Le photosystème Il "core complex" (PS Il CC) des membranes du chloroplaste est le plus petit complexe protéique apte à oxyder l'eau, produisant ainsi l'oxygène moléculaire. Ce complexe photosynthétique est composé de plusieurs polypeptides transmembranaires dont la structure secondaire est riche en hélices-a. Il contient également des pigments dont la chlorophylle a. La structure tridimensionnelle du PS Il CC est, à ce jour, encore inconnue. Dans le but ultime de produire des cristaux bidimensionnels de PS Il CC à l'interface air-eau, nous avons caractérisé les propriétés de surface et spectroscopiques de ce complexe en monocouche à l'interface air-eau. Plus particulièrement, nous avons étudié les isothermes de pression et de potentiel de surface, les spectres d'absorption, de fluorescence et de PM- ("polarization-modulated infrared reflection absorption spectroscopy"), la microscopie de fluorescence ainsi que la réflectivité des rayons-X du PS II CC étalé à l'interface air-eau.

    Deux conditions expérimentales d'étalement du PS Il CC à l'interface air-eau ont été étudiées. Ainsi, dans un premier temps, le PS Il CC a été étalé à une pression de surface initiale de 5.7 mN/m et immédiatement comprimé à trois différentes vitesses de compression soit 10, 40 et 80 nm²/Molécule-min. Puis, dans un second temps, le PS Il CC a été étalé à une pression de surface de 0.6 mN/m, et la compression, aux trois mêmes vitesses, a été effectuée après une période d'incubation de 30 minutes.

    L'incubation du PS Il CC à faible pression de surface modifie toutes ses propriétés de surface et ses caractéristiques spectroscopiques. En effet, nous avons démontré que ce complexe est dénaturé et forme des feuillets-b lorsqu'il est étalé dans de telles conditions à l'interface air-eau. Ce type de structure secondaire est conservé tant que la pression de surface reste inférieure à 30 mN/m. Au-delà de cette valeur, le PS Il CC subit une seconde modification de la structure qui génère de nouvelles hélices-a. Cependant, la quantité d'hélices-a produites est proportionnelle à la vitesse de compression. Nos résultats démontrent que la réduction de la température réduit considérablement la dénaturation du PS II CC incubé aux faibles pressions de surface.

    Nos résultats montrent que lorsque le PS Il CC est étalé à 5.7 mN/m et comprimé immédiatement après son étalement, il conserve toujours sa structure secondaire native. Lorsque la vitesse de compression est grande (80 nm²/rnolécule-min), il y a cependant formation d'agrégats de PS Il CC qui peuvent être détectés à la fois par la spectroscopie d'absorption, par les isothermes de potentiel de surface ainsi que par la microscopie de fluorescence. Aussi, lorsque le PS II CC est comprimé trop lentement (10 nm²/molécule-min), il subit une légère dénaturation qui modifie seulement ses propriétés d'absorption. La vitesse de compression idéale permettant d'éviter la formation d'agrégats de PS Il CC et de maintenir toutes ses propriétés spectroscopiques natives est de 40 nm²/molécule-min.

    Par nos résultats en réflectivité des rayons-X, nous démontrons l'état monomoléculaire du PS Il CC à l'interface air-eau. En effet, le film de PS Il CC possède une épaisseur totale de 58 ± 8 À, ce qui correspond à la dimension transmembranaire du PS H CC publiée dans la littérature.