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In the present investigation, a QM/MM approach was used to better understand the effect of the second environmental shell of the active site on the catalytic conversion of acetylene to acetaldehyde by acetylene hydratase (AH). In addition, the effect of substituting W-coordinating sulfur atoms with selenium atoms was done to provide insight into the influence of the W-coordinating atoms on the catalytic reaction. From the results, it found that the presence of the second shell environment had a significant effect on the reaction. Specifically, in the absence of the MM second shell environment (i.e., QM-cluster model), the rate-determining step is defined by the first proton transfer step. In contrast, for the QM/MM model, the rate-determining step is defined by the water attacking step. Moreover, with the presence of the MM second shell environment, a key intermediate found in the DFT-cluster investigation does not exist in the QM/MM investigation. Rather, what was a two-step process in the DFT-cluster study was calculated to occur in a single step for the QM/MM study. Regarding the sulfur to selenium substitutions, it was found that Gibbs energy for the acetylene binding phase was significantly affected. Notably, the trans-position selenium made the binding of acetylene 65.6 kJ [mol.sup.-1] less endergonic. Moreover, the overall reaction became 38.2 kJ [mol.sup.-1] less endergonic compared with the wild type (WT) AH model. Thus, the substitution of key W-coordinating sulfur atoms with selenium atoms may offer a means to enhance the catalytic mechanism of AH considerably. Key words: acetylene hydratase, dithiolene, diselenolene, density functional theory, QM/MM. Dans le cadre de la presente etude, nous avons utilise une methode de mecanique quantique et de mecanique moleculaire (QM/MM) afin de mieux comprendre l'effet de la seconde couche dans l'environnement du site actif de l'acetylène hydratase (AH) sur la transformation catalytique de l'acetylène en acetaldehyde. De plus, nous avons substitue les atomes de soufre coordonnant l'atome de W par des atomes de selenium afin d'expliquer l'influence des atomes coordonnant le W sur la reaction catalytique. D'après les resultats, la presence de la deuxième couche de l'environnement a un effet considerable sur la reaction. En effet, en absence de la deuxième couche MM de l'environnement (c.-a-d. le modèle QM de l'agregat), l'etape limitante de la reaction est celle du transfert du premier proton. Par contre, avec le modèle QM/MM, l'etape limitante de la reaction est celle de l'attaque par la molecule d'eau. De plus, en presence de la deuxième couche MM de l'environnement, nous avons trouve dans la modelisation de l'agregat par DFT un intermediaire cle qui n'existe pas dans la modelisation par QM/MM. Ce qui etait un processus en deux etapes dans la modelisation de l'agregat par DFT a plutot ete calcule comme se produisant en une seule etape dans la modelisation par QM/MM. En ce qui concerne la substitution des atomes de soufre par des atomes de selenium, nous avons constate qu'elle avait un effet considerable sur l'energie de Gibbs de la phase de liaison de l'acetylène. Notons par ailleurs que la configuration trans des atomes de selenium rendait la liaison de l'acetylène moins endergonique de 65,6 kJ*[mol.sup.1]. De plus, la reaction globale s'est revelee 38,2 kJ*[mol.sup.1] moins endergonique comparativement au modèle de l'AH de type sauvage. Par consequent, la substitution d'atomes de soufre determinants qui coordonnent l'atome de W par des atomes de selenium pourrait se reveler un moyen d'ameliorer considerablement le mecanisme catalytique de l'AH. [Traduit par la Redaction] Mots-cles : acetylène hydratase, dithiolène, diselenolène, theorie de la fonctionnelle de la densite, QM/MM., Introduction Due to the dithiolene ligand's ability to form stable complexes with various highly oxidized metals and the unique optical, electrical, and magnetic properties of the metal complexes formed, the [...]