| Titre : | Recherche des enzymes à intérêt technologique chez des actinomycètes isolées à partir des écosystèmes extrêmes de l’Algérie |
| Auteurs : | AGUIS Hayat, Auteur ; Benreguieg Mokhtar, Directeur de thèse ; Halla Noureddine, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte imprimé |
| Editeur : | [S.l.] : [S.l.] : Dr. Moulay Tahar Université Saida, Faculté des Sciences Naturelles et de la Vie, 2025/2026 |
| Format : | 186 p / 29 CM |
| Accompagnement : | CD |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Catégories : | |
| Mots-clés: | Actinomycètes ; enzymes hydrolytiques ; amylase ; protéase ; lipase ; détergents |
| Résumé : |
Les actinomycètes représentent une source majeure de molécules bioactives d’intérêt
biotechnologique, telles que des enzymes. La présente étude a pour objectif l’isolement d’actinomycètes issus de milieux extrêmes, producteurs d’enzymes hydrolytiques d’intérêt biotechnologique. Un total de 94 souches d’actinomycètes a été isolé à partir de sols arides (Naâma, Aïn Sefra, Béchar) et de sols rhizosphériques associés à Fraxinus excelsior et Casuarina equisetifolia dans la zone semi-aride de Saïda. Le criblage enzymatique qualitatif sur milieu solide a révélé que 75 isolats ont produit de l’amylase, 71 de la lipase et 43 de la protéase, tandis que 27 ont présenté une coproduction simultanée. La souche AS12 (Streptomycessp. AS12, GenBank : PP837824) sélectionnée pour le criblage quantitatif de lipase en milieu liquide, a présenté une activité enzymatique de 70 ± 2,6 U/mL, déterminée par dosage titrimétrique. Les conditions de fermentation ont été optimisées par l’approche « une variable à la fois ». Le rendement maximal a été obtenu à 40 °C, pH 7,0, après 48 h d’incubation à 140 tr/min, avec le Tween 80 et l’extrait de levure comme sources de carbone et d’azote. La purification partielle au sulfate d’ammonium a conduit à une activité spécifique de 118,43 U/mg et à un facteur de purification de 1,36. Les paramètres cinétiques ont été déterminés (Km = 6,34 mM ; Vmax = 0,21 mM/min). La lipase partiellement purifiée AS12 a présenté une activité optimale à 40 °C et pH 7, avec une stabilité maintenue dans les plages de pH 6–8 et de température 30–45 °C, ainsi qu’en présence de Ca²⁺, Mg²⁺ et d’éthanol. L’enzyme a également conservé une stabilité dans différents détergents commerciaux, démontrant une efficacité notable dans l’élimination des taches de chocolat et soulignant son potentiel comme additif enzymatique dans les détergents |
| Note de contenu : |
Introduction générale ............................................................................................................ 01
Partie I : Revue bibliographique Chapitre 1. Les enzymes hydrolytiques 1.1 Généralité ........................................................................................................................... 07 1.2 Lipase ................................................................................................................................ 08 1.2.1 Structure des lipases ....................................................................................................... 08 1.2.2 Classification des lipases................................................................................................. 10 1.2.2.1 Selon les familles ......................................................................................................... 10 1.2.2.2 Selon la spécificité et sélectivité .................................................................................. 12 1.2.2.3 Selon l’origine .............................................................................................................. 13 1.2.2.3.1 Lipases microbiennes ............................................................................................... 13 1.2.2.3.2 Lipases végétales....................................................................................................... 14 1.2.2.3.3 Lipases animales ...................................................................................................... 15 1.2.3 Mécanismes et types de réactions catalytiques des lipases ............................................ 15 1.2.3.1 Réaction d’hydrolyse ................................................................................................... 16 1.2.3.2 Réactions de synthèse................................................................................................... 17 1.2.3.2.1 Estérification ............................................................................................................. 17 1.2.3.2.2 Transestérifications.................................................................................................... 17 1.2.3.2.3 Autre réactions .......................................................................................................... 18 1.2.4 Applications biotechnologiques des lipases ................................................................... 18 1.2.4.1 Détergents..................................................................................................................... 18 1.2.4.2 Industrie alimentaire..................................................................................................... 19 1.2.4.3 Industrie laitière............................................................................................................ 19 1.2.4.4 Production de biodiesel ............................................................................................... 20 1.2.4.5 Bioremédiation............................................................................................................. 21 1.2.4.6 Industrie cosmétique .................................................................................................... 22 1.2.4.7 Industrie papetière ........................................................................................................ 22 1.2.4.8 Huiles et graisses.......................................................................................................... 23 1.2.4.9 Industrie médicale et pharmaceutique.......................................................................... 23 1.2.4.10 l’industrie textile ........................................................................................................ 24 1.2.4.11 Biosenseurs ............................................................................................................... 25 1.3 Amylase.............................................................................................................................. 25 1.3.1 Généralités ...................................................................................................................... 25 1.3.2 Classification .................................................................................................................. 25 1.3.3 Source microbienne ........................................................................................................ 26 1.3.4 Applications biotechnologiques ..................................................................................... 28 1.3.4.1 Industrie alimentaire..................................................................................................... 28 1.3.4.2 Détergents .................................................................................................................... 28 1.3.4.3 Textile .......................................................................................................................... 29 1.3.4.4 Production d’éthanol ................................................................................................... 29 1.3.4.5 Bioremédiation............................................................................................................. 