Vendredi 3 octobre à 14h
Amphithéâtre de l’ISMO
Étude de la structure vibrationnelle des anions déprotonés de la famille des chlorophylles dans leur premiers états excités électroniques par spectroscopie de photoélectron en phase gazeuse
Dans le but de mieux comprendre le mécanisme de la photosynthèse, et en particulier l’efficacité de la séparation de charge au sein du photosystème II (PSII), il est essentiel de déterminer avec précision la structure vibronique de différents pigments chlorophylliens. Nous avons étudié ici les anions pigments chlorophylliens déprotonés qui sont isoélectroniques des pigments neutres en raison de la similitude de leur spectroscopie respective. Pour cela, nous avons réalisé des expériences de spectroscopie de photodétachement en phase gazeuse sur des anions déprotonés refroidis appartenant à la famille des chlorophylles. Les propriétés de ces anions, en absence des perturbateurs, ont été caractérisées par la mesure de l’énergie cinétique et/ou de l’intensité des électrons éjectés après photodétachement. L’ensemble des expériences a été mené à l’aide d’un dispositif expérimental spécifique combinant une source nanoélectrospray, un piège à ions cryogénique, et un système de détection des photoélectrons. Les composés étudiés incluent la phéophytine — pigment qui joue un rôle clé dans le transfert de charge lors de la photosynthèse — ainsi que deux modèles dérivés et simplifiés : la phéophorbide et la méthylphéophorbide. Ces deux dernières molécules correspondent à une phéophytine dont la chaîne phytyl (C₂₀H₃₉) a été remplacée respectivement par un atome d’H ou un groupe méthyle CH3.
La première étape de ce travail a consisté à identifier les sites de déprotonation les plus stables des molécules étudiées, en les corrélant avec les seuils de photodétachement de leurs anions. Les résultats montrent une déprotonation en périphérie du macrocycle de toutes les molécules et au niveau de la fonction carboxylique de la phéophorbide.
Dans la deuxième étape, nous avons réussi à enregistrer les spectres d’action des états électroniques permises (transitions Qₓ et Qᵧ) de la phéophorbide et de la méthylphéophorbide déprotonées. Ces spectres, ont été mesurés en déterminant l’intensité des photoélectrons après l’absorption de deux photons en fonction de la longueur d’onde du laser de photodétachement. La résolution de nos mesures permet de mettre en évidence une série de transitions vibrationnelles dans la bande Qᵧ, et pour la première fois dans la bande Qₓ. L’attribution de ces modes repose sur une comparaison avec des spectres d’excitation de fluorescence obtenus en matrice à basse température, et celle-ci est soutenue par des calculs effectués précédemment sur la méthylphéophorbide neutre par le groupe d’A.Freiberg.
L’hypothèse selon laquelle l’anion déprotoné est un modèle pour la molécule neutre est totalement validée.