Compréhension des mécanismes d’action des « Lytic polysaccharide monooxygénases » (LPMO) pour une mise en œuvre optimisée dans l’hydrolyse de la biomasse lignocellulosique récalcitrante

La production de bioéthanol à partir de substrats lignocellulosiques dépend d'une hydrolyse enzymatique efficace, qui est une des étapes les plus coûteuses du procédé. Le cocktail enzymatique de Trichoderma reesei est un des plus performants, mais certains substrats, tels que le softwood ou le Miscanthus, restent difficiles à dégrader avec un faible rendement en sucres.
Il a été montré que les Lytic Polysaccharide MonoOxygenase (LPMO), des métalloenzymes à cuivre, sont capables d’oxyder des carbohydrates et booster l’activité des cellulases. Néanmoins, leur mise en œuvre industrielle est complexe, car plusieurs paramètres peuvent impacter leur activité, comme la nature du co-substrat ou du donneur d’électron, la régiosélectivité, le pH ou le type de substrat.
La thèse vise à identifier des caractéristiques de la structure primaire des LPMO qui influencent leur réactivité vis-à-vis de la cellulose et leur interaction avec le substrat. Dans ce but, deux enzymes wild-type et plusieurs variants seront générés et caractérisés biochimiquement. De plus, la capacité de ces LPMO d’agir en synergie avec les cellulases de T. reesei sur substrat réel sera évaluée. La thèse fait par ailleurs partie d’un projet collaboratif, et les enzymes seront également étudiées par des méthodes biophysiques, telles que la RMN, l’électrochimie et la RPE (résonance paramagnétique électronique) dans les laboratoires partenaires. Cette approche multidisciplinaire, combinant des aspects fondamentaux et appliqués, permettra ainsi de collecter des données essentielles pour l’acquisition de nouvelles connaissances sur les LPMO et pour leur mise en œuvre optimisée dans un procédé industriel.

Mots clefs: cellulose, biocarburant, cellulases, LPMO, enzymologie, metalloenzyme, Trichoderma reesei

• Directeurs de thèse    Dr. Senta BLANQUET, IFPEN ORCID : 0000-0001-8533-3274 et Dr. Jalila SIMAAN, iSm2 UMR7313, ORCID : 0000-0003-2537-0422
• Ecole doctorale    ED581 ABIES, Université Paris-Saclay
• Encadrant IFPEN    Dr. Simon ARRAGAIN, ORCID : 0000-0002-6500-0066
• Localisation du doctorant    IFPEN, Rueil-Malmaison, France  
• Durée et date de début    3 ans, début au cours du quatrième trimestre 2025 (3 novembre)
• Employeur    IFPEN
• Financement    PEPR
• Qualifications    Master en biologie ou biochimie
• Connaissances linguistiques    Anglais niveau B2 (CECR)  , Français niveau A2 (CECR)  
• Autres qualifications    Bonnes connaissances théoriques et pratiques en enzymologie et biochimie

Pour postuler, merci d’envoyer votre lettre de motivation et votre CV à l’encadrant IFPEN indiqué ci-dessous.