Enzymes as ultimate green catalysts for polymer synthesis and biodegradation / Vrijeshkumar Singh in PAINTINDIA, Vol. LXVIII, N° 5 (05/2018)  

[article]  inPAINTINDIA > Vol. LXVIII, N° 5 (05/2018) . - p. 53-64 Titre : Enzymes as ultimate green catalysts for polymer synthesis and biodegradation Type de document : texte imprimé Auteurs : Vrijeshkumar Singh, Auteur ; Vivek L. Patil, Auteur Année de publication : 2018 Article en page(s) : p. 53-64 Note générale : Bibliogr. Langues : Anglais (eng) Catégories : Biodégradation Encapsulation Enzymes Une enzyme est une protéine dotée de propriétés catalytiques. Pratiquement toutes les biomolécules capables de catalyser des réactions chimiques dans les cellules sont des enzymes ; certaines biomolécules catalytiques sont cependant constituées d'ARN et sont donc distinctes des enzymes : ce sont les ribozymes. Une enzyme agit en abaissant l'énergie d'activation d'une réaction chimique, ce qui accroît la vitesse de réaction. L'enzyme n'est pas modifiée au cours de la réaction. Les molécules initiales sont les substrats de l'enzyme, et les molécules formées à partir de ces substrats sont les produits de la réaction. Presque tous les processus métaboliques de la cellule ont besoin d'enzymes pour se dérouler à une vitesse suffisante pour maintenir la vie. Les enzymes catalysent plus de 5 000 réactions chimiques différentes2. L'ensemble des enzymes d'une cellule détermine les voies métaboliques qui peuvent avoir lieu dans cette cellule. L'étude des enzymes est appelée enzymologie. Les enzymes permettent à des réactions de se produire des millions de fois plus vite qu'en leur absence. Un exemple extrême est l'orotidine-5'-phosphate décarboxylase, qui catalyse en quelques millisecondes une réaction qui prendrait, en son absence, plusieurs millions d'années3,4. Comme tous les catalyseurs, les enzymes ne sont pas modifiées au cours des réactions qu'elles catalysent, et ne modifient pas l'équilibre chimique entre substrats et produits. Les enzymes diffèrent en revanche de la plupart des autres types de catalyseurs par leur très grande spécificité. Cette spécificité découle de leur structure tridimensionnelle. De plus, l'activité d'une enzyme est modulée par diverses autres molécules : un inhibiteur enzymatique est une molécule qui ralentit l'activité d'une enzyme, tandis qu'un activateur de cette enzyme l'accélère ; de nombreux médicaments et poisons sont des inhibiteurs enzymatiques. Par ailleurs, l'activité d'une enzyme décroît rapidement en dehors de sa température et de son pH optimums. Polymères -- Biodégradation Polymères -- Synthèse Polymérisation enzymatique Solvants organiques Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Enzymes are biological molecules which catalyse biological reactions. Enzymes and their biological reactions include study of bio-polymerisation by chemical kinetics of enzymatic ring opening polymerisation and radical initiated polymerisation mechanism. Enzyme also catalyses grafting of bio materials like lignin, starch and chitosan. However enzymatic polymerisation has limitations of enzyme activity and stability. Hence approaches like immobilisations, encapsulation and use of organic media were reviewed to enhance reactivity of enzymes. Various challenges in industrial applications and troubleshooting are established. Enzyme not only polymerises but also shows degradation mechanism for polymers which opens area of sustainability for coating industry. Note de contenu : - ENZYMES AS CATALYSTS IN POLYMER CHEMISTRY : Michaelis-Menten kinetics - Application of Michaelis-Menten kinetics - ENZYMATIC POLYMERIZATION MECHANISM : Enzymatic ring opening polymerisation (e-ROP) - Enzyme initiated radical polymerizations - Candila Antartica lipase B (CALB) - Enzyme catalysis in polymer end-functionalization - Enzyme initiated polymerisation of chitosan - HRP initiated polymerisation of poly(acrylamide) grafting of starch - Laccase/hydroperoxide polymerisation grafting of acrylamide with lighin - Enzymatic grafting-artificial urushi - Enzyme catalysed chemo selective polymerisation - Immobilisation of enzyme - Encapsulation of enzyme - Organic solvent tolerant enzyme - PROSPECT OF ENZYMATIC POLYMERIZATION CURRENT STATUS - ENZYMATIC DEGRADATION OF POLYMER - INDUSTRIAL APPLICATION - CHALLENGES AND TROUBLESHOOTING IN INDUSTRIAL APPLICATION OF ENZYMATIC POLYMERISATION : Limitations of enzymatic ATRP (atomic transfer radical polymerisation and enzymatic ring-opening polymerization (e-ROP) - Limitations for CALB initiated reaction - TABLES : 1. Kinetic constants for different enzymes - 2. Selective enzymes for degradation of polymer - FIGURES : 1. Categories of enzyme - 2. Representation of an amino acid in a chain of amino acids, all together forming a protein - 3. Proposed mechanism for enzymatic trans-esterification - 4. Scanning electron microscopy (SEM) image of Candida Antartica Lipase B (CALB) macro porous cross-linked acrylic resin - SCHEMES : 1. Resting state ofheme peroxidases - 2. Schematic mechanism for laccase-catalyzed radical formation - 3. Schematic representation of laccase mediator systems (LMSs) and peroxidase mediator systems (PMSs) initiated polymerization reactions. Upper : the mediator is used as true catalyst transferring the radical to a monomer ; lower : the oxidized mediator radical itself initiates the polymerization process - 4. Structures of the amino acid residues forming the catalytic triad and the oxyanion hole of CALB - 5. Trans-esterification of esters with alcohols : reversible with an alkyl ester or a halogenated alkyl ester, and irreversible with a vinyl ester - 6. Enzymatic Michael addition of diethylamine to (A) α-acrylated, ω-methacrylated EG in bulk (B) α-acrylated, ω-crotonated EG in bulk - CALB catalyzed epoxidation of olefins in the presence of hydrogen peroxide - 8. Functionalized PEGs vial CALB-catalyzed trans-esterification - 9. Enzymatic of PIB-OH and glissopal-OH - 10. CALB catalyzed methacrylation of PDMS - 11. Modification of chitosan with enzyme-generated quinones - 12. Proposed mechanism for the HRP-initiated poly(acrylamide)-grafting of starch - 13. Proposed mechanism of laccase/hydroperoxide polymerization grafting of acrylamide onto lignin - 14. Bienzymatic formation of artificial urushi with tailored properties - 15. Chemo selective polymerization of bifunctional (phenol/vinyl) monomer units using HRP - 16. Complementary conversion of m-ethinylphenol using HRP or CuCl En ligne : https://drive.google.com/file/d/1COMqb_QtcfdM4Nn03XVPSzpHWzAti8oP/view?usp=drive [...] Format de la ressource électronique : Pdf Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=30706 [article]

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