Modulation dynamique de la proximité et de l'activité des enzymes immobilisées sur une surface élastomérique – D-E-stancE

Les enzymes jouent un rôle crucial dans la bioéconomie notamment pour la valorisation de la biomasse lignocellulosique. Certains micro-organismes ont développé des stratégies sophistiquées pour dégrader efficacement la lignocellulose. Parmi elles, le cellulosome se caractérise par un panel d’enzymes immobilisées sur un complexe multi-protéique lié à la membrane cellulaire externe de la bactérie. Dans cette configuration, la flexibilité intrinsèque du complexe améliore la synergie entre les enzymes, jouant un rôle de premier plan dans l'efficacité du cellulosome à dégrader la biomasse lignocellulosique. Le projet D-E-stancE propose une approche biomimétique afin d’étudier l’hypothèse selon laquelle la distance entre enzymes et sa dynamique au cours de l’hydrolyse seraient responsables de l’efficacité du cellulosome. Pour cela, nous proposons une approche originale consistant à immobiliser de manière contrôlée des enzymes sur une surface élastique préparée à façon et ainsi pouvoir moduler à la fois l'activité enzymatique et le profil des produits libérés par un simple étirement mécanique de la surface. Les enzymes utilisées dans notre projet sont deux couples d'enzymes cellulosomales de Ruminiclostridium cellulolyticum qui seront co-immobilisées par paire, l’une active sur de l'arabinoxylane (la xylanase GH10 et l’arabinofuranosidase GH43), et l’autre sur de la cellulose (la Cel48F et la Cel9G). Le projet permettra d’améliorer notre compréhension de la synergie enzymatique afin de mieux valoriser la biomasse végétale et au-delà, d’apporter des éléments de compréhension dans le domaine de l’immobilisation d’enzymes. Ce projet interdisciplinaire réunit cinq partenaires alliant des expertises en chimie des polymères pour la fabrication des surfaces élastiques, en enzymologie pour la production et la caractérisation d’enzymes chimériques adaptées, en enzymes cellulosomales, en caractérisation physico-chimique poussée des surfaces greffées et en analyse AFM pour caractériser le comportement des enzymes sous étirement.