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Biocoatings : challenges to expanding the functionality of waterborne latex coatings by incorporating concentrated living microorganisms / Michael C. Flickinger in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH, Vol. 14, N° 4 (07/2017)
[article]
Titre : Biocoatings : challenges to expanding the functionality of waterborne latex coatings by incorporating concentrated living microorganisms Type de document : texte imprimé Auteurs : Michael C. Flickinger, Auteur ; Oscar I. Bernal, Auteur ; Mark J. Schulte, Auteur ; Jessica Jenkins Broglie, Auteur ; Christopher J. Duran, Auteur ; Adam Wallace, Auteur ; Charles B. Mooney, Auteur ; Orlin D. Velev, Auteur Année de publication : 2017 Article en page(s) : p. 791-808 Note générale : Bibliogr. Langues : Américain (ame) Catégories : Biotechnologie
EnzymesUne 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.
Microorganismes
Procédés de fabrication
Revêtements en phase aqueuse:Peinture en phase aqueuseTags : Biopeinture Biocatalyseurs 'Peinture en phase aqueuse''Revêtements nanoporeux' 'Ingénierie microbienne dans les peinture' Bioabsorbeurs 'Tolérance à la dessiccation' Index. décimale : 667.9 Revêtements et enduits Résumé : Biocoatings concentrate living, nongrowing microbes in nanoporous adhesive polymer films. Any microbial activity or trait of interest can be intensified and stabilized in biocoatings. These films will dramatically expand the functionality of waterborne coatings. Many microbes contain enzyme systems which are unstable when purified. Therefore, thin polymer coatings of active microbes are a revolutionary approach to stabilize living cells as industrial or environmental biocatalysts. We have demonstrated that some microbes survive polymer film formation embedded in nontoxic adhesive waterborne binders by controlling formulation and drying. Biocoatings can be a single layer of randomly oriented microbes or highly structured multilayer films combining monolayers of different types of microbes on solid, porous, or flexible substrates. They can be formed by drawdown or ink-jet deposition, convective sedimentation assembly, dielectrophoresis, or coated onto or embedded within papers. Controlled drying generates nanoporous microstructure; the pores are filled with a carbohydrate glass which stabilizes the entrapped dehydrated microbes. When the coating is rehydrated, the carbohydrates diffuse out generating nanopores. The activity of biocoatings can be 100s of g L−1 (coating volume) h−1 stabilized for 100–1000s of hours, and therefore, they represent a new approach to process intensification (PI) using thin liquid film bioreactors. A current challenge is that many microbes being engineered as environmental, solar, or carbon recycling biocatalysts do not naturally survive film formation. The mechanisms of dehydration damage that occur during biocoating formulation, ambient drying, and during dry storage have begun to be studied. Critical to preserving microbe viability are minimizing osmotic stress, toxic monomers, biocides, and utilizing polymer chemistries that generate strong wet adhesion with arrested coalescence (nanoporosity). Therefore, controlling desiccation, drying rate/uniformity, and residual moisture are important. Optimization of biocoating activity can be affected at multiple stages—cellular engineering prior to coating (preadaptation), formulation, deposition (film thickness), film formation/drying (generates microstructure), dry storage (minimize metabolic activity), and rehydration. Gene induction (activation) leading to enzyme synthesis following rehydration has been demonstrated. However, little is known about gene regulation in nongrowing microbes. Challenges to optimizing biocoating activity include generating stable film porosity, strong wet adhesion, control of residual water content/form/distribution, and nondestructive measurement of entrapped microbe viability and activity. Indirect methods to measure viability include vital staining, enzyme activity, reporter genes, response to light, confocal fluorescent microscopy, and ATP content. Microbes containing stress-inducible reporter genes can be used to monitor cell stress during formulation, film formation, and drying. Future cellular engineering to optimize biocoatings includes desiccation tolerance, light reactivity (photoefficiency), response to oxidative stress, and cell surface-to-polymer or substrate adhesion. Preservation of microbial activity in waterborne coatings could lead to high intensity biocatalysts for environmental cleaning, gaseous carbon recycling, to produce H2 or electricity from microbial fuel cells, delivery of probiotics, or for biosolar energy harvesting. Note de contenu : - Drying of microorganisms is well established in some industries, but not in coatings
- Early biocoating studies
- Optimization of biocoatings can be affected at multiple stage
- Recent model biocoating systems for gas generation or gas processing
- Challenges to biocoating optimizationDOI : 10.1007/s11998-017-9933-6 En ligne : https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2Fs11998-017-9933-6.pdf Format de la ressource électronique : Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=28921
in JOURNAL OF COATINGS TECHNOLOGY AND RESEARCH > Vol. 14, N° 4 (07/2017) . - p. 791-808[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 19194 - Périodique Bibliothèque principale Documentaires Disponible La conception rationnelle de ferments biologiques / Cyrille Pauthenier in L'ACTUALITE CHIMIQUE, N° 375-376 (06-07-08/2013)
[article]
Titre : La conception rationnelle de ferments biologiques Type de document : texte imprimé Auteurs : Cyrille Pauthenier, Auteur ; Pablo Carbonell, Auteur ; Jean-Loup Faulon, Auteur Année de publication : 2013 Article en page(s) : p. 30-36 Note générale : Bibliogr. Langues : Français (fre) Catégories : Biotechnologie
Composés organiques -- Synthèse
EnzymesUne 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.
