Добірка наукової літератури з теми "Biocatalytique"

L’extrusion biocatalytique, ou bioextrusion, est une technique d’extrusion réactive utilisant des enzymes comme catalyseurs. Cette technique est considérée en temps qu’étape intermédiaire, subséquente au prétraitement physico-chimique et précédente à l’hydrolyse enzymatique enréacteur fermé. L’utilisation de l’extrusion permet un procédé continu, facilement modulable et adaptable à des conditions de hautes consistances, de nombreuses biomasses et facilement transférable à l’échelle industrielle. Néanmoins, les données bibliographiques font ressortir la complexité des entrants et leurs interactions lors de la bioextrusion de biomasses lignocellulosiques. Les conclusions des bioextrusions de biomasses amidonnées soulignent l’importance de l’étude de l’influence de la concentration en substrat et en enzymes. Les résultats obtenus à partir de la bioextrusion des biomasses lignocellulosiques valident l’existence d’une activité enzymatique en extrudeuse malgré la contrainte thermomécanique et le temps de séjour limité. Lors de cette étape, l’hydrolyse de la fraction cellulosique est favorisée pour des milieux concentrés en substrat et en enzymes. Des modifications significatives des fractions cellulosiques cristallines et amorphes en surface, des réductions des tailles de particules, une dégradation visuelle des structures de la biomasse et l’augmentation de la sensibilité à la décomposition thermique, sont aussi observées sur la fraction solide. L’hydrolyse enzymatique des bioextrudats est prolongée en réacteur fermé. La bioextrusion permet des améliorations significatives des taux et vitesses de conversion des sucres sur le long terme, jusqu’à 48 h. Les gains observés sont relativement constants pour la paille de blé et augmentent avec le temps pour les écorces de bouleau et les résidus de maïs. Post-extrusion, la concentration en substrat influence négativement la conversion des sucres. Cependant, les plus-values de conversion du glucose lié à la bioextrusion de paille de blé sont principalement observables pour des concentrations en substrat et en enzymes élevées. À partir de 4 h, des baisses significatives de la conversion du xylose sont observées après bioextrusion. Les déstructurations de la fraction solide, déjà observées au cours la bioextrusion, se poursuivent en réacteur fermé. Les meilleurs résultats hydrolytiques aux niveaux des hautes charges en enzymes et en substrat sont associables aux bonnes conditions de mélanges caractéristiques des éléments bilobes. L’ensemble enzymatique est probablement réparti de façon plus homogène (mélange distributif) pour cibler plus de sites disponibles. De plus, le mélangé dispersif limite la proximité entre enzymes de même type et les gênes associées. Le procédé d’extrusion permet une agitation efficace, un bon transfert de masse et probablement un meilleur contact entre enzymes et substrat. Les moins bons résultats de conversion du xylose sont probablement à relier à des phénomènes d’adsorption non-spécifique, ou encore de désactivation des hémicellulases, provoqués par l’intensité des contraintes thermomécaniques et les résidus ligneux. Les bons résultats de déstructuration après bioextrusionsont associables à une action synergétique des contraintes mécanique et biochimique. Les analyses d’autofluorescence montrent l’évolution de la fraction ligneuse dans le processus de déconstruction de la fraction solide. Une production progressive de particules très fines,visiblement associée à la fraction ligneuse, est observée. Des complexes lignine-carbohydratessont aussi détectés dans la fraction liquide. Etant peu, voire pas hydrolysable par voie enzymatique, ces fractions hétéropolymériques sont un frein à la déconstruction. Si la déstructuration des lignines est probablement majoritairement liée au prétraitement alcalin, le procédé de bioextrusion provoque une diminution de la teneur en hétéropolymères de plus hautes masses moléculaires
