Conception rationnelle d'enzyme : conversion de glycoside hydrolases en transglycosidases

Doctorant : Benoît DAVID
Équipe : Conception de protéines in silico
Directeur de thèse : Charles TELLIER , Professeur émérite Université
co-directeur de thèse : Yves-Henri SANEJOUAND , Directeur de recherche CNRS
Financement : Bourse ministérielle
Date de la soutenance : mardi 16 mai 2017, 09h00
Modalité :
Jury :
  • Président de jury : Mirjam CZJZEK
  • Rapporteur : Richard DANIELLOU
  • Rapporteur : FABIO STERPONE
  • Examinateur : Isabelle ANDRE
  • Directeur de thèse : Charles TELLIER , Professeur émérite Université
  • co-directeur de thèse : Yves-Henri SANEJOUAND , Directeur de recherche CNRS

Catalyseurs de la dégradation de polysaccharides dans le cadre de diverses applications industrielles, de nombreuses glycoside hydrolases (GH) possèdent également une activité de transglycosylation qui peut être exploitée pour la synthèse d’oligosaccharides. Afin d’augmenter cette activité, minoritaire par rapport à l’hydrolyse, des expériences de mutagenèse rationnelle peuvent être employées. Toutefois, l’ensemble des bases moléculaires régissant l’équilibre entre ces deux activités reste en revanche difficile a élucider. L’étude de quatre GH (Ttβgly, AgaD, TcTS, TrSA) par simulation de dynamique moléculaire a permis la découverte de canaux d’eau internes à leurs structures et connectant le site actif au milieu. Cette observation suggère que les canaux d’eau internes aux GH pourraient être impliqués dans leur activité d’hydrolyse. Plusieurs paires de résidus bordant deux de ces canaux ont été mis en évidence chez Ttβgly et AgaD et semblent contrôler le passage de l’eau du canal vers le site actif. La mutagenèse de ces résidus a été entreprise afin de tenter d’augmenter l’activité de transglycosylation chez ces deux enzymes. Une réduction de l’hydrolyse d’un facteur 7 et 50 au profit de l’activité de transglycosylation a été caractérisée chez les deux meilleurs mutants de Ttβgly et AgaD, respectivement. L’analyse des simulations a révélé que ces résultats étaient corrélés à une augmentation de la dynamique des molécules d’eau internes aux deux canaux étudiés. Cette étude souligne ainsi l’importance fonctionnelle de l’eau interne aux hydrolases et suggère que l’ingénierie de sa dynamique peut constituer une approche originale pour convertir les GH en transglycosidases.


Publications

2019

David, Benoit; Arnaud, Philippe; Tellier, Charles; Sanejouand, Yves-Henri

Toward the design of efficient transglycosidases: the case of the GH1 of Thermus thermophilus Article

Protein Engineering, Design and Selection, 32 (7), p. 309–316, 2019, ISSN: 1741-0126.

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2017

David, Benoît

Conception rationnelle dénzyme: conversion de glycoside hydrolases en transglycosidases Thèse de doctorat

Université de Nantes, 2017.

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David, Benoit; Irague, Romain; Jouanneau, Diane; Daligault, Franck; Czjzek, Mirjam; Sanejouand, Yves-Henri; Tellier, Charles

Internal Water Dynamics Control the Transglycosylation/Hydrolysis Balance in the Agarase (AgaD) of Zobellia galactanivorans Article

ACS Catalysis, 7 (5), p. 3357–3367, 2017, ISSN: 21555435.

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