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Isolemenet d'une souche de streptomyces exfoliatus produisant un système d'enzymes lytiques partiellement actif sur methylobacterium extorquens, une bactérie méthylotrophe productrice de PHB

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Bourbonnière, Luc (1993). Isolemenet d'une souche de streptomyces exfoliatus produisant un système d'enzymes lytiques partiellement actif sur methylobacterium extorquens, une bactérie méthylotrophe productrice de PHB Mémoire. Québec, Université du Québec, Institut National de la Recherche Scientifique, 177 p.

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Résumé

Les poly-B-hydroxyalcanoates (ou PHA) sont des biopolymères biodégradables retrouvés chez de nombreuses bactéries sous forme de granules intracellulaires. Ces polyesters naturels, de par leurs propriétés physico-chimiques, possèdent un intérêt industriel important. Plusieurs facteurs détermineront le coût final des PHA: équipements, substrat de fermentation, traitement des effluents et extraction. L'extraction des PHA joue un rôle majeur dans leur coût final; l'utilisation de solvants pour les extraire est coûteuse, polluante et potentiellement dangeureuse. Il serait donc intéressant d'avoir une alternative "verte" à l'extraction par les solvants; une approche possible est l'utilisation d'un système lytique spécifique à la bactérie productrice afin de digérer le matériel cellulaire non-PHA et ainsi extraire et purifier les granules de PHA.

L'objectif général de ce projet était d'isoler un microorganisme produisant des enzymes lytiques actives sur Methylobacterium extorquens, la bactérie utilisée dans ce projet pour la production d'un type de PHA, le poly-B-hydroxybutyrate (ou PHB), à partir du méthanol comme substrat. On envisageait ainsi d'identifier ce nouveau microorganisme lytique, d'effectuer des tests d'extraction des granules de PHB avec les enzymes lytiques produites par ce microorganisme et, s'il y a lieu, améliorer les conditions d'extraction des granules.

À partir de divers échantillons de sols pns dans la région de Montréal, 10 isolats se sont montrés capables de causer des zones de lyse dans des géloses contenant des cellules de M. extorquens traitées à la chaleur. Une seule de ces souches, la souche No. 10, était capable de produire une quantité appréciable d'enzymes lytiques en milieu liquide. Grâce à l'utilisation de techniques chemotaxonomiques, cette souche a été identifiée comme étant Streptomyces exfolia tus. La lyse des cellules était optimale à un pH de 8,0 et à une température de 50°C. Aucun des sels (ions) étudiés n'avait d'effet positif sur la lyse à des concentrations de 1 mM ou 10 mM; les ions Hg++, Ni++ et Cr++ étaient inhibiteurs à la concentration 1 mM. Le système lytique possédait les activités enzymatiques suivantes: N-acétylmuramidase (lysozyme), protéase, estérase et N-acétyl-glucosaminidase. Les essais de lyse sur des cellules contenant une quantité importante de PHB ont démontré que le système lytique brut de S. exfoliatus avait un effet certain sur la paroi de M. extorquens mais ne permettait pas la libération complète des granules de PHB. Des études en microscopie électronique à transmission ont été effectuées afin de confirmer l'effet du système lytique sur la paroi des cellules de M. extorquens traitées à la chaleur et contenant du PHB. Après cinq heures d'incubation avec le système lytique brut, des structures étaient bien visibles sur la paroi, correspondant peut-être à des filaments de peptidoglycane se détachant de la surface bactérienne. Après 24 heures, la paroi était devenu floue. L'ajout de détergents et d'EDTA n'a pas permis une amélioration de la digestion du matériel non-PHB.

Le système lytique de S. exfoliatus avait donc un effet sur la paroi de cellules tuées de M. extorquens mais ne réussissait pas toutefois à extraire complètement les granules de PHB. Des études plus poussées, soit avec le système lytique seul soit après la combinaison de ce système avec d'autres techniques d'extraction (mécaniques, chimiques, etc.) permettront peutêtre de réaliser une extraction plus complète des granules de PHB. De plus, la souche isolée pourrait produire d'autres produits d'intérêt industiiel retrouvés chez divers actinomycètes (antibiotiques, enzymes autres que lytiques, etc.); il pourrait donc être intéressant d'examiner plus à fond cette nouvelle souche de S. exfoliatus.

Type de document: Thèse Mémoire
Directeur de mémoire/thèse: Groleau, Denis
Mots-clés libres: -
Centre: Centre INRS-Institut Armand Frappier
Date de dépôt: 26 août 2019 20:36
Dernière modification: 26 août 2019 20:36
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/8535

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