Faculté des sciences

Métalloenzymes artificielles pour l’hydrogénation énantiosélective basées sur la technologie biotine-avidine

Collot, Jérôme ; Ward, Thomas (Dir.)

Thèse de doctorat : Université de Neuchâtel : 2004 ; 1753.

Dans le domaine de la catalyse énantiosélective, la seconde sphère de coordination (solvant, contre-ions, etc…) influence fortement les propriétés du catalyseur. En exploitant les faibles intéractions qui régissent la seconde sphère de coordination, nous avons incorporé un catalyseur précurseur achiral dans une protéine, offrant ainsi un environnement chiral bien défini autour du... Plus

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    Résumé
    Dans le domaine de la catalyse énantiosélective, la seconde sphère de coordination (solvant, contre-ions, etc…) influence fortement les propriétés du catalyseur. En exploitant les faibles intéractions qui régissent la seconde sphère de coordination, nous avons incorporé un catalyseur précurseur achiral dans une protéine, offrant ainsi un environnement chiral bien défini autour du catalyseur. Au lieu d'incorporer de façon covalente le complexe organométallique dans la protéine, nous avons exploité la technologie biotine-avidine afin de l'introduire de façon supramoléculaire. Ces métalloenzymes artificielles ont été testées sur l'hydrogénation énantiosélective de l'acide a-acétamidoacrylique. Afin d'optimiser l'énantiosélectivité de la réduction de l'acide a-acétamidoacrylique, deux stratégies complémentaires ont été menées: la modification chimique de la première sphère de coordination du catalyseur biotinylé et la modification génétique de la seconde sphère de coordination. Nos efforts se sont principalement orientés sur l'incorporation d'espaceurs acides aminés entre la biotine et le groupement amino-diphosphine. Le but étant de sonder la topographie de la cavité de la protéine et de trouver un environnement chiral favorable. Deux différents chélates ont été testés lors de cette étude. Pour la procédure d'optimisation génétique, l'avidine et la streptavidine ont subi des mutagénèses dirigées. Les catalyseurs hybrides bio-organométalliques ainsi obtenus possèdent des propriétés très prométeuses (ee 96%). D'autres expériences ont également été réalisées avec ces métalloenzymes artificielles comme l'influence de la pression d'hydrogène sur l'énantiosélectivité, l'étude de l'accélération de la catalyse dans la protéine, etc…