Le complexe multienzymatique impliqué dans la réaction du gaz à l'eau (WGSR)
Actuellement, la réaction industrielle du gaz à l'eau (WGSR, CO + H₂O → CO₂ + H₂) est largement utilisée pour la valorisation du gaz de synthèse (syngas). Elle permet d'ajuster les ratios H₂/CO en vue de la production de produits chimiques de comodité et d'hydrocarbures liquides.
Les carboxydotrophes hydrogénogènes sont capables d'utiliser le CO comme unique source d'énergie via la WGSR, qui représente une alternative verte et économiquement avantageuse à la réaction industrielle. Cette réaction biologique est catalysée par deux enzymes : une monoxyde de carbone déshydrogénase (CODH) à NiFe monofonctionnelle et une hydrogénase NiFe dont la produciton est induite par le CO et impliquée dans la conservation d'énergie (ECH : Energy converting hydrogenase).
D'un point de vue fondamental, comprendre les complexes multi-enzymatiques impliqués dans le métabolisme microbien du CO constitue un véritable défi. Nos bactéries modèles seront la bactérie mésophile Rhodospirillum rubrum et la bactérie thermophile Carboxydothermus hydrogenoformans. Pour atteindre cet objectif, notre projet repose sur des approches complémentaires faisant appel à de la spectroscopie avancée, à la biochimie, à la chimie théorique avancée et à des approches structurales afin de caractériser la CODH et l'ECH, encore peu décrites dans la littérature. Notre but esst de mieux comprendre le mécanisme réactionnel de la CODH et de l'ECH. Dans ce dernier cas, l'enzyme modèle sera l'ECH de l'archée méthanogène Methanosarcina barkeri, dont la purification a déjà été décrite.