Chapitre 2 : Les actinomycètes Groupe taxonomique : Procaryotes Caractéristiques : Haploïde, génome d’environ 8 Mb (70% G-C), espèces thermophiles, pathogènes opportunistes (lèpre par Mycobactérium Laprae et la tuberculose par Mycobactérium tuberculosis) et leur distribution est assurée par l’eau, l’air et les insectes. Gram+, non-motiles pour la plupart, leur différentiation permet la formation de mycélium de substrat ou mycélium aérien. Principaux groupes : nocardioformes et sporoactinomycètes Principes pour organiser les actinomycètes : - Composition de la paroi cellulaire Caractère morphologique (mode de septation des hyphes) Biologie moléculaire (phylogénétiques basée sur le fragment 16s de l’ARNr) Où peut-on trouver les actinomycètes ? - - Au niveau du sol : 104 à 106 UFC de spores/g de sol. Rôle dans le cycle de carbone et de l’azote (minéralisation) Colonisent facilement le sol sec et croissent dans le rizhosphère (sol environnant les racines) Forment un mycélium aérien Compost et le fumier Dans la nourriture Dans de l’eau salée, douce et dans les sédiments (décomposent les hydrocarbures) Chez Streptomyces, le chromosome est linéaire (mais circulaires dans le cas de +ieurs autres bactéries) Le gène bld encode pour la formation et le fonctionnement du mycélium aérien. Si bld n’est pas présent ou n’est pas activé on aura des colonies chauves. Le gène whi encode pour le développement des spores matures. Mais il une dizaine de gène impliqués aussi dans ce processus. Le transfert des plasmides (conjugaison) se fait un processus de fusion de hyphes et non par les pili de conjugaison. Les plasmides transférés sont linéaires ou circulaires : on l’ignore. Types de spores : exospores et endospores. Les spores servent à deux choses : résistances (aux conditions ENV) + reproduction (asexuée). La germination des spores requiert la présence des nutriments, de l’eau et du Ca2+. Les exospores résultent de la septation des hyphes et de la séparation des éléments obtenus. Les hyphes sont soit fragmentés avec enveloppe (Streptomyces) ou sans enveloppe. Les exospores contiennent des pigments et le tréhalose (résistance et dormance). Les exospores sont activés par choc thermique (50 oC pendant 5 min) et l’énergie est fournie par le tréhalose à la spore pour se développer en hyphes. Les endospores ont une paroi externe épaisse et sont formés dans le cytoplasme de l’hyphe des actinomycètes thermophiles. Les exospores sont activés par choc thermique (55 oC) et devraient être à 20 oC pendant 48h pour se développer. Quels sont facteurs qui contrôles la sporulation : - La grandeur du mycélium (proportionnelle à la quantité des nutriment s disponibles). Facteurs externes : Milieu défavorable (carence en nutriments, O2, eau et Température élevée). Le mycélium végétatif se transforme en mycélium aérien puis en spores. Facteurs endogènes : gènes (comme le gène whi) et les facteurs de régulation de l’expression des gènes impliqués dans la formation des spores. Comment ça se passe la sporulation en milieu submergé : - Rare pour Streptomyces. Induction possible par une carence en N (Azote ammoniacal) et en P (phosphates). Différence structurelle comparativement aux spores aériennes. Sensibilité aux lysozymes. La sporulation en milieu submergé influence la synthèse des antibiotiques et des protéases mais l’inverse n’est pas toujours vrai. (Présence des antibiotiques et des protéases dans le milieu n’influence pas forcément la formation des spores). Métabolismes : Le métabolisme secondaire est le plus intéressant chez les actinomycètes (antibiotiques, insecticides, herbicides, fongicides, antiparasites, immunosuppresseurs, hypocholestérolémiants). Les métabolites secondaires sont produits après la phase de croissance (différentiation aérienne des hyphes). Les métabolites secondaires sont synthétisés à partir d’un petit nombre de métabolites primaires. À quoi servent les métabolites secondaires