Natural and Artificial Hydrogenases : Structure and Reactivity

Hydrogénases naturelles et artificielles : structure et réactivité Les hydrogénases constituent une ressource clé pour le développement d’une économie durable de l’hydrogène. En fait, ces enzymes catalysent la réduction des protons en dihydrogène (H2) et la réaction inverse avec une efficacité élevée. Cependant, plusieurs difficultés empêchent encore leur utilisation pour des applications biotechnologiques. Dans cette thèse nous avons produit une nouvelle bioélectrode basée sur l’hydrogénase [FeFe] de Megasphaera elsdenii et une forme tronquée de celle-ci. Nous avons abordé la question du rôle des clusters [FeS] additionnels dans le tuning de la sensibilité à l’oxygène et dans le biais catalytique. Ce travail a aussi porté sur le processus complexe de maturation des hydrogénases [FeFe], en particulier sur la protéine de maturation HydF. Nous avons étudié HydF de Thermosipho melanesiensis. A partir de la résolution de sa structure tridimensionnelle, des caractéristiques intéressantes ont émergé, notamment la coordination de son cluster fer-soufre. De plus, la même protéine a été utilisée en tant que protéine hôte pour l’assemblage d’une variété d’hydrogénases artificielles. Plus précisément, la protéine a été exploitée en combinaison avec différents complexes binucléaires de fer qui miment l’unité 2Fe des hydrogénases [FeFe]. L’activité de production d’hydrogène de ces hybrides a été testée et leur caractérisation ont ensuite été conduite.