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Enrichissement et recherche de certaines activités enzymatiques produites par des bactéries aérobies thermophiles

Hupé, Jean-François (2008). Enrichissement et recherche de certaines activités enzymatiques produites par des bactéries aérobies thermophiles Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, Maîtrise en microbiologie appliquée, 161 p.

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Résumé

Les enzymes thermophiles présentent plusieurs avantages par rapport aux enzymes mésophiles, notamment à cause de leur plus grande résistance à la dénaturation thermique et chimique. La demande en thermozymes pour des applications biotechnologiques est en forte croissance. Les lipases, les estérases, les amylases, les cellulases et les protéases sont les enzymes thermophiles les plus recherchées dans divers secteurs industriels. La prémisse de ce projet était que les bactéries aérobies thermophiles ont la capacité de produire des enzymes thermostables originales d'intérêt industriel. Un premier objectif de ce projet était l'enrichissement de bactéries aérobies thermophiles en fonction de différentes sources de carbone. Neuf enrichissements différents ont été réalisés où les substrats utilisés comprenaient un extrait de viande, du son de blé, de la lignine, de la chitine, de la gélatine, un mélange d'huiles de canota et de palme et un mélange d'huile d'olive et de Tween 80. Ces divers enrichissements avaient comme objectif de stimuler l'implantation d'une biomasse spécialisée dans la dégradation de chaque substrat. Les microflores ont été enrichies dans des conditions aérobies thermophiles (50-70°C) et de pH alcalins (7,0-8,5). Le suivi de l'évolution de la diversité bactérienne dans le temps par PCR-DGGE du gène codant pour 1'ARN ribosomal 16S a permis de constater que, globalement, les microflores résultantes des divers enrichissements sont différentes selon la source de carbone employée. Pour le présent projet, une attention particulière a été portée s r la recherche d'activités Iipolytiques, plus spécifiquement de type lipase. Les biomasses enrichies en présence de lipides ont servi à la recherche d'enzymes Iipolytiques via une approche classique d'isolement de bactéries productrices d'enzymes, alors que les biomasses provenant des autres enrichissements ont été utilisées dans un autre projet visant la recherche de différentes thermozymes par une approche métagénomique. Des microflores enrichies en présence de lipides, 34 souches bactériennes ont été isolées et caractérisées. Selon leur profil obtenu par PCR-DGGE de leur gène codant pour l'ARN ribosomal 16S, les souches ont été réparties en dix groupes. Le séquençage de ce même gène a pe1mis de faire l'affiliation la plus probable des souches avec des espèces connues. La grande majorité des souches sont affiliées à la famille des Bacillaceae, la plupart appartenant au genre Geobacillus. Deux souches originales, F12-TH0-01 et F12- TH0-02, ont été isolées du mini-fermenteur enrichi en présence d'huile d'olive et de Tween 80. Selon les analyses phylogénétiques, les espèces connues les plus rapprochées sont respectivement Bacillus thermoamylovorans (93-94% d'identité) et Chelatoccocus asaccharovorans (95% d'identité) ce qui suggère qu'elles pourraient représenter deux nouvelles espèces bactériennes jamais décrites. Le potentiel enzymatique des souches isolées a été évalué pour produire 19 activités différentes par des galeries API ZYM incubées à 60°C. La majorité des souches exprimaient des activités phosphatase alcaline, estérase (C4), estérase-lipase (C8) et a­ glucosidase d'une bonne intensité. L'activité lipase (C14) était beaucoup moins détectée auprès des souches testées. Les souches ont ensuite été criblées pour une activité lipolytique sur milieux solides via la méthode de précipitation au calcium et la méthode à la Rhodamine B. L'utilisation de l'huile d'olive comme substrat dans la méthode à la Rhodamine B suggérait la détection d'activité lipolytique de type lipase pour la majorité des souches testées. La caractérisation préliminaire des activités lipolytiques des souches F12-TH0-01 et F12-RT-091 à partir de surnageants de culture a permis d'identifier des activités de type estérase plutôt que lipase. Dans les deux cas, l'activité estérase était thermophile (55- 60°C), alcaline (supérieure à pH 8,5 qu'à 7,5) et sensible à la présence de Triton X-100 où on observait respectivement des pertes de 50% et 35% d'activité en présence de 0,5% de Triton. La caractérisation des autres souches isolées pourrait éventuellement révéler la présence de nouvelles thermozymes ayant des activités lipolytiques intéressantes pour des applications industrielles.

Type de document: Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Beaudet, Réjean
Co-directeurs de mémoire/thèse: Juteau, Pierre
Mots-clés libres: enzyme ; lipide
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 25 sept. 2013 18:51
Dernière modification: 08 déc. 2015 15:20
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/219

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