Criblage d’activité enzymatique sans a priori sur une collection de polysaccharides de structures connues et inconnues - Screening of active enzymes without a priori on polysaccharides collection with known and unknown structures – CRAZYpolysaccharides

Les polysaccharides sont la plus diverse et abondante source de matière renouvelable présente sur terre et dans les océans. A l’exception des polysaccharides utilisés traditionnellement en industrie alimentaire et non-alimentaire, la structure et les propriétés fonctionnelles de la majorité d’entre eux sont inconnues et inexplorées. L’analyse structurale des polysaccharides profite très largement de l’utilisation des enzymes de dépolymérisation : les glycoside hydrolases (GH) et polysaccharide lyases (PL). Les enzymes ont l’avantage de produire des séries discrètes d’oligosaccharides dont la caractérisation est déterminante pour résoudre la structure des polysaccharides. De plus, ces oligosaccharides peuvent avoir des propriétés fonctionnelles originales (e.g. propriétés biologiques) et pourraient être utilisés comme précurseurs pour la synthèse chimique.Les GH et PL ont été classifiées en fonction des réactions qu’elles catalysent (env. 160 numéro E.C.) et par homologie de séquences (110 familles de GH, classification CAZY). Avec les nombreux programmes de génomique entrepris ces dernières années est associée une production exponentielle de séquences de gène. Cependant, on constate que malgré l’énorme quantité de gènes, la découverte de nouvelles GH et PL reste constante. Les nouvelles séquences permettent de compléter les familles d’enzymes existantes (E.C. et CAZY) mais pas de découvrir de nouvelles fonctions enzymatiques. Les fonctions de la plupart des GH et PL restent putatives ou inconnues. Des collections importantes de micro-organismes (i.e. bactéries) qui peuvent être cultivés sur des milieux artificiels ont été constituées. La capacité de ces micro-organismes à produire et à dégrader les polysaccharides est quasiment inexploitée. Dans ce contexte, nous proposons de mettre en place une plate-forme de criblage moyen débit d’activités GH et PL sur une collection de polysaccharides de structures connues ou inconnues. Nous envisageons d’incuber à l’échelle du microlitre les polysaccharides avec des extraits bactériens ou des GH et PL putatives recombinantes. La détection s’effectuera par spectrométrie de masse qui offre l’avantage expérimental de nécessiter des quantités très faibles de matériel et qui permet également de fournir des données structurales des produits de dégradation.A l’issue du projet, nous aurons découvert de nouvelles activités GH et PL qui permettront, à terme, i) de déterminer la structure de polysaccharides inconnus ou peu connus, ii) de produire des oligosaccharides possédant des structures et des propriétés originales et iii) d’enrichir notablement le catalogue d’outils enzymatiques.