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La bact rie Clostridium acetobutylicum est l un des meilleurs microorganismes producteurs d hydrog ne Elle n cessite toutefois une am lioration de son rendement de conversion du glucose en hydrog ne avant de pouvoir tre utilis e dans un bioproc d industriel conomiquement viable Il est possible de lever ce verrou m tabolique en d viant une partie suppl mentaire du flux lectronique de la glycolyse vers la formation d hydrog ne par l introduction dans le m tabolisme central de la bact rie d une Glyc rald hyde 3-phosphate oxydor ductase GAPOR une tungsto-enzyme atypique issue d archaea hyperthermophiles La cr ation de cette nouvelle cha ne de transfert lectronique implique l interaction de trois prot ines cl s la GAPOR un transporteur d lectrons la Ferr doxine et l accepteur final responsable de la production d hydrog ne l Hydrog nase Des am liorations significatives ont ainsi t apport es au syst me d expression h t rologue de la GAPOR afin d obtenir une enzyme stable et fonctionnelle Le r le essentiel de l import du tungst ne dans la cellule h te a t soulign ainsi que la synth se et l incorporation des diff rents cofacteurs dans la prot ine La ferr doxine tant l interm diaire de cette nouvelle cha ne il est indispensable qu elle soit capable d interagir efficacement avec la GAPOR mais galement avec l hydrog nase fer native de C acetobutylicum Une analyse comparative des activit s de r duction de plusieurs ferr doxines clostridiales et d archaea par l hydrog nase a permis de confirmer la flexibilit naturelle de cette enzyme vis- -vis de ce type de partenaire redox et de mettre en vidence la ferr doxine CAC0303 comme tant potentiellement le meilleur candidat dans le cadre de l approche d ing nierie m tabolique envisag e L influence des diff rents facteurs biochimiques et biophysiques qui gouvernent le transfert lectronique lors de l interaction entre ces deux prot ines a t tudi et a notamment fait l objet d une discussion approfondie Clostridium acetobutylicum is one of the most efficient reported micro-organism for hydrogen production However it requires the improvement of its hydrogen production yield from glucose before being used in an industrial bioprocess economically attractive It is possible to remove this metabolic restriction by diverting an additional part electronic flow of glycolysis to the formation of hydrogen by the introduction in the central metabolism a 3-phosphate Glyceraldehyde oxidoreductase GAPOR an atypical tungsto-enzyme present in some hyperthermophilic archea The creation of this new electronic chain involves the interaction between three key proteins a GAPOR a specific electron carrier Ferredoxin and a Hydrogenase enzyme the final electron acceptor and the catalyst of the hydrogen synthesis Significant improvements have been achieved to the heterologous system expression of GAPOR in order to obtain a stable and a functional enzyme The essential contribution of tungsten import into the host cell cofactors synthesis and incorporation into the protein was demonstrated The shuttle protein ferredoxin should be able to efficiently interact with both GAPOR and C acetobutylicum hydrogenase We have selected several ferredoxins naturally present in the in vivo surrounding of either GAPOR or hydrogenase and compare their reduction rates by the C acetobutylicum iron hydrogenase Although the observed rates confirmed the natural substrate flexibility of iron hydrogenase the ferredoxin CAC0303 was identified as a potential best partner than the others for the selected metabolic engineering strategy The influence of different biochemical and biophysical factors that govern the electronic transfer between these two proteins has been particularly studied and discussed TOULOUSE-INSA 315552106 Sudoc Sudoc France FR

Structure-fonction study of glyceraldehyde 3-phosphate oxidoreductase and metabolic engineering of Clostridium acetobuty...

Hydrogénases et corrosion anaérobie des aciers

Hydrogenase and anaerobic corrosion of steels / Hydrogénases et corrosion anaérobie des aciers

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