Études et valorisation de métabolites biosynthétisés par une souche bactérienne, isolée de tapis microbiens "kopara" de Rangiroa, Tuamotu, Polynésie française

par Xavier Moppert

Thèse de doctorat en Biotechnologie marine

Sous la direction de Jean Guézennec et de Claude-Elisabeth Payri.

Soutenue en 2006

à Polynésie française .

mots clés

• Kopara
• Polyhydroxyalcanoates
• Pigment bactérien
• Polysaccharides
• Biotechnologie marine

Résumé

Une souche bactérienne identifée comme Paracoccus zeaxanthinifaceans subsp. Payriae a été isolée à partir de prélèvements réalisés sur des tapis microbiens "kopara" sur les atolls de Polynésie française. Cette souche produit, en conditions de laboratoire, un exopolysaccharide (EPS), un pigment, et des polyhydroxyalcanoates (PHA). L'EPS, de haut poids moléculaire et hautement sulfaté, présente une forte activité amincissante laissant présager de son développement rapide en cosmétique. Ses capacités de rétention de cations métalliques tels que le cuivre (Qmax = 625 mg g-1) et le fer (Qmax = 385 mg g-1) permettent d'envisager un développement dans les domaines de l'environnement et de la santé. Le pigment associé à cet EPS lors de la fermentation, est composé à plus de 90% de all-trans-zéaxanthine de configuration absolue (3R, 3'R). Ce composé optiquement actif est très recherché pour la protection de l'oeil et de la peau face aux rayonnements UV. Enfin les plastiques biodégradables que représentent les PHA sont d'un intérêt majeur en terme d'environnement. Leur mode de production écologique pourrait leur permettre de se substituer à courte échéance aux plastiques synthétiques. Ces résultats représentent la première valorisation d'un microorganisme issu du "kopara" et sont à considérer comme le point de départ d'un nouvel axe d'exploitation des ressources maritimes de la Polynésie.

Titre traduit

Studies and valorization of metabolites produced by a bacterium isolated from microbial mats "kopara" in Rangirao (Tuamotu, French Polynesia)

Résumé

A new bacterical identified as Paracoccus zeaxanthinifaceans subsp. Payriae has been isolated from microbial mats known as "kopara", which are located on several Polynesian atolls. Under laboratories conditions, this strain produces metabolites of biotechnological interest including an exopolysaccharide (EPS), a bacterial pigment determined as zeaxanthin and polyhydroxyalkanoates (PHA). The high molecular weight and highly sulfated (25% w/w) EPS exhibits very interesting biological activities and a further commercial developpement in the cosmetic area or as a slimmimng agent could be expected in the very near future. High heavy metal capacities were determined for both iron and copper and, therefore, this EPS may be useful in treatment of wastes and in other environmental or medical applications. The simultaneous synthesis of pure zeaxanthin in its active optical form could be of a great biotechnological interest for medical or cosmetic applications. Under specific conditions this bacterium was also shown to produce large amounts of polyhydroxyalkanoates with environmental applications. Microbial mats known as "kopara", located on several Polynesian atolls appears to be a source of unusual microorganisms and associated metabolites with biotechnological applications.