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Dr.
 
Maylis
 
ORIO

Portrait de Dr. Maylis Orio
Dr.
Maylis
ORIO
Aix Marseille University, iSm2 UMR CNRS 7313, Service 342
Scientific Campus of St Jérôme
13397
Marseille cedex 20
Téléphone
Fax
04 91 28 91 87
Entrée
01/10/2014
Soutenance
05/10/2007
Directeur de thèse
Jean-Marie Mouesca
Sujet de thèse
Etude par la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité des propriétés électroniques et magnétiques de complexes de fer. Application aux systèmes de types Catalase et Fer-Soufre
Parcours

Depuis 2014 Chargée de Recherche Classe Normale, Aix-Marseille Université
2013-2014     Habilitation à diriger des recherches, Université de Lille 1
2010-2014     Chargée de Recherche Classe Normale, Université Lille 1
2009-2010     Stage postdoctoral, Université Grenoble 1
2007-2009     Stage postdoctoral, MPI - Université de Bonn, Allemagne
2004-2007     Thèse de doctorat, CEA - Université Grenoble 1

Distinctions
  • Lauréate de la Prime d'Encadrement Doctoral et de Recherche (2013, 2018, 2022)
  • Lauréate d’une bourse installation de chercheur de la Ville de Marseille (2015)
Enseignements
  • Cours et TP de chimie théorique et de simulation (depuis 2008, écoles d’été 8h / an)
  • TP de chimie inorganique (depuis 2010, université 32h / an)
Thématiques

Mes activités de recherche concernent la modélisation de la structure, des propriétés et de la réactivité d’architectures moléculaires relevant du domaine de la chimie bio-inorganique ayant des applications en biologie et en catalyse (radicaux organiques, complexes de métaux de transition, sites actifs de métalloprotéines). Au sein de l’équipe BiosCiences, ma recherche est principalement centrée sur la caractérisation expérimentale et théorique de catalyseurs moléculaires pour l’activation de petites molécules telle que le dioxygène avec une emphase particulière pour la production électrochimique ou photochimique de dihydrogène. Ma spécificité est de m’appuyer sur les outils de chimie quantique pour : (i) mieux comprendre les mécanismes de réaction (ii) prédire les performances catalytiques des systèmes et (iii) développer de nouvelles cibles synthétiques.

Références bibliographiques : Chem. Eur. J., 2022Chem. Comm., 2021.

1) Production bio-inspirée d’hydrogène : Electrocatalyse moléculaire, photocatalyse et catalyse sur surface

En combinant des ligands non-innocents et des ions de métaux de transition abondants sur Terre, nous avons mis au point une famille de complexes bio-inspirés actifs en réduction des protons par électrocatalyse. Nous avons montré que ces complexes présentent une activité électrocatalytique élevée pour la réduction des protons en hydrogène. Cependant, leurs performances gagneraient encore à être améliorées sachant que les éléments clés pour comprendre, rationaliser et améliorer leur réactivité demeurent inconnus. Un premier axe (pilier de ce thème de recherche) vise à poursuivre nos travaux pour prédire, du point de vue théorique, les performances catalytiques de nos complexes bio-inspirés et concevoir, du point de vue expérimental, des catalyseurs moléculaires plus efficaces.

Un second axe vise à inclure des centres catalytiques dans une matrice solide, afin d’en faire des électrodes stables et économiquement rentables pour produire de l’hydrogène par électrolyse en milieu aqueux. Nos premiers résultats ont montré́ toute la pertinence de combiner un catalyseur moléculaire à une matrice solide à base de polymères pour développer des systèmes catalytiques bio-inspirés efficaces pour la conversion électrochimique et photochimique de protons en hydrogène. Nous ambitionnons de concevoir de nouveaux catalyseurs supportés éco-compatibles innovants afin de résoudre le problème de la recherche de nouvelles sources d'énergie.

Un dernier axe consiste au développement des systèmes sans métaux nobles pour la production photocatalytique d'hydrogène, permettant ainsi la conversion de l'énergie solaire en énergie chimique. Nous associerons des photosensibilisateurs organiques à des catalyseurs inorganiques capables de produire du dihydrogène. Nous visons à concevoir des dispositifs de couplage robustes et flexibles capables de capter la lumière pour fournir des électrons au catalyseur et produire de l'hydrogène. Pour ce faire, nous envisagerons deux voies différentes, à savoir l'amélioration de nos systèmes photo-catalytiques et la conception de dyades comme nouveaux photocatalyseurs pour la production d’hydrogène initiée par la lumière.

