Stratégies de production, par génie enzymatique, de décarboxylases comme biocatalyseurs utilisables en chimie verte

 

David Kwan

Université Concordia

 

Domaine : organismes vivants

Programme : Établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2016-2017

Les enzymes sont d'extraordinaires biocatalyseurs. Façonnées par la nature au cours de millénaires d'évolution, elles tiennent lieu de machines à l'intérieur des usines cellulaires.

Dans la nature, les enzymes catalysent les réactions chimiques à l'intérieur des organismes vivants. Lorsqu'on les applique à la biotechnologie, elles sont retirées de leur milieu naturel et employées dans le cadre de processus chimiques importants dans nombre de secteurs industriels. Les enzymes sont des catalyseurs idéals en chimie verte. Or, lorsqu'on les destine à la biocatalyse industrielle, les enzymes sont souvent utilisées dans des conditions, et à des fins, passablement différentes de celles du milieu naturel où elles ont évolué. Ainsi, la plupart du temps, leur rendement dans le cadre de ces processus laisse beaucoup à désirer.

Grâce aux nouvelles techniques de génie enzymatique, telle l'évolution dirigée, le potentiel d'application bio-industrielle des enzymes s'élargit considérablement. Les décarboxylases sont une classe d'enzymes qui présentent des possibilités intéressantes dans la mesure où elles peuvent produire (dans des conditions douces) des éléments chimiques utilisables dans la synthèse de composés de grande valeur.

Dans le cadre de notre recherche, nous nous pencherons sur les décarboxylases et examinerons des stratégies visant leur production par génie enzymatique, afin d'améliorer leur potentiel à titre de biocatalyseurs en chimie verte. Pour ce faire, nous adopterons une approche en biologie synthétique faisant appel à l'évolution dirigée, une méthode très puissante de production d'enzymes qui simule, en laboratoire, le processus de sélection naturelle.