Les enzymes pour remplacer la chimie classique
Les amines sont des intermédiaires chimiques importants qui sont grandement exploités dans la production des polymères, les produits chimiques et autres produits chimiques. Un exemple très courant est l'acide aminocaproïque-6, un composant utilisé dans la production de polymères polyamides dans des applications telles que les textiles, les recouvrements de sols ou autres produits à type nylon. La voie conventionnelle de la synthèse chimique comprend l'utilisation de phénols et a un schéma significatif d'énergie et de résidus. Pour résoudre cela, les scientifiques du projet AMBIOCAS («Amine synthesis through biocatalytic cascades»), financé par l'UE, ont proposé de synthétiser les amines en exploitant l'activité catalytique des enzymes de transaminase. À cette fin, diverses transaminases mutantes ont été fabriquées génétiquement et une librairie a été créée. Ces mutants ont été conçus sur la base de l'élucidation des structures tri-dimensionnellles de nombreuses transaminases par la cristallographie de protéine à rayons X. Le plan à long terme était d'utiliser ces enzymes dans des applications biotechnologiques afin de synthétiser les groupes fonctionnels d'amines dans divers produits commerciaux. Suite à l'identification des enzymes de transaminase qui catalyseraient la conversion aux amines, les cascades enzymatiques ont été conçues pour obtenir une fonctionnalité chimique supplémentaire. Une série de questions ont du d'abord être traitées, dont l'équilibre thermodynamique défavorable à la conversion d'un kétone en amine. L'analyse détaillée de la cinétique et des paramètres énergétiques de la réaction a conduit à l'optimisation des conditions de réaction et des propriétés enzymatiques. Un progrès innovant clé dans la cascade enzymatique AMBIOCAS était la régénération du co-facteur lors du processus à plusieurs étapes sans le besoin d'une isolation intermédiaire. Dans l'ensemble, cela a simplifié la synthèse de l'acide aminocaproïque-6 dans six étapes enzymatiques. Étant donné l'activité élevée et la sélectivité des enzymes, la méthode AMBIOCAS fondée sur les enzymes possède des avantages économiques significatifs avec une synthèse plus nette des produits souhaités. Cette technologie limitera l'exposition aux dangers toxiques, inflammables et explosifs que l'on rencontre couramment dans l'industrie chimique.
Mots‑clés
Enzymatique, chimie, amine, phénol, transaminase, mutants, biotechnologie
