Combiner l'intelligence artificielle et le criblage microfluidique électrochimique à haut débit pour l'ingénierie d’enzymes multi-cuivres – COOOL

Le marché des enzymes cuivrées (MCO), en particulier celui des laccases, est l'un de ceux qui connaissent la plus forte croissance mondiale avec 2954 brevets déposés entre 1998 et 2022. Le secteur industriel a déposé 1548 brevets, dont L'oréal, Dupond, Novozymes,... Mais l’incapacité des MCO à fonctionner à un pH neutre/alcalin limite leur utilisation. Notre groupe de recherche a été le premier à utiliser une autre classe de MCO, les Bilirubine oxydases (BOD), plus stable en présence d’ions chlorure et dans une gamme de pH plus large que toutes les autres MCO, élargissant leur champ d'application. Nous avons utilisée la BOD pour la valorisation de la lignine et comme cathode dans des biopiles. Les BOD pourraient trouver d'autres applications en raison de leur capacité à convertir une large gamme de composés mais contrairement aux laccases, les BOD souffrent d'un faible potentiel redox (+0,34V par rapport à Ag/AgCl à pH 7).
Notre défi est donc de produire des BOD à haut potentiel redox (?+0.5V vs. Ag/AgCl à pH 7) qui seront utilisées plus efficacement pour la valorisation de la lignine, dans des biopiles, et pour des applications inexplorées où le faible potentiel redox des enzymes est un facteur limitant. Pour atteindre cet objectif, nous combinerons l'électrochimie et la microfluidique pour développer un système microfluidique à haut débit (atteignant des débits d’? 100-1000 événements par seconde) qui peut être utilisé pour cribler des bibliothèques d’ ?1 million de variants d'enzymes en une journée, en mesurant le potentiel redox de toutes les enzymes criblées.
Nous envisageons cette stratégie comme un outil générique pour la conception de systèmes enzymatiques dont les applications dépendent du potentiel redox des enzymes.