Le photosystème Il (PS II) est un complexe supramoléculaire pigment-protéine intégré dans la membrane thylacoïdale des plantes supérieures, des cyanobactéries, des algues vertes et rouges. Ce complexe joue un rôle vital dans le processus photosynthétique en utilisant l'énergie électromagnétique solaire pour décomposer l'eau, ce qui génère la formation d'oxygène moléculaire et un gradient de proton transmembranaire nécessaire à la synthèse d'ATP. La fonction biologique du complexe PS Il est liée à sa structure en trois dimensions et à l'interaction entre ses diverses sous-unités. A pour objectif l'examen de la morphologie du PS Il et de ses sous-unités dans des conditions expérimentales bien définies en employant les méthodes des films monomoléculaires, de spectroscopies et de microscopie à force atomique (AFM). La membrane du PS Il et du "core complex" du PS Il sont, en premier lieu, extraits de la plante supérieure en prenant soin de maintenir leur activité biologique. Ces complexes lipo-protéiques sont ensuite examinés à l'interface air-eau pour s'assurer de leur stabilité dans des couches monomoléculaires. Nous avons déterminé les propriétés interfaciales de la membrane et du "core complex" par l'entremise des mesures des isothermes de pression et de potentiel de surface, ce qui a permis d'obtenir la dimension moyenne de ces particules supramoléculaires.

Nous avons aussi déterminé les propriétés interfaciales du mélange "core complex" du PS Il et du lipide monogalactosyldiacyglycerole (MGDG). L'interprétation de ces propriétés indique que le MGDG augmente la stabilité de la monocouche du complexe ainsi que son intégrité structurale. Les données spectroscopiques telles que l'absorption et la fluorescence directement à l'interface air-eau montrent que la membrane du PS Il maintient son intégrité structurale lorsqu'elle se trouve en couche monomoléculaire. La topographie de la couche monomoléculaire de la membrane du PS Il a été étudiée en employant la microscopie à force atomique (AFM) en mode oscillant. Les images AFM révèlent que les particules de PS Il sont distribuées au hasard à travers la membrane. Nos données AFM indiquent aussi l'existence d'une cavité intramoléculaire près du centre de chaque particule, ce qui confirme les mesures publiées récemment en microscopie électronique à balayage sur des échantillons marqués. Nous avons finalement étudié la hauteur apparente des particules et les dimensions de la cavité en fonction de la force appliquée sur le levier de la pointe AFM. Cette étude nous fournit une information unique sur les propriétés microélastiques d'une seule particule de PS II.