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La dépolymérisation biologique des lignines a fait l'objet de nombreuses études afin de développer des procédés sélectifs et respectueux de l'environnement visant à valoriser les lignines en aromatiques. Cependant, la dégradation de ces polymères aromatiques conduit à des mélanges hétérogènes d'oligomères aromatiques, ce qui limite leur valorisation industrielle. La voie éthérolytique de la probactérie du sol Sphingobium paucimobilis, qui agit comme un "entonnoir métabolique" pour raffiner la "soupe" hétérogène de composés dérivés de la lignine de faible masse moléculaire, implique des enzymes appelées "Lig", qui fonctionne avec des déshydrogénases à NAD et des β-étherases.

L'application de ces enzymes Lig est une voie prometteuse pour le développement de biotechnologies pour la valorisation de la lignine, mais elle est limitée par la nécessité de régénérer le cofacteur NAD et de séparer les produits des enzymes. Afin de lever ces limitations, nous avons conçu un système bioélectrochimique combinant la régénération électrochimique in situ du cofacteur NAD⁺ avec l'immobilisation de cinq enzymes sur une seule surface d'électrode capable de catalyser la β-étherolyse spécifique des liaison β-O-4 éther arylique. La capacité bioélectrocatalytique de cette bioélectrode β-étherolytique à cliver spécifiquement les liaisons β-éther a été évaluée à l'aide d'un modèle de substrat une efficacité de 22% par heure.

Contact : sofiene.abdellaoui@univ-reims.fr

Lire : Mishyn, V.; Abdallah, L.; Carducci, N. G. G.; Floret, J.; Hickey, D. P.; Abdellaoui, S., Bioelectrocatalytic Refining of Lignin Fragments Using a Bioinspired β-Etherolytic Bioanode. ACS Catalysis 2023, 16258-16265. https://doi.org/10.1021/acscatal.3c05037