Enzymes
Depuis 1990, on recense environ 125 articles
publiés présentant des études d'activités enzymatiques de microalgues, essentiellement dans les
domaines de la physiologie et de la biochimie
comparées (annexe II). Comparativement, la
recherche d'enzymes de microalgues avec un but
de valorisation est quasi absente de la littérature, ce
qui implique une première étape d'identification
des débouchés éventuels pour ces biocatalyseurs.
Les enzymes de faible valeur utilisées en grande
quantité, comme celles destinées aux besoins de
l'agro-alimentaire ou des détergents, ne présentent
pas d'opportunités sérieuses pour la valorisation
des microalgues. Par contre, dans le domaine des
applications biomédicales ou analytiques, les perspectives de croissance très prometteuses ainsi que
le prix élevé des enzymes permettent d'envisager
des développements à court terme. Les enzymes à
activité anti-radicalaire, de la famille des superoxydes dismutases (SOD), présentent un intérêt
pour le traitement de pathologies chroniques s'accompagnant d'une augmentation du taux de radicaux libres et de formes actives de l'oxygène (voir
« antioxydants », infra), telles que le SIDA, certaines formes de cancers, etc.
8 '
9 '
10 . L'actualité
récente du développement en France d'un site de
production de SOD à partir de la microalgue
P. cruentum illustre les potentialités de valorisation de ce type de recherche pour les microalgues
(sociétés Thaï lia et Scotia Pharmaceuticals). Les
activités antiradicalaires d'origine microalgale
peuvent, par ailleurs, entrer dans la formulation
de soins cosmétiques (complexes anti-âge).
Le domaine des lipides bénéficie actuellement,
pour des raisons de santé publique essentiellement, d'un important effort de recherche (voir
« lipides », supra). Ces études nécessitent simultanément un important effort de caractérisation de
lipases et d'élongases de microalgues, afin de disposer des outils analytiques mais aussi des biocatalyseurs indispensables à l'analyse et à la synthèse des lipides complexes de ces organismes. À
notre connaissance, à ce jour, aucune lipase de
microalgue n'a été purifiée. Des travaux récents
8. Bannister J.V. et al., Rev. Biochem. 1987.
9. Gorecki M. et al., Free Radie. Res. Commun. 1991.
10. Reveillaud I., étal., Mol. Cell. Biol., 1991.
11. Thepenier C, et al., Valorisation industrielle des microalgues
de l'IFREMER ont cependant montré la présence
d'activité lipase
6 , probablement glycolipase, dans
la microalgue Skeletonema costatum.
Enfin, un domaine plus prospectif mais prometteur consiste en la caractérisation d'enzymes psychrophiles et/ou halophiles, permettant la mise en
œuvre de biocatalyses dans des milieux où les
enzymes commerciales ne possèdent que de
faibles stabilités ou activités. À ce titre, la collecte,
la culture et l'étude des souches vivant dans des
biotopes spécifiques permettent de fournir la biomasse nécessaire à la caractérisation de ces nouveaux biocatalyseurs.
Le choix de la production d'enzymes par voie
extractive à partir de microalgues, ou sous forme
de protéines recombinantes sera lié d'une part au
développement des capacités de production des
microalgues (photobioréacteur), et d'autre part, à
la réussite du clonage. En effet, de nombreux problèmes peuvent être rencontrés lors de l'introduction du gène d'une enzyme dans un organisme (levure, bactérie). Ils sont tels que la culture
contrôlée de microalgues en photobioréacteur
pour l'obtention d'enzymes spécifiques pourrait
constituer une solution compétitive vis à vis de la
production par voie recombinante.
Polysaccharides
En dehors des polysaccharides structuraux, certaines microalgues synthétisent des exopolysaccharides. Ces composés hydrophiles et polyanioniques forment une gangue, retiennent l'eau
et piègent les cations permettant ainsi à la
microalgue de résister à la dessiccation. Ces propriétés de concentration ont suggéré des applications biotechnologiques dans le domaine de l'environnement via la détoxication de milieux pollués par les métaux lourds (Pb, As, Hg, Cd.) et
dans le domaine de la biorécupération de
métaux : or, uranium
11 . Les caractéristiques physico-chimiques de ces polymères, notamment
leurs propriétés viscosantes, lubrifiantes et floculantes, ont été mises en avant pour des applications variées, telles : récupération assistée du
, Colloque APRIA-CPE Brest, octobre 1990.
