Calcul QM/MM sur un nouvel émetteur de la luciférine
Résumé
La bioluminescence est la production de lumière par réaction chimique chez les espèces vivantes. Ces espèces, aussi bien animales que végétales, aquatiques que terrestres, émettent une lumière balayant tout le spectre visible. De nombreuses études aussi bien expérimentales que théoriques sont publiées afin de comprendre le mécanisme réactionnel de la bioluminescence mais également de quantifier l’influence due à l’environnement protéique.
Récemment, une équipe anglaise a synthétisé un analogue de la luciférine , la molécule précurseur de la bioluminescence chez les lucioles. Cette molécule réagit au sein de la luciférase, la protéine catalysant la réaction, pour conduire à un émetteur rayonnant dans le domaine du proche infra-rouge contrairement à la molécule naturelle qui émet dans le jaune-vert. La lumière rouge permet une meilleur pénétration des tissus in vivo et donc d’obtenir une meilleur définition en terme d’imagerie médicale.
Dans cette présentation, on cherchera à comprendre et à rationnaliser l’effet de la modification du substrat sur la longueur d’onde de bioluminescence. Pour cela on utilisera une approche théorique comportant de la dynamique moléculaire classique MD suivie de calculs hybrides QM/MM de type TD-DFT/AMBER99ff ou CASPT2/AMBER99ff. L’étude approfondie du système détaillant à la fois les interactions électrostatiques à et la contrainte de l’environnement sur la conformation du l’émetteur permettra de mieux cerner quels facteurs influencent la bioluminescence2.
1A. P. Jathoul, H. Grounds, J.C Anderson and M. A. Pule, Angew.Chem.Int.Ed. 2014 53, 13059 –13063
2R. Berraud-Pache, I.Navizet 2016 submitted