Biocatalytic extrusion, also named bioextrusion, is a reactive extrusion technique using enzymes as catalysts. Bioextrusion is considered as a link between the previous physico-chemical pretreatment (like alkaline extrusion) and the subsequent enzymatic hydrolysis in batch conditions. The extrusion allows a continuous, flexible and versatile process for high consistency media, easily transferable to the industrial level. However, complexity of both lignocellulosic biomass and lignocellulolytic enzymes and their interactions during the extrusion process are underlined by the literature. Numerous response surface methodology experiments with starchy biomass indicate that bioextrusion efficiency is mainly influenced by substrate and enzymes loading. Enzymatic activity during the bioextrusion process of lignocellulosic biomass is confirmed by the experiments despite the mechanical constraints and the limited residence time. During bioextrusion, best holocellulosic fraction hydrolysis results were obtained with high substrate and enzymes loadings. Significant modifications of the solid fraction like particule size reduction, visual deconstruction of the biomass structure, increased sensibility to thermal decomposition and the evolution of the surface exposure of crystalline and amorphous cellulose were observed. Enzymatic hydrolysis of the bioextrdates is prolonged in batch conditions. Clear improvements of speeds and rates of sugars conversion up to 48 h indicate a long term influence of the bioextrusion. Gain observed are steady for the pretreated wheat straw whereas it increases with time for corn residues and birch barks. Post-extrusion, a negative influence of the substrate loading is measured. However, best enhancements for the glucose conversion of pretreated wheat straw are detected for high substrate and enzymes loadings. From 4 to 48 h, significant losses in xylose conversion are measured with previous bioextrusion. Indicators of the solid fraction deconstruction, observed during the bioextrusion step, indicate a stronger biomass degradation after 48 h. Improvements of glucose conversion rates can be associated with good mixing conditions of the extruder, especially due to the use of kneading elements. Enzymes are probably more homogeneously distributed (distributive mixing) and can access more catalytic sites available. Moreover, dispersive mixing limits the enzyme jamming due to the biocatalysts concentration. Extrusion process permits an better agitation efficiency, good mass transfer conditions and probably a higher contact between substrate and enzymes. Lower xylose conversion results may be attributed to non-specific adsorptions or inactivation phenomena due to mechanical constraints and lignin residues. Good deconstruction results on the solid fraction may be associable with a synergetic action between mechanical and biochemical constraints. Autofluorescent signal analysis of the lignin fraction show its evolution during the deconstruction of the solid residue. During the hydrolysis, a progressive production of very small particles, appearing to be associated with the lignin fraction is observed. Lignin-carbohydrate complexes are also detected in the liquid fraction. These heteropolymeric complexes, difficult or even impossible for the enzymes to hydrolyze, are an obstacle to the biomass valorization. If lignin deconstruction is mainly due to the alkaline pretreatment, bioextrusion process seems to reduce the proportion of these heteropylymers with high molecular weights

On étudie le comportement à l'état stationnaire d'un arrangement circulaire ou linéaire de trois cellules. Chacune d'elle est le siège d'une réaction de réduction, catalysée par des thylakoïdes immobilisés, et présentant une cinétique d'inhibition par excès de substrat. Plusieurs configurations sont étudiées suivant l'emplacement respectif des entrées en substrat (AO) et des membranes de diffusion entre les cellules. Une analyse par continuation de ces différents modèles, en fonction de AO et du rapport des termes de transport, nous permet de déterminer trois domaines de comportement stationnaire stable: 1, monostabilité; 2, bistabilité et multistabilité; 3, multistabilité et apparition de structures disssipatives. L'existence de ces dernières dépend strictement de la symétrie topologique et fonctionnement des arrangements. Plusieurs comportements structurés sont illustrés expérimentalement.

