Description du sujet de thèse

Avec l'augmentation continue de la demande en énergie et les problèmes environnementaux liés à l'utilisation des combustibles fossiles, il est très important pour la société de proposer des sources d'énergie alternatives. L'utilisation d'une énergie solaire abondante et propre apparaît donc comme une solution attrayante pour remplacer les combustibles fossiles. S'inspirant de la photosynthèse naturelle, les chercheurs développent des systèmes artificiels dans le but ultime de stocker l'énergie solaire en carburants ou de la convertir en matières premières chimiques pour nos sociétés modernes.
Dans ces conditions, l'utilisation de l'énergie solaire pour promouvoir d'importantes réactions d'oxydation chimique telles que les réactions de transfert d'atomes d'oxygène (OATR) est une approche très prometteuse. Dans le cadre d'ARCHITECTE, nous visons à développer des systèmes photocatalytiques hybrides associant un catalyseur, un photosensibilisateur et une oxydase multicuivre robuste, une laccase fongique, afin de coupler l'oxydation à 2 électrons (OATR) photo-induite au niveau du catalyseur à la réduction à 4 électrons du dioxygène en eau au niveau de la laccase. Nous associerons les différents composants en suivant une approche modulaire pour générer des architectures hybrides. Notre projet combinera les approches suivantes : (i) ingénierie des protéines (ii) conception d'assemblages moléculaires photocatalytiques (iii) génération d'architectures hybrides avec orientation sélective des composants à la surface de l'enzyme (iv) caractérisation électrochimique (v) études spectroscopiques et photophysiques et (vi) tests d’activité photo/électrocatalytiques.

Contexte de travail

Le projet sera mené dans le cadre d'un projet financé par l'ANR (ARCHITECTE ANR-24-CE50-7419) et associera 3 équipes complémentaires. Le candidat rejoindra le groupe BiosCiences de l'iSm2 (Marseille). Ce groupe a une forte expertise dans l'étude des métalloenzymes et en particulier des unités photosynthétiques artificielles basées sur les laccases , , . Le candidat évoluera dans un environnement pluridisciplinaire (chimie / biologie / biophysique).
Le candidat sera impliqué dans les tâches suivantes :
• Préparation d'hybrides de laccase par fonctionnalisation de surface
• Caractérisation physico-chimique (spectroscopie, électrochimie, spectroélectrochimie, etc.)
• Investigations fonctionnelles des enzymes hybrides sur différents substrats
• Caractérisations mécanistique
Mots clés : chimie bioinorganique, métalloenzymes, photosynthèse artificielle, photocatalyse