Cerner le rôle des laccases végétales et fongiques avec des enzymes auxiliaires lors de la polymérisation et de la dépolymérisation de la lignine dans un environnement polysaccharidique – DEOX

La lignine est un polymère phénolique complexe intégré dans la matrice polysaccharidique de la paroi cellulaire végétale. Le dépôt de lignine rend la biomasse végétale très récalcitrante à l'utilisation humaine. Étonnamment, la polymérisation de la lignine dans la paroi cellulaire végétale et la dépolymérisation de la lignine par des micro-organismes sont toutes deux réalisées par des oxydases appelées laccases. Les laccases végétales oxydent de petits phénols synthétisés dans le cytosol avant leur incorporation dans le polymère, tandis que les laccases fongiques sont capables de dégrader le polymère en oligomères plus petits en utilisant des médiateurs naturels. Dans les deux cas, l'oxydation médiée par les laccases génère des radicaux phénoliques d'oligolignols qui sont naturellement réactifs et tendent à la re-polymérisation. Cependant, dans la nature, lorsque la lignine est oxydée par des champignons, la re-polymérisation à partir de petits oligomères n'est pas prédominante. Ceci est principalement dû à la production de déshydrogénases fongiques capables de réduire les radicaux phénoliques. Ces enzymes appelées enzymes auxiliaires ont une forte affinité pour les oligosaccharides qui sont utilisés comme accepteurs d'électrons. Le projet DEOX comparera les activités des laccases végétales et fongiques et les couples laccases/déshydrogénases pour dévoiler le mécanisme de la biosynthèse des lignines et de leur dépolymérisation dans un environnement riche en oligosaccharides. Ces études seront menées dans différentes matrices riches en poly/oligo-saccharides-lignols et en lignines naturellement greffées avec des acides hydroxycinnamiques. Au cours de ce projet, un matériel végétal innovant sera produit: nous exprimerons des laccases et des déshydrogénases fongiques dans la paroi cellulaire de plantes génétiquement modifiées, dans le but de modifier la structure et la teneur en lignine in planta. Afin de comprendre les différences entre les laccases fongiques et végétales, la production à haut rendement de laccases végétales dans des systèmes d'expression hétérologues permettra une caractérisation fonctionnelle détaillée et ouvrira la voie à des études structurales par cristallographie des protéines.
Le projet DEOX est basé sur un consortium original de quatre partenaires partageant des intérêts communs et des compétences complémentaires.