Des enzymes naturelles pour la production chimique industrielle
Les réactions d'oxydation sélective sont l'un des défis de la chimie organique moderne. L'utilisation de biocatalyseurs dans ce contexte pourrait être une réelle révolution pour le secteur. Ces réactions exigent actuellement des agents de transfert d'oxygène, très réactifs et coûteux, qui n'ont souvent qu'une mauvaise sélectivité. Au contraire, des enzymes naturelles comme la mono-oxygénase cytochrome P450 ont une activité élevée et une bonne sélectivité, conduisant à des composés de haute valeur qu'il est difficile ou même impossible de produire par les voies de la chimie classique. Le réseau de formation soutenu par le projet P4FIFTY (Development of cytochrome P450 enzymes for the chemical manufacturing industries), financé par l'UE, voulait optimiser le potentiel des P450 pour la chimie d'oxydation verte. Le but était la synthèse en une seule étape de molécules complexes pour les secteurs de la pharmacie, des saveurs et parfums, et de la chimie fine. Des experts de classe internationale ont formé et supervisé les boursiers de recherche, et des chercheurs expérimentés ont été formés à l'utilisation des enzymes dans les processus industriels. La formation pratique était complétée par divers ateliers de «classe de maître», des formations, des séminaires, et une solide composante de formation en entreprise. Les chercheurs ont aussi participé à de nombreuses rencontres internationales et à des activités d'information, comme des conférences présentées à des écoliers dans le cadre d'une université d'été de chimie. Les membres du projet P4FIFTY ont découvert de nouvelles enzymes à partir de plusieurs variétés de plantes, puis en ont renforcé l'activité et la sélectivité via la fusion de protéines et le génie d'enzymes. En particulier un cytochrome P450 venant d'Arabidopsis s'est avéré tolérant au TNT dans des plantes, qui pourraient servir à la phytoremédiation de sols pollués. L'équipe a également mis au point de nouvelles techniques de criblage à haut débit comme des tests colorimétriques, et contribué à des améliorations en bioinformatique et en génie des processus. Elle a ainsi mis à jour la base de données de génie du cytochrome P450 (CYPED v6.0) qui a servi à améliorer leurs propriétés de synthèse. Les P450 peuvent catalyser une large diversité de réactions commercialement intéressantes, mieux qu'avec les voies chimiques classiques, à moindre coût et sans produit agressif. Les activités du projet P4FIFTY ont contribué à créer un réseau européen de biotechniciens, en vue de faire progresser les secteurs européens de la chimie et de la pharmacie. Ceci devrait stimuler de nouvelles utilisations et le développement de nouveaux processus, renforçant la position de l'UE dans un domaine d'importance croissante.
Mots‑clés
Enzyme, production chimique, cytochrome P450, P4FIFTY, fusion de protéines, criblage à haut débit, bioinformatique
