Régénération continue du cofacteur NADH catalysée par la formate déshydrogénase immobilisée en réacteur filtre-presse

Continuous regeneration of NADH cofactor catalyzed by formate dehydrogenase immobilized in a filter press reactor

• Auteur / Autrice : Jérôme Roche
• Direction : Karine Groenen Serrano
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2011
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Hydrogénases

Relations structure-activité

Enzymes

NAD (coenzyme)

Mots clés libres

Réacteur microstructuré

Cofacteur enzymatique

Procédé

Immobilisation enzymatique

Modélisation

Résumé

Le cofacteur nicotinamide adénine dinucléotide (NADH) est indispensable à l'avancement des réactions enzymatiques catalysées par les enzymes de la famille des déshydrogénases. Ces réactions permettent notamment l'obtention de molécules chirales à hautes valeurs ajoutées avec des puretés optiques supérieures à 99%. Cependant, le coût prohibitif de NADH interdit son ajout en quantité stœchiométrique lors des synthèses, celui-ci doit donc être régénéré in situ lors de la réaction. Une méthode de régénération enzymatique employant la formate déshydrogénase immobilisée dans un réacteur filtre-presse est développée en partant de l'immobilisation de l'enzyme jusqu'à la mise en œuvre in situ du procédé lors de la synthèse d'une molécule modèle, le L-lactate. Le comportement du système en flux continu dans un réacteur filtre-presse micro-structuré est étudié expérimentalement et une simulation du profil de concentration permet de mettre en évidence le phénomène limitant l'avancement de la réaction.

The cofactor nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) is used during enzymatic reactions catalyzed by the enzymes of the dehydrogenase group. Those reactions can lead to optically active compounds with high value added and an enantiomeric excess of more than 99%. However, the high cost of NADH does not allow its use in stoechiometric amount during enzymatic synthesis; it has to be regenerated in situ during the reaction. A regeneration pathway using formate dehydrogenase immobilized in a filter press reactor is developed from the enzyme immobilization to the process implementation in situ for the synthesis of a model compound, the L-lactate. The behavior of the system in a continuous flow micro-structured reactor is studied and a simulation of the concentration profile in the reactor is used to determine the reaction limitation.