Amélioration de la stabilité des enzymes par moyen d’immobilisation : cas des hydrolases

Abstract

L’étude porte sur l’amélioration de la stabilité enzymatique, considérée comme un facteur majeur dans l’application des enzymes et leur réutilisation dans les processus industriels. Pour ce fait, des stratégies ont été développées dans ce travail en appliquant des techniques d’immobilisation et de post-immobilisation sur quelques hydrolases. La lipase de Thermomyces lanuginosus(TLL) et la phospholipase Lecitase Ultra (LU) ont été immobilisée sur l’Octyl d’agarose (OC)par interaction hydrophobe à faible force ionique, puis des liaisons covalentes ont été employées pour renforcer d’une part l’attachement des molécules enzymatiques au support et limiter d’autre part leur désorption durant les inactivations thermiques. Le taux de chargement enzymatique et le type de liaisons employées ont été pris en considération durant l’immobilisation et leur effet sur l’activité et la stabilité des lipases a été étudié. Une étude de réutilisation du biocatalyseur est faite sur trois cycles de réactions comprenant l’inactivation thermique/la désorption de la β-galactosidase co-immobilisée par échange ionique sur la lipase déjà adsorbée sur l’Octyl, modifiée et revêtue par PEI. Les résultats de cette étude montrent que: -L’activité enzymatiqueestsignificativement augmentée après l’immobilisation des lipases par simple adsorption hydrophobe grâce à leur capacité d’activation interfaciale. -L’effet du chargement enzymatique est suggéré positif dans certains cas, et négatif dans d’autres, ce qui le rend une variable critique lors de l'utilisation de supports poreux. -Les modifications chimiques ont produit des stabilisations importantes, notamment en utilisant des biocatalyseurs avec un chargement enzymatique élevé. Ainsi, l'utilisation de liaisons covalentes a confirmé que la principale différence entre les biocatalyseurs à haute et basse charge est le nombre de molécules impliquées dans la réticulation intermoléculaire. -La double modification semble être utile pour améliorer la stabilité enzymatique, et peut donc être une option appropriée pour être utilisée dans la coimmobilisation enzymatique décrite comme moyen de réutilisation de support dans la troisième partie de la présente étude. -L'activation du support par des groupes aldéhydes a permis de fixer de manière covalente les molécules du polyethyleimine PEI (environ 90%), en empêchant leur désorption des lipasesmême à force ionique élevée (6M) tout en permettant la réutilisation de LU et de TLL immobilisées pendant troiscycles d'inactivation/désorption de la β-galactosidase,avec une activité maintenue à 90 % après le troisième cycle de réaction.