Utilisation de mutants pour l'étude du mécanisme de la fermentation acétonobutylique

Abstract

La fermentation acétonobutylique est généralement caractérisée par la production de solvants biosynthétisés dans un rapport butanol/acétone/éthanol de 6/3/1. La concentration maximale de ces solvants est de l’ordre de 20 g/l. cette faible teneur est un obstacle économiques compte tenu des contraintes de distillation. L’amélioration de la productivité de cette fermentation doit passer par la sélection par mutation des meilleures souches de Clostridium acetobutylicum. L’utilisation de l’agent mutagène la nitrosoguanidine et le butanol comme crible nous ont permis de sélectionner le mutant 77, qui montre une meilleure résistance au butanol et une biosynthèse accrue des solvant que la souche sauvage. Quand au 2-bromotyrate qui est un co-substrat suicide, il nous a permis d’obtenir des mutants de Clostridium acetobutylicum défectifs dans la production d’acétone. L’addition acétique au milieu de culture a permis l’augmentation de la concentration d’acétone, sans toucher à celle du butanol; quant à l’acide butyrique, il faut augmenter à la fois la quantité de butanol et d’acétone. L’étude de l’effet de ces deux acides sur les activités : acétate kinase, butyrate kinase et coenzyme A transférase, nous a permis l’élaboration d’un schéma d’utilisation des acides acétique et butyrique par la cellule couplée à la formation des solvants lors de la fermentation du glucose par C. acetobutylicum. Sur un milieu dont la source carbonée est le pyruvate, nous avons montré que les activités acétate kinase et butyrate kinase sont présentes ainsi que la glycéraldéhyde 3-phosphate déshydrogénase. Nous avons démontré aussi que le pyruvate inhibe la formation des solvants. L’étude de l’effet du pH sur le métabolisme de C. acetobutylicum nous a permis d’établir une corrélation entre la production des solvants et la teneur de la cellule en enzymes de la solvantogenèse.