Une cellule regroupe l’ensemble de réactions biochimiques nécessaires à la vie et ces réactions sont catalysées pour avoir des vitesses compatibles avec l’échelle de temps du vivant. Comment fonctionne et comment modifier une voie métabolique dans une cellule vivante ? Cette question biologique générale est la base de mon travail qui porte sur l’ingénierie protéique et métabolique chez les microorganismes. Comprendre une voie métabolique peut être abordé en première approche par l’étude du fonctionnement interne de ou des enzymes impliquées. La première partie de ce rapport porte sur l’ingénierie protéique. Elle se focalise d’abord sur la spécificité de substrat à l’échelle d’une enzyme, puis sur les interactions entre domaines catalytiques d’une même enzyme et celles entre enzymes différentes. Le volet ingénierie protéique a été abordé via deux modèles riches et complémentaires: les cytochromes P450 et la cytochrome P450 réductase. A une échelle supérieure, les interactions entre enzymes créent les engrenages métaboliques nécessaires à l’ensemble de la voie métabolique. Comprendre un réseau métabolique, c’est en comprendre les règles de circulation et les outils d’aiguillage au sein d’une cellule vivante. La thématique d’ingénierie métabolique adresse cet aspect en prenant comme modèle de voie métabolique la voie des carotènes. Ce travail porte donc sur la compréhension des mécanismes enzymatiques à différentes échelles du fonctionnement cellulaire. Ces deux niveaux d’analyse (ingénierie protéique et ingénierie métabolique) sont complémentaires pour développer une vision la plus synergique possible du fonctionnement d’une voie métabolique, naturelle ou artificielle.