Thèse : Nouvelles approches expérimentales et théoriques de la diffusion quasi-élastique des neutrons sur les protéines - Agathe Nidriche

Les protéines subissent une dynamique qui s’étend sur plusieurs ordres de grandeur dans le temps, englobant la femtoseconde à l’échelle de temps microseconde qui sont étudiées avec des techniques de diffusion de neutrons. C’est un outil précieux pour étudier la dynamique des noyaux d’hydrogène dans les protéines. Cependant, la diffusion de neutrons n’est pas seulement une sonde pour l’auto-diffusion, mais code également la dynamique collective par sa division en une contribution incohérente (auto) et cohérente (auto et collective). Il est toujours dit que la diffusion cohérente est négligeable dans les systèmes riches en hydrogène comme les protéines. Afin de contester cette hypothèse, l’avènement des configurations de polarisation neutronique pour la technique Time-Of-Flight nous permet d’étudier séparément les contributions de la protéine fluorescente verte à l’état poudre (pGFP) et de sa contrepartie per-deuterated (dGFP) hydratée.

Tout d’abord, la diffraction neutronique polarisée nous pousse à comprendre l’ampleur de l’échange D/H entre l’atmosphère et la coquille d’hydratation de la protéine. Ceci est ensuite poussé vers l’avant avec une étude dynamique pico-seconde avec la diffusion quasi-élastique polarisée de neutron, où nous prouvons que la diffusion cohérente est non-negligible due à la relaxation collective de D-liaison dans l’eau d’hydratation des deux protéines. Les caractéristiques de cette relaxation collective sont similaires aux études récentes sur les liquides et les polymères. De manière plus générale, nous avons apporté l’utilisation d’un cadre théorique pour les systèmes complexes avec dynamique auto-similaire, ainsi que de nouvelles techniques expérimentales, pour améliorer les études des biomolécules avec QENS et remettre en question les hypothèses habituelles.

Jury :

• ARBE Arantxa (Rapporteur)
• STADLER Andreas (Rapporteur)
• GEISELMANN Hans (Examinateur)
• NILSEN Goran (Examinateur)
• SMITH Jeremy C (Examinateur)
• PETERS Judith (Directrice de thèse)