Développement d'un châssis bactérien pour la synthèse d'amines

La synthèse biocatalytique d’amines chirales à partir de composés carbonylés et d’ammoniac représente une avancée majeure en chimie de synthèse durable. L’utilisation de cellules entières pour les réactions de bioamination présente des avantages tels qu’un faible coût de préparation et une applicabilité directe ; cependant, la toxicité des amines limite souvent ces réactions lorsqu’elles sont réalisées avec des cellules vivantes. Cette thèse porte sur la génération, la caractérisation et l’application biocatalytique de bactéries tolérantes aux amines pour une synthèse durable et à haut rendement d’amines. Nous avons utilisé l’évolution adaptative en laboratoire pour générer des souches d’Escherichia coli tolérantes aux amines, permettant l’amination réductrice énantiosélective de cétones prochirales, atteignant des rendements allant jusqu’à 80 % à des concentrations élevées de substrat (jusqu’à 23 g L-1), sans ajout de cofacteurs.De plus, les souches adaptées ont permis la bioamination d’alcools avec une efficacité modérée à bonne — surpassant généralement les cellules non adaptées — et ont rendu possible la bioproduction d’amines alkyles à chaîne courte par décarboxylation enzymatique de précurseurs amino-acides. L’analyse génomique des souches tolérantes aux amines a révélé une réponse adaptative multifactorielle — impliquant principalement des modifications membranaires, des mécanismes de gestion du stress et de régulation — conférant une résistance croisée à des amines de structures variées, probablement via un renforcement cellulaire ou une exclusion des amines. Collectivement, cette thèse approfondit notre compréhension de l’adaptation microbienne au stress chimique et fait progresser le développement de biocatalyseurs robustes à cellules entières pour la production d’amines.