Intérêt d’une approche enzymatique en corrosion microbienne des aciers inoxydables en eaux naturelles

Le comportement électrochimique des aciers inoxydables en eaux naturelles a été caractérisé par une augmentation de leur potentiel libre de corrosion (Ecorr). Ce phénomène est fortement lié à la formation d’un biofilm à leurs surfaces. Plusieurs hypothèses ont été proposées pour tenter d’expliquer le mode d’action du biofilm. Ces hypothèses peuvent être classées selon deux catégories de mécanismes : les mécanismes dus à l’évolution du film passif, et les mécanismes liés aux espèces présentes dans le biofilm. Dans ces hypothèses, la catalyse enzymatique peut jouer un rôle important en modifiant les processus cathodiques. L’aspect catalytique du biofilm a été mis en évidence par certains chercheurs, mais l’utilisation expérimentale des enzymes reste encore rare. Cela peut être expliqué par deux principales raisons : 1- La manipulation des enzymes dans des essais de corrosion semble poser quelques problèmes expérimentaux, étant donné la sensibilité de ces protéines qui ne sont pas forcément actives dans les conditions expérimentales correspondantes. 2- Les chercheurs, en corrosion microbienne, n’ont pas procédé à une identification des enzymes impliquées dans des phénomènes de corrosion ; alors que les bactéries liées à la corrosion ont été identifiées depuis longtemps pour certaines. Les notions « d’enzymes de la corrosion » sont encore loin d’être admises. Ainsi, l’approche enzymatique reste très peu abordée dans la littérature. L’objectif de cet article est de montrer l’intérêt d’une telle approche pour rendre compte des mécanismes impliqués dans le comportement électrochimique des aciers inoxydables dans les eaux naturelles

Biodegradation of cyclic amines by Pseudomonas strain involves an amine monooxygenase.

International audienceLa souche O1G3 de Pseudomonas putida catalyse la dégradation de la pyrrolidine et de la piperidine. Cette souche peut utiliser ces composés en tant que seules sources de carbone, d'azote et d'énergie. Lorsque les amines cycliques ont été utilisés comme substrats de culture, la synthèse d'une mono-oxygénase d'amines héminiques fut induite chez cette bactérie. Nous avons confirmé cette observation à l'aide d'analyses par spectrophotométrie et d'inhibiteurs spécifiques. Cette mono-oxygénase est une enzyme dépendante du NADH et catalyse le clivage du lien C-N de l'anneau de la pyrrolidine et de la piperidine par un mécanisme ressemblant à une désalkylation N. Cette réaction pourrait être suivie par un clivage de l'anneau pour former du ?-aminobutyraldéhyde à son tour oxydé en du ?-aminobutyrate. Des études plus approfondies sont en cours dans le but de purifier la mono-oxygénase renfermant de l'hème

Corrosion des aciers inoxydables induite par les micro-organismes mangano-oxydants

En corrosion aérobie, un des mécanismes les plus fréquemment cités pour expliquer certains cas de corrosion microbienne en eaux naturelles est lié à la présence de micro-organismes capables de précipiter des oxydes/hydroxydes de manganèse sur la surface des métaux et alliages présents dans leur environnement. L'objectif de cet article est de présenter les différents mécanismes, cités dans la littérature, qui sont à l'origine de la corrosion microbienne induite par les micro-organismes mangano-oxydants. Les mécanismes décrits sont de nature électrochimique ; en effet, ces micro-organismes peuvent, par leur métabolisme, exercer une influence sur le comportement électrochimique et par conséquent sur la résistance à la corrosion des aciers inoxydables. L'influence de l'activité enzymatique de ces micro-organismes est développée

Role of water activity on the synthesis of geranyl butyrate by a Mucor miehei esterase in a solvent-free system

The initial activity rate for the synthesis of geranyl butyrate by an esterase from Mucor miehei increased with increasing water activity and decreased above 0.5 water activity. The conversion yield after 75 h was about 75% for different, but low, initial water activities and decreased above 0.5 water activity. This behavior is related to water-enzyme interactions

Ennoblement of stainless steel in the presence of glucose oxidase: Nature and role of interfacial processes