29 1.3.4.6 Traitement des eaux usées ........................................................................................... 29 1.4 Protéase .............................................................................................................................. 30 1.4.1 Généralités ...................................................................................................................... 30 1.4.2 Classification .................................................................................................................. 30 1.4.3 Source microbienne ........................................................................................................ 31 1.4.4 Applications biotechnologiques ..................................................................................... 32 1.4.4.1 Industrie alimentaire..................................................................................................... 33 1.4.4.2 Détergents .................................................................................................................... 33 1.4.4.3 Industrie photographique ............................................................................................. 34 1.4.4.4 Industrie pharmacetique et médicale ........................................................................... 34 1.4.4.5 Industrie de cuir ........................................................................................................... 35 1.4.4.6 Autres applications ...................................................................................................... 35 Chapitre 2. Actinomycètes 2.1 Généralités ......................................................................................................................... 38 2.2 Ecologie et habitat des actinomycètes................................................................................ 38 2.2.1 Milieux terrestres............................................................................................................. 38 2.2.2 Milieux aquatiques.......................................................................................................... 41 2.2.3 Milieux aériens................................................................................................................ 43 2.2.4 Milieux extrêmes............................................................................................................. 43 2.3 Aspects morphologiques des actinomycètes...................................................................... 44 2.3.1 Mycélium de substrat ...................................................................................................... 44 2.3.2 Mycélium aérien.............................................................................................................. 45 2.3.3 les spores......................................................................................................................... 46 2.4 Classification des actinomycètes ....................................................................................... 47 2.4.1. Taxonomique ................................................................................................................. 47 2.4.2 Classique ........................................................................................................................ 50 2.4.2.1 Critères morphologiques.............................................................................................. 50 2.4.2.2 Critères physiologiques................................................................................................ 51 2.4.2.3 Critères biochimiques................................................................................................... 51 2.4.2.4 Critères chimiques ....................................................................................................... 51 2.4.3 Moléculaire ..................................................................................................................... 51 2.5 Applications biotechnologiques des actinomycètes........................................................... 52 2.5.1 Biosynthèse des enzymes lytiques .................................................................................. 52 2.5.2 Autre applications ........................................................................................................... 56 Partie II : Étude expérimentale Chapitre 3. Matériel et méthodes 3.1 Actinomycètes : Habitats naturels, isolement et identification .................................... 61 3.1.1 Echantillonnage des sols ................................................................................................. 61 3.1.1.1 Localisation et description générale des régions d’étude............................................. 61 3.1.1.2 Choix des régions d’étude............................................................................................. 62 3.1.1.3 Profil de de sol et prélèvements .................................................................................. 62 3.1.1.4 Analyses du sol............................................................................................................. 63 3.1.1.4.1 Mesure de pH ............................................................................................................ 63 3.1.1.4.2 Mesure de l’humidité ................................................................................................ 63 3.1.1.4.3 Mesure de la matière organique ................................................................................ 64 3.1.2 Isolement des actinomycètes........................................................................................... 64 3.1.2.1 Prétraitement d’échantillons......................................................................................... 64 3.1.2.1.1 Bicarbonate de calcium ............................................................................................ 64 3.1.2.1.2 Chauffage sec ............................................................................................................ 65 3.1.2.2 Méthode de suspensions-dilutions et ensemencement................................................. 65 3.1.2.3 Purification et conversation des isolats ....................................................................... 65 3.1.3 Identification .................................................................................................................. 65 3.1.3.1 Caractérisation morphologique des isolats................................................................... 66 3.1.3.1.1 Examen macroscopique............................................................................................. 66 3.1.3.1.2 Examen microscopique ............................................................................................. 66 3.1.3.2 Caractérisation physiologique et biochimique d’isolat AS12 ...................................... 66 3.1.3.2.1 Tests des températures et du pH................................................................................ 66 3.1.3.2.2 Test de tolérance au chlorure de sodium (NaCl) ...................................................... 66 3.1.3.2.3 Test d'utilisation des sources de carbone glucidiques ............................................... 66 3.1.3.2.4 Caractérisation cultural ............................................................................................ 67 3.1.3.2.5 Production de xylanase.............................................................................................. 67 3.1.3.2.6 Production de cellulase ............................................................................................. 