La réparation de l'ADN est initiée par l'absorption d'un photon proche UV ou bleu par l'enzyme, ce qui explique son nom de photolyase. Trois structures tridimensionnelles de photolyases ont été résolues : celles d’E. coli, de Thermus thermophilus et de la cyanobactérie Anacystis nidulans. La photolyase contient une flavine adénine dinucléotide (FAD) comme cofacteur principal; celui-ci doit être sous forme doublement réduite (FADH–) pour que l'enzyme soit capable de réparer l'ADN.

La photolyase se lie spécifiquement à l'ADN endommagé. La réaction de réparation débute probablement par un transfert d'électron de FADH– excité vers le dimère de pyrimidines. Les mécanismes détaillés du transfert d'électron initial ainsi que de la rupture du dimère ne sont pas encore bien établis.

Nous étudions ces processus in vitro sur des photolyases isolées et de petits morceaux d'ADN comportant des dimères de pyrimidines. La réparation est déclenchée par une impulsion laser courte et suivie par spectroscopie d'absorption transitoire pour identifier les intermédiaires de réaction. Des montages expérimentaux avec une résolution temporelle pouvant aller jusqu'à 500 ps sont disponibles dans notre laboratoire; pour les mesures à des échelles de temps plus rapides nous collaborons avec Marten Vos à l'Ecole Polytechnique. D'autres techniques telles que la résonance paramagnétique électronique (RPE) ou la spectroscopie infrarouge (IR) pourront également être utilisées dans une étape ultérieure.