The ennoblement of the free corrosion potential (E-corr) of AISI 316L stainless steel which did not occur in synthetic fresh water (SFW), was observed after introduction of glucose oxidase (Gox) and glucose, or of hydrogen peroxide (H2O2). The composition of the surface was monitored using AFM and XPS, a detailed XPS analysis being based on the discrimination between oxygen of organic and inorganic nature proposed in a previous study. In H2O2 medium, the main changes regarding the inorganic phase were the increase of the oxygen concentration in the passive film, the increase of the molar concentration ratio of oxidized species Fe-ox/Cr-ox and the growth of nanoparticles, presumably made of ferric oxide/hydroxide. In Gox medium, no significant changes were observed in both oxygen concentration and Fe-ox/Cr-ox ratio, but the density of colloidal particles decreased, indicating a dissolution of Fe oxide/hydroxide under the influence of gluconate. In contrast with H2O2, in SFW and Gox the amount of organic compounds increased due to the accumulation of polysaccharides and proteins. The influence of glucose oxidase on the ennoblement of stainless steel is not due to indirect effects of H2O2 through the change of surface composition. The E-corr ennoblement seems to be directly due to the presence of H2O2 and to the electrochemical behavior of H2O2 and related oxygen species. This consideration is important for understanding and controlling microbial influenced corrosion. (C) 2008 Elsevier Inc. All rights reserved

Mécanisme enzymatique en milieux faiblement chlorurés : influence de la glucose oxydase sur le comportement électrochimique de l'acier inoxydable AISI 316L

International audienceEnzymatic mechanism in low chloride medias : Influence of glucose oxidase on the electrochemical behaviour of AISI 316L stainless steel. The open circuit potential (OCP) of stainless steels immersed in natural waters generally increases with time. This phenomenon is strongly linked to the formation of a biofilm on the surface. Several studies have proved that the biofilm modifies the reaction of reduction of dissolved oxygen and that it acts mainly on the cathodic processes. One of the hypotheses explaining the action of the biofilm involves certain bacteria which use dissolved oxygen and extracellular enzymes to produce reactive oxygen species. Among this kind of metabolites is hydrogen peroxide H2O2. This compound interacts with the passive layer of stainless steels and affects their electrochemical behaviour, even when the chloride concentration is low. The aim of this work is to study the influence of an enzymatic reaction (of the oxydoreductase type) on anodic and cathodic processes on AISI 316L stainless steel. Experiments are carried out in two artificial electrolytes simulating natural freshwaters, with two different chloride concentrations. The role of enzymatically-produced hydrogen peroxide is shown by OCP measurements and voltamperometric methods.Le comportement électrochimique des aciers inoxydables en eaux naturelles a été caractérisé par une augmentation de leur potentiel de corrosion libre. Ce phénomène est fortement lié à la formation d'un biofilm à leur surface. Plusieurs études ont montré que le biofilm modifie la réaction de réduction de l'oxygène et qu'il agit principalement sur les processus cathodiques. L'une des hypothèses qui explique le mode d'action du biofilm met en jeu le rôle de certaines bactéries qui utilisent l'oxygène pour former des intermédiaires réactifs. En réalité, ces bactéries sécrètent des enzymes extracellulaires responsables de la formation de ces espèces réactives. Certaines réactions enzymatiques consistent à réduire l'oxygène de l'air pour former du peroxyde d'hydrogène (H2O2). Ce produit interagit avec la couche passive des aciers inoxydables et affecte fortement leur comportement électrochimique, même dans les milieux faiblement chlorurés. L'objectif de ce travail est d'étudier l'influence d'une réaction enzymatique (type oxydoréductase) sur les processus anodiques et cathodiques sur acier inoxydable AISI 316L. L'étude a été menée dans deux milieux artificiels, simulant les eaux douces naturelles, avec des concentrations différentes en chlorures. Des suivis du potentiel de corrosion libre ainsi que des méthodes voltampérométriques ont été utilisés pour mettre en évidence le rôle du peroxyde d'hydrogène bioformé

Comparison of enzymic activity and nanostructures in water/ethanol/Brij 35 and water/1-pentanol/Brij 35 systems

The kinetics of enzyme-catalyzed alc. oxidn. has been measured in liq. water/ethanol/Brij 35 and water/1-pentanol/Brij 35 systems, essentially in the water-rich regions. For the ethanol systems it was found that the enzymic activity sharply decreases with increasing alc. concn. independently of the surfactant concn. between 0 and 22 mass %. In the case of the 1-pentanol systems the enzymic activity decreases also with increasing alc. concn., but this decrease can considerably be attenuated by adding increasing amts. of surfactant. To explain these results at the nanometer level, small-angle neutron-scattering (SANS) expts. have been carried out on these systems. The comparison of the scattering and the kinetic measurements suggests the following interpretation. In all cases, the enzymic activity depends on the concn. of the alc. in the aq. phase or in the aq. pseudophase contg. the enzyme. A certain amt. of alc. may be present in an org. pseudophase formed by direct micelles. In the case of the 1-pentanol systems the alc. participates in the structuration of the micelles and is concd. in the micelles, whereas in the case of the ethanol systems the alc. remains essentially in the aq. pseudophase and even destroys the micelles. These results suggest that in some cases enzymic activity can be used as a probe to detect some aspects of the mol. organization of a complex liq