Valorisation des résidus agricoles : découverte d’une nouvelle enzyme qui améliore la dégradation de la cellulose

Pour réduire les émissions de gaz à effet de serre, la France s’appuie notamment sur la Stratégie nationale bas-carbone (SNBC), dont l’un des objectifs est de décarboner la production d’énergie à l’horizon 2050 en mobilisant les ressources en biomasse et l’électricité décarbonée.

La cellulose, issue du bois et des végétaux, est une ressource naturelle et renouvelable de sucres fermentescibles très abondante, considérée comme la première famille de polymères en masse dans les écosystèmes terrestres. Elle peut être valorisée pour la production de biocarburants et autres produits biosourcés, mais est très résistante et difficile à dégrader.

Une équipe de recherche internationale coordonnée par le CNPEM (Brazilian Center for Research in Energy and Materials), impliquant INRAE et Aix-Marseille Université, a découvert une nouvelle classe d’enzymes impliquée dans la dégradation de la cellulose.

Cette enzyme, nommée CelOCE (Cellulose Oxidative Cleaving Enzyme), a été identifiée à partir du matériel génétique de communautés microbiennes présentes dans les résidus de biomasse végétale collectés dans les sols brésiliens.

CelOCE est une enzyme aux propriétés prometteuses pour les applications industrielles. Grâce à sa petite taille et sa structure sous forme dimérique, elle possède une affinité exceptionnelle pour la cellulose. Le rôle des chercheurs INRAE a été déterminant pour élucider le mécanisme d’action, à la fois unique et inattendu, de cette métalloenzyme. Cela a incité les scientifiques à tester son efficacité dans des conditions industrielles, au sein de l’usine pilote du CNPEM. Lorsqu’elle est intégrée à un cocktail industriel de cellulases (autres enzymes capables de décomposer la cellulose), CelOCE augmente jusqu'à 21% la quantité de sucres libérés à partir de résidus agro-industriels. Ces sucres sont ensuite fermentés par des microorganismes pour produire du bioéthanol ou d'autres molécules organiques d’intérêt industriel.

Cette découverte représente l’une des avancées les plus significatives de ces dernières années dans le domaine des bioraffineries. Cela ouvre des perspectives pour valoriser la biomasse végétale issue de résidus et de co-produits sylvicoles et agricoles, dans une logique de développer des procédés industriels consommant moins d’énergie et plus respectueux de l’environnement, contribuant ainsi à une transition vers une bioéconomie durable.