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S.F.N.
T. Ollivier, E. Farhi, M. Ferrand, M. Benoit
J. Phys. IV France 130 (2005) 87-113DOI: 10.1051/jp4:2005130007
Vibrations et relaxations dans les molécules biologiques. Apports de la diffusion incohérente inélastique de neutrons
J.-M. Zanotti Laboratoire Léon Brillouin (CEA-CNRS), CEA Saclay, 91191 Gif-sur-Yvette Cedex, France
Abstract
Le présent document ne se veut pas un article de revue mais plutôt
un élément d'initiation à une technique encore marginale en
Biologie. Le lecteur est supposé être un non spécialiste de la
diffusion de neutrons poursuivant une thématique à connotation
biologique ou
biophysique mettant en jeu des phénomènes dynamiques.
En raison de la forte section de diffusion incohérente de l'atome
d'hydrogène et de l'abondance de cet élément dans les protéines, la
diffusion incohérente inélastique de neutrons est une technique
irremplaçable pour sonder la dynamique interne des macromolécules
biologiques. Après un rappel succinct des éléments théoriques de
base, nous décrivons le fonctionnement de différents types de
spectromètres inélastiques par temps de vol sur source continue ou
pulsée et discutons leurs mérites respectifs.
Les deux alternatives utilisées pour décrire la dynamique des
protéines sont abordées: (i)l'une en termes de physique statistique,
issue de la physique des verres, (ii) la seconde est une
interprétation mécanistique. Nous montrons dans ce cas, comment
mettre à profit les complémentarités de domaines en vecteur de
diffusion et de résolution en énergie de différents spectromètres
inélastiques de neutrons (temps de vol, backscattering et spin-écho)
pour accéder, à l'aide d'un modèle physique simple, à la dynamique
des protéines sur une échelle de temps allant d'une fraction de
picoseconde à quelques nanosecondes.
© EDP Sciences 2005