Le travail rapporté porte sur la biodégradation des composés aromatiques volatils (benzène, toluène, xylènes) en solution aqueuse. La principale question abordée est la quantification et le contrôle des transferts gaz-liquide de soluté. Il a été démontré que la séparation de la biomasse d'un liquide doit être effectuée avec une attention particulière et un protocole basé sur la centrifugation de la suspension est proposé. Une nouvelle technique pour la détermination expérimentale du coefficient d'activité à dilution infinie, également basée sur des expériences de centrifugation est présentée. Le travail principal au niveau microbien révèle que les pertes de soluté par stripping gazeux ne peuvent pas être évitées même avec l'utilisation d'un système biphasique liquide-liquide. Une approche anaérobie mettant en oeuvre une bactérie effectuant la respiration des nitrates a montré que cette technique pouvait présenter un grand intérêt lorsqu'elle est utilisée avec un milieu hétérogène.

La première partie du travail présenté porte sur la bioconversion de l' -pinène oxyde en cis-2-methyl-5-isopropylhexa-2,5-dienal (isonovalal) par l' -pinène oxyde lyase de Pseudomonas rhodesiae CIP 107491 en milieu biphasique eau / hexadécane. Le produit de la bioconversion est purifié et ses caractéristiques physico-chimiques sont estimées. La correction de phénomènes de dégradation thermique, de perte par dégradation chimique et par entraînement dans la phase gazeuse montre que le rendement réel de bioconversion est proche de 100 %. L' -pinène oxyde lyase est également purifiée et des éléments concernant sa structure sont recueillies. Ses constantes cinétiques sont estimées (KS = 27 μmol.L-1, rSmax = 97 μmol.min-1.mg-1 et turn-over = 230.000 mol.mol-1). Une inactivation interfaciale de l'enzyme purifiée au contact d'une interface eau/hexadécane est mise en évidence. Une inactivation par le produit de bioconversion est également démontrée. Enfin, l'étude met en évidence une induction de la production de l'enzyme par l' -pinène au cours de la production du biocatalyseur. La deuxième partie du travail présenté concerne la mise au point et l'optimisation d'un procédé de bioconversion de l' -pinène oxyde en acide trans-2-methyl-5- isopropylhexa-2,5-dienoïque (acide novalique) par des cellules intactes de P.rhodesiae. Les étapes métaboliques initiales de la voie de dégradation de l' -pinène selon les composés " novas " sont étudiées en parallèle. Le procédé final permet d'obtenir 16 g.L-1 d'acide novalique produit en environ 7,5 h, ce qui correspond à une vitesse de 2,2 g.L-1.h-1, avec un rendement moyen de 47 %, à partir de 7 g.L-1 de biomasse.

Les lipases/acyltransférases présentent des propriétés intermédiaires entre les lipases et les acyltransférases. Capables de se comporter comme des hydrolases, elles catalysent cependant la réaction de transfert d'acyle préférentiellement à l'hydrolyse même en milieu aqueux à forte activité thermodynamique de l'eau en présence de divers nucléophiles. La recherche de nouvelles lipases/acyltransférases, soit sécrétées par des levures sauvages, soit identifiées parmi les séquences protéiques disponibles dans des bases de données, nous a permis d'identifier deux nouvelles enzymes de ce type : CvisL2 de Candida viswanathii et CtroL4a de C. tropicalis. Cette dernière, produite par expression hétérologue, a été plus particulièrement étudiée en comparaison avec les deux lipases/acyltransférases déjà connues, CpLIP2 de C. parapsilosis et CaLIP4 de C. albicans, ainsi qu'avec des enzymes plus éloignées (AflaL0a d'Aspergilus flavus, isolée dans ce travail, et CaLA de C. antarctica, qui présentent respectivement 35 % et 31 % d'identité avec CpLIP2). Le caractère spécifique des acyltransférases semble relié à leur degré d'homologie et à leurs relations phylogénétiques. En effet, les trois lipases/acyltransférases étudiées appartiennent à un sous-groupe phylogénétique distinct composé de diverses autres protéines actuellement non-caractérisées présentant plus de 57 % d'identité avec CpLIP2. En plus de leur activité acyltransférase plus ou moins prononcée, ces nouveaux biocatalyseurs diffèrent par leur spécificité de substrat, leur stabilité en présence de fortes concentrations en alcool ou leur activité à basse température, élargissant ainsi le spectre des applications potentielles des lipases et lipases/acyltransférases. / Lipases/acyltransferases have intermediate properties between lipases and acyltransferases. Although being active hydrolases, they catalyze acyltransfer reactions preferentially to hydrolysis even in an aqueous medium with a high thermodynamic activity of water in the presence of various nucleophiles. Searching for new lipases/acyltransferases, either secreted by wild yeast strains or identified in protein sequences databases, allowed us to identify two new enzymes of this type: CvisL2 from Candida viswanathii and CtroL4a from C. tropicalis. The latter, produced by heterologous expression, has been more particularly studied and compared with the two already known, closely related, lipases/acyltransferases, CpLIP2 from C. parapsilosis and CaLIP4 from C. albicans, and with two more distantly related lipases (a new lipase AflaL0a from Aspergillus flavus and CaLA from C. antarctica, with 35 % and 31 % identity with CpLIP2, respectively). The specific catalytic behavior of the acyltransferases seems to be associated with sequence homology and phylogenetic relationships. Indeed, the three lipases/acyltransferases studied are part of a phylogenetic subgroup composed of various proteins (identity with CpLIP2 higher than 57 %), currently not characterized. Besides their acyltransfer activity, these new biocatalysts differ in properties such as their substrate selectivity, their stability in the presence of high alcohol concentration or their activity at low temperature, opening the way to new applications.