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UNIVERSITE DE TECHNOLOGIE DE COMPIEGNE

Laboratoire CNRS UMR 7025 : Génie Enzymatique et Cellulaire

Thèse

de

Spécialité : Biotechnologie

Anthony DEGOURNAY

COMPREHENSION DU METABOLISME CENTRAL ET LIPIDIQUE

CHEZ LES PLANTES ET LES LEVURES OLEAGINEUSES

APPROCHE FLUXOMIQUE

Vendredi 19 Octobre 2018

Composition du Jury

COLOMBIE S. Chargé de Recherche INRA. UMR 1332 - Biologie du

Fruit et Pathologie, Université de Bordaux.

Rapporteur

VIROLLE M-J. Directrice de Recherche CNRS. UMR 9198 - Institut de Biologie Intégrative de la Cellule, Université Paris-Sud.

Rapporteur

NICAUD J-M.

Directeur de Recherche INRA. UMR 1319 - Institut

Micalis, Université Paris Saclay.

Examinateur

NONUS M. Ingénieur de Recherche. EA 4297 - Transformations Intégrées de la Matière Renouvelable, Université de

Technologie de Compiègne

Examinateur

VAN WUYTSWINKEL O. Professeur des Universités. EA 39000 - Biologie des Plantes et Innovation, Université de Picardie Jules

Verne.

Examinateur

THOMASSET B. Directrice de Recherche CNRS. UMR 7025 - Génie Enzymatique et Cellulaire, Université de Technologie de Compiègne.

Directrice de thèse

Remerciements

é, Dr Marie-

Joëlle Virolle, Dr Jean-Marc Nicaud, Dr Maurice Nonus et Pr Olivier Van Wuytswinkel pour avoir accepté de juger ce travail. Je tiens également à remercier le Pr Karsten Haupt, directeur du laboratoire de Génie

Enzymatique et Cellulaire (CNRS UMR 7025)

de thèse .

écoute, sa disponibilité, ainsi que pour

scientifiques et conseils apportés tout au long de cette thèse. Un grand merci au Dr Sébastien Acket pour son aide précieuse dans le développement de méthodes , la conception des modèles de fluxomique et les nombreux échanges scientifiques. Je remercie également Franck Merlier pour son expertise analytique.

Je remercie les différents acteurs des sous-

Je remercie le Dr Maurice Nonus et Dr Nabila Imatoukene, pour leurs conseils avisés et aide apporYarrowia lipolytica. aux doctorants et aux post-doctorants du laboratoire pour leurs nombreux conseils, scientifiques ou non, leur gentillesse, leurs rires et leur bonne humeur : une mention spéciale pour Amel, Ghada, Nabila, Zeinab, Adrian, Bertrand,

Mounir, Sébastien et Yannick, sans qui ces trois années auraient été totalement différentes.

et mon amour à ma famille et mes proches pour le so

Mélanie, Alexandre, Agathe, Fabien, et tous les autres, pour leur présence dans ma vie. Merci !