67 3.1.3.2.7 Test du citrate de Simmons ....................................................................................... 67 3.1.3.2.8 Test de catalase.......................................................................................................... 68 3.1.3.2.9 Test d’oxydase .......................................................................................................... 68 3.1.3.3 Identification moléculaire ........................................................................................... 68 3.2 Actinomycètes : Criblage et sélection d'isolats producteurs d'enzymes...................... 69 3.2.1 Criblage qualitatif de la production des enzymes hydrolyliques .................................. 69 3.2.2 Criblage quantitatif de la production de lipase AS12...................................................... 70 3.2.2.1 Production par fermentation submergée....................................................................... 70 3.2.2.2 Mesure de l’activité enzymatique (AE) ...................................................................... 70 3.2.2.3 Mesure de l’activité spécifique (AS) ........................................................................... 71 3.2.2.4 Quantification des protéines ........................................................................................ 72 3.3 Lipase AS12 : optimisation, caractérisation biochimique et application ................... 72 3.3.1 Optimisation de la production de la lipase AS12 ............................................................ 72 3.3.1.1 Influence des sources de carbone et d'azote sur la production de lipase...................... 72 3.3.1.2 Influence des conditions de culture sur la production de lipase................................... 73 3.3.1.3 Conditions optimales de la production de lipase ......................................................... 73 3.3.2 Purification partielle de la lipase .................................................................................... 73 3.3.3 Caractérisation biochimique de la lipase partiellement purifiée ..................................... 74 3.3.3.1 Stabilité de la lipase à différentes températures........................................................... 74 3.3.3.2 Stabilité de la lipase à différents pH............................................................................. 75 3.3.3.3 Stabilité de la lipase en présence de différents agents chimiques................................ 75 3.3.3.4 Etude de la cinétique enzymatique .............................................................................. 75 3.3.4 Application biotechnologique ........................................................................................ 76 3.3.4.1 Test de compatibilité et stabilité de lipase avec des détergents ................................... 76 3.3.4.2 Test performance de la lipase AS12 sur des taches de chocolat................................... 76 3.3.5 Détermination des acides gras libres (FFA) ................................................................... 77 Chapitre 4. Résultats et discussions 4.1 Isolement, diversité des actinomycètes dans les sols arides et rhizosphériques ......... 80 4.1.1 Résultats.......................................................................................................................... 80 4.1.1.1 Paramètres physico-chimiques des échantillons de sol................................................ 80 4.1.1.2 Isolement et abondance des actinomycètes.................................................................. 81 4.1.1.3 Identification ............................................................................................................... 82 4.1.1.3.1 Caractérisation morphologique des isolats................................................................ 82 4.1.1.3.2 Caractérisation biochimique et physiologique d’isolat A12 ..................................... 85 4.1.1.3.3 Identification moléculaire de la souche AS12........................................................... 87 4.1.2 Discussion ....................................................................................................................... 89 4.1.3 Conclusion ...................................................................................................................... 97 4.2 Criblage enzymatique et sélection des isolats d’actinomycètes.................................... 97 4.2.1 Résultats ......................................................................................................................... 98 4.2.1.1 Criblage primaire de la production d’enzymes hydrolytiques..................................... 98 4.2.1.2 Production de lipase AS 12 par fermentation submergée............................................. 99 4.2.2 Discussion ...................................................................................................................... 99 4.2.3 Conclusion..................................................................................................................... 106 4.3 Etude de la lipase partiellement purifiée AS12............................................................ 106 4.3.1 Résultats........................................................................................................................ 107 4.3.1.1 Optimisation des conditions de production de la lipase............................................. 107 4.3.1.1.1 Influence des sources de carbone et d’azote ........................................................... 107 4.3.1.1.2 Influence de la température .................................................................................... 108 4.3.1.1.3 Influence du pH ...................................................................................................... 109 4.3.1.1.4 Influence du temps d’incubation ............................................................................. 109 4.3.1.1.5 Influence de la vitesse d’agitation........................................................................... 110 4.3.2 Purification partielle de lipase AS12 .............................................................................111 4.3.3 Caractérisation biochimiques de la lipase AS12 partiellement purifiée.........................111 4.3.3.1 Stabilité thermique de la lipase AS12 .........................................................................111 4.3.3.2 Stabilité de la lipase AS12 en fonction du pH............................................................ 112 4.3.3.3 Stabilité enzymatique de la lipase AS12 en présence d’agents chimiques ................ 113 4.3.3.4 Étude des paramètres cinétiques de la lipase AS12.................................................... 114 4.3.4 Application biotechnologique de la lipase AS12 partiellement purifiée ....................... 114 4.3.4.1 Compatibilité de la lipase AS12 avec différents détergents à lessive ........................ 114 4.3.4.2 Evaluation de la performance de nettoyage de la lipase AS12 .................................. 115 4.3.2 Discussion .................................................................................................................... 116 4.3.3 Conclusion..................................................................................................................... 125 Conclusion générale et perspectives ...................................................................................... 130 Références bibliographiques.................................................................................................. 134 Annexe ................................................................................................................................... 186 |
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