Oppsummering

La grande diversité métabolique des bactéries halophiles et halotolérante isolées à partir des milieux hypersalins, leur confère un potentiel biotechnologique largement exploré depuis quelque années. Ainsi, certaines d'entre elles produisent des protéines halophiles utiles dans les transformations spécifiques, d'autres des produits comme les solutés compatibles et les polymères à grand intérêt dans différentes industries. De plus, ces micro-organismes pourraient être utilisés dans les procédés de bioremédiation de l'environnement, ainsi que moyens de lutte biologique contre certains microorganismes phytopathogènes (Margesin et Schinner, 2001; Mellado et Ventosa, 2003; Sadfi-Zouaoui et al., 2008;Ventosa et al., 1998).

III.1.1-Utilisation d’enzymes

La biocatalyse industrielle a trouvé dans les micro-organismes halophiles une source d’enzymes ayant de nouvelles propriétés. Au fil des années, différentes enzymes produites par des microorganismes halophiles et halotolérants isolés des sols salés, ont été décrites (cf.

Tableau 6) et un certain nombre de nouvelles possibilités pour les procédés industriels ont vu

le jour en raison de leur stabilité à des concentrations salines élevées. Ainsi, ces enzymes pourraient être utilisées dans des procédés industriels complexes tels que les processus de transformation des aliments, de biosynthèse et de lavage (Kamekura, 1986; Mellado et al., 2004; Setati, 2010; Ventosa et al., 1998 ; Ventosa et al., 2005).

Tableau 6 : Enzymes extracellulaires produites par les bactéries halophiles modérées (Sánchez-Porro Alvarez, 2005) Enzymes extracellulaires microorganismes Concentration optimale de NaCl(%) Références

Amylase Nesterenkonia halobia 3-11 Onishi,1972 ; Onishi et Sodona,1979

Nucléase H Micrococcus varians subsp.

halophilus 16 Kamekura et Onishi ,1974a et 1978

Protéase Bacillus sp. 3 Kamekura et Onishi, 1974b

Amylase Acinetobacter sp. 1-3 Onishi et Hidaka, 1978

Protéase Pseudomonas sp. 18 Van Qua et al., 1981

Nucléase Bacillus halophilus 11-17 Onishi et al., 1983

5’-nucléotidase Micrococcus varians subsp.

halophilus 12 Onishi et al., 1984

Amylase Micrococcus varians subsp.

halophilus 4,5-6 Kobayashi et al., 1986

Amylase Micrococcus sp. 6 Khire, 1994

Amylase H Halomonas meridiana 10 Coronado et al., 2000

Amylase A Halothermothrix orenii 5 Mijts et Patel, 2002

Amylase Halobacillus karajensis 5 Amoozegar et al., 2003a

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Les enzymes halophiles qui généralement de types hydrolases sont actives et stables à des concentrations de sel élevées et plusieurs d’entre elles sont thermotolérantes et alcalophiles et sont dites polyextremophiles (Mevarech et al., 2000; Moreno et al., 2009). Ces propriétés rendraient ces enzymes halophiles attrayantes pour différentes applications biotechnologiques puisqu’elles seraient capables de catalyser des réactions dans des conditions difficiles, spécifiques à de nombreux processus industriels.

Ces hydrolases, capables de décomposer différents polymères, constituent un groupe à haut intérêt biotechnologique : des amylases, des lipases, des DNases et des protéases produites par plusieurs bactéries halophiles isolées de sols salins ont été rapportées (Sánchez-Porro et al., 2003a), certaines montrent une forte dépendance au sel pour leur activité (Amoozegar et al., 2003a; Kamekura et Onishi, 1974; Onishi, 1972; Onishi et Kamekura, 1972).

III.1.1.1-Amylases

Les amylases ce sont des enzymes qui hydrolysent les molécules d’amidon en dextrines et progressivement en petits polymères composés d’unités de glucose (Chena et al., 2005). Ces enzymes constituent une classe d’enzymes industrielles, qui à elle seule forme 25% des enzymes du marché couvrant plusieurs processus industriels tels que les industries du sucre, de textile, de papier et de produits pharmaceutiques (Saxena et al., 2007).

Les amylases halophiles sont généralement des cyclomaltodextrinases (EC 3.2.1.54), produites par plusieurs espèces, nous en citons: Micrococcus halobius (Onishi et Sonoda, 1979), Halomonas meridiana (Coronado et al., 2000), Halobacillus sp. (Amoozegar et al., 2003a), Halothermothrix orenii (Mitjs et Patel, 2002; Tan et al., 2008), Streptomyces sp. (Chakraborty et al., 2009) et par Chromohalobacter sp. (Prakash et al., 2009).

Ces enzymes montrent généralement des optimums d’activité à des pH élevés, une stabilité et elles demeurent actives à des températures au-dessus de 50°C (Setati, 2010).

III.1.1.2-Protéases Les protéases microbiennes sont intensivement étudiées et largement appliquées dans des processus industriels. Elles sont généralement employées comme additifs de détergents, dans la transformation des produits alimentaires, dans l'industrie pharmaceutique, du cuir et dans la transformation des déchets (Amoozegar et al., 2007; Karbalaei-Heidari et al., 2009).

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Les proteases halophiles ont été isolées et caractérisées chez plusieurs espèces bactériennes incluant : Bacillus sp. (Kamekura et Onishi, 1974b; Kumar et al., 2004; Setyorini et al., 2006; Shivanand et Jayaraman, 2009), Pseudoaltermonas sp. (Sánchez-Porro et al., 2003b),

Salinivobrio sp.(Amoozegar et al., 2007), Salicola sp. (Moreno et al., 2009), Halobacillus

spp. (Karbalaei-Heidari et al., 2009), Filobacillus sp. (Hiraga et al., 2005), Chromohalobacter sp. (Vidyasagar et al., 2009), Nesterenkonia sp. (Bakhtiar et al., 2005) et Virgibacillus sp. (Sinsuwan et al., 2010).

