Le troisième cours s’intéresse aux réactions biochimiques qui font intervenir le CO2. En effet, les organismes vivants possèdent des systèmes enzymatiques, les catalyseurs naturels des réactions biologiques, tout à fait fascinants pour transformer le CO2. Leur étude permet de comprendre les stratégies naturelles d’activation du CO2, élaborées à travers plusieurs milliards d’années d’évolution. Par ailleurs, ces systèmes constituent pour le chimiste des sources d’inspiration uniques pour la mise au point de catalyseurs chimiques originaux.
Dans ce cours sont donc discutés, sous l’angle de leurs propriétés structurales et de leurs mécanismes réactionnels, les systèmes suivants : (1) la Rubisco, ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase, une enzyme essentielle pour la fixation du CO2 et son incorporation dans la synthèse des sucres ; (2) les différentes classes de formiate déshydrogénases qui interconvertissent le CO2 et l’acide formique et qui utilisent pour ce faire des sites actifs à base de molybdène et de tungstène ; (iii) les différentes classes de CO-déshydrogénases qui interconvertissent le CO2 et le monoxyde de carbone (CO) grâce à des sites métalliques étonnants, soit à base de nickel et de fer, soit à base de molybdène et de cuivre.
Ces connaissances ont déjà conduit les chimistes à élaborer des complexes métalliques bioinspirés qui reproduisent la structure et la réactivité de ces sites métalliques. Cette approche de chimie bionspirée, illustrée de quelques exemples originaux dans ce cours, devrait dans les années à venir voir des développements fructueux.
