Les liberations de protons associees au fonctionnement du systeme de degagement d'oxygene du photosysteme ii de la photosynthese

On the stoichiometry of proton release by the oxygen-evolving complex of photosynthetic photosystem ii

• Auteur / Autrice : Fabrice Rappaport, Paul Vigny
• Direction : J. LAVERGNE
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences biologiques et fondamentales appliquées. Psychologie
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

Ce travail porte sur les liberations de protons associees au fonctionnement du systeme de degagement d'oxygene de la photosynthese. Quatre actes photochimiques successifs induisent l'extraction sequentielle de quatre electrons du site enzymatique du photosysteme ii. Chaque oxydation est couplee a la reduction du donneur primaire p#6#8#0 via un transporteur d'electron, la tyrosine y#z. Lorsque les quatre equivalents necessaires a l'oxydation de l'eau sont accumules l'emission d'oxygene intervient, en meme temps que le retour du systeme a son degre d'oxydation le plus bas. Les cinq etats d'oxydation sont appeles etats s#i. Quatre protons sont liberes lors de l'oxydation de deux molecules d'eau en oxygene. Nous avons montre que les stoechiometries des deprotonations associees a chaque transitions s#is#i#+#1 peuvent dependre du ph. Ceci revele l'existence de groupements acido-basiques dont les pk sont deplaces lors des reactions d'oxydoreduction au sein du centre catalytique. Ces liberations de protons sont discutees en termes de deprotonation d'une espece chimiquement liee au groupe oxyde, ou en interaction electrostatique avec lui. Certaines deprotonations sont declenchees des la formation de y#z#+ et modulent la vitesse de sa reduction. Il en resulte un mecanisme a deux etapes impliquant initialement une deprotonation induite electrostatiquement. La relaxation electrostatique qui en decoule accelere l'etape de transfert d'electron. Ce mecanisme intervient en particulier lors de la transition y#z#+s#3y#zs#o suggerant que l'etape finale d'oxydation de l'eau est declenchee par une deprotonation. Les equilibres acido-basiques intervenant autour du centre catalytique jouent un role essentiel dans la gestion des contraintes electrostatiques imposees par l'accumulation d'equivalents oxydes. En particulier, la charge nette du systeme module fortement l'equilibre entre le donneur primaire p#6#8#0 et y#z