THESE Maryse Bonnin Jusserand - Université de Bourgogne

Article 1
Résultats
Molecular cloning, heterologous expression, and characterization of ornithine
decarboxylase from Oenococcus oeni
La putrescine est l’amine biogène principale du vin. Elle est synthétisée à partir de
deux voies métaboliques : la voie de l’agmatine déiminase (AgDI) et la voie de l’ornithine
décarboxylase (ODC).
A ce jour, le cluster de l’agmatine déiminase n’a pas été décrit chez O. oeni. Par
contre, cette bactérie lactique possède le locus ADI (arginine déiminase), impliqué dans le
catabolisme de l’arginine. Les gènes de la voie ont été caractérisés (Tonon et al, 2001) et le
cluster se compose du gène arcA codant l’arginine déiminase, arcB codant l’ornithine
transcarboxylase et arcC codant la carbamate kinase. Deux gènes arcD1 et arcD2 codent pour
des protéines de l’antiport arginine/ornithine (Divol et al, 2003). Enfin, le gène arcR, situé en
amont du cluster, coderait un régulateur transcriptionnel de l’opéron (Nehme et al, 2006). La
dégradation de l’arginine produit de l’ATP et conduit à la synthèse d’ornithine. Cependant,
peu de souches sont capables de produire de la putrescine à partir de l’ornithine via l’ornithine
décarboxylase (Guerrini et al, 2002). En effet ce caractère dépend de la souche : il semble
transmis par transfert horizontal (Marcobal et al, 2006) et est assez rare chez O. oeni. Il est
supposé apporté un avantage sélectif, en particulier en ce qui concerne la survie en milieu
acide.
Dans le cadre du projet européen BiamFood, le rôle du métabolisme des amines
biogènes chez O. oeni, et notamment la synthèse de putrescine, devait être élucidé. Pour cela
différentes stratégies ont été développées. Tout d’abord, nous avons cherché à muter le gène
odc par simple recombinaison homologue. Mais cette approche risquée, compte tenu des
verrous technologiques et génétiques de O. oeni, n’a pas abouti. Le vecteur pGID052,
développé au laboratoire, a ensuite été employé afin d’exprimer les gènes codants l’ornithine
décarboxylase et le transporteur potE de O. oeni BR14/97 (Guerrini et al, 2002) chez O. oeni
ATCC BAA-1163. Une fois de plus, nous avons été confrontés à un échec. Afin de
s’affranchir des problèmes d’expression rencontrés chez O. oeni, la caractérisation de l’ODC
a été entreprise chez E. coli, à l’aide du système d’expression pET, sous contrôle d’un
promoteur inductible et fort.
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