Simulations de dynamique moléculaires du complexe collecteur de lumière de type 2 d’une bactérie pourpre dans différents environnements micellaires et membranaire

Résumé : Les bactéries photosynthétiques pourpres comme Rhodopseudomonas acidophila (strain 10050) disposent pour collecter la lumière d’un appareil photosynthétique constitué de complexes protéiques membranaires avec des pigments spécialisés. Cet appareil photosynthétique comprend deux types de collecteurs de lumière (light harversting ou LH) appelés LH1 et LH2 et d’un centre réactionnel (CR). La lumière est principalement absorbée par des pigments photosynthétiques liés au complexe LH2 et l'énergie d'excitation résultante est ensuite transférée au complexe LH1 et, de là au centre réactionnel où elle est transformée en énergie chimique. Les données de cristallographie ont permis de montrer que le complexe LH2 se compose d'un ensemble de 9 sous-unités parfaitement symétriques constituées de deux petites sous-unités protéiques α et β associées à 1 caroténoïde (rhodopine glucoside) et 3 bactériochlorophylles-a. Des expériences de spectroscopie de fluorescence en fonction du temps effectuées sur des complexes LH2 uniques ont montré que l'intensité et la position de transition électronique du complexe pouvaient fortement fluctuer avec le temps. Ces observations décrivent un « désordre dynamique » en lien avec la fonction biologique du complexe LH2, qui montre une efficacité d’utilisation de l’énergie lumineuse. Même si un grand nombre d’études met en avant l’existence de ce « désordre » pour interpréter les données expérimentales de fluorescence, peu de travaux ont examiné au niveau moléculaire, les fluctuations locales ou globales au sein du complexe LH2 qui gouvernent ce désordre. La description moléculaire du désordre dynamique du complexe LH2 permettra une compréhension plus précise de ces complexes capables d’utiliser l’énergie solaire avec une grande efficacité, et sont donc d’une grande importance pour la mise en place de systèmes de production d’énergie renouvelable.L’objectif de ce projet de thèse est de mieux comprendre l’origine de ce « désordre » à l’échelle atomique en employant des approches de dynamiques moléculaires classiques. Pour ce faire, nous avons modélisé le complexe LH2 dans différents environnements biomimétiques constitués de détergents (dimethyldodecylamine-N-oxide (LDAO) et le beta octyle glucoside (bOG)) et d'une membrane de POPC. Une première partie de ce travail a consisté à développer des modèles originaux pour ces détergents ainsi que les différents composants du complexe, et à examiner l'agrégation des molécules de détergents autour du complexe. Pour valider nos modèles, des expériences de diffraction des rayons X aux petits angles (SAXS) ont été réalisées avec les complexes LH2-LDAO et LH2-βOG. Dans un second temps, nous avons plus spécifiquement étudié les interactions peptide-pigment,pigment-pigment en fonction de l’environnement. Nos résultats ont montré des différences significatives concernant la dynamique du complexe et les interactions pigment-pigment et pigment-protéine en fonction de l'environnement. Enfin, afin de relier les variations des interactions entre les différents composants du complexe décrits dans nos simulations, aux variations d’absorption du complexe LH2 et au désordre dynamique, des calculs ab-initio ont été réalisés à partir de structures atomiques représentatives de nos simulations.
Type de document :
Thèse
Biophysique [physics.bio-ph]. Université Paris-Saclay, 2016. Français. 〈NNT : 2016SACLX012〉
Liste complète des métadonnées

https://pastel.archives-ouvertes.fr/tel-01461588
Contributeur : Abes Star <>
Soumis le : mercredi 8 février 2017 - 11:52:08
Dernière modification le : vendredi 8 juin 2018 - 08:51:44
Document(s) archivé(s) le : mardi 9 mai 2017 - 12:50:16

Fichier

70412_KARAKAS_2016_archivage.p...
Version validée par le jury (STAR)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01461588, version 1

Citation

Esra Karakas. Simulations de dynamique moléculaires du complexe collecteur de lumière de type 2 d’une bactérie pourpre dans différents environnements micellaires et membranaire. Biophysique [physics.bio-ph]. Université Paris-Saclay, 2016. Français. 〈NNT : 2016SACLX012〉. 〈tel-01461588〉

Partager

Métriques

Consultations de la notice

351

Téléchargements de fichiers

138