Séminaire Optique/Spectro

Vendredi 22 Janvier 2016 à 11h00.

Modéliser au niveau moléculaire l ’attachement du dioxygène à l’Hème du sang par des expériences en phase gazeuse

''L’oxygène respiré par les êtres vivants, est transporté dans le sang par une hémoprotéine, puis relâché auprès des muscles. Le mécanisme de ce processus qui est équivalent à une association puis une dissociation d’un ligand sur le site actif de l’hémoglobine, l’Hème, n’a pas été élucidé du point de vue microscopique. La nature de la liaison Fer-dioxygène dans l’hème est un sujet de débat depuis Pauling (1936) et seulement récemment, la chimie quantique a pu répondre de façon plus nette à cette question : quelle sont les structures électroniques en jeu ? Ainsi, la liaison Fe(II)-O2 trouve son origine dans un transfert de charge entre l’atome de fer et l’oxygène qui réorganise la configuration électronique de l’atome de fer et crée le couple en interaction Fe(III)+ - O2-. Une donnée expérimentale essentielle manque pour valider cette approche, l’énergie de liaison fer-Oxygène et cette valeur ne peut être mesurée simplement qu’en phase gazeuse, sur le site actif isolé de son environnement. La phase gazeuse permet d’accéder séquentiellement aux propriétés intrinsèques de chacun des partenaires de cette réaction, la liaison Fer-dioxygène et son environnement. Dans cet exposé je détaillerai les différentes stratégies que nous avons mises au point pour modéliser tout ou une partie des propriétés physico-chimiques de cette réaction. j’insisterai sur les méthodes développées pour mesurer l’énergie de liaison métal-ligand sur des système modèles, en montrant nos derniers résultats concernant la première observation des cations [Hème FerIII-O2]+ et [Hème H FerII-O2]+. En effet nous avons réussi à former ces espèces dans un piège à ions refroidis et en variant la température de formations de ces complexes nous avons déterminé l’énergie de la liaison Hème FerIII-O2 et Hème FerII–O2. C’est la première détermination précise de l’énergie de cette liaison pour comparaison avec le calcul. De plus la caractérisation de la liaison Hème FerIII-O2 est un premier pas vers la compréhension du mécanisme réactionnel de formation du complexe [Hème FerII-O2], incomplètement déterminé.''