La régénération des cofacteurs NADH et NADPH est un sujet important en biotechnologie car de nombreuses enzymes redox, telles que les alcools déshydrogénases, les imines réductases et les monooxgénases P450, ont besoin de cofacteur pour fournir leur équivalent redox. Cependant, comme les cofacteurs sont particulièrement coûteux, l'apport d'un cofacteur stœchiométrique lorsque ces enzymes sont utilisées en synthèse chimique n'est pas économiquement réalisable. Pour résoudre ce problème, un certain nombre de systèmes de régénération des cofacteurs ont été mis au point. Les systèmes traditionnels de régénération des cofacteurs réduits présentent des inconvénients car la plupart d'entre eux nécessitent un co-substrat réducteur sacrificiel à base de carbone et produisent un sous-produit susceptible d'être brûlé comme déchet, ce qui entrave la purification du produit en aval et réduit l'économie atomique. Dans ce travail, la mise en œuvre de la biocatalyse redox dans un réacteur à flux couplant séparément l'oxydation de l'hydrogène à la régénération du NADH a été développée. Une hiérarchisation des travaux était importante afin de procéder à une régénération efficace du NADH. Tout d'abord, dans un bioréacteur à flux redox hybridé avec une électrode à diffusion gazeuse pour l'oxydation de l'hydrogène, la régénération électrochimique du NADH par un complexe de rhodium dissous ([Cp*Rh(bpy)Cl] +) a été mise en œuvre. Initialement, le réacteur a été optimisé en termes de concentrations de complexe de rhodium et de NAD+ ([NAD+] /[Cp*Rh(bpy)Cl] + = 40), de non-humidification de l'hydrogène gazeux, de débits de H2 gazeux et de solution électrolytique (20 mL.min-1), et de pH de la solution (7,2). Deuxièmement, afin de promouvoir le meilleur cyclage du catalyseur et du cofacteur enzymatique et une purification potentiellement plus facile des molécules synthétisées, l'immobilisation du complexe de rhodium a été effectuée sur un papier carbone recouvert de nanotubes de carbone (Rh@CP-MWCNT). L'électrode Rh@CP-MWCNT s'est avérée stable pendant des périodes de plus de 5 jours dans des conditions de flux continu. Ensuite, la régénération de NADH a été couplée à la biosynthèse de pyruvate catalysée par la L-lactate déshydrogénase (LDH) : l'enzyme a été immobilisée sur une couche séparée et placée à environ 50 µm de la matrice Rh-CP-MWCNT. Une concentration de cofacteur de 10 µM s'est avérée suffisante pour la conversion du pyruvate avec une efficacité faradique élevée (78 %) et des niveaux de recyclage (TTN) de 1,8*104 , 2,5*103 et 1,8*105 pour le complexe de Rh, le NADH et la LDH, respectivement. D'autre part, pour élargir l'étude, les catalyseurs chimiques ont été remplacés par des catalyseurs biologiques. La FNR, Ferrédoxine NADP+ réductase, a ainsi remplacée le complexe de Rh au compartiment cathodique. Malgré le fait que le cofacteur NAD(P)+ soit réduit à un potentiel plus négatif (-0,7 V vs ref (H2)) que celui du complexe de Rh (-0,3 V vs ref (H2)), la FNR a démontré sa capacité à régénérer le NADPH et le NADH, et des niveaux élevés de TTN pour le cofacteur (10 000) ont été mesurés une fois couplée à la bioconversion du pyruvate catalysée par la LDH. De plus, l'échange du platine recouvrant l'électrode de diffusion gazeuse par l'hydrogénase, un biocatalyseur électroenzymatique, pour l'oxydation de l'hydrogène a été réalisé sur une couche de diffusion gazeuse qui a montré une efficacité envers l'oxydation de l'hydrogène qui a été couplée à la réduction de NAD+ catalysée par le complexe Rh dans un réacteur batch
