L’ingénierie métabolique est une discipline qui vise à modifier artificiellement le métabolisme d’un organisme afin de lui faire produire un composé chimique d’intérêt. L’une des problématiques fréquemment rencontrées pour la production de nouvelles molécules est l’impossible diffusion du produit formé dans le cytoplasme vers l’extérieur de la cellule. Ce phénomène engendre une accumulation de ce dernier à l’intérieur du micro-organisme qui limite sa capacité de production pour des raisons de cinétiques chimiques et de toxicité pour l’hôte. Enfin, cela complique fortement la récupération et la purification de la molécule d’intérêt, ce qui peut réduire à néant le rendement économique du procédé industriel.Durant cette thèse, nous avons exploré la possibilité de réaliser les dernières étapes de synthèse de composés imperméables pour la membrane à l’extérieur de la cellule en utilisant des enzymes accrochées à la surface de la levure par la technique de “yeast surface display”.Dans une première partie, nous avons regardé l’intérêt industriel de la bioéconomie, puis nous nous sommes intéressés aux problématiques liées à la perméabilité des membranes plasmiques. Dans un second temps, nous avons évalué les méthodes de mesures de la perméabilité des membranes biologiques et exploré la possibilité de développer une méthode prédictive en utilisant une technique de relation structure-propriété. Dans un troisième temps, nous avons évalué les systèmes de “yeast surface display” disponibles et cherché à en découvrir de nouveaux, adaptés à nos problématiques. Dans l'objectif de construire ces bibliothèques nous avons aussi réalisé un outils informatique, permettant de calculer de grands nombres de primers. Enfin, nous avons réalisé différents circuits de production de molécules modèles pour évaluer la pertinence de l’approche pour la production de composés imperméables. / Sustainable chemical production is one of the endeavour of the post-oil era. Amongst the possible techniques, metabolic engineering which aims at producing novel compounds through genetic engineering of micro-organism is seen as one of the most promising techniques. One of the problem met by metabolic engineers is often the absence of diffusion or pumping mechanism expelling the compound of interest produced in the cell cytoplasm towards the outer environment, which reduces the process efficiency because of kinetic and toxicity concerns.During this PhD, we explored the possibility of producing impermeable compounds on the surface of a cell by anchoring the last reaction enzyme using « Yeast surface display » techniques.As PhD disputation we first looked at the industrial interest of metabolic engineering in the whole bioeconomy framework. We then looked at the membrane permeability issues met for the production of some compounds. We evaluated the different membrane permeability techniques and explored the possibility realizing a predictive technique using quantitative structure-property relationship (QSAR). We evaluated the different yeast-display systems available and paved the way for the discovery of new systems more suitable for metabolic engineenering. We developped a dedicated program tool for large PCR fragment library design. Finally we built several toy metabolic pathways in yeast in order to evaluate the interest of the technique.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2016SACLE029 |
| Date | 07 November 2016 |
| Creators | Pauthenier, Cyrille |
| Contributors | Université Paris-Saclay (ComUE), Faulon, Jean-Loup |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text, Image, StillImage |
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