COMPRENDRE
LE DICHROÏSME CIRCULAIRE
conformationnelle des molécules étudiées. Nous donnons maintenant deux exemples d ' application.
Binaphtol( BINOL): cette molécule est composée de deux naphtols qui forment un angle entre eux( angle dihédral). Cette configuration correspond tout à fait au mécanisme du couplage excitonique( cf encadré) puisque chaque naphtol est achiral et c ' est l ' arrangement de ces deux moitiés qui rend la molécule chirale. On comprend alors que le CD va être fortement dépendant de cet angle. Nous avons mesuré le CD après une photoexcitation du BINOL et nous observons une dynamique en CD que nous ne voyons pas en absorption qui montre que suite au changement de répartition électronique dans l ' état excité, l ' angle dihédral change et nous pouvons mesurer le temps caractéristique de ce changement. Cette idée intuitive a été confirmée par des calculs de chimie quantique. Nous voyons clairement que ce temps dépend de la viscosité et de la proticité du solvant( figure 2) [ 3 ].
Dépliement d ' un polypeptide: la question du dépliement / repliement des protéines et des polypeptides est cruciale en biologie car chaque protéine doit acquérir une structure tridimensionnelle spécifique afin de fonctionner correctement. Certaines maladies neurodégénératives sont par exemple reliées à un mauvais repliement de certaines protéines au niveau des neurones. Afin de déterminer les temps caractéristiques de repliement / dépliement des protéines, nous avons construit une expérience de T-jump. Le phénomène étant un processus thermodynamique, tout changement de température modifie l ' équilibre et l ' idée est de suivre par CD l ' évolution du dépliement consécutif à une brusque montée de la température. Dans ce cas, l ' information supplémentaire nécessaire à l ' interprétation est la connaissance empirique du spectre de CD en
Figure 3. Dépliement d ' un polypeptide( poly( acide glutamique)) après un saut de température( T-jump). A: relation entre la structure secondaire et les spectres de CD(( d ' après Pignataro, Molecules 2020)); B: formule permettant de mesurer la fraction d ' hélices alpha à partir de la mesure de CD; C: mesure expérimentale de la dynamique de dépliement [ 4 ].
fonction de la structure secondaire des protéines et la possibilité de relier directement le CD à la fraction d ' hélices alpha présentes dans la protéine( cf figure 3A, B). Nous avons fait l ' expérience sur un poly( acide glutamique) qui forme une hélice alpha et on observe une diminution du CD en quelques microsecondes caractéristique du dépliement( figure 3C). Une étude en fonction de la température de départ permet alors de remonter aux paramètres thermodynamiques du processus [ 4 ].
RÉFÉRENCES
[ 1 ] N. Berova N et al., Circular Dichroism— Principles and Applications. 2 nd ed.( Wiley-VCH New- York, 2000)
[ 2 ] P. Changenet, F. Hache, Opt. Expr. 31, 21296( 2023) [ 3 ] M. Schmid et al., J. Phys. Chem. Lett. 10, 4089( 2019) [ 4 ] L. Mendonça et al., J. Phys. Chem. B 118, 5350( 2014) [ 5 ] D. M. Rogers et al., Chem. 5, 2751( 2019)
CONCLUSION Le CD fournit des informations uniques sur la conformation des molécules. Cette caractéristique est utilisée depuis longtemps en chimie et en biochimie. En implémentant le CD dans des techniques résolues en temps, on peut maintenant avoir accès à des mesures originales de dynamique des changements conformationnels qui ouvrent la voie à une meilleure compréhension des processus réactionnels et enzymatiques [ 5 ].
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