Brevet FR2475061A1 — publié le 19810807

PROCEDE D'OBTENTION DE .METALLO-PROTEINES A ACTIVISTE ENZYYATI- QUE ET METALW-PROTEINES CORRESPONDANTES. L'invention concerne un procédé d'obtention de métallo-protéines à activité enzymatique et les mdtallo-protdi- nes ainsi obtenues. On sait qu'un grand nombre de protéines présentent une activité enzymatique, c 'est-à-dire qu'elles catalysent certaines réactions organiques voire minérales. Le pouvoir catalytique et la spécificité de la plupart des enzymes sont particulièrement élevés, si bien que pratiquement toutes les réactions biochimiques se déroulent grâce aux enzymes, chacun d'entre eux étant spécifique d'une réaction. La présente invention vise un procédé d'obtention de nouvelles métallo-protéines qui catalysent l'équilibration du gaz carbonique avec l'eau, selon la réaction On a constaté que ces métallo-protéines facilitent et activent la dissociation des bicarbonates et orientent, lors de la formation des calcaires, la cristallisation vers l'aragonite qui est une forme métastable du calcaire, les dépôts calcaires steffectuant plus habituellement sous forme de calcite.Les nouvelles métallo-protéines selon l'invention, dont la structure n'a pas encore été bien définie, se distinguent, entre autres, de lsanhydrase carbonique, qui est un enzyme naturel ayant une action catalytique comparable, par la valeur du point iso-électrique et par la constitution des chat- nes, car les amino-acides des métallo-protéines de l'inven tion sont issus de la kératine contenue, en particulier, dans la laine. Le procédé de préparation selon l'invention est utilisable à l'échelle industrielle et met en oeuvre des étapes, qui sont relativement aisées à effectuer, ce qui permet d'obtenir des métallo-protéines à la fois avec un rendement élevé et un prix de revient relativement faible.Avec le procédé de l'invention,il est ainsi possible d'obtenir environ log de métallo-protéines à partir d'un kg de laine brute alors que l'extraction d'anhydrase carbonique h partir de végétaux ou d'animaux relève davantage du laboratoire de recherches que de l'industrie. La présente invention a donc pour objet un procédé d'obtention de métallo-protéines .d activité enzymatique dont les amino-acides constitutifs sont issus de la kératine, lesdites métallo-protéines ayant la propriété de catalyser la réaction caractérisé par le fait qu'en premier lieu, on met en contact des fibres kératiniques avec une solution d'imprégnation destinée à empêcher la lyse des amino-acides sulfurés entrant dans la constitution des fibres kératiniques et qu'on divise les fibres kératiniques ainsi imprégnées en deux parties sensiblement égales (A) et (B) ; qu'en second lieu, on dissout la partie (A) dans une solution d'au moins un chlorure de métal facilement oxydable dans l'acide chlorhydrique concentré ; qu'en troisième lieu, on dissout la partie (B) dans une solution de base concentrée; et qu'en quatrième lieu, on mélange les deux parties (A) et (B) de façon à obtenir un précipité contenant les métallo-pro téines désirées. On préfère que les fibres kératiniques utilisées dans le procédé selon l'invention soient des fibres de laine brute. La solution d'imprégnation avec laquelle on traite tout d'abord les fibres kératiniques, en vue d'empêcher la lyse des amino-acides sulfurés consiste avantageusement en un mélange d'au moins un alcool inférieur et d'au moins un polyol. On préfère, comme polyol, le glycérol et, comme alcool inférieur, l'éthanol. Dans une mise en oeuvre particulièrement avantageuse, la solution d'imprégnation contient de 50 à 807. d'alcool inférieur, le complément étant constitué par le polyol : la solution dtimprégnation est utilisée à raison de 2 à 4 kg par kg de fibres kératiniques 9 traiter ; on mélange la solution d'imprégnation avec les fibres kératiniques pendant une période de temps allant d'environ de 2 à 10 minutes jusqu'à l'obtention d'un mélange pâteux. Selon un mode préféré de mise en oeuvre, le métal du chlorure de métal en solution dans l'acide chlorhydrique concentré servant à dissoudre la partie (A) est pris dans le groupe formé par le calcium, le zinc, le fer et le sodium. Le chlorure métallique préféré est le chlorure de zinc. On obtient les meilleurs résultats avec une solution de chlorure de zinc dans l'acide chlorhydrique concentré. Plus avantageusement, on utilise une solution chlorhydrique saturée en chlorure de zinc, dont le pH acide est inférieur à 2 et est, de préférence, voisin de 1. Les métallo-protéines obtenues, si l'on met en oeuvre dans le procédé de l'invention, une solution de chlorure de zinc dans l'acide chlorhydrique concentré contiennent dans leur partie non protzique du zinc. Mais il y a lieu de noter que les métallo-protéines selon l'invention peuvent contenir des métaux actifs autres que le zinc notamment le calcium, le fer ou le sodium, sans que pour autant cela se traduise pour les enzymes obtenus par une perte de l'activité catalytique, Selon un autre mode de mise en oeuvre de l'invention, la solution de base concentrée, dans laquelle on dissout la partie (B) est une solution de soude concentrée dont le pH est supérieur à 13. lia solution de soude est préparée de façon classiq-e à partir de soude pure non fondue à 80 7. que l'on met en etntaet avec de l'eau. epLos avoir mélangé les deux parties (A) et (B) qui ont ehae:une subi