• Langue : Français, Anglais
• Discipline : Biotechnologies agroalimentaires, sciences de l'aliment, physiologie
• Identifiant : 2025ULILR039
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 28/11/2025

Résumé en langue originale

Les spores de Bacillus subtilis persistent à la surface des équipements de transformation des industries agro-alimentaires, contribuant à la contamination des produits finis et à des pertes alimentaires. Leur couche externe, le crust, influence l'adhésion des spores, notamment grâce à ses glycanes, dont la structure reste inconnue. L'objectif de ce travail de thèse a donc été de purifier les glycanes du crust afin d'analyser leur structure, leur voie de biosynthèse, leur localisation et leurs interactions potentielles.Nous avons d'abord réalisé une extraction de Folch à partir du crust et une purification par chromatographie d'affinité sur C18, ce qui nous a permis d'identifier un nouvel homopolymère de 6-deoxyglucoses que nous avons appelé quinovosane. La méthodologie d'extraction nous permet d'affirmer qu'il est libre dans le crust. La structure primaire a été élucidée par RMN, elle est constituée d'une unité répétitive de neuf résidus de quinovosyls donc 1/3 sont des ? et 2/3 sont des ?. Nous avons montré que la biosynthèse du quinovosan est dépendante des gènes yfnHGFED. Il s'agit de la première identification et description de cet homopolymère dans la littérature. Bien que son rôle dans l'adhésion soit limité, le quinovosane participe à l'architecture du crust et pourrait interagir avec la glycoprotéine CgeA de manière non-covalente. Nous avons ensuite caractérisé le glycane associé à CgeA. Nous avons montré que le glycane lié à CgeA en position T112 est un glycane riche en rhamnose. Pour purifier des fragments de ce glycane, nous avons réalisé une hydrolyse acide du crust et purifié des fractions enrichies en Rha par chromatographie d'exclusion stérique. L'analyse de ces fractions par RMN, nous a permis d'identifier un disaccharide : Pse5N7Am-?-(2,2)-D-Rha-?. Par spectrométrie de masse MALDI, un oligosaccharide avec un core de deoxyhexose a été observé. La structure complète du glycane reste toutefois à élucider. Ce glycane confère hydrophilie et charge négative aux spores, contribuant directement à leurs propriétés d'adhésion. Parallèlement, nous avons mis en évidence la présence, dans le crust, de molécules non glycaniques telles que l'isosérine ?-lactame, l'acide dipicolinique et le glycérol. Il conviendra d'établir leur rôle biologique et leur fonction dans l'organisation du crust.L'ensemble de ces travaux a permis d'améliorer notre connaissance sur la structure et les voies de biosynthèse des deux glycanes majeurs du crust. Ainsi, ces travaux ouvrent la voie à une meilleure compréhension de la structure des molécules du crust et notamment sur les interactions moléculaires qui régissent son organisation et l'adhésion des spores aux surfaces.

Résumé traduit

Bacillus subtilis spores persist on the surface of food processing equipment, contributing to the contamination of finished products and food losses. Their outer layer, the crust, influences spore adhesion, particularly through its glycans, whose structure remains unknown. The objective of this thesis was therefore to purify the glycans from the crust in order to analyze their structure, biosynthesis pathway, location, and potential interactions.We first extracted Folch from the crust and purified it using C18 affinity chromatography, which enabled us to identify a new homopolymer of 6-deoxyglucoses that we named quinovosane. The extraction methodology allows us to confirm that it is free in the crust. The primary structure was elucidated by NMR and consists of a repeating unit of nine quinovosyl residues, of which 1/3 are ? and 2/3 are ?. We showed that quinovosan biosynthesis is dependent on the yfnHGFED genes. This is the first identification and description of this homopolymer in the literature. Although its role in adhesion is limited, quinovosan participates in the architecture of the crust and could interact with the CgeA glycoprotein in a non-covalent manner. We then characterized the glycan associated with CgeA. We showed that the glycan bound to CgeA at position T112 is a rhamnose-rich glycan. To purify fragments of this glycan, we performed acid hydrolysis of the crust and purified Rha-enriched fractions by size exclusion chromatography. Analysis of these fractions by NMR enabled us to identify a disaccharide: Pse5N7Am-?-(2,2)-D-Rha-?. MALDI mass spectrometry revealed an oligosaccharide with a deoxyhexose core. However, the complete structure of the glycan remains to be elucidated. This glycan confers hydrophilicity and negative charge to the spores, directly contributing to their adhesion properties. At the same time, we have identified the presence of non-glycan molecules such as isoserine ?-lactam, dipicolinic acid, and glycerol in the crust. Their biological role and/or function in the organization of the crust will need to be established.All of this work has improved our understanding of the structure and biosynthesis pathways of the two major glycans in the crust. Thus, this work paves the way for a better understanding of the structure of the molecules in the crust, particularly the molecular interactions that govern its organization and the adhesion of spores to surfaces.