pour la souche : compétition avec les autres souches. Qu’est ce qui permet aux actinomycètes de survivre en présences de ces métabolites : - L’altération de la perméabilité de l’antibiotique et modification de la cible cellulaire de l’antibiotique. La dégradation des enzymes de la biosynthèse des métabolites secondaires en question. Quels sont les facteurs de régulations des métabolites secondaires (MS): - Le gène bld est très important pour la production des MS. [P inorganique] élevée empêche la synthèse de plusieurs MS. ppGpp synthase associée au ribosome Le facteur A libère le promoteur de adpA lorsqu’il se lie à une protéine cytoplasmique nommée adpA et ceci active le régulateur strR qui permet la production de la streptomycine. Production de tétracycline : Compliquée 72 intermédiaires métaboliques dont 45 non isolés. Bactériostatiques en général mais bactéricides quand la concentration augmente. - Sélection des souches Sélection des souches avec un bon taux de production (Streptomyces). Deux principes : Le choix de souches selon l’épreuve de diffusion en gélose (formation de tapis des bactéries (ordinaires) cibles sur gélose -> ensemencer ce tapis par une culture de Streptomyces productrice de tétracycline - > Observation de zone d’inhibition proportionnelle à la concentration d’antibiotiques). Sélection des souches pour contrer la résistance aux antibiotiques (étaler une souche résistante et produisant probablement l’inhibiteur de beta lactamase sur une gélose contenant des microorganismes résistant à l’antibiotique -> si la souche possède un inhibiteur aux β-lactamases, les microorganismes résistants à l’antibiotique vont voir l’activité de leur enzymes beta lactamase inhibées et ne seront donc pas capables de pousser dans le milieu. Inoculum et préfermentation : on ensemence les spores sur gélose et après quelques jours on ensemencer des fioles agitées (24h). Cette préculture sera ensuite utilisée pour inoculer (5% v/v) des petits fermenteurs contenant le même milieu (ceci permet de réduire la phase de latence) (24h). Biomasse et production de tétracycline : la culture obtenue par préfermentation sert à inoculer 2-10%(v/v) le milieu de Duggar. Les premières 6 è 12 h de la fermentation servent à obtenir de la biomasse donc O2 requis (respiration). [P] doit être modéré au risque de réprimer la production de tétracycline. Quand [Cl] est importante on doit réduire /abolir le chlore dans le milieu pour empêcher la formation de la chlorotétracycline. Mais comment : ajouter l’argent (Ag) dans le milieu, résine échangeuse d’ions mais le mieux c’est d’obtenir des MUTANTS qui ne peuvent pas synthétiser de la chlorotétracycline. Déroulement de la fermentation : Procédé qui s’occupe de lui-même. On laisse aller jusqu’à la lyse cellulaire complète 60-65 h à 28 oC (pH final de 5.8 à 6.0). La tétracycline est secrétée directement dans le milieu de culture. On ne craint pas des problèmes de la contamination mais on doit surveiller [P] et [N] qui doivent rester trop faibles. Trois phases de fermentation : - Production de biomasse et utilisation des nutriment (TOUT LE PHOSPHATE) : Hyphes ont un contenu important en métabolites primaires. Production des métabolites secondaires (Hyphes minces et contiennent peu de métabolites primaires). Fragmentation du mycélium et diminution de production des antibiotiques. Chapitre 3 : Les corynébactéries Quelles sont les caractéristiques des corynébactéries ? Gram+, catalase +, uréase +, non motiles, non sporulantes, aérobies ou anaérobies facultatifs, croissance (pH entre 6 et 8.5) et non résistant à la chaleur (croissance entre 10 et 40 oC). Bactéries pigmentées (jaunes, roses) Petits bâtonnets pléomorphes. Plusieurs sont pathogènes pour les végétaux et pour les animaux (Corynebacterium diphteriae). Corynebacterium diphteriae produits des bactériocines (toxines) similaires aux antibiotiques. Produit aussi une exotoxine dont l’action