Financements : ANR JCJC, ANRT, DGA, Région Sud, IEA CNRS

Participants : Renaud Hardré, Bruno Faure, M. Réglier

Collaborations : Entreprise Rener, Athanassios Coutsolelos (Univ. Crete) et Kalliopi Ladomenou (Univ. Hellénique Internationale)

Publications : Chem. Eur. J., 2018 - Chem. Sus. Chem., 2019 - Dalton Trans., 2020 - RSC Adv., 2021 - Chem. Phys. Chem., 2022 - EurJIC, 2023.

2) Activation du dioxygène :  Etudes structure-fonction de monooxygénases à cuivre 

Les Lytic Polysaccharide Monooxygenases (LPMOs) sont des métalloenzymes à cuivre qui catalysent la coupure oxydante de polysaccharides récalcitrants tels que la cellulose, l’hémicellulose ou encore la chitine. Les LPMOs réalisent l’hydroxylation d’une liaison C-H sur la cellulose grâce à un site actif composé d’un cuivre, ce qui entraîne la rupture de la chaine glycosidique. Il est à noter que liaison C-H glycosidique hydroxylée par la LPMO est très énergétique (BDE > 95 kcal/mol) et beaucoup de questions demeurent encore sur le mode d’action, les intermédiaires réactionnels et sur le rôle du motif de coordination particulier (« histidine-brace ») sur les propriétés catalytiques de l’ion métallique. Nous souhaitons obtenir des relations structure-fonction sur cette famille de monooxygénases à cuivre et à cette fin, une approche double alliant données expérimentales et calculs théoriques est développée. En effet, la description précise des propriétés spectroscopiques et électroniques des sites de cuivre par des méthodes de chimie quantique est une condition préalable pour analyser les données expérimentales, comprendre les caractéristiques mécanistiques et concevoir des catalyseurs bio- inspirés. Ce projet propose d’utiliser une approche à la fois expérimentale et théorique, pour sonder la structure et les propriétés des enzymes à cuivre. Nous développons une approche multidisciplinaire combinant biologie, spectroscopie et chimie quantique pour interpréter la structure électronique, les propriétés redox et spectroscopiques de ces enzymes pour mieux comprendre les propriétés et la fonction des sites bio-inorganiques. Notre stratégie est applicable pour prédire la structure et les propriétés des centres à cuivre, ce qui permettra d’accéder à une meilleure compréhension des enzymes et de leur réactivité.

Financements : ANR/DFG, PHC Procope, PHC Procope +

Participants : A. Jalila Simaan, C. Decroos, M. Réglier

Collaborations : Sylvain Bertaina (IM2NP, Aix Marseille Univ.), Giuseppe Sicoli (LASIRE, Lille Univ.), Dimitrios Pantazis et Serena DeBeer (MPI Mülheim, Allemagne)

Publications : Chem. Phys. Chem., 2020Magnetochemistry, 2022Inorg. Chem., 2022.

Collaborations et groupes

Collaborations

  • France, Grenoble : Stéphane Torelli (LCBM)
  • France, Paris : Ally Aukauloo (ICMMO), Sébastien Blanchard (IPCM), Fabienne Peyrot (LCBTP)
  • France, Lille : Giuseppe Sicoli (LASIRe)
  • France, Marseille : Sylvain Bertaina (IM2NP)
  • Allemagne : Dimitrios Pantazis et Serena DeBeer (MPI Mülheim)
  • USA : Naresh Dalal (Florida State Univ.)
  • Grèce : Athanassios Coutsolelos (Univ. Crete), Kalliopi Ladomenou (Univ. Hellénique Internationale)
  • Mexique : Ivan Castillo (UNAM)

Encadrements

  1. Marie Poisson, doctorante DGA 2021-2024, sujet hydrogène, co-directeur : R. Hardré
  2. Yongxing Wang, doctorant CSC 2021-2025, sujet enzymes à cuivre et modèles, directrice : J. Simaan
  3. Jana Mehrez, doctorante Région Sud 2022-2025, sujet hydrogène, co-directeur : R. Hardré
  4. Michael Papadakis, postdoctorant RENER 2023-2024, sujet hydrogène
  5. Iris Wehrung, doctorante MRT 2023-2026, sujet enzymes à cuivre et modèles, co-directrice : J. Simaan
Responsabilités administratives
  • Responsable opérationnel de la plateforme RPE IM2NP de l'IR Infranalytics (Infranalytics, depuis 2023)
  • Membre du bureau du GDR Solar Fuels (Solar Fuels, depuis 2023)
  • Membre de l'advisory board de la Quantum Bioinorganic Chemistry society (QBIC, depuis 2023)
  • Membre du bureau du réseau fédératif Thémosia (Thémosia, depuis 2022)
  • Trésorière de l'Association de Résonance Paramagnétique Électronique (ARPE, depuis 2021)
  • Correspondant communication dans l'Infrastructure de Recherche Infranalytics (Infranalytics, depuis 2021)
  • Co-responsable du pôle Sud-Est du Réseau Francais de Chimie Théorique (RFCT, depuis 2020)
  • Secrétaire da la subdivision Magnétisme Résonance Magnétique de la Division de Chimie Physique (MRM, depuis 2019)
  • Membre du comité d'organisation des conférences de la Fédération de Recherche des Sciences  Chimiques de Marseille (FSCM, depuis 2015)
Actions de vulgarisation
Publications (124)
Reference Résumé graphique HAL

