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Accueil > Équipes scientifiques > Structure et dynamique des systèmes complexes isolés photoexcités (SYSIPHE) > MEcanismes MOléculaires d’espèces biomimétiques (MEMO)

MEcanismes MOléculaires d’espèces biomimétiques (MEMO)

Structure, Dynamique, Interaction

Comprendre les mécanismes moléculaires complexes en jeu dans les milieux biologiques (reconnaissance moléculaire, photochimie, photophysique, réactivité…) nécessite en général d’avoir accès aux interactions microscopiques qui les régissent. Ceci étant souvent difficile du fait de la complexité des systèmes ou de l’effet de l’environnement.
Afin de s’affranchir de ces difficultés notre approche est d’identifier de bons systèmes modèles contenant les « ingrédients minimum » impliqués dans lesdits mécanismes, à une échelle plus petite (de l’ordre de la centaine d’atomes) et en phase gazeuse afin d’étudier des molécules isolées ou en interaction avec un environnement contrôlé, représenté par un nombre restreint de partenaires moléculaires (solvant ou autre).

Les membres : Pierre Çarçabal, Gildas Goldsztejn, Niloufar Shafizadeh et Benoît Soep

Conformation et Interactions Moléculaires en phase gazeuse (Carlotta)

Représentation schématique de l’effet d’environnement sur la flexibilité du pentasaccharide des N-glycans. (J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 45, 16895–16903)

Le dispositif Carlotta permet de mettre en phase gazeuse des molécules d’intérêt biologique, comme des sucres, des peptides, ou les complexes qu’elles peuvent former, et de les interroger par spectroscopie laser afin d’en définir leurs structures et sonder les interactions moléculaires définissant leurs propriétés structurales. Lire la suite

Etude des métalloporphyrines en phase gazeuse ou isolée

Les métalloporphyrines sont une famille de molécules très colorées qui participent aux plupart des processus de productions d’énergie au sein des espèces vivantes. Par exemple la Chlorophylle pour les plantes assure la photosynthèse ou l’hème dans l’hémoglobine transporte l’oxygène dans le sang des vertébrés.
La majorité de ces mécanismes sont imparfaitement élucidés au niveau moléculaire. C’est justement à ce niveau que les études en phase gazeuse permettent de sonder précisément les échanges d’énergie indépendamment de l’environnement (protéique). Cela permet aussi de comparer aux calculs de chimie quantique complexes par la présence des métaux de transition. Nous avons entrepris d’étudier les propriétés physico chimiques de cette famille de molécules en phase gazeuse.
On s’intéresse plus particulièrement aux propriétés :
- Structurales (la spectroscopie)
- Aux voies de relaxation après excitation à un ou plusieurs photons (sur des échelles temps allant de 10-15 à 10-3 s)
- Aux mesures de l’énergie de liaison entre le métal du métalloporphyrines avec des ligands tel que O2, CO, H2O.
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Etude dynamique photoinduite et conformationnelle de modèles de biomolécules

Exemple d’une expérience "pompe-sonde" où l’on observe le changement du spectre d’absorption au seuil 3p du fer dans la molécule Fe2O3 en fonction du délai avec un laser d’excitation causant un transfert de charge du fer vers l’oxygène.

Nous nous intéressons aux processus dynamiques ultrarapides (10-15s à 10-12s) prenant place au sein de biomolécules, tels que le transfert de charge ou un changement global de spin, suite à l’absorption d’un rayonnement. Afin de les étudier, nous utilisons des systèmes modèles que nous mettons en phase gazeuse et que nous sondons grâce à des technologies innovantes (lasers ultrarapides et à très haute énergie). Ces molécules étant en général très flexibles, on s’intéresse également aux interactions intra- et intermoléculaires régissant les structures des ces molécules à l’aide du dispositif Carlotta.
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