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1 SB2SM - Service de Bioénergétique, Biologie Stucturale, et Mécanismes IBITECS - Institut de Biologie et de Technologies de Saclay, CNRS - Centre National de la Recherche Scientifique : UMR 8221

Abstract : In this work, we study the effect of temperature on structure and dynamic of light-harvesting complexes from purple bacteria maintained in their native environment i.e. intracytoplasmic membranes.To complete successfully these studies, we have developed a functional calorimetric approach in intracytoplasmic membrane by spectroscopic absorption, circular dichroism and Resonance Raman. We have analyzed the effect of temperature on spectral properties of LH1 protein using bacteriochlorophyll molecules as natural marker of transmembrane polypeptide assemblage, which form LH1 ring. Many studies dealing with LH1 self-assembly process from solubilized proteins can be found in literature very often. That is the reason why our studies were realized without adding detergents or any chaotropic agents, but directly on intracytoplasmic membranes in which LH1 proteins are overexpressed. We show that temperature variations near physiological conditions have a dynamic effect on LH1 and LH2 structures. These results reveal the existence of an equilibrium between two spectral forms which demonstrates a conformational flexibility of light-harvesting complexes in native environment.At higher temperature, we show that LH1 protein could be dissociated in a reversible manner, but that this dissociation and reassociation process does not take the same way as determined with solubilized proteins.These studied provide evidence of major importance of bacteriochlorophylls self-association in light-harvesting complexes oligomerization and function in their -natural environment-

Résumé : Ce travail concerne l-influence de la température sur la structure et la dynamique des protéines collectrices de lumière des bactéries pourpres dans leur environnement natif, les membranes intracytoplasmiques.Pour mener à bien ces études, nous avons développé au laboratoire une approche de -calorimétrie fonctionnelle- dans les membranes intracytoplasmiques par des techniques de spectroscopie d-absorption, de dichroïsme circulaire et de Raman de résonance. Nous avons analysé l-effet de la température sur les propriétés spectrales de la protéine LH1 en utilisant les molécules de bactériochlorophylles comme marqueur naturel de l-assemblage des polypeptides transmembranaires, constituant l-anneau de LH1. Il existe dans la littérature de nombreuses études sur les processus d-auto-assemblage de ces protéines antennes, mais toutes réalisées après solubilisation en présence de détergent. C-est pourquoi nos études ont été réalisées sans ajout de détergent ou autres agents chaotrophes, mais directement sur les membranes intracytoplasmiques contenant la protéine LH1 surexprimée naturellement, dans le but de comparer les chemins de dissociation-réassociation de ces protéines selon qu-elles sont extraites ou non de leur milieu natif.Nous avons montré que la variation de température autour de valeurs proches des conditions physiologiques révèle la dynamique de la structure des protéines LH1 et LH2. Ces résultats mettent en évidence l-existence d-un équilibre entre deux formes spectrales démontrant une flexibilité conformationnelle des protéines antennes dans leur environnement natif. A des températures élevées, nous montrons qu-il est possible de dissocier de manière réversible la protéine LH1, mais que le processus de dissociation et réassociation de la protéine suit un chemin différent de celui observé à partir de la protéine solubilisée. Ces études montrent l-importance des interactions entre bactériochlorophylles pour l-oligomérisation et le fonctionnement des protéines antennes dans leur -milieu naturel-

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Keywords : membrane protein polypeptides-pigments interaction light-harvesting complexes purple bacteria bacteriochlorophyll carotenoid absorption spectroscopy circular dichroism resonance Raman

Mots-clés : protéine membranaire interactions polypeptides-pigments antenne collectrice de lumière bactéries pourpres bactériochlorophylle caroténoïde spectroscopie d-absorption dichroïsme circulaire Raman de résonance





Author: Jérôme Seguin -

Source: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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