Mise en oeuvre d'oxydo-réductases et d'hydrolases fongiques pour la destructuration orientée de matériaux ligno-cellulosiques en vue de produire du bioéthanol

par Mohamed Ghazi Tabka

Thèse de doctorat en Sciences de la vie et de la santé. Microbiologie moléculaire et biotechnologie

Sous la direction de Jean-Claude Sigoillot.

Soutenue en 2007

à Aix-Marseille 1 , en partenariat avec Université de Provence. Section sciences (autre partenaire) .


  • Résumé

    L’objectif des travaux réalisés dans le cadre de cette thèse est de mettre au point un procédé enzymatique performant pour la biotranformation de la ligno-cellulose végétale, afin de produire à partir de paille de blé du glucose pour l’obtention de bioéthanol. Dans ce contexte, les champignons filamenteux représentent un potentiel exceptionnel comme source d’enzymes originales et/ou comme moyen de production à l’échelle pilote d’enzymes ayant les propriétés de biotransformer et de valoriser la paille de blé. La complexité structurale des parois ligno-cellulosiques et l’hétérogénéité des polysaccharides qui les composent font que de multiples enzymes, de spécificité différente, sont synthétisées par les micro-organismes lignocellulolytiques qui les dégradent. Les champignons basidiomycètes sont reconnus pour être les micro-organismes les mieux adaptés pour la dégradation de la lignine pariétale jusqu'au stade CO2 et H2O. Pycnoporus cinnabarinus sécrète des enzymes telle que la laccase qui a la particularité de s’attaqué à la lignine. D’autres enzymes comme les estérases produites par Aspergillus niger (féruloyl estérase) participent à l’hydrolyse des liaisons esters entre les groupements phénoliques des acides cinnamiques (liés de façon covalente à la lignine) et les polysaccharides des parois (cellulose, hémicellulose et pectine). L’action de ces deux catégories d’enzymes dites «accessoires» faciliterait ainsi l’accès des glycosyl-hydrolases sécrétés par Trichoderma reesei à leurs substrats naturels qui est la cellulose. Dans un premier temps nous nous sommes intéressés à la Production en fermenteur d’enzymes « libres » que sont les laccases de Pycnoporus cinnabarinus BRFM 137, la féruloyl estérase d’ Aspergillus niger BRFM 451, la manganése peroxydase de Phanerochaete chrysosporium I-1512, les xylanases et les cellulases de Trichoderma reesei CL847. Nos travaux se sont ensuite orientés vers l’étude de l’effet des enzymes fongiques « libres » sur l’hydrolyse de la paille. Nous avons pu mettre en évidence les conditions optimales permettant de libérer un maximum d’oses fermentescibles tel que le glucose. Ces résultats ont été obtenus en présence d’une combinaison enzymatique optimale à base de cellulase, de xylanase et de FAE. Une deuxième combinaison enzymatique potentielle mettant en jeu l’utilisation en séquentiel de la laccase et une cellulase à été mise au point. Enfin des essais d’hydrolyse sont réalisés en présence d’enzymes recombinantes bifonctionnelles: FLXLC et FLX. L’enzyme bifonctionnelle FLXLC s’est montrée bien plus efficace. La présence du CBM représente une stratégie capable d’améliorer nettement les rendements de saccharification. L’utilisation de surfactant lors des hydrolyses enzymatiques de la paille de blé permet d’améliorer nettement les rendements en glucose libéré.

  • Titre traduit

    Implication of fungal oxydoreductases and hydrolases in a specific disintegration of wheat straw lignocellulosic material to produce bioethanol


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Informations

  • Détails : 1 vol. (197 p.)
  • Annexes : Bibliographie p. 171-198

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