Les enzymes sont de plus en plus utilisées dans les industries pharmaceutique, cosmétique, agroalimentaire et chimique. La transposition de procédés chimiques en procédés enzymatiques a permis d’augmenter la production, de limiter l’apparition de produits indésirables et d’avoir des procédés industriels plus respectueux de l’environnement. Pour répondre à des applications industrielles très spécifiques, les enzymes peuvent être modifiées par des techniques d’évolution dirigée. Un savoir-faire rare, maîtrisé par les experts en ingénierie enzymatique de CAPACITÉS. Explications avec Thomas Bessonnet, Ingénieur R&D en enzymologie et biochimie et Charles Tellier, Professeur émérite de l’Université de Nantes.

Mots Clés :
u003cstrongu003eQuelles sont les étapes préalables à l’utilisation d’enzymes dans l’industrie ?u003c/strongu003ernrnu003cstrongu003eC. Tellieru003c/strongu003e Les enzymes sont des protéines impliquées dans le métabolisme de tous les êtres vivants. Il est possible de les utiliser ex-vivo dans des procédés industriels, mais cela nécessite souvent de les modifier en utilisant des techniques d’évolution dirigée. Ces approches permettent de faire évoluer rapidement une enzyme pour leur conférer de nouvelles propriétés.rnrnNous pouvons par exemple modifier une enzyme pour qu’elle accepte un nouveau substrat d’origine non naturelle ou pour améliorer son activité catalytique, sa stabilité à la température, à un pH acide ou basique, etc.rnrnu003cstrongu003eComment fonctionne l’évolution dirigée d’enzyme ?u003c/strongu003ernrnu003cstrongu003eT. Bessonnetu003c/strongu003e Pour réaliser une évolution dirigée d’enzyme, nous avons recours à la mutagénèse pour modifier de manière aléatoire ou rationnelle les gènes codant ces protéines.rnrnAprès une mutagénèse aléatoire, nous réalisons un criblage afin d’identifier les enzymes ayant développé la propriété recherchée.rnrnLa mutagénèse rationnelle quant à elle nous permet de cibler des régions du gène dont les fonctions sur la protéine sont connues.rnrnGénéralement, nous associons les deux types de mutagénèses.rnrnu003cstrongu003ePour quelles raisons ? u003c/strongu003ernrnu003cstrongu003eC. Tellieru003c/strongu003e Associer mutagénèse aléatoire et mutagénèse ciblée permet d’accélérer l’évolution de l’enzyme. Souvent, une approche rationnelle n’est pas suffisante. En effet, les relations structure-fonction au sein des protéines sont encore mal connues, et sont l’objet de recherches très actuelles. Personne ne sait prédire avec précision la fonction d’une protéine à partir de la structure observée, d’où le recours à la mutagénèse aléatoire.rnrnEn outre, grâce à cette technique, des activités encore inconnues peuvent émergées, et se révéler intéressantes pour développer de nouvelles applications d’une enzyme.rnrnu003cstrongu003ePouvez-vous nous donner des exemples d’applications de l’évolution dirigée d’enzyme ?u003c/strongu003ernrnu003cstrongu003eT. Bessonnetu003c/strongu003e Nous avons recours à l’évolution dirigée d’enzyme pour produire de nouvelles molécules à forte valeur ajoutée telles que u003ca href=u0022https://capacites.fr/realisations/des-laits-maternises-plus-nutritifs-grace-aux-enzymes/u0022 target=u0022_blanku0022 rel=u0022noopeneru0022u003eles oligosaccharides de lait humainu003c/au003e (HMOs, Human Milk Oligosaccharides).rnrnNous utilisons également cette technique pour améliorer un procédé. Dans le cadre de ses travaux de recherche, la jeune biotech u003ca href=u0022https://capacites.fr/realisations/capacites-developpe-une-enzyme-pour-la-biotech-dna-script/u0022 target=u0022_blanku0022 rel=u0022noopeneru0022u003eDNA Scriptu003c/au003e nous a ainsi chargé d’améliorer les performances d’une enzyme afin de la rendre utilisable dans la synthèse d’ADN.rnrnDans les mélanges complexes, et notamment dans l’agroalimentaire, l’évolution dirigée d’enzymes permet de renforcer leur activité pour dégrader des polymères naturels. L’entreprise u003ca href=u0022https://capacites.fr/realisations/integrer-un-biocatalyseur-a-un-produit-agroalimentaire/u0022 target=u0022_blanku0022 rel=u0022noopeneru0022u003eCycle Farmu003c/au003e avait par exemple besoin d’augmenter la digestibilité d’aliments piscicoles. Ceux-ci sont fabriqués à partir de larves d’insectes qui contiennent beaucoup de chitine, un biopolymère insoluble et peu digeste pour les poissons. Nous avons résolu cette problématique en ajoutant un biocatalyseur enzymatique à la farine d’insectes.rnrnu0026nbsp;rnrnu003cstrongu003eVous aussi, vous avez besoin de produire des molécules à haute valeur ajoutée ou d’optimiser un procédé industriel ? Et besoin d’un partenaire ingénieux pour le développement d’enzymes spécifiques ? u003ca href=u0022https://capacites.fr/contact/u0022 target=u0022_blanku0022 rel=u0022noopeneru0022u003eContactez-nousu003c/au003e. u003c/strongu003e
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