Des chercheurs du groupe Chimie Organique Synthétique de l'Université Aalto ont mis en place un système innovant utilisant des enzymes pour la valorisation des furanes biogéniques, conduisant à des structures organiques que l'on retrouve par exemple dans les parfums, pharmaceutiques et produits naturels bioactifs complexes, comme les vitamines.

Le furfural est un précurseur commun à de nombreux produits chimiques à base de furane. C'est une importante plate-forme chimique dérivée de la biomasse lignocellulosique, à partir de laquelle plusieurs approches réussies vers les biocarburants dérivés du furanne et les solutions de solvants verts ont émergé au cours des dernières années. Cependant, lorsqu'il s'agit d'applications dans la production de chimie fine, Le manque de complexité et l'exigence de catalyseurs à base de métaux lourds discutables et coûteux sur le plan environnemental posent de sérieux défis en route vers des produits chimiques à haute valeur ajoutée.

S'appuyant entièrement sur les catalyseurs de la nature – les enzymes – la technologie désormais établie offre la biocompatibilité la plus élevée et une empreinte beaucoup plus écologique par rapport aux approches traditionnelles.

En essayant d'imiter la chimie classique qui ne se trouve pas à l'origine dans la nature, L'objectif est d'étendre la boîte à outils biocatalytique et d'utiliser les enzymes de manière plus polyvalente.

"Dans cette réaction enzymatique particulière, nous avons non seulement pu remplacer l'iridium couramment utilisé, c'est l'un des éléments les plus rares de la croûte terrestre et donc d'un coût prohibitif, avec un simple catalyseur protéique. En utilisant des enzymes dans cette transformation, nous pouvons maintenant pour la première fois conduire la réaction d'une manière plus stéréosélective et ainsi obtenir les produits lactones valorisés avec une pureté plus élevée", dit le chercheur postdoctoral Yu-Chang Liu.

Les chercheurs ont en outre pu ramener la fonction enzymatique nouvellement découverte dans un environnement naturel en insérant le code génétique de la protéine requise dans un hôte bactérien. Ainsi, l'une des transformations clés peut être effectuée au sein d'un micro-organisme particulièrement conçu, ce qui permet d'envisager l'utilisation de cellules pour produire des produits chimiques de grande valeur à partir de furanes.

"Avec l'introduction de fonctions vraiment non naturelles dans les organismes vivants, nous serons en mesure d'élargir considérablement les scénarios de production biologique à l'avenir. La capacité de convaincre les micro-organismes de s'engager également dans des transformations qui ne sont naturellement codées dans aucune voie biosynthétique ouvre des opportunités pour fusionner les stratégies de chimie traditionnelles avec le nouveau monde puissant de la biotechnologie moderne", explique le directeur de recherche, le professeur Jan Deska.

L'étude, intitulé « Rédoxysomérisation biocatalytique énantioconvergente, " a été récemment publié dans Angewandte Chemie Édition Internationale .