En vue de l'obtention du

Jean - Luc Pernodet

Description

Niveau: Supérieur, Doctorat, Bac+8

• redaction

THÈSE En vue de l'obtention du DOCTORAT DE L'UNIVERSITÉ DE TOULOUSE Délivré par l'Institut National Polytechnique de Toulouse Discipline ou spécialité : Génie des procédés environnementaux JURY M. Jean-Luc PERNODET Rapporteur M. Nasserdine SABAOU Rapporteur Mme. Florence MATHIEU Directrice de Thèse M. Ahmed LEBRIHI Directeur de Thèse Mme. Geneviève BAZIARD Examinatrice M. Stéphane GUILLOUET Examinateur Ecole doctorale : Mécanique, Energétique, Génie Civil et Procédés (MEGEP) Unité de recherche : Laboratoire de Génie Chimique de Toulouse (UMR 5503) Directeurs de thèse : Florence Mathieu et Ahmed Lebrihi Présentée et soutenue par Anne-Claire CHORIN Date prévue de soutenance : le 10 Novembre 2009 Synthèse enzymatique de nouveaux dérivés dithiolopyrrolones par Saccharothrix algeriensis

• induction de l'activité benzoyltransférase


• algeriensis


• activité d'enseignement


• voie enzymatique


• dithiolopyrrolones


• réaction enzymatique d'acylation du noyau pyrrothine


• saccharothrix algeriensis


• national des sciences appliquées de toulouse

Sujets

• Redaction
• Molette
• Demain.TV
• Coulon
• Philippe Caubère
• Sylvestre

Informations

• Publié par: profil-feym-2012
• Publié le: 01 novembre 2009
• Nombre de lectures: 49
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 4 Mo

Extrait

THÈSE

En vue de l'obtention du

DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE

Délivré par l’Institut National Polytechnique de Toulouse
Discipline ou spécialité : Génie des procédés environnementaux



Présentée et soutenue par

Anne-Claire CHORIN


Date prévue de soutenance : le 10 Novembre 2009


Synthèse enzymatique de nouveaux dérivés
dithiolopyrrolones par Saccharothrix algeriensis
JURY

M. Jean-Luc PERNODET Rapporteur
M. Nasserdine SABAOU Rapporteur
Mme. Florence MATHIEU Directrice de Thèse
M. Ahmed LEBRIHI Directeur de Thèse
Mme. Geneviève BAZIARD Examinatrice
M. Stéphane GUILLOUET Examinateur


Ecole doctorale : Mécanique, Energétique, Génie Civil et Procédés (MEGEP)
Unité de recherche : Laboratoire de Génie Chimique de Toulouse (UMR 5503)
Directeurs de thèse : Florence Mathieu et Ahmed Lebrihi


Remerciements

Je tiens à remercier Jean-Luc PERNODET, directeur de recherche à l’Institut de
Génétique et de Microbiologie (CNRS, UMR 8621, Université Paris-sud) et Nasserdine
SABAOU, professeur à l’Ecole Nationale Supérieure d’Alger pour avoir évalué mon
manuscrit et au-delà pour leurs remarques pertinantes et leur enthousiasme pour ce projet.
Merci également à Geneviève BAZIARD, professeur à l’Université des Sciences
Pharmaceutiques de Toulouse et à Stéphane GUILLOUET, maître de conférences à l’Institut
National des Sciences Appliquées de Toulouse, pour leur participation à mon jury de thèse et
leur regard original et instructif sur ces travaux.
Cette thèse a été réalisée au sein du Laboratoire de Génie Chimique de Toulouse et
plus particulièrement du département Bioprocédés et Systèmes Microbiens sur le site de
l’Ecole Nationale d’Agronomie de Toulouse. Elle a été dirigée par Florence MATHIEU et
Ahmed LEBRIHI, professeurs à l’Institut National Polytechnique de Toulouse et plus
particulièrement à l’Ecole Nationale Supérieure d’Agronomie de Toulouse. Je les remercie
pour m’avoir accueilli au laboratoire et avoir su donner les bonnes directions à ces travaux ce
qui m’a permis d’obtenir les résultats présentés ici. Merci de m’avoir emmené au bout de
cette aventure.
Je remercie également le Ministère Français de l’Enseignement Supérieur et de la
Recherche pour avoir financé durant ces trois ans mon allocation sans laquelle je n’aurais pas
pu réaliser cette thèse.
Au sein du Laboratoire de Génie Chimique, je souhaite exprimer ma profonde
gratitude et dire toute mon affection à Patricia NOUVET et Marie-Carmen MONJE pour leur
soutien et leur joie de vivre, Viva España ! Vous avez toujours été là dans les hauts et dans les
bas et je n’oublierai pas toutes les émotions partagées. Surtout restez comme vous êtes. Un
grand merci aussi à Gwenaëlle JARD pour cette entraide à toutes épreuves pendant la thèse et
avant !! Je te remercie Dr JaJard et te souhaite plein de réussite et de bonheur pour la suite.
J’espère qu’on partagera encore plein de bons moments. Je remercie aussi Caroline STRUB
pour ces longs débats saccharothrixiques…et Céline CAUBERE pour sa participation
importante à ces travaux dans le cadre de son stage de fin d’étude à l’INSAT. Mais j’ai
également une pensée pour tous les autres membres du laboratoire Thierry LIBOZ, José
RAYNAL, Annie PFOHL-LESZKOWICZ, Gérard et son gâteau de crêpe et tous les étudiants

