Stratégie de mise en oeuvre de la biocatalyse en milieu organique : étude de la lipase et de l'alcool oxydase

par Frédérique Borzeix Conçais

Thèse de doctorat en Biologie cellulaire et microbiologie

Sous la direction de JACQUES BARATTI.

Soutenue en 1994

à Aix-Marseille 1 .


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  • Résumé

    Une etude comparative de la mise en oeuvre en milieux organiques de syntheses enzymatiques a ete effectuee. Une premiere reaction modele, l'esterification du n-butanol par l'acide butyrique avec la lipase de rhizomucor miehei (ec 3. 1. 1. 3) a ete etudiee. Trois modes de mise en oeuvre ont ete experimentes, le systeme microaqueux avec la lipase en suspension dans l'hexane, le systeme biphasique hexane/eau et le systeme micellaire inverse dans l'hexane avec comme surfactant le dioctyl sulfosuccinate de sodium (aot). Le suivi des cinetiques de synthese du butyl butyrate a permis d'examiner l'effet de parametres tels que la teneur en eau du milieu, la vitesse d'agitation, les concentrations en enzyme et en substrats sur les vitesses et rendements d'esterification. Une deuxieme reaction etudiee a ete l'oxydation par l'oxygene du n-butanol en butyraldehyde catalysee par l'alcool oxydase du pichia pastoris (ec 1. 1. 3. 13). Dans le modele etudie le peroxyde d'hydrogene produit peut etre degrade par une seconde enzyme, la catalase (ec. 1. 11. 1. 6). Cette reaction a ete mise en uvre en milieux organiques microaqueux et biphasique avec le biocatalyseur sous differentes formes: cellules entieres, extrait acellulaire et alcool oxydase purifiee. Le suivi des cinetiques de synthese du butyraldehyde en fioles et en reacteur a sonde a oxygene a permis une etude parametrique similaire a celle effectuee pour la lipase. L'ensemble des resultats a mis en evidence, en milieux microaqueux, le role crucial de l'eau dans l'activite et la stabilite des biocatalyseurs. Les limitations diffusionnelles liees a cette mise en oeuvre ont egalement ete reconnues. Le fonctionnement en milieu microaqueux du systeme bi-enzymatique alcool oxydase-catalase a ete demontre. Tant en milieu microaqueux que biphasique, le role cle des transferts des substrats et produits hydrophobes et hydrophiles resultant des coefficients de partage entre phase organique et phase hydratee a ete caracterise. L'ensemble de ces elements contribue a guider le choix d'un mode de mise en oeuvre en milieu organique d'une reaction enzymatique

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