Cedric Montanier, Anthony K. Henras, Pierre Millard, Amandine Verdier, Julien Pérochon, Sophie Barbe, Younes Bouchiba, Brice Enjalbert, Callum Burnard, Yves Romeo, Marion Toanen, Sébastien Nouaille, Juan Cortés, Angeline Pelus, Régis Fauré, Stéphanie Heux, Camille Wagner, Jérémy Esque, Gaëlle Bordes, Alejandro Estaña, Gilles Truan, Claude Le Men, Centre de Biologie Intégrative (CBI), Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Toulouse Biotechnology Institute (TBI), Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Équipe Robotique et InteractionS (LAAS-RIS), Laboratoire d'analyse et d'architecture des systèmes (LAAS), Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J)-Université Toulouse 1 Capitole (UT1), Université Fédérale Toulouse Midi-Pyrénées, Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National de Recherche pour l’Agriculture, l’Alimentation et l’Environnement (INRAE), Unité de biologie moléculaire, cellulaire et du développement - UMR5077 (MCD), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Université Toulouse Capitole (UT Capitole), Université de Toulouse (UT)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées - Toulouse (INSA Toulouse), Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université de Toulouse (UT)-Institut National des Sciences Appliquées (INSA)-Université Toulouse - Jean Jaurès (UT2J), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse III - Paul Sabatier (UT3), Université de Toulouse (UT)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Institut National Polytechnique (Toulouse) (Toulouse INP), Université de Toulouse (UT)-Université Toulouse Capitole (UT Capitole), and Université de Toulouse (UT)
International audience; The development of protein and microorganism engineering have led to rising expectations of biotechnology in the design of emerging biomaterials, putatively of high interest to reduce our dependence on fossil carbon resources. In this way, cellulose, a renewable carbon based polysaccharide and derived products, displays unique properties used in many industrial applications. Although the functionalization of cellulose is common, it is however limited in terms of number and type of functions. In this work, a Carbohydrate-Binding Module (CBM) was used as a central core to provide a versatile strategy to bring a large diversity of functions to cellulose surfaces. CBM3a from Clostridium thermocellum, which has a high affinity for crystalline cellulose, was flanked through linkers with a streptavidin domain and an azide group introduced through a non-canonical amino acid. Each of these two extra domains was effectively produced and functionalized with a variety of biological and chemical molecules. Structural properties of the resulting tripartite chimeric protein were investigated using molecular modelling approaches, and its potential for the multi-functionalization of cellulose was confirmed experimentally. As a proof of concept, we show that cellulose can be labelled with a fluorescent version of the tripartite protein grafted to magnetic beads and captured using a magnet.