Suivi des réactions de paires radicaux en solution : un changement radical de sensibilité grâce à la détection par anneau résonant

L'étude des intermédiaires de paires radicaux dans les systèmes biologiques a été entravée par la faible sensibilité des techniques optiques habituellement employées pour enquêter sur ces espèces hautement réactives. Comprendre les principes physiques régissant les rendements et la cinétique spin-sélectifs et magnétosensibles de leurs réactions est essentiel pour identifier le mécanisme régissant la migration des oiseaux, et pourrait avoir de l'importance dans la discussion des dangers potentiels pour la santé liés aux radiations électromagnétiques. Ici, nous démontrons les puissantes capacités des techniques optiques améliorées par cavité, telles que la spectroscopie par détection d'anneau résonant (CRDS) dans le suivi des réactions de recombinaison radicale et des effets de champ magnétique associés (EFCM). Cela inclut une résolution temporelle submicroseconde, une haute sensibilité (bruit de fond de l'ordre de 10(-6) unités d'absorbance) et de petits volumes d'échantillon (μL). Combinés, nous montrons que cela représente des avantages significatifs par rapport aux techniques de photolyse flash à passage unique conventionnellement appliquées. Les études décrites ici se concentrent sur des réactions de paires radicaux induites par la lumière impliquant la protéine lysozyme et l'un des deux photosensibilisateurs possibles : l'anthraquinone-2,6-disulfonate et le mononucléotide de flavine. Les EFCM mesurés par CRDS sont observés dans des expériences pompage-sonde et discutés en termes de gains de sensibilité et de minimisation des volumes d'échantillon permis par la CRDS par rapport aux méthodes de photolyse flash. Enfin, la CRDS est appliquée à une étude in vitro des EFCM du transfert électronique intramoléculaire dans l'enzyme de réparation de l'ADN, l'Escherichia coli photolyase, une protéine étroitement liée à la cryptochrome qui a été proposée pour médiatiser la magnétoréception animale.