Propriétés optiques de marqueurs fluorescents d'intérêt biologique en interaction avec leur environnement : étude par spectroscopie femtoseconde.

Au cours de ce travail expérimental, nous nous sommes intéressés aux propriétés photophysiques d'un mutant de la protéine fluorescente verte (Green Fluorescent Protein, GFP). Plus particuliµerement, nous avons caractérisé par spectroscopie femtoseconde résolue spectralement la dynamique des états excités de ce mutant. Nous avons tout d'abord comparé les résultats obtenus avec ceux de la protéine naturelle. Cela nous a permis de montrer que la dynamique des états excités s'avère très sensible aux modifications de l'en-vironnement proche de la partie optiquement active de la protéine. Dans une deuxième partie qui concerne l'étude de fusion génétique fragment d'anticorps-GFP, nous avons utilisé la sensibilité offerte par la dynamique des états excités de la protéine pour carac-tériser l'état de repliement de l'anticorps fusionné. Une autre partie de ce travail a été consacrée à l'étude des propriétés dynamiques de certains dérivés de la coumarine dont la nature de rotors moléculaires a été évoquée dans la littérature. Nous avons montré que la dynamique des états excités ne présente pas de signatures d'un tel comportement. Parallèlement aux études dynamiques, nous avons étudié le vieillissement ou diminution du nombre de molécules fluorescentes d'un ensemble bien déterminé de GFP sous illu-mination continue. Cette étude à mis en évidence le fait que l'évolution temporelle du système est gouvernée par une statistique de Lévy. L'une des conséquences principales étant l'existence d'un état instable à durée de vie moyenne infinie. During this experimental work, we have investigated the photo-physical properties of a Green Fluorescent Protein mutant (Green Fluorescent Protein, GFP). In particular, we have characterized the excited-states dynamics of this mutant by using spectrally timeresolved femtosecond spectroscopy. The comparison between the results obtained for the mutant and those obtained for the wild type protein allowed us to show that the excited-states dynamics is very sensitive to the modifications of the local environment of the optically active part of the protein. In a second part, devoted to the study of genetic fusion antibody fragment-GFP, we have used this sensitivity to characterize the final folded state of the antibody fragment. In another part of this work we have studied the dynamical properties of some coumarin derivatives whose molecular rotors character has been evoked in the literature. This study showed that the excited-states dynamics do not present signatures of such a behavior. Finally, we have characterized the aging mechanism or the reduction in the number of fluorescent molecules of a well-defined ensemble of GFP under cw excitation. This study evidenced that the temporal evolution of the system is governed by Lévy statistics. One of the main consequences is the existence of an unstable state with an infinite mean lifetime