qui se sont succédé pendant 3 ans : Nafees, Rafik, Farida, Rabiâa, Slim, Riba, Nesserine,
Jessica, Diana, Florent, Aurélie, Samia, Ali, André, Virginie, Mariana, Kheira... Enfin, Muriel
tu es partie du labo trop vite, mais je n’oublie pas ton passage. Je te souhaite plein de bonnes
choses avec ton lutin.
Je tiens également à signifier toute ma reconnaissance à l’ensemble des membres du
Laboratoire de Chimie Pharmaceutique de l’Université des Sciences Pharmaceutiques de
Toulouse pour leur chaleur humaine et le nouveau départ qu’ils ont su donner à ce projet. Je
tiens à mentionner à ce titre, Laurent BIJEIRE, Geneviève BAZIARD et Salomé El HAGE.
Laurent, merci pour ton investissement, ta passion et tes si bons conseils, notre travail à quatre
bras m’a vraiment permis de rebondir, un vrai déclic!!
A l’ENSAT, ils sont aussi nombreux à m’avoir encouragé avec un petit mot, des
conseils ou avec le matériel et le produit qui va bien. Je ne citerai que Jérôme SYLVESTRE,
Georges MERLINA, Hélène MANSE, Caroline MOLETTE, Hervé REMIGNON, Nathalie
MARTY-GASSET, Gérard SURAN, les étudiants d’ECOLAB Bertrand, Timothé, Laure,
Gaëlle, Marion mais j’en oublie certainement …
Par ailleurs ma thèse n’aurait pas été la même sans mes activités d’enseignement. Je
remercie donc Eric PINELLI pour sa bonne humeur, les longues discussions que nous avons
eues et son apprentissage de la « microbiologie facile »
Je souhaite aussi adresser mes remerciements au Pr Arnold Demain, (Drew University,
Madison, NJ, USA) ainsi qu’à Mr Olivier Coulon pour leur aide dans la rédaction de ma
publication.
Enfin, je n’aurais pas pu surmonter ces trois années sans un soutien extérieur à toute
épreuve. Pour cela je remercie tous mes amis qui ont fait preuve d’une très grande
compréhension et ont su me divertir.
Je tiens aussi à exprimer tout mon amour à mon cher « nono » qui a été tellement
patient, à l’écoute (même à des milliers de km !) et dont la zen attitude me fait tant de bien.
Je remercie pour terminer toute ma famille. Merci à mes sœurs Stéphanie, Delphine et
à mes parents Catherine et Patrick, pour m’avoir communiqué cette soif d’apprendre et pour
tout leur amour et soutien. Enfin je ne pourrais pas finir ces remerciements sans avoir une
pensée émue pour mon grand-père qui nous a quittés un peu avant le grand jour, qui aurait
tellement aimé pouvoir faire des études et qui a su transmettre à ses enfants et petits enfants
cette envie de connaissances.

Résumé
Saccharothrix algeriensis est une bactérie filamenteuse productrice de plusieurs
molécules de la famille des dithiolopyrrolones aux propriétés à la fois antibiotiques et
anticancéreuses. Ces composés sont constitués d’un noyau bicyclique commun, la pyrrothine,
lié par une liaison amide à différents radicaux acyls (R). Lors de ce projet de thèse, la
réaction enzymatique d’acylation du noyau pyrrothine, dite pyrrothine N-acyltransférase, a été
étudiée chez Sa. algeriensis pour mieux comprendre la régulation exercée par les acides
organiques sur la biosynthèse des dithiolopyrrolones et synthétiser par voie enzymatique de
nouveaux composés avec différents radicaux R. Deux activités enzymatiques pyrrothine N-
acétyltransférase et N-benzoyltransférase catalysant la formation de deux dithiolopyrrolones,
la thiolutine (R= CH ) et la benzoyl-pyrrothine (BEP, R= C H ) ont d’abord été mise en 3 6 5
évidence dans l’extrait cellulaire brut de Sa. algeriensis. Ensuite la régulation exercée par les
acides organiques a été étudiée en mesurant ces activités enzymatiques dans des extraits
cellulaires de Sa. algeriensis obtenus au cours de cultures sur différents milieux supplémentés
en acides organiques. Les résultats obtenus montrent que l’augmentation de la production de
BEP en présence d’acide benzoïque à 1,25 mM est en partie due à l’induction de l’activité
benzoyltransférase. Par ailleurs, les activités acétyltransférase et benzoyltransférase ont
montré des profils d’expression très différents qui laissent supposer que deux enzymes
catalysent le transfert de l’acétyl- et du benzoyl-. Leur purification a aussi été entreprise et
l’extrait cellulaire de Sa. algeriensis, sous une forme brute ou semi-purifiée, a été utilisé pour
catalyser la synthèse enzymatique de 9 dérivés dithiolopyrrolones, susceptibles de posséder
des activités biologiques innovantes et/ou accrues.

Abstract
Saccharothrix algeriensis is a filamentous bacterium that produces many
dithiolopyrrolone compounds with antibiotic and anti-tumour properties. These metabolites
possess a common bicyclic nucleus, the pyrrothine, amide linked with variable acyl groups R.
During this PhD project, the enzymatic re