Des catalyseurs plus propres pour l'industrie
Les énantiomères sont des composés chiraux, qui ont la même formule chimique globale (avec le même nombre d'atomes pour les mêmes éléments), mais diffèrent par leur structure 3D. Les différences de structure ont un grand impact sur la fonction, aussi les énantiomères d'un même composé ont des activités très différentes en tant que médicament ou catalyseur de réactions chimiques. Les enzymes sont des catalyseurs biologiques qui représentent une alternative intéressante aux catalyseurs chimiques car elles réduisent l'usage de solvants organiques, de métaux toxiques et d'énergie. Des scientifiques ont lancé le projet KYROBIO (The discovery, development and demonstration of biocatalysts for use in the industrial synthesis of chiral chemicals), financé par l'UE, pour augmenter la disponibilité des enzymes qui synthétisent sélectivement l'un des énantiomères, à l'échelle industrielle. Les composés chiraux à un seul énantiomère sont très importants pour l'industrie, et sont souvent utilisés comme catalyseurs. Les chercheurs de KYROBIO ont mis au point un ensemble de techniques de bioinformatique, de modélisation moléculaire, de génération haut débit d'enzymes et d'analyse du transcriptome de plantes. Parmi leurs résultats notables citons un programme de métagénomique pour la recherche d'enzymes, le module CorNet destiné au système d'analyse 3DM, et des protocoles de modification d'enzymes basés sur la conception par bibliothèques informatiques. Ces techniques réduisent grandement l'analyse expérimentale des mutants ainsi que la quantité de matériaux utilisée, facilitant l'obtention des propriétés ciblées. Les chercheurs ont réalisé une méthode d'immobilisation des enzymes afin de soutenir les systèmes de production d'enzymes à l'échelle industrielle. Elle peut être adaptée en fonction du processus visé. Le but était d'augmenter la stabilité des biocatalyseurs et de pouvoir les réutiliser. Parmi les progrès importants, citons l'immobilisation de nouvelles lyases, obtenues par génétique inverse du transcriptome de fougère. Elles pourraient être utiles pour protéger les cultures et produire des insectifuges. Les lyases produisent un seul énantiomère, ce qui est important pour synthétiser des produits pharmaceutiques ou spéciaux, de haute valeur. Il est maintenant possible de synthétiser des molécules d'intérêt commercial comme des amines chirales, des terpénoïdes et des cyanohydrines chirales. Le projet a largement diffusé ses résultats auprès d'un vaste public de leaders sectoriels, d'universitaires, de décideurs politiques et du grand public. Il a proposé des formations et des outils informatiques accessibles par le Web, et rédigé plus de 25 publications et plusieurs communications en ligne. Les activités de KYROBIO pourraient mettre l'Europe au premier rang d'une production chimique efficace, durable et respectueuse de l'environnement. Les chercheurs ont déposé une demande de brevet et planifié la commercialisation. Leurs résultats sont intéressants pour l'agrochimie, la pharmacie et la chimie fine.
Mots‑clés
Biocatalyseur, enzyme, production chimique, énantiomère, KYROBIO, bioinformatique, modélisation, transcriptome,
