Biokatalyysi on käyttää katalyyttien luonnollisia, kuten entsyymit , ja reaktio orgaanisen synteesin . Tätä varten käytetään enemmän tai vähemmän eristettyjä entsyymejä ja / tai entsyymejä, jotka ovat edelleen elävissä soluissa.
Viime aikoina mikrobien sähkösynteesin kehityksen myötä on ollut mahdollista käyttää anodilla ja katodilla viljeltyjä mikrobibiofilmejä katalysoimaan sähkökemiallisia reaktioita, jotka mahdollistavat kiinnostavien orgaanisten molekyylien tuotannon.
Entsyymien löytämisen tarkkaa päivämäärää ei tunneta.
Spallanzani havaitsi ja kuvasi toimintaa elävän solun ulkopuolella jo vuonna 1783. Hän totesi, että haukkojen mahalaukun mehu " nesteytti " lihaa .
Muut samanlaisia havaintoja jälkeen, mutta ensimmäinen löytö entsyymin yleensä hyvitetään Payen ja Persoz joka on 1833 käsitellään vesipitoisessa maltaan uute kanssa etanolilla ja näin saostuneet lämpölabiili ainetta, joka aloittaa hydrolyysi tärkkelyksen . He kutsuivat tätä jaetta " diastaasiksi ". Nykyään tiedetään, että diastaasi oli epäpuhdas amylaasivalmiste .
Sana entsyymi ( kreikan kielellä "hiivassa ") ilmestyi vuonna 1878 : Kühne ehdotti sen erottamista " organisoidut fermentit " (koko mikro-organismi) tai " epäorgaaniset " (mikro-organismien erittämät).
Vuonna 1897 Bertrand havaitsi, että jotkut entsyymit vaativat "dialysoitavia tekijöitä" katalyyttisen aktiivisuuden saavuttamiseksi: näitä aineita kutsuttiin " koentsyymeiksi ".
Alkaen alusta XX : nnen vuosisadan monet yritetään puhdistaa entsyymien ja kuvata niiden katalyyttinen aktiivisuus mitattuna tarkka matematiikassa.
Vuonna 1902 Henri ehdotti, että entsyymisubstraattikompleksi olisi pakollinen välituote katalyyttisessä reaktiossa. Se antaa myös matemaattisen yhtälön, jossa otetaan huomioon substraatin pitoisuuden vaikutus reaktionopeuteen. Vaikutus pH on entsymaattinen aktiivisuus osoitettiin Sorensen on 1909 , Sitten 1913 , että Michaelis ja Mentenin löysi Henri yhtälö. Tämä yhtälö perustuu yksinkertaisiin kemiallisen tasapainon periaatteisiin.
Se, että entsyymit ovat proteiineja, hyväksyttiin vasta 1920- luvun lopulla .
Lopuksi vuonna 1965 Monod, Wyman ja Changeux esittivät kineettisen mallin allosteerisille entsyymeille (säätelyentsyymit, jotka antavat sigmoidiset ja ei- hyperboliset nopeuskäyrät ).
Lopussa on XX th -luvulla, teollisuus kehittää reaktoreita teollisuudenaloilla, mukaan lukien vihreän kemian ja hieno kemia ja pyrkii paremmin jätteen kierrätystä agribusiness , maatalous- ihmisille, tai puhdistuma (ja haihtuvien orgaanisten yhdisteiden nimeltään "VOC" esimerkiksi kautta tai ionogels kykenee inertoivat tiettyjen myrkkyjen ( raskasmetallit esimerkiksi).
Pyrimme erityisesti "kopioimaan" ( jäljittelemään ) luonnollisia biokatalyysimekanismeja, jotka tapahtuvat vedessä , ympäristön lämpötilassa ja kuluttavat vähän energiaa ja vähän katalyyttejä, jotka olisivat harvinaisia tai uusiutumattomia luonnonvaroja (esimerkiksi jalometallit). Biofilmien käyttöä on siis testattu yhdistettynä entsyymeihin energian tuottamiseksi uudessa polttokennomallissa .
Entsyymit voivat kompensoida niiden anteliaisuuden puutteen ylimääräisellä valikoivuudella, jopa enantioselektiivisyydellä ja regioselektiivisyydellä. Tämä tekee niistä valitsemansa työkalut synteesireaktioiden suorittamiseksi olosuhteissa, jotka ovat erityisen yhteensopivia ympäristön säilyttämisen kanssa (vesipitoinen väliaine tai orgaaninen väliaine, mukaan lukien orgaaninen liuotin , aerobinen tai anaerobinen, ei-äärimmäisen pH: n läsnä ollessa, matalissa lämpötiloissa tai päinvastoin eksoottisemmissa tai äärimmäisissä olosuhteissa, esimerkiksi ylikriittisessä CO2: ssa tai mikroaalloissa
Uusiutuvien raaka-aineiden, siten biologisen alkuperän, lisääntyvä käyttö kestävän kehityksen edellytysten edistämiseksi voi vain lisätä esimerkkejä biokatalyyttien käytöstä.
Yhä useammin nämä ovat molekyylibiologian työkaluja yhdistettynä rakennebiologian ja " in silico " -mallinnuksen välineisiin . Yhdessä ne mahdollistavat uusien entsyymien lähteiden monipuolistamisen, niiden tehokkuuden ja vakauden parantamisen, mutta myös alkuperäisten biokatalyyttien suunnittelun, jotka kykenevät toteuttamaan uusia reaktioita.
On myös mahdollista käyttää molekyylikohteita immuunijärjestelmästä johdettujen katalyyttisten vasta-aineiden ansiosta , etuna "korkea substraattispesifisyys ja (...) vahva regio- ja enantioselektiivisyys" .
Berliini, Springer-Verlag.