Processus ultra-rapides dans les hémoprotéines [Ultrafast processes in heme proteins]
Résumé
Les hémoprotéines sont impliquées dans une grande diversité de fonctions biologiques qui incluent transport et stockage d'oxygène, catalyse, transfert d'électron et signalisation. Le fer de l'hème peut être lié aux acides aminés et également aux molécules diatomiques (O2, NO, CO). Ces liaisons peuvent être rompues par une impulsion lumineuse avec un rendement élevé. En utilisant des techniques de spectroscopie optique ultrarapide, cette propriété donne la possibilité unique d'étudier la dynamique structurelle et électronique de l'hème et de son environnement protéique à l'échelle femtoseconde-picoseconde, c'est-à-dire à l'échelle même des vibrations internes de la macromolécule. Cet article décrit des développements récents dans ce domaine, en particulier l'implication de mouvements concertés hème-protéine dans des réactions balistiques de transfert de ligands et la possibilité de suivre des étapes intermédiaires de propagation d'un " signal " au sein de protéines de signalisation. Heme proteins contribute to a large variety of biological functions including transport and storage of oxygen, catalysis, electron transfer and signalling. The iron atom in the heme can bind amino acids and also diatomic molecules (O-2, NO, CO). These bonds can efficiently be broken by a light pulse. Using ultrafast optical spectroscopy techniques, this property allows the study of structural and electronic dynamics in the heme and its proteic environment at femtosecond-picosecond time scales, i.e. at the time scale of internal vibrations of the macromolecular systems. This review describes recent progress in this domain, specifically the role of concerted movements of the heme-protein system in ballistic ligand transfer reactions as well as the real-time monitoring of signal propagation within signalling proteins.