Biosynthèse d'hydrocarbures dérivés des acides gras chez les microalgues

Les alcanes et les alcènes sont des hydrocarbures non cycliques important dans l’industrie. Ils sont synthétisés à partir d'acides gras par une grande variété d’organismes mais les connaissances à ce sujet sont très limitées chez les microalgues. Le but de ces travaux était donc de rechercher l...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Sorigue, Damien
Other Authors: Aix-Marseille
Language:en
Published: 2016
Subjects:
570
Online Access:http://www.theses.fr/2016AIXM4084
id ndltd-theses.fr-2016AIXM4084
record_format oai_dc
spelling ndltd-theses.fr-2016AIXM40842018-09-27T04:35:42Z Biosynthèse d'hydrocarbures dérivés des acides gras chez les microalgues Biosynthesis of fatty acid-derived hydrocarbons in microalgae Alkanes Alkenes Bioénergies Photoenzyme Microalgae Alkanes Alkenes Biofuels Photoenzyme Microalgae 570 Les alcanes et les alcènes sont des hydrocarbures non cycliques important dans l’industrie. Ils sont synthétisés à partir d'acides gras par une grande variété d’organismes mais les connaissances à ce sujet sont très limitées chez les microalgues. Le but de ces travaux était donc de rechercher la présence d’alcanes ou d’alcènes dans diverses microalgues modèles, et d’essayer d’identifier la ou les enzymes responsables de la synthèse de ces composés. Nous avons mis en évidence la présence d’hydrocarbures linéaires en C15-C17 chez les microalgues Chlorella et Chlamydomonas. Ces composés étaient synthétisés uniquement en présence de lumière. L’absence dans le génome de ces microalgues d’homologues de gènes codant pour des enzymes connues de synthèse d’alcanes/alcènes a permis de conclure à la présence d’un nouveau système de synthèse d’hydrocarbures. Des purifications enzymatique et des analyses protéomique ont permis d’identifier une enzyme candidate qui exprimée chezE. coli est suffisante à la synthèse d’hydrocarbures. L'étude de cette enzyme révella qu'il s'agissait d'une photoenzyme utilisant l'énergie des photons bleue pour décarboxyler les acides grass en alca(e)ne. La structure de cette photoenzyme montre la présence un tunnel hydrophobe contenant l’acide gras et le cofacteur FAD. Cette nouvelle enzyme nommée « alcane photosynthase » amène de nombreuses question: qu'elle est la fonction des hydrocarbures chez ces microorganismes? Quel est le mécanisme catalytique de l’alcane photosynthase? Enfin, elle offre de nouvelles possibilités pour la production de biocarburants utilisant directement l’énergie solaire. Alkanes and alkenes are important in industry. Alkanes and alkenes are synthesized from fatty acids by a variety of organisms, such as plants and insects. However, the presence in microalgae of enzymes converting fatty acids into hydrocarbons has been poorly studied. The aim of this work was to investigate the presence of alkanes and alkenes in various microalgae models, and try to identify the enzymes responsible for the synthesis of these compounds.We have first demonstrated the presence of linear hydrocarbons C15-C17 in microalgae Chlorella and Chlamydomonas. Then we have shown that the main hydrocarbon formed in Chlorella and Chlamydomonas was derived from cis-vaccenic acid and was synthesized only in the presence of light. Absence of homologues of genes coding for known alkane/alkene biosynthetic enzymes in the genome of Chlorella and Chlamydomonas indicate the presence of an unknown pathway. Enzymatic purification and proteomic analysis allowed to identify a candidate enzyme which, expressed in E. coli lead to the formation of hydrocarbons with variable chain lengths, thus demonstrating that it was really an synthase alkane. Characterization showed that the enzyme was a photoenzyme, which used blue light to catalyse the decarboxylation of fatty acid to an alka(e)ne. The three-dimensional structure of this enzyme revealed a hydrophobic tunnel containing the fatty acid and the FAD cofactor. Electronic Thesis or Dissertation Text en http://www.theses.fr/2016AIXM4084 Sorigue, Damien 2016-12-06 Aix-Marseille Li-Beisson, Yonghua Beisson, Frédéric
collection NDLTD
language en
sources NDLTD
topic Alkanes
Alkenes
Bioénergies
Photoenzyme
Microalgae
