Exploration de la biodiversité des Baeyer-Villiger monooxygénases et découverte d'activités originales sur les cétones α,β-insaturées

Ce travail traite de l’exploration de la biodiversité des Baeyer-Villiger MonoOxygénases (BVMOs) : des enzymes utilisées en biocatalyse pour la production de lactones optiquement pures à partir de cétones. Pour mettre à bien cet objectif nous avons réalisé, en association avec le Génoscope d’Evry, une sélection de plusieurs centaines d’enzymes couvrant une forte diversité génétique. Après clonage et criblage à haut débit sur plus de vingt substrats différents nous avons obtenus plus de 90 nouvelles BVMOs. Avec ce résultat nous avons triplé le nombre de BVMOs connues dans la littérature. Dans un second temps nous avons étudié l’activité de certaines de ces nouvelles enzymes sur les cétones α,β-insaturées (ou enone), Ces substrats sont peu étudiés en biocatalyse et, lors de la réaction chimique, aboutissent à la formation de nombreux sous-produits. Deux enzymes d’O.batsensis et de P. lavamentivorans se sont révélées être actives aboutissant à la production d’ene-lactone et d’enol-lactone respectivement. La conversion de certaines enones chirales a abouti à des lactones présentant un fort excès énantiomérique.Nous avons ensuite étudié la régio-sélectivité de 35 enzymes issues du criblage sur une série de cétones aliphatiques acycliques. Alors que la formation de l’ester méthylique est très rare, nous avons obtenu des résultats très variés pour la formation de l’ester éthylique allant jusqu’à 80%. Le travail de thèse s’est terminé par le développement d’une cascade enzymatique sur la production d’ester à partir d’alcool secondaire. La cascade implique deux enzymes : une Alcool Déshydrogénase et une BVMO. La cascade est à la fois fonctionnelle et est très efficace.