Depuis 1990, on recense environ 125 articles
publiés présentant des études d'activités enzymatiques de microalgues, essentiellement dans les
domaines de la physiologie et de la biochimie
comparées (annexe II). Comparativement, la
recherche d'enzymes de microalgues avec un but
de valorisation est quasi absente de la littérature, ce
qui implique une première étape d'identification
des débouchés éventuels pour ces biocatalyseurs.
Les enzymes de faible valeur utilisées en grande
quantité, comme celles destinées aux besoins de
l'agro-alimentaire ou des détergents, ne présentent
pas d'opportunités sérieuses pour la valorisation
des microalgues. Par contre, dans le domaine des
applications biomédicales ou analytiques, les perspectives de croissance très prometteuses ainsi que
le prix élevé des enzymes permettent d'envisager
des développements à court terme. Les enzymes à
activité anti-radicalaire, de la famille des superoxydes dismutases (SOD), présentent un intérêt
pour le traitement de pathologies chroniques s'accompagnant d'une augmentation du taux de radicaux libres et de formes actives de l'oxygène (voir
« antioxydants », infra), telles que le SIDA, certaines formes de cancers, etc.
8 '
9 '
10 . L'actualité
récente du développement en France d'un site de
production de SOD à partir de la microalgue
P. cruentum illustre les potentialités de valorisation de ce type de recherche pour les microalgues
(sociétés Thaï lia et Scotia Pharmaceuticals). Les
activités antiradicalaires d'origine microalgale
peuvent, par ailleurs, entrer dans la formulation
de soins cosmétiques (complexes anti-âge).
Le domaine des lipides bénéficie actuellement,
pour des raisons de santé publique essentiellement, d'un important effort de recherche (voir
« lipides », supra). Ces études nécessitent simultanément un important effort de caractérisation de
lipases et d'élongases de microalgues, afin de disposer des outils analytiques mais aussi des biocatalyseurs indispensables à l'analyse et à la synthèse des lipides complexes de ces organismes. À
notre connaissance, à ce jour, aucune lipase de
microalgue n'a été purifiée. Des travaux récents
8. Bannister J.V. et al., Rev. Biochem. 1987.
9. Gorecki M. et al., Free Radie. Res. Commun. 1991.
10. Reveillaud I., étal., Mol. Cell. Biol., 1991.
11. Thepenier C, et al., Valorisation industrielle des microalgues
de l'IFREMER ont cependant montré la présence
d'activité lipase
6 , probablement glycolipase, dans
la microalgue Skeletonema costatum.
Enfin, un domaine plus prospectif mais prometteur consiste en la caractérisation d'enzymes psychrophiles et/ou halophiles, permettant la mise en
œuvre de biocatalyses dans des milieux où les
enzymes commerciales ne possèdent que de
faibles stabilités ou activités. À ce titre, la collecte,
la culture et l'étude des souches vivant dans des
biotopes spécifiques permettent de fournir la biomasse nécessaire à la caractérisation de ces nouveaux biocatalyseurs.
Le choix de la production d'enzymes par voie
extractive à partir de microalgues, ou sous forme
de protéines recombinantes sera lié d'une part au
développement des capacités de production des
microalgues (photobioréacteur), et d'autre part, à
la réussite du clonage. En effet, de nombreux problèmes peuvent être rencontrés lors de l'introduction du gène d'une enzyme dans un organisme (levure, bactérie). Ils sont tels que la culture
contrôlée de microalgues en photobioréacteur
pour l'obtention d'enzymes spécifiques pourrait
constituer une solution compétitive vis à vis de la
production par voie recombinante.
Polysaccharides
En dehors des polysaccharides structuraux, certaines microalgues synthétisent des exopolysaccharides. Ces composés hydrophiles et polyanioniques forment une gangue, retiennent l'eau
et piègent les cations permettant ainsi à la
microalgue de résister à la dessiccation. Ces propriétés de concentration ont suggéré des applications biotechnologiques dans le domaine de l'environnement via la détoxication de milieux pollués par les métaux lourds (Pb, As, Hg, Cd.) et
dans le domaine de la biorécupération de
métaux : or, uranium
11 . Les caractéristiques physico-chimiques de ces polymères, notamment
leurs propriétés viscosantes, lubrifiantes et floculantes, ont été mises en avant pour des applications variées, telles : récupération assistée du
, Colloque APRIA-CPE Brest, octobre 1990.