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Thèse soutenue

Étude immunocytochimique de la distribution ultrastructurale des lignines dans la paille de blé et de son influence sur le mode d'action des champignons ligninolytiques : application aux pâtes à papier

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Auteur / Autrice : Vincent Burlat
Direction : Katia Ruel
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Biologie
Date : Soutenance en 1997
Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

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Les champignons basidiomycetes filamenteux sont parmi les plus performants pour la degradation de la lignine. Ils doivent leur activite a un complexe enzymatique au sein duquel trois enzymes jouent un role fondamental dans les mecanismes d'oxydation de la lignine. Il s'agit des lignines peroxydases (lip), des manganese peroxydases (mnp) et des laccases (lac). Trois souches fongiques, phlebia radiata (lip, mnp, lac), ceriporiopsis subvermispora (mnp, lac) et pleurotus eryngii (mnp, lac), ont ete selectionnees pour leur aptitude a degrader la paille de ble, dans le but d'utiliser les enzymes les plus efficaces pour la delignification de pates papetieres de paille. L'etude a ete realisee en microscopie electronique a transmission dans le but de montrer comment la nature du substrat et l'equipement enzymatique influencaient la degradation. L'organisation ultrastructurale des tissus lignifies constituant la paille de ble a tout d'abord ete etudiee. Pour cela nous avons mis en uvre de nouveaux marqueurs immunologiques des lignines. La caracterisation des differents types de lignine a mis en evidence des specificites liees a la nature des monolignols constitutifs et aussi a la nature des liaisons inter-unites de type condense et non-condense. L'application de ces marqueurs immunocytochimiques a revele l'heterogeneite de la distribution qualitative des lignines dans les differents tissus et au sein d'un meme type cellulaire. Dans une seconde partie du travail, l'aptitude des champignons a liberer leur enzymes lorsqu'ils se developpent dans la paille a ete etudiee. A l'aide d'anticorps diriges respectivement contre les mnp et les lac nous avons pu suivre la production, par les champignons, de leur enzymes extracellulaires. Ces enzymes sont excretees de facon concomitante au voisinage du site de degradation. Elles n'apparaissent pas dans les hyphes au contact des tissus sains. A des stades de degradation plus avances, l'excretion des mnp et lac a pu etre reliee a la nature de la lignine localement exposee a la degradation. Il a pu etre etabli que l'excretion etait plus forte au contact d'une lignine condensee. L'observation in situ a souligne le role du polysaccharide extracellulaire a l'interface entre paroi lignocellulosique et paroi de l'hyphe, dans le support de certaines enzymes excretees. Les marqueurs de lignines ont en outre revele la presence de fragments de degradation transitant a travers la paroi des hyphes. L'intensite des marquages avec les differents anticorps suggere que les fragments syringiques ont subi une demethylation avant d'etre metabolises dans la paroi de l'hyphe. La delignification des pates chimiomecaniques par des preparations de mnp et de lac purifiees ont montre que ces deux enzymes realisaient des defibrillations locales tres efficaces.