Anabena sensory rhodospin : l'impact de mutations sur la dynamique ultra-rapide de la photo-isomerization

Anabaena Sensory Rhodopsin : effect of mutations on the ultrafast photo-isomerization dynamics

• Auteur / Autrice : Damianos Agathangelou
• Direction : Stefan Haacke
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie physique
• Date : Soutenance le 14/01/2019
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de physique et chimie des matériaux (Strasbourg)
• Jury : Président / Présidente : Vincent Robert
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Tatiana Domratcheva
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rolf Diller, Steve Meech

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photorécepteurs (molécules)

Isomérisation

Pourpre rétinien

Mots clés libres

Isomérisation

Mutations

Durée de vie excitée

Protéines

Modes de vibration

Spectroscopie d'absorption transitoire

Spectroscopie électronique bidimensionnelle

Lasers

Isomerization

Mutations

Excited state lifetime

Proteins

Vibrational modes

Transient absorption spectroscopy

Two dimensional electronic spectroscopy

Lasers

Résumé

ASR, est une protéine photo réceptrice qui lie la base protonée de la rétine de Schiff dans deux conformations de l'état fondamental. La protéine particulière consiste en un système modèle dans lequel I'effet de l'environnement protéique sur la dynamique d'isomérisation des deux isomères peut être étudié. Dans cette thèse, une étude approfondie sur les protéines mutées ponctuellement est présentée, où la variable est l'environnement protéique. Les résultats montrent des différences significatives entre les durées de vie des états excités des deux isomères et les durées de vie plus courtes ou plus longues commentées en termes de mélange électronique Sl/S2. En complément, le développement expérimental d'un spectromètre à absorption transitoire (T.A) et d'un dispositif de spectroscopie électronique bidimensionnelle (2DES) fonctionnant respectivement dans les domaines spectral NIR et UV-Vis. Avec cette configuration, deux impulsions colinéaires à verrouillage de phase d'une durée inférieure à 10fs sont générées, où. la précision interférométrique sur le contrôle du retard entre les deux impulsions de pompe permet d'effectuer des mesures 2DES.

ASR, is a photoreceptor protein that binds the protonated Schiff base of retinal in two ground state conformations. The particular protein consists a model system where the effect of the protein environment on the isomerization dynamics of the two isomers can be investigated. In this thesis an extended study on point mutated proteins is presented where the variable is the protein environment. The results show significant differences between the two isomers excited state lifetimes with the shorter or longer lifetimes commented in terms of Sl/S2 electronic mixing. Supplementary, the experimental development of a Transient absorption spectrometer (T.A) and a Two-dimensional electronic spectroscopy setup (2DES) operating in the NIR and UV-Vis spectral range respectively are described. The 2DES spectrometer is based on translating wedges made out of birefringent material producing two collinear phase-locked pulses with sub-I Ofs duration. The interferometric precision on controlling the delay between the two pump pulses allows to perform 2DES measurements on systems absorbing in the 360-430 nm range allowing to resolve the excitation process spectrally.