Liste des Abréviations

2-PG : 2-Phospho-D-glycérate

3-PG : 3-Phospho-D-glycérate

6PG : 6-phosphogluconate

6PGDH : 6-phosphogluconate

déshydrogénase

AA : Acides aminés

ABA : Acide abscissique

ACA : Acétaldéhyde

ACC : Acétyl-CoA carboxylase

AcCoA : Acétyl-CoA

ACE : Acétate

ACL : ATP citrate lyase

ACP : Acyl-carier protein

ACS : Acétyl-CoA synthase

ADN : Acide désoxyribonucléique

ADP : Adénosine diphosphate

ADPG : ADP-Glucose

AEP : Protéase alcaline extracellulaire

AG : Acide gras

AGI : Acides gras inhabituel

AGL : Acide gras libre

AKG : 2-oxoglutarate

Ala : Alanine

ALA : Acide linolénique

ALD : Acétaldéhyde déshydrogénase

AMP : Adénosine monophosphate

AMPK : AMP-activated protein kinase

ANSES : Agence nationale de sécurité

et du travail

Aro : précurseur des AA aromatiques

ARN : Acide ribonucléique

Arg : Arginine

Asn : Asparagine

Asp : Aspartate

ASPsa : Aspartate 4-semialdéhyde

ATP : Adénosine triphosphate

BGL ȕ-galactosidase

BHLH : Basic helix-loop-helix (facteur de

transcription

BSA : Bovine serum albumin

BtL : Biomass to liquid

CCM : Chromatographie sur couche mince

CDP : Cytidine-diphosphate

CFA : Acides gras cyclopropane

CFAS : CFA synthase

Cit : Citrate

Citru : Citruline

CLA : Acide linoléique conjugué

CM : Matrice corrective

CO2 : Dioxyde de carbone

CoA : Co-enzyme A

CPT : Choline phosphotransférase

CTI : Cis-trans isomérase

CW : Paroi cellulaire

Cys : Cystéine

DAG : Diacylglycérol

DAH : L-2-amino-6-oxoheptanedioate

DEPC : Diethyl pyrocarbonate

DGAT/DGA2 : Diacylglycérol

acyltransférase

DHA : Acide docosahexaénoïque

DHAP : Dihydroxyacétone phosphate

DI : Index de désaturation

DO : Densité optique

DPA : (2S,4S)-4-hydroxy-2,3,4,5-

tetrahydrodipicolinate dPG : 1,3-diphosphoglycérate

E4P : Erythrose-4-phopshate

EDTA : Acide

éthylènediaminetétraacétique

EI : Ionisation électronique

ELO2 : Elongase 2

EPA : Acide eicosapentaénoïque

EPT Ethanolamine phosphotransférase

ER : Enoyl-réductase

ES : Sterol ester

ESI : Electrospray Ionization

EST : Expressed sequence tag

F1,6bP, FBP : Fructose-1,6-bisphosphate

F6P : Fructose-6-phosphate

FA : Fatty acid/Acide gras

FABP : Fatty acid binding protein

FAD : Flavine adénine dinucléotide

FAD 2 et 3 : Fatty acid desaturase 2 et 3

FAS : Acide gras synthase/Fatty acid

synthase

FATA/B : Fatty acyl-ACP thioestérase

A/B

FBA : Flux Balance Analysis

FDA : Food and drug administration

FID : Détecteur à ionisation de flamme

Fru : Fructose

Fum : Fumarate

G1P : Glucose-1-phosphate

G3P : Glycérol-3-phopshate

G3PDH : Glycérol-3-phosphate

déshydrogénase

G6PDH : Glucose-6-phosphate

déshydrogénase

GAP : Glycéraldéhyde-3-phosphate

GAPDH : Glycéraldéhyde-3-phosphate

GC : Chromatographie en phase gazeuse

GENE : Nomenclature adoptée pour un

gène exprimé gène : Nomenclature adoptée pour un gène muté

GFP : Green fluorescent protein

GIDH : Glutamate déshydrogénase

GK : Glycérol kinase

Glc : Glucose

Gln : Glutamine

Glu : Glutamate

GLU5P : Glutamyl-5-phosphate

GLUSE : L-glutamate 5-semialdéhyde

Glx : Glyoxylate

Gly : Glycine

GOPOD : Glucose oxidase/peroxydase

GPAT/GPD1 : Glycérol-3-phopshate

acyltransférase

GPT : Glucose-6-phosphate/phosphate

translocator

GRAS : Generally recognized as safe

GSY : Glycogène synthase

GUT 1 et 2 : Glycérol kinase et glycerol-3-

phopshate déshydrogénase

HAD : Hydroxyacyl-ACP

HDL : High density lipoprotein

His : Histidine

HK : Hexokinase

HOG : High osmolarity glycerol

HPLC : Chromatographie liquide haute

performance

HRMS : Spectrométrie de masse haute

résolution

IC : Enrichissement isotopique

ICit : Isocitrate

IDH : Isocitrate déshydrogénase

Ile : Isoleucine

INCA : Isotopomer network

comportmental analysis

ITE : Institut de Transition Energétique

IUCPA : Union Internationale de Chimie

Pure et Appliquée

JAF : Jours après floraison

KAR : Cetoacyl-ACP réductase

KAS : Cétoacyl-ACP synthase

KO : Knock out

LA : Acide linoléique

LACS : Long chain acyl-CoA synthase

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