Mots-Clés

Bioinformatique, Modélisation et Dynamique moléculaires, Enzymes, Biochimie structurale,

Description

Etude computationnelle pour l’identification de déterminants moléculaires impliques dans la synergie de CAZymes

PROJET DE RECHERCHE

Le projet s’inscrit dans la valorisation des polysaccharides de la paroi des cellules végétales qui représente un enjeu majeur pour notre société. En effet, les polysaccharides constituent une source de carbone abondante et renouvelable nécessaire à la diminution de notre empreinte carbone. Les microorganismes produisent de nombreuses enzymes capables de dégrader ces polysaccharides, ce sont des glycoside hydrolases (CAZymes). Elles sont classées dans la base de données CAZy en fonction de leur séquence et prédiction structurale. Dans une même famille d’enzymes, la structure tri-dimensionnelle et les acides aminés catalytiques sont conservés.

Les enzymes qui agissent ensemble sur les polysaccharides ont des activités complémentaires et peuvent agir en synergie. Ce phénomène est beaucoup décrit mais nous ne connaissons pas à l’heure actuelle les paramètres moléculaires responsables de cette synergie entre deux enzymes. Il est donc difficile à prédire, or il est crucial pour développer des cocktails d’enzymes performants.

L’objectif de ce stage est d’étudier ce phénomène d’un point de vue bioinformatique et structural afin de pouvoir prédire les paires d’enzymes pouvant agir en synergie. Une des hypothèses est que ce phénomène pourrait être lié à de potentielles interactions entre les deux enzymes d’intérêts.

Pour étudier les relations séquence-structure, le stage sera articulé autour des points suivants:

1. Recherche de signaux de «co-évolution» entre familles de CAZymes d’intérêt.
2. Modélisation (AlphaFold2) et Dynamique moléculaire des enzymes seules et en interaction.
3. Confrontation des données de co-évolution aux modèles structuraux des CAZymes.
4. Evaluation du rôle des résidus par la construction et validation expérimentale de mutants.

LABORATOIRE et EQUIPE D’ACCUEIL

         Le(a) stagiaire sera localisé(e) au Toulouse Biotechnology Institute (TBI), et travaillera sous la responsabilité de Jérémy Esque et Claire Dumon du pôle Biocatalyse, à l’INSA de Toulouse.

PROFIL RECHERCHE

         Nous recherchons un(e) étudiant(e) de Master 2 ayant une formation en bioinformatique/modélisation moléculaire et biochimie structurale avec un intérêt pour la recherche et en particulier pour le couplage des approches théoriques et expérimentales. La(e) candidat(e) devra avoir une aptitude au travail en équipe.