Un grand nombre d'hydroxy acides (α, β, ω et ω-1) et de di-hydroxy acides ont été identifiés dans les sédiments et dans les colonnes d'eau (Eglinton et al., 1968; Volkman et al., 1980; Kawamura et Ishiwatari, 1982; Cardoso et Eglinton, 1983; Mendoza et al., 1987b; Fukishima et al., 1992a,b; Wakeham, 1999; van Dongen, 2000; Wakeham et al., 2003;
Keinänen et al., 2003; Garcette-Lepecq et al., 2003 soumis). Parmi ces composés, les α- et les β-hydroxy acides ont été retrouvés dans un grand nombre de microorganismes, incluant les bactéries, les levures, les champignons (Ratledge et Wilkinson, 1988) et les microalgues (Matsumoto et Nagashima, 1984; Matsumoto et al., 1988; Volkman et al., 1998). Ces composés sont considérés comme des métabolites intermédiaires de l'α- et la β-oxydation microbienne des acides carboxyliques; la β-oxydation est plus courante que l’α-oxydation, bien que cette dernière soit rencontrée chez les animaux, les plantes et les bactéries (Volkman et al., 1998). A titre d'exemple, Eglinton et al. (1968) ont identifié des α-et des β-hydroxy acides (de C10 à C24) dans des sédiments lagunaires âgés de 5000 ans qu'ils ont attribué à
l'oxydation microbienne des acides gras.
La nature et le mode de présence de ces hydroxy acides dans les échantillons environmentaux (sous forme "libre": extractible par les solvants organiques, ou "liés": obtenus par saponification ou par hydrolyse acide), ainsi que leurs distributions, permet la discrimination entre les hydroxy acides provenant de l'oxydation des acides gras et ceux synthétisés par les microorganismes. Ils peuvent être également très importants dans la détermination des organismes sources. A titre d'exemple Cranwell (1981a), a montré par une étude stéréochimique que les β-hydroxy acides "non liés" caractérisés par une configuration S, présents dans des sédiments récents, sont des produits de l'oxydation par les microorganismes. Au contraire, les β-hydroxy acides liés, présentant une dominance des composés de configuration R de C14 à C18 sont associés aux lipopolysaccharides des bactéries
Gram-négatives. En effet, les études stéréochimiques de Lehninger (1975) sur les mécanismes conduisant à la formation des β-hydroxy acides ont montré que les composés de configuration S sont des intermédiaires dans les métabolismes de dégradation alors que les composés de configuration R sont des intermédiaires dans la biosynthèse des acides gras. Des études plus récentes sur la composition lipidique de différentes bactéries Gram-négatives et sur des échantillons sédimentaires ont suggéré que les β-hydroxy acides liés par liaisons amides et obtenus par une hydrolyse acide des résidus de l'extraction aux solvants sont exclusivement
d'origine bactérienne (Goossens et al., 1986, 1989b; Wakeham, 1999; Wakeham et al., 2003). Ces derniers composés sont essentiellement normaux, de longueur de chaîne variant entre C10
et C18, caractérisés par une forte prédominance des composés pairs avec généralement un
maximum à C14:0. Cette distribution est caractéristique des lipopolysaccharides des bactéries
Gram-négatives (Wilkinson, 1988; Skerratt et al., 1992; Lattuati et al., 2002; Wakeham et al., 2003). Ces β-hydroxy acides liés par liaisons amides sont moins sensibles aux transformations microbiennes et peuvent donc donner des informations sur les organismes sources (Cranwell, 1981a; Kawamura et Ishiwatari, 1984; Goossens et al., 1986; Klock et al., 1988).
La procédure analytique utilisée dans la présente étude pour extraire les lipides des biomasses bactériennes de M. hydrocarbonoclasticus cultivée sur différents hydrocarbures nous a permis de différencier entre:
(i) les β-hydroxy acides provenant de l'oxydation des hydrocarbures, présents dans les lipides "non liés";
(ii) les β-hydroxy acides engagés dans les liaisons esters dans les LPS.
(iii) les β-hydroxy acides engagés dans les liaisons amides, présents dans les LPS.
Les β-hydroxy acides présents dans les lipides "non liés" possèdent le même squelette que l'hydrocarbure utilisé comme source de carbone et ne constituent qu'une faible partie de cette fraction. Ces hydroxy acides comportent des chaînes alkyles de même parité que l'hydrocarbure: le β-hydroxy acide provenant de l'oxydation du groupement méthyle terminal est généralement accompagné de ses homologues immédiatement inférieurs comportant 2 et 4 atomes de carbone de moins. Les β-hydroxy acides liés par liaisons esters aux lipopolysaccharides constituent une grande part des lipides labiles en milieu basique (de 24,8 à 71,9 %). La distribution de ces composés est caractérisée par une forte prédominance du n- β-12:0 (> 16 % des lipides de cette fraction et > 59 % des β-hydroxy acides présents) qui est accompagné de ses homologues supérieurs (n-β-13:0 et n-β-14:0) et inférieurs (n-β-10:0 et n- β-11:0). Les β-hydroxy acides obtenus par hydrolyse acide constituent la plus grande partie des lipides labiles en milieu acide et sont caractérisés par une forte prédominance de n-β-12:0 (> 38,8 % des lipides de cette fraction et > 59 % des β-hydroxy acides présents). Les
dernier composé sont également présents mais en faibles quantités. Ces hydroxy acides obtenus probablement par synthèse cellulaire se trouvent engagés dans des liaisons amides aux unités polysaccharidiques membranaires. L'incorporation des β-hydroxy acides provenant de l'oxydation des hydrocarbures aux LPS de M. hydrocarbonoclasticus dépend de la structure chimique de ces sources de carbone. En effet, on remarque la présence dans les lipides labiles en milieu basique et labiles en milieu acide des β-hydroxy acides normaux, iso et anteiso essentiellement de C11 à C14 respectivement dans les cultures sur alcanes normaux, iso et anteiso, mais leur pourcentage varie en fonction de l'alcane. Aucun β-hydroxy acide
comportant un groupement phényle, cyclohexyle ou une ramification en milieu de chaîne n'a été identifié dans la fraction labile en milieu acide respectivement dans les cultures sur phénylalcanes, cylohexyltridécane et 10-Me-C19. De faibles quantités de β-hydroxy acides
provenant de l'oxydation de l'hydrocarbure ont été uniquement identifiés dans les lipides labiles en milieu basique des cultures sur phénylalcanes.
Il apparaît donc que, la détection de β-hydroxy acides "longs" dans les lipides "non liés" des sédiments et des colonnes d'eau puisse être utilisée comme indicateur de l'activité bactériologique et donc signaler la possibilité d'une pollution par les hydrocarbures. Par contre la présence de β-hydroxy acides "liés" courts de C10 à C14, est une indication de la
présence de bactéries Gram-négatives, avec dans le cas de M. hydrocarbonoclasticus, une forte prédominance du n-β-12:0.