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Institut de Biologie StructuraleGrenoble / France

Chimie verte et biocarburants : le fonctionnement d’une photoenzyme clef décrypté

Un consortium international* de scientifiques, dont des chercheurs des groupes DYNAMOP et GSY de l’IBS, a décrypté le mécanisme de fonctionnement de l’enzyme Fatty Acid Photodecarboxylase (FAP), une découverte publiée dans Science le 08/04/2021. Cette photoenzyme est naturellement présente dans de nombreuses algues microscopiques et utilise l’énergie lumineuse pour catalyser la formation d’hydrocarbures à partir d’acides gras.
Pour élucider le mécanisme de cette enzyme unique, les équipes de recherche ont combiné une panoplie d’approches expérimentales et théoriques comprenant la bioingénierie, les spectroscopies optique et vibrationnelle résolues en temps ou couplées à des approches de piégeage d’intermédiaires réactionnels à basse température, les cristallographies statique et cinétique réalisées à des synchrotrons ou avec un laser à électrons libres à rayons X (XFEL), ainsi que des calculs de chimie quantique. L’élucidation du mécanisme catalytique de la FAP et l’identification des intermédiaires et des éléments de structure indispensables à son activité constituent une base incontournable pour l’optimisation de l’enzyme en vue de produire des composés d’intérêt industriel par des procédés plus “verts” et facilement modulables par la lumière. Communiqué de presse

* En France, cette étude a mobilisé des chercheurs issus de l’Institut de Biosciences et Biotechnologies d’Aix-Marseille à Cadarache, de l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule de Gif-sur-Yvette, de l’Institut Polytechnique de Paris à Palaiseau, de l’Institut de Biologie Structurale de Grenoble, des Universités de Lille et de Rennes, de l’Installation Européenne de Rayonnement Synchrotron et de l’Institut Laue Langevin ; et à l’étranger, des chercheurs de l’Institut Max-Planck d’Heidelberg, de l’Université d’Etat de Moscou et du Laboratoire National d’Accélérateur SLAC de Stanford.

Mechanism and dynamics of fatty acid photodecarboxylase. Sorigué D, Hadjidemetriou K, Blangy S, Gotthard G, Bonvalet A, Coquelle N, Samire P, Aleksandrov A, Antonucci L, Benachir A, Boutet S, Byrdin M, Cammarata M, Carbajo S, Cuiné S, Doak RB, Foucar L, Gorel A, Grünbein M, Hartmann E, Hienerwadel R, Hilpert M, Kloos M, Lane TJ, Légeret B, Legrand P, Li-Beisson Y, Moulin S, Nurizzo D, Peltier G, Schirò G, Shoeman RL, Sliwa M, Solinas X, Zhuang B, Barends TRM, Colletier J-P, Joffre M, Royant A, Berthomieu C, Weik M, Domratcheva T, Brettel K, Vos MH, Schlichting I, Arnoux P, Müller P, Beisson F. Science 2021 ; 372:eabd5687 (https://science.sciencemag.org/content/372/6538/eabd5687/tab-pdf)

Contact IBS : Martin Weik, chercheur CEA de l’IBS (Groupe Dynamique et Cinétique des processus moléculaires)