L’activation de l’oxygène moléculaire présent dans l’air est un processus d’une très grande importance pour les organismes vivants. Elle permet de réaliser une très large gamme de réactions d’oxydation utilisant l’oxygène comme agent oxydant, malgré sa très grande stabilité. La nature utilise souvent, mais pas exclusivement, des ions métalliques comme le fer ou le cuivre pour réaliser cette activation. Dans ce cours sont présentés différents systèmes polynucléaires métallo-enzymatiques qui catalysent des réactions d’oxydation étonnantes. Il s’agit d’abord de la transformation d’une tyrosine en radical tyrosinyle au sein des ribonucléotideréductases (RNRs). Cette réaction est d’une importance majeure puisque c’est ce radical tyrosinyle qui permet aux RNRs de synthétiser les désoxyribonucléotides, les précurseurs de l’ADN. En réalité, on trouve dans la nature des RNRs utilisant soit deux atomes de fer soit deux atomes de manganèse et fonctionnant, sur le plan mécanistique, différemment. Les mécanismes d’activation de l’oxygène par ces deux systèmes sont présentés. Très récemment, une RNR utilisant un atome de fer et un atome de manganèse a été découverte.
Une seconde réaction fascinante est présentée pour illustrer l’intervention de clusters complexes dans les réactions d’oxydation. Il s’agit de l’oxydation du méthane par l’oxygène en méthanol, catalysée par la méthane-monooxygénase (MMO). La MMO possède de multiples atomes de cuivre absolument essentiels à l’activité au sein d’un assemblage polynucléaire dont il reste encore à déterminer la structure.
