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Publié par | Thesee |
Nombre de lectures | 176 |
Langue | Français |
Poids de l'ouvrage | 6 Mo |
Extrait
AVERTISSEMENT
Ce document est le fruit d’un long travail approuvé par le jury de
soutenance et mis à disposition de l’ensemble de la communauté
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version papier. Ceci implique une obligation de citation et de
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LIENS
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http://www.cfcopies.com/V2/leg/leg_droi.php
http://www.culture.gouv.fr/culture/infos-pratiques/droits/protection.htm
INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE (INPL)
Ecole Nationale Supérieure d’Agronomie et des Industries Alimentaires (ENSAIA)
Ecole Doctorale Sciences et Ingénierie Ressources Procédés Produits Environnement (RP2E)
Laboratoire Réactions et Génie des Procédés (LRGP)
THESE
Présentée pour obtenir le grade de
Docteur de l’Institut National Polytechnique de Lorraine
Spécialité : Procédés Biotechnologiques et Alimentaires
Par
Nasir MEHMOOD
Sujet
Effets de l'hydrodynamique et du transfert d'oxygène sur
la physiologie de Streptomyces pristinaespiralis lors de
cultures en flacons agités
Soutenue publiquement le 25 mars 2011
Membres du jury
Rapporteurs : Caroline GENTRIC (Professeur, Université de Nantes)
Rémy CACHON (Professeur, Agrosup Dijon)
Examinateurs : Jérôme MORCHAIN (Maître de conférences, INSA, Toulouse)
Michel FICK (Professeur, INPL, Nancy)
Eric OLMOS (Maître de conférences, INPL, Nancy)
Stéphane DELAUNAY (Maître de conférences, INPL, Nancy)
Invité : Jean-Paul SERVANS (Sanofi-Pasteur, Marcy-L’Etoile)
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REMERCIEMENTS
Les travaux de cette thèse ont été réalisés au sein du Laboratoire Réactions et Génie des Procédés
LRGP de l’INPL de Nancy. Je remercie Gabriel WILD, Directeur de ce laboratoire, de m’y avoir
accueilli.
En préambule à ce mémoire, je souhaite adresser une pensée toute particulière au Pr Jean-Louis
Goergen qui nous a quitté récemment et à qui je dédie ce mémoire, il m’a accueilli au sein de son
équipe et a toujours fait preuve de disponibilité, de générosité, de patience et d’écoute.
Je tiens à exprimer ma reconnaissance envers le Professeur Rémy CACHON à Agrosup Dijon et le
Professeur Caroline GENTRIC de l’université de Nantes pour avoir accepté d'être rapporteurs de ma
thèse.
J'exprime ma gratitude à Mr Jérôme MORCHAIN de l’INSA de Toulouse et Mr Jean-Paul SERVANS
de Sanofi-Pasteur d’avoir accepté de faire partie de mon jury de thèse.
Je remercie le Pr . Michel FICK d’avoir accepté d’être mon Directeur de thèse en prenant le relais
suite à la triste disparition du Pr Jean-Louis GOERGEN me permettant ainsi de conclure cette thèse.
Mes remerciements les plus sincères à Eric OLMOS, qui s’est toujours montré à l'écoute et très
disponible tout au long de la réalisation de ce mémoire, ainsi que pour l'aide et le temps qu'il a bien
voulu me consacrer et sans qui ce mémoire n'aurait jamais vu le jour.
Mes remerciements s’adressent également à Monsieur Stéphane DELAUNAY pour avoir suivi et co-
dirigé cette thèse, pour tout le temps qu’il m’a consacré ainsi que pour ses pertinentes analyses et
critiques qui ont contribuées à l'élaboration de ce mémoire
De plus, je tiens à remercier le Pr J. BUCHS de m’avoir si gentiment accueilli au sein de son
laboratoire situé à Aachen (Allemagne), d’avoir été très à l’écoute et pour ses bons conseils pour mes
travaux de thèse.
Je remercie également Fabrice BLANCHARD pour sa disponibilité et son aide apportée tout au long
de mon parcours. Je n’oublie pas Philippe MARCHAL que je remercie vivement pour son aide.
Enfin, j'adresse mes plus sincères remerciements à toute l’équipe du BioPromo (LRGP), ma famille et
mes amis, en particulier mon épouse qui m’a toujours soutenu et encouragé tout au long de ces années.
3
4
TABLE DES MATIERES
NOMENCLATURE.........................................................................................................................................I‐9
INTRODUCTION GENERALE........................................................................................................................I‐15
I. REVUE BIBLIOGRAPHIQUE................................................................................................................I‐23
I.1. INTRODUCTION.....................................................................................................................................I‐26
I.2. STREPTOMYCES MORPHOLOGY.................................................................................................................I‐28
I.2.1. Types of morphologyI‐28
I.2.2. Relationships between morphology and production of antibiotics.............................................I‐30
I.2.3. between morphology and broth rheology............................................................I‐30
I.2.4. Cell viability inside pellets............................................................................................................I‐31
I.3. CULTURAL CONDITIONS..........................................................................................................................I‐32
I.3.1. Inoculum.......I‐32
I.3.1. Temperature.I‐34
I.3.2. pH................................................................................................................................................I‐36
I.4. NUTRITIONAL PARAMETERS.....................................................................................................................I‐38
I.4.1. Regulation of antibiotic production by carbon source................................................................I‐38
I.4.2. Regulation of production by nitrogen sources............................................................I‐42
I.4.3. Regulation of antibiotic production by phosphate......................................................................I‐52
I.4.4. Effects of ions on growth, antibiotics production and morphology in Streptomyces..................I‐55
I.4.5. Overview of molecular mechanisms responsible for the regulation of antibiotic production in
Streptomyces..............I‐58
I.5. BIOREACTOR HYDRODYNAMICS AND ITS EFFECTS ON THE PHYSIOLOGY OF STREPTOMYCES CULTURES......................I‐60
I.5.1. Hydrodynamics description.........................................................................................................I‐60
I.5.2. Mixing effects..............................................................................................................................I‐66
I.5.3. Oxygen transfer...........................................................................................................................I‐69
I.6. CONCLUSION........................................................................................................................................I‐72
I.7. REFERENCES..........I‐73
I.8. LES PRISTINAMYCINES............................................................................................................................I‐90
I.8.1. Micro‐organisme producteur......................................................................................................I‐90
I.8.2. ClassificationI‐90
I.8.3. Description des pristinamycines..................................................................................................I‐91
II. MATERIELS, METHODES ET OUTILS NUMERIQUES............................................................................II‐95
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II.1. MICRO‐ORGANISMES ET MILIEUX DE CULTURE UTILISES................................................................................II‐97
II.1.1. Micro‐organismes......................................................................................................................II‐97
II.1.2. Milieux de culture................................................