Une synthèse chimique plus simple, plus écologique et plus économique
Classiquement, la synthèse chimique à l'échelle industrielle utilise des réactifs et des solvants agressifs, coûteux et souvent toxiques, dans le cadre de processus exigeant de nombreuses étapes. Au contraire, les biotechnologies blanches s'appuient sur des biocatalyseurs naturels très efficaces, comme des enzymes ou des microorganismes entiers, capables de conduire plusieurs réactions en cascade dans le même réacteur, sans exiger d'isoler les produits intermédiaires. Le projet de formation BIOCASCADE (Biocatalytic cascades to access valuable building blocks), financé par l'UE, s'est intéressé aux biotechnologies blanches pour préparer des composés en vue de la synthèse de produits naturels et d'éléments de base pour des matériaux sophistiqués. Il s'est appuyé sur une formation pluridisciplinaire approfondie. Les membres de l'équipe ont mis au point une cascade d'oxydoréductions simultanées utilisant des biocatalyseurs pour transformer des α-amino-acides en α-hydroxy-acides, importants pour des produits commerciaux comme les exfoliants de la peau. L'expression dans le même plasmide des biocatalyseurs requis a amélioré le processus dans l'optique des utilisations à l'échelle industrielle. Cette partie du projet a conduit à deux publications dans des revues scientifiques à comité de lecture. Les chercheurs se sont aussi attaqués à une réaction particulièrement difficile, la para-vinylation des phénols, pour laquelle on ne dispose d'aucune transformation chimique ou enzymatique en une seule étape. Ils ont réussi à combiner des enzymes capables de créer des liaisons entre deux atomes de carbone (C-C) avec des enzymes capables de rompre la liaison carbone-azote. Cette méthode de fonctionnalisation des phénols, spécifique et sélective, aboutit à des éléments chimiques de base d'une grande valeur. Vu le caractère révolutionnaire des résultats, les chercheurs ont déposé une demande de brevet et leurs résultats ont été acceptés par une prestigieuse revue à comité de lecture. Enfin, les chercheurs ont mis au point une cascade en quatre étapes associant des oxydoréductases et des enzymes de création de liaisons C-C, pour produire des aryles d'acide lactique. Ces éléments de base naturels sont très intéressants pour la pharmacie et les cosmétiques. Les scientifiques rédigent un document pour partager leurs résultats. Le projet BIOCASCADE a mis au point de nouvelles méthodes de synthèse de produits naturels dans un même réacteur, en utilisant les biotechnologies blanches. Ses résultats auront un impact important sur la compétitivité et la durabilité de l'industrie chimique de l'UE, et faciliteront la production de produits plus respectueux de l'environnement.
Mots‑clés
Synthèse chimique, éléments de base, enzymes naturelles, biotechnologies blanches, cascades de biocatalyseurs
