Une nouvelle famille d'enzymes transforme les déchets végétaux en produits de valeur tels que les bioplastiques, le nylon et les carburants non pétroliers. La découverte a été menée par une équipe de recherche dirigée par l'Université de Portsmouth (États-Unis) en collaboration avec d'autres instituts de recherche américains, et pourrait ouvrir la voie à de nombreuses façons de recycler des plantes qui ne sont plus en vie.
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Une nouvelle famille d'enzymes transforme les déchets végétaux en produits de valeur tels que les bioplastiques, le nylon et les carburants non pétroliers. La découverte a été menée par une équipe de recherche dirigée par l'Université de Portsmouth (États-Unis) en collaboration avec d'autres instituts de recherche américains, et pourrait ouvrir la voie à de nombreuses façons de recycler des plantes qui ne sont plus en vie.
Les scientifiques ont notamment découvert une classe d'enzymes actives sur les éléments constitutifs de la lignine, l'un des principaux composants de certains types de plantes, après des décennies de recherche par de nombreux scientifiques soucieux de trouver une méthode pour dégrader cette molécule afin de récupérer composés chimiques plus petits et potentiellement utiles.
La lignine est une famille de polymères tridimensionnels gigantesques et complexes que les plantes ont développés pour se protéger, se trouvant principalement dans leurs parois cellulaires et agissant comme un échafaudage, et indispensable à l'arrivée de l'eau. C'est aussi la défense naturelle contre les agents pathogènes et il est présent en grande quantité dans les plantes dites ligneuses (par exemple les arbres).
Structure chimique de la lignine
Crédits : Karol Głąb / Wikimedia via l'Université de Portsmouth
Mais c'est avant tout un énorme ressource potentielle: les lignines, dans leur ensemble, sont en fait les deuxièmes biopolymères synthétisés sur Terre en quantité après la cellulose, avec laquelle elles représentent environ 70 % de la biomasse totale, et avec laquelle, dans certains cas, elles forment la lignocellulosique, encore plus difficile à dégrader.
Quelque chose qui ne pouvait pas être manqué. Mais leur complexité avait rendu plusieurs tentatives faites jusqu'ici en vain. "Nous avons réuni une équipe internationale afin de trouver et de concevoir des enzymes naturelles - explique John McGeehan, qui a dirigé la recherche - Les enzymes sont des catalyseurs biologiques capables de réaliser des réactions incroyables, dégradant certains de nos polymères naturels et artificiels entre les moins réactifs " .
Et cette nouvelle classe parvient à faire ce qui était auparavant impossible sur la lignine, en résolvant l'étape clé de son mécanisme de dégradation. Les résultats obtenus ouvrent la voie à la production de nouveaux matériaux et produits chimiques tels que nylonle bioplastique et même le la fibre de carbone, et tout ce qui était auparavant un déchet.
La découverte offre également des avantages environnementaux supplémentaires : la création de produits à partir de lignine réduit la dépendance au pétrole pour les produits du quotidien et offre une alternative intéressante à la combustion, contribuant à réduire les émissions de dioxyde de carbone.
Crédits : SamMallinson_1080pHD_WithCaptions de l'Université de Portsmouth sur Vimeo
Les enzymes découvertes sont notamment cytochrome P450 et ils ont un autre côté positif incroyable : ils sont capables de travailler sur un large éventail de molécules (pour cette raison, ils sont appelés "promiscuous", mais dans ce cas dans un sens résolument positif). De plus, ils sont potentiellement manufacturables et il est donc considéré possible d'obtenir d'autres molécules actives sur d'autres substrats.
La recherche, financée par le Conseil de recherche en biotechnologie et en sciences biologiques, la National Science Foundation et le DOE EERE Bioenergy Technologies Office, a été publiée dans Nature Communications.
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Roberta De Carolis
