Etude de la dégradation enzymatique de couches semi-réflectives à base de biopolymères

par Abir Dammak

Thèse de doctorat en Aspects moléculaires et cellulaires de la biologie, Biotechnologies

Sous la direction de Estelle Bonnin, Bernard Cathala et de Céline Moreau.

Le président du jury était Charles Tellier.

Le jury était composé de Estelle Bonnin, Bernard Cathala, Céline Moreau, Charles Tellier, Grégory Mouille, Julien Bras.

Les rapporteurs étaient Grégory Mouille, Julien Bras.


  • Résumé

    Les polysaccharides pariétaux (cellulose et les hémicelluloses) peuvent être utilisés pour la production de bioéthanol. L’amélioration de la bio-raffinerie par hydrolyse enzymatique nécessite un effort constant pour la découverte d’enzymes performantes par des outils de criblage rapides, sensibles et robustes. L’objectif a été d’utiliser des films multicouches à base de biopolymères, comme substrats modèles d’assemblages de polysaccharides pariétaux. Nous avons élaboré deux types de films incluant des nanocristaux cellulose (CNC) combinés soit avec des xylanes cationiques(CX) soit avec des xyloglucanes (XG). La particularité de ces systèmes nanométriques est de provoquer l’apparition d’une couleur structurale. L’action d’une enzyme hydrolytique sur ces films peut être détectée par un changement de couleur lié à la diminution de l’épaisseur provoquée par l’hydrolyse. La pertinence de ces systèmes en tant que détecteurs visuels d’activité enzymatique a été validée avec une sensibilité équivalente (CNC-CX) ou meilleure (CNC-XG) que celle d’une méthode colorimétrique de référence. Des films (CNC-XG) avec architectures contrôlées ont été élaborés en jouant sur la concentration des CNC. L’étude de la structure interne de ces films par réflectivité des neutrons a montré que l’augmentation de la concentration induit une densification de l’adsorption des CNC. Les profils de dégradation obtenus en QCM-D et les pourcentages de perte de matière associés ont été comparés sur les films CNC3- XG et CNC5-XG. Un pourcentage de dégradation significatif a été obtenu dans les deux cas bien qu’il soit légèrement plus élevé pour les films CNC3 reflétant une accessibilité de chaînes de XG plus aisée

  • Titre traduit

    Study of the enzymatic degradation process of biopolymer-based semi-reflective layers


  • Pas de résumé disponible.


  • Résumé

    Cellulose and hemicellulose are the major constituents of plant cell walls and can be used for the production of bioethanol. The improvement of the enzymatic biorefinery requires a constant search for efficient enzymes and requires rapid, sensitive and robust enzymatic screening tools. The objective was to use biopolymer-based multilayered films as substrate models of plant cell wall polysaccharide assemblies. Two types of films were developed that incorporated cellulose nanocrystals (CNC) combined with either cationic xylan (CX) or with xyloglucan (XG). The most outstanding feature of these nanoscale systems is that they give rise to a structural color. The hydrolytic action of an enzyme on these films may be detected by a change in color due to the decrease in film thickness following hydrolysis. The efficiency of these systems as visual enzymatic activity sensors was validated with a sensitivity that is equivalent to (for CNC-CX) or better than (for CNC-XG) a colorimetric reference method. CNC-XG films with controlled architectures were developed by varying the concentration of CNC. The study of the internal structure of these films by neutron reflectivity showed that the increase in CNC concentration results in the densification of CNC adsorption. The degradation profiles obtained by QCM-D and the associated percentages of matter loss were compared between CNC5-XG and CNC3-XG films. A significant degradation percentage was obtained in both cases although it is slightly higher for CNC3 films, probably due to the greater accessibility of XG chains.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (259 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr p.247-259.

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  • Bibliothèque : Université de Nantes. Service commun de la documentation. BU Sciences.
  • Disponible pour le PEB
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