Etude des interactions protéine-métal par spectroscopie infrarouge dans le domaine des basses fréquences

Metal-ligands interactions probed by infrared spectroscopy in the far IR domain

• Auteur / Autrice : Laure Marboutin
• Direction : Catherine Berthomieu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Microbiologie, biologie végétale et biotechnologies
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Aix-Marseille 2
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université d'Aix-Marseille II. Faculté des sciences (1969-2011)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Amplificateurs basse fréquence

Métalloprotéines

Hémoprotéines

Spectroscopie infrarouge

Résumé

L'analyse de complexes d'une hémoprotéine (MP8) par spectroscopie infrarouge (IR-TF) de différence couplée à l'électrochimie a permis d'identifier dans l'IR moyen (1800-1000 cm-1) des bandes IR sensibles à l'état redox du fer, spécifiques de l'hème, du peptide et des deux ligands axiaux imidazole et histidine. L'adaptation de l'appareillage optique a permis d'obtenir pour la première fois des spectres IR-TF de différence pour des métalloprotéines en solution dans le domaine de l'IR lointain (1000-50 cm 1), où sont détectées les vibrations métal-ligands. L'étude dans l'IR lointain de la superoxyde dismutase et des complexes de la MP8 a permis d'attribuer les premiers modes de vibrations métal-ligands IR pour une métalloprotéine redox. Les fréquences IR de ces modes sont directement corrélées à la force des liaisons et offrent un outil expérimental fin pour l'analyse des propriétés des sites métalliques qui contrôlent la réactivité de nombreuses métalloprotéines

Structural changes accompanying the change in the redox state of the iron in various complexes of MP8, a model for hemoproteins, were studied by FT-IR difference spectroscopy coupled to electrochemistry in the mid-IR (1800-1000 cm-1). We identified IR redox heme markers, sensitive to the electronic or coordination state of the iron. The specific IR bands of the two axial ligands imidazole and histidine allowed us to provide the first direct determination of their pKa. We also modified the IR set-up to record spectra with redox metalloproteins in the far IR domain (1000-50 cm-1), wherein metal-ligand vibrations are expected to contribute. For the first time, we identified metal-ligand vibration in hemoproteins and in superoxide dismutase. The IR bands frequencies are highly dependent on the bond strength and offer a useful experimental tool to study the properties of metallic active sites that control the reactivity of various metalloproteins