Thèse en biocatalyse : synthèse et valorisation d'alpha-hydroxycétones

Le sujet de thèse sera développé à l'Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF) de l' Université Clermont Auvergne (UCA) dans le groupe du prof. L. Hecquet dont la spécificité est la biocatalyse. Il s'appuiera également sur des collaborations européennes et industielles.

L'utilisation d'enzymes en synthèse organique vise à répondre aux défis d'une chimie écocompatible permettant des économies de temps, de ressources, de réactifs et d'énergie, tout en réduisant les déchets toxiques.

Le sujet de thèse consistera à obtenir des alpha-hydroxycétones non symétriques par formation de liaison C-C en présence d'enzyme principalement la transcétolase (TK). Afin d'élargir son spectre d'activité, des banques de TK  mutées seront conçues et produites avec l'appui de la plateforme modélisation moléculaire et de la plateforme microbiologie de l'ICCF. Les TKs seront criblées en présence des substrats d'intérêt et les plus efficaces seront utilisées en biocatalyse pour accéder aux alpha-hydroxycétones d'intérêt valorisables  en chimie fine (arômes, herbicides). Les TKs mutées libres ou immobilisées pourront être combinées avec d'autres enzymes dans des réactions en cascade. 

Le doctorant basé à l'ICCF sera en charge du criblage des banques d'enzymes mutées en utilisant des tests spécialement conçus, l'identification et la caractérisation des enzymes les plus efficaces et enfin l'optimisation des conditions réactionnelles pour la synthèse des molécules d’intérêt (incluant la purification et l’identification structurale des produits obtenus). L'obtention des bibliothèques d’enzymes mutées  sera prise en charge par un ingénieur de la plate forme de microbiologie de l'ICCF.

L'Institut de Chimie de Clermont-Ferrand (ICCF) compte 122 permanents et 197 contractuels (doctorants, post-doctorants, CDD). Il a pour vocation de fédérer les activités de recherche en chimie du site avec l'appui de nos  tutelles : le CNRS, l'Université Clermont Auvergne (UCA). L'ICCF est structuré en six équipes de recherche pluridisciplinaires : chimie/santé ; chimie / biologie ; chimie physique ; chimie des matériaux.

Les activités de recherche de l'ICCF s'appuient sur un parc instrumental très large dont les équipements sont répartis dans trois Services Scientifiques et Techniques tels que la bioorganique (service de microbiologie, plateforme de croblage robotisée, modélisation moléculaire, chimiothèque), la spectroscopie (RMN, Masse, Raman, RPE) et la caractérisation physico-chimique (AFM, Chromatographie, DRX, Plasma) .  

Un atout fort de notre Institut est également la possibilité de pouvoir allier recherche académique et transferts technologiques, illustrée par des laboratoires communs de recherche  notamment avec la manufacture MICHELIN et aussi par des liens forts avec l'économie régionale (région AURA, interactions fortes avec pôles de compétitivité) et des contrats avec de grands groupes nationaux et internationaux générateurs de brevets.

Le doctorant sera en charge du criblage des banques d'enzymes (générées par l'ingénieur biologiste de l'ICCF) en utilisant des tests spécialement conçus, l'identification et la caractérisation des enzymes les plus efficaces et enfin l'optimisation des conditions réactionnelles pour la synthèse des molécules d’intérêt (incluant la purification et l’identification structurale des produits obtenus).

Le doctorant aura de solides bases en chimie organique (purification et caractérisation de molécules organiques) et des connaissances théoriques (des compétences pratiques seraient appréciées) en biochimie (tests enzymatiques et études cinétiques) et en biocatalyse (utilisation et mise en oeuvre d'enzymes dans des réactions de synthèse).