Diversité écologique et fonctionnelle des champignons décomposeurs de bois : l'influence du substrat de la communauté à l'enzyme
Résumé
Saprophytic fungi are key players of dead organic matter recycling in forest ecosystems. These microorganisms possess the unique ability to degrade the integrality of wood constitutive polymers by secretion of complex oxydative and hydrolytic enzymatic systems. Communities structuration analysis during the initial stages of wood colonisation by high throughput sequencing revealed that the latter beyond being a source of nutrients, influences the distribution and dynamic of communities by its broad chemical variability. At the organism level, the different ecological groups of wood decomposing fungi (brown, white and soft rot) possess extracellular degradation systems reflecting this chemical complexity. Genome sequencing of these organisms allowed the identification of enzymes superfamilies involved in resistance and detoxification mechanisms towards exogenous toxic compounds. Among them, the glutathione transferases superfamily exhibit extension of specific classes in wood decaying basidiomycetes. Biochemical and structural properties determination of one isoform belonging to one of these specific classes (the Etherase--‐like), found in Phanerochaete chrysosporium revealed unusual characteristics. This enzyme possesses an atypical dimerization mode as well as the ability to sequestrate toxic phenolic compounds resulting from wood degradation through a unique ligandin property. Properties comparison of several isoforms from this class belonging to C. cinereus and P.chrysosporium demonstrated a huge intra--‐ and interspecific versatility of their enzymatics activities and ligandin property in response to environmental constraints arising from the great chemical heterogeneity of wood composition.
Les champignons saprophytes sont les acteurs principaux du recyclage de la matière organique morte au sein des écosystèmes forestiers. Ces microorganismes possèdent la capacité unique de dégrader la totalité des polymères constitutifs du bois grâce à la sécrétion de systèmes enzymatiques oxydatifs et hydrolytiques complexes. L’analyse de la structuration des communautés durant les stades initiaux de la colonisation du bois par séquençage à haut débit a révélé qu’au delà d’être une ressource nutritive, celui--‐ci influence la distribution et la dynamique des communautés qui lui sont associées de par sa grande variabilité chimique. A l’échelle de l’organisme, les différents groupes écologiques de champignons décomposeurs du bois (pourriture brune, blanche et molle) possèdent des systèmes de dégradation extracellulaires également reflétant cette complexité chimique. Le séquençage du génome d’un grand nombre de ces organismes a permis l’identification de superfamilles d’enzymes impliqués dans les mécanismes de résistance et de détoxication des composés toxiques exogènes. Parmi elles, la superfamille des glutathion transférases présente une extension de classes spécifiques au sein des champignons basidiomycètes décomposeurs du bois. La détermination des propriétés biochimiques et structurales d’une isoforme, issue d’une de ces classes spécifique (les Etherase--‐ like), présente chez Phanerochaete chrysosporium a révélé des caractéristiques particulières. Cette enzyme possède un mode de dimérisation atypique ainsi que la capacité à séquestrer des composés phénoliques toxiques générés lors de la dégradation du bois via une propriété ligandine unique. La comparaison des propriétés de plusieurs isoformes de cette classe d’enzymes appartenant aux champignons C. cinereus et P. chrysosporium a démontré que celle--‐ ci exhibe une grande versatilité intra--‐ et interspécifique, de leurs activités enzymatiques et de leur propriété ligandine en réponse à des contraintes environnementales liées principalement à la grande hétérogénéité chimique de la composition des arbres.
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