Laboratoire de Chimie et Physique Quantiques - UMR5626

Pour les moleÌ cules en phase gazeuse, le principe de Franck-Condon est treÌ€s souvent utiliseÌ . Il stipule que les mouvements eÌ lectroniques sont tellement plus rapides que les mouvements nucleÌ aires que l’on peut supposer que la geÌ omeÌ trie moleÌ culaire est fixe lors d’une transition eÌ lectronique.
En solution les choses se compliquent un peu. Non seulement la geÌ omeÌ trie du
chromophore est consideÌ reÌ e fixe lors de la transition mais celle des moleÌ cules de solvant aussi. A contrario les eÌ lectrons des moleÌ cules de solvant se reÌ adaptent instantaneÌ ment aÌ€ la nouvelle distribution eÌ lectronique du chromophore solvateÌ . C’est la reÌ ponse eÌ lectronique de l’environnement (ERS, pour Electronic Response of the Surrounding). Il reÌ sulte de ce pheÌ nomeÌ€ne une situation de non-eÌ quilibre entre le soluteÌ dans son eÌ tat exciteÌ et les moleÌ cules de solvant.
Si la situation physique est sensiblement la meÌ‚me pour les macromoleÌ cules qui contiennent des chromophores, elle est, d’un point de vue technique, treÌ€s diffeÌ rente. En effet, un solvant est geÌ neÌ ralement un milieu isotrope qui peut, en premieÌ€re approximation, eÌ‚tre modeÌ liseÌ par un continuum polarisable caracteÌ riseÌ par les constantes dieÌ lectriques reÌ sultant des mouvements nucleÌ aires et eÌ lectroniques. Les macromoleÌ cules par contre neÌ cessitent une description atomique explicite en utilisant des meÌ thodes mixtes alliant meÌ canique quantique et meÌ canique moleÌ culaire (QM/MM). Les champs de forces classiques deÌ crivant la partie environnant le chromophore ne font geÌ neÌ ralement pas la distinction entre eÌ lectron et noyau ce qui mateÌ riellement empeÌ‚che de deÌ crire l’ERS.
PlutoÌ‚t que d’utiliser des champs de forces polarisables, nous proposons une meÌ thode simple qui combine les meÌ thodes QM/MM avec celle du continuum. Cette approche sera deÌ tailleÌ e est appliqueÌ e aÌ€ l’eÌ tude des ProteÌ ines Fluorescentes.