Exemples pratiques


1. Premier exemple. Immobilisation à utilisation industrielle avec liaison covalente au support particulaire de pénicilline G amidases

Des résines poreuses (à base de plastiques proche des polyméthacrylates) fonctionnalisées avec des groupements oxirane sont utilisées pour l'attachement covalent de pénicilline amidases. Les enzymes immobilisées restent active et sont très stables. Différentes pénicillines amidases sont utilisées ainsi immobilisées depuis de nombreuses années pour produire industriellement de façon semi-synthétique les antibiotiques béta-lactames ampicilline et amoxicilline.

enz sur résine epoxy prod ampicilline

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2. Le glutaraldéhyde est un agent de choix pour les réticulations intermoléculaires, on réalise désormais des CLEAs

Le glutaraldéhyde est une molécule bifonctionnelle qui peut former des liaisons covalentes avec les fonction amines (lysine) des protéines. (Pour mémoire, cette réactivité du glutaraldéhyde fait qu'il est très utilisé comme agent de fixation en histologie/cytologie). le schéma ci-dessous donne la chimie du glutaraldéhyde avec les fonctions amines. A regarder mais peut être pas à retenir ...

retic intermol au glutaraldehyde

Actuellement les réticulations au glutaraldéhyde "à la mode" sont réalisées sur des agrégats d'enzymes obtenus par précipitation à l'état natif. Pour l'étape de précipitation on peut tout simplement utiliser du sulfate d'ammonium très concentré ou du polyéthylène glycol concentré ou pour certaines enzymes qui supportent de l'acétone. Ainsi on réticule des agrégats d'enzymes natifs. Et l'expérience montre qu'on obtient ainsi des formes réticulées hyper concentrées en enzymes aux conformations préservées très actives et très stables. La littérature appelle ces formes de réticulation des CLEAs (Cross-linked Enzyme Agregates).

retic intermol au glutaraldehyde

Cerise sur la gâteaux si en plus on peut immobiliser les agrégats sur un support particulaire solide ou les inclure dans une matrice particulaire poreuse ! CLEAs sur support magnétique

On voit l'intérêt du support ferromagnétique, pour récupérer et recycler l'enzyme immobilisée dans des procédés en batch ...

 

Un exemple sur un thème très différent.

Les immobilisations/réticulations au glutaraldéhyde sont aussi très utilisées dans la réalisation des surfaces actives de nombreux biocapteurs. Voici ci-dessous un exemple pour un biocapteur à urée utilisant de l'uréase immobilisée à la surface de la zone de grille d'un transistor isFET sensible au pH. Pour "comprendre" : la zone dite de grille d'un transistor est rendue sensible au pH grâce à une couche de Ta2O5. Cette couche est mise à réagir avec un réactif silane qui va proposer des fonctions amines qui permettront alors de fixer/coréticuler de l'uréase sur cette surface.

structure biocapteur

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3. Dernier exemple : l'incontournable des glucoses isomérases. Des immobilisations avec adsorption sur support et à utilisation industrielle

Des enzymes à activité glucose isomérase immobilisée par adsorption sur argile ou silice sont utilisée à l'échelle industrielle dans la fabrication des sirops de glucose-fructose utilisés dans l'industrie agroalimentaire. Pour contextualiser rapidement :

glucose isomérase immobilisée

Si on en croit les brevets déposés consultables en ligne, les glucose isomérases immobilisées seraient souvent adsorbées sur support particulaire sous forme réticulées au glutaraldéhyde (on retouve ce qu'on a vu juste avant).

Note : ces fameux sirops de fructose-glucose sont très utilisés dans l'industrie alimentaire des sodas (entre autres) et ne sont pas pour rien dans l'épidémie mondiale d'obésité et de diabète de type 2. Mais c'est une autre histoire.


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