Une avancée majeure : Un nouveau procédé additif permet de fabriquer des produits chimiques de grande valeur plus efficaces et plus écologiques
"Nos recherches ouvrent des perspectives fascinantes pour l'avenir du développement pharmaceutique et agrochimique"
Les chercheurs du Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation (CABBI) ont réalisé une percée importante qui pourrait déboucher sur des produits chimiques agricoles et des produits d'usage courant de meilleure qualité et plus écologiques.
Une équipe de recherche du Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation (CABBI) a utilisé un processus photoenzymatique pour mélanger avec précision du fluor, un additif important, à des produits chimiques largement utilisés appelés oléfines. Cette méthode révolutionnaire offre une stratégie efficace et respectueuse de l'environnement pour créer des produits chimiques de grande valeur avec des applications potentielles dans l'agrochimie, les produits pharmaceutiques, les carburants renouvelables, etc. De gauche à droite : Yujie Yuan, Zhengyi Zhang, Huimin Zhao (assis), chef du thème de conversion CABBI, Wesley Harrison et Maolin Li, auteur principal, dans leur laboratoire au Carl R. Woese Institute for Genomic Biology de l'université de l'Illinois Urbana-Champaign.
Center for Advanced Bioenergy and Bioproducts Innovation (CABBI)
Grâce à un processus combinant des enzymes naturelles et la lumière, l'équipe de l'université de l'Illinois Urbana-Champaign a mis au point un moyen écologique de mélanger avec précision du fluor, un additif important, à des produits chimiques appelés oléfines - des hydrocarbures utilisés dans une vaste gamme de produits, des détergents aux carburants en passant par les médicaments. Cette méthode révolutionnaire offre une nouvelle stratégie efficace pour créer des produits chimiques de grande valeur, avec des applications potentielles dans l'agrochimie, les produits pharmaceutiques, les carburants renouvelables, etc.
L'étude, publiée dans Science, a été dirigée par Huimin Zhao, chef du thème de conversion du CABBI, professeur de génie chimique et biomoléculaire (ChBE), chef du thème de conception des biosystèmes à l'Institut Carl R. Woese de biologie génomique (IGB) et directeur du NSF Molecule Maker Lab Institute de l'Illinois, et par l'auteur principal, Maolin Li, chercheur postdoctoral associé au CABBI, au ChBE et à l'IGB.
En tant qu'additif, le fluor peut améliorer l'efficacité et la durée de vie des produits agrochimiques et des médicaments. Sa petite taille, ses propriétés électroniques et sa capacité à se dissoudre facilement dans les graisses et les huiles ont un impact profond sur la fonction des molécules organiques, augmentant leur absorption, leur stabilité métabolique et leurs interactions avec les protéines. Toutefois, l'ajout de fluor est délicat et nécessite généralement des processus chimiques complexes qui ne sont pas toujours respectueux de l'environnement.
Les scientifiques de cette étude ont utilisé une "photoenzyme" - une enzyme réaffectée qui fonctionne sous l'effet de la lumière - pour aider à introduire le fluor dans ces produits chimiques. En utilisant la lumière et les photoenzymes, ils ont pu fixer avec précision le fluor aux oléfines, en contrôlant exactement où et comment il est ajouté. Cette méthode n'est pas seulement respectueuse de l'environnement, elle est aussi très spécifique et permet de créer plus efficacement de nouveaux composés utiles qui étaient difficiles à fabriquer auparavant.
Cette approche comble une lacune importante en chimie moléculaire, car les méthodes précédentes d'ajout de fluor étaient limitées et inefficaces. Elle ouvre également de nouvelles perspectives pour la création de meilleurs médicaments et produits agricoles, car les composés fluorés sont souvent plus efficaces, plus stables et plus durables que leurs homologues non fluorés. Cela signifie que les engrais et les herbicides pourraient être plus efficaces pour protéger les cultures, et que les médicaments pourraient être plus puissants ou avoir moins d'effets secondaires.
"Cette percée représente un changement important dans la façon dont nous abordons la synthèse des composés fluorés, essentiels dans de nombreuses applications, de la médecine à l'agriculture", a déclaré M. Zhao. "En exploitant la puissance des enzymes activées par la lumière, nous avons mis au point une méthode qui améliore l'efficacité de ces synthèses et s'aligne sur la durabilité environnementale. Ce travail pourrait ouvrir la voie à de nouvelles technologies plus écologiques dans le domaine de la production chimique, ce qui est une victoire non seulement pour la science, mais aussi pour la société dans son ensemble."
La recherche fait progresser la mission du CABBI dans le domaine de la bioénergie en mettant au point des méthodes innovantes de biocatalyse qui peuvent améliorer la production de produits chimiques d'origine biologique, c'est-à-dire dérivés de ressources renouvelables telles que les plantes ou les micro-organismes plutôt que du pétrole. Le développement de processus biochimiques plus efficaces et plus respectueux de l'environnement s'inscrit dans le cadre de l'objectif du CABBI de créer des solutions bioénergétiques durables qui minimisent l'impact sur l'environnement et réduisent la dépendance à l'égard des combustibles fossiles.
Il contribue également à la mission plus large du ministère américain de l'énergie (DOE), qui consiste à faire progresser la bioénergie et les bioproduits. Les méthodes développées dans cette étude peuvent conduire à des processus industriels plus durables, moins gourmands en énergie et réduisant les déchets chimiques et la pollution, soutenant ainsi les objectifs du DOE en matière de promotion des technologies énergétiques propres. La capacité à créer efficacement des composés fluorés de grande valeur pourrait conduire à des améliorations dans divers domaines, notamment les sources d'énergie renouvelables et les bioproduits qui soutiennent la croissance économique et la durabilité environnementale.
"Nos recherches ouvrent des perspectives fascinantes pour l'avenir du développement pharmaceutique et agrochimique", a déclaré M. Li. "En intégrant le fluor dans des molécules organiques par le biais d'un processus photoenzymatique, nous améliorons non seulement les propriétés bénéfiques de ces composés, mais nous le faisons aussi d'une manière plus respectueuse de l'environnement. Il est passionnant de penser aux applications potentielles de notre travail pour créer des produits plus efficaces et plus durables pour un usage quotidien."
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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