Milieux de culture, aspects énergétiques et constitutifs, cas variés

2. E. coli sur milieu LB-Lennox

Les souches E. coli "sauvages" (on rappelle que E. coli est un chimiorganotrophe hétérotrophe classique) cultivent parfaitement sur le milieu empirique de composition suivante :

tryptone 10 g/L
extrait de levure 5 g/L
NaCl 5 g/L
ajusté à pH 7,0

L'analyse demande de connaître la composition d'une tryptone et d'un extrait de levure.

Tryptone = dénomination assez classique pour une peptone de type hydrolysat pancréatique (trypsique) de caséine. Il s'agit ainsi d'une "poudre" riche en acides aminés et petits peptides (les 20 incorporés lors de la traduction des protéines, avec une grande richesse en acide glutamique). On y trouve aussi de nombreux coenzymes et évidemment les macro et micro nutriments minéraux. La teneur en glucides est très faible (0 à 0,4% selon les qualités et les fournisseurs).

Extrait de levure = autolysat de levures (biomasse de levures en suspension conduites à l'autolyse par passage à 50°C pendant plusieurs heures, on récupère la phase liquide). Cet extrait contient toutes les briques élémentaires (acides aminés, bases azotées, cofacteurs organiques d'enzymes) classiques du vivant et est riche en glucides (6 à 15% selon les qualités et les fournisseurs). On y trouve aussi les macro et micro nutriments minéraux.

Aspect énergétique :

Au moins en début de culture, les sucres seront la source primaire externe d'énergie. Après épuisement, puisque leur concentration dans le milieu n'est pas très élevée (de l'ordre de 0,5 - 1 g/L), des aminoacides comme le glutamate seront utilisables - après désamination - comme source d'énergie.

Aspect constitutif :

Carbone. Source = briques élémentaires (acides aminés, bases azotées...) présentes dans le milieu avec les glucides. Ce milieu fournit les briques élémentaires (BE, métabolites essentiels) du vivant à l'état préformées (après hydrolyse par des protéases dans le cas des peptides). Ces BE présentes dans le milieu seront donc directement absorbées et intégrées à la matière vivante. Chez E. coli, sur ce milieu, de très nombreuses chaînes de biosynthèses seront donc réprimées. On rappelle que les souches sauvages E. coli possèdent a priori des chaînes de biosynthèse fonctionnelles pour toutes les BE (synthèses à partir des métabolites intermédiaires précurseurs fondamentaux) : il n'y a pas de nécessité en facteur de croissance a priori.
Azote. Sous forme organique par les briques élémentaires préformées présentes dans le milieu..
Soufre. Sous forme organique par la méthioniine et la cystéine présentes dans le milieu.
Phosphore. Apport minéral et organique sous forme phosphates.
Macronutriments minéraux et Micronutriments minéraux : apports par l'extrait de levure et la tryptone et NaCl.

Remarque. Le NaCl ajouté est utilisé pour ajuster la pression osmotique du milieu (on trouve ainsi des variantes à 0,5 ou 10 g/L en apport de NaCL ...).

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