The regeneration of cofactors NADH and NADPH is an important topic in biotechnology because many redox enzymes, such as alcohol dehydrogenases, imine reductases, and P450 monooxgenases, require cofactor to deliver their redox equivalent. However, because cofactors are particularly expensive, supplying stoichiometric cofactor when these enzymes are used in chemical synthesis is not economically feasible. To address this issue, a number of cofactor regeneration systems have been developed. Traditional regeneration systems for reduced cofactors have drawbacks because most of them require a carbon-based sacrificial co-substrate reductant and produce a by-product that is likely to be burned as waste, impeding downstream product purification and lowering the atom economy.In this work, the implementation of redox biocatalysis in a flow reactor coupling separately hydrogen oxidation to NADH regeneration was developed. A hierarchization of the work was important in order to proceed with an efficient regeneration of NADH.First, in a redox flow bioreactor hybridized by a gas diffusion electrode for hydrogen oxidation, the electrochemically mediated regeneration of NADH by a dissolved Rhodium complex ([Cp*Rh(bpy)Cl]+) was implemented. Initially, the reactor was optimized in terms of concentrations of rhodium complex and NAD+ ([NAD+]/[Cp*Rh(bpy)Cl]+ = 40), the non-humidification of hydrogen gas, the flow rates of H2 gas and electrolytic solution (20 mL.min-1), and the pH of the solution (7.2).Secondly, in order to promote the best cycling of both the catalyst and the enzymatic cofactor and potentially easier purification of the synthesized molecules, the immobilization of the rhodium complex was proceeded on a carbon paper coated with MWCNT (Rh@CP-MWCNT). Rh@CP-MWCNT electrode was shown to be stable for periods of more than 5 days under flow conditions. Following that, the cofactor regeneration technique was applied to NADH-dependent biosynthesis using L-lactate dehydrogenase (LDH): the enzyme was immobilized on a separate layer placed approximately 50 µm from the Rh-CP-MWCNT matrix, and used in the flow cell. A cofactor concentration as low as 10 µM was found to be sufficient for the conversion of pyruvate with high faradaic efficiency (78 %) and total turnover number (TTN) levels of 1.8*104, 2.5*103, and 1.8*105 for the Rh complex, the NADH cofactor, and the LDH enzyme, respectively.On the other hand, to expand the study, chemical catalysts were exchanged by biological ones. FNR, Ferredoxin NADP+ reductase, replaced the Rh complex at the cathodic compartment

Le travail présenté dans ce manuscrit porte sur la recherche de nouveaux membres de la famille des dioxygénases α-cétoglutarate et fer dépendantes (α-KAO) et leur application en synthèse organique. Dans un premier, ce travail a consisté à chercher de nouvelles enzymes selon une approche génomique basée sur l’homologie de séquence et le partage d’un motif InterPro. Deux criblages haut débit avec 79 et 127 enzymes candidates ont ensuite été effectués sur des panels constitués respectivement de 23 et 36 substrats, structurellement plus ou moins proches des substrats métaboliques. Huit nouvelles α-KAO ont ainsi pu être découvertes. Parmi ces huit nouvelles α-KAO, quatre ont été étudiées plus en détail. Après optimisation des conditions de réaction pour chaque enzyme, des montées en échelle ont été réalisées pour caractériser les produits formés. A partir de ces quatre enzymes, la (3S)-3-hydroxy-L-lysine, un dérivé cyclisé de la (4R)-4-hydroxy-L-lysine, (3S)-3-hydroxy-L-ornithine et un dérivé de la (3S)-3-hydroxy-L-arginine ont pu être produits. Nous avons proposé une synthèse biocatalytique de mono et dihydroxydiamines en couplant une ou deux α-KAO avec une décarboxylase. Les (2S)-1,5-diamino-2-pentanol, 1,5-diamino-3-pentanol, (2S)-1,4-diamino-2-butanol et (2S,3S)-1,5-diamino-2,3-pentanediol ont ainsi été obtenus avec de bonnes conversions
The work described in this manuscript deals with the search of new members of the α-ketoglutarate and Iron-dependent dioxygenases family (α-KAO) and their applications in organic synthesis. The first part of this work presents the search of new enzymes through a genomic approach based on sequence homology and InterPro motif sharing. Two high-throughput screenings with 79 and 127 candidate enzymes have been performed on 23 and 36 substrates more or less structurally close to known metabolic substrates. 