Les oxydations biologiques sélectives intervenant dans la biosynthèse des endobiotiques (molécules endogènes comme les hormones stéroïdes chez l’homme, les alcaloïdes chez les plantes ou les terpènes au niveau des microorganismes, etc.), ainsi que dans le métabolisme et l’élimination des xénobiotiques (médicaments, pesticides, ou toute substance chimique de notre environnement), sont le plus souvent catalysées par des enzymes à fer comme les cytochromes P450. Un des apports majeurs des études réalisées sur ces métallo-enzymes et leurs modèles biomimétiques entre 1980 et 2000 a été de montrer l’importance clé d’espèces de type fer-oxo à haut degré d’oxydation du fer dans la plupart de ces oxydations. En partant de ce résultat, plusieurs générations de catalyseurs d’oxydation biomimétiques ou bio-inspirés ont été mises au point. Les applications de ces systèmes catalytiques de transfert d’atome d’oxygène ou de nitrènes en synthèse organique ont fait l’objet de revues très récentes (2009-2011). Au niveau industriel, certains de ces systèmes sont utilisés dans les sociétés pharmaceutiques et sont proposés par des PME pour la prévision du métabolisme des médicaments et la préparation des métabolites d’oxydation.
L’adaptation des êtres vivants à leur environnement chimique est basée sur leur capacité à oxyder efficacement et à éliminer la myriade de substances chimiques auxquelles ils sont exposés. Ceci est réalisé par un petit nombre de métallo-enzymes (environ une vingtaine chez l’homme) qui, en dépit de leur très faible spécificité de substrat, sont efficaces et sélectives. Ce n’est que depuis 2003 que l’on commence à comprendre comment ces enzymes s’adaptent à des substances chimiques de structures extrêmement variées. La compréhension récente des mécanismes de leur adaptabilité à des substrats très divers ouvre la voie, pour les années à venir, à la mise au point de nouvelles générations de catalyseurs bio-inspirés adaptables et beaucoup plus efficaces pour des oxydations sélectives en chimie organique, l’étude du métabolisme des médicaments et autres xénobiotiques, et la dépollution.
