Société Française de Biochimie et Biologie Moléculaire


DAMIEN SORIGUÉ - JUIN 2021

CEA, BIOSCIENCE AND BIOTECHNOLOGY INSTITUTE OF AIX-MARSEILLE - Team "Bioenergy and Microalgae EBM "

"Mechanism and dynamics of fatty acid photodecarboxylase"

Science (2021) 372; 6538. http://doi.org/10.1126/science.abd5687 D. Sorigué, K. Hadjidemetriou, S. Blangy, G. Gotthard, A. Bonvalet, N. Coquelle, P. Samire, A. Aleksandrov, L. Antonucci, A. Benachir, S. Boutet, M. Byrdin, M. Cammarata, S. Carbajo, S. Cuiné, R. B. Doak, L. Foucar, A. Gorel, M. Grünbein, E. Hartmann, R. Hienerwadel, M. Hilpert, M. Kloos, T. J. Lane, B. Légeret, P. Legrand, Y. Li-Beisson, S. L. Y. Moulin, D. Nurizzo, G. Peltier, G. Schirò, R. L. Shoeman, M. Sliwa, X. Solinas, B. Zhuang, T. R. M. Barends, J.-P. Colletier, M. Joffre, A. Royant, C. Berthomieu, M. Weik, T. Domratcheva, K. Brettel, M. H. Vos, I. Schlichting, P. Arnoux, P. Müller, F. Beisson.

Cv

Agé de 31 ans, Damien Sorigué a effectué ses études à la faculté des sciences de Luminy (Aix Marseille Université) où il a obtenu un Master de Microbiologie, Biologie Végétale et Biotechnologie (MBVB). Il a réalisé son master 2, sa thèse et un post doctorat dans l’équipe Bioénergie et Microalgues (EBM) Cea Cadarache - BIAM. Cette équipe étudie entre autres le métabolisme des lipides chez les microalgues. Damien est maintenant jeune chercheur dans l’équipe où il continue de travailler sur l’enzyme “Fatty acid photodecarboxylase (FAP)” qui convertit des acides gras en hydrocarbures en utilisant l’énergie lumineuse. Cette enzyme offre de nombreuses perspectives biotechnologiques, en permettant la production des hydrocarbures de façon biosourcée pour la chimie, les cosmétiques ou encore les carburants. En utilisant différentes approches biophysiques et biochimiques, Damien Sorigué et ses collaborateurs ont résolu le mécanisme enzymatique et la structure du site actif. Une vidéo ludique présente les résultats obtenus. https://www.youtube.com/watch?v=pzFyAJLlDDU. La possibilité de déclencher les réactions enzymatiques de façon synchronisée permet de caractériser des réactions chimiques de quelques picosecondes en utilisant des techniques de spectroscopie ultrarapide, ou cristallographie sérielle résolue en temps (XFEL). L’étude de ces phénomènes ultrarapides ayant lieu dans la fatty acid photodecarboxylae sont à présent au cœur de ses travaux de recherche.

Contact

Damien Sorigué

BIAM EBM, CEA Cadarache 13115 Saint Paul lès Durance

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Résumé de l'article

Fatty acid photodecarboxylase (FAP) is a photoenzyme with potential green chemistry applications. By combining static, time-resolved, and cryotrapping spectroscopy and crystallography as well as computation, we characterized Chlorella variabilis FAP reaction intermediates on time scales from subpicoseconds to milliseconds. High-resolution crystal structures from synchrotron and free electron laser x-ray sources highlighted an unusual bent shape of the oxidized flavin chromophore. We demonstrate that decarboxylation occurs directly upon reduction of the excited flavin by the fatty acid substrate. Along with flavin reoxidation by the alkyl radical intermediate, a major fraction of the cleaved carbon dioxide unexpectedly transformed in 100 nanoseconds, most likely into bicarbonate. This reaction is orders of magnitude faster than in solution. Two strictly conserved residues, R451 and C432, are essential for substrate stabilization and functional charge transfer