8 new α-KAOs have been discovered. Among these new enzymes, four were studied in more details. After optimization of the enzymatic reaction conditions for each enzyme, scale-up allowed to obtain compounds for isolation and characterization. With these four enzymes, (3S)-3-hydroxy-L-lysine, (4R)-4-hydroxy-L-lysine as its cyclic derivative, (3S)-3-hydroxy-L-ornithine and a derivative of (3S)-3-hydroxy-L-arginine were produced. Two of the new α-KAO were combined in a cascade process to afford the (3R,4R)-3,4-dihydroxy-L-lysine as its cyclic derivative. We proposed a biocatalytic synthesis of mono and hydroxydiamines by coupling one or two α-KAO with a decarboxylase enzyme. (2S)-1,5-diamino-2-pentanol, 1,5-diamino-3-pentanol, (2S)-1,4-diamino-2-butanol and (2S,3S)-1,5-diamino-2,3-pentanediol were obtained with good overall conversions

De nouveaux acetoxy cycloalcenyl phosphonates ont ete synthetises selon une reaction d'acetoxylation de cycloalcen-2-yl phosphonates de dialkyle catalysee par le palladium dans son degre d'oxydation ii, en presence de nitrite d'isoamyle et sous atmosphere d'oxygene. Les resultats obtenus ont mis en evidence l'importance de la taille du cycle porte par l'atome de phosphore et nous ont permis de proposer un mecanisme base sur la presence du couple redox nitro/nitroso. La synthese enantioselective de ces composes a ensuite ete abordee selon differents aspects. Nous avons tout d'abord montre que l'acetoxylation de composes phosphores chiraux procede avec une faible diastereoselectivite, et ne donne pas de resultat satisfaisant. Nous avons ensuite envisage la preparation de nos composes cibles par voie biocatalytique. Dans un premier temps, la reduction enantioselective de 3-oxo cycloalcen-1-yl phosphonates de dialkyle par la levure de boulanger a conduit aux alcools correspondants, la chimio- et l'enantioselectivite de la reaction dependant de la structure du substrat. Dans ce cas, les exces enantiomeriques obtenus varient de 18 a 95%. Dans un deuxieme temps, le dedoublement enzymatique des alcools racemiques nous a permis d'acceder dans la plupart des cas aux composes optiquement purs. Enfin, la configuration absolue de l'atome de carbone asymetrique de ces acetoxy vinyl phosphonates a ete determinee par correlation chimique.

L'objectif de ce travail a été d'étudier l'immobilisation d'enzymes sur des matériaux membranaires en utilisant la technique de dépôt multicouches de polyélectrolytes. Pour cela, nous avons utilisé deux enzymes de taille et de charge différentes, la trypsine et l'uréase, afin de mettre en évidence le rôle de la localisation des enzymes dans le matériau (modification de surface ou dans les pores). La stabilité au cours du temps du stockage a été étudié et a montré que l'immobilisation des enzymes dans des couches de polyélectrolytes améliore leur stabilité de façon très significative. Deux techniques de séparation membranaire, l'ultrafiltration et la diffusion, ont été utilisées afin d'appréhender les mécanismes intervenant lors du transport des solutés. Ces résultats ont montré l'importance du temps de résidence à proximité de l'enzyme par la compétition entre la réaction et la filtration. Une étude des variations structurales de la trypsine a été faite par spectroscopie de fluorescence et anisotropie de fluorescence
The objective of this work is to study the enzyme immobilization on membrane materials by using the technique of deposit of polyelectrolyte multilayers. For that purpose, we used two enzymes with different size and charge, trypsin and urease, to study the role of the location of enzymes in the material (surface modification or into the pores). The storage stability was studied and showed that the immobilization of enzymes into the layers of polyelectrolytes improves their stability in a very significant way. Two techniques of membrane separation, the ultrafiltration and the diffusion, were used to understand the mechanisms occurring during the transport of solutes. These results showed the importance of time of residence near the enzyme by the competition between the reaction and the filtration. The structural variation of the trypsin was investigated by fluorescence spectroscopy and fluorescence anisotropy