la phase de dissolution, on prépare laisser reposer le mélange pendant environ 24 heures, de façon à pouvoir récupérer la totalité du précipité formé. Dans la solution surnageante, dont le pH est faiblement alcalin, il se forme du chlorate de soude et/ou du perclhlorate de soude. Ces deu:c sels peuvent être avantageusement récupérés et utilisés à des fins industrielles, par exemple, dans des compositions herbicides. De préfdrenee, on lave le précipité à l'eau, on le laisse sécher puis on le rince à nouveau d l'éther pour enfin le réduire en poudre. Les métallo-protéines en poudre obtenues peuvent avoir diverses applications industrielles ; elles peuvent notamment entrer dans la eomposition d'un produit de protection de matériaux de construction et notamment de façades. ta présente invention a également pour objet les métallo-protéines à activité enzymatique ayant la propriété de catalyser la réaction suivante : ces métallo-protéines étant obtenues par le procédé ci-dessus défini. Pour mieux faire comprendre l'objet de la présente invention, on va en décrire ci-après, à titre d'exemple purement illustratif et non limitatif, un mode de mise en oeuvre du procédé selon l'invention. On prend 1 kg de laine brute de mouton que l'on traite par environ 3 kg d'une solution d'imprégnation composée d'un mélange d'environ 70 % d'éthanol et d'environ 30 7. de glycérine ; on mélange. le tout pendant approximativement 5 minutes jusqu'à l'obtention d'un mélange pateux. On divise le mélange pateux en deux parties égales (A) et (B). On dissout la partie (A) dans de l'acide chlorhydrique concentré, saturé en chlorure de zinc, à un pH voisin de 1. On dissout la partie (B) dans une solution concentrée de soude à un pH d'environ 13 ; la solution concentrée de soude est obtenue par dissolution dans l'eau de pastilles de soude pure non fondue à 80 70. On mélange les deux parties (A) et-(B) et on laispendant se reposer le mélange/Penviron 24 heures. Le pH du mélange est d'environ 8,6. On filtre sous vide dans un Bêcher le précipité formé ; on obtient une croûte que l'on lave à l'eau puis on laisse sécher ; on rince à l'éther et l'on réduit en poudre ; on obtient 10 g de poudre contenant des métallo-protéines dont 1-e métal actif est le zinc. Les métallo-protéines ainsi obtenues ont un poids ---moléculaire d'environ 87 000 ; leur point iso-électrique est d'environ O -----. on observe qu'elles ont la propriété de catalyser la réaction I1 est bien entendu que le mode de mise en oeuvre ci-dessus décrit n'est aucunement limitatif et pourri donner lieu à toutes modifications désirables sans sortir pour cela du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1 - Procédé d'obtention de métallo-protéines à activité enzymatique, dont les amino-acides constitutifs sont issus de la kératine, lesdites métallo-protéines ayant la propriété de catalyser la réaction caractérisé par le fait quten premier lieu, on met en contact des fibres kératiniques avec une solution d'imprégnation destinée à empêcher la lyse des amino-acides sulfurés entrant dans la constitution des fibres kératiniques et qu'on divise les fibres kératiniques ainsi imprégnées en deux parties sensiblement égales (A) et (B) ; qu'en second lieu, on dissout la partie (A) dans une solution d'au moins un chlorure de métal facilement oxydable dans l'acide chlorhydrique concentré; qu'en troisième lieu, on dissout la partie (B) dans une solution de base concentrée ; et qu'en quatrième lieu, on mélange les deux parties (A) et (B) de façon à obtenir un précipité contenant les métallo-protéines désirées. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les fibres kératiniques traitées sont des fibres de laine brute. 3 - Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé par le fait que la solution d'imprégnation empechant la lyse des amino-acides consiste en un mélange d'au moins un alcool inférieur et d'au moins un polyol. 4 - Rrocédé selon la revendication 3, caractérisé par le fait que l'alcool inférieur mis en oeuvre est l'éthanol, le polyol mis en oeuvre étant le glycérol. 5 - Procédé selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé par le fait que la solution d'imprégnation contient de 60 à 80 % en poids d'alcool inférieur, le complément étant constitué par le polyol. 6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le métal du chlorure métallique dissout dans l'acide chlorhydrique concentré est pris dans le groupe formé par le calcium, le zinc, le fer et le sodium. 7 - Procédé selon les revendications 1 et 6 prises simultanément, caractérisé par le fait que le métal du chlorure métallique est le zinc et que l'on dissout la partie (A) dans une solution chlorhydrique concentrée saturée en chlorure de zinc à un pH voisin de 1. 8 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait que la solution de base concentrée, dans laquelle on dissout la partie (B), est une solution de soude concentrée, dont le pH est supérieur à 13. 9 - Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé par le fait que l'on isole le précipité contenant les métallo-protéines par filtration sous vide, qu'on le lave à l'eau, qu'on le sèche, qu'on le rince à nouveau à l'é- ther pour enEin le réduire en poudre. 10 - étallo-protéines à activité enzymatique ayant la propriété de catalyser la réaction obtenues par le procédé selon l'une des revendications 1 à 9.