Production et caractérisation de LPMOs pour augmenter la dégradation de différentes biomasses lignocellulosiques récalcitrantes

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Production et caractérisation de LPMOs pour augmenter la dégradation de différentes biomasses lignocellulosiques récalcitrantes

Dans le but de réduire notre dépendance aux énergies fossiles et de de baisser les émissions de CO₂, le Département de Biotechnologie d’IFPEN travaille depuis plusieurs années sur l’optimisation du procédé de production de biocarburants à partir de la biomasse lignocellulosique. La viabilité économique de ce procédé dépend néanmoins d'une hydrolyse efficace de la cellulose en sucres. Le cocktail enzymatique produit par le champignon filamenteux Trichoderma reesei est un des plus performants, mais certains substrats, tels que le softwood ou le Miscanthus, restent difficiles à dégrader.

Ces dernières années, une famille d’enzymes, les LPMOs (Lytic Polysaccharide Monooxygénases) est apparue comme très prometteuse pour booster l’activité des cellulases. Leur mise en œuvre industrielle n’est cependant pas aisée car leur activité et la synergie avec les cellulases dépendent d’un grand nombre de facteurs (nature du co-substrat et du donneur d’électron, pH, type de substrat,..).

DESCRIPTION

Le but du présent projet est d’acquérir des connaissances plus approfondies des propriétés structurales qui déterminent l’efficacité d’une LPMO dans une condition donnée. C’est pourquoi nous proposons dans ce stage de produire deux LPMOs connues pour leur capacité « boost ».

Ces enzymes ainsi que des mutants impactés dans leur interaction avec le substrat seront produites dans l’hôte d’expression Pichia pastoris. Elles seront purifiées grâce à des Tag Histidine ou Streptavidine, leur activité sera mesurée sur des substrats modèle et différents substrats lignocellulosiques. Des marquages isotopiques seront également réalisés, en vue d’une caractérisation par des techniques biophysiques.

Enfin, la synergie avec un cocktail de cellulases sous différentes conditions sera évaluée. Les connaissances acquises seront la base pour l’ingénierie de LPMO plus performantes en conditions industrielles de production de biocarburants.