De nos jours, la bioélectronique devient une discipline à haut potential biomédical et pharmacologique. Les résultats de recherches présentés dans ce manuscrit sont ciblés sur l'application de biocapteurs électrochimiques et optiques sans marquage pour suivi des interactions bioafines et biocatalytiques de certains petits xénobiotiques (odorants et glycoalcaoïdes) avec des biomacromolécules immobilisées telles que le récepteur olfactif humain RO 17-40 couplé à la protéine G et les cholinestérases de sérum humain et équin. Les butyryl cholinestérases immobilisées sur la surface de transistors à l'effet de champ sensibles au pH suivent une cinétique de Michaelis pour l'hydrolyse de leurs substrats. Les glycoalcaloïdes l'α-solanine, l'α-chaconine et la tomatine inhibent l'enzyme équine de manière réversible et compétitive tandis que pour cholinestérase humaine, l'inhibition réversible mixte a été démontrée. L'α-chaconine est l'inhibiteur le plus fort de deux enzymes. Les interactions affines des glycoalcaloïdes avec la butyryl cholinestérase équine ont été étudiées en utilisant la spectroscopie d'impédance électrochimique. La détection directe des inhibiteurs faibles et compétitifs (l'α-solanine) peut être beaucoup plus sensible en absence des substrats enzymatiques. Le récepteur olfactif RO 17-40 a été employé avec succès dans deux plateformes de biocapteurs : impédimétrique et à base de résonance plasmonique de surface en tant qu'unité complexe capable de la bioreconnaissance des odorants. La possibilité du suivi direct des évènements moléculaires déclenchés par un récepteur stimulé par son agoniste est un premier pas vers le "nez bioélectronique"
Nowadays, bioelectronics becomes a discipline with prominent biomedical and pharmacological potential. Investigations reported in this manuscript are focused on the use of label-free electrochemical and optical biosensors for the study of bioaffinity and biocatalytic interactions of some small xenobiotics (odorants and steroid glycoalkaloids) with immobilized macromolecules, namely, G protein-coupled human olfactory receptor OR 17-40 and cholinesterases from human and equine serum. The butyryl cholinesterases immobilized on pH-sensitive field-effect transistors follow Michaelis kinetics of hydrolysis of their substrates. Glycoalkaloids α-solanine, α-chaconine and tomatine inhibit the equine enzyme reversibly and competitively while for the human cholinesterase a mixed mode of reversible inhibition is suggested. α-Chaconine is the most potent inhibitor of both enzymes. The affinity interactions of glycoalkaloids and equine butyryl cholinesterase have been probed with electrochemical impedance spectroscopy. The absence of enzymatic substrate can significantly improve label-free detection of weak and competitive inhibitors (α-solanine). Olfactory receptor OR 17-40 has been successfully employed as odorant-recognition part of impedimetric and surface plasmon resonance-based platforms. Possibility of direct monitoring molecular events trigeered by agonist-stimulated receptor is the first step towards the "biolectronic nose"

L’hydroperoxyde lyase (HPL) est une enzyme issue de la voie de la lipoxygénase, voie métabolique très représentée chez les végétaux, impliquée dans la production de composés aromatisants (l’hexanal, le 3Z-hexenal et le 2E-hexenal). Ces composés sont responsables de l’odeur fraîche de l’herbe coupée dite « note verte » et sont très utilisés par les industries cosmétiques et agroalimentaires. Leur biosynthèse résulte de l’oxydation des acides gras polyinsaturés en hydroperoxydes par la lipoxygénase, puis de leur clivage par l’hydroperoxyde lyase (HPL). Les procédés actuels de production de ces composés présentent certains inconvénients, ils sont notamment très polluants et peu performants, aussi l’utilisation d’enzymes recombinantes dans de tels procédés permettrait d’obtenir ces molécules de manière plus efficace tout en bénéficiant du label "naturel". L’ADNc codant pour