Efficacité de dissipation d'énergie dans le complexe intermédiaire d'assemblage CP43 du photosystème II

Abstrait

Le photosystème II des organismes oxygéniques est un grand complexe protéique pigmentaire membranaire à renouvellement rapide. Lors de sa biogenèse, de multiples intermédiaires d'assemblage se forment, dont le complexe de préassemblage CP43 (pCP43). Afin de comprendre la dynamique de transfert d'énergie au sein de pCP43, nous avons d'abord construit une version de CP43 marquée à l'histidine dans une souche de la cyanobactérie Synechocystis 6803 dépourvue de CP47. Le pCP43 isolé de cette souche modifiée a été soumis à une analyse spectroscopique avancée pour évaluer ses caractéristiques de dissipation d'énergie d'excitation. Cette analyse comprenait la mesure des spectres d'absorption et d'émission de fluorescence à l'état stationnaire, dont la corrélation a été testée à l'aide de la relation de Stepanov. La comparaison des spectres d'excitation et d'absorptance de fluorescence a permis de déterminer que l'efficacité du transfert d'énergie du β-carotène à la chlorophylle a est de 39 %. Des images de fluorescence résolues en temps de la Chl a liée à pCP43 ont été enregistrées à l'aide d'une caméra à balayage de fente, et la dynamique de décroissance de la fluorescence a été évaluée par ajustement global. Ces résultats ont démontré que la cinétique de décroissance dépend fortement de la température et du tampon utilisé pour disperser l'échantillon de protéine. La durée de vie de la fluorescence a été estimée entre 3,2 et 5,7 ns, selon les conditions. Le complexe pCP43 a également été étudié par spectroscopie d'absorption résolue en temps femtoseconde et nanoseconde après excitation de la chlorophylle a et du β-carotène afin de révéler les mécanismes de relaxation/décroissance de l'excitation singulet, la dynamique de l'état triplet de la chlorophylle a et le processus de sensibilisation de l'état triplet de la chlorophylle a vers le β-carotène. Ce dernier a démontré que l'état triplet de la chlorophylle a dans le complexe pCP43 n'est pas efficacement désactivé par les caroténoïdes. Enfin, une analyse cinétique détaillée de l'augmentation de la population des triplets de β-carotène a déterminé que la constante de temps de sensibilisation de l'état triplet du caroténoïde est de 40 ns.