Les usines chimiques du monde entier auront-elles à l'avenir une odeur de vacances à la plage ?
Une équipe de chercheurs découvre comment les algues peuvent aider à la fabrication de produits chimiques quotidiens
Les produits chimiques contenant du chlore font partie intégrante de notre quotidien. Cependant, la chloration, c'est-à-dire l'incorporation du chlore dans les composés, est difficile et constitue souvent une charge pour l'homme et l'environnement, mais elle est difficilement remplaçable. Une équipe dirigée par la chimiste Tanja Gulder de l'Université de la Sarre vient de faire une découverte qui pourrait ouvrir la voie à une chloration écologique de composés chimiques, comme les plastiques ou les substances médicamenteuses, grâce à l'algue bleue. Leur méthode a été publiée dans la revue spécialisée Nature Communications.
De nombreux produits que nous utilisons dans notre vie quotidienne contiennent des atomes de chlore qui déterminent de manière significative leurs propriétés. Ils sont partout, à commencer par le désinfectant de la piscine, les plastiques et les vêtements, ainsi que de nombreux médicaments. Sans les substances chlorées, notre vie moderne ne serait pas possible. "Le chlorure de polyvinyle, PVC, par exemple, n'existerait pas s'il n'y avait pas de chlore dedans", explique Tanja Gulder, professeur de chimie organique à l'université de la Sarre. L'introduction des atomes de chlore dans les composés de base, appelée chloration, qui est nécessaire à la fabrication de ces matériaux quotidiens, est toutefois très problématique : "Le chlore gazeux est toxique pour nous, et la chloration par le chlore gazeux n'est pas non plus très respectueuse de l'environnement", explique la chimiste.
Mais grâce à ses recherches, cela pourrait changer à l'avenir. Tanja Gulder et son équipe ont en effet trouvé un moyen de chlorer des composés sans utiliser de gaz chloré toxique et polluant. Pour ce faire, ils se sont penchés sur une enzyme qui est en fait connue depuis longtemps. Cependant, jusqu'à présent, tous les scientifiques n'avaient tout simplement pas regardé au bon endroit de l'enzyme. En effet, pour simplifier, la musique dans l'enzyme lors de la chloration ne joue pas à l'endroit où les spécialistes s'attendent à la trouver.
L'enzyme en question est ce qu'on appelle des haloperoxydases dépendantes du vanadium, en abrégé VHPO, qui contiennent du vanadate, un sel de l'élément vanadium. "Ces enzymes sont surtout présentes dans les algues bleues et brunes et donnent à la mer cette 'odeur d'algue' typique lorsque les algues sont sur la plage", explique Tanja Gulder. Cette enzyme intéressante possède, comme toutes les enzymes, un centre dit actif qui réagit lorsqu'une réaction catalytique se met en place, dans le cas des algues une bromation. C'est pourquoi l'enzyme peut en principe être utilisée pour la chloration. Il faut toutefois l'y inciter, car elle ne le fait pas naturellement. "Pour y parvenir, tout le monde a toujours regardé le centre actif de l'enzyme des algues bleues. Mais personne n'avait encore compris ce qui se passait exactement. C'est pourquoi nous n'avons pas encore pu utiliser les VHPO pour trouver des alternatives écologiques à la chloration au chlore gazeux", explique Tanja Gulder à propos de l'état des choses.
"Mais nous avons maintenant examiné certaines séquences de protéines de ces VHPO avec des bioinformaticiens de l'université de Leipzig et nous avons découvert quelque chose de tout à fait nouveau. En effet, il est intéressant de constater que les modifications de la molécule ne se produisent pas dans le centre actif lorsque nous échangeons des acides aminés dans le modèle informatique afin de déterminer lequel est le plus approprié pour déclencher une chloration", explique la scientifique. Au lieu de cela, les structures moléculaires ont changé en dehors du centre actif, qui était jusqu'à présent le centre d'intérêt des scientifiques du monde entier.
"Jusqu'à présent, nous avons donc tout simplement toujours regardé au mauvais endroit dans la protéine", constate sobrement Tanja Gulder. "C'est quelque chose de complètement nouveau, que nous n'avions jamais vu jusqu'à présent dans cette classe d'enzymes", explique-t-elle à propos de cette découverte, qui vient d'être publiée dans la revue spécialisée de haut niveau Nature Communications. "C'est peut-être comparable à une voiture dont on change l'essuie-glace et qui peut alors rouler à 300 km/h au lieu de 150 !"
Maintenant que les spécialistes savent où regarder pour déclencher de manière ciblée la chloration de l'enzyme de l'algue bleue, cela offre également l'opportunité d'étudier de nouveaux procédés de chloration respectueux de l'environnement qui pourraient se passer de l'utilisation du gaz de chlore toxique. Si, à l'avenir, les usines chimiques du monde entier sentent les vacances à la plage, on en connaîtra la raison.
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Allemand peut être trouvé ici.
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