Métabolisme lipidique et cycle du glyoxylate chez la levure Yarrowia

M´etabolisme lipidique et cycle du glyoxylate chez la
levure Yarrowia lipolytica
Affoue Philomene Kabran-Gnankon
To cite this version:
Affoue Philomene Kabran-Gnankon. M´etabolisme lipidique et cycle du glyoxylate chez la
levure Yarrowia lipolytica. Biotechnologies. AgroParisTech, 2010. Fran¸cais. <NNT :
2010AGPT0060>.<pastel-00625879>
HAL Id: pastel-00625879
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Submitted on 22 Sep 2011
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publics ou priv´es.

Microbiologie de l’Alimentation au service de la Santé humaine (MICALIS)
Laboratoire de Microbiologie et Génétique Moléculaire
Agro Paris Tech 78850 Thiverval-Grignon
Doctorat ParisTech
T H È S E
pour obtenir le grade de Docteur délivré par
L’Institut des Sciences et Industries du Vivant et de
l’Environnement
(AgroParisTech)
Spécialité : Biotechnologie
Présentée et soutenue publiquement par
Affoué Philomène KABRAN GNANKON
le 30 septembre 2010
METABOLISME LIPIDIQUE ET CYCLE DU GLYOXYLATE
CHEZ LA LEVURE YARROWIA LIPOLYTICA
Directeur de thèse : Dr. Jean-Marc NICAUD
Co-directeur de thèse : Dr. Cécile Neuvéglise
JURY :
M. Yves Waché, Maître de conférences, Université de Bourgogne, Rapporteur
M. Thierry Berges, Professeur PhyMoTS Université de Poitiers, Rapporteur
M. Claude Gaillardin, Professeur, Agro-Paris-Tech Institut MICALIS, Examinateur
M. Stéphane Guillouet, Maitre de conférences, INSA de Toulouse, Examinateur
Mme Cécile Neuvéglise, Chargée de recherche INRA, Institut MICALIS, Examinateur
M. Jean-Marc Nicaud, Directeur de recherche CNRS, Institut MICALIS, Examinateur

REMERCIEMENTS
Ce travail de thèse a été réalisé au sein du Laboratoire de Microbiologie et Génétique
Moléculaire (UMR INRA-CNRS-AgroParisTech) anciennement dirigé par Jean-Marie
Beckerich. Depuis janvier 2010, le Laboratoire de Microbiologie et Génétique Moléculaire est
       au service de la Santé
humaine) dirigée par Stéphane Aymerich. Cette thèse a été financée par la présidence de la
République de Côte 
Jean-e tout au
long de ces trois années de thèse et        s
scientifiquese tout au long de ces années
de thèse et pour ue vous avez accordé à mon travail.
, le Dr Cécile
Neuveglise qui a accepté de co-encadrer ma thèse. Cécile je vous remercie non seulement
pour toutes vos connaissances scientifiques que vous avez partagées avec moi, mais
également pour votre patience, votre gentillesse et votre dévouement. Je vous remercie aussi
e pour la rédaction de ma thèse et pendant les moments
difficiles. Je remercie les Professeurs Thierry Bergès (Université de Poitier) et Yves
Waché (AgroSup Dijon) pour         
           Stéphane
Guillouet (INSA de Toulouse) d
Je remercie vivement le Professeur Claude Gaillardin pour m'avoir fait l'honneur de
participer au jury de cette thèse.
Mes remerciements vont également au Docteur Jean-Marie Beckerich, qui en tant
que d              
dans de bonnes conditions.
Je tiens à remercier chaleureusement le Docteur Josef Deutscher pour le rôle
          Merci pour les conseils
scientifiques, le soutien et aide pendant les périodes difficiles.
de près ou de loin à mon travail de thèse.
Je tiens à remercier particulièrement le D      
pour ta gentillesse, ta disponibilité et pour toutes tes connaissances scientifiques que tu as
partagées avec moi.
Je remercie Dr. Pierre-Henri Benetti de  e pour une partie de mon
travail. PH, m           
Versailles.
Je remercie Dr. Nguyen 
son aide et ses conseils.

