Genetic and biochemical characterization of the proteolytic system of Streptococcus thermophilus : study of the variability of oligopeptides transport systems; characterization of phenomena of anchoring, maturation and release of the proteinase PrtS; production of bioactive peptides from bovine caseins
Caractérisation génétique et biochimique du système protéolytique de Streptococcus thermophilus : étude de la variabilité des systèmes de transport d’oligopeptides ; caractérisation des phénomènes d’ancrage, de maturation et de libération de la protéase PrtS ; production de peptides bioactifs à partir de caséines bovines
Résumé
We are interested in the production of bioactive peptides in fermented milk by the lactic acid bacterium Streptococcus thermophilus. For this, it requires that the bacterium internalize them as few as possible during its growth. Therefore, it was important to characterize the proteolytic system of S. thermophilus. First, phylogenetic relationships linking 30 S. thermophilus strains have been searched by MLST. Secondly, an ABC-type transport system which seems to be functional was identified in the LMD-9 strain and named OTS. A study of the variability of Ami and OTS transport systems of the 30 strains of S. thermophilus was performed. Finally, the hydrolysis of caseins by proteinase PrtS of S. thermophilus was studied. This proteinase usually anchored to the wall of the bacterium was also found in a free form in strain 4F44. The protein sequence of PrtS4F44, different from the one of PrtS in the LMD-9 strain (PrtSLMD-9), is not the cause of the partial release of PrtS4F44. Sortase A, the actor of the anchoring of PrtS to the wall of the bacteria, presents different alleles between the strain 4F44 (srtA4F44) and the LMD-9 strain (srtALMD-9). Indeed, PrtSLMD-9 is released when srtALMD-9 is replaced by srtA4F44 in the strain LMD-9 showing that SrtA4F44 is deficient, causing consequently a default of PrtS4F44 anchoring and its partial release into the extracellular medium. Additionally, hydrolysis of bovine caseinates was performed using the free form PrtS4F44 and allowed the production of bioactive peptides that can be used for the functionalization of fermented dairy products.
Nous nous intéressons à la production de peptides bioactifs dans des laits fermentés par la bactérie lactique Streptococcus thermophilus. Pour ce faire, il est nécessaire que cette bactérie en internalise le moins possible lors de sa croissance. Il était donc important de caractériser le système protéolytique S. thermophilus. Tout d’abord, les relations phylogéniques liant 30 souches de S. thermophilus ont été recherchées par MLST. Ensuite, un système de transport de type ABC qui semble fonctionnel a été identifié chez la souche LMD-9 et appelé OTS. Une étude de la variabilité des systèmes de transport Ami et OTS des 30 souches de S. thermophilus a été réalisée. Enfin, l’hydrolyse des caséines par la protéase PrtS de S. thermophilus a été étudiée. Cette protéase habituellement ancrée à la paroi de la bactérie est retrouvée chez la souche 4F44 également sous forme libre. La séquence protéique de PrtS4F44, différente de celle de PrtS de la souche LMD 9 (PrtSLMD-9), n’est pas la cause de la libération partielle de PrtS4F44. La sortase A, acteur de l’ancrage de PrtS à la paroi de la bactérie, présente chez la souche 4F44 (srtA4F44) un allèle différent de celui de la souche LMD-9 (srtALMD-9). En effet, PrtSLMD-9 se trouve libérée lorsque srtALMD-9 est remplacée par srtA4F44 dans la souche LMD-9 montrant ainsi que SrtA4F44 est déficiente, entrainant par conséquent un défaut d’ancrage de PrtS4F44 et sa libération partielle dans le milieu extracellulaire. L’hydrolyse des caséinates bovines totales par la forme libre de PrtS4F44 a permis d’obtenir des peptides bioactifs qui pourront être utilisés pour la fonctionnalisation de produits laitiers fermentés.