est de bloquer la traduction protéique. Utilisent les sucres (glucose, fructose, maltose, sucrose et tréhalose) comme source de carbone. Nécessitent de la biotine pour leur croissance. Milieu sélectif à base de sang avec la tellurite de potassium. Expliquer la division cellulaires caractéristiques des corynébactéries (Cassure) : Les cellules ont tendance à s’enligner et former des amas (palissades). Après un type particulier de scission binaire, les bactéries restent souvent partiellement attachées et vont se diviser par cassure. Distinguer les bactéries corynéformes des corynébactéries : Les bactéries corynéformes sont celles qui partagent les propriétés physiologiques et métaboliques avec les corynébactéries. Les corynébactéries appartiennent spécifiquement au genre Corynebacterium, des bacilles Gram + à forme irrégulière et non sporulante. Distinguer les genres bactériens associés aux corynéformes : Principalement : Microbacterium, Bifidobacterium. Arthrobacter, Brevibacterium, Propionibacterium et Les étapes de la surproduction des acides aminés : On doit d’abord réprimer les mécanismes de rétrocontrôle pour la voie de biosynthèse de l’aa visé. Les bactéries surproductrices des aa sont alors conçues par mutation. Les étapes pour obtenir un mutant surproducteur des aa : - Utiliser un mutagène approprié pour induire la mutation désirée : - - Privilégier la mutation par délétion. Les mutations ponctuelles peuvent mener à un mutant « leaky » ce qui veut dire que l’activité enzymatique reste soit intacte soit est perdue. Mutagènes utilisée : Principalement le NTG, ensuite le EMS et l’acide nitreux. Le NTG est puissant et peut introduire plusieurs mutations ce qui aboutirait à un microorganisme avec des besoins de culture fastidieux. On laisse croitre croître le microorganisme (étape d’enrichissement) Isoler les bactéries mutantes. Deux types de sélections possibles : Sélection directe : On isole les mutants (résistants) qui sont capables de pousser dans un milieu où l’aa d’intérêt est remplacé par un analogue (molécule similaire de l’aa d’intérêt, chimiquement distinguable, mais capable d’induire le feedback négatif). Ces mutants sont capables de produire l’aa recherché même en présence de son analogue dans le milieu (Absence de feedback négatif). Sélection indirecte : À la suite de la mutagénèse, les mutants sont cultivés dans milieu riches puis dans un milieu exempt de l’aa d’intérêt. Les souches qui ne vont pas pousser sont devenu auxotrophes et auraient subi une mutation importante. Cartographier le site de la mutation induite sur le chromosome Comment obtenir des mutants bactériens surproducteurs des aa : - Réprimander les mécanismes de rétro-inhibition. Augmenter la concentration du substrat d’une enzyme régulatrice en compétition avec les effectrices de rétro-inhibition. Diminuer la concentration d’un effecteur ou d’un produit final dans une voie adjacente. Favoriser l’assimilation des précurseurs de la voie de biosynthèse des aa visés. Quelles sont les techniques utilisées pour introduire de l’ADN dans une cellule de Corynébactérie : principalement par mutagénèse aléatoire. La transformation, l’électroporation, la transfection avec des corynéphages et la conjugaison. Pour quelles protéine les gènes clonés des corynébactéries et des corynéformes codent-ils : - Pour la plupart, ils encodent pour des enzymes impliquées dans la biosynthèse des aa pour la plupart. (Corynébactérium glutamicum et Brevibacterium lactofermentum). Pour Corynebacterium diphteriae, ils sont associés à la biosynthèse de la toxine de la diphtérie. Pour le corynéformes, il n’y a pas assez de clones qui ont été obtenus à date. Quelles sont les conditions de croissance optimales pour la production de l’acide glutamique : - Sources de Carbone : multiples mais en industrie on utilise de la mélasse ou des hydrolysats d’amidon. - - Sources d’azote : sels d’ammonium (y compris l’urée), les