Production of violacein and deoxyviolacein using Yarrowia lipolytica : fermentation, extraction, and potential applications

La violacéine et la désoxyviolacéine sont des pigments microbiens bis-indoles synthétisés par de nombreuses espèces bactériennes telle que Chromobacterium violaceum. En raison de l’activité antimicrobienne et antifongique de ces molécules, C. violaceum les synthétise en tant que mécanisme de défense et les emmagasine dans des vésicules extracellulaires. En plus de ses propriétés antibactériennes et antifongiques, la violacéine possède des propriétés antibiotiques, immuno-régulatrices, anti-inflammatoires, antipyrétiques, anticancérigènes, et anti-leishmanaliales qui peuvent constituer une aubaine à l’industrie pharmaceutique. Ceci est particulièrement vrai tenant compte du fait que la crise de résistance aux antibiotiques qui ne cesse de s’empirer. Bien que ces propriétés aient été abondamment explorées in vitro et, dans une moindre mesure, in vivo en utilisant des modèles animaux, le goulot d'étranglement important du coût de production continu de constituer un obstacle à la réalisation d'essais plus poussés et au développement potentiel de nouveaux médicaments pharmaceutiques bénéfiques susceptibles d'améliorer la qualité de vie de l’Homme et les résultats de traitements médicaux. Le groupe de gènes vioABCDE permet la production de violacéine et de désoxyviolacéine en utilisant le tryptophane comme substrat. Ce groupe de gènes a été cloné avec succès par plusieurs équipes de recherche et transformé en divers châssis de production pour produire de la violacéine brute. Dans ce contexte, la levure oléagineuse Yarrowia lipolytica a été utilisée comme châssis de production en raison de sa capacité à se développer sur divers effluents agro-industriels et de métaboliser grand nombre de substrats. Un protocole de fermentation impliquant l'utilisation d'effluents industriels bon marché et facilement disponibles, les drêches de brasserie (BSG) et la mélasse de betterave (SBM), comme milieu de culture pour la synthèse de la violacéine par Y. lipolytica a été identifié. Par la suite, de nombreux protocoles d'extraction conventionnels et non conventionnels ont été utilisés pour extraire la violacéine intracellulaire. L'extraction assistée par filtration, une nouvelle méthode développée au cours de cette thèse, a été identifiée comme le candidat le plus prometteur parmi les techniques testées. Enfin, un protocole de purification peu exigeant basé sur la chromatographie sur colonne a été identifié et sa capacité à séparer la violacéine et la désoxyviolacéine a été validée.