Analyse systématique des bascules métaboliques chez les levures

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Délivré par :
Institut National des Sciences Appliquées (INSA Toulouse)
Discipline ou spécialité :
Systèmes Microbiens et Bioprocédés
Présentée et soutenue par
Abril OCHOA ESTOPIER
Le 29 juin 2012
Titre :
Analyse systématique des bascules métaboliques chez les levures
d’intérêt industriel : application aux bascules du métabolisme lipi-
dique chez Yarrowia lipolytica
JURY
Ivan MARC Directeur de Recherche CNRS Rapporteur
Ma. Gpe. AGUILAR USCANGA Professeur ITV Veracruz (Mexique) Rapporteur
Jean Marc NICAUD Directeur de Recherche CNRS Examinateur
Carole JOUVE Professeur INSA, Toulouse Président du Jury
Stéphane GUILLOUET Maître de Conférences, INSA Directeur de thèse
Ecole doctorale :
Sciences Ecologiques, Vétérinaires, Agronomiques et Bioingénieries (SEVAB)
Unité de recherche :
Laboratoire d’Ingénierie des Systèmes Biologiques et des Procédés
UMR 5504 et 792 CNRS-INRA-INSA de Toulouse

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Nom : OCHOA ESTOPIER Prénom : Abril
Titre : Analyse systématique des bascules métaboliques chez les levures d’intérêt industriel
Année : 2012 Lieu : INSA Toulouse
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Résumé :
L’objectif de notre travail était d’étudier les bascules métaboliques chez Yarrowia li-
polytica d’un métabolisme purement oxydatif vers l’accumulation de lipides puis à
l’excretion d’acide citrique.
Le développement d’un procédé D-stat et d’un mode de conduite fed-batch nous a
permis, dans un premier temps, de quantifier les ratios N/C caractéristiques pour chacune
des bascules étudiées. Nos résultats montrent que les ratios rN/rC critiques aux bascules
métaboliques sont de 0,085 molN.Cmol-1 et de 0,018-0,022 molN.Cmol-1 pour
l’accumulation de lipides et production de citrate, respectivement.
L’analyse systémique des cultures réalisées nous a permis de mettre en évidence des
mécanismes de co-régulation de certaines enzymes du métabolisme lipidique ainsi qu’une
prépondérance de mécanismes post-transcriptionnels dans l’établissement des bascules
étudiées.
Enfin, l’utilisation de souches génétiquement modifiées au niveau de l’ATP citrate
lyase, la malate déshydrogénase et de la glycérol-3-phosphate déshydogénase a permis
d’évaluer l’impact de ces enzymes sur le métabolisme lipidique.
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Mots clés :
Yarrowia lipolytica, accumulation lipidique, D-stat, fed-batch, limitation azote, production
acide citrique

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Last Name: OCHOA ESTOPIER Name: Abril
Title: Systematic analysis of the metabolic shifts in yeast of industrial interest
Year: 2012 Place: INSA Toulouse
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Abstract:
This thesis aimed at studying the metabolic shifts in Yarrowia lipolytica from the pure
oxidative metabolism to lipid accumulation and citric acid excretion.
The development of a D-stat culture and of a monitoring fed-batch strategy allowed
us to determine the N/C ratio characteristic for each of metabolic shifts. rN/rC ratio were
determined equal to 0,085 molN.Cmol-1 and 0,018-0,022 molN.Cmol-1 for the lipid accumu-
lation and the citric acid production, respectively.
Systemic analysis of the cultivations showed coregulation phenomena among some
enzymes of the lipidic metabolism and post-transcriptional modifications in the onset of the
metabolic shifts.
Finally, the impact of enzymes (ATP citrate lyase, malate dehydrogenase and gly-
cérol-3-phosphate dehydrogenase) on the lipidic metabolism was evaluated through
systemic analysis of 3 genetically modified strains.
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Key words:
Yarrowia lipolytica, lipid accumulation, D-stat, fed-batch, nitrogen limitation, citric acid
production