Thèse Évolution et Dynamique des Complexes Protéiques du Métabolisme de l'Amidon H/F

Université de Lille

Établissement : Université de Lille
École doctorale : Sciences de la Matière du Rayonnement et de l'Environnement
Laboratoire de recherche : UGSF - Unité de Glycobiologie Structurale et Fonctionnelle
Direction de la thèse : Ugo CENCI ORCID 0000000197259833
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-17T23:59:59

L'amidon est un polysaccharide complexe composé d'unités de glucose liées par des liaisons glycosidiques (alpha-1,4 et alpha-1,6), essentiel à la nutrition humaine et aux applications industrielles (bioplastiques, peintures). Comprendre son métabolisme est crucial pour moduler ses propriétés et créer des molécules 'sur mesure'. Si l'amidon est principalement étudié chez les cultures terrestres, les algues offrent une opportunité unique d'étendre cette production sans mobiliser de terres arables, tout en permettant une approche biochimique comparative entre diverses lignées eucaryotes. La biosynthèse de l'amidon repose sur deux étapes clés : la polymérisation de chaînes linéaires de glucanes par les amidon synthases (liaisons alpha -1,4) et leur ramification par les enzymes de branchement (liaisons alpha -1,6). Bien que classiquement vues comme séquentielles, des preuves suggèrent que ces enzymes peuvent former des complexes multimériques stables ou des interactions transitoires (« métabolons »). L'impact de ces interactions sur la dynamique globale du métabolisme reste encore largement inexploré. Notre équipe a récemment utilisé la génétique directe chez l'algue Chromera velia pour révéler de nouvelles activités métaboliques. En nous appuyant sur nos travaux précédents (algues vertes, rouges, cryptophytes, plantes), nous envisageons une approche comparative centrée sur la dynamique et l'interaction des protéines synthases et enzymes de branchement. Le but du doctorat sera d'explorer la diversité des complexes d'interaction entre synthases et enzymes de branchement chez divers organismes photosynthétiques et en évaluer les conséquences enzymologiques. Le projet utilisera des espèces distantes (lignées vertes, rouges, glaucophytes, alvéolés, cryptophytes et Arabidopsis) couplant approaches de physiologie, de caractérisation des polysacccharides, protéomique, enzymologie et bioinformatique. Les méthodes utilisées classiquement seront des dosages, mais aussi la SEC, la FACE et des méthodes protéomiques de haute résolution (nano-LC-MS/MS).
Ce travail fournira une base solide pour la biochimie comparative de l'amidon, renforçant les hypothèses évolutives et fonctionnelles. À terme, ces connaissances permettront de développer une production d'amidon aux propriétés optimisées. Ce projet interdisciplinaire associe l'UGSF et l'Institut Chevreul. Il s'intègre parfaitement dans l'axe « Biomasses et polysaccharides » de l'UGSF et s'inscrit dans le projet de recherche d'excellence CDP PIE (Protein Interaction Evolution) de l'Université de Lille (I-SITE).

L'amidon est un polysaccharide complexe composé d'unités de glucose liées par des liaisons glycosidiques (alpha-1,4 et alpha-1,6), essentiel à la nutrition humaine et aux applications industrielles (bioplastiques, peintures). Comprendre son métabolisme est crucial pour moduler ses propriétés et créer des molécules 'sur mesure'. Si l'amidon est principalement étudié chez les cultures terrestres, les algues offrent une opportunité unique d'étendre cette production sans mobiliser de terres arables, tout en permettant une approche biochimique comparative entre diverses lignées eucaryotes.
La biosynthèse de l'amidon repose sur deux étapes clés : la polymérisation de chaînes linéaires de glucanes par les amidon synthases (liaisons alpha -1,4) et leur ramification par les enzymes de branchement (liaisons alpha -1,6). Bien que classiquement vues comme séquentielles, des preuves suggèrent que ces enzymes peuvent former des complexes multimériques stables ou des interactions transitoires (« métabolons »). L'impact de ces interactions sur la dynamique globale du métabolisme reste encore largement inexploré.
Notre équipe a récemment utilisé la génétique directe chez l'algue Chromera velia pour révéler de nouvelles activités métaboliques. En nous appuyant sur nos travaux précédents (algues vertes, rouges, cryptophytes, plantes), nous envisageons une approche comparative centrée sur la dynamique et l'interaction des protéines synthases et enzymes de branchement.

Comprendre les interactions protéines protéines lié au métabolisme de l'amidon

Le projet s'appuiera sur des dosages classiques, l'étude des structures de polymères (SEC, FACE, RMN) et des méthodes protéomiques de haute résolution (nano-LC-MS/MS).