Synthèse enzymatique d’hydroxycétones valorisables

Description

Contexte

Ce stage de master s’intègre dans le projet HYCAT financé par l’Agence National de la Recherche (ANR) et se déroulera à l'Institut de Chimie de Clermont Ferrand (ICCF) dans le groupe du Pr. L. Hecquet spécialisé en biocatalyse. Ce stage pourrait être poursuivi par la préparation d'un doctorat dans ce mêrme groupe de recherche.

Le sujet porte sur la synthèse par voie enzymatique d'hydroxycétones valorisables dans le domaine de la pharmacie, de la chimie fine aussi en tant qu’édulcorants et arômes. L’utilisation d’enzyme en synthèse organique permet de répondre aux critères de la chimie verte (conditions douces, réaction dans l’eau à température modérée et à pression atmosphérique, pH proche de la neutralité) tout en contrôlant la stéréosélectivité. Ce dernier point est important car la modulation des configurations des différents centres asymétriques peuvent conduire à de nouvelles propriétés biologiques.

Objectif et stratégie

La stratégie de synthèse fera intervenir l’enzyme transcétolase (TK) pour catalyser la formation stéréospécifique d’une liaison C-C qui pourra être utilisée seule ou dans des cascades en présence d’autres enzymes ou catalyseurs chimiques. Pour améliorer son activité, la transcétolase sera modifiée par mutagenèse au niveau de positions déterminés par modélisation moléculaire en collaboration avec la plateforme de modélisation de l’ICCF. Des banques d’enzymes mutées au niveau des postions choisies seront ensuite générées par le service microbiologie de l’ICCF. La personne recrutée aura en charge de sélectionner les enzymes les plus actives en présence des substrats d’intérêt grâce à des tests spécifiques puis de les purifier et de les utiliser pour réaliser les synthèses des alpha-hydroxycétones à l’échelle préparative. De plus, l’immobilisation de l’enzyme seule ou couplée aux autres catalyseurs pourra être envisagée. Les produits synthétisés seront purifiés par chromatographie et caractérisés par RMN, MS et GC-MS.

Techniques utilisées : extraction d’enzymes à partir de microorganismes et purification, tests enzymatiques par spectrophotométrie (UV-visible), caractérisation des molécules par RMN, MS, GC chirale.

Profile

Le candidat sera inscrit en master 2 ou en double cursus d'école d'ingénieur. Il aura des compétences en chimie organique et si possible en enzymologie, biochimie. Il aura en charge la purification d'enzymes, le criblage de banques d'enymes mutées par des techniques spectrophotométriques, la mise en oeuvre des synthèses en présence des enzymes mutées et des substrats appropriès, la purification et l'identification des produits par RMN, MS.

Starting date

-02-01