Je remercie Dr              
Je tiens aussi à remercier Dr 
e pour la production et la purification des protéines.
petites astuces pour les manips à mon arrivée au laboratoire.
Je remercie particulièrement Dr Thierry Dulermo pour sa gentillesse ses conseils
Merci pour les repas que tu as organisés avec Crystal. Je remercie également Dr Vincent
Sauveplane pour sa gentillesse et ses conseils. Merci pour le repas que vous avez organisé
Fred et toi.
Je remercie Dr. Nicolas Morin pour son aide surtout pour avoir donné de son temps
pour ré
Un grand merci à Mariam Kéita pour sa gentillesse, sa tendresse et pour tous les bons
s 
Merci à Meryem pour sa contribution à mon travail de thèse. Merci à Najla, pour ses
conseils et sa gentillesse. Je remercie Marie Thérèse et Brigitte pour tous les services rendus
au cours de mon travail. Merci pour vos conseils scientifiques et les petites astuces sur les
Y. lipolytica.
Je remercie le Professeur Colin Tinsley pour ses conseils scientifiques et pour sa
disponibilité. Je remercie Stéphane Tribouillet pour son accueil, sa gentillesse, sa
disponibilité, son amitié et pour toutes nos conversations. Je remercie Guy Label pour son
aide et ses conseils, Denise et Annie pour le matériel, les produits et pour leur disponibilité.
         (Anita, Anne,
Sandrine, Yvan, Philippe, Mathias, Dominique, Dominique, Catherine, Matthieu, Jamila,
Serges), e et pour les agréables moments passés en leur compagnie. Je
remercie également les thésards et 
trois années.
Un grand merci à Jacky Andrianne et sa famille pour leur soutien et pour tous les
agréables moments passés en leur compagnie. Je remercie mes amis, Louise, Nadège, Pélagie,
Je tiens aussi à remercier ma famille pour son soutien pendant toutes ces années
Je dédie ce travail :
Merci papa pour ton amour et pour tous ces sacrifices.
A ma mère pour son amour, son soutien sans faille
été là pour moi et de voir inculqué le courage et la persévérance.
    , représentés par la benjamine Michelle Désirée, pour leur
soutien et leur amour.

Table des matières
INTRODUCTION .................................................................................................................... 1
A. Métabolisme des lipides chez les levures ........................................................................... 1
A.1. Les lipides ......................................................................................................................... 1
A.1.1. Généralités ................................................................................................................... 1
A.1.2. Classification des lipides ............................................................................................. 1
A.1.2.1. Les lipides simples .................................................................................................. 1
A.1.2.2. Les lipides complexes ............................................................................................. 4
A.2. Synthèse et stockage des lipides neutres chez les levures ................................................ 7
A.2.1. Généralités ................................................................................................................... 7
A.2.2. Voie de Kennedy ......................................................................................................... 8
 ............................................................... 10
 ................................. 10
A.2.3.2. Les différentes étapes de la formation des triglycérides ....................................... 14
A.2.3.3. La synthèse des esters de stérols ........................................................................... 15
A.2.3.4. Mécanisme de formation des corps lipidiques ...................................................... 16
A.3. Mobilisation et dégradation des lipides .......................................................................... 18
A.3.1. Mobilisation des triglycérides ................................................................................... 18
A.3.2. La dégradation des esters de stérols .......................................................................... 19
-oxydation ........................................................................................ 20
B. Cycles de Krebs et du glyoxylate chez les levures ........................................................... 22
B.1. Le cycle du TCA ............................................................................................................. 22
B.1.1. Définition du cycle Krebs et son rôle ........................................................................ 22
B.1.2. Les différentes étapes et les enzymes du cycle de Krebs .......................................... 22
B.2. Le cycle du glyoxylate .................................................................................................... 26
B.2.1. Définition et rôle du cycle ......................................................................................... 26
B.2.2. Les différentes étapes et les enzymes du cycle du glyoxylate ................................... 27
e lyase ................................................................................................... 27
B.2.2.2. La malate synthase ................................................................................................ 28
B.2.2.3. La malate déshydrogénase .................................................................................... 29
B.2.2.4. La citrate synthase ................................................................................................. 29
B.3. Interconnexion entre les cycles de Krebs et du glyoxylate ............................................. 31
C. Les isoenzymes malate déshydrogénase .......................................................................... 32
C.1. La malate déshydrogénase mitochondriale ..................................................................... 32
C.2. La malate déshydrogénase cytoplasmique ...................................................................... 33
C.3. La malate déshydrogénase peroxysomale....................................................................... 34
C.4. Les enzymes malate déshydrogénase chez la levure Yarrowia lipolytica ...................... 34
D. Yarrowia lipolytica ............................................................................................................ 35
D.1. Taxonomie ...................................................................................................................... 35
D.2. Physiologie de la levure .................................................................................................. 36
D.3. Génomique de la levure .................................................................................................. 38
D.4. Etude génétique de la levure ........................................................................................... 38
D.4.1. Les différentes souches de Yarrowia lipolytica ......................................................... 39
D.4.2. Les outils génétiques ................................................................................................. 40
E. Compartimentation et signaux d’adressage chez Yarrowia lipolytica ........................... 40
 ........................................................................... 41
 ........................................................................... 43
me ......................................................................... 44