Physiological study of Streptomyces pristinaespiralis, a pristinamycins producing strain : central metabolism enzymes activities and intracellular Ph measurements
Étude physiologique de streptomyces pristinaespiralis producteur de pristinamycines : activités enzymatiques du métabolisme central et mesure du Ph intracellulaire
Résumé
In the last decade, a new rational strategy for fine optimization of industrial interest metabolites production has been achieved by means of metabolic engineering. This field does not only limits to ponctual genomic manipulations in the producing cells, but requires a deeper insight of their phisiology. In this context, a part of carbohydrate (glucose) metabolism in the pristinamycins producing Streptomyces pristinaespiralis has been investigated during trophophase and idiophase. Specific activities for some enzymes belonging to the central metabolism were assayed during batch cultures and showed a general diminution before the antibiotic being excreted. Another basic physiological parameter is the intracellular pH (pHi), which not only affects enzymatic activities but also provides informations about intracellular metabolism. A novel method for its determination has been developped by means of epifluorescence microscopy combined to image analysis. pHi during batch fermentations undergone severe fluctuations correlated to pristinamycins production and succinate and lactate excretions. Finally all parameters measurements were performed during different dilution rates chemostat. Cyclic productions of pristinamycins were observed due to the
pristinamycins repression on their own synthesis. This study aUowed quantification of enzymatio contents for different growth rates of non producing cells and revealed pHi changes of a lesser magnitude.
L'amélioration de la production se métabolites d'intérêt industriel fait actuellement l'objet d'une stratégie rationnelle par génie métabolique. Ce domaine ne se restreint pas à quelques manipulations génomiques des cellules productrices. Il fait aussi appel à une approche de la physiologie des microorganismes. Afin d'orienter les manipulations génétiques nécessaires à l'amélioration des performances des souches, il est nécessaire de connaître le métabolisme. Dans ce contexte, une partie du métabolisme de la source de carbone :- (glucose) par Streptomyces pristinaespiralis (bactérie filamenteus) a été étudiée en relation avec la production de pristinamycines. Dans un premier temps, des activités enzymatiques du métabolisme central ont été mesurées in vitro, au cours de cultures discontinues et ont montré une baisse générale du contenu enzymatique précédemment à l'excrétion de l'antibiotique. Un paramètre physiologique fondamental est le pH intracellulaire (pHi) qui est non seulement susceptible de conditionner les activités enzymatiques in vivo, mais rend compte également du métabolisme établi à l'intérieur des cellules. Une méthode originale de détermination du pHi par microscopie à épifluorescence et analyse d'image a été développée. Son application durant des cultures en bioréacteur discontinu a révélé d'importantes variations de ce paramètre, notamment en relation avec la production de pristinamycines et l'excrétion massive de succinate et de lactate. Enfin l'ensemble des paramètres a été mesuré pour différents taux de dilutions lors de cultures continues. Les résultats ont mis en évidence un phénomène de production cyclique de pristinamycines lié à la répression qu'elles exercent sur leur propre biosynthèse. Le mode continu a permis de quantifier les niveaux d'enzymes présents et les fluctuations du pHi pour différent taux de croissance de cellules non productrices d'antibiotiques.
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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