Etudes électrochimiques de chaînes de transferts d'électrons photosynthétiques : ou Vers une photoproduction biomimétique d'hydrogène

par Vincent Fourmond

Thèse de doctorat en Interfaces Physique - Biologie

Sous la direction de Winfried Leibl.

Soutenue en 2007

à Paris 7 .


  • Résumé

    Pour assurer l'avenir énergétique de l'humanité, il est vital de se tourner vers d'autres ressources que les combustibles fossiles. La photosynthèse est un système efficace élaboré sur des centaines de millions d'années pour convertir l'énergie lumineuse en énergie chimique. Certaines algues sont capables de produire de l'hydrogène à partir d'eau en utilisant des chaînes photosynthétiques pour alimenter des enzymes, les hydrogénases, qui catalysent la formation d'hydrogène gazeux. Cette thèse s'inscrit dans un projet d'étudier et de comprendre ces systèmes pour être en mesure d'imiter leurs fonctions avec des systèmes artificiels. Au cours de cette thèse, des chaînes de transferts d'électrons impliquant des protéines photosynthétiques (photosystème I) et leurs partenaires ont été étudiées ex-vivo dans des cellules électrochimiques par voltamétrie cyclique. L'activité catalytique des photosystèmes sous éclairement permet d'obtenir une transfert linéaire d'électrons depuis l'électrode jusqu'à un accepteur final. Une méthode fondée sur les mesures de courants photocatalytiques a été mise au point et utilisée pour explorer les interactions de différent partenaires de la chaîne photosynthétique. Il a été montré qu'il est possible de choisir la réaction de la chaîne à étudier par cette méthode en adaptant les concentrations des différents partenaires. Cette méthode a été appliquée avec succès à l'étude des partenaires directs du photosystème I et à l'élucidation de certains aspects du fonctionnement de la ferrédoxine:NADPH oxydoréductase. Ces résultats s'annoncent prometteurs pour l'étude des hydrogénases par la même technique.

  • Titre traduit

    Electrochemical studies of photosynthetic electron-transfer chains : or Toward biomimetic hydrogen photoproduction


  • Résumé

    To secure the energetic future of humanity, it is of crucial importance to find alternatives to fossil fuels. Optimized in hundreds of million years of evolution photosynthesis is a very efficient System to convert light into Chemical energy. Some algae are able to produce molecular hydrogen from water using photosynthetic electron-transfer chains to feed reducing power to enzymes called hydrogenases that catalyse the reduction of protons. The present work is part of a long term project to fully characterize and understand these Systems in order to mimick their functions with artificial Systems. During this thesis, electron-transfer chains involving photosynthetic enzymes (photosystem I) were studied ex-vivo in an electrochemical cell by means of cyclic voltammetry. The catalytic activity of the photosystem upon illumination is the origin of a linear electron transfer from the electrode to the final accepter. A method based on the measure of photocatalytic currents was designed and applied to the study of the interactions of the different partners of the photosynthetic chain. It was shown that it is possible to choose the reaction to be studied by chosing the concentration of the different partners. This method was used with success for the study of the direct partners photosystem I (cytochrome c6, ferredoxin) and also for the exploration of some aspects of the function of ferredoxin:NADPH oxydoreductase. This work sets a solid basis for the study of photoreduction of hydrogenases.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (105 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 163 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2007) 212
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