en Sciences de l'alimentation

Sous la direction de Rémy Cachon et de Philippe Gaudu.

Soutenue le 22-06-2015

à Dijon , dans le cadre de École doctorale Environnements, Santé (Dijon) , en partenariat avec Procédés Alimentaires et Microbiologiques (Dijon) (laboratoire) .

Le président du jury était Hervé Prevost.

Le jury était composé de Jean-François Cavin.

Les rapporteurs étaient Stéphane Delaunay, Marie-Christine Champomier-Vergès.


  • Résumé

    Les bactéries lactiques, en particulier Lactococcus lactis sont utilisées en industrie agroalimentaire. Ces bactéries sont connues pour avoir une activité réductrice, désignant leur aptitude à abaisser le potentiel redox (Eh) d’un milieu. Le génome de L. lactis MG1363 code plusieurs protéines possédant un motif CXXC potentiellement liées à une activité redox. Pour comprendre le rôle des protéines de surface riches en cystéines, deux approches ont été utilisées. Par l’approche bioinformatique, notre intérêt s'est porté sur deux protéines de surface de fonctions inconnues et à motif CX2CX10CX2C : Llmg_0524 et Llmg_0526. Leurs gènes forment un opéron induit temporairement en début de croissance. Dans les deux protéines, le motif chélate un ion de zinc par les résidus cystéines, formant un complexe très stable. Nos données suggèrent que cet opéron contribue à l'intégrité de la paroi cellulaire et que le zinc participe à la stabilité des protéines. L'identification des protéines à thiols exofaciaux par une approche biochimique indique la présente d’AhpF à la surface de L. lactis. La délétion du gène ahpF entraîne une forte sensibilité du mutant au cumène hydroperoxyde, mais aucune au peroxyde d'hydrogène. Le cumène hydroperoxyde provoque une modification de la proportion en acide gras chez le mutant ahpF, le mécanisme de cyclopropanation contribue à sa survie en réponse à un stress oxydatif. La compréhension des fonctions impliquées dans l'activité réductrice des lactocoques permettra une meilleure maîtrise du Eh dans la fabrication des produits fermentés et un meilleur contrôle des flores pathogènes et d’altérations. Le projet Food-Redox a été financé par l'ANR.

  • Titre traduit

    Understanding of the physiological and genetic mechanisms involved in the reducing activity of Lactococcus lactis


  • Résumé

    Lactic acid bacteria, particularly Lactococcus lactis are used in dairy industry. These bacteria are known to have a reducing activity, indicating their ability to lower the redox potential (Eh) of a medium. L. lactis MG1363 genome encodes several proteins with a CXXC motif, potentially linked with a redox activity. To understand the role of proteins rich in cysteine located at the surface of L. lactis, two approaches were used, one bioinformatics and biochemical another. For bioinformatic approach, interest was focused on two proteins of unknown function and CX2CX10CX2C motif: Llmg_0524 and Llmg_0526. Their corresponding genes form an operon temporarily induces in early growth phase. In these two proteins, the pattern chelate a zinc ion via its cysteine residues. The zinc-cysteine complexe is very stable, it suggests a probable role in protein stability. Data suggest that this operon contributes to the cell wall integrity. The identification of exofacial thiol proteins by a biochemical approach indicates that AhpF is present at the surface of L. lactis. The ahpF gene deletion causes a strong sensitivity to the cumene hydroperoxide, but no sensibility for hydrogen peroxide. In the mutant ahpF incubation with cumene hydroperoxide modified fatty acid proportion, cyclopropanation mechanism thus contributes to the survival in response to oxidative stress. Understanding the lactococci functions involved in the reduction activity allows a better control of redox potentiel in the fermented food production and thus a better control of foodbornes microorganisms in these products. Food-Redox project is financially supported by the French National Research Agency.


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