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Enzymes en milieux non conventionnels - Coggle Diagram
Enzymes en milieux non conventionnels
Milieux aqueux peu hydratés
Tampon contenant des composés hydrosolubles à forte concentration
Co-solvants utilisés :
Sucres et polyols (réduisent la disponibilité de l'eau)
Paramètres modifiés
:check: Stabilité augmente
:red_cross: Diminution de l'activité pour des fortes concentrations en co-solvants
:warning: Modulation de la spécificité
:warning: Variations de la régulation (rôle + ou - sur l'activité de l'enzyme)
Solvants organiques
Avantages
:check: Augmentent la surface de contact entre E et S
Utilisation de milieux particuliers
Réaction sans solvant : réacteur solide-gaz
:check: Adapté pour les E thermostables
Réactions en S purs
2 S organiques liquides et miscibles
E en poudre en suspension
But : augmenter fortement les concentrations en S insoluble dans l'eau
:check: Concentrations élevées
:check: Réactions non conventionnelles efficaces
:red_cross: Limité à un petit nb de réactions
:red_cross: Nombreux contrôles nécessaires
Utilisation de solvants purs
Solvant organique immiscible dans l'eau contenant des S et P
E en poudre en suspension
:check: Efficace pour les réactions non conventionnelles
:red_cross: Difficulté de contrôler la teneur en eau
:warning: Le solvant peut dénaturer E
Milieux microstructurés
:check: Interface très grande
:red_cross: Milieu instable
Micelles indirectes
Phase organique : S et P
Micelle : E
Micelles directes
Phase aqueuse : E
Micelles : S et P
Milieux biphasiques
1 phase organique : S et P
1 phase aqueuse : E
But :Utiliser des S et P insolubles dans l'eau
:warning: La réaction dépend du coef de partage de S et P
:warning: Effet inhibiteur possible du solvant sur E à l'interface
:warning: Réaction uniquement à l'interface pour certaines E
Milieux monophasiques
Contenant un solvant organique
But : augmenter la solubilité des S et P
Adsorption en surface de billes
Augmentation de la solubilité de E dans le milieu
Augmentation de l'agitation
Augmentation interface E et S
Diminution tension superficielle
:check: Thermostabilité accrue
:check: Réduction des réactions secondaires d'hydrolyse
:check: Meilleure solubilité des S apolaires
:check: Shift des équilibres thermodynamiques vers la synthèse
:check: Immobilisation de E non nécessaire ou facile par adsorption
:check: Élimination des contaminations bactériennes
Immobilisation
Pour pouvoir récupérer et réutiliser l'E
Confinement/ inclusion
Gel
E dans gel chimique ou biologique
Réseau 3D : polymère insoluble + eau
S rentre et transformé et P en sort
:check: Rendement d'immobilisation très élevé
:check: Rendement d'activité très élevé
:check: Stabilité cellulaire élevée
:red_cross: Stabilité enzymatique faible
Polymérisation en masse
Monomère d'E dans réseau 3D de polymère et phase aqueuse
Polymérisation en billes
Émulsion de l'hydrogène + E
1 bactérie par bille d'alginate
La division bactérie étire la bille puis expulsion
Billes baignent dans la phase organique
Fibres
Fibres normales
E en billes dans phase aqueuse
Phase organique avec acétate de cellulose
Émulsion extrudée dans bain de coagulation
Obtention d'une fibre séchée sous vide pour éliminer les solvants
Au final : fibre de polyacétate de cellulose avec bille E dans phase aqueuse
Fibres creuses
E fixée à la fibre
S qui passe à l'intérieur de la fibre
P dirigé vers le perméat
Soutirage du perméat
:check: Utilisation en réacteurs continus
:red_cross: Stabilité nulle
Mise en jeu de liaisons
Adsoprtion
Par liaisons covalentes
Activation des groupements de l'E ou ceux du support
Liens covalents entre E et support
:check: Rendement d'immobilisation élevé
:check: Stabilité élevée
:red_cross: Rendement d'activité faible à moyen
Par liaisons non covalentes
Liaisons de faibles énergie
Entre E et support
En jouant sur le pH
:check: Simple à mettre en oeuvre
:check: Rendement d'activité élevé
:check: Régénération du support ( remplace E inactive par active)
:red_cross: Rendement d'immobilisation faible
:red_cross: Risque de désorption
Réticulation
E fait partie du réseau, elle le constitue
Utilisation agent réticulant chimique (glutaraldéhyde)
Liens covalents avec groupements amines de E
Étape préliminaire de polymérisation
:check: Rendement d'immobilisation très élevé
:check: Stabilité élevée
:red_cross: Rendement d'activité faible à moyen
:red_cross: Difficulté pour S d'atteindre E