Ces enzymes ont une activité optimale en présence de NaCl et maintiennent leur stabilité dans un intervalle de pH allant de 5 à 10. Aussi, il a été rapporté que ces enzymes sont actives à des températures de 40 à 75°C (Setati, 2010).

III.1.1.3-Lipases

Les lipases sont un groupe d'enzymes d’importance biotechnologique. Elles ont beaucoup d'applications dans les industries alimentaires, pharmaceutiques et dans la fabrication de détergents. Quelques genres bactériens lipase-producteurs importants incluent

Bacillus, Pseudomonas, Salinivibrio et Staphylococcus (Amoozegar et al., 2008; Sánchez- Porro et al., 2003a). La plupart des lipases peuvent agir dans un large éventail de pH et de température, bien que les lipases bactériennes alkalines soient plus fréquentes.

III.1.1.4-Cellulases Les cellulases sont principalement appliquées dans l'industrie textile (Aygan et Arikan, 2008). L’intérêt porté aux cellulases augmente également avec la production du bioethanol. Ces enzymes sont employées pour hydrolyser les matériaux cellulosiques préalablement traités en vue d’obtenir des sucres fermentescibles (Wang et al., 2009).

Habituellement, les cellulases halophiles et halotolérantes dérivent des Bacillus sp. (Aygan et Arikan, 2008), Salinivibrio sp. (Wang et al., 2009). Ces enzymes ont été rapportées comme étant thermostables, halostables et alcalostables et candidates idéales pour de nombreuses applications industrielles (Setati, 2010).

III.1.2-Utilisation des polymères

Les bactéries synthétisent plusieurs types de polysaccharides, certains sont élaborés par la cellule et sécrétés dans le milieu extérieur. Ceux-ci sont dits les exopolysaccharides (EPS). Plusieurs bactéries halophiles modérées isolées des milieux salins, sont en mesure de produire

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des exopolysaccharides, qui ont un intérêt biotechnologique avec des applications dans de

nombreux domaines: médecine, pharmacie, industries de pétrole, agroalimentaire et cosmétique (Quesada et al., 2004). Ces applications ont pour but l’exploitation des

propriétés rhéologiques (épaississantes, gélifiantes et émulsifiantes) et déshydratantes (rétention d’eau) des bactéries halophiles.

III.1.3-Utilisation des solutés compatibles

Les solutés compatibles : composés organiques intracellulaires de faible poids

moléculaires tels que les polyols, les acides aminés, les sucres et les bétaïnes sont accumulés par les bactéries halophiles et halotolérante pour atteindre leur équilibre osmotique (Brown, 1976). Ces composés ont des applications industrielles comme stabilisants d’enzymes, d’acides nucléiques, de membranes et de cellules entières contre les agressions telles que la température élevée, la dessiccation et le gel (Louis et al., 1994; Nieto et Vargas, 2002). Certaines études, portant sur la biosynthèse des solutés compatibles par les bactéries halophiles modérées des sols, montrent que les ectoines constituent la classe dominante des osmolytes accumulés par les bactéries à de fortes concentrations en sel (Galinski et Tindall, 1992).

III.1.4-Biodégradation des résidus

Les procédés industriels comme la production de pesticides, d'herbicides et produits pharmaceutiques, en plus des usines de papier et les industries pétrochimiques génèrent des effluents contenant des composés toxiques à différents niveaux de salinité. Selon la réglementation de l'environnement, ces eaux résiduaires doivent être traitées avant leur rejet dans l'environnement par conséquent des traitements physico-chimiques et biologiques s’imposent pour contrecarrer ce phénomène. Dans le traitement biologique, les micro-organismes communément utilisés montrent une faible efficacité à cause des dégradations en conditions très salines.

Ainsi, l’utilisation de bactéries halophiles pour la dégradation des composés aromatiques en conditions salines a permis de mettre en avant leur fort potentiel dans des procédés de bioremédiation. Plusieurs études ont révélé la capacité des halophiles modérées à dégrader différents composés organiques, tels que : l’acide benzoïque, l'acide p-hydroxybenzoïque,

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l’acide cinnamique, l’acide phénylacétique, l'acide Phenylpropionique, le phénol, l'acide p-coumarique, l'acide férulique et l'acide p-aminosalicylique (Adkins et al., 1993; Garcia et al., 2004; Garcia et al., 2005; Ventosa et al., 2008).

III.1.5-Utilisation de l’effet antagoniste dans la lutte biologique contre

les champignons phytopathogènes

La lutte biologique par l’utilisation de microorganismes pour combattre les maladies phytopathogènes offre une alternative intéressante aux produits chimiques causant la pollution des sols ayant des effets néfastes sur la santé (Martínez-Romero et al., 2008).

En outre, l'efficacité des bactéries halophiles modérées isolées des sols salins a été rapportée par l'inhibition de plusieurs champignons comme Fusarium sambucinum et Botrytis cinerea. Ces bactéries halophiles ont été assignées aux genres Bacillus, Halomonas, Planococcus,

Salinicoccus, Halobacillus, Marinococcus et Halovibrio (Sadfi et al., 2001; Sadfi et al., 2002a

et 2002b; Sadfi-Zouaoui et al., 2007 et 2008; Zhao et al., 2003). Ainsi, ces micro-organismes halophiles ont été considérés comme de bons candidats pour lutter contre l'activité des champignons phytopathogènes.

III.2- Antagonisme contre certains champignons : cas du