Rôle des modes de vibration des états excités des chlorophylles dans la photosynthèse

La photosynthèse alimente l'ensemble de la biosphère et constitue sans doute le processus biologique le plus important sur Terre. L'efficacité quantique du transfert d'énergie d'excitation dans les complexes de collecte de lumière photosynthétiques peut atteindre presque l'unité. Cette efficacité élevée est encore plus surprenante si l'on tient compte du fait que le transfert d'énergie d'excitation élevée à travers des centaines de pigments dans un paysage énergétique désordonné ne peut être expliqué par les modèles actuels. Actuellement, il existe deux principales hypothèses pour expliquer le transfert d'énergie ultrarapide : le "caractère quantique" et "l'assistance vibrationnelle". Pour valider ces hypothèses, il est nécessaire de caractériser les propriétés électroniques et vibrationnelles des états excités des cofacteurs impliqués dans le processus de transfert d'énergie d'excitation. Nous avons conçu un projet interdisciplinaire dans lequel l'étudiant sera formé aux techniques biochimiques de purification des protéines. L'utilisation de différents détergents pour purifier les complexes de collecte de lumière conduit à des systèmes perturbés présentant des différences dans les voies de transfert d'énergie d'excitation. Les différences entre les différents complexes de collecte de lumière de chaque purification seront caractérisées par la résonance Raman et la fluorescence résolue en temps. Ensuite, nous utiliserons des techniques ultrarapides telles que l'absorption transitoire femtoseconde, la spectroscopie électronique 2D (2DES) et la spectroscopie Raman stimulée femtoseconde (FSRS). Ces données seront utilisées pour développer de nouveaux modèles de transfert d'énergie photosynthétique. L'étudiant participera à l'analyse et aux discussions pour la modélisation théorique de ce processus, mais l'apprentissage des techniques de modélisation est hors du champ de la thèse.

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