Note ABES Etude des propriétés photophysiques de dérivés de l’oxyluciférine et leurs applications à l’étude d’interactions entre biomolécules Study of the photophysical properties of oxyluciferin derivatives and their applications to the characterization of interactions between biomolecules Oxyluciférine Fluorescence résolue en temps Spectroscopie ESPT Sonde sensible à l'environnement Technique bio-analytique Oxyluciferin Time resolved fluorescence Spectroscopy ESPT Environment sensitive dye Bio-analytical assay 571.4 Bioluminescence Interactions protéine-protéine Spectroscopie résolue en temps Sondes fluorescentes Protéines luminescentes Dissertations universitaires Luciferases Dissertations universitaires Dans ce travail, nous avons étudié le mécanisme d'émission de la partie optiquement active du complexe luciférine-luciférase. Ce système bioluminescent est largement utilisé dans un très grand nombre d'approches bioanalytiques. Ce phénomène naturel résulte en l'émission de lumière visible (vert-jaune-rouge) à partir du photoproduit : l’oxyluciférine. Une des hypothèses couramment admise pour expliquer le mécanisme d’émission de l’oxyluciféreine fait intervenir un équilibre complexe entre six espèces chimiques, mais le détail exact du mécanisme reste à élucider. Les principales conclusions présentées ici repose sur l'identification des six formes chimiques de l’oxyluciférine impliquées dans le mécanisme d'émission de fluorescence et la caractérisation d’un point de vu dynamique du transfert de proton à l’état excité. Ces résultats ont été obtenus par l'étude des propriétés optiques de différents analogues structuraux de l’oxyluciférine dans un tampon aqueux. Différent techniques de spectroscopie (état stable et résolue en temps) et des approches chimiométriques ont été appliquées pour étudier ce mécanisme d'émission. En outre, les propriétés photophysiques de l’oxyluciférine en complexe avec l'enzyme luciférase (Luciola cruciata) ont été étudiées également en milieu aqueux. En parallèle, les dérivés présentant des propriétés d’émission sensibles à l’environnement ont été utilisés pour visualiser l'interaction entre biomolécules. En particulier, nous avons démontré que l’oxyluciférine peut être utilisée pour cartographier le pH intracellulaire à l'aide de la microscopie de fluorescence dans des cellules vivantes. Avec l'aide d'un autre dérivé de l'oxyluciférine nous avons été en mesure de caractériser l'interaction entre une protéine du VIH-1 et des séquences d'oligonucléotide au moyen de mesures ratiométriques. Enfin, nous avons développé une approche basée sur le marquage de résidus cystéine pour suivre, in vitro, l'interaction protéine-protéine. In this work, we investigated the emission mechanism of the optically active part of the firefly luciferin-luciferase complex. This bioluminescent system is widely used in bioanalytical assay. This amazing natural phenomenon results in the emission of visible light (yellow-green-red) from the photoproduct Oxyluciferin. This color tuning mechanism involves six chemical species, but their active involvement in the excited state proton transfer (ESPT) mechanism was poorly understood so far. One of the main finding presented here relies on the identification of six chemical forms of Oxyluciferin involved in the color tuning fluorescence emission mechanism. This result was obtained by studying the optical properties of different structural analogues of firefly Oxyluciferin in aqueous buffer. Different spectroscopic (steady state and time-resolved) and chemometric approaches have been applied to reveal the emission mechanism. In addition, the photophysical properties of Oxyluciferin in complex with the Luciferase enzyme Luciola cruciata have been studied in aqueous buffer as well. In parallel, derivatives displaying environment sensitive emission were used to monitor biomolecular interactions. In particular, we demonstrated that Oxyluciferin can be employed to map intracellular pH by using fluorescence microscopy within living cells. With the help of another Oxyluciferin derivative we were able to monitor the interaction between a HIV-1 protein and different oligonucleotide sequences by means of ratiometric measurements. Finally we develop an approach based on cysteine labeling to monitor in vitro protein-protein interaction. Electronic Thesis or Dissertation Text en PDF 12239430 Université de Strasbourg Strasbourg 2016-12-31 https://theses.hal.science/tel-01357655 application/pdf 12413067 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2015/Ghose_Avisek_2015_ED414.pdf http://www.theses.fr/2015STRAJ005/abes https://theses.hal.science/tel-01357655 https://theses.hal.science/tel-01357655 https://theses.hal.science/tel-01357655 https://theses.hal.science/tel-01357655 https://theses.hal.science/tel-01357655 Ghose Avisek 1982-10-29 IN 194454622 21119196 https://theses.fr/2015STRAJ005 2015STRAJ005 https://doi.org/10.70675/3154a3aazceaaz44a6za631z289680a4efaf 2015-02-17 Biophysique Strasbourg 131056549 Doctorat Docteur es non oui Arntz Youri MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 177959061 Gustavsson Thomas MADS_PRESIDENT_DU_JURY 113995458 Léonard Jérémie MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 089269233 Didier Pascal MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 101829728 Navizet Isabelle MADS_RAPPORTEUR_1 059866160 École doctorale des Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg ; 2000-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 VS 156502844 Laboratoire de biophotonique et pharmacologie (Strasbourg ; ....-2017) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 156773341 86507 ddc:570 Arntz Youri Gustavsson Thomas Léonard Jérémie Didier Pascal Navizet Isabelle École doctorale Sciences de la vie et de la santé (Strasbourg) Laboratoire de biophotonique et pharmacologie (Strasbourg) PDF 12239430