Reactivity and photochemistry of the active site of FeFe-hydrogenase

Réactivité et photochimie du site actif de l'hydrogénase FeFe Les hydrogénases FeFe sont des métalloenzymes qui catalysent l'oxydation et la production de H₂. Le cycle catalytique et de nombreux aspects de la réactivité de ces enzymes, y compris l'inactivation aérobie et anaérobie, ne sont toujours pas complètement compris. J'ai développé une nouvelle technique appelée photo-électrochimie directe et je l'ai utilisée pour étudier l'effet de l'irradiation sur la cinétique d'inhibition par le CO de trois hydrogénases FeFe distinctes. J'ai déterminé le spectre d'action de la photo-dissociation de l'inhibiteur CO et j'ai décrit le processus au niveau QM pour la première fois, en obtenant un bon accord entre les expériences et la théorie.J'ai également étudié la photoinhibition de l'enzyme. J'ai effectué des expériences de photoélectrochimiques en irradiant la protéine avec des diodes laser monochromatiques dans le domaine de la lumière visible, une lampe halogène ou une lampe au xénon et j'ai observé que les hydrogénases FeFe de C. reinhardtii et C. acetobutylicum sont irréversiblement inactivées par la lumière UVB. En utilisant la DFT et la TDDFT, j'ai conclu que les étapes initiales de la photoinhibition consistent en la photodissociation d'un ligand carbonyle intrinsèque du site actif, suivie de la formation d'une espèce inactive stable.J'ai aussi effectué des expériences préliminaires pour examiner l'effet de la lumière sur l'activité de deux autres métalloenzymes: la CO déshydrogénase et la hydrogénase NiFe.Mes résultats illustrent la force de l'approche méthodologique qui combine électrochimie directe et TDDFT, et apportent de nouvelles connaissances sur les propriétés chimiques et photochimiques de plusieurs métalloenzymes.