Assas Recherche | Production de succinate par Corynebacterium glutamicum en microaérobiose : approches expérimentales et numériques, de l’échelle métabolique au bioréacteur

Production de succinate par Corynebacterium glutamicum en microaérobiose : approches expérimentales et numériques, de l’échelle métabolique au bioréacteur (Document en Français)

Accès au(x) document(s)

Accéder au(x) document(s) :

https://docnum.univ-lorraine.fr/public/DDOC_T_2021_0082_BRIKI.pdf

Ce document est protégé en vertu du Code de la Propriété Intellectuelle.

Modalités de diffusion de la thèse :

Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 31/12/2021 (communication intranet).

Informations sur les contributeurs

Auteur : Briki Amani

Briki, Amani

Nom

Briki

Prénom

Amani

Nationalité

Français

Date de soutenance : 12-03-2021

Directeur(s) de thèse : Delaunay Stéphane

Delaunay, Stéphane

Nom

Delaunay

Prénom

Stéphane

- Fournier Frantz

Fournier, Frantz

Nom

Fournier

Prénom

Frantz

Etablissement de soutenance : Université de Lorraine

Université de Lorraine

Nom

Université de Lorraine

Laboratoire : Laboratoire réactions et génie des procédés

Laboratoire réactions et génie des procédés

Nom

Laboratoire réactions et génie des procédés

Ecole doctorale : École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....)

École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....)

Nom

École doctorale SIMPPé - Sciences et ingénierie des molécules, des produits, des procédés, et de l'énergie (Lorraine ; 2018-....)

Informations générales

Discipline : Procédés biotechnologiques
Classification : Génie chimique, technologies alimentaires

Mots-clés libres : Succinate, Corynebacterium glutamicum, Microaérobiose, Glucose résiduel, Modélisation cinétique, Modélisation métabolique
Mots-clés :

Corynebacterium glutamicum
Aérobiose
Acide succinique
Glucose
Cinétique chimique - Modèles mathématiques
Métabolisme - Modèles mathématiques
Succinates - Dissertation universitaire

Résumé : Le succinate est classé parmi les 12 principaux précurseurs chimiques à fort potentiel industriel. Cet acide, classiquement produit par l’intermédiaire de procédés chimiques, peut être aussi obtenu par voie microbiologique. Corynebacterium glutamicum, utilisée pour la production industrielle d’acides aminés, est ainsi capable de produire des acides organiques, dont le succinate, en microaérobiose ou en anaérobiose. L’objectif de cette thèse a donc été la compréhension de la réponse physiologique de C. glutamicum vis-à-vis du changement des conditions d’oxygénation. Des outils expérimentaux et numériques ont été mis en œuvre. Une étude expérimentale a pu montrer que l’oxygénation et la disponibilité en glucose sont des paramètres clés pour la production de succinate. Le ratio OUR/GUR, représentatif de ces deux paramètres, a été choisi comme indicateur de l’état physiologique de cette bactérie en microaérobiose. Pour un OUR/GUR inférieur à 1, la production d’acides organiques est effective alors que pour une valeur supérieure, seule la croissance est observée. La production maximale de succinate a été mesurée dans les conditions d’oxygénation les plus faibles, correspondant au ratio le plus faible (0,17). De plus, une reconsommation du succinate produit a pu être mise en évidence lorsqu’une concentration résiduelle seuil en glucose était atteinte. En s’appuyant sur ces observations, un procédé semi-continu performant de production de succinate avec une souche non modifiée génétiquement de C. glutamicum a pu être mis en œuvre. Un modèle cinétique capable de prédire les cinétiques de croissance, de consommation du substrat et de production des acides organiques, dans différentes conditions d’oxygénation, a ensuite été établi. Ce modèle initial a pu être généralisé tout en conservant une très bonne concordance entre les résultats de simulation et les données expérimentales. Le modèle a également pu être transposé, avec succès, à une souche mutante de C. glutamicum 2262. Enfin, un modèle métabolique simplifié a été construit pour C. glutamicum 2262 afin de prédire les flux intracellulaires permettant de comprendre son adaptation métabolique dans des environnements déficients en oxygène et/ou en source de carbone. Ce modèle a permis de prédire, en conditions stationnaires, les flux de production de lactate dans des niveaux d’oxygénation faibles ainsi que la production de biomasse dans certaines conditions d’aérobiose. Il a également été capable de simuler, en conditions dynamiques, des concentrations en succinate dans des conditions d’oxygénation faibles et ce, chez les deux souches étudiées.

Informations techniques

Type de contenu : Text
Format : PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine :

STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises

Identifiant : 2021LORR0082
Type de ressource : Thèse