La catalyse enzymatique et de cellules entières sont des méthodologies très efficaces et durables dans l’industrie moderne qui ont été largement appliquées dans divers processus chimiques et biologiques. Cependant, la nature fragile des enzymes et des cellules naturelles les rend vulnérables aux environnements pratiques difficiles, ce qui entraîne une faible stabilité opérationnelle, un recyclage laborieux, une durée de vie réduite et un coût extrêmement élevé. Pour résoudre ces problèmes, l’immobilisation des biocatalyseurs a été considérée comme une voie efficace pour améliorer les performances catalytiques des enzymes et des cellules naturelles. Elle fait référence aux biocatalyseurs localisés physiquement ou chimiquement dans/sur une certaine région définie de supports sélectionnés par adsorption, liaison covalente, réticulation ou encapsulation. En particulier, les matériaux de support et les techniques d’immobilisation sont d’une grande importance pour améliorer la performance catalytique des biocatalyseurs naturels ; ainsi, l’exploitation de nouveaux matériaux et techniques d’immobilisation efficaces est très importante et a attiré une attention substantielle ces dernières années.
Au cours des dernières décennies, de grands progrès ont été réalisés dans le domaine de l’immobilisation des enzymes et des cellules entières. Cependant, ces biocatalyseurs souffrent toujours de lixiviation, de dénaturation ou d’inactivation, et de transfert de masse restreint, ce qui conduit inévitablement à une perte de leurs activités et de leur durée de vie. Par conséquent, de nouvelles théories, techniques et méthodologies doivent être constamment développées pour résoudre ces problèmes. En particulier, les questions suivantes méritent l’attention et devraient être abordées :
(1) Conception ou découverte de nouveaux matériaux de support d’enzymes/de cellules entières avec une capacité de charge élevée, une stabilité chimique et mécanique favorable, une large applicabilité, une biocompatibilité élevée, ainsi qu’un faible coût ;
(2) Développement de techniques d’immobilisation avancées, qui permettent de réaliser facilement le processus d’immobilisation avec une répétabilité idéale, et de conserver l’activité du biocatalyseur dans une mesure maximale ;
(3) Biocatalyse et sa régulation de processus dans des systèmes non aqueux, tels que le solvant eutectique profond et le liquide ionique, pour réaliser une transformation efficace de substrats sélectionnés ;
(4) Révéler en profondeur les mécanismes d’interaction entre l’enzyme/la cellule entière et les plateformes de support d’un point de vue chimique et biologique, afin de guider rationnellement la conception des matériaux de support et des processus d’immobilisation ;
(5) L’application de l’enzyme immobilisée ou de la cellule entière dans la production de produits chimiques à haute valeur ajoutée, notamment les substances liées à l’énergie, les ingrédients alimentaires fonctionnels, les intermédiaires pharmaceutiques, etc.
Les domaines suivants peuvent être couverts dans le cadre de ce sujet de recherche :
-Matériaux d’immobilisation d’enzymes ou de cellules entières innovants;
-Techniques d’immobilisation d’enzymes ou de cellules entières innovantes;
-Régulation rationnelle du processus biocatalytique;
-Mécanismes d’interaction entre les enzymes/cellules entières et les plateformes de support ;
-Application pratique de l’enzyme ou de la cellule entière immobilisée ;
-Biocatalyse par enzyme ou cellule entière dans des systèmes non aqueux ;
-Catalyse synergique des matériaux d’immobilisation et de l’enzyme/cellule entière ;
-Conception rationnelle des plateformes de support et des procédés d’immobilisation.
En tenant compte du champ d’application ci-dessus, les types de manuscrits suivants sont privilégiés :
(1) Recherche originale ; (2) Revue systématique ; (3) Perspective ; (4) Revue ; (5) Perspective ; (6) Bref rapport de recherche

Mots-clés :Immobilisation d’enzymes, immobilisation de cellules entières, biotransformation, biocatalyse, matériaux d’immobilisation

Note importante : Toutes les contributions à ce sujet de recherche doivent s’inscrire dans le cadre de la section et de la revue auxquelles elles sont soumises, telles que définies dans leurs énoncés de mission. Frontiers se réserve le droit d’orienter un manuscrit hors champ vers une section ou une revue plus appropriée à tout stade de l’évaluation par les pairs.