CDD doctorant (H/F) sur l'étude d'une métalloenzyme et application en biotechnologie

Sujet de thèse :
Les biocarburants sont l'une des solutions pour réduire la combustion des combustibles fossiles et les émissions mondiales de gaz à effet de serre. Le bioéthanol de deuxième génération est produit à partir de biomasse lignocellulosique provenant des résidus agricoles ou d'agroforesterie qui ne sont pas en concurrence avec la production alimentaire. Cependant la récalcitrante de cette biomasse à la deconstruction reste un frein à son utilisation. La viabilité économique des processus de bio raffinerie dépend d'une hydrolyse enzymatique efficace. Le cocktail enzymatique de Trichoderma reesei est l'un des plus efficaces, mais certains substrats, comme le bois de résineux ou le miscanthus, restent difficiles à dégrader avec un faible rendement en sucre. Pour améliorer le mélange enzymatique, les LPMOs (Lytic Polysaccharide Monooxygenases) sont des cibles particulièrement intéressantes grâce à leur capacité à booster l'activité des cellulases. Cependant, leur activité dépend fortement des conditions opératoires, ce qui entrave leur mise en œuvre industrielle.
Le projet de thèse s'inscrit dans le cadre du projet : Integrated approach on copper systems to improve recalcitrant polysaccharide utilization (PuLCO), qui est financé par l'ANR dans le cadre du Programme prioritaire de recherche et d'équipement (PEPR) B-BEST. Son objectif est d'améliorer la compréhension de la relation structure-fonction et du mécanisme catalytique du LPMO, afin de permettre une mise en œuvre industrielle efficace. En particulier, les mécanismes de réduction de l'ion cuivre du site actif et de génération de ROS (reactive oxygen species), ainsi que l'interaction avec le substrat seront étudiés par le consortium du projet.

Cette thèse vise à identifier les caractéristiques importantes des LPMO qui influencent leur réactivité vis-à-vis de la cellulose et leur interaction avec le substrat. A cette fin, des variants d'enzymes fongiques seront générées et l'effet des mutations sur l'affinité pour le substrat, la réactivité, l'impact sur l'interaction avec les co-substrats et les donneurs d'électrons sera étudié dans différentes conditions. En outre, l'impact sur la synergie avec les cellulases en présence de substrat de biomasse dans des conditions industrielles sera évalué.
Des études complémentaires seront menées par les laboratoires partenaires du projet PuLCO ayant une expertise dans les méthodes biophysiques, telles que la RMN, l'électrochimie et la RPE (résonance paramagnétique électronique), ainsi que dans la modélisation théorique. Cette approche multidisciplinaire, combinant les aspects fondamentaux et appliqués, permettra ainsi de rassembler des données complémentaires afin d'acquérir des connaissances essentielles sur les LPMO qui sont la clé de l'amélioration des LPMO pour les procédés industriels.

Mots-clés : hydrolyse de la cellulose, biocarburant, cellulases, LPMO, enzymologie, métalloenzyme, Pi
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