Alkanes
Alkenes
Biofuels
Photoenzyme
Microalgae
570
spellingShingle Alkanes
Alkenes
Bioénergies
Photoenzyme
Microalgae
Alkanes
Alkenes
Biofuels
Photoenzyme
Microalgae
570
Sorigue, Damien
Biosynthèse d'hydrocarbures dérivés des acides gras chez les microalgues
description Les alcanes et les alcènes sont des hydrocarbures non cycliques important dans l’industrie. Ils sont synthétisés à partir d'acides gras par une grande variété d’organismes mais les connaissances à ce sujet sont très limitées chez les microalgues. Le but de ces travaux était donc de rechercher la présence d’alcanes ou d’alcènes dans diverses microalgues modèles, et d’essayer d’identifier la ou les enzymes responsables de la synthèse de ces composés. Nous avons mis en évidence la présence d’hydrocarbures linéaires en C15-C17 chez les microalgues Chlorella et Chlamydomonas. Ces composés étaient synthétisés uniquement en présence de lumière. L’absence dans le génome de ces microalgues d’homologues de gènes codant pour des enzymes connues de synthèse d’alcanes/alcènes a permis de conclure à la présence d’un nouveau système de synthèse d’hydrocarbures. Des purifications enzymatique et des analyses protéomique ont permis d’identifier une enzyme candidate qui exprimée chezE. coli est suffisante à la synthèse d’hydrocarbures. L'étude de cette enzyme révella qu'il s'agissait d'une photoenzyme utilisant l'énergie des photons bleue pour décarboxyler les acides grass en alca(e)ne. La structure de cette photoenzyme montre la présence un tunnel hydrophobe contenant l’acide gras et le cofacteur FAD. Cette nouvelle enzyme nommée « alcane photosynthase » amène de nombreuses question: qu'elle est la fonction des hydrocarbures chez ces microorganismes? Quel est le mécanisme catalytique de l’alcane photosynthase? Enfin, elle offre de nouvelles possibilités pour la production de biocarburants utilisant directement l’énergie solaire. === Alkanes and alkenes are important in industry. Alkanes and alkenes are synthesized from fatty acids by a variety of organisms, such as plants and insects. However, the presence in microalgae of enzymes converting fatty acids into hydrocarbons has been poorly studied. The aim of this work was to investigate the presence of alkanes and alkenes in various microalgae models, and try to identify the enzymes responsible for the synthesis of these compounds.We have first demonstrated the presence of linear hydrocarbons C15-C17 in microalgae Chlorella and Chlamydomonas. Then we have shown that the main hydrocarbon formed in Chlorella and Chlamydomonas was derived from cis-vaccenic acid and was synthesized only in the presence of light. Absence of homologues of genes coding for known alkane/alkene biosynthetic enzymes in the genome of Chlorella and Chlamydomonas indicate the presence of an unknown pathway. Enzymatic purification and proteomic analysis allowed to identify a candidate enzyme which, expressed in E. coli lead to the formation of hydrocarbons with variable chain lengths, thus demonstrating that it was really an synthase alkane. Characterization showed that the enzyme was a photoenzyme, which used blue light to catalyse the decarboxylation of fatty acid to an alka(e)ne. The three-dimensional structure of this enzyme revealed a hydrophobic tunnel containing the fatty acid and the FAD cofactor.
author2 Aix-Marseille
author_facet Aix-Marseille
Sorigue, Damien
author Sorigue, Damien
author_sort Sorigue, Damien
title Biosynthèse d'hydrocarbures dérivés des acides gras chez les microalgues
title_short Biosynthèse d'hydrocarbures dérivés des acides gras chez les microalgues
title_full Biosynthèse d'hydrocarbures dérivés des acides gras chez les microalgues
title_fullStr Biosynthèse d'hydrocarbures dérivés des acides gras chez les microalgues
title_full_unstemmed Biosynthèse d'hydrocarbures dérivés des acides gras chez les microalgues
title_sort biosynthèse d'hydrocarbures dérivés des acides gras chez les microalgues
publishDate 2016
url http://www.theses.fr/2016AIXM4084
work_keys_str_mv AT soriguedamien biosynthesedhydrocarburesderivesdesacidesgraschezlesmicroalgues
AT soriguedamien biosynthesisoffattyacidderivedhydrocarbonsinmicroalgae
_version_ 1718742886462259200