Note publique d'information : Depuis quelques années on assiste au développement de nouveaux bio-catalyseurs qui
sont des hybrides combinant les avantages de la catalyse organométallique (système
robustes, efficaces, mais couteux) à ceux de la catalyse enzymatique (écologique,
spécifique mais peu flexible). Parmi les différentes stratégies mises en œuvre pour
créer des enzymes artificielles, aucune d'elles n'a jusqu'à présent véritablement
envisagé d'utiliser l'activité d'une enzyme et de la combiner à celle d'un composé
organique. C'est la nouvelle approche proposée dans ce travail pour tenter d'orienter
l'activité catalytique d'une oxydase à fort potentiel industriel, la laccase. Les
produits d'oxydation de la laccase sont des radicaux phénoxyls qui se recombinent
dans le milieu sans contrôle de l'enzyme. Chez certaines plantes, des petites protéines
nommées « dirigent proteins » interagissent avec les radicaux phénoxyls pour conduire
à la formation d'un seul produit optiquement pur. Dans ce travail, nous avons tenté
de mimer ces « dirigent proteins » en greffant une molécule cage de type cyclodextrine
à proximité du site actif de la laccase. Dans un premier temps, nous avons réalisé
la synthèse de modules organiques dits « plateformes » possédants a) un point d'attachement
à l'enzyme, b) un groupement pour la purification des protéines fonctionnalisées et
c) une cyclodextrine qui permet d'encapsuler un grand nombre de molécules organiques.
Par des mesures de fluorescences et d'immuno-détection, nous avons identifié les conditions
optimales de fonctionnalisation pour la laccase et ainsi validé sa dérivatisation.
Note publique d'information : In recent years we are witnessing the development of new bio-catalysts which are hybrids
combining the advantages of organometallic catalysis (robust and efficient system,
but expensive) to those of enzymatic catalysis (ecological, specific but not very
flexible). Among the various strategies used to create artificial enzymes, none of
them has yet seriously considered to combine an enzyme activity with that of an organic
compound. This is the new approach proposed in this work to try to orient the catalytic
activity of the laccase, an oxidase with an industrial potential. The oxidation products
of the laccase are phénoxy radicals which recombine in the medium regardless of the
activity of the enzyme. In some plants, small proteins called "dirigent proteins"
interact with phénoxy radicals leading to the formation of a single optically pure
product. In this work, we tried to mimic the "dirigent proteins" by grafting a cyclodextrin-cage
molecule near the active site of the laccase. As a first step, we performed the synthesis
of organic modules called "platforms" with a) an anchor point to the enzyme, b) a
group for functionalized protein purification c) a cyclodextrin that encapsulates
a large number of organic molecules. By fluorescence and immunodetection measurements,
we identified the optimal conditions for laccase functionalization and thus validated
its derivatization. Monitoring the oxidation of coniferyl alcohol by the functionalized
laccase with a cyclodextrined platform highlights a change in the kinetic profiles
of the substrate and products. This difference appears due to the location of the
cyclodextrin near the substrate oxidation site.
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