Cleaving DNA with DNA: Cooperative tuning of structure and reactivity driven by copper ions

Sarath Chandra Dantu, Mahdi Khalil, Marc Bria, Christine Saint-Pierre, Maylis Orio, Didier Gasparutto, Giuseppe Sicoli, Advanced Science, 2024, 2024, 2306710. <cea-04507021>

A series of cobalt bis(thiosemicarbazone) catalysts for effective photocatalytic hydrogen evolution reaction

Michael Papadakis, Georgios Landrou, Marie Poisson, Léa Delmotte, Katerina a G Achileos, Sylvain Bertaina, Renaud Hardré, Kalliopi Ladomenou, Athanassios G Coutsolelos, Maylis Orio, European Journal of Inorganic Chemistry, 2023, 26. <hal-04200012>

Syntheses and Electrochemical and EPR Studies of Porphyrins Functionalized with Bulky Aromatic Amine Donors

Mary-Ambre Carvalho, Khalissa Merahi, Julien Haumesser, Ana Mafalda Vaz Martins Pereira, Nathalie Parizel, Jean Weiss, Maylis Orio, Vincent Maurel, Laurent Ruhlmann, Sylvie Choua, Romain Ruppert, Molecules, 2023, 28, 4405. <hal-04157648>

Multi-Electron Visible Light Photoaccumulation on a Dipyridylamine Copper(II)–Polyoxometalate Conjugate Applied to Photocatalytic Generation of CF 3 Radicals

Weixian Wang, Lise-Marie Chamoreau, Guillaume Izzet, Anna Proust, Maylis Orio, Sébastien Blanchard, Journal of the American Chemical Society, 2023, 145, 12136-12147. <hal-04165763>

Structural Features Governing the Metabolic Stability of Tetraethyl-Substituted Nitroxides in Rat Liver Microsomes

Aleksandra Rančić, Nikola Babić, Maylis Orio, Fabienne Peyrot, Antioxidants, 2023, 12, 402. <hal-03979927>

Highly Efficient Light‐Driven CO 2 to CO Reduction by an Appropriately Decorated Iron Porphyrin Molecular Catalyst

Aspasia Stoumpidi, Adelais Trapali, Marie Poisson, Alexandre Barrozo, Sylvain Bertaina, Maylis Orio, Georgios Charalambidis, Athanassios Coutsolelos, ChemCatChem, 2023. <hal-03980075>

A tetrathiafulvalene salt of the nitrite (NO2−) anion: investigations of the spin-Peierls phase

Loïc Soriano, Maylis Orio, Olivier Pilone, Olivier Jeannin, Eric Reinheimer, Nicolas Quéméré, Pascale Auban-Senzier, Marc Fourmigué, Sylvain Bertaina, Journal of Materials Chemistry C, 2023. <hal-04006059>

How Metal Nuclearity Impacts Electrocatalytic H2 Production in Thiocarbohydrazone-based Complexes

Michael Papadakis, Alexandre Barrozo, Léa Delmotte, Tatiana Straistari, Sergiu Shova, Marius Réglier, Vera Krewald, Sylvain Bertaina, Renaud Hardré, Maylis Orio, Inorganics, 2023, 11, 149. <hal-04061771>

Computational Insights of Selective Intramolecular O‐atom Transfer Mediated by Bioinspired Copper Complexes

Stefani Gamboa-Ramírez, Bruno Faure, M. Réglier, A. Jalila Simaan, Maylis Orio, Chemistry - A European Journal, 2022, e202202206. <hal-03789397>

Decoding the Ambiguous Electron Paramagnetic Resonance Signals in the Lytic Polysaccharide Monooxygenase from Photorhabdus luminescens

Rogelio Gómez-Piñeiro, Maria Drosou, Sylvain Bertaina, Christophe Decroos, A. Jalila Simaan, Dimitrios Pantazis, Maylis Orio, Inorganic Chemistry, 2022, 61, 8022-8035. <hal-03704221>

Pages

Habilitation à diriger des recherches
Reference Résumé graphique HAL

Maylis Orio. Application des outils de la chimie quantique et apport de la spectroscopie de Résonance Paramagnétique Électronique pour la caractérisation structurale et dynamique d’Architectures Moléculaires. Chimie théorique et/ou physique. Université Lille1 - Sciences et Technologies, 2014. ⟨tel-01263182v2⟩