l’hydroperoxyde lyase (HPLwt) a été isolé au laboratoire à partir d’olives noires. Afin d’améliorer la solubilité de l’enzyme, une HPL dépourvue de son peptide de transit chloroplastique (HPLdel) a également été produite. Les deux enzymes ont été exprimées chez E.coli, purifiées par chromatographie d’affinité puis caractérisées biochimiquement. Elles agissent exclusivement sur les 13-hydroperoxydes (13-HPL) à un pH et une température optimum de 7,5 et 25°C. De plus l’évaluation des paramètres cinétiques de l’enzyme montre qu’elles ont une meilleure efficacité catalytique (kcat/Km) sur les 13-hydroperoxydes d’acide linolénique (3,68 s-1.µM-1) que sur les 13-hydroperoxydes d’acide linoléique (0,54 s-1.µM-1). La bioconversion des 13-hydroperoxydes d’acide linoléique et linolénique en hexanal et 3Z-hexénal par l’action de l’HPLwt et l’HPLdel a été étudiée. Des taux de conversion maximum atteignant 93 % et 68 % pour la production d’hexanal et 73 % et 45% pour la production d’3Z-hexénal ont été obtenus quand l’HPLwt et l’HPLdel sont utilisées respectivement. La stabilité de l’enzyme a ensuite été étudiée. Des essais de conservation montrent que l’utilisation de glycérol à 10% (v/v) permet le maintien de la totalité de l’activité de l’HPLwt et de l’HPLdel durant cinq semaines de stockage à -80°C. De plus, l’ajout de composés chimiques tels que le KCl, le NaCl, le Na2SO4, la glycine et le glycérol permettent d’augmenter l’activité enzymatique des deux enzymes et d’améliorer les conditions de synthèse de l’hexanal et du 3Z-hexénal en diminuant la quantité d’enzyme nécessaire à leur production
The hydroperoxide lyase (HPL) derives from a metabolic pathway named lipoxygenase pathway widely represented in plants and involved in the production of flavoring compounds (hexanal, 3Z-hexenal and 2E-hexenal). These volatile compounds are responsible for the fresh odor of cut grass known as "green note" and have a particularly interest for flavor and food industries. Their biosynthesis results from the oxygenation of linoleic and linolenic acids by lipoxygenase action to form fatty acid hydroperoxides, then of their cleavage by hydroperoxide lyase action. The processes of production currently used are highly polluting or lead to a low yield. To overcome these drawbacks, the use of recombinant enzymes in such processes constitutes an attractive alternative because they would allow producing these molecules in a more effective way, while benefiting from the "natural" label.A cDNA encoding for HPL (HPLwt) from black olive fruit was isolated, and in order to improve the enzyme solubility, the HPL deleted of its chloroplast transit peptide (HPLdel) was then produced. Both enzymes were expressed into E. coli (M15), purified by affinity chromatography, and characterized. They act exclusively on 13-hydroperoxide (13-HPL) and display an optimum pH at 7.5 and an optimum temperature at 25 °C. The bioconversion of 13-hydroperoxides of linoleic and linolenic acids in hexanal and 3Z-hexenal respectively, using HPLwt or HPLdel was studied. Conversion yields reach a maximum of 93 % and 68 % for hexanal production, and 73 % and 45 % for 3Z-hexenal when reactions were performed by HPLwt and HPLdel respectively.The enzyme stability was then studied. Conservations tests using 10 % glycerol (v/v) allows the maintenance of the entire activity of HPLwt and HPLdel during five weeks of storage at -80°C. Furthermore, the addition of chemical compounds such as KCl, NaCl, Na2SO4, glycine, and glycerol can increase the efficiency of both enzymes and improve the synthesis of hexanal and 3Z-hexenal by decreasing the amount of enzyme required to produce them

Ce chapitre décrit les méthodes consacrées à l'amélioration des enzymes et à l'optimisation des procédés les mettant en œuvre. La première approche vise à adapter les enzymes aux conditions de production industrielle ou à des substrats non naturels, grâce à des méthodes d'ingénierie enzymatique. La seconde approche concerne les technologies visant à intensifier les procédés biocatalytiques.