Biyokataliz kullanılmasıdır katalizörler gibi doğal, enzim bir reaksiyonda, organik sentez . Bunun için az çok izole edilmiş enzimler ve / veya canlı hücrelerde bulunan enzimler kullanılır.
Son zamanlarda, Mikrobiyal Elektrosentezdeki gelişmelerle, ilgili organik moleküllerin üretimine izin veren elektrokimyasal reaksiyonları katalize etmek için bir anot ve bir katot üzerinde yetiştirilen mikrobiyal biyofilmlerin kullanılması mümkün olmuştur.
Enzimlerin keşfedildiği kesin tarih bilinmemektedir.
Canlı bir hücrenin dışındaki bir aktivite , etin şahinlerin mide suyuyla " sıvılaştırıldığını " belirten Spallanzani tarafından 1783 gibi erken bir tarihte gözlemlendi ve tanımlandı .
Diğer benzer gözlemler takip edildi, ancak bir enzimin ilk keşfi genellikle, 1833'te sulu bir malt ekstraktını etanol ile işleyen ve böylece nişastanın hidrolizini başlatan ısıya dayanıksız bir maddeyi çökelten Payen ve Persoz'a yatırıldı . Bu fraksiyona " diyastaz " adını verdiler . Günümüzde, diastazın saf olmayan bir amilaz preparatı olduğu bilinmektedir .
Enzim kelimesi ( Yunanca " mayada ") 1878'de ortaya çıktı : Kühne, " organize mayalar " (tüm mikroorganizma) veya " inorganize " (mikroorganizmalar tarafından atılan ) arasında ayrım yapmayı önerdi .
Bu oldu 1897 bu maddeler "olarak adlandırılan: Bertrand bazı enzimlerin katalitik aktiviteye sahip olduğu "diyaliz faktörleri" gerekli olduğu gözlenen koenzimler ".
Başından XX inci yüzyılda, pek çok deneme enzimler arındırmak ve açısından kesin matematik katalitik aktiviteyi tanımlamak için yapılır.
1902'de Henri, bir enzim-substrat kompleksinin katalitik reaksiyonda zorunlu bir ara madde olduğunu öne sürdü. Ayrıca, substrat konsantrasyonunun reaksiyon hızı üzerindeki etkisini hesaba katan matematiksel bir denklem verir. Etkisi pH enzimatik etkinlik üzerinde Sorensen ile gösterilmiştir 1909 yılında Daha sonra, 1913 Michaelis ve Menten Henri denklemi yeniden keşfedilmiş olduğu. Bu denklem basit kimyasal denge ilkelerine dayanmaktadır.
Enzimlerin protein olduğu gerçeği 1920'lerin sonlarına kadar kabul edilmedi .
Son olarak, 1965'te Monod, Wyman ve Changeux, allosterik enzimler ( sigmoid ve hiperbolik olmayan hız eğrileri veren düzenleyici enzimler) için kinetik bir model sundu .
Sonunda XX inci yüzyılın endüstri için dahil olmak üzere, endüstriyel ölçek için reaktörler geliştirir yeşil kimya ve ince kimyasalları ve daha iyi geri dönüşüm atık amaçlayan tarım arasında (Tarımsal insan ya da temizlenmesi için uçucu organik bileşikler , örneğin vasıtasıyla da "VOC" olarak adlandırılan ionogels edebilen tesirsiz kılıcı bazı toksik atıkları ( ağır metaller gibi).
Özellikle suda , ortam sıcaklığında ve az enerji ve nadir bulunan veya yenilenemeyen doğal kaynaklar (örneğin değerli metaller) olabilecek az sayıda katalizör tüketerek meydana gelen doğal biyokataliz mekanizmalarını daha iyi "kopyalamaya" ( taklit etmeye) çalışıyoruz . ). Bu nedenle, yeni bir yakıt hücresi modelinde enerji üretmek için enzimlerle ilişkilendirilen biyofilmlerin kullanımı test edilmiştir .
Enzimler, genellik eksikliklerini olağanüstü seçicilik, hatta enantioseçicilik ve bölgesel seçicilikle telafi edebilir. Bu, onları, özellikle çevrenin korunmasıyla uyumlu koşullar altında sentez reaksiyonlarını gerçekleştirmek için tercih edilen araçlar haline getirir (sulu ortam veya organik çözücü , aerobik veya anaerobik, aşırı olmayan bir pH varlığında organik ortam) düşük sıcaklıklar veya tam tersine daha egzotik veya aşırı koşullarda; örneğin süper kritik CO2 veya mikrodalgalarda
Sürdürülebilir kalkınma koşullarını teşvik etmek için yenilenebilir, dolayısıyla biyolojik kökenli hammaddelerin artan kullanımı, yalnızca biyokatalizörlerin kullanım örneklerini artırabilir.
Giderek daha fazla, bunlar yapısal biyoloji ve " in siliko " modellemeyle birleştirilen moleküler biyolojinin araçlarıdır . Birlikte, yeni enzimlerin kaynaklarını çeşitlendirmeyi, verimliliklerini ve stabilitelerini iyileştirmeyi ve aynı zamanda yeni reaksiyonları gerçekleştirebilen orijinal biyokatalizörleri tasarlamayı mümkün kılarlar.
Bağışıklık sisteminden türetilen katalitik antikorlar sayesinde , "yüksek substrat özgüllüğü ve (...) güçlü bölge ve enantioseçicilik" avantajı ile moleküler hedeflerin kullanılması da mümkündür .
Berlin, Springer-Verlag.