Veja o que acabei fazendo.
Instale o pacote de propriedades de software:
$ sudo apt-get install python-software-properties
Em seguida, no seu script python:
import apt
from softwareproperties.SoftwareProperties import SoftwareProperties
sp = SoftwareProperties()
to_add = 'ppa:user/repository'
sp.add_source_from_line(to_add)
sp.sourceslist.save()
cache = apt.Cache()
cache.update()
cache.open(None)
cache['package_from_ppa'].mark_install()
cache.upgrade()
cache.commit()