Évolution dirigée et biopile enzymatique : étude de la laccase CotA et optimisation par évolution dirigée en microfluidique digitale
Langue Français
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Auteur : Beneyton, Thomas
Date de soutenance : 08-12-2011

Directeur(s) de thèse : Taly, Valérie

Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
 
Discipline : Sciences chimiques
Classification : Génie chimique, technologies alimentaires

Mots-clés libres : droplet-based microfluidic , directed evolution , glucose/O2 enzymatic biofuel cell , CotA laccase
Mots-clés :
  • Sources d'énergie bioélectrique - Thèses et écrits académiques
  • Laccase - Thèses et écrits académiques
  • Glucose oxidase - Thèses et écrits académiques
  • Piles à combustible - Thèses et écrits académiques
  • Microfluidique - Thèses et écrits académiques
Résumé : Les biopiles enzymatiques ont vu le jour pour développer des sources miniatures d'électricité renouvelable. Cette technologie naissante est cependant encore limitée en termes de puissance ou de durée de vie. Bien qu encore peu employée, une stratégie pour améliorer ces performances consiste à optimiser les propriétés catalytiques ou de stabilité des enzymes. Ces travaux de doctorat décrivent le développement d'une plateforme de microfluidique digitale permettant l'évolution dirigée de la laccase CotA de Bacillus subtilis pour une utilisation dans une biopile enzymatique. Ces travaux démontrent la possibilité d'utiliser une enzyme extrêmophile au sein d'une biopile enzymatique. L'efficacité de CotA en tant que biocatalyseur de la réduction de l'O2 a été évaluée pour la première fois en développant des biocathodes ou des biopiles Glucose/O2 complètes. Une plateforme microfluidique modèle de criblage à très haut débit applicable à l'évolution dirigée de la laccase CotA a également été mise au point et validée. La plateforme permet l'encapsulation de cellules E. coli exprimant la protéine dans des microgouttelettes aqueuses de quelques picolitres, l'incubation des microgouttelettes, l'ajout du substrat par picoinjection puis la détection et le tri de l'activité enzymatique de CotA à très haut débit (1 million de clones en seulement 4 heures). La plateforme est directement applicable au criblage de banques de mutants et les variants optimisés sélectionnés devraient mener à la création d'une nouvelle génération de biopiles plus efficaces. Cette plateforme universelle de criblage constitue un outil à la fois versatile et puissant pour l'évolution dirigée des protéines.
 
Type de contenu : Text
 
Entrepôt d'origine : Ressource locale
Identifiant : ecrin-ori-308657
Type de ressource : Thèse