Exploration de sécrétomes d'Aspergillus spp. en vue de la complémentation du cocktail cellulolytique de Trichoderma reesei

Overview & Synopsis

L’une des alternatives envisagées pour remplacer les ressources fossiles est l’utilisation de biomasse lignocellulosique. Cette ressource abondante et renouvelable, issue de la paroi des végétaux, est composée de polysaccharides et de polymères aromatiques liés entre eux qui lui confèrent une grande résistance. Aujourd’hui, la biomasse lignocellulosique est transformée en bioéthanol via un procédé dont l’une des étapes clé est la dégradation des polysaccharides en sucres fermentescibles. Pour cela, des enzymes, notamment des cellulases, hémicellulases et « lytic polysaccharide monooxygenases» (LPMO) sont utilisées. Ces enzymes sont sécrétées par des organismes dégradeurs de la biomasse tels que l’ascomycète Trichoderma reesei, un champignon filamenteux capable de sécréter de très grandes quantités de cellulases, mais qui possède une faible diversité enzymatique. L’hydrolyse enzymatique restant à ce jour une étape très coûteuse, il est nécessaire d’en améliorer encore les rendements. L’apport d’activités enzymatiques manquantes chez T. reesei à partir d’autres organismes fongiques est une approche prometteuse, qui a été développée dans le cadre de ce projet de thèse.Différentes souches du genre Aspergillus ont été étudiées afin d’y trouver des activités enzymatiques permettant d’améliorer l’hydrolyse de biomasses prétraitées. Pour cela, 5 souches ont été cultivées en présence de 3 inducteurs, et le contenu protéique de ces différents sécrétomes a été déterminé par spectrométrie de masse. Les sécrétomes ont ensuite été testés pour leur capacité à supplémenter un cocktail de T. reesei en améliorant ses rendements d’hydrolyse. L’analyse des protéines contenues dans quelques sécrétomes performants a révélé la présence d’une protéine appartenant à une famille putative de LPMO. Plusieurs protéines de cette famille ont été produites de manière recombinante et testées sur différents substrats en présence de partenaires redox. Une activité de clivage oxydatif de la cellulose a été démontrée, permettant la définition d’une nouvelle famille de LPMO fongiques, nommée AA16. Le prétraitement de substrats cellulosiques par les LPMO AA16 entraîne une amélioration significative de leur hydrolyse par une des cellulases de T. reesei, ce qui démontre l’intérêt potentiel de cette nouvelle famille d’enzymes pour des applications biotechnologiques dans le domaine des bioraffineries.