Découverte révolutionnaire d'enzymes à Greifswald : l'eau comme secret !

Découverte révolutionnaire d'enzymes à Greifswald : l'eau comme secret !

Des chercheurs de l'Université de Greifswald ont récemment fait des découvertes révolutionnaires dans le domaine de la recherche sur les enzymes. Ces nouvelles connaissances sur la structure et la fonction des enzymes impliquées dans la conversion des molécules de sucre pourraient avoir des applications de grande envergure dans la transformation des aliments et la production de biocarburants. Les résultats ont été publiés le 31 juillet 2025 dans la célèbre revue spécialisée Communications naturelles publié.

L'élément central de cette étude est la découverte d'une molécule d'eau précisément intégrée qui assume la fonction de centre actif des estérases glucidiques au lieu d'un acide aminé. Ces enzymes, qui appartiennent à la famille des hydrolases, sont responsables du clivage et de la formation de liaisons ester. Leur importance sur le marché des enzymes industrielles est énorme car elles sont largement utilisées dans des secteurs tels que l’exploitation minière de la biomasse, l’industrie agroalimentaire, la production agrochimique et la bioremédiation.

La triade catalytique médiée par l’eau

L'étude s'est concentrée en particulier sur deux représentants de la famille des enzymes CE20, Fl8CE20_II et PpCE20_II. Ces enzymes ont été décodées dans leur structure complète par cristallographie aux rayons X, réalisée par un groupe de recherche financé par la DFG. Les résultats surprenants ont conduit à qualifier la structure de « triade catalytique médiée par l’eau ».

Une découverte cruciale a été que la molécule d'eau joue un rôle central dans l'activité des enzymes. Afin de tester l’influence sur la coordination de la molécule d’eau, différents mutants de l’enzyme ont été examinés. Les résultats élargissent considérablement la compréhension des mécanismes enzymatiques et ouvrent de nouvelles perspectives pour l’application biotechnologique de ces connaissances.

Applications industrielles et perspectives d’avenir

Les possibilités étendues d’applications industrielles des esters sont remarquables. Les estérases sont recherchées, entre autres, dans l'industrie alimentaire, l'industrie textile et dans la production de biocapteurs. Il existe également une demande croissante d’estérases extrémophiles pouvant être utilisées dans des conditions extrêmes, soulignant leur importance pour une chimie respectueuse de l’environnement et durable. Des méthodes innovantes d’extraction et d’utilisation de ces enzymes sont également développées.

En outre, Fraunhofer IGB est actif dans la production et l'optimisation d'enzymes. Non seulement les enzymes hydrolytiques telles que les lipases et les protéases, mais également les oxydoréductases font l'objet de recherches. L'accent mis sur les processus biotechnologiques permet la production recombinante de ces enzymes, ce qui augmente leur disponibilité pour un usage industriel.

Un exemple de telles applications sont les lipases, qui représentent environ 5 % du marché mondial des enzymes et sont utilisées dans de nombreux processus, tels que l'hydrolyse des triglycérides. Les protéases sont également importantes : elles représentent environ 60 % de toutes les enzymes commerciales ou enzymes spéciales destinées au raffinage des huiles végétales.

Les dernières découvertes de l'Université de Greifswald soutiennent non seulement la recherche fondamentale, mais ont également une importance pratique pour le développement durable en chimie. Les résultats fournissent des points de départ pour de nouvelles recherches en biotechnologie et pourraient conduire à des avancées significatives dans l’industrie.
Les personnes de contact pour cette recherche sont le professeur Uwe Bornscheuer et le professeur Michael Lammers de l'Institut de biochimie de l'Université de Greifswald.