Bien que moins nombreuses, les enzymes à cuivre sont une alternative aux enzymes à fer dans de nombreuses voies biosynthétiques. Toutes les fonctions associées aux enzymes à fer se retrouvent dans les enzymes à cuivre : transfert d’électrons, transport et stockage du dioxygène, oxygénation et oxydation. Parmi celles-ci, les mono-oxygénases sont particulièrement intéressantes car elles interviennent dans des processus biologiques importants des mammifères. La tyrosinase (Ty) intervient dans la biosynthèse de la mélanine. Son dysfonctionnement est impliqué dans le mélanome métastatique. La dopamine beta-hydroxylase (DBH) et le peptidylglycine alpha-amidating hydroxylase (PHM) catalysent les étapes clés de la biosynthèse de neurotransmetteurs noradrénaline pour la DBH et neuropeptides amidés (ocytocine, neuropepide Y, …) pour la PHM. Pour compléter le tableau, on trouve également des mono-oxygénases chez bactéries méthanotrophes où elles oxydent le méthane en méthanol (méthane mono-oxygénase membranaire, pMMO) et chez les champignons (GH61) où elles catalysent l’oxydation de la cellulose.
Pour activer le dioxygène et le rendre réactif, plusieurs « stratégies » sont déployées par la nature, stratégie : (i) à deux cuivres étroitement liés (dCuCu ≈ 3,6 Å) impliquant des entités peroxydiques de type μ – η2:η2 pour la tyrosinase ; (ii) à deux cuivres éloignés l’un de l’autre (d CuCu > 11 Å) impliquant des entités hydroperoxydiques et/ou superoxydiques pour la DBH, la PHM et la pMMO, et (iii) à un seul cuivre pour la GH61. Ces différents points ont été abordés au cours du séminaire et replacés dans un contexte plus général de l’activation du dioxygène. Nous nous sommes tout particulièrement intéressés à la réactivité des différentes espèces réduites de l’oxygène associées au cuivre dans les enzymes et leurs modèles.
