De nombreuses substances que nous utilisons quotidiennement ne fonctionnent que dans la bonne structure 3D. Les enzymes naturelles pourraient les produire d'une manière respectueuse de l'environnement, si elles n'avaient pas besoin d'un co-substrat coûteux à produire à ce jour. Une équipe de recherche de la Ruhr-Universität Bochum (RUB) a découvert exactement les enzymes nécessaires dans les algues vertes unicellulaires. Mieux encore :les algues vivantes peuvent être utilisées comme biocatalyseurs de certaines substances, et ils apportent le co-substrat, le produire dans le respect de l'environnement grâce à la photosynthèse. L'équipe a publié son rapport en Recherche sur les algues le 17. juin 2020.

C'est une question de structure 3-D

De nombreuses substances chimiques dans les cosmétiques, les aliments ou les médicaments peuvent prendre des structures tridimensionnelles légèrement différentes, avec un seul d'entre eux générant le parfum ou l'effet médical souhaité. La production chimique des bonnes substances n'est souvent pas respectueuse de l'environnement, car il nécessite des températures élevées ou des solvants spéciaux. Dans la nature, cependant, certaines protéines existent qui produisent le produit requis à des températures douces et dans l'eau. Dans le processus, ils génèrent souvent exactement la structure 3-D de la substance dont l'industrie a besoin.

Ces soi-disant vieilles enzymes jaunes, OYE pour faire court, doivent leur nom à leur couleur naturellement jaune. Ils se produisent dans les bactéries, champignons et plantes, sont en partie bien étudiés et offrent un potentiel considérable pour une bioéconomie. Cependant, ils ont un inconvénient :pour mener à bien leur réaction, ils ont besoin du co-substrat NADPH (nicotinamide adénine dinucléotide phosphate). Dans les cellules vivantes, cette petite molécule est générée par des processus métaboliques, que sa production chimique est très coûteuse; par conséquent, l'utilisation commerciale des OYE est contrecarrée. OYE d'algues vertes unicellulaires :deux oiseaux avec une pierre ?

L'équipe de recherche de Bochum a découvert plusieurs OYE dans les algues vertes unicellulaires. "Pour une large application, l'industrie a besoin d'OYE qui peuvent également produire des molécules inhabituelles, " explique le professeur Thomas Happe, Responsable du groupe de recherche Photobiotechnologie au RUB.

"Les algues possèdent des voies métaboliques très complexes et sont donc des sources idéales pour de nouveaux biocatalyseurs." Les chercheurs ont analysé les OYE d'algues dans le tube à essai et ont montré qu'elles sont capables de convertir de nombreuses substances commercialement viables. "Ce qui est passionnant, c'est que les algues vivantes peuvent également effectuer les réactions nécessaires dans l'industrie, " déclare Stefanie Böhmer, doctorante, auteur principal de l'étude. "Comme les algues produisent du NADPH en utilisant la photosynthèse, c'est-à-dire avec la lumière du soleil, le co-substrat des OYE est fourni d'une manière écologique et rentable."