La synthèse peptidique non ribosomiale est réalisée par de grands complexes multienzymatiques, appelés synthétases, qui permettent la synthèse de peptide par une voie indépendante de l’intervention des ribosomes. Les peptides produits par cette voie de synthèse (NRPs) sont largement étudiés et divers outils d’analyse bioinformatique qui permettent la prédiction de la structure d’une synthétase ainsi que de la composition de son produit, sont disponibles. Ce type de synthèse peptidique a été décrit chez plusieurs microorganismes. Notre choix de modèle d’étude s’est porté sur les Pseudomonas fluorescents producteurs de deux types de NRPs, les lipopeptides cycliques (CLPs) et des sidérophores dont le plus représenté est la pyoverdine. L’étude de ces NRPs a été entreprise par des études expérimentales et bioinformatiques. Ces travaux ont permis de montrer le potentiel de synthèse non ribosomiale par une étude bioinformatique des 20 génomes de Pseudomonas disponibles. L’étude des synthétases de pyoverdine et l’extraction des signatures des domaines d’adénylation (A) ont permis d’améliorer la prédiction issue des outils d’analyse disponibles. Des expériences de feeding suivies par spectrométrie de masse MALDI-TOF ont permis de mettre en évidence des domaines A permissifs au sein des synthétases de pyoverdines. / The non-ribosomal peptide synthesis is performed by large multienzymatic complexes, called synthetases, which allow the synthesis of a peptide by a way independent of the intervention of the ribosomes. The peptides produced by this synthetic way (NRPS) are widely studied and various bioinformatics analysis tools that allow the prediction of the structure of the synthetase and the composition of his product, are available. This kind of peptide synthesis has been described in several microorganisms. Our choice focus on the fluorescent pseudomonads producing two types of NRPS, the cyclic lipopeptides (CLPS) and siderophores, the most represented is the pyoverdin. The study of these NRPS was performed by experimental and bioinformatics analysis. This work has demonstrated the potential of non-ribosomal synthesis by a bioinformatics study of the 20 avalaible genomes of Pseudomonas. Study of pyoverdine synthetases and extracting signatures of adenylation domains (A) have allowed to improving the prediction of the avalaible tools. Feeding experiments followed by MALDI-TOF helped to highlight permissive A domains in pyoverdins synthetases.

Crambe crambe (Schmidt, 1862), espèce largement retrouvée en Méditerranée, est la source de nombreuxalcaloïdes guanidiniques (crambescines et crambescidines). Les voies de biosynthèse de ces métabolitessecondaires n’ont pas encore été démontrées. Il a cependant été proposé que les crambescidines seraientproduites à partir de polycétides, suggérant ainsi la possible implication de micro-organismes dans leurbiosynthèse. Cependant les quelques études portant sur la présence ou non de bactéries associées à cette épongesont contradictoires. Durant cette thèse, nous avons caractérisé la communauté bactérienne associée à C. crambepar l’utilisation de techniques à la fois moléculaires et microscopiques, mettant en évidence l’associationspécifique entre une bêtaprotéobactérie et cette éponge méditerranéenne. La présence d’un micro-organismespécifique au sein du mésohyle de l’éponge pose alors la question du rôle de ce dernier au sein de son hôte etplus particulièrement sa possible implication dans la synthèse des alcaloïdes guanidiniques. L’étude de ladiversité microbienne cultivable par la mise en place d’une procédure d’acclimatation et la conception de diversmilieux de cultures, a permis l’isolement de micro-organismes minoritairement associés à C. crambe, mais n’acependant pas conduit à l’isolement de la bêtaprotéobactérie spécifique. La comparaison des empreinteschimiques (CLHP/DAD/ELSD – CLHP/ESIMS) des extraits de l’éponge et des bactéries cultivées, a révélé queces micro-organismes minoritaires n’étaient pas à eux seuls producteurs de ces métabolites bioactifs. La bactériemajoritaire, principale candidate dans la synthèse des métabolites n’étant pas cultivable, nous avons développédeux études complémentaires afin d’apporter des éléments de réflexion quant à sa possible implication. Laculture ex situ de colonies C. crambe accompagnée d’un stress pH ainsi que l’étude de la distribution spatiale insitu des composés par imagerie par spectrométrie de masse se révèlent prometteuses bien qu’elles n’aient pas, àce jour permis d’identifier le possible rôle de la bêtaprotéobactérie dans la biosynthèse de ces métabolites. / Crambe crambe (Schmidt, 1862), is a marine sponge widely distributed in the Mediterranean Sea and known toproduce bioactive guanidine alkaloids (crambescins and crambescidins). While the biosynthetic pathways ofthese metabolites remains unknown, bio-mimetic chemical synthesis of crambescidins suggested a possiblecontribution of microorganisms in their biosynthesis. Contrastingly, it had been reported via electron microscopythat bacteria were absent in the tissues of this sponge. Thus to shed light onto these contrasting results I studiedthe microbial community associated with C. crambe using alternative approaches. Using molecular andmicroscopic techniques, we demonstrated that a single bacterial species affiliated to the Betaproteobacteria ispresent in abundances commonly found in low microbial abundance sponges, and dominates the bacterialcommunity associated with C. crambe. This finding suggests a possible implication of bacteria the biosynthesisof C. crambe’s guanidine alkaloids. The use of acclimatization procedure and diverse cultivation approachesallowed the isolation of associated microorganisms which were rare or absent among the community describedvia tag pyrosequencing but not isolation of the dominant betaproteobacterium. CLHP/DAD/ELSD andCLHP/ESIMS fingerprints of extracts from C. crambe and from the isolated bacteria showed no evidence of theimplication of these cultured micro-organismes in the synthesis of C. crambe’s metabolites. Finally in order toevaluate the potential role of the uncultivated betaproteobacterial symbiont in the biosynthesis of guanidiniumalkaloids, preliminary experiments using two alternative approaches were attempted. In the first I subjectedsponges to a pH stress and evaluated changes in secondary metabolite profiles, while collecting samples formicrobial community analysis. In the second I tried different mass spectrometry imaging techniques to localizeguanidinium alkaloids in C. crambe tissues. While these experiments did not allow to resolve the question of apossible implication of the dominant betaproteobacterium in the biosynthesis of the pentacyclic guanidinealkaloids, I was able to gather interesting results that will guide future studies towards resolving this question.