Définition:
Enzymes issues de micro-organismes vivants dans des environnements extrêmes:( Archaébactéries, eubactéries)
ou
enzymes modifiées par génie génétique et pouvant agir dans des conditions extra-physiologiques.

Classification:

• les enzymes halophiles
• les enzymes psychrophiles
• les enzymes thermophiles

Quelques caractéristiques

Les enzymes halophiles:

1. enzymes produites par des micro-organismes halophiles(optimum de croissance bactérienne: 2,5 mol/L NaCl; KCl cytoplasmique proche de la saturation)
   - Archaea aérobies halophiles (halobacteriaceae)
   - Archaea méthanogènes halophiles
   - Bactéries halophiles
2. enzymes dont l’activité, la stabilité ou la solubilité dépendent de la présence de sels

Caractéristiques des enzymes halophiles:

• composition en acides aminés: riches en acides aminés acides
• stables et solubles pour des concentrations élevées en sels
• instables pour de faibles concentrations en sels (<1 mol/L)
• Effets des sels sur l’activité et la stabilité des enzymes: variable selon les enzymes
  - béta-galactosidase de Haloferax alicantei: activité augmente jusqu’à 4 mol/L NaCl
  - glutamate-déshydrogénase de Haloarcula marismortui: activité augmente jusqu’à 1 mol/L NaCl puis reste stable.
  Enzyme active sous forme tétramèrique, stable en présence de NaCl 4 mol/L, se dissocie en monomères en dessous de NaCl 2 mol/L et est rapidement inactivée, stable et active en présence de 0,35 mol/L NaCl et de 10 µmol/L NADH.
  (structure 3 D: biochem.ucl.ac.uk )

Les enzymes psychrophiles:

Enzymes produites par des micro-organismes psychrophiles (bactéries, levures, champignons, algues unicellulaires) capables de croissance à des températures voisines de 0°C.
Limite supérieure de croissance des bactéries: 20°C
Provenance: arctique et antarctique.
Très peu de recherches ont été engagées sur ce sujet, pourtant la majeure partie de la planète est froide (<5°C)

Peu d’enzymes psychrophiles ont été étudiées: alpha-amylase, aspartate transcarbamylase, Ca²⁺- Zn²⁺ protéase, MDH, subtilisine,xylanase…)

Caractéristiques des enzymes psychrophiles:

Les activités spécifiques des enzymes psycrophiles sont nettement supérieures à celles de leurs homologues mésophiles pour des températures de 0-30°C.
A des températures > 30°C, ces enzymes sont rapidement dénaturées.
Les propriétés catalytiques de ces enzymes seraient associées à une grande flexibilité des structures protéiques à basse température. La stratégie structurale d’adaptation au froid est différente pour chaque enzyme

Les enzymes thermophiles:

Enzymes produites par des micro-organismes thermophiles et hyperthermophiles (bactéries, champignons) capables de croissance à des températures entre 60-108°C.
Biotopes de ces micro-organismes : sources hydrothermales et volcaniques terrestres ou sous marines.
Thermophiles extrêmes (T°C 60-80) : eubactéries (Bacillus, Thermus, Clostridium….) Hyperthermophiles (T°C 80-110): archébactéries (Sulfolobus, Thermoproteus, Thermococcus, Pyrococcus…)

Utilisation des enzymes dans les procédés industriels: Avantages et inconvénients