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Un processus biologique pour fabriquer des produits chimiques

L'utilisation de catalyseurs biologiques, des enzymes, dans la fabrication de produits chimiques permet de doubler le rendement. Les travaux auxquels ont collaboré des chercheurs issus d'universités et de sociétés autrichiennes, allemandes, suédoises et néerlandaises ont fait ...
L'utilisation de catalyseurs biologiques, des enzymes, dans la fabrication de produits chimiques permet de doubler le rendement. Les travaux auxquels ont collaboré des chercheurs issus d'universités et de sociétés autrichiennes, allemandes, suédoises et néerlandaises ont fait de ce concept une réalité industrielle.



Contexte


Beaucoup de composés chimiques complexes existent sous deux formes. Leur composition et leurs propriétés chimiques sont les mêmes, mais leur structure moléculaire est inversée ce qui entraîne une activité biologique différente. Lorsque ces produits chimiques sont synthétisés à partir de méthodes conventionnelles, on obtient une solution où les deux formes cohabitent en proportions égales. Il est très difficile et coûteux de les séparer.



Dans la nature, le problème ne se présente pas car les processus biologiques sont bien plus spécifiques que les processus chimiques. L'utilisation d'un catalyseur biologique approprié, une enzyme, permet de ne produire que l'une des deux formes. Les enzymes offrent donc la possibilité de produire la substance voulue avec un rendement deux fois supérieur. L'industrie chimique européenne pourrait tirer parti de ce procédé pour fabriquer plus économiquement des composés purs destinés à être utilisés comme médicaments ou comme pesticides.




Information S&T sur le projet, impact et résultats


Des chercheurs originaires de quatre pays de l'UE ont rassemblé leurs compétences au sein d'un projet de la Commission européenne pour produire des composés chimiques purs en employant des enzymes. Ce projet en biotechnologie s'est déroulé sous le programme Sciences du vivant de la Commission européenne.



Le projet, qui s'est conclu récemment, a permis d'élaborer une méthode de production en grandes quantités d'une enzyme particulière, à partir des feuilles du Hevea brasiliensis (arbre à caoutchouc). Cette enzyme était déjà communément employée comme catalyseur de certaines réactions organiques pour produire un grand nombre d'intermédiaires chimiques importants avec un rendement et une pureté excellents (supérieurs à 99%). L'un de ces intermédiaires, qui intervient dans la fabrication de substances agrochimiques, peut désormais être produit à grande échelle grâce à la mise au point d'un procédé industriel.



Ces travaux, qui ont également débouché sur plusieurs demandes de brevets, amélioreront la compétitivité de l'industrie européenne sur le marché mondial en pleine croissance des composés chimiques purs utilisés en pharmacie et en agrochimie.




Structure du partenariat mis en place


Issus de quatre pays de l'UE, les partenaires du projet ont suivi une approche pluridisciplinaire. Quatre facultés universitaires de chimie organique ont collaboré avec deux sociétés d'industrie chimique.



La séparation et la caractérisation de l'enzyme ont été assurées par l'Université de Graz (en Autriche) et l'Université de Stuttgart (en Allemagne). L'Université de Delft (aux Pays-bas) s'est chargé d'établir la cinétique de la réaction. Les conditions de la réaction requises pour employer l'enzyme dans la production de solvants organiques ont été établies par l'Université de Lund (en Suède). L'entreprise allemande Roche Diagnostics a mis au point un procédé pour produire l'enzyme à grande échelle et la société autrichienne DSM Fine Chemicals a élaboré une méthode qui permet d'utiliser l'enzyme dans le cadre d'une application industrielle.


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