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Prétraitements de la biomasse lignocellulosique

Action d'une nouvelle classe d'enzymes sur la structure de la fibre de cellulose.

Nanofibres de cellulose (vues par AFM). © Inra, C. Gaillard
Mis à jour le 16/03/2017
Publié le 13/03/2017

La résistance des lignocelluloses à la dégradation enzymatique est un verrou majeur pour la valorisation de la cellulose comme source de matériaux et d'énergie. Dans ce travail mené par l’Unité de recherche BIA, le fractionnement de fibres de cellulose a été étudié à l’aide d’une nouvelle classe d’enzymes, les "Lytic Polysaccharide Monooxygenases" (LPMO). Les LPMO utilisées sont naturellement secrétées par les champignons lignocellulosiques. Toutefois leur mode d’action sur la lignocellulose reste largement méconnu. Les études par Résonance Magnétique Nucléaire ont mis en évidence une déstructuration des surfaces accessibles entourant le cœur cristallin des fibrilles de cellulose après action des LPMO. Un modèle d’organisation structurale de la cellulose a ainsi pu être établi montrant comment les parties cristallines externes deviennent moins ordonnées. Cette action des LPMO fragilise la structure de la fibre qui peut être par la suite facilement défibrillée.

Cette méthode ouvre la voie à l’utilisation des LPMO pour de nouveaux prétraitements de la biomasse lignocellulosique pour la production de biocarburant ou la production de nanocellulose.
 

Aspect des fibres kraft traitées avec l’enzyme LPMO et soumises au traitement mécanique (dispersion ultra-Turrax et ultrasons). Images en microscopie optique (a), et image de topographie (b) and distribution de taille (c) par AFM.. © Inra
Aspect des fibres kraft traitées avec l’enzyme LPMO et soumises au traitement mécanique (dispersion ultra-Turrax et ultrasons). Images en microscopie optique (a), et image de topographie (b) and distribution de taille (c) par AFM. © Inra

Partenaires : ce travail a été effectué en étroite collaboration avec l’unité INRA – Biodiversité et Biotechnologie Fongiques de Marseille (Jean-Guy Berrin).

Publication associée :   Villares, A., Moreau, C., Bennati-Granier, C., Garajova, S., Foucat, L., Falourd, X., Saake, B., Berrin, J. G., & Cathala, B. (2017). Lytic polysaccharide monooxygenases disrupt the cellulose fibers structure. Scientific Reports, 7, 40262-40262.

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Contact(s) scientifique(s) :

Département(s) associé(s) :
Caractérisation et élaboration des produits issus de l’agriculture
Centre(s) associé(s) :
Pays de la Loire, Provence-Alpes-Côte d'Azur