POPOVIC, Rodovan

Photoélectrochimie

Étude de la production d'oxygène par la réaction photochimique du Photosystème II (PSII)

L'étude est basée sur le cycle de dégagement de l'oxygène (S- states) par la méthode de polarographie avec impulsion lumineuse. Le mécanisme du dégagement d'oxygène est inter-relié à l'état photochimique du Photosystème II. La méthode utilisée est la polarographie de l'oxygène à l'aide d'un montage muni d'une électrode nue et d'une lampe-éclair. Cette étude contribuera à une meilleure compréhension du mécanisme de photodégagement de l'oxygène dans la photosynthèse.


Méthodes d'analyse

Étude dans la fluorospectroscopie pour l'utilisation de la fluorescence dans la chimie environnementale

Applications de la fluorescence des plantes comme bio-indicateurs. Cette méthode de fluorométrie sera capable de déterminer l'intensité des effets des polluants sur les capacités des réactions photochimiques dans les plantes, parce que l'émission de fluorescence suit une cinétique présentant plusieurs états transitoires attribuables aux diverses étapes photochimiques de la photosynthèse.


Enzymologie

Le transfert d'énergie dans le photosystème II

Dans tous les organismes photosynthétiques, la transformation de l'énergie lumineuse en énergie libre électrochimique est réalisée au sein du complexe pigment protéine spécifique appelé photosystème II (PSII). Afin d'élucider le mécanisme de l'activité du PSII notre étude comprendra les deux aspects suivants:

  • L'étude de l''efficacité du PSII dans la conversion d'énergie consitera à évaluer la dépendance du rendement photochimique du PSII avec l'état d'équilibre des charges du complexe de dégagement d'oxygène et l'état de réduction de QA.

  • Recherche sur les aspects régulateurs du flux cyclique d'électrons du PSII via le cytochrome b559 dans l'efficacité photochimique du PSII: étude de la recombinaison de charges entre P680+ et le cytochrome b559 dans le PSII.

    De plus, l'étude de la synthèse des complexes chlorophylle protéines (CP43, CP47, D1 et D2) indispensable au développement de l'activité du PSII. Étude de la dépendance entre le stockage d'énergie (chaŒne de transporteurs d'électrons) du PSII et les états de développement du complexe de dégagement d'oxygène (synthèse et mise en place des protéines extrinsèques de 18, 24 et 33 kDa).

    Leur fonction respective se résume comme suit: la l8 kDa a un rôle dans la régulation due au chlorure requis pour l'oxydation de l'eau; la 24 kDa a un rôle dans la liaison du calcium et dans la régulation de la fonction du chlorure; la 33 kDa a un rôle dans le maintien des atomes de manganèse associés au PSII. Les protéines du complexe de dégagement d'oxygène, avec les co facteurs manganèse, chlorure et calcium ont pour tƒche de permettre l'oxydation de l'eau.

    Une modification des fonctions de ces trois protéines extrinsèques suite à une interaction avec des polluants (métaux lourds: mercure, cuivre, cadmium; anion sulfate) peut affecter la photooxydation de l'eau dans la membrane photosynthétique. Les mécanismes d'interaction de ces polluants avec ces protéines de l8, 24 et 33 kDa ne sont pas connus. Le fonctionnement optimal de ces protéines a donc une grande importance dans la synthèse de la biomasse de l'écosystème tout entier. Les objectifs de la recherche sont: effet de polluants sur les résidus de cystéine du polypeptide de 33 KDa et interaction du polypeptide avec les atomes de manganèse impliqués dans le système de photooxydation de l'eau; modification par les métaux lourds de la fonction des protéines de 24 et 18 KDa au niveau de la régulation du rôle du chlorure de calcium dans la photooxydation de l'eau; induction d'un changement conformationnel et altération de la fonction de la protéine de 18 KDa par effet de l'ion sulfate.