La régiosélectivité qualifie la préférence d’une lipase

Les lipases

Régiosélectivité

La régiosélectivité qualifie la préférence d’une lipase à interagir avec l’une des fonctions spécifiquement, lorsqu’un substrat présente plusieurs fonctions identiques dans des positions différentes (schéma 1.8). Dans de nombreuses études, les lipases sont utilisées pour catalyser sélectivement et avec des rendements élevés la O-acylation de nombreux substrats polyhydroxylés, tels que des sucres, des polyalcools ou des flavonoïdes29,30 . Schéma 1.8. La régiosélectivité des lipases vis-à-vis de groupes fonctionnels identiques présents au même substrat. La lipase de Candida antarctica B par exemple, montre une plus grande affinité pour les alcools primaires par rapport aux alcools secondaires.

Chen et al. 31 ont utilisé cette propriété de la CALB pour acyler un analogue synthétique de la cytidine, la 5-azacytidine avec laurate de vinyle, en position 5 –OH permettant ainsi d’avoir La 5’-O-lauryl-5-azacytidine qui est plus liposoluble et plus stable dans l’organisme que la 5-azacytidine31 . Le tableau 1.2 donne quelques exemples de la régiosélectivité de la lipase de Candida antarctica B avec différents substrats. On remarque que l’enzyme est fortement régiosélective pour les fonctions alcools primaires.  Tableau 1.2. Exemples de la régiosélectivité de la lipase Candida antarctica B avec différents substrats. Substrats A Substrats B Fonctions acylés Conversion Références Butanoate de vinyle Propane-1,2-diol -OH position 1 100% 32 Caprylate de vinyle D-allose -OH position 6 90% 33 Laurate de vinyle Naringine -OH position 6 70% 34 Acide laurique Propane-1,2-diol -OH position 1 54% 35 Acétate de vinyle Andrographolide -OH position 14 96%

Enantiosélectivité

Les lipases sont utilisées en chimie organique pour leur chimio- et régiosélectivité mais surtout pour leur énantiosélectivité lors de la résolution des mélanges racémiques d’alcools et d’amines secondaires ou des esters chiraux. 

Chiralité et énantiosélectivité

Dans la nature, de nombreuses molécules sont chirales. Bien que les énantiomères aient des propriétés physiques essentiellement identiques dans un environnement non chiral, leur manque de symétrie leur confère des propriétés uniques. Les énantiomères génèrent différentes réponses physiques dans nos corps. Par exemple, (S)- limonène est perçu comme un parfum de citron, tandis que l’autre énantiomère, la forme (R), est détecté comme un parfum orange. La configuration absolue de la molécule est souvent importante dans les processus biologiques. Pour cette raison, la FDA (Food and Drug Administration) exige à toute société  pharmaceutique qui souhaiterait mettre sur le marché un nouveau composé racémique, de mettre en évidence, séparément, les caractéristiques de chaque énantiomère de ce composé racémique37.

De cet effet, l’énantiosélectivité des lipases pour la synthèse des molécules énantiomériquement pures trouve une large application dans ce domaine38 . L’énantiosélectivité d’une enzyme est sa capacité à discriminer entre deux énantiomères d’un mélange racémique. Les lipases sont capables de faire la différence entre deux molécules énantiomères comme par exemple des alcools secondaires. La reconnaissance moléculaire entre l’enzyme et les énantiomères a été identifiée comme un paramètre clé responsable de l’énantiosélectivité des lipases. Selon le modèle de Kazlauskas et al. 39 l’énantiopréférence est basée sur les différentes tailles des deux poches qui constituent le site actif, la différence de taille entre les deux substituants de l’alcool secondaire et sur leur positionnement distinct dans les poches du site actif des lipases de Pseudomonas cepacia et de Candida rugosa (figure 1.5).