Spotlight du JACS
Energetics of Photoinduced Charge Migration within the Tryptophan Tetrad of an Animal (6–4) Photolyase
Les cryptochromes et les photolyases sont des flavoprotéines présentes dans tous les organismes vivants (bactéries, plantes, mammifères). Des processus de transferts de charge ultrarapides jouent un rôle décisif dans la signalisation induite par la lumière, la régulation des rythmes circadiens, la réparation de l’ADN et possiblement dans la capacité des espèces migratrices à s’orienter dans le champ magnétique terrestre. Le processus est initié par l’absorption d’un photon par le chromophore flavine, laquelle induit une cascade de transferts d’électrons à l’échelle nanométrique impliquant une chaine de trois ou quatre résidus tryptophane. Les transferts d’électrons dans ces protéines sont, avec ceux impliqués dans la photosynthèse, les plus rapides connus à ce jour dans le milieu biologique et se déroulent à l’échelle de la picoseconde.
Les chercheurs du Laboratoire de Chimie Physique (CNRS/Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay)* et de l’Institut de Biologie Intégrative de la Cellule (CEA/CNRS/ Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay) se sont intéressés à la photolyase (6-4) de grenouille. Des simulations de dynamique moléculaire et de chimie quantique ont permis de tester deux mécanismes de transferts d’électron : par sauts successifs incohérents ou bien par transfert cohérent le long de la tétrade de tryptophanes. Les résultats de ces calculs couplés aux données expérimentales permettent de mieux comprendre comment la protéine stabilise la séparation de charges.
Ces travaux ont fait l’objet d’une publication au Journal of the American Chemical Society, laquelle a été sélectionnée pour figurer dans les Spotlight de l’édition du 17 février 2016.
* Fabien Cailliez, Thiago Firmino, Pascal Pernot, et Aurélien de la Lande.