Organismes génétiquement modifiés
ProductionTags : 'Ingénierie métabolique' 'Micro-organismes modifiés' 'Outils informatiques' 'Conception automatique' 'Production dirigée' 'Composés chimiques' Biotechnologies Index. décimale : 660.6 Biotechnologie Résumé : L'utilisation de micro-organismes pour produire des composés chimiques par fermentation à usage industriel est vue par la communauté comme une alternative durable à la chimie traditionnelle. Ces procédés ont entre autres l'avantage d'utiliser des sources de carbone renouvelables, de demander moins d'énergie et de ne pas produire de déchets polluants. L'ingénierie métabolique est une discipline qui vise à fabriquer artificiellement des organismes capables de produire un produit chimique voulu en les modifiant génétiquement. La tâche est ardue, mais à ce jour la production de plus d'une centaine de composés chimiques différents a été étudiée. Cet article décrit les concepts et les méthodes informatiques qui peuvent aider l'ingénieur à concevoir rationnellement des souches de micro-organismes et à maximiser les rendements. On peut penser que grâce à ces méthodes, les nouvelles générations de micro-organismes seront à la hauteur des attentes des industriels et de la société. Note de contenu : - CONCEVOIR UNE VOIE METABOLIQUE ARTIFICIELLE : Identifier les réactions des sources au produit - Trouver des enzymes efficaces - Les constantes cinétiques - Choisir la voie métabolique la plus quantitative possible
- OPTIMISER LA CINETIQUE DE LA VOIE METABOLIQUE : Le pouvoir et les limites des équations différentielles - Optimiser les niveaux d'expression de chaque enzyme - Analyser les enzymes et proposer des améliorations
- IMPLEMENTER LA NOUVELLE VOIE AU COEUR DU METABOLISME CELLULAIRE : Le principe de l'analyse de flux - Les outils d'analyse de flux - Utiliser l'optimisation de flux
- LES METHODES DE CONCEPTION AUTOMATIQUE : Enumération des voies métaboliques - La conception rétro-synthétique automatiséeEn ligne : https://new.societechimiquedefrance.fr/numero/la-conception-rationnelle-de-ferme [...] Format de la ressource électronique : Permalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=18992
in L'ACTUALITE CHIMIQUE > N° 375-376 (06-07-08/2013) . - p. 30-36[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 15323 - Périodique Bibliothèque principale Documentaires Disponible Streamlining global airframe assembly with integrated composite processes / Olivier Guillermin in JEC COMPOSITES MAGAZINE, N° 32 (05/2007)
[article]
Titre : Streamlining global airframe assembly with integrated composite processes Type de document : texte imprimé Auteurs : Olivier Guillermin, Auteur Année de publication : 2007 Article en page(s) : p. 38-39 Langues : Anglais (eng) Tags : 'Industrie aéronautique' Fuselage Application 'Ingénierie assistée' 'Conception Polymère 'Matériau composite' Index. décimale : 668.4 Plastiques, vinyles Résumé : Innovative aerospace programmes are driving revolutionary demand in composites, yet engineers face critical design challenges. While CAD/CAE software industry offers design tools, these often arose from metal design needs. Today, a new global airframe engineering environment is leading the way to more streamlined and efficient aerospace engineering. Note de contenu : - The challenges of airframe engineering
- Global engineering environment solftware
- Increasingly complex design
- Aerospace compositesPermalink : https://e-campus.itech.fr/pmb/opac_css/index.php?lvl=notice_display&id=14196
in JEC COMPOSITES MAGAZINE > N° 32 (05/2007) . - p. 38-39[article]Réservation
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 007184 - Périodique Bibliothèque principale Documentaires Disponible