Devant la nécessité de préservation de l'environnement, la chimie devra de plus en plus devenir « verte ». Le développement de catalyseurs bio-hybrides est une voie prometteuse vers une chimie verte. En effet, ces catalyseurs combinent à la fois les avantages de la catalyse homogène (large gamme de réactivité) et ceux de la catalyse enzymatique (réaction en milieux aqueux, optimisation possible par génie biotechnologique). Ces nouveaux types de catalyseurs éco-compatibles semblent être à ce jour une alternative intéressante à la catalyse chimique classique.Cette thèse s'inscrit dans le cadre du développement de nouveaux catalyseurs bio-hybrides appelés Hémozymes, basés sur l'insertion non covalente de complexes métalliques hydrosolubles (responsables de l'activité catalytique), au sein d'une protéine hôte : la Xylanase A (pouvant induire une régio/stéréo/chimio-sélectivité).Pour cette étude, nous avons synthétisé différents complexes métalliques de taille variable (porphyrines, salens et salophens) métallés soit par du fer soit par du manganèse. L'étude de leur association avec la Xln A ainsi que les essais de leur activité catalytique nous ont permis d'aboutir à des résultats intéressants, d'une part pour la réaction d'oxydation du thionanisole par le peroxyde d'hydrogène, d'autre part pour l'oxydation d'alcènes aromatiques par l'oxone (KHSO5). Nous avons ainsi obtenu deux métalloenzymes artificielles remarquables, l'une capable de catalyser l'oxydation énantiosélective du thioanisole par le peroxyde d'hydrogène (84% de rendement, 40% d'excès énantiomérique en faveur de l'isomère S), l'autre capable de catalyser l'époxydation asymétrique du paraméthoxy-styrène par KHSO5 (17% de rendement, 80% d'excès énantiomérique en faveur de l'isomère R). Enfin, de nouvelles stratégies pour concevoir des catalyseurs bio-hybrides ont également été envisagée comme le greffage covalent de complexes métalliques au sein d'une protéine hôte, ou encore l'utilisation d'une forte affinité ligand-protéine (comme les interactions de type inhibiteur) pour enfouir un cofacteur métallique au sein d'une protéine.

The construction of artificial métalloenzymes has appeared to be one of the most promising strategies explored to induce stereoselectivity into chemical reactions. New metalloporphyrin-estradiol conjugates and testosterone conjugates have been synthesized and fully characterized, and have been further associated respectively to a monoclonal anti-estradiol antibody 7A3 and neocarzinostatin's mutants, to generate new artificial metalloenzymes following the so-called 'Trojan Horse' strategy. The spectroscopic characteristics and dissociation constants of these complexes were similar to those obtained for the artificial metalloproteins obtained by association of cationic metalloporphyrin-estradiol conjugates to 7A3. This demonstrates that the nature of the porphyrin substituents, anionic or cationic, had little influence on the association with the antibody that is mainly driven by the tight association of the estradiol anchor with the binding pocket of the antibody. These new biocatalysts appeared to have an interesting catalytic activity in oxidation reactions. The iron(III)-anionic-porphyrin-estradiol-antibody complexes and the iron(III)-anionic-porphyrin-testosterone-neocarzinostatine's mutants complexes were found able to catalyze the chemoselective and slightly enantioselective (ee = 10 % et 24 % à 40 % respectively) sulfoxidation of sulfides by H202. The Mn(III)-porphyrin-estradiol antibody complexes were found to catalyze the oxidation of styrene by KHSO5, the Mn(III)-cationic-porphyrin-estradiol-antibody complexes even showing the highest yields so far reported for the oxidation of styrene catalyzed by artificial metalloproteins.