Redesign d'hydrogénases – HYDRE

Les hydrogénases sont les enzymes qui oxydent ou produisent le dihydrogène grâce à un site actif NiFe ou FeFe. Les mécanismes de leur site actif ont été compris en combinant de nombreuses techniques au cours de décennies de recherche par la communauté scientifique internationale, y compris les partenaires de ce projet. Ces connaissances sont aujourd'hui cruciales pour aider les chimistes à produire les catalyseurs de combustibles solaires dont nous avons besoin pour atténuer le réchauffement climatique et réduire notre dépendance aux combustibles fossiles. Cependant, les hydrogénases sont très diverses en termes de structures et de propriétés catalytiques, et pour fabriquer des catalyseurs plus performants, il faudra comprendre ce qui confère à certaines d'entre elles les propriétés qui sont particulièrement recherchées : des fréquences de turnover élevées dans les deux directions de la réaction en réponse à un écart minime à l'équilibre (c'est-à-dire, au prix d'une petite surtension) et une préférence pour la réaction avec H2 plutôt qu'avec O2 lorsque le catalyseur fonctionne à l'air. Cet objectif est désormais à portée de main, car les partenaires du projet ont défini les méthodes qui peuvent être utilisées pour produire et comparer des enzymes originales, les étudier à l'aide de techniques cinétiques avancées, et les remodeler dans le but de transférer certaines propriétés catalytiques entre enzymes homologues. Ce projet combinera l'expertise des trois partenaires en biophysique (notamment en cinétique électrochimique), en ingénierie protéique et en biologie structurale pour étudier des hydrogénases très originales. L'identification des caractéristiques structurales qui confèrent aux enzymes des propriétés catalytiques naturelles utiles, et la compréhension des mécanismes moléculaires par lesquels cela se produit, apporteront des connaissances inestimables sur le fonctionnement des catalyseurs idéaux et sur la manière d'améliorer les catalyseurs synthétiques.