ions NH4+, l’azote gazeux (s’il est incorporé permet même de tamponner le pH du milieu), si pas de NH4+ et en conditions d’aérobie c’est l’acide α-cétoglutarique qui est accumulé. Effet indésirable pour la production : conversion de l’acide L-glutamique en Lglutamine quand il y a un excès de NH4Cl (sels) en présence de Zn2+ dans un pH faiblement acide. Facteurs de croissance : LA BIOTINE (sa concentration être strictement contrôlée)-> perméabilité des cellules. Besoin en O2 : il faut avoir suffisamment d’O2. Quelle est la physiologie microbienne de la production de l’acide L-glutamique : On cherche à diminuer la concentration intra-cellulaire des aa. (effets biotine, antibiotiques et acides gras C16-C18). Quelles sont les conditions de la fermentation et d’extraction de l’acide L-glutamique : Les fermentations batch et feed-batch sont possibles mais le mode en continue est plus productif. Caractéristiques - Utilisation mélasse bon marché comme source de carbone (visqueux, la mélasse est ajouté graduellement pour l’homogénéisation et pour réduire les coûts de brassage) - La production des acides aminés diminue le pH du milieu et l’utilisation de Extraction (Salting out) Applications commerciales - Séparation des - Agent gélifiant bactéries du milieu. - Additif de - Concentration du cosmétique, de savon milieu et de shampooing l’ammoniaque comme source d’azote - Acidification du permet aussi de maintenir le pH. milieu pour solubiliser - Entrée d’air filtré pour assurer des l’acide lactique conditions aérobies. - Concentration optimale de l’acide L- - Salification et glutamique : 90-120 g/L cristallisation de l’acide épuré. - Utilisation de la biotine en quantité minimale avec les antibiotiques (pénicilline) et des acides gras saturés (C16-C18). - Additif alimentaire (mono-sodium glutamate) pour rehausser la saveur. Quelles sont les conditions de la fermentation et d’extraction de la thréonine et de la lysine : Les fermentations batch et feed-batch sont possibles mais le mode en continue est plus productif. La thréonine La lysine Caractéristiques - Fed-batch (la plus utilisée) - Source de C : fructose (meilleurs résultats) - T : 38 oC pdt 17 h puis 28 oC - Ajout fréquent de précurseurs de voie métabolique - BIOTINE - Agents anti-mousse Extraction - Centrifugation - Acidification - Concentration - Cristallisation - Filtration solide-liquide - Séchage de la thréonine - Fed-batch (la plus utilisée) - Source de C : mélasse, acide citrique et éthanol - Source d’azote : sels d’ammonium et urée - T : 28 oC - Ajout fréquent de précurseurs de voie métabolique - BIOTINE - Agents anti-mousse - Centrifugation - Adsorption sur échangeuse de cations - Élution avec alkali - Neutralisation - Concentration - Cristallisation - Séchage de la lysine résine Quel est le principe de production des aa par voie enzymatique : Au lieu d’utiliser des cellules entières avec toutes les complexités qui lui sont associées (e.g : Les mécanismes de feed-back négatif), ce sont des enzymes qui vont dégrader spécifiquement un substrat (précurseurs) en aa d’intérêt. Les enzyne sont immobilisé et le substrat est acheminé vers les enzymes en continu Chapitre 4 : Les levures Définitions de champignons : organismes unicellulaires ou pluricellulaires eucaryotes. Ils se reproduisent de façon séxuée et/ou aséxuée. Définitions de levures : cas particulier de champignons unicellulaires qui se multiplient par bourgeonnement ou par fission. Comment isoler les levures : - Prélèvement d’échantillons (plantes, insectes, sol) Dilution dans de l’eau stérile Transfert de cette suspension sur une gélose permettant uniquement la croissance des levures (mais pas les moisissures ni les bactéries) On emploie souvent du cycloheximide, un antibiotique qui va inhiber la croissance des moisissures et de certaines levures. Repiquer les colonies différentes pour purification et identification. Classification taxonomique : Règne Fungi - Ascomycotes (Saccharomyces, Pichia, Kluyveromyces) Champignons imparfaites (Candida) Étant des cellules eucaryotes, les levures ont une caractéristiques liée modification posttranscriptionnelle qui permettent de conférer la capacité de repliement des protéines et des enzymes ce qui est critique pour leur fonctionnement. Quelles sont les critères morphologiques pour décrire les levures : - - - Selon a forme globale des cellules : Pseudohyphes : bougeons allongés qui restent attachés les uns aux autres. Se différencient des hyphes par la présence de constriction entre les cellules. Hyphes : Structures tubuleuses et filamenteuses sans constriction entre les cellules Ballistoconides Arthroconides Selon la reproduction La fission : Formation d’une cloison qui les sépare en deux sans qu’il y ait de constriction de la paroi cellulaire d’origine Le bourgeonnement : le mode de reproduction le plus rencontré chez les levures. Trois types : Multilatéral : un seul bourgeon formé à partir d’un site de bourgeonnement donné. (Saccharomyces) Bipolaire : les bourgeons se forment uniquement aux deux extrémités Unipolaire : plusieurs bourgeons à partir d’un site d’un même site Selon la production sexuée (Plus dans l’environnement) : Ascospores - Basidiospores Téliospores Levure homothallique : cellules d’une même colonie peuvent s’auto-fertiliser. Levure hétérothallique : la reproduction sexuée n’est possible qu’à partir de deux souches sexuellement compatibles. Selon l’organisation cellulaire : Noyau (lieu de transcription des ARNr. Sans membranne de nucléole). Cytoplasme (Contient des protéines, enzymes, des ribosomes, des sucres sous forme de glycogène et tréhalose. Contient aussi des plasmides double brin constitués d’ARN (Saccahromyces) ou d’ADN (Kluyveromyces). Ces plasmides sont impliqué dans l’effet KILLER). Une souche qui dispose du gène qui encode pour la la glucoprotèine KILLER dans son plasmide est considérée une souche de choix pour les procédés fermentaires car cette glycoprotéine va lui permettre d’être très compétitive dans le milieu et de prendre le dessus sur les autres levures. Quelles sont les lois de Kluyver : - Une levure qui n’est pas capable de fermenter du glucose ne peut pas fermenter aucun autre sucre. Une levure qui est capable de fermenter du glucose est capable de fermenter le fructose et le mannose. Une levure qui fermente le lactose ne peut pas fermenter le maltose et vice-versa. Quelles sont les critères biochimiques et physiologiques pour identifier les levures : - - Assimilation des sources de carbone : Voie oxydative : utilisation de milieu sans source de carbone (Yeast Nitrogen base) auquel on ajoute la source de carbone qui nous intéresse. Voie fermentaire : expérience de fermentation sur éprouvette avec tube de Durham inversé Assimilation des sources d’azote : utilisation de milieu sans source d’azote (Yeast Carbone base) auquel on ajoute la source d’azote qui nous intéresse. Production d’une uréase Sensibilité au cycloheximide Entrée des sucres chez Saccharomyces : - Hexose : transport par diffusion (sans dépense d’ATP), transport actif. Métabolismes des sucres chez Saccharomyces : - Chez les levures fermentaires : Pas de prolifération (faible rendement énergétique : 2ATP formés) - Pour une levure incapable de fermenter : Prolifération et croissance. Si le glycose est complètement dégradé, 38 ATP sera formée. (Possibilité du cycle des pentoses) Effets Pasteur et Crabtree chez Saccharomyces : Pour les souches qui sont capables de fermenter les sucres, l’effet Crabtree fait en sorte que les levures vont fermenter le sucre en autant que la concentration du sucre est élevée ( > 100 g/L) et indépendamment de la concentration de O2. L’effet Pasteur stipule qu’il y aurait inhibition de la fermentation et donc les cellules vont respirer si la concentration de O2 est élevée et que celle du sucre est basse. Caractéristiques d’une toxine KILLER : - Codée par de l’ADN ou de l’ARN double brin cytoplasmique Glycoprotéine de 10-20 kDa Thermosensible pH maximal pour garder l’activité est de 4,5. Conservation des Levures : - Dessiccation Lyophilisation Congélation Production de la bière : - - - Maltage : Trompage (10-20 oC pdt 3 jours) Germination : dégradation partielle des grains d’orge par les enzymes Touraillage (Kilning) : 50-75 C -> bière blonde, 75-100 C bière brune Concassage : réduire les graines en farine (le malte) Brassage : Empâtage : ajout de l’eau chaude au malte. Le mélange est ensuite chauffé pour donner La bière ALE si le mélange est chauffé progressivement de 45 à 75 C La bière LAGER si le mélange est fractionné et subit un chauffage répétitif entre 70 et 100 C Filtration : Liquide (le moût) Houblonnage : Cuisson, sert à : Stérilier Inactiver les enzymes de dégradation reatant dans le moût Produire des arômes et des saveurs Précipiter des protéines et des composants lipidiques Transfert de moût - Fermentation : On doit sur-inoculer et utiliser des souches qui ont le gène Killer pour limiter les risques de contamination. Deux types de fermentations : Fermentation haute : bière ALE Fermentation basse : bière LAGER Maturation Filtration, carbonatation et pasteurisation Qu’est ce qui caractérisent les souches mutantes 2-DOG parmi celles utilisées pour brasse la bière : - Ne sont pas touchées par la répression catabolique et peuvent métaboliser d’autres sucres dans un moût concentrée en glucose. Effectuent la fermentation plus rapidement. Comment effectuer un croisement forcé de plasmide par fusion pour construire une souche KILLER : - Il faut disposer des plasmides de la souche de brasserie et d’une souche haploïde (n) Killer. Faire une lyse partielle des parois cellulaire. Si les deux souches ont un gène kar (qui mène à la caryogamie) mais qui est déficient, on est certain que les 2 noyaux ne vont pas se mélanger. À l’inverse, si une souche ou les deux souches ont un gène kar actif, il faut le désactiver en introduisant une mutation. Avec une mutation du gène kar, on est capable de faire un brassage génétique qui est limité au contenu cytoplasmique et c’est â qu’on veut. La production du vin - - Le foulage : à la fin on écrase mécaniquement les raisins La macération : ajout de SO2 pour éviter l’oxydation du jus et la croissance des microorganismes indésirables. Le pressage : le moût est filtré La fermentation alcoolique : ensemencer massivement le moût avec S. cerevisiae. 8-20% d’éthanol produit. Vin blanc (7 – 16 C pendant 16 semaines). Vin rouge (21 – 27 C pendant 4 à 6 jours) La fermentation malolactique : le but est de réduire l’acidité (convertir l’acide malique en acide lactique). Clarification et vieillissement en fût. Les levures de boulangerie et la fermentation panaire Quelles sont les matières premières nécessaires à la croissance des levures de boulangerie ? La mélasse. Deux types : mélasse de la canne à sucre et mélasse de sucre de bettrave. Pour rester en mode croissance, il faut maintenir la concentration du sucre < 100 g/L. (Diluer la mélasse et privilégier le mode fed-batch). - Les levures sont séparées du milieu par centrifugation. Après lavage, on obtient des levures en crème. On filtre pour enlever plus d’eau des levures (gâteau de levures) On peut sécher les levures au courant d’air chaud ne dépassant pas 40 C pour obtenir les levures séchées (ADY). Quelles sont les qualités requises des levures de boulangerie : - Production de CO2 Goût et la saveur Stabilité d’entreposage. Chapitre 5 : Les moisissures Quelles sont les propriétés clés des moisissures : - - - - Morphologie du mycélium et des hyphes : Mycélium : organisation filamenteuse des hyphes. Mycélium végétatif; mycélium fructifère. Le mycélium peut être sous formes de filaments dispersés ou se forme de grumeaux denses (pb de diffusion des nutriments). Hyphes : assemblage linéaire ou ramifié des cellules placées bout à bout. Peuvent être non cloisonnés (communiquent organisation coenocytique), cloisonnées uninucléées ou cloisonnées plurinucléées. Reproduction : Asexuée : caractère taxonomique majeur. Le mycélium fructifère est pigmenté (d’où la couleur des moisissures), les moisissures sont très prolifiques (peuvent produire des centaines de milliers de spores par jour). Les spores sont transportées dans l’air facilement. La reproduction est obtenue par différents types de fructification (sporange, conidiospores, arthrospores, chlamydospores…). Sexuée : Rare chez les moisissures. Se déroule en 3 étapes : plasmogamie (fusion des cytoplasmes) -> caryogamie -> méiose. Conditions de croissance : Aérobies stricts Microorganismes ubiquistes (existent presque partout) T : développement entre 15 – 30 C pH : 2.0 – 8.5 Saprophytes ou parasites Utilisent différents sucres comme source de carbone. Utilisent l’azote inorganique, l’urée, l’azote organique (peptone), acides aminés pour combler ses besoins en azote. Entrainent l’altération d’un produit par la dépréciation de son aspect et de ses qualités organoleptiques. Métabolismes : Respiration Métabolites primaires sont utilisés dans la trophophase (phase de croissance). Métabolites secondaires sont accumulées lors de l’idiophase (à la phase de la phase de croissance et au début lors de la phase de déclin). Exemple : antibiotiques, mycotoxines. Il faut que le niveau de stress soit maintenu le plus possible pour éviter la lyse cellulaire et assurer une production maximale des MS (Cas de grumeaux denses). Applications industrielles des moisissures : - L’inoculum : Doit être conservé sur une gélose sous huile. Les repiquages répétitifs mènent à la perte en productivité. Il très important de noter que la concentration de l’inculum influence directement l’efficacité et la production des métabolites secondaires d’intérêt. En effet, une densité cellulaire de moins de 2.103 spores/ml mène soit à la formation des grumeaux denses ou à des grumeaux lâches tandis qu’avec un inoculum dont la densité est de 104 spores/ml ou plus mène à une croissance filamenteuse. La forme filamenteuse est plus visqueuse et nécessite plus d’énergie pour le brassage mais cette forme est avantageuse sur le plan de diffusion de l’air et des nutriments. Ainsi, les moisissures en forme de filament (densité cellulaire élevée de l’inoculum) sont capables de mieux proliférer en grand nombre par le mécanisme de quorum sensing et vont pouvoir produire mieux quand elles sont cultures filamenteuses. - - - Production de l’acide citrique : MP produit en mode Fed-batch avec Aspergillus niger (mycélium en grumeaux). Après de 2 jours de la production de la biomasse, une baisse de pH importante est observée et qui se traduira par une inhibition de toutes les étapes du cycle de Krebs qui viennent après la synthèse de l’acide citrique : Accumulation de l’acide citrique. Il doit y avoir assez de ventilation pour fournir O2 et éliminer le CO2 qui inhibe la production de l’acide citrique. Procédé de production de la pénicilline : 2 à 3 précultures pour gagner de la biomasse (40 h). La production se fait en mode fed-batch (30 000 à 100 000 gallons). La fermentation de pénicilline s’étend sur 80 – 160h. L’ergot du siegle : sclérotes par des parasites du genre Claviceps. Contient des alcaloïdes (métabolites secondaires ayant des effets thérapeutiques) comme la clavine (structure alcaloïde la plus simple), l’acide lysergique, l’ergométrine et l’ergotamine. La pruction dans les champs permet (avec les mesures qu’il faut prendre pour empêcher des dispersion - dans le voisinage) un production de masse des alcaloïdes mais dans les fermenteurs on récolte des produit beaucoup plus pur. Production des enzymes (modifications post-traductionnelles) : N-glycosylation, clivage spécifique de protéines de fusion et le folding (modelage protéique) ce qui est incontournable pour le bon fonctionnement des enzymes.
