Etude des régulations du métabolisme du glycérol chez Clostridium butyricum : Recherche et Isolement de mutants

Abstract

La conversion du glycérol en 1,3-propanediol produit de haute valeur ajouté par Clostridium butyricum en anaérobiose, présente de larges potentialités pour concurrencer la filière pétrochimique trop onéreuse. La première étape de notre travail a permis d’isoler de nouvelles souches de Clostridium butyricum qui peuvent dégrader du glycérol non purifié provenant d’une unité d’estérification d’huile de colza, et qui présente en plus une grande résistance à des concentrations de glycérol et de 1,3-propanediol par rapport aux souches de collections. L’amélioration de la productivité de la fermentation du glycérol en 1,3-propanediol doit passer par la sélection après mutation des meilleures souches de Clostridium butyricum. Des mutants qui ne dégagent plus d’hydrogène moléculaire ont été obtenus, leur étude a montré que leur production en 1,3-propanediol n’a pas augmenté mais que la production du butyrate est accrue par l’apport des éléments réducteurs qui ne sont plus utilisés pour la production de l’hydrogène. Les mutants résistants à l’alcool allylique qui produisent moins de butyrate n’ont pas augmenté leur production en 1,3-propanediol mais les éléments réducteurs qui ne sont utilisés pour la production du butyrate sont dégagés sous forme d’hydrogène moléculaire. Ces deux types de mutant montrent que Clostridium butyricum possède deux branchements pour la fermentation du glycérol : un premier branchement très rigide pour la production 1,3-propanediol et un second branchement flexible qui permet la production des acides acétique et butyrique. La dernière partie de cette étude avait pour objectif une meilleure compréhension des aspects métaboliques de la fermentation d’un mélange glycérol-glucose, ainsi nous avons montré que la conversion du glycérol en 1,3-PD est différente sur ce mélange en comparaison avec les fermentations sur glycérol seul. Quand les deux substrats sont métabolisés, le glucose est utilisé pour produite de l’énergie et du NADH, tandis que le glycérol est surtout utilisé pour produite de 1,3-PD avec oxydation du NADH.