It's not just a phase: crystallization and X-ray structure determination of bacteriorhodopsin in lipidic cubic phases

AbstractUtilization of lipidic cubic phases in the crystallization of bacteriorhodopsin (bR) has yielded long sought after crystals that diffract X-rays to 2 å resolution. The resulting structure provides new information on the protein conformation and the mechanism of proton translocation. Crystallization of bR via lipidic cubic phases may be a harbinger of new membrane protein crystallization strategies

The molecular logic of sodium-coupled neurotransmitter transporters

Synaptic transmission at chemical synapses requires the removal of neurotransmitter from extracellular spaces. At synapses in the central nervous system, this is accomplished by sodium-coupled transport proteins, integral membrane proteins that thermodynamically couple the uptake of neurotransmitter to the uptake of sodium and, in some cases, the uptake and export of additional ions. Recent X-ray crystallographic studies have revealed the architecture of the two major families of neurotransmitter transporters and, together with additional biochemical and biophysical studies, have provided insights into mechanisms of ion coupling, substrate uptake, and inhibition of transport

Optimisation d'un capteur optoélectronique de distance et de déplacement pour le contrôle non destructif

L'utilité des lasers est depuis longtemps reconnue, notamment en matière d'instrumentation. Ainsi, nombre de systèmes utilisant ces sources ont déjà été proposés. Cependant, une limitation réside dans le faisceau optique rétro-injecté dans la cavité active, soit par la cible elle-même, soit par le matériel optique utilisé. En effet, ce faisceau réfléchi induit des variations non négligeables au niveau de l'émission du laser. Ce phénomène, dit de ″self-mixing″ dans la littérature anglo-saxonne, ce qui peut être interprété en français par rétro-injection optique, est considéré comme parasite, notamment en télécommunications par fibres optiques, ainsi que dans les lecteurs de disques compacts. Des efforts considérables ont été entrepris pour réduire ce phénomène, notamment par l'introduction d'éléments optiques de protection, mais cela augmente le coût et la complexité du système. Puis il a été mis en évidence que la sensibilité du laser au faisceau optique de retour offrait de nombreux avantages dans certaines applications, dont la mesure de distance, de déplacements et de vitesse. De tels capteurs sont en particulier utilisés pour le contrôle dimensionnel, la vision 3D, la maintenance prédictive… Ils présentent l'avantage d'être sans contact, auto-alignés et compacts. De plus, le fait d'utiliser des diodes lasers grand public assure un coût de revient du capteur peu élevé. Dans un premier temps, nous présenterons une étude théorique simplifiée de ce phénomène dans les diodes lasers, ainsi qu'un état de l'art de ses diverses applications. Au sein du laboratoire, nous avons développé un capteur de distance absolue utilisant le phénomène de ″self-mixing″. Ainsi, nous avons obtenu une résolution de ±1,5mm pour des distances comprises entre 50cm et 2m. Pour cela, nous avons utilisé une méthode de détermination de la distance, consistant à évaluer la fréquence des variations de la puissance optique d'émission. Cependant, cette méthode est difficile de mise en oeuvre. En effet, nous avons constaté qu'une dérive thermique dégradait la résolution de la mesure de distance. D'autre part, la fréquence optique n'est plus triangulaire, alors qu'elle est théoriquement pour la modulation triangulaire de courant utilisée. Il a alors fallu déterminer la fonction de transfert entre la fréquence optique et le courant d'injection et ainsi déduire la modulation de courant à appliquer pour obtenir la modulation purement triangulaire de fréquence optique désirée. Nous avons aussi appliqué le phénomène de ″self-mixing″ à la mesure de déplacements et plus particulièrement à la reconstitution de la loi du mouvement de la cible pointée par le faisceau laser. Ainsi, nous avons étudié divers traitements du signal de ″self-mixing″ et développé un capteur en temps réel, basé sur une correction de puissance optique, permettant une résolution de λ/10, pour des déplacements de quelques micromètres d'amplitude. Finalement, une idée originale de modulation de phase du faisceau laser dans la cavité externe semble offrir de nouvelles perspectives. Une première étude théorique et expérimentale a montré sa faisabilité. Il semble intéressant de poursuivre une telle étude pour optimiser l'implémentation expérimentale de cette méthode afin d'obtenir la meilleure résolution possible au moindre coût. ABSTRACT : A laser range finder using the self-mixing effect has been designed. For this application, the injection current is modulated by a triangular signal and the distance is deduced from the determination of the frequency of optical power variations. However such a method is difficult to put in practice for thermal effects deteriorate the measurement and the triangular optical frequency theoretically obtained. In order to reduce its influence,the transfer function between the modulated injection current and the optical frequency is determined. By reshaping the injection current, a resolution of ± 1.5mm for distances up to 2m is obtained when thermal effects are taken into account. The optical beam backscattered by a rough target into the laser diode cavity causes strong variations of the optical output power, the target acting as an external Fabry-Perot cavity. This phenomenon is known as the self-mixing interference. Moreover, sensors using such a phenomenon in laser diodes are self-aligned and enable us to measure displacements, distances and velocities. Furthermore, they present advantages in cost and bulk. Their main industrial applications are the level control, the 3-D vision and the non-destructive testing. So, a theroretical analysis of the self-mixing effect inside a single-mode laser diode is briefly described and its main sensing applications are presented. To design a displacement sensor based on the self-mixing effect, the injection current of the laser diode remains constant. Several signal processing have been proposed in order to recover the law motion of the target. By using a correction of the output power even in case of strong hysteresis, we have designed a real-time sensor and obtained a λ/10 accuracy for micrometer displacements. The feasability of a new displacement sensor based on a high frequency modulation of the external optical length is then demonstrated in order to improve its resolution