Recherche de molécules bioactives d’origine microbienne : caractérisation biochimique et moléculaire des souches de bactéries isolées du Soumbala, du Bikalga et de certains yaourts consommés au Burkina Faso, productrices de bactériocines - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2016

Bioactive molecules from bacteria strains: biochemical and molecular characterization of bacteriocins producing strains isolated from Soumbala, Bikalga and some yoghurt consumed in Burkina Faso.

Recherche de molécules bioactives d’origine microbienne : caractérisation biochimique et moléculaire des souches de bactéries isolées du Soumbala, du Bikalga et de certains yaourts consommés au Burkina Faso, productrices de bactériocines

Résumé

Bacteriocins could be use as new bioactives molecules acting as antibiotics. The aim of this study was to investigate for bacteriocins producing bacteria and types of bacteriocins they can produce. Twenty-two bacterial strains were isolated from Burkinabe local fermented foods (Soumbala, fermented milk, indigenous yoghurt and Bikalga) and were characterized by microbiological, PCR, sequencing and bioinformatics tools. The pln gene was habor amount Lactobacillus strains. This research was conducted online using NCBI (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/) and BAGEL3 (http://bagel.molgenrug.nl/index.php/bagel3) tools. Nine lactic acid bacteria and thirteen strains belonging to Bacillus sp. were obtained. Lactic acid bacteria are divided into two sub-groups: Lactobacilli (strains S3, S4, Y6 and Lf1) and Lactococci (strains S2, S5, Y1, Y3 and Y5). The multiple alignments through NCBI of 16S rRNA gene, partial sequences of lactobacilli were performed online through NCBI and identified strains S3, S4, Y6 and Lf1 as respectively Lactobacillus sp. strain S3, Lactobacillus sp. strain S4, Lactobacillus sp. strain Y6 and Lactobacillus plantarum strain Lf1. The optimum growth pH and temperature ranges respectively from pH 5.5 to pH 7, and between 30 to 40°C for all the lactic acid bacteria. The maximum growth rate ranges from 0.072 to 0.259 h -1 The 13 bacterial strains belonging to Bacillus sp. were identified as B.cereus (strains Bik1, Bik2, Bik3, Bik5, Bik6, Bik7, Lf2, Lf3, Lf4 and Lf5) and B. subtilis (strain Bik4, Bik8 and Lf6). Genes of bioactive molecules are essential for the expression of the antimicrobial activity of the bacterial strain. The pln gene coding for plantaricins is a mosaic gene. Several operons were found amount Lactobacillus strains: plnABCD operon; plnEFI operon; plnGHSTUVW operon, plnMNOP operon and plnJKLR operon. The pln gene contains more than twenty genes.The four Lactobacillus strains could produce as bacteriocins: plantaricin E, plantaricin F, plantaricin J, plantaricin K, the immunity protein and regulatory proteins such as plantaricin A or IP, histidine protein kinase (HKP) and the response regulator (RR). The antibacterial substances produced by the twenty two strains (plantaricins from the four Lactobacillus strains and BLIS from other strains) showed high degree specificity and have a wider spectrum mode of action because they target Micrococcus luteus LMG 3293, which is not closely to lactic acid bacteria and Bacillus species. The four Lactobacillus strains could be proposed for use to indigenous fermented food producers.
Les molécules bioactives de type bactériocines constituent une source potentielle dans la recherche de nouvelles molécules capables de jouer le rôle des antibiotiques. Le but de cette étude est de rechercher les bactéries productrices de bactériocines et les types de bactériocines qu’elles peuvent produire. Vingt-deux souches bactériennes ont été isolées à partir d’aliments fermentés locaux burkinabé (Soumbala, lait fermenté, yaourt local et Bikalga), puis caractérisées par les méthodes de microbiologie, de physiologie, de PCR, de séquençages et de bio-informatiques. La recherche de gènes de molécules bioactives a consisté à rechercher les gènes pln codant pour les plantaricines. Cette recherche a été réalisée en ligne en utilisant les logiciels NCBI (http://blast.ncbi.nlm.nih.gov/) et BAGEL3 (http://bagel.molgenrug.nl/index.php/bagel3) par alignement des séquences nucléotidiques partielles du gene 16S rRNA de quatre souches de Lactobacillus. La combinaison de ces méthodes a permis d’identifier et de classer les 22 souches en deux groupes distincts : le groupe des bactéries lactiques et le groupe des Bacillus. Parmi les bactéries lactiques on a les Lactobacilles (Souches S3, S4, Y6 et Lf1) et les Lactocoques (souches S2, S5, Y1, Y3 et Y5). Les alignements multiples des séquences nucléotidiques partielles du gène 16S rRNA des Lactobacilles obtenues par séquençage à travers BLASTn de la base de données NCBI ont permis d’identifier les souches S3, S4, Y6 et Lf1 comme étant respectivement Lactobacillus sp. strain S3, Lactobacillus sp. strain S4, Lactobacillus sp. strain Y6 et Lactobacillus plantarum strain Lf1. Le pH optimal de croissance pour les souches de bactéries lactiques varie de pH 5,5 à pH 7 et leur température optimale de croissance de 30 à 40°C. Le taux maximal de croissance varie de 0,072 à 0,259 h-1. Les 13 souches bactériennes du genre Bacillus sont identifiées comme étant des B. cereus (souches Bik1, Bik2, Bik3, Bik5, Bik6, Bik7, Lf2, Lf3, Lf4 et Lf5) et B. subtilis (Souches Bik4, Bik8 et Lf6). Les substances antibactériennes produites par les vingt deux souches bactériennes présentent un degré de spécificité élevé et possèdent un spectre d’action élargie car agissent sur Micrococcus luteus LMG 3293, une bactérie pas proche phylogénétiquement des bactéries lactiques et des Bacillus. Le gène pln codant pour les plantaricines chez les quatre souches de Lactobacilles est un gène mosaïque car composé de plusieurs opérons qui sont opéron plnABCD ; opéron plnEFI ; opéron plnGHSTUVW, opéron plnJKLR et opéron plnMNOP. Les bactériocines produites potentiellement par les 4 souches de Lactobacillus sont la plantaricine E, la plantaricine F, la plantaricine J, la plantaricine K, la protéine d’immunité et les protéines régulatrices comme plantaricine A ou IP, la protéine Histidine kinase (HKP) et la protéine régulatrices de réponse (RR). Les gènes de molécules bioactives sont indispensables à l’expression de l’activité antimicrobienne de la souche bactérienne. La recherche de ces gènes des molécules bioactives a été possible grâces aux outils bio-informatiques et moléculaires. A la lumière des résultats obtenus les souches de Lactobacillus peuvent être proposées aux différentes unités de production d’aliments fermentés pour une utilisation éventuelle.
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Dates et versions

tel-01290941 , version 1 (19-03-2016)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01290941 , version 1

Citer

Essodolom Taale. Recherche de molécules bioactives d’origine microbienne : caractérisation biochimique et moléculaire des souches de bactéries isolées du Soumbala, du Bikalga et de certains yaourts consommés au Burkina Faso, productrices de bactériocines. Biologie moléculaire. Université Ouaga I Pr Joseph KI-ZERBO, 2016. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01290941⟩
2005 Consultations
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