Structure et réactivité de molécules d’intérêt biologique chargées en phase gazeuse

Ce travail porte sur l’étude en phase gazeuse de molécules chargées d’intérêt biologique par des techniques de spectroscopie laser et de spectrométrie de masse.
L’un des enjeux du développement de nouvelles techniques de fragmentation est de pouvoir relier les spectres de fragmentation avec une information sur la structure tridimensionnelle de biomolécules. A ce titre, la photofragmentation (IR et UV) a émergé ces dernières années et a ouvert de nouvelles perspectives dans ce domaine. Deux axes principaux ont été développés : la photofragmentation UV d’acides aminés aromatiques protonés et la spectroscopie de photodissociation multiphotonique IR (IRMPD). Dans les deux cas, nous réalisons une spectroscopie d’action sur des ions biomoléculaires sélectionnés en masse où l’on analyse la fragmentation induite par l’excitation photonique et interprétons les résultats expérimentaux à l’aide de calculs de chimie quantique.
La première partie est consacrée à l’étude de la dynamique ultra rapide des états électroniques excités des acides aminés aromatiques protonés par une expérience de photofragmentation pompe/sonde à l’échelle femtoseconde. Nous avons notamment montré qu’il existe une compétition entre des voies de fragmentation après conversion interne et des dissociations directes spécifiques à l’état excité, dues au couplage entre l’état localement excité et des états à transfert de charge.
Dans une seconde partie, je présenterai nos travaux sur la détermination des structures des molécules biologiques par spectroscopie IR multiphotonique (IRMPD). Ces expériences ont d’abord porté sur la caractérisation de systèmes modèles et de petites tailles pour lesquels l’attribution peut être réalisée par des méthodes de chimie quantique élaborées. Nous avons étendu ces études aux systèmes plus complexes, notamment sur la séquence télomérique humaine d’ADN et les complexes non-covalents de la vancomycine, un antibiotique, avec son récepteur biologique afin de caractériser la relation structure-fonction des molécules biologiques dans des systèmes où la stoechiométrie est parfaitement connue.

Membres du jury
Jean Michel Mestdagh, CEA Saclay, Rapporteur
Gilles Ohanessian, Ecole Polytechnique, Rapporteur
Thomas Rizzo, EPFL, Rapporteur
Philippe Dugourd, LASIM, Université Lyon 1
Didier Lumtoski, CSPBAT/LBPS, Université Paris 13
Charles Desfrançois, LPL, Université Paris 13

Soutenance : Le 05 Juillet 2010 à 14h00