catalyse in vivo par des enzymes artificielles pour la production d'aldehydes – INCA

De nouvelles stratégies en synthèse organique sont nécessaires pour atteindre la durabilité. Alors que la biocatalyse est l'approche la plus prometteuse, la catalyse de synthèse offre un plus grand répertoire de réactions. La combinaison des deux domaines, illustrée par la conception d'enzymes artificielles, permet de réaliser la biocatalyse de produits non naturels. Plusieurs approches existent basées sur des protéines purifiées ou sur la biocatalyse dite à cellules entières. Le projet "INCA" vise à traduire l'expertise du consortium dans les métalloenzymes artificielles à base de NikA en substituts "in cellulo" pour une meilleure conception de difficiles processus synthétiques. Cette approche est économiquement intéressante, car elle permet une manipulation plus simple de la métalloenzyme artificielle et la possibilité de la faire évoluer par des techniques standard de biologie et de chimie moléculaires. Ainsi, nous prévoyons d’auto-assembler directement dans la bactérie un complexe inorganique avec la protéine NikA surexprimée pour générer in situ l'enzyme artificielle. Un véritable atout du projet repose sur la caractérisation de la métalloenzyme artificielle in vivo par RMN hyperpolarisée (DNP). De plus, les conditions de croissance aérobie doivent favoriser la catalyse oxydative tandis que le métabolisme cellulaire doit préserver la stabilité du milieu (pH, état redox) et garantir la production continue de NikA. Dans ce projet, nous nous concentrerons sur la génération d'aldéhydes à partir du clivage oxydatif d'alcènes, offrant une voie biotechnologique originale de synthèse d'aldéhydes. Dans le cadre d'une chimie durable, les molécules d'alcènes seront sélectionnées à partir de biomasse ou de déchets chimiques pour générer du benzaldéhyde ou de la vanilline. Le défi et l'innovation résident dans l'attention que nous portons à la viabilité des cellules lors de la réaction, la voie de synthèse oxydative des aldéhydes